JP4023910B2

JP4023910B2 - Ｅｇｒクーラ装置

Info

Publication number: JP4023910B2
Application number: JP15716598A
Authority: JP
Inventors: 屋孝幸土
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2018-06-05
Also published as: JPH11351073A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排気ガス排出装置から分岐して排気ガスの１部をＥＧＲガスとしてＥＧＲクーラを介して吸気装置に還流させる還流路と、前記ＥＧＲクーラにエンジン冷却水を循環させて前記ＥＧＲガスを冷却させる冷却水循環路とを有するＥＧＲクーラ装置において、吸気装置へ還流させるＥＧＲガス温度を所定の温度にして低温で生じる弊害を回避し、冷却水温度を所定の適温にして冷却水高温による弊害を防止するＥＧＲクーラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に従来のＥＧＲクーラ装置の例を示す。エンジン３２の排気マニホールド３６ｂ、排気管３６ａで構成される排気ガス排出装置３６から分岐された還流路３８、４０は、ＥＧＲバルブ４４およびＥＧＲクーラ４２を介して吸気管３４ａ、吸気マニホールド３４ｂで構成される吸気装置３４に連結されＥＧＲガスが還流するようになっている。また、ＥＧＲクーラ４２にはエンジン冷却水を循環させてＥＧＲガスを冷却させるための冷却水循環路４６、４８が連結され熱交換されるようになっている。そして、エンジン運転状態を検出するセンサ５８からの信号にもとづいて、ＥＧＲ制御装置５５がＥＧＲバルブ４４を制御して還流量を制御している。
【０００３】
この様な従来の技術では、排気ガスの性状を改善する目的には沿っているが、たとえばＥＧＲガス温度を過冷させると、ガス中の水分が凝縮水となって発生し硫黄分と反応し硫酸となってＥＧＲ装置の耐久性を低下させている。また、ハイドロカーボン（ＨＣ）などの未燃炭化水素が付着しやすくなり、煤の付着も加速する為ＥＧＲクーラの目詰まりによって、ガス流量の減少を起こしＥＧＲ効果を減じていた。また、高温多量なＥＧＲガスに対し冷却水が高温であったり、循環量が相対的に少ない場合には水温が所定値を越える危険な状態になる懸念があった。
【０００４】
特開平７ー２４３３５４号公報では、ＥＧＲクーラに関する技術を提供しているが、ＥＧＲクーラ中に発生する硫酸がＥＧＲクーラに滞留することを防止する技術で、本発明とは技術範囲が異なっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は上記に鑑みてなされたもので、ＥＧＲガスのＥＧＲクーラでの過冷を防いで硫酸および煤の発生を予防して装置の機能保持をし、また、冷却水の高温過熱を防いで漏水その他の高温弊害を予防して、長期にわたり安定な排気ガス性能を維持するＥＧＲクーラ装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のＥＧＲクーラ装置は、エンジンの排気ガス排出装置から分岐して排気ガスの１部をＥＧＲガスとしてＥＧＲクーラを介して吸気装置に還流させる還流路と、前記ＥＧＲクーラにエンジン冷却水を循環させて前記ＥＧＲガスを冷却させる冷却水循環路とを有し、ＥＧＲガスの還流量を制御するＥＧＲバルブを前記還流路に設け、前記エンジンにエンジン回転速度を検出する回転センサとエンジン負荷を検出する負荷センサとを設けているＥＧＲクーラ装置において、前記冷却水循環路に冷却水流量を調整する冷却水調整弁を設け、前記ＥＧＲクーラの冷却水出口近傍に冷却水温度を検出する冷却水温度センサを設け、前記ＥＧＲクーラから吸気装置へのＥＧＲガス還流路にＥＧＲガス温度を検出するＥＧＲガス温度センサを設け、そして前記回転センサと負荷センサとガス温度センサと冷却水温度センサとのそれぞれに接続して前記ＥＧＲバルブと冷却水調整弁とを制御するＥＧＲ制御装置を設け、該ＥＧＲ制御装置は、前記回転センサと負荷センサとの検出値から所定のＥＧＲ領域にあるか否か判断し、ＥＧＲ領域にあれば前記ＥＧＲガス温度センサによりＥＧＲガス温度を検出しそのＥＧＲガス温度を所定温度にするための冷却水流量または冷却水調整弁の開度を設定して制御指示を行い、そして冷却水温度センサによりＥＧＲクーラで温度上昇後の冷却水温度を検出し、その冷却水温度検出値が定格温度以上であれば冷却水調整弁の開度を調整し冷却水流量を増加させて冷却水温度を低下させ、冷却水温度を定格温度以下に制御する機能を備えている。
【０００７】
上記のように、エンジン排気ガスの１部を排気ガス排出装置から分岐してＥＧＲガスとしてＥＧＲクーラを装着した還流路によって吸気装置に還流させる場合に、ＥＧＲ制御装置がエンジンの運転状態を温度センサと負荷センサからの信号によって判断しＥＧＲバルブを開閉制御してＥＧＲの本来の機能を果させると共に、ＥＧＲガス温度センサと冷却水温度センサの検出信号を判断してＥＧＲガスを過冷させぬよう、冷却水を過熱させぬように冷却水調整弁を制御する。
【０００９】
これにより、エンジン運転状態がＥＧＲ作用領域にある場合では、演算処理装置によってガス温度センサからの検出値を判断してＥＧＲガス温度を適正値にするための冷却水量あるいは弁開度を算出し設定して、冷却水循環量を調整する。同時に、冷却水が所定値以上の高温にならぬような冷却水循環量に調整する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１において、エンジン２の前部に図示しないエアクリーナに接続された吸気装置である吸気管４が装着され、後部に図示しない消音器に接続する排出装置である排気管６が装着されている。そして、排気管６から分岐された還流分岐口６ａに第１の還流路９と、第２の還流路１０とで構成される還流路８が接続されている。この還流路８によって排気ガスの１部がＥＧＲガスとして吸気管４に還流されるようになっている。
【００１１】
第１の還流路９は、還流分岐口６ａからＥＧＲバルブ１４を介して排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ１２の入気口１２ａに接続されている。ＥＧＲバルブ１４は、公知のように、エンジン２の運転状態、とくにエンジン回転速度と負荷の大きさできまる還流率と量にしたがって弁開度が決定されるようになっている。
【００１２】
ＥＧＲクーラ１２には、出気口１２ｂに第２の還流路１０の一端が接続され、還流路１０の他端は還流口４ａで前記吸気管４に接続されている。ＥＧＲクーラ１２で冷却されたＥＧＲガスは、この還流口４ａでエアクリーナからの新気と合流してエンジン２に入るよう構成されている。第２の還流路１０には還流するＥＧＲガスの温度を検出するＥＧＲガス温度センサ２６が装着されて、温度信号をＥＧＲ制御装置２０に送信するよう構成されている。
【００１３】
また、ＥＧＲクーラ１２に、エンジン冷却水でＥＧＲガスを冷却するための冷却水循環路１５が接続されている。冷却水循環路１５は、エンジン２からの循環水を入水口１２ｃに導く第１の水管１６と、冷却後の循環水を出水口１２ｄからエンジン２に導く第２の水管１８とで構成されている。そして、第２の水管１８には循環水量を調節する冷却水調整弁２２が介装されていて、冷却水調整弁２２はＥＧＲ制御装置２０によって流量を調整制御されるよう構成されている。
【００１４】
また、ＥＧＲガスを冷却して温度上昇した循環水が所定の温度即ち定格温度以下であることを監視するための冷却水温度センサ２４が、出水口１２ｄ近傍に装着されている。冷却水温度センサ２４で検出する温度信号はＥＧＲ制御装置２０に送信されるよう構成されている。
【００１５】
また、エンジン２の運転状態を監視するための装置として、エンジン回転速度を検出する回転センサ２８と負荷の代用特性である燃料供給量を検出する負荷センサ２９とがエンジン２に設けられてＥＧＲ制御装置２０に送信するよう構成されている。
【００１６】
ＥＧＲ制御装置２０は、演算処理装置を内蔵して、エンジン２の運転状態を回転センサ２８および負荷センサ２９からの信号によって監視してＥＧＲバルブ１４によってＥＧＲガスの還流量を制御すると共に、ＥＧＲガスが過冷されぬよう、循環冷却水温度が過熱されぬように冷却水調整弁２２を制御する機能をそなえている。
【００１７】
図３はエンジン２の運転状態とＥＧＲとの関係を示したもので、エンジン負荷と回転速度によってＥＧＲ作用の要、否が決定され、○はＥＧＲ領域であり、−はＥＧＲなし領域を示している。
【００１８】
上記構成の作用を図２に示すフローチャート図と、構成ブロック図１を参照して説明する。
【００１９】
ステップＳ１において、ＥＧＲ領域か否かをＥＧＲ制御装置２０が判断する。ＥＧＲ領域であればステップＳ２に行く。ＥＧＲ領域外であれば制御は行われない。
【００２０】
ステップＳ２において、ＥＧＲガス温度をガス温度センサ２６によって検出する。
【００２１】
ステップＳ３において、上記温度センサ２６からの信号にとづいてＥＧＲ制御装置２０がＥＧＲガス温度を所定の温度にするための冷却水流量または、バルブ開度を設定し、制御の指示を行う。
【００２２】
ステップＳ４において、冷却水温度センサ２４によって温度上昇後の循環冷却水の温度を検出する。
【００２３】
ステップ５において、その温度が定格温度たとえば沸点以上であるか否かをＥＧＲ制御装置２０によって判定する。冷却水温度が定格温度以下の安全側にあれば正常状態にあるので、ステップＳ２に戻る。冷却水温度が定格温度以上であれば、対応が必要なのでステップＳ６に行く。
【００２４】
ステップＳ６では、冷却水流量を増加させて冷却水温度を低下させる。冷却水流量の増加は、冷却水調整弁２２の弁開度を調整して行う。この制御はＥＧＲ制御装置２０の指示によって行われる。
【００２５】
次に、ステップＳ３に戻って運転状態にあった制御を継続する。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成され、以下の効果を奏する。
【００２７】
（１）ＥＧＲ領域でＥＧＲガス温度を還流路に設けたガス温度センサで検出し、ＥＧＲ制御装置で判断し、冷却水循環路１５に設けた冷却水調整弁を制御してＥＧＲガス温度の過冷を防止するので、ＥＧＲクーラ装置での硫酸発生による腐食および煤の発生による還流路の目詰まり閉塞を防止する。また、冷却水が過熱状態にならぬように冷却水量を調整するので冷却水加熱による冷却系からの漏水、循環路の破損等の弊害が予防される。
【００２８】
（２）上記によるＥＧＲクーラの目詰まり閉塞の防止によってＥＧＲガスの還流量が低減せず保証され、所期の効果が保持できる。
【００２９】
（３）上記によるＥＧＲガスの還流量保持によりＮＯｘの増大を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＥＧＲクーラ装置の構成を示すブロック図。
【図２】上記構成の作用を示すフローチャート図。
【図３】エンジンの運転負荷と回転速度で決定されるＥＧＲ領域を示す図。
【図４】従来のＥＧＲクーラ装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
２・・・エンジン
４・・・吸気管
４ａ・・還流口
６・・・排気管
６ａ・・還流分岐口
８・・・還流路
９・・・第１の還流路
１０・・第２の還流路
１２・・ＥＧＲクーラ
１２ａ・・入気口
１２ｂ・・出気口
１２ｃ・・入水口
１２ｄ・・出水口
１４・・ＥＧＲバルブ
１５・・冷却水循環路
１６・・第１の水管
１８・・第２の水管
２０・・ＥＧＲ制御装置
２２・・冷却水調整弁
２４・・冷却水温度センサ
２６・・ガス温度センサ
２８・・回転センサ
２９・・負荷センサ

Claims

エンジン（２）の排気ガス排出装置（６）から分岐して排気ガスの１部をＥＧＲガスとしてＥＧＲクーラ（１２）を介して吸気装置（４）に還流させる還流路（８）と、前記ＥＧＲクーラ（１２）にエンジン冷却水を循環させて前記ＥＧＲガスを冷却させる冷却水循環路（１５）とを有し、ＥＧＲガスの還流量を制御するＥＧＲバルブ（１４）を前記還流路（８）に設け、前記エンジン（２）にエンジン回転速度を検出する回転センサ（２８）とエンジン負荷を検出する負荷センサ（２９）とを設けているＥＧＲクーラ装置において、前記冷却水循環路（１５）に冷却水流量を調整する冷却水調整弁（２２）を設け、前記ＥＧＲクーラの冷却水出口（１２ｄ）近傍に冷却水温度を検出する冷却水温度センサ（２４）を設け、前記ＥＧＲクーラ（１２）から吸気装置（４）への還流路（１０）にＥＧＲガス温度を検出するＥＧＲガス温度センサ（２６）を設け、そして前記回転センサ（２８）と負荷センサ（２９）とＥＧＲガス温度センサ（２６）と冷却水温度センサ（２４）とのそれぞれに接続して前記ＥＧＲバルブ（１４）と冷却水調整弁（２２）とを制御するＥＧＲ制御装置（２０）を設け、該ＥＧＲ制御装置（２０）は、前記回転センサ（２８）と負荷センサ（２９）との検出値から所定のＥＧＲ領域にあるか否か判断し、ＥＧＲ領域にあれば前記ＥＧＲガス温度センサ（２６）によりＥＧＲガス温度を検出しそのＥＧＲガス温度を所定温度にするための冷却水流量または冷却水調整弁（２２）の開度を設定して制御指示を行い、そして冷却水温度センサ（２４）によりＥＧＲクーラ（１２）で温度上昇後の冷却水温度を検出し、その冷却水温度検出値が定格温度以上であれば冷却水調整弁（２２）の開度を調整し冷却水流量を増加させて冷却水温度を低下させ、冷却水温度を定格温度以下に制御する機能を備えていることを特徴とするＥＧＲクーラ装置。