JP4269946B2 - Exhaust gas recirculation device - Google Patents

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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • F02M26/25Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses
    • F02M26/26Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses characterised by details of the bypass valve

Description

本発明は、内燃機関の排気ガスの一部を排気通路から吸気通路に還流させるための排気ガス還流路を備えた排気ガス再循環装置に関するもので、特に排気ガス還流路の途中に水冷式の排気熱交換器およびこれを迂回するバイパス配管を装備した排気ガス再循環装置に係わる。   The present invention relates to an exhaust gas recirculation device having an exhaust gas recirculation passage for recirculating a part of exhaust gas of an internal combustion engine from an exhaust passage to an intake passage, and in particular, a water-cooled type in the middle of the exhaust gas recirculation passage. The present invention relates to an exhaust gas recirculation device equipped with an exhaust heat exchanger and a bypass pipe that bypasses the exhaust heat exchanger.

[従来の技術]
従来より、内燃機関の排気ガスの一部を排気通路から吸気通路に還流させるための排気ガス還流管を備えた排気ガス再循環装置においては、排気ガスを吸気側に再循環させると、内燃機関の出力の低下および内燃機関の運転性の低下を伴うので、吸気側に再循環(還流)させる排気ガスの流量(排気ガス還流量:EGR量)を調節する排気ガス還流量制御弁が排気ガス還流管の入口部または途中または出口部に設けられている。また、内燃機関の排気ガスの一部を排気通路から吸気通路に還流させるための排気ガス還流管(EGRパイプ)を備えた排気ガス再循環装置においては、内燃機関の吸気通路に再循環させる排気ガスをEGRパイプの途中で冷却すると、排気ガスの温度が下がり、且つ体積が小さくなることにより、内燃機関の出力を低下させることなく、内燃機関内での燃料の燃焼温度を低下させて効果的に窒素酸化物(NOx)の発生を低減させることができるため、内燃機関に排気ガスを再循環させるEGRパイプの途中に水冷式のEGRガスクーラを装備したものがある。しかるに、EGRパイプの途中にEGRガスクーラを装備すると、内燃機関に再循環させる排気ガスが必ず冷却されてしまうので、寒冷時に排気ガスを再循環しても吸入空気への暖気効果が少ない。すなわち、一般的に、寒冷時に温度の高い排気ガスを吸気側へ再循環させることは、吸入空気への暖気効果を得ることができるが、寒冷時にEGRガスクーラで冷却された排気ガスが吸気側に再循環されるために、十分な暖気効果を得ることができず、寒冷時に内燃機関での着火性が低下して白煙が発生する可能性がある。
[Conventional technology]
Conventionally, in an exhaust gas recirculation device having an exhaust gas recirculation pipe for recirculating a part of exhaust gas of an internal combustion engine from an exhaust passage to an intake passage, the internal combustion engine is recirculated when the exhaust gas is recirculated to the intake side. The exhaust gas recirculation amount control valve for adjusting the flow rate (exhaust gas recirculation amount: EGR amount) of the exhaust gas recirculated (recirculated) to the intake side is exhaust gas. It is provided at the inlet part of the reflux pipe or in the middle or at the outlet part. Further, in an exhaust gas recirculation device provided with an exhaust gas recirculation pipe (EGR pipe) for recirculating a part of the exhaust gas of the internal combustion engine from the exhaust passage to the intake passage, the exhaust gas recirculated to the intake passage of the internal combustion engine. When the gas is cooled in the middle of the EGR pipe, the temperature of the exhaust gas is lowered and the volume is reduced, so that the combustion temperature of the fuel in the internal combustion engine is lowered without lowering the output of the internal combustion engine. Since it is possible to reduce the generation of nitrogen oxides (NOx), there are some equipped with a water-cooled EGR gas cooler in the middle of an EGR pipe for recirculating exhaust gas to an internal combustion engine. However, if an EGR gas cooler is provided in the middle of the EGR pipe, the exhaust gas to be recirculated to the internal combustion engine is always cooled, so that the warming effect on the intake air is small even if the exhaust gas is recirculated during cold weather. That is, in general, recirculation of exhaust gas having a high temperature to the intake side during cold weather can obtain a warming effect on the intake air, but the exhaust gas cooled by the EGR gas cooler during cold weather is brought to the intake side. Since the recirculation is performed, a sufficient warming effect cannot be obtained, and the ignitability in the internal combustion engine may be reduced during cold weather, and white smoke may be generated.

そこで、排気ガスの温度を内燃機関の運転状態に応じて最適化する目的で、内燃機関の排気ガスの一部(排気再循環ガス:EGRガス)を排気通路から吸気通路に還流させるための排気ガス還流路(EGR通路)の途中に、エンジン冷却水を用いてEGRガスを冷却する排気熱交換器(EGRガスクーラ)を備えた冷却通路と、冷却通路をバイパスするバイパス通路とを設け、冷却通路のEGRガスクーラ下流側に、冷却通路とバイパス通路のEGRガス流量比を調節するための排気ガス流量比調節弁(3方弁)を設け、EGR通路の出口付近に全EGR量を調節する排気ガス還流量制御弁(流量調節弁)を設けた排気ガス再循環装置(EGR装置)が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このEGR装置は、排気側排気ガス還流管、分岐部から合流部までをバイパス配管、分岐部からEGRガスクーラまでを排気側排気ガス還流管、EGRガスクーラから合流部までを吸気側排気ガス還流管、および合流部から吸気管までを吸気側排気ガス還流管によって結合して構成されている。また、エンジン冷却水は、エンジンとEGRガスクーラとの間で一対の冷却水配管を通じて循環するように構成されている。   Therefore, for the purpose of optimizing the temperature of the exhaust gas in accordance with the operating state of the internal combustion engine, exhaust for recirculating a part of the exhaust gas of the internal combustion engine (exhaust gas recirculation gas: EGR gas) from the exhaust passage to the intake passage. A cooling passage provided with an exhaust heat exchanger (EGR gas cooler) that cools EGR gas using engine cooling water and a bypass passage that bypasses the cooling passage are provided in the middle of the gas recirculation passage (EGR passage). An exhaust gas flow rate adjusting valve (3-way valve) for adjusting the EGR gas flow rate ratio of the cooling passage and the bypass passage is provided downstream of the EGR gas cooler, and the exhaust gas for adjusting the total EGR amount near the outlet of the EGR passage. An exhaust gas recirculation device (EGR device) provided with a recirculation amount control valve (flow rate control valve) has been proposed (see, for example, Patent Document 1). This EGR device includes an exhaust-side exhaust gas recirculation pipe, a bypass pipe from the branch portion to the merging portion, an exhaust-side exhaust gas recirculation pipe from the branch portion to the EGR gas cooler, an intake-side exhaust gas recirculation pipe from the EGR gas cooler to the merging portion, In addition, the merging portion and the intake pipe are connected by an intake side exhaust gas recirculation pipe. The engine coolant is configured to circulate between the engine and the EGR gas cooler through a pair of coolant pipes.

[従来の技術の不具合]
ところが、特許文献1に記載のEGR装置においては、3方弁、EGRガスクーラ、バイパス配管、流量調節弁をそれぞれ単体で構成している。これにより、単体それぞれにEGRガスを導入する排気ガス還流管を用いて結合しているため、EGR通路全体の通路長が非常に長くなる。特に、冷却通路とバイパス通路とのEGRガスの流量比を調節する際に応答遅れが発生し、高度な温度制御が行い難い。また、単体それぞれを結合している排気ガス還流管に外気が当たり、冷却通路およびバイパス通路のEGRガスの流量比を調節して得たEGRガス温度が変動し易いため、高度な温度制御が行い難い。これらによって、内燃機関の運転状態に対応した最適な温度に制御されたEGRガスを吸入空気に混入させることができなくなるので、性能上の問題、特に排気ガス中のNOx低減効果の悪化があった。
[Conventional technical problems]
However, in the EGR device described in Patent Document 1, a three-way valve, an EGR gas cooler, a bypass pipe, and a flow rate control valve are each configured as a single unit. Thereby, since it couple | bonds using the exhaust gas recirculation | reflux pipe | tube which introduce | transduces EGR gas into each single-piece | unit, the channel length of the whole EGR channel | path becomes very long. In particular, a response delay occurs when adjusting the flow rate ratio of the EGR gas between the cooling passage and the bypass passage, and it is difficult to perform advanced temperature control. In addition, since the outside air hits the exhaust gas recirculation pipes connecting the single units, the EGR gas temperature obtained by adjusting the flow rate ratio of the EGR gas in the cooling passage and the bypass passage is likely to fluctuate. hard. As a result, it becomes impossible to mix the EGR gas controlled to the optimum temperature corresponding to the operating state of the internal combustion engine into the intake air, so that there is a problem in performance, particularly the NOx reduction effect in the exhaust gas is deteriorated. .

また、EGRガスの温度を、満足な排気ガス中のNOx低減効果を得るため、更には、3方弁の内部構成部品および流量調節弁の内部構成部品を熱から保護するためには、EGRガスクーラだけでなく、3方弁および流量調節弁にもエンジン冷却水を導入する必要がある。この場合には、EGRガスクーラ、3方弁および流量調節弁にエンジン冷却水を循環させるための冷却水配管がエンジンとの間にそれぞれ必要となったり、また、EGRガスクーラの冷却水通路と3方弁の冷却水通路とを結合する冷却水配管が必要となったり、EGRガスクーラの冷却水通路と流量調節弁の冷却水通路とを結合する冷却水配管が必要となったり等により、EGR装置に必要なEGRガス冷却装置全体の部品点数が増加し、組み付けも煩雑となり、車両のエンジンルーム内への搭載性が悪いという問題が生じる。   In order to obtain a satisfactory NOx reduction effect in the exhaust gas, and to protect the internal components of the three-way valve and the flow control valve from heat, the EGR gas cooler It is necessary to introduce engine cooling water not only to the three-way valve and the flow rate control valve. In this case, cooling water pipes for circulating engine cooling water to the EGR gas cooler, the three-way valve and the flow control valve are required between the engine and the cooling water passage of the EGR gas cooler and the three-way valve. Due to the necessity of a cooling water pipe connecting the cooling water passage of the valve or a cooling water pipe connecting the cooling water passage of the EGR gas cooler and the cooling water passage of the flow control valve, etc. The number of parts of the entire required EGR gas cooling device increases, the assembly becomes complicated, and there arises a problem that the mounting property in the engine room of the vehicle is poor.

また、EGRガスを排気通路から吸気通路に還流させるためのEGR通路の途中に、エンジン冷却水を用いてEGRガスを冷却する排気熱交換器(EGRガスクーラ)を備えた冷却通路と、冷却通路をバイパスするバイパス通路とを設け、冷却通路のEGRガスクーラ上流側およびバイパス通路の入口側に、冷却通路とバイパス通路のEGRガス流量比を調節するための排気ガス流量比調節弁を設け、冷却通路の出口側とバイパス通路の出口側との合流部よりも下流側に全EGR量を調節するEGR制御弁を設けた排気ガス再循環装置(EGR装置)も提案されている(例えば、特許文献2参照)。   A cooling passage provided with an exhaust heat exchanger (EGR gas cooler) for cooling the EGR gas using engine cooling water in the middle of the EGR passage for returning the EGR gas from the exhaust passage to the intake passage, and a cooling passage A bypass passage is provided, and an exhaust gas flow ratio adjustment valve for adjusting the EGR gas flow ratio between the cooling passage and the bypass passage is provided on the EGR gas cooler upstream side of the cooling passage and the inlet side of the bypass passage. There has also been proposed an exhaust gas recirculation device (EGR device) provided with an EGR control valve that adjusts the total EGR amount downstream of the junction between the outlet side and the outlet side of the bypass passage (see, for example, Patent Document 2). ).

ところが、特許文献2に記載のEGR装置においては、排気ガス流量比調節弁が、内部に冷却通路を形成するEGRガスクーラおよび内部にバイパス通路を形成するバイパス配管の上流側に設置されているため、EGRガス温度の目標値が変更されてEGRガス温度を変更する際に、EGRガスクーラおよびバイパス配管のボリューム(長さ)分だけ制御応答性が悪化し、EGRガス温度の高度制御がし難い。そこで、内部に冷却通路を形成するEGRガスクーラおよび内部にバイパス通路を形成するバイパス配管の下流側に排気ガス流量比調節弁を設置することが考えられる。   However, in the EGR device described in Patent Document 2, the exhaust gas flow rate control valve is installed on the upstream side of the EGR gas cooler that forms the cooling passage inside and the bypass pipe that forms the bypass passage inside. When the target value of the EGR gas temperature is changed and the EGR gas temperature is changed, the control responsiveness is deteriorated by the volume (length) of the EGR gas cooler and the bypass pipe, and it is difficult to control the EGR gas temperature. Thus, it is conceivable to install an exhaust gas flow rate control valve downstream of the EGR gas cooler that forms the cooling passage inside and the bypass pipe that forms the bypass passage inside.

しかし、排気ガス流量比調節弁は、燃焼残滓やカーボン等の微粒子が含まれている排気ガスが流れるEGR通路に設けられている。特にEGRガスクーラを通過して冷やされた微粒子は、排気ガス流量比調節弁のEGRガスクーラ側の弁体に付着して粘着質のデポジット(高温側に比べて低温側の方が粘着性が高い)を形成する。そして、エンジン停止後に、排気ガス流量比調節弁のEGRガスクーラ側の弁体が弁座(例えばバルブシート)に着座して、EGRガスクーラから吸気通路側のEGR通路内にEGRガスを導入する導入孔が閉塞されると、排気ガス流量比調節弁のEGRガスクーラ側の弁体と弁座とに跨がって粘着質のデポジットが堆積することにより、排気ガス流量比調節弁のEGRガスクーラ側の弁体が弁座に固着するために、例えばダイヤフラム等からなるアクチュエータによって排気ガス流量比調節弁のEGRガスクーラ側の弁体が円滑に開閉作動しなくなる可能性がある。
特開平11−280565号公報(第1−6頁、図1) EP1030050A1号公報(第1−7頁、図1−図3)
However, the exhaust gas flow ratio control valve is provided in the EGR passage through which exhaust gas containing particulate matter such as combustion residue and carbon flows. In particular, the fine particles cooled after passing through the EGR gas cooler adhere to the valve body on the EGR gas cooler side of the exhaust gas flow ratio control valve, and deposit an adhesive (the lower temperature side has higher adhesiveness than the high temperature side). Form. Then, after the engine is stopped, the valve body on the EGR gas cooler side of the exhaust gas flow rate control valve is seated on a valve seat (for example, a valve seat), and the EGR gas is introduced from the EGR gas cooler into the EGR passage on the intake passage side. Is closed, the adhesive deposit accumulates across the valve body and the valve seat on the EGR gas cooler side of the exhaust gas flow rate control valve, so that the valve on the EGR gas cooler side of the exhaust gas flow rate control valve Since the body adheres to the valve seat, there is a possibility that the valve body on the EGR gas cooler side of the exhaust gas flow rate adjustment valve may not be smoothly opened and closed by an actuator made of, for example, a diaphragm.
JP-A-11-280565 (page 1-6, FIG. 1) EP1030050A1 (page 1-7, FIGS. 1 to 3)

本発明の目的は、排気ガス還流路内の排気ガス温度を高度制御し易い排気ガス再循環装置を提供することにある。また、粘着質のデポジットによる排気ガス流量比調節弁の排気熱交換器側のバルブの固着を防止することのできる排気ガス再循環装置を提供することにある。さらに、排気ガス還流路または冷却水循環路の通路長さを短縮することで、車両への搭載性を向上することのできる排気ガス再循環装置を提供することにある。その上、内燃機関の出力の低下および内燃機関の運転性の低下を伴うことなく、効果的に酸化窒素の発生を低減することのできる排気ガス再循環装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device in which the exhaust gas temperature in the exhaust gas recirculation path can be easily controlled. Another object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device capable of preventing the exhaust heat exchanger side valve of the exhaust gas flow rate control valve from sticking due to an adhesive deposit. It is another object of the present invention to provide an exhaust gas recirculation device that can improve the mountability on a vehicle by reducing the length of the exhaust gas recirculation path or the cooling water circulation path. Furthermore, it is an object of the present invention to provide an exhaust gas recirculation device capable of effectively reducing the generation of nitric oxide without causing a decrease in the output of the internal combustion engine and a decrease in the operability of the internal combustion engine.

請求項1に記載の発明によれば、内燃機関の排気ガスの一部を吸気側に再循環させるための排気ガス還流路を備えた排気ガス再循環装置において、排気ガス還流路内を流れる排気ガスを冷却する水冷式の排気熱交換器、および排気ガス還流路内を流れる排気ガスを排気熱交換器より迂回させるバイパス配管の下流側近傍に、排気熱交換器内を流れる排気ガスの流量とバイパス配管内を流れる排気ガスの流量の比を連続的または段階的に調節する排気ガス流量比調節弁を設けることにより、排気ガス流量比調節弁において、排気熱交換器から第1導入孔を介して吸気側に導入される低温の排気ガスとバイパス配管から第2導入孔を介して吸気側に導入される高温の排気ガスとを混合(ミキシング)することができる。   According to the first aspect of the present invention, in the exhaust gas recirculation device having the exhaust gas recirculation path for recirculating a part of the exhaust gas of the internal combustion engine to the intake side, the exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation path The flow rate of the exhaust gas flowing in the exhaust heat exchanger in the vicinity of the downstream side of the water-cooled exhaust heat exchanger that cools the gas and the bypass pipe that bypasses the exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation path from the exhaust heat exchanger By providing an exhaust gas flow rate control valve that continuously or stepwise adjusts the ratio of the flow rate of the exhaust gas flowing through the bypass pipe, the exhaust gas flow rate control valve is connected to the exhaust heat exchanger through the first introduction hole. Thus, the low temperature exhaust gas introduced to the intake side and the high temperature exhaust gas introduced to the intake side from the bypass pipe through the second introduction hole can be mixed (mixed).

また、水冷式の排気熱交換器およびバイパス配管の下流側近傍に排気ガス流量比調節弁を設けることにより、排気ガス還流路内の排気ガス温度を変更する際に、排気熱交換器およびバイパス配管のボリューム(長さ)分だけ、排気ガス流量比調節弁の制御応答性が向上する。これによって、排気ガス還流路内の排気ガス温度が、目標値より異常にオーバーシュートまたはアンダーシュートすることなく、目標値に速やかに収束するように、排気ガス還流路内の排気ガス温度を高度制御し易くなる。   In addition, by providing an exhaust gas flow ratio control valve in the vicinity of the downstream side of the water-cooled exhaust heat exchanger and bypass pipe, the exhaust heat exchanger and bypass pipe can be changed when the exhaust gas temperature in the exhaust gas recirculation path is changed. The control responsiveness of the exhaust gas flow rate control valve is improved by the volume (length). As a result, the exhaust gas temperature in the exhaust gas recirculation path is highly controlled so that the exhaust gas temperature in the exhaust gas recirculation path quickly converges to the target value without abnormally overshooting or undershooting the target value. It becomes easy to do.

また、排気熱交換器と排気ガス流量比調節弁とを結合する排気ガス還流管(配管)、およびバイパス配管と排気ガス流量比調節弁とを結合する排気ガス還流管(配管)を非常に短縮できるので、配管の取り回しが容易となる。したがって、組み付けが容易となり、また、排気ガス還流路の通路長も短くなるので、車両への搭載性を向上できる。そして、排気ガス還流路内を通過する排気ガスの全流量を最適化して内燃機関の吸気側に再循環させることができるので、内燃機関の出力の低下および内燃機関の運転性の低下を伴うことなく、効果的に酸化窒素の発生を低減することができる。また、排気ガス還流路内を通過する排気ガスの温度を最適化して内燃機関の吸気側に再循環させることができるので、吸入空気への十分な暖気効果を得て内燃機関での着火性を大幅に向上できる。   In addition, the exhaust gas recirculation pipe (pipe) that connects the exhaust heat exchanger and the exhaust gas flow ratio control valve, and the exhaust gas recirculation pipe (pipe) that connects the bypass pipe and the exhaust gas flow ratio control valve are extremely shortened. This makes it easier to handle the piping. Therefore, assembly is facilitated and the passage length of the exhaust gas recirculation path is shortened, so that the mountability to the vehicle can be improved. Further, since the total flow rate of the exhaust gas passing through the exhaust gas recirculation path can be optimized and recirculated to the intake side of the internal combustion engine, it is accompanied by a decrease in the output of the internal combustion engine and a decrease in the operability of the internal combustion engine. Therefore, the generation of nitric oxide can be effectively reduced. In addition, since the temperature of the exhaust gas passing through the exhaust gas recirculation path can be optimized and recirculated to the intake side of the internal combustion engine, a sufficient warming effect on the intake air can be obtained to improve the ignitability in the internal combustion engine. Can greatly improve.

また、排気ガス流量比調節弁を、バイパス配管側の第2弁体が、バイパス配管から排気ガスを導入する第2導入孔を全開している時に、排気熱交換器側の第1弁体が、排気熱交換器から排気ガスを導入する第1導入孔を所定開度以上開放する構造としている。すなわち、バイパス配管から第2導入孔を介して高温の排気ガスが導入される場合でも、第1導入孔を全閉しない構造とすることにより、排気熱交換器から第1導入孔を介して導入される低温の排気ガスによって、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品を冷却することができる。したがって、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品を高温の排気ガスの熱から保護できるので、排気ガス流量比調節弁の制御応答性を向上できる。 Further , when the second valve body on the bypass pipe side fully opens the second introduction hole for introducing the exhaust gas from the bypass pipe, the first valve body on the exhaust heat exchanger side is The first introduction hole for introducing the exhaust gas from the exhaust heat exchanger is opened at a predetermined opening or more. That is, even when high-temperature exhaust gas is introduced from the bypass pipe through the second introduction hole, the first introduction hole is not fully closed so that the exhaust heat exchanger introduces the first introduction hole through the first introduction hole. The internal components of the exhaust gas flow rate control valve can be cooled by the low temperature exhaust gas. Therefore, since the internal components of the exhaust gas flow rate control valve can be protected from the heat of the high temperature exhaust gas, the control response of the exhaust gas flow rate control valve can be improved.

また、排気熱交換器側の第1弁体としてノーマリオープンタイプ(常開型)のバルブを採用し、バイパス配管側の第2弁体としてノーマリクローズタイプ(常閉型)のバルブを採用することにより、排気ガス流量比調節弁のアクチュエータが制御不能の場合でも、排気熱交換器を通過して冷却された低温の排気ガスが、排気ガス流量比調節弁内に流入することになる。これによって、排気ガス流量比調節弁のアクチュエータが故障しても、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品を高温の排気ガスの熱から保護できるので、排気ガス再循環装置の2次故障を防止できる。   In addition, a normally open type (normally open type) valve is used as the first valve body on the exhaust heat exchanger side, and a normally closed type (normally closed type) valve is used as the second valve body on the bypass piping side. As a result, even when the actuator of the exhaust gas flow rate control valve cannot be controlled, the low-temperature exhaust gas cooled by passing through the exhaust heat exchanger flows into the exhaust gas flow rate control valve. As a result, even if the actuator of the exhaust gas flow ratio control valve fails, the internal components of the exhaust gas flow ratio control valve can be protected from the heat of the hot exhaust gas, thus preventing secondary failure of the exhaust gas recirculation device. it can.

また、水冷式の排気熱交換器およびバイパス配管の下流側近傍に、排気熱交換器から排気ガスを導入する第1導入孔、バイパス配管から排気ガスを導入する第2導入孔、および2つの第1、第2導入孔の開口面積を調節するバルブを有する排気ガス流量比調節弁を設けている。そして、バルブは、第1導入孔の開口面積を調節する常開型の第1弁体、および第2導入孔の開口面積を調節する常閉型の第2弁体よりなる。そして、排気ガス流量比調節弁を、内燃機関の運転停止時に、排気熱交換器側の第1弁体が開弁するように構成し、且つバイパス配管側の第2弁体が閉弁するように構成したことにより、仮に排気ガス流量比調節弁の排気熱交換器側の第1弁体に排気ガス中に含まれる微粒子が付着して粘着質のデポジットが形成されても、排気ガス流量比調節弁の排気熱交換器側の第1弁体とバルブハウジング(例えば弁座またはバルブシート)とに跨がって粘着質のデポジットが堆積することはないので、排気ガス流量比調節弁のバルブが固着することはない。これによって、例えばアクチュエータによって排気ガス流量比調節弁のバルブが円滑に開閉作動できるので、排気ガス流量比調節弁の制御応答性を向上できる。 In addition, a first introduction hole for introducing exhaust gas from the exhaust heat exchanger, a second introduction hole for introducing exhaust gas from the bypass pipe, and two second openings in the vicinity of the downstream side of the water-cooled exhaust heat exchanger and bypass pipe 1. An exhaust gas flow ratio adjusting valve having a valve for adjusting the opening area of the second introduction hole is provided. The valve includes a normally-open first valve body that adjusts the opening area of the first introduction hole and a normally-closed second valve body that adjusts the opening area of the second introduction hole. The exhaust gas flow rate control valve is configured such that the first valve body on the exhaust heat exchanger side opens when the operation of the internal combustion engine stops, and the second valve body on the bypass pipe side closes. Even if an adhesive deposit is formed by adhering fine particles contained in the exhaust gas to the first valve body on the exhaust heat exchanger side of the exhaust gas flow ratio control valve, the exhaust gas flow ratio is adjusted. Since no sticky deposit is deposited across the first valve body on the exhaust heat exchanger side of the control valve and the valve housing (for example, valve seat or valve seat), the valve of the exhaust gas flow rate control valve Will not stick. Accordingly, for example, the valve of the exhaust gas flow rate control valve can be smoothly opened and closed by the actuator, so that the control response of the exhaust gas flow rate control valve can be improved.

請求項に記載の発明によれば、排気ガス流量比調節弁のバルブを、第1弁体を構成する略円形の第1鍔状部、第2弁体を構成する略円形の第2鍔状部、第1鍔状部および第2鍔状部と一体的に往復動作する軸状部よりなるダブルポペット型バルブによって構成することにより、第1弁体と第2弁体とを別々の軸状部によって往復動作させるものと比べて、部品点数や組付工数を軽減することができ、低コスト化を図ることができる。また、請求項に記載の発明によれば、1つのアクチュエータおよび1つの弁体付勢手段によって第1弁体および第2弁体を動作させることができるので、第1弁体と第2弁体とを別々のアクチュエータおよび別々の弁体付勢手段によって動作させるものと比べて、部品点数や組付工数を軽減することができ、低コスト化を図ることができる。 According to the second aspect of the present invention, the exhaust gas flow rate control valve is made up of the substantially circular first rod-shaped portion constituting the first valve body and the substantially circular second rod constituting the second valve body. The first valve body and the second valve body are separated from each other by forming a double poppet type valve composed of a shaft-shaped portion that reciprocates integrally with the first-shaped portion, the first collar-shaped portion, and the second collar-shaped portion. The number of parts and the number of assembling steps can be reduced and the cost can be reduced as compared with the case where the reciprocating operation is performed by the shape portion. According to the invention described in claim 3 , since the first valve body and the second valve body can be operated by one actuator and one valve body urging means, the first valve body and the second valve body Compared with the case where the body is operated by separate actuators and separate valve body urging means, the number of parts and the number of assembly steps can be reduced, and the cost can be reduced.

請求項に記載の発明によれば、排気ガス流量比調節弁を、排気熱交換器の第1排気ガス通路から排気ガスを導入する第1導入孔、バイパス配管の第2排気ガス通路から排気ガスを導入する第2導入孔、第1導入孔の開口面積を調節する常開型の第1弁体、第2導入孔の開口面積を調節する常閉型の第2弁体、および内部に高温の排気ガスと低温の排気ガスとをミキシングするためのミクスチャ室によって構成することにより、排気ガス流量比調節弁において、排気熱交換器の第1排気ガス通路から第1導入孔を介してミクスチャ室内に導入される低温の排気ガスとバイパス配管の第2排気ガス通路から第2導入孔を介してミクスチャ室内に導入される高温の排気ガスとを混合(ミキシング)することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the exhaust gas flow rate control valve is exhausted from the first introduction hole for introducing the exhaust gas from the first exhaust gas passage of the exhaust heat exchanger and from the second exhaust gas passage of the bypass pipe. A second introduction hole for introducing gas, a normally open first valve body for adjusting an opening area of the first introduction hole, a normally closed second valve body for adjusting an opening area of the second introduction hole, and an inside thereof By configuring the mixture chamber for mixing the high temperature exhaust gas and the low temperature exhaust gas, in the exhaust gas flow rate control valve, the mixture is introduced from the first exhaust gas passage of the exhaust heat exchanger through the first introduction hole. It is possible to mix (mix) the low-temperature exhaust gas introduced into the room and the high-temperature exhaust gas introduced from the second exhaust gas passage of the bypass pipe into the mixture chamber through the second introduction hole.

請求項に記載の発明によれば、排気ガス還流量制御弁を、排気熱交換器に第1導入孔を介して連通すると共に、バイパス配管に第2導入孔を介して連通する連通路、この連通路の開口面積を調節する弁体、この弁体を開弁方向に駆動するアクチュエータ、および弁体を閉弁方向に付勢する弁体付勢手段によって構成することにより、排気熱交換器内で冷却された排気ガスが排気ガス還流量制御弁の連通路内に流入することになるので、排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を保護することができるので、排気ガス還流量制御弁の制御応答性を向上できる。 According to the invention described in claim 5 , the exhaust gas recirculation amount control valve communicates with the exhaust heat exchanger via the first introduction hole, and communicates with the bypass pipe via the second introduction hole. An exhaust heat exchanger is constituted by a valve body that adjusts the opening area of the communication passage, an actuator that drives the valve body in a valve opening direction, and a valve body biasing means that biases the valve body in a valve closing direction. Since the exhaust gas cooled inside the exhaust gas flows into the communication passage of the exhaust gas recirculation amount control valve, the internal components of the exhaust gas recirculation amount control valve can be protected. The control responsiveness can be improved.

請求項に記載の発明によれば、内燃機関の排気ガスの一部を吸気側に再循環させるための排気ガス還流路の途中で、排気熱交換器とバイパス配管とを並列的に、しかも近傍に配置して排気ガス冷却装置を構成することにより、排気熱交換器とバイパス配管とが離れて設けられた従来技術と比べて、排気ガス冷却装置の体格を小型化できる。したがって、配管の取り回しが容易となり、排気ガス冷却装置の組み付けが容易となるので、車両への搭載性を向上できる。 According to the invention described in claim 6 , the exhaust heat exchanger and the bypass pipe are arranged in parallel in the middle of the exhaust gas recirculation path for recirculating a part of the exhaust gas of the internal combustion engine to the intake side. By arranging the exhaust gas cooling device in the vicinity, the size of the exhaust gas cooling device can be reduced as compared with the prior art in which the exhaust heat exchanger and the bypass pipe are provided apart from each other. Therefore, the piping can be easily handled and the exhaust gas cooling device can be easily assembled, so that the mounting property on the vehicle can be improved.

請求項に記載の発明によれば、バイパス配管は、排気熱交換器の筒方向寸法と略同一の寸法で、且つ排気熱交換器と並列的に、しかも近傍に配置されている。そして、バイパス配管に、バイパス配管の筒方向に伸縮することが可能な蛇腹状のベローズ部を設けることにより、高温の排気ガスを冷却水で冷却して低温部となる排気熱交換器と高温の排気ガスをそのまま通過させて高温部となるバイパス配管との熱膨張の差をベローズ部で吸収することができる。これにより、耐久性に優れた排気ガス冷却装置となる。 According to the seventh aspect of the present invention, the bypass pipe has a dimension that is substantially the same as the dimension of the exhaust heat exchanger in the cylinder direction, and is arranged in parallel to and in the vicinity of the exhaust heat exchanger. And, by providing the bypass pipe with a bellows-like bellows part that can expand and contract in the cylinder direction of the bypass pipe, the exhaust heat exchanger that cools the high-temperature exhaust gas with cooling water and becomes a low-temperature part and the high-temperature part The bellows part can absorb the difference in thermal expansion from the bypass pipe that becomes the high-temperature part by passing the exhaust gas as it is. Thereby, it becomes an exhaust-gas cooling device excellent in durability.

請求項に記載の発明によれば、内燃機関の排気ガスの一部を吸気側に再循環させるための排気ガス還流路の途中で、排気熱交換器およびバイパス配管と排気ガス流量比調節弁とを直列的に直接結合して一体化することにより、排気熱交換器と排気ガス流量比調節弁とを結合する排気ガス還流管(配管)と、バイパス配管と排気ガス流量比調節弁とを結合する排気ガス還流管(配管)とが不要となるので、部品点数を減少できる。したがって、排気熱交換器と排気ガス流量比調節弁との組み付け性を向上することができ、あるいはバイパス配管と排気ガス流量比調節弁との組み付け性を向上することができ、また、排気ガス還流路の通路長を非常に短縮できるので、配管の取り回しが容易となり、車両への搭載性をより向上できる。また、排気ガス還流路の途中で、排気熱交換器と排気ガス流量比調節弁とを直列的に直接結合して一体化することにより、排気熱交換器より冷却された排気ガスの熱が排気ガス流量比調節弁に効率的に伝熱し、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品を冷却することができるので、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品を排気ガスの熱から保護できる。したがって、排気ガス流量比調節弁の制御応答性を向上できる。 According to the eighth aspect of the present invention, the exhaust heat exchanger, the bypass pipe, and the exhaust gas flow ratio control valve are provided in the middle of the exhaust gas recirculation path for recirculating a part of the exhaust gas of the internal combustion engine to the intake side. Are connected and integrated in series to provide an exhaust gas recirculation pipe (pipe) that connects the exhaust heat exchanger and the exhaust gas flow rate control valve, and a bypass pipe and an exhaust gas flow rate control valve. Since the exhaust gas recirculation pipe (pipe) to be coupled is not necessary, the number of parts can be reduced. Therefore, the assembling property between the exhaust heat exchanger and the exhaust gas flow rate control valve can be improved, or the assembling property between the bypass pipe and the exhaust gas flow rate control valve can be improved, and the exhaust gas recirculation can be improved. Since the path length of the road can be greatly shortened, the piping can be easily routed and the mounting property on the vehicle can be further improved. Further, in the middle of the exhaust gas recirculation path, the exhaust heat exchanger and the exhaust gas flow rate control valve are directly connected and integrated in series, so that the heat of the exhaust gas cooled by the exhaust heat exchanger is exhausted. Since heat can be efficiently transferred to the gas flow rate control valve and the internal components of the exhaust gas flow rate control valve can be cooled, the internal components of the exhaust gas flow rate control valve can be protected from the heat of the exhaust gas. Therefore, the control responsiveness of the exhaust gas flow rate control valve can be improved.

請求項に記載の発明によれば、内燃機関の排気ガスの一部を吸気側に再循環させるための排気ガス還流路の途中で、排気ガス流量比調節弁と排気ガス還流量制御弁とを直列的に直接結合して一体化することにより、排気ガス流量比調節弁と排気ガス還流量制御弁とを結合する排気ガス還流管(配管)が不要となるので、部品点数を減少できる。したがって、排気ガス流量比調節弁と排気ガス還流量制御弁との組み付け性を向上することができ、また、排気ガス還流路の通路長を非常に短縮できるので、配管の取り回しが容易となり、車両への搭載性をより向上できる。また、排気ガス流量比調節弁と排気ガス還流量制御弁との間の排気温度バラツキを抑えることができ、また、排気ガス還流路の通路長が短くなったことにより、排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁の制御応答性も向上できる。 According to the ninth aspect of the present invention, the exhaust gas flow ratio control valve, the exhaust gas recirculation amount control valve, and the exhaust gas recirculation path for recirculating a part of the exhaust gas of the internal combustion engine to the intake side are provided. Are directly coupled and integrated in series, so that an exhaust gas recirculation pipe (pipe) for coupling the exhaust gas flow rate control valve and the exhaust gas recirculation amount control valve becomes unnecessary, and the number of parts can be reduced. Therefore, it is possible to improve the assembly of the exhaust gas flow rate control valve and the exhaust gas recirculation amount control valve, and the passage length of the exhaust gas recirculation path can be greatly shortened. Can be more easily mounted. Further, exhaust temperature variation between the exhaust gas flow rate control valve and the exhaust gas recirculation amount control valve can be suppressed, and the exhaust gas recirculation path length is shortened, so that the exhaust gas flow rate control valve In addition, the control response of the exhaust gas recirculation amount control valve can be improved.

請求項1に記載の発明によれば、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を、1個のハウジングの内部に収容保持することにより、排気ガス流量比調節弁と排気ガス還流量制御弁とを直列的に直接結合して一体化でき、且つ排気ガス流量比調節弁と排気ガス還流量制御弁とで1個のハウジングを共通使用できる。 According to the invention of claim 1 0, the internal components of the internal components and an exhaust gas recirculation control valve of the exhaust gas flow rate regulating valve, by accommodating held in the one housing, the exhaust gas The flow rate control valve and the exhaust gas recirculation amount control valve can be directly connected and integrated in series, and the exhaust gas flow rate control valve and the exhaust gas recirculation amount control valve can share one housing.

請求項1に記載の発明によれば、内燃機関の冷却水を、排気熱交換器、排気ガス流量比調節弁、排気ガス還流量制御弁の順に循環させる冷却水循環路の途中で、排気熱交換器と排気ガス流量比調節弁と排気ガス還流量制御弁とを直列的に直接結合して一体化することにより、排気熱交換器と排気ガス流量比調節弁とを結合する冷却水配管、および排気ガス流量比調節弁と排気ガス還流量制御弁とを結合する冷却水配管が不要となるので、部品点数を減少できる。したがって、冷却水循環路の通路長を非常に短縮できるので、冷却水配管の取り回しが容易となり、車両への搭載性を向上できる。そして、排気熱交換器から排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁に直接冷却水を導入することにより、排気ガス流量比調節弁内を通過する排気ガス、排気ガス還流量制御弁内を通過する排気ガス、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品、および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を冷却水を用いて冷却することができる。 According to the invention of claim 1 1, the cooling water of the internal combustion engine, the exhaust heat exchanger, the exhaust gas flow rate regulating valve, in the middle of the cooling water circulation passage for circulating the order of the exhaust gas recirculation control valve, exhaust heat A cooling water pipe connecting the exhaust heat exchanger and the exhaust gas flow rate control valve by directly connecting and integrating the exchanger, the exhaust gas flow rate control valve and the exhaust gas recirculation amount control valve in series; In addition, since the cooling water piping for connecting the exhaust gas flow rate control valve and the exhaust gas recirculation amount control valve is not necessary, the number of parts can be reduced. Accordingly, the passage length of the cooling water circulation path can be greatly shortened, so that the cooling water pipe can be easily routed and the mounting property to the vehicle can be improved. Then, by introducing cooling water directly from the exhaust heat exchanger to the exhaust gas flow rate control valve and the exhaust gas recirculation control valve, the exhaust gas passing through the exhaust gas flow ratio control valve, the exhaust gas recirculation control valve The exhaust gas passing through the internal combustion engine, the internal components of the exhaust gas flow rate control valve, and the internal components of the exhaust gas recirculation amount control valve can be cooled using cooling water.

請求項1に記載の発明によれば、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を収容保持するハウジングに、排気ガス還流路に対して、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品側および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品側に、冷却水循環路の一部分を構成する冷却水通路を形成している。そして、排気熱交換器を、バイパス配管に対して、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品側および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品側に配置している。これによって、排気熱交換器から冷却水通路内に直接導入された冷却水を用いてハウジングを冷却することで、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を冷却することができる。したがって、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を排気ガスの熱から保護できるので、排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁の制御応答性を向上できる。 According to the invention of claim 1 2, the housing containing holding the internal components of the internal components and an exhaust gas recirculation control valve of the exhaust gas flow rate control valve for exhaust gas recirculation passage, an exhaust gas A cooling water passage constituting a part of the cooling water circulation path is formed on the internal component side of the flow rate control valve and the internal component side of the exhaust gas recirculation amount control valve. The exhaust heat exchanger is disposed on the internal component side of the exhaust gas flow rate control valve and the internal component side of the exhaust gas recirculation amount control valve with respect to the bypass pipe. As a result, the internal components of the exhaust gas flow rate control valve and the internal components of the exhaust gas recirculation amount control valve are cooled by cooling the housing using the cooling water introduced directly from the exhaust heat exchanger into the cooling water passage. Can be cooled. Therefore, since the internal components of the exhaust gas flow rate control valve and the internal components of the exhaust gas recirculation control valve can be protected from the heat of the exhaust gas, the control responsiveness of the exhaust gas flow ratio control valve and the exhaust gas recirculation control valve Can be improved.

請求項1に記載の発明によれば、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を収容保持するハウジングに、排気ガス還流路に対して、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品側および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品側に、冷却水循環路の一部分を構成する冷却水通路を設けている。そして、そのハウジングの冷却水通路内に伝熱フィンを設けることにより、排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁のハウジング内を通過する排気ガスによって高温化されたハウジングの熱を、冷却水通路内を循環する冷却水に効率的に伝えることができる。これによって、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を冷却水を用いて冷却することができる。したがって、排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を排気ガスの熱から保護できるので、排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁の制御応答性を向上できる。 According to the invention described in claims 1 to 3, the housing containing holding the internal components of the internal components and an exhaust gas recirculation control valve of the exhaust gas flow rate control valve for exhaust gas recirculation passage, an exhaust gas A cooling water passage that constitutes a part of the cooling water circulation path is provided on the internal component side of the flow rate control valve and the internal component side of the exhaust gas recirculation amount control valve. Then, by providing a heat transfer fin in the cooling water passage of the housing, the heat of the housing heated to high temperature by the exhaust gas passing through the housing of the exhaust gas flow rate control valve and the exhaust gas recirculation amount control valve is cooled. It can be efficiently transmitted to the cooling water circulating in the water passage. As a result, the internal components of the exhaust gas flow rate control valve and the internal components of the exhaust gas recirculation amount control valve can be cooled using the cooling water. Therefore, since the internal components of the exhaust gas flow rate control valve and the internal components of the exhaust gas recirculation control valve can be protected from the heat of the exhaust gas, the control responsiveness of the exhaust gas flow ratio control valve and the exhaust gas recirculation control valve Can be improved.

請求項1に記載の発明によれば、運転状態検出手段によって検出した内燃機関の運転状態または排気温度ガス検出手段によって検出した排気ガス温度に応じて、排気ガス流量比調節弁の弁開度および排気ガス還流量制御弁の弁開度を連続的または段階的に制御することにより、排気ガス還流路から吸気通路に再循環させる排気ガスの温度および全流量を最適化することができる。これによって、排気ガス還流路から吸気通路に再循環させる排気ガスの温度および全流量を最適化することができるので、例えば通常時に排気ガスを排気熱交換器で冷却して吸気通路に再循環させることにより、内燃機関の出力の低下および内燃機関の運転性の低下を伴うことなく、効果的に窒素酸化物(NOx)の排出量を低減することができ、併せて排気微粒子(パティキュレート・マター:PM)の排出量も低減することができる。また、寒冷時には排気ガスを温度が高いまま吸気通路に再循環させることもできるので、吸入空気への十分な暖気効果を得ることができ、寒冷時における白煙の発生を防止することができる。 According to the invention described in claim 1 4, in accordance with the exhaust gas temperature detected by the operating state or the exhaust temperature gas detector for an internal combustion engine detected by the operating condition detecting means, the valve opening of the exhaust gas flow rate ratio control valve By controlling the valve opening of the exhaust gas recirculation amount control valve continuously or stepwise, the temperature and total flow rate of the exhaust gas recirculated from the exhaust gas recirculation passage to the intake passage can be optimized. As a result, the temperature and total flow rate of the exhaust gas recirculated from the exhaust gas recirculation path to the intake passage can be optimized. For example, the exhaust gas is cooled by the exhaust heat exchanger at normal times and recirculated to the intake passage. As a result, the emission amount of nitrogen oxide (NOx) can be effectively reduced without lowering the output of the internal combustion engine and the operability of the internal combustion engine, and exhaust particulates (particulate matter) : PM) can also be reduced. Further, since the exhaust gas can be recirculated to the intake passage while the temperature is high during cold weather, a sufficient warming effect on the intake air can be obtained, and the generation of white smoke during cold weather can be prevented.

請求項1に記載の発明によれば、冷間始動時、つまり内燃機関の冷却水の温度が第1所定値よりも低い時には、排気ガス流量比調節弁の弁開度を制御することで、第2弁体を開弁する。これによって、第2導入孔が開かれるので、排気ガス還流路内を流れる排気ガスの大部分は、排気熱交換器を迂回してバイパス配管を通過することになる。したがって、冷間始動時に高温の排気ガスが吸気側に再循環されるために、十分な暖気効果を得ることができ、冷間始動時に内燃機関での着火性が向上して白煙の発生を抑えることができる。また、内燃機関の暖機後、つまり内燃機関の冷却水の温度が第2所定値よりも高い時には、排気ガス流量比調節弁の弁開度を制御することで、第1弁体を開弁し、且つ第2弁体を閉弁する。これによって、第1導入孔が開かれ、第2導入孔が閉じられるので、排気ガス還流路内を流れる排気ガスの全流量は、排気熱交換器を通過することになる。したがって、排気ガス還流路内を通過する排気ガスの温度が下がり、且つ体積が小さくなることにより、内燃機関の出力を低下させることなく、内燃機関内での燃料の燃焼温度を低下させて効果的に窒素酸化物(NOx)の発生を低減させることができる。 According to the invention described in claim 15 , at the time of cold start, that is, when the temperature of the cooling water of the internal combustion engine is lower than the first predetermined value, the valve opening degree of the exhaust gas flow rate control valve is controlled. Then, the second valve body is opened. As a result, the second introduction hole is opened, so that most of the exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation path bypasses the exhaust heat exchanger and passes through the bypass pipe. Therefore, since the high-temperature exhaust gas is recirculated to the intake side during the cold start, a sufficient warming effect can be obtained, and the ignitability in the internal combustion engine is improved during the cold start, and white smoke is generated. Can be suppressed. Further, after the internal combustion engine is warmed up, that is, when the temperature of the cooling water of the internal combustion engine is higher than the second predetermined value, the first valve body is opened by controlling the valve opening of the exhaust gas flow rate control valve. And the second valve body is closed. As a result, the first introduction hole is opened and the second introduction hole is closed, so that the total flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust gas recirculation path passes through the exhaust heat exchanger. Therefore, the temperature of the exhaust gas passing through the exhaust gas recirculation passage is lowered and the volume is reduced, so that the combustion temperature of the fuel in the internal combustion engine is effectively reduced without lowering the output of the internal combustion engine. In addition, generation of nitrogen oxides (NOx) can be reduced.

請求項1に記載の発明によれば、排気ガス温度検出手段によって検出した実際の排気ガス温度が、内燃機関の負荷状態に対応して設定される目標値と略一致するように、実際の排気ガス温度と目標値との温度偏差に基づいて、排気ガス流量比調節弁の弁開度をフィードバック制御することにより、排気ガス還流路内を通過する排気ガスの温度が目標値よりも異常に下回ることはない。したがって、内燃機関内での燃焼状態が良好となり、内燃機関の回転速度が安定する。また、排気ガス温度検出手段によって検出した排気ガス温度が目標値と略一致するように、実際の排気ガス温度と目標値との温度偏差に基づいて、排気ガス流量比調節弁の弁開度をフィードバック制御することにより、排気ガス還流路内を通過する排気ガスの温度が目標値よりも異常に上回ることはない。したがって、内燃機関の排気ガスの一部を排気通路から吸気通路に還流させる排気ガス還流量、あるいは新規吸入空気量に対する排気ガス還流量の比であるEGR率が不足することはなく、内燃機関のエミッションの悪化を抑えることができる。 According to the invention described in claim 16 , the actual exhaust gas temperature detected by the exhaust gas temperature detection means is substantially equal to the target value set corresponding to the load state of the internal combustion engine. Based on the temperature deviation between the exhaust gas temperature and the target value, feedback control of the valve opening of the exhaust gas flow ratio control valve makes the temperature of the exhaust gas passing through the exhaust gas recirculation path abnormally than the target value. Never fall below. Therefore, the combustion state in the internal combustion engine becomes good, and the rotation speed of the internal combustion engine is stabilized. Further, based on the temperature deviation between the actual exhaust gas temperature and the target value, the valve opening of the exhaust gas flow ratio control valve is adjusted so that the exhaust gas temperature detected by the exhaust gas temperature detecting means substantially matches the target value. By performing feedback control, the temperature of the exhaust gas passing through the exhaust gas recirculation path does not abnormally exceed the target value. Therefore, there is no shortage of the exhaust gas recirculation amount for recirculating part of the exhaust gas of the internal combustion engine from the exhaust passage to the intake passage, or the ratio of the exhaust gas recirculation amount to the new intake air amount. Deterioration of emissions can be suppressed.

本発明の最良の形態は、排気ガス還流路内の排気ガス温度を高度制御し易く、粘着質のデポジットによる排気ガス流量比調節弁の排気熱交換器側の第1弁体の固着を防止するという目的を、水冷式の排気熱交換器およびバイパス配管の下流側近傍に、排気熱交換器から排気ガスを導入する第1導入孔、バイパス配管から排気ガスを導入する第2導入孔、第1導入孔の開口面積を調節する排気熱交換器側の第1弁体、および第2導入孔の開口面積を調節するバイパス配管側の第2弁体を有する排気ガス流量比調節弁を設け、内燃機関の運転停止時に、排気ガス流量比調節弁の排気熱交換器側の第1弁体を開弁させておくことで実現した。   The best mode of the present invention facilitates advanced control of the exhaust gas temperature in the exhaust gas recirculation path, and prevents sticking of the first valve body on the exhaust heat exchanger side of the exhaust gas flow rate control valve due to the adhesive deposit. The first introduction hole for introducing the exhaust gas from the exhaust heat exchanger, the second introduction hole for introducing the exhaust gas from the bypass pipe, and the first in the vicinity of the downstream side of the water-cooled exhaust heat exchanger and the bypass pipe. An exhaust gas flow ratio control valve having a first valve body on the exhaust heat exchanger side for adjusting the opening area of the introduction hole and a second valve body on the bypass pipe side for adjusting the opening area of the second introduction hole is provided, This was realized by opening the first valve body on the exhaust heat exchanger side of the exhaust gas flow rate control valve when the engine was stopped.

[実施例1の構成]
図1ないし図3は本発明の実施例1を示したもので、図2はディーゼルエンジン用の排気ガス再循環装置の全体構成を示した図である。
[Configuration of Example 1]
1 to 3 show a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of an exhaust gas recirculation device for a diesel engine.

本実施例の排気ガス再循環装置は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関(以下エンジンと言う)1に使用されるもので、エンジン1の排気管内に形成される排気通路2に接続されて、排気ガスの一部(排気再循環ガス:以下EGRガスと言う)を吸気管内に形成される吸気通路3に再循環させるための排気ガス還流路4を備えている。なお、エンジン1の排気通路2内には、排気ガスが流れている。また、エンジン1の吸気通路3内には、エアクリーナ10で濾過された吸入空気が流れている。本実施例の排気ガス還流路4を形成する排気ガス還流管の途中、すなわち、排気管より分岐する排気側排気ガス還流管5と吸気管に合流する吸気側排気ガス還流管6との間には、EGRモジュール7が直列的に直接結合されている。ここで、本実施例の排気側排気ガス還流管5は、排気管のエキゾーストマニホールドに接続している。また、吸気側排気ガス還流管6は、吸気管のインテークマニホールドまたはサージタンクに接続している。   The exhaust gas recirculation device of the present embodiment is used for an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 1 such as a diesel engine, for example, and is connected to an exhaust passage 2 formed in an exhaust pipe of the engine 1 for exhaust gas. An exhaust gas recirculation passage 4 is provided for recirculating a part of the gas (exhaust gas recirculation gas: hereinafter referred to as EGR gas) to the intake passage 3 formed in the intake pipe. Note that exhaust gas flows in the exhaust passage 2 of the engine 1. Intake air filtered by the air cleaner 10 flows in the intake passage 3 of the engine 1. In the middle of the exhaust gas recirculation pipe forming the exhaust gas recirculation path 4 of this embodiment, that is, between the exhaust side exhaust gas recirculation pipe 5 branched from the exhaust pipe and the intake side exhaust gas recirculation pipe 6 joined to the intake pipe. The EGR module 7 is directly coupled in series. Here, the exhaust side exhaust gas recirculation pipe 5 of this embodiment is connected to the exhaust manifold of the exhaust pipe. The intake-side exhaust gas recirculation pipe 6 is connected to an intake manifold or surge tank of the intake pipe.

また、エンジン1には、EGRモジュール7にエンジン冷却水を循環供給するためのエンジン冷却水回路(冷却水循環路)が設けられている。このエンジン冷却水回路は、エンジン1のウォータジャケット(図示せず)からEGRモジュール7の冷却水入口管11へエンジン冷却水を循環供給するための冷却水配管8と、EGRモジュール7の冷却水出口管12からラジエータ(図示せず)を経てエンジン1のウォータジャケットにエンジン冷却水を循環供給する(戻す)ための冷却水配管9と、エンジン冷却水回路中にエンジン冷却水の循環流を発生させるウォータポンプ(図示せず)とを備えている。なお、本実施例では、ラジエータでエンジン冷却水と室外空気(外気)とを熱交換させることで、所定の温度範囲(例えば75〜80℃)のエンジン冷却水をエンジン1のウォータジャケットに戻すように構成されている。   Further, the engine 1 is provided with an engine cooling water circuit (cooling water circulation path) for circulatingly supplying engine cooling water to the EGR module 7. The engine cooling water circuit includes a cooling water pipe 8 for circulating and supplying engine cooling water from a water jacket (not shown) of the engine 1 to a cooling water inlet pipe 11 of the EGR module 7, and a cooling water outlet of the EGR module 7. A cooling water pipe 9 for circulatingly supplying (returning) engine cooling water from the pipe 12 to a water jacket of the engine 1 through a radiator (not shown) and a circulating flow of engine cooling water in the engine cooling water circuit are generated. And a water pump (not shown). In this embodiment, the engine coolant is returned to the water jacket of the engine 1 by exchanging heat between the engine coolant and outdoor air (outside air) with a radiator. It is configured.

次に、本実施例のEGRモジュール7の構造を図1ないし図3に基づいて簡単に説明する。ここで、図1は排気ガス冷却装置、排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁を一体化したEGRモジュールの全体構造を示した図で、図3は排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁を示した図である。   Next, the structure of the EGR module 7 of this embodiment will be briefly described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a diagram showing the entire structure of an EGR module in which an exhaust gas cooling device, an exhaust gas flow rate control valve and an exhaust gas recirculation amount control valve are integrated, and FIG. 3 is an exhaust gas flow rate control valve and an exhaust gas. It is the figure which showed the gas recirculation amount control valve.

本実施例のEGRモジュール7は、高温のEGRガスを低温のエンジン冷却水と熱交換させてEGRガスを冷却する排気ガス冷却装置(後記する)と、この排気ガス冷却装置の、EGRガスおよびエンジン冷却水の流れ方向の下流側に直列的に直接結合されたバルブハウジング17とによって構成されており、排気ガス再循環装置の排気ガス還流管の一部およびエンジン冷却水回路の冷却水配管の一部を構成している。   The EGR module 7 of the present embodiment includes an exhaust gas cooling device (to be described later) that cools EGR gas by exchanging heat between high-temperature EGR gas and low-temperature engine cooling water, and an EGR gas and an engine of the exhaust gas cooling device. The valve housing 17 is directly coupled in series downstream with respect to the flow direction of the cooling water, and is a part of the exhaust gas recirculation pipe of the exhaust gas recirculation device and one of the cooling water pipes of the engine cooling water circuit. Part.

先ず、排気ガス冷却装置は、排気側排気ガス還流管5内に形成される排気ガス還流路4から導入される高温のEGRガスと冷却水配管8内に形成される冷却水通路から流入する低温のエンジン冷却水とを熱交換させることで、EGRガスを所望の排気温度以下に冷却する水冷式の排気熱交換器(以下EGRガスクーラと言う)14、および排気側排気ガス還流管5内に形成される排気ガス還流路4から導入されたEGRガスをEGRガスクーラ14より迂回(バイパス)させるためのバイパス配管15等によって構成されている。   First, the exhaust gas cooling device has a high temperature EGR gas introduced from the exhaust gas recirculation path 4 formed in the exhaust side exhaust gas recirculation pipe 5 and a low temperature flowing from the cooling water passage formed in the cooling water pipe 8. Heat-exchanging with the engine cooling water of the engine is formed in a water-cooled exhaust heat exchanger (hereinafter referred to as EGR gas cooler) 14 that cools the EGR gas to a desired exhaust temperature or less, and an exhaust-side exhaust gas recirculation pipe 5 The EGR gas introduced from the exhaust gas recirculation path 4 is configured by a bypass pipe 15 for bypassing the EGR gas cooler 14.

本実施例のEGRガスクーラ14の排気ガスの流れ方向の上流側には、排気側排気ガス還流管5の下流端部にEGRガスクーラ14を直列的に直接結合するための分岐ジョイント部13が一体的に接続されている。また、EGRガスクーラ14の排気ガスの流れ方向の下流側には、バルブハウジング17の上流端部にEGRガスクーラ14を直列的に直接結合するための連結ジョイント部16が一体的に接続されている。また、分岐ジョイント部13と連結ジョイント部16との間には、EGRガスクーラ14に隣設してEGRガスクーラ14に対してバイパス配管15が並列的に配置されている。これらの分岐ジョイント部13、EGRガスクーラ14、バイパス配管15および連結ジョイント部16は、硫化物、硝酸、硫酸、アンモニウムイオン、酢酸等を含む400〜500℃以上のEGRガスおよびその凝縮水に排気ガス通路側が晒されるので、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料(例えばステンレス鋼)を一体ろう付け接合することによって製造され、排気ガス冷却装置が一体化されている。   A branch joint portion 13 for directly connecting the EGR gas cooler 14 in series to the downstream end portion of the exhaust side exhaust gas recirculation pipe 5 is integrally formed on the upstream side in the exhaust gas flow direction of the EGR gas cooler 14 of this embodiment. It is connected to the. Further, a connection joint portion 16 for directly connecting the EGR gas cooler 14 in series to the upstream end portion of the valve housing 17 is integrally connected to the downstream side of the EGR gas cooler 14 in the exhaust gas flow direction. Further, between the branch joint portion 13 and the connection joint portion 16, a bypass pipe 15 is arranged in parallel to the EGR gas cooler 14 so as to be adjacent to the EGR gas cooler 14. These branch joint part 13, EGR gas cooler 14, bypass pipe 15 and connecting joint part 16 are exhausted to 400 to 500 ° C. or higher EGR gas containing sulfide, nitric acid, sulfuric acid, ammonium ion, acetic acid and the like and its condensed water. Since the passage side is exposed, it is manufactured by integrally brazing and joining a metal material (for example, stainless steel) excellent in heat resistance and corrosion resistance, and the exhaust gas cooling device is integrated.

排気ガス冷却装置の主要部品を成すEGRガスクーラ14は、分岐ジョイント部13を介して排気側排気ガス還流管5の下流端部に直列的に直接結合され、且つ連結ジョイント部16を介してバルブハウジング17の上流端部に直列的に直接結合される角筒状のケーシング21と、このケーシング21内に収容された複数の排気チューブ22とによって構成されている。そのケーシング21は、複数の排気チューブ22を内部に収容しており、複数の排気チューブ22の周囲にエンジン冷却水が循環する冷却水通路23を有している。   The EGR gas cooler 14 constituting the main part of the exhaust gas cooling device is directly coupled in series to the downstream end portion of the exhaust side exhaust gas recirculation pipe 5 via the branch joint portion 13, and is connected to the valve housing via the connection joint portion 16. 17 is configured by a rectangular tubular casing 21 that is directly coupled in series to the upstream end of 17 and a plurality of exhaust tubes 22 accommodated in the casing 21. The casing 21 accommodates a plurality of exhaust tubes 22 therein, and has a cooling water passage 23 around which the engine cooling water circulates.

EGRガスクーラ14の外郭を形成するケーシング21は、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料(例えばステンレス鋼)よりなる断面が略コの字状にプレス成形された2枚の成形プレート(金属板)を板厚方向に銅等のろう材を用いてろう付け接合することにより、角パイプ状に形成されている。そして、ケーシング21の図示左端部には、エンジン冷却水をエンジン1のウォータジャケットから冷却水通路23内に流入させるための冷却水入口管11が設けられ、また、ケーシング21の図示右端部には、エンジン冷却水を冷却水通路23から連結ジョイント部16を経てバルブハウジング17内に導出するための冷却水出口部が設けられている。なお、ケーシング21には、耐沸騰性および耐圧強度を高めるための複数の補強リブ24が外部に向かって凸状となるように等間隔で形成されている。   The casing 21 that forms the outline of the EGR gas cooler 14 has two molded plates (metal plates) that are press-molded into a substantially U-shaped cross section made of a metal material (for example, stainless steel) having excellent heat resistance and corrosion resistance. ) Is brazed using a brazing material such as copper in the plate thickness direction to form a square pipe. A cooling water inlet pipe 11 for allowing the engine cooling water to flow into the cooling water passage 23 from the water jacket of the engine 1 is provided at the left end of the casing 21 in the figure. A cooling water outlet portion is provided for leading the engine cooling water from the cooling water passage 23 to the valve housing 17 through the connecting joint portion 16. In the casing 21, a plurality of reinforcing ribs 24 for increasing boiling resistance and pressure strength are formed at equal intervals so as to be convex toward the outside.

複数の排気チューブ22は、分岐ジョイント部13内に形成されるEGRガス分流部30からEGRガスが導入される複数の偏平管である。これらの排気チューブ22は、その短径方向に所定の隙間を隔てて複数段積層されて、その長径方向がケーシング21の筒方向の全長に渡るように延長されている。なお、本実施例のEGRガスクーラ14は、冷却水通路23内を通過するエンジン冷却水の耐沸騰性を向上させる目的で、ケーシング21の冷却水通路23内のエンジン冷却水の流れ方向と複数の排気チューブ22の各第1排気ガス通路31内のEGRガスの流れ方向とを同一方向(平行流)としている。   The plurality of exhaust tubes 22 are a plurality of flat tubes into which EGR gas is introduced from an EGR gas branching portion 30 formed in the branch joint portion 13. The exhaust tubes 22 are stacked in a plurality of stages with a predetermined gap in the short diameter direction, and the long diameter direction is extended so as to cover the entire length of the casing 21 in the cylinder direction. Note that the EGR gas cooler 14 of the present embodiment has a plurality of flow directions of the engine cooling water in the cooling water passage 23 of the casing 21 in order to improve the boiling resistance of the engine cooling water passing through the cooling water passage 23. The flow direction of the EGR gas in each first exhaust gas passage 31 of the exhaust tube 22 is the same direction (parallel flow).

そして、各排気チューブ22は、偏平管状に形成されている。この各排気チューブ22は、ケーシング21と同様に、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料(例えばステンレス鋼)よりなる断面が略コの字状にプレス成形された2枚の成形プレート(金属板)を板厚方向に複数交互に積層して多管構造の熱交換部を構成し、銅等のろう材を用いて一体ろう付け接合することにより製造されている。そして、複数の排気チューブ22内には、上述したように、排気ガス冷却通路を構成する第1排気ガス通路31が形成され、これらの各第1排気ガス通路31内には、EGRガスとの伝熱面積を増加してEGRガスとエンジン冷却水との熱交換効率を向上させるための矩形波状のインナーフィン(図示せず)が配設されている。   Each exhaust tube 22 is formed in a flat tubular shape. Each exhaust tube 22, like the casing 21, is formed of two molded plates (metals) having a substantially U-shaped cross section made of a metal material (for example, stainless steel) having excellent heat resistance and corrosion resistance. A plurality of plates) are alternately laminated in the plate thickness direction to constitute a heat exchange portion having a multi-tube structure, and are manufactured by integrally brazing and joining using a brazing material such as copper. As described above, the first exhaust gas passages 31 constituting the exhaust gas cooling passages are formed in the plurality of exhaust tubes 22, and in each of the first exhaust gas passages 31, the EGR gas and A rectangular wave-shaped inner fin (not shown) for increasing the heat transfer area and improving the heat exchange efficiency between the EGR gas and the engine coolant is provided.

バイパス配管15は、EGRガスクーラ14のケーシング21の筒方向寸法と略同一の寸法で、且つEGRガスクーラ14と並列的に、しかも近傍に配置されており、分岐ジョイント部13のEGRガス分流部30からEGRガスが導入される略円筒管である。このバイパス配管15は、ケーシング21と同様に、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料(例えばステンレス鋼)よりなる2枚の成形プレート(金属板)を銅等のろう材を用いてろう付け接合することにより、円筒管形状に形成されている。そして、バイパス配管15の図示左端部は、分岐ジョイント部13のコアプレート34の丸穴形状の取付孔内に差し込まれた状態でろう付け接合され、また、バイパス配管15の図示右端部は、連結ジョイント部16の内部隔壁部35の丸穴形状の取付孔内に差し込まれた状態でろう付け接合されている。   The bypass pipe 15 has substantially the same dimension as the cylinder direction dimension of the casing 21 of the EGR gas cooler 14, and is arranged in parallel with and in the vicinity of the EGR gas cooler 14, and from the EGR gas distribution part 30 of the branch joint part 13. It is a substantially cylindrical tube into which EGR gas is introduced. As with the casing 21, the bypass pipe 15 brazes two molded plates (metal plates) made of a metal material (for example, stainless steel) excellent in heat resistance and corrosion resistance using a brazing material such as copper. By joining, it is formed in a cylindrical tube shape. The illustrated left end of the bypass pipe 15 is brazed and joined in a state of being inserted into the round hole-shaped mounting hole of the core plate 34 of the branch joint section 13, and the illustrated right end of the bypass pipe 15 is connected to the bypass pipe 15. The joint portion 16 is brazed and joined in a state of being inserted into a round hole-shaped attachment hole of the inner partition wall portion 35 of the joint portion 16.

そして、バイパス配管15内には、EGRガス分流部30内より導入されるEGRガスを第1排気ガス通路31より迂回させるための第2排気ガス通路32が形成されている。そして、その第2排気ガス通路32の上流端は、EGRガス分流部30内に接続され、また、第2排気ガス通路32の下流端は、連結ジョイント部16内に形成される第2排気ガス通路32b内に接続されている。なお、バイパス配管15には、バイパス配管15の筒方向に伸縮することが可能な蛇腹状のベローズ部36が一体的に形成されている。   In the bypass pipe 15, a second exhaust gas passage 32 for bypassing the EGR gas introduced from the EGR gas branching portion 30 from the first exhaust gas passage 31 is formed. The upstream end of the second exhaust gas passage 32 is connected to the EGR gas branching portion 30, and the downstream end of the second exhaust gas passage 32 is the second exhaust gas formed in the connection joint portion 16. It is connected in the passage 32b. The bypass pipe 15 is integrally formed with a bellows-like bellows portion 36 that can expand and contract in the cylinder direction of the bypass pipe 15.

分岐ジョイント部13は、排気側排気ガス還流管5の排気ガス還流路4内からEGRガスを導入するための排気導入用ジョイント部を構成すると共に、タンクプレート33とコアプレート34とから構成されている。この分岐ジョイント部13は、ケーシング21の筒方向の上流側端部にろう付け接合することにより直接結合されている。そして、タンクプレート33とコアプレート34とは、ケーシング21と同様に、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料(例えばステンレス鋼)よりなる成形プレート(金属板)を銅等のろう材を用いてろう付け接合することにより所定の形状に形成されている。なお、タンクプレート33とコアプレート34の凹み部とで囲まれた内部空間は、EGRガス分流部30内に流入したEGRガスを各第1排気ガス通路31に分流(分配)するためのEGRガスクーラ14の入口側タンク部を構成する。   The branch joint portion 13 constitutes an exhaust introduction joint portion for introducing EGR gas from the exhaust gas recirculation path 4 of the exhaust side exhaust gas recirculation pipe 5, and is composed of a tank plate 33 and a core plate 34. Yes. The branch joint portion 13 is directly coupled to the upstream end portion of the casing 21 in the cylindrical direction by brazing. And the tank plate 33 and the core plate 34 use the brazing material, such as copper, for the shaping | molding plate (metal plate) which consists of metal materials (for example, stainless steel) excellent in heat resistance and corrosion resistance similarly to the casing 21. It is formed into a predetermined shape by brazing and joining. The internal space surrounded by the tank plate 33 and the recessed portion of the core plate 34 is an EGR gas cooler for diverting (distributing) the EGR gas that has flowed into the EGR gas diversion portion 30 to the first exhaust gas passages 31. 14 inlet side tank parts are constituted.

そして、タンクプレート33とコアプレート34とで囲まれた内部空間(入口側タンク室)は、排気側排気ガス還流管5の排気ガス還流路4内から導入されたEGRガスを、EGRガスクーラ14の第1排気ガス通路31とバイパス配管15の第2排気ガス通路32とに所定の流量比で分流するか、あるいは排気側排気ガス還流管5の排気ガス還流路4内から導入されたEGRガスの全流量をEGRガスクーラ14の第1排気ガス通路31に導入するEGRガス分流部30として機能する。ここで、コアプレート34には、複数の排気チューブ22の各第1排気ガス通路31の図示左端部が差し込まれた状態でろう付け接合される角穴形状の挿入孔が排気チューブ22の本数分だけ形成されている。   The internal space (inlet side tank chamber) surrounded by the tank plate 33 and the core plate 34 converts the EGR gas introduced from the exhaust gas recirculation path 4 of the exhaust side exhaust gas recirculation pipe 5 into the EGR gas cooler 14. The EGR gas that is diverted into the first exhaust gas passage 31 and the second exhaust gas passage 32 of the bypass pipe 15 at a predetermined flow rate ratio or introduced from the exhaust gas recirculation passage 4 of the exhaust side exhaust gas recirculation pipe 5 is used. It functions as an EGR gas diverter 30 that introduces the entire flow rate into the first exhaust gas passage 31 of the EGR gas cooler 14. Here, the core plate 34 has square hole-shaped insertion holes for the number of the exhaust tubes 22 that are brazed and joined in the state in which the illustrated left end portions of the first exhaust gas passages 31 of the plurality of exhaust tubes 22 are inserted. Only formed.

連結ジョイント部16は、ケーシング21と同様に、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料(例えばステンレス鋼)よりなる金属板を所定の形状となるようにプレス成形することにより製造されている。この連結ジョイント部16は、EGRガスクーラ14およびバイパス配管15の下流部をバルブハウジング17に直列的に直接結合するための取付用フランジ部37を有している。また、連結ジョイント部16には、複数の排気チューブ22の各第1排気ガス通路31の図示右端部が差し込まれた状態でろう付け接合される角穴形状の挿入孔が排気チューブ22の本数分だけ形成された内部隔壁部35が一体的に形成されている。   Similar to the casing 21, the connection joint portion 16 is manufactured by press-molding a metal plate made of a metal material (for example, stainless steel) excellent in heat resistance and corrosion resistance so as to have a predetermined shape. The connection joint portion 16 has a mounting flange portion 37 for directly connecting the downstream portion of the EGR gas cooler 14 and the bypass pipe 15 to the valve housing 17 in series. Further, the connection joint portion 16 has square hole-shaped insertion holes for the number of the exhaust tubes 22 that are brazed and joined in a state where the right end portions of the first exhaust gas passages 31 of the plurality of exhaust tubes 22 are inserted. The internal partition wall portion 35 formed only by this is integrally formed.

なお、バルブハウジング17と内部隔壁部35の凹み部とで囲まれた内部空間は、各第1排気ガス通路31から流入したEGRガスを合流させるためのEGRガスクーラ14の出口側タンク部(第1排気ガス通路)31bを構成する。さらに、連結ジョイント部16は、第2排気ガス通路32bよりも図示上部側に、ケーシング21の冷却水通路23の冷却水出口部とバルブハウジング17内の冷却水通路とを直接連通する冷却水通路26を形成している。ここで、本実施例の内部隔壁部35は、冷却水通路26と第1排気ガス通路31bとを液密的および気密的に区画する図示上部側隔壁部と、第1排気ガス通路31bと第2排気ガス通路32bとを液密的および気密的に区画する図示下部側隔壁部とを有している。   The internal space surrounded by the valve housing 17 and the recessed portion of the internal partition wall portion 35 has an outlet side tank portion (first side) of the EGR gas cooler 14 for merging the EGR gas flowing in from the first exhaust gas passages 31. An exhaust gas passage 31b is formed. Further, the connection joint portion 16 is provided on the upper side in the drawing with respect to the second exhaust gas passage 32b, and directly connects the cooling water outlet portion of the cooling water passage 23 of the casing 21 and the cooling water passage in the valve housing 17 to each other. 26 is formed. Here, the inner partition wall 35 of the present embodiment includes an upper partition wall in the figure that partitions the cooling water passage 26 and the first exhaust gas passage 31b in a liquid-tight and air-tight manner, and the first exhaust gas passage 31b and the first exhaust gas passage 31b. 2 has an illustrated lower partition wall portion that partitions the exhaust gas passage 32b in a liquid-tight and air-tight manner.

次に、本実施例のバルブハウジング17には、EGRガスクーラ14の各第1排気ガス通路31内を流れるEGRガスの流量とバイパス配管15の第2排気ガス通路32内を流れるEGRガスの流量の比を連続的に調節する排気ガス流量比調節弁18、およびバルブハウジング17内を通過するEGRガスの全流量を連続的に調節する排気ガス還流量制御弁(EGR制御弁)19等が一体的に装着されている。また、バルブハウジング17には、排気ガス還流量制御弁19の弁開度(回転角度)を電気信号に変換し、どれだけEGRガスが吸気通路3内を流れる吸入空気に混入されているか、つまり排気通路2から吸気通路3内へのEGRガス還流量(EGR量)をエンジン制御装置(エンジン制御ユニット:以下ECUと言う)100へ出力するEGR量センサ20が一体的に装着されている。   Next, in the valve housing 17 of the present embodiment, the flow rate of EGR gas flowing in each first exhaust gas passage 31 of the EGR gas cooler 14 and the flow rate of EGR gas flowing in the second exhaust gas passage 32 of the bypass pipe 15 are set. An exhaust gas flow rate adjustment valve 18 that continuously adjusts the ratio, an exhaust gas recirculation amount control valve (EGR control valve) 19 that continuously adjusts the total flow rate of EGR gas that passes through the valve housing 17 and the like are integrated. It is attached to. Further, the valve housing 17 converts the valve opening (rotation angle) of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 into an electric signal, and how much EGR gas is mixed in the intake air flowing in the intake passage 3, that is, An EGR amount sensor 20 that outputs an EGR gas recirculation amount (EGR amount) from the exhaust passage 2 into the intake passage 3 to an engine control device (engine control unit: hereinafter referred to as ECU) 100 is integrally mounted.

本実施例のバルブハウジング17は、排気ガス流量比調節弁18と排気ガス還流量制御弁19とで共通使用されている。このため、バルブハウジング17には、図1および図3に示したように、EGRガスクーラ14の第1排気ガス通路31から第1排気ガス通路31bを経てEGRガスが導入される第1排気ガス導入路41と、バイパス配管15の第2排気ガス通路32から第2排気ガス通路32bを経てEGRガスが導入される第2排気ガス導入路42と、高温のEGRガスと低温のEGRガスとをミキシングするための排気ガス還流路(ミクスチャ室)43と、この排気ガス還流路43に排気ガス還流路44を介して連通する連通路45と、この連通路45から吸気側排気ガス還流管6内に形成される排気ガス還流路4内にEGRガスを導入する排気ガス還流路46とが形成されている。これらの第1排気ガス導入路41、第2排気ガス導入路42、排気ガス還流路43、排気ガス還流路44、連通路45および排気ガス還流路46は、排気ガス還流路4を構成する。   The valve housing 17 of this embodiment is commonly used by the exhaust gas flow rate control valve 18 and the exhaust gas recirculation amount control valve 19. Therefore, as shown in FIGS. 1 and 3, the first exhaust gas introduction into which EGR gas is introduced from the first exhaust gas passage 31 of the EGR gas cooler 14 through the first exhaust gas passage 31 b is introduced into the valve housing 17. Mixing the passage 41, the second exhaust gas introduction passage 42 through which the EGR gas is introduced from the second exhaust gas passage 32 of the bypass pipe 15 through the second exhaust gas passage 32b, and the high temperature EGR gas and the low temperature EGR gas An exhaust gas recirculation path (mixture chamber) 43, a communication path 45 communicating with the exhaust gas recirculation path 43 via the exhaust gas recirculation path 44, and the communication path 45 into the intake side exhaust gas recirculation pipe 6. An exhaust gas recirculation path 46 for introducing EGR gas is formed in the exhaust gas recirculation path 4 formed. These first exhaust gas introduction path 41, second exhaust gas introduction path 42, exhaust gas recirculation path 43, exhaust gas recirculation path 44, communication path 45 and exhaust gas recirculation path 46 constitute exhaust gas recirculation path 4.

なお、排気ガス還流路43は、第1排気ガス導入路41から第1導入孔51を介してEGRガスが導入されると共に、第2排気ガス導入路42から第2導入孔52を介してEGRガスが導入されるように構成されている。また、連通路45は、EGRガスクーラ14の第1排気ガス通路31に第1排気ガス導入路41および第1導入孔51を介して連通すると共に、バイパス配管15の第2排気ガス通路32に第2排気ガス導入路42および第2導入孔52を介して連通する、排気ガス還流量制御弁19の弁孔を構成する。そして、第2排気ガス導入路42の図示下端に形成される開口部には、プラグ47が装着されている。   In the exhaust gas recirculation path 43, EGR gas is introduced from the first exhaust gas introduction path 41 via the first introduction hole 51, and EGR gas is introduced from the second exhaust gas introduction path 42 via the second introduction hole 52. The gas is introduced. Further, the communication passage 45 communicates with the first exhaust gas passage 31 of the EGR gas cooler 14 via the first exhaust gas introduction passage 41 and the first introduction hole 51, and is connected to the second exhaust gas passage 32 of the bypass pipe 15. 2 A valve hole of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 communicating with the exhaust gas introduction path 42 and the second introduction hole 52 is formed. A plug 47 is attached to the opening formed at the lower end of the second exhaust gas introduction path 42 in the figure.

また、バルブハウジング17内には、EGRガスクーラ14の冷却水通路23の冷却水出口部から冷却水通路26を経てエンジン冷却水が導入される冷却水通路27が形成されている。この冷却水通路27の図示左端部に設けられる冷却水入口部は、連結ジョイント部16の冷却水通路26に直列的に直接結合している。また、冷却水通路27の図示右端部には、冷却水配管9に接続する冷却水出口管12が設けられている。なお、本実施例のEGRガスクーラ14の冷却水通路23およびバルブハウジング17の冷却水通路27は、排気ガス流量比調節弁18の内部構成部品(例えば軸受け)57側および排気ガス還流量制御弁19の内部構成部品(例えば軸受け)76側に配置されており、エンジン冷却水を用いて内部構成部品をより冷却し易くなっている。   In the valve housing 17, a cooling water passage 27 is formed in which engine cooling water is introduced from the cooling water outlet portion of the cooling water passage 23 of the EGR gas cooler 14 through the cooling water passage 26. A cooling water inlet provided at the left end of the cooling water passage 27 in the drawing is directly coupled in series to the cooling water passage 26 of the connection joint portion 16. A cooling water outlet pipe 12 connected to the cooling water pipe 9 is provided at the right end of the cooling water passage 27 in the figure. Note that the cooling water passage 23 of the EGR gas cooler 14 and the cooling water passage 27 of the valve housing 17 of the present embodiment are the internal component (for example, bearing) 57 side of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the exhaust gas recirculation amount control valve 19. The internal components (for example, bearings) 76 are arranged on the side, and the internal components are more easily cooled using engine cooling water.

そして、本実施例のバルブハウジング17は、アルミニウム鋳物またはアルミニウムダイカストにより所定の形状に一体的に形成されており、一体ろう付けされて一体化された排気ガス冷却装置の連結ジョイント部16の下流部に、図示しない締結ボルト等のスクリューを用いて締め付け固定されている。この場合には、連結ジョイント部16の冷却水通路26とバルブハウジング17の冷却水通路27とを結合する結合箇所からエンジン冷却水が漏洩しないように、連結ジョイント部16の取付用フランジ部37の図示右端面とバルブハウジング17の図示左端面との間にゴムシール(図示せず)を装着する。また、連結ジョイント部16の第1排気ガス通路31bとバルブハウジング17の第1排気ガス導入路41とを結合する結合箇所からEGRガスが漏洩しないように、また、連結ジョイント部16の第2排気ガス通路32bとバルブハウジング17の第2排気ガス導入路42とを結合する結合箇所からEGRガスが漏洩しないように、連結ジョイント部16の取付用フランジ部37の図示右端面とバルブハウジング17の図示左端面との間にメタルガスケット(図示せず)をそれぞれ装着する。   The valve housing 17 of this embodiment is integrally formed in a predetermined shape by aluminum casting or aluminum die casting, and is downstream of the joint joint portion 16 of the exhaust gas cooling device integrated by brazing. Further, it is fastened and fixed using a screw such as a fastening bolt (not shown). In this case, the mounting flange portion 37 of the connection joint portion 16 is prevented from leaking from the coupling portion where the cooling water passage 26 of the connection joint portion 16 and the cooling water passage 27 of the valve housing 17 are connected. A rubber seal (not shown) is attached between the right end face shown in the figure and the left end face shown in the figure of the valve housing 17. Further, the EGR gas is prevented from leaking from a joint where the first exhaust gas passage 31b of the connection joint portion 16 and the first exhaust gas introduction passage 41 of the valve housing 17 are connected. The illustrated right end surface of the mounting flange portion 37 of the connection joint portion 16 and the valve housing 17 are illustrated so that the EGR gas does not leak from the coupling portion where the gas passage 32b and the second exhaust gas introduction passage 42 of the valve housing 17 are coupled. A metal gasket (not shown) is mounted between each left end surface.

なお、バルブハウジング17の材質として連結ジョイント部16と一体ろう付けが可能な金属材料を用いた場合には、排気ガス冷却装置の一体ろう付け時に、バルブハウジング17もろう付け接合するようにしても良い。この場合には、一体ろう付けした後に、排気ガス流量比調節弁18の各構成部品、排気ガス還流量制御弁19の各構成部品およびEGR量センサ20の各構成部品を、バルブハウジング17に組み付けるようにする。ここで、バルブハウジング17の冷却水通路27は、排気ガス流量比調節弁18の内部構成部品(例えば軸受け)57および排気ガス還流量制御弁19の内部構成部品(例えば軸受け)76をEGRガスの熱から保護する目的で、排気ガス流量比調節弁18の内部構成部品(例えば軸受け)57および排気ガス還流量制御弁19の内部構成部品(例えば軸受け)76や駆動モータ(後記する)の周囲を巡るように設けても良い。   When a metal material capable of being integrally brazed with the connection joint portion 16 is used as the material of the valve housing 17, the valve housing 17 may be brazed and joined when the exhaust gas cooling device is integrally brazed. good. In this case, after integrally brazing, each component of the exhaust gas flow rate control valve 18, each component of the exhaust gas recirculation amount control valve 19, and each component of the EGR amount sensor 20 are assembled to the valve housing 17. Like that. Here, the cooling water passage 27 of the valve housing 17 connects the internal components (for example, bearings) 57 of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the internal components (for example, bearings) 76 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 with EGR gas. For the purpose of protecting from heat, the internal components (for example, bearings) 57 of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the internal components (for example, bearings) 76 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 and a drive motor (described later) are surrounded. It may be provided to go around.

排気ガス流量比調節弁18は、バルブハウジング17内に設けられた第1、第2導入孔51、52と、第1、第2導入孔51、52の開口面積を調節する金属製のダブルポペット型バルブ53と、このダブルポペット型バルブ53と一体的に軸方向に往復動作する金属製のバルブシャフト(軸状部)54と、ダブルポペット型バルブ53およびバルブシャフト54を図示上方に駆動する弁体駆動手段(後記する)と、ダブルポペット型バルブ53およびバルブシャフト54を図示下方に付勢する弁体付勢手段(例えばスプリング)55とを備えている。ここで、第2導入孔52は、金属製のバルブシート56内に形成されている。   The exhaust gas flow rate adjusting valve 18 is composed of first and second introduction holes 51 and 52 provided in the valve housing 17 and a metal double poppet that adjusts the opening area of the first and second introduction holes 51 and 52. Type valve 53, a metal valve shaft (shaft-like portion) 54 that reciprocates in the axial direction integrally with the double poppet type valve 53, and a valve that drives the double poppet type valve 53 and the valve shaft 54 upward in the figure. Body drive means (described later) and valve body urging means (for example, a spring) 55 for urging the double poppet type valve 53 and the valve shaft 54 downward in the figure are provided. Here, the second introduction hole 52 is formed in a metal valve seat 56.

本実施例のダブルポペット型バルブ53は、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料、例えばステンレス鋼等により略円板形状に形成されて、第1導入孔51の開口面積を調節するノーマリオープンタイプ(常開型)の第1弁体(第1鍔状部、バルブ)61、第2導入孔52の開口面積を調節するノーマリクローズタイプ(常閉型)の第2弁体(第2鍔状部、バルブ)62、および第1、第2弁体61、62を連結する円筒状の連結部63等によって構成されており、バルブシャフト54の図示下端側のバルブ保持部の外周に嵌め合わされてバルブシャフト54と一体化されている。ここで、本実施例のダブルポペット型バルブ53は、バイパス配管15側の第2弁体62が全開している時でも、EGRガスクーラ14側の第1弁体61は全閉しない構造とされている。また、ダブルポペット型バルブ53のバイパス配管15側の第2弁体62が全閉する際には、略円環状のバルブシート56の図示上端側の第2弁座に着座することで、第2導入孔52を気密的に閉塞する。   The double poppet type valve 53 of the present embodiment is formed in a substantially disc shape with a metal material excellent in heat resistance and corrosion resistance, such as stainless steel, and normally adjusts the opening area of the first introduction hole 51. Open type (normally open type) first valve body (first bowl-shaped part, valve) 61 and normally closed type (normally closed type) second valve body (first type) for adjusting the opening area of the second introduction hole 52 2) and a cylindrical connecting portion 63 for connecting the first and second valve bodies 61, 62, and the like, on the outer periphery of the valve holding portion on the lower end side of the valve shaft 54 in the figure. It is fitted and integrated with the valve shaft 54. Here, the double poppet type valve 53 of the present embodiment has a structure in which the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side is not fully closed even when the second valve body 62 on the bypass pipe 15 side is fully opened. Yes. Further, when the second valve body 62 on the bypass pipe 15 side of the double poppet type valve 53 is fully closed, the second valve body 62 is seated on the second valve seat on the upper end side of the substantially annular valve seat 56 so that the second The introduction hole 52 is airtightly closed.

本実施例のバルブシャフト54は、バルブハウジング17の図示左側の軸受支持部に収容保持される内部構成部品(例えば軸受け)57内に摺動自在に設けられており、ダブルポペット型バルブ53と同様に、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料、例えばステンレス鋼等により一体的に形成されて、ダブルポペット型バルブ53を例えば溶接等の固定手段を用いて保持固定するバルブ保持部を有している。ここで、バルブシャフト54の外周には、大径スリーブ58が装着されている。また、バルブハウジング17には、大径スリーブ58の内径に入り込む小径スリーブ59が装着されている。これらの大径スリーブ58および小径スリーブ59によって、バルブシャフト54の外周と軸受け57の内周との間に形成される軸受け摺動部内にEGRガス中に含まれる微粒子が侵入してデポジットを形成することを抑制している。これによって、バルブシャフト54の外周と軸受け57の内周との間の微小な隙間にデポジットが噛み込まれることにより、バルブシャフト54が軸受け57との摺動面に固着(スティック)して、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53が円滑に開閉作動しなくなる不具合を解消できる。   The valve shaft 54 of the present embodiment is slidably provided in an internal component (for example, a bearing) 57 accommodated and held in the bearing support portion on the left side of the valve housing 17 in the drawing, and is the same as the double poppet type valve 53. And a valve holding portion that is integrally formed of a metal material excellent in heat resistance and corrosion resistance, such as stainless steel, and holds and fixes the double poppet type valve 53 using a fixing means such as welding. ing. Here, a large-diameter sleeve 58 is mounted on the outer periphery of the valve shaft 54. The valve housing 17 is provided with a small-diameter sleeve 59 that enters the inner diameter of the large-diameter sleeve 58. The large diameter sleeve 58 and the small diameter sleeve 59 allow fine particles contained in the EGR gas to enter into a bearing sliding portion formed between the outer periphery of the valve shaft 54 and the inner periphery of the bearing 57 to form a deposit. That is restrained. As a result, the deposit is caught in a minute gap between the outer periphery of the valve shaft 54 and the inner periphery of the bearing 57, whereby the valve shaft 54 is fixed (sticked) to the sliding surface with the bearing 57, and the exhaust gas is exhausted. The problem that the double poppet valve 53 of the gas flow rate control valve 18 does not smoothly open and close can be solved.

本実施例の排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53およびバルブシャフト54を駆動する弁体駆動手段は、負圧を利用する負圧作動式アクチュエータで、ダブルポペット型バルブ53のうちEGRガスクーラ14側の第1弁体61を閉弁方向に駆動すると共に、ダブルポペット型バルブ53のうちバイパス配管15側の第2弁体62を開弁方向に駆動する。そして、負圧作動式アクチュエータは、ケーシング60と薄膜状のダイヤフラム64との間に形成される負圧室65aと大気圧室65bとの圧力差を電磁式または電動式負圧制御弁18aによって制御してダイヤフラム64を変位させることで、ダブルポペット型バルブ53およびバルブシャフト54を軸方向に往復変位させる。ダイヤフラム64の中心部は、バルブシャフト54の図示上端部をかしめ等の固定手段によって固定するための2枚の押え板66で押え付けられている。   The valve body driving means for driving the double poppet type valve 53 and the valve shaft 54 of the exhaust gas flow rate control valve 18 of this embodiment is a negative pressure actuated actuator that uses negative pressure. The first valve body 61 on the gas cooler 14 side is driven in the valve closing direction, and the second valve body 62 on the bypass pipe 15 side in the double poppet valve 53 is driven in the valve opening direction. The negative pressure actuated actuator controls the pressure difference between the negative pressure chamber 65a and the atmospheric pressure chamber 65b formed between the casing 60 and the thin film diaphragm 64 by an electromagnetic or electric negative pressure control valve 18a. Then, by displacing the diaphragm 64, the double poppet type valve 53 and the valve shaft 54 are reciprocally displaced in the axial direction. The center portion of the diaphragm 64 is pressed by two pressing plates 66 for fixing the illustrated upper end portion of the valve shaft 54 by fixing means such as caulking.

また、負圧室65aには、電磁式または電動式負圧制御弁18aを介して負圧源としてのバキュームポンプからの負圧が作用するように構成されている。なお、電磁式または電動式負圧制御弁18aは、負圧室65a内に導入する負圧を連続的に変更することが可能なものである。また、負圧源として吸気管負圧を用いても良い。また、スプリング55は、負圧室65a内に配設されて、ダイヤフラム64を大気圧室65b側に押圧することで、第1弁体61を開弁方向に付勢すると共に、第2弁体62を閉弁方向に付勢するスプリング(弁体付勢手段)である。なお、本実施例の排気ガス流量比調節弁18は、バルブハウジング17の軸受支持部とバルブシャフト54の図示上端側部との間に、オイルシール67を保持するための円筒状のストッパ68および円筒状のガイド69が装着されている。   Further, a negative pressure from a vacuum pump as a negative pressure source acts on the negative pressure chamber 65a via an electromagnetic or electric negative pressure control valve 18a. The electromagnetic or electric negative pressure control valve 18a can continuously change the negative pressure introduced into the negative pressure chamber 65a. Further, an intake pipe negative pressure may be used as the negative pressure source. The spring 55 is disposed in the negative pressure chamber 65a and presses the diaphragm 64 toward the atmospheric pressure chamber 65b, thereby urging the first valve body 61 in the valve opening direction and the second valve body. A spring (valve element urging means) that urges 62 in the valve closing direction. The exhaust gas flow rate adjusting valve 18 of this embodiment includes a cylindrical stopper 68 for holding an oil seal 67 between the bearing support portion of the valve housing 17 and the upper end side portion of the valve shaft 54 in the figure. A cylindrical guide 69 is attached.

排気ガス還流量制御弁19は、バルブハウジング17内に設けられた連通路45と、この連通路45の開口面積を調節する金属製のバルブ(弁体)71と、このバルブ71と一体的に回転方向に動作する金属製のバルブシャフト72と、バルブ71およびバルブシャフト72を開弁方向に駆動する弁体駆動手段(後記する)と、バルブ71およびバルブシャフト72を閉弁方向に付勢する弁体付勢手段(例えばスプリング)73とを備えている。なお、連通路45は、バルブハウジング17内に嵌め込まれた金属製の円筒管(ノズル)74内に形成されている。   The exhaust gas recirculation amount control valve 19 includes a communication passage 45 provided in the valve housing 17, a metal valve (valve element) 71 that adjusts the opening area of the communication passage 45, and the valve 71. Metal valve shaft 72 operating in the rotational direction, valve body driving means (described later) for driving valve 71 and valve shaft 72 in the valve opening direction, and urging valve 71 and valve shaft 72 in the valve closing direction And a valve body biasing means (for example, a spring) 73. The communication passage 45 is formed in a metal cylindrical tube (nozzle) 74 fitted in the valve housing 17.

本実施例のバルブ71は、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料、例えばステンレス鋼等により略円板形状に形成されている。このバルブ71の外周部には、バルブ全閉位置付近においてノズル74の内壁面(流路壁面)に摺接することが可能なシールリング75が保持されている。このシールリング75も、バルブ71と同様に、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料、例えばステンレス鋼等により略円筒形状に形成されている。そして、バルブシャフト72は、バルブハウジング17の図示右側の軸受支持部に収容保持される内部構成部品(例えば軸受け)76内に摺動自在に設けられており、バルブ71と同様に、耐熱性および耐腐食性に優れた金属材料、例えばステンレス鋼等により一体的に形成されて、バルブ71を例えば溶接等の固定手段を用いて保持固定するバルブ保持部を有している。ここで、バルブシャフト72の外周には、バルブシャフト72の外周と軸受け76の内周との間に形成される軸受け摺動部内にEGRガス中に含まれる微粒子が侵入してデポジットを形成することを抑制するためのガイド77が装着されている。これによって、バルブシャフト72の外周と軸受け76の内周との間の微小な隙間にデポジットが噛み込まれることにより、バルブシャフト72が軸受け76との摺動面に固着(スティック)して、排気ガス還流量制御弁19のバルブ71が円滑に開閉作動しなくなる不具合を解消できる。   The valve 71 of this embodiment is formed in a substantially disc shape from a metal material having excellent heat resistance and corrosion resistance, such as stainless steel. A seal ring 75 that can slide in contact with the inner wall surface (flow channel wall surface) of the nozzle 74 near the valve fully closed position is held on the outer periphery of the valve 71. As with the valve 71, the seal ring 75 is also formed in a substantially cylindrical shape from a metal material having excellent heat resistance and corrosion resistance, such as stainless steel. The valve shaft 72 is slidably provided in an internal component (for example, a bearing) 76 that is housed and held in the bearing support portion on the right side of the valve housing 17 in the figure. The valve holding part is formed integrally with a metal material having excellent corrosion resistance, such as stainless steel, and holds and fixes the valve 71 using a fixing means such as welding. Here, in the outer periphery of the valve shaft 72, fine particles contained in the EGR gas enter a bearing sliding portion formed between the outer periphery of the valve shaft 72 and the inner periphery of the bearing 76 to form a deposit. A guide 77 for restraining is attached. As a result, the deposit is caught in a minute gap between the outer periphery of the valve shaft 72 and the inner periphery of the bearing 76, whereby the valve shaft 72 is fixed (sticked) to the sliding surface with the bearing 76, and the exhaust gas is exhausted. The problem that the valve 71 of the gas recirculation amount control valve 19 does not smoothly open and close can be solved.

そして、排気ガス還流量制御弁19の弁体駆動手段は、動力ユニットよりなる電動式アクチュエータで、バルブシャフト72を回転駆動することで、バルブ71を開弁方向に駆動する。本実施例のバルブシャフト72の図示上端部には、動力伝達機構の構成要素の1つであるバルブ側ギヤ78、EGR量センサ20の構成要素の1つであるロータ79をかしめ等の固定手段によって固定するためのかしめ固定部が一体的に形成されている。   The valve body driving means of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 is an electric actuator composed of a power unit, and drives the valve 71 in the valve opening direction by driving the valve shaft 72 to rotate. A fixing means such as caulking is provided at the upper end of the valve shaft 72 of the present embodiment in the figure by a valve side gear 78 that is one of the components of the power transmission mechanism and a rotor 79 that is one of the components of the EGR amount sensor 20. The caulking fixing part for fixing by is integrally formed.

動力ユニットは、排気ガス還流量制御弁19のバルブ71およびバルブシャフト72を回転方向に駆動する駆動モータ(図示せず)と、この駆動モータの回転動力を排気ガス還流量制御弁19のバルブシャフト72に伝達するための動力伝達機構(本例では歯車減速機構)とを含んで構成されている。歯車減速機構は、駆動モータのモータシャフトの回転速度を所定の減速比となるように減速するもので、駆動モータのモータシャフトの外周に固定されたピニオンギヤ(図示せず)と、このピニオンギヤと噛み合って回転する中間減速ギヤ(図示せず)と、この中間減速ギヤと噛み合って回転するバルブ側ギヤ78とを有している。   The power unit includes a drive motor (not shown) that drives the valve 71 and the valve shaft 72 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 in the rotational direction, and the rotational power of this drive motor is used as the valve shaft of the exhaust gas recirculation amount control valve 19. 72 and a power transmission mechanism (in this example, a gear reduction mechanism) for transmitting to 72. The gear reduction mechanism reduces the rotational speed of the motor shaft of the drive motor to a predetermined reduction ratio, and meshes with a pinion gear (not shown) fixed to the outer periphery of the motor shaft of the drive motor. An intermediate reduction gear (not shown) that rotates and a valve-side gear 78 that rotates in mesh with the intermediate reduction gear.

なお、バルブ側ギヤ78は、例えば樹脂材料によって所定の略円環形状に一体成形され、そのバルブ側ギヤ78の外周部には、中間減速ギヤと噛み合うギヤ部80が一体的に形成されている。ここで、本実施例の排気ガス還流量制御弁19では、バルブハウジング17の図示上端側に一体的に形成されるギヤケース部またはモータケース部81の底壁面とバルブ側ギヤ78の図示下端面との間に、スプリング73が装着されている。また、バルブ側ギヤ78の内周部には、鉄系の金属材料(磁性材料)よりなるロータ79がインサート成形されている。   The valve side gear 78 is integrally formed, for example, with a resin material in a predetermined substantially annular shape, and a gear portion 80 that meshes with the intermediate reduction gear is integrally formed on the outer peripheral portion of the valve side gear 78. . Here, in the exhaust gas recirculation amount control valve 19 of the present embodiment, the bottom wall surface of the gear case portion or the motor case portion 81 integrally formed on the upper end side of the valve housing 17 and the lower end surface of the valve side gear 78 shown in the drawing. Between them, a spring 73 is mounted. A rotor 79 made of an iron-based metal material (magnetic material) is insert-molded on the inner peripheral portion of the valve side gear 78.

EGR量センサ20は、排気ガス還流量制御弁19の弁開度、つまりバルブ71およびバルブシャフト72の回転角度を検出する回転角度検出装置であって、上記のロータ79と、磁界発生源である分割型の永久磁石91と、この永久磁石91に磁化される分割型のヨーク(図示せず)と、永久磁石91に対向するように、電気絶縁性樹脂よりなるセンサカバー92側に一体的に配置された複数個のホール素子(非接触式の回転角度検出素子)93と、このホール素子93と外部のECU100とを電気的に接続するためのターミナル94と、ホール素子93への磁束を集中させる鉄系の金属材料(磁性材料)よりなるステータ95とから構成されている。なお、本実施例のバルブハウジング17の軸受支持部と排気ガス還流量制御弁19のバルブシャフト72の図示上端側部との間には、オイルシール96が装着されている。   The EGR amount sensor 20 is a rotation angle detection device that detects the opening degree of the exhaust gas recirculation amount control valve 19, that is, the rotation angle of the valve 71 and the valve shaft 72, and is the rotor 79 and the magnetic field generation source. A split-type permanent magnet 91, a split-type yoke (not shown) magnetized by the permanent magnet 91, and the sensor cover 92 made of an electrically insulating resin so as to face the permanent magnet 91 are integrally formed. A plurality of arranged hall elements (non-contact type rotation angle detecting elements) 93, a terminal 94 for electrically connecting the hall element 93 and the external ECU 100, and a magnetic flux to the hall element 93 are concentrated. And a stator 95 made of an iron-based metal material (magnetic material). An oil seal 96 is mounted between the bearing support portion of the valve housing 17 and the upper end side portion of the valve shaft 72 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 in the present embodiment.

ECU100は、制御処理、演算処理を行うCPU、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置(ROMやRAM等のメモリ)、入力回路、出力回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。また、ECU100は、図示しないイグニッションスイッチをオン(IG・ON)すると、メモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、例えば排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53の弁開度および排気ガス還流量制御弁19のバルブ71の弁開度を電子制御するように構成されている。なお、ECU100は、イグニッションスイッチがオフ(IG・OFF)されると、メモリ内に格納された制御プログラムに基づく上記の制御が強制的に終了されるように構成されている。   The ECU 100 is a microcomputer having a known structure that includes functions of a CPU that performs control processing and arithmetic processing, various programs and data storage devices (memory such as ROM and RAM), an input circuit, and an output circuit. Is provided. Further, when an ignition switch (not shown) is turned on (IG / ON), the ECU 100, for example, the valve opening degree of the double poppet valve 53 of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the exhaust gas based on the control program stored in the memory. The valve opening degree of the valve 71 of the gas recirculation amount control valve 19 is electronically controlled. The ECU 100 is configured to forcibly terminate the above control based on the control program stored in the memory when the ignition switch is turned off (IG · OFF).

ここで、各種センサからのセンサ信号は、A/D変換器でA/D変換された後に、ECU100に内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。そして、マイクロコンピュータには、エンジン1の運転状態を検出する運転状態検出手段としての、エンジン回転速度(エンジン回転数とも言う:NE)を検出するための回転速度センサ101、アクセルペダルの踏み込み量に対応したアクセル開度(ACCP)を検出するためのアクセル開度センサ(エンジン負荷検出手段)102、吸気管よりエンジン1の各気筒内に吸い込まれる吸入空気の温度(吸気温度)を検出するための吸気温度センサ103、吸気管よりエンジン1の各気筒内に吸い込まれる吸入空気の流量(吸入空気量)を検出するための吸入空気量センサ(エアフロメータ:図示せず)、およびエンジン冷却水温度(THW)を検出するための冷却水温度センサ(冷却水温度検出手段:図示せず)等が接続されている。   Here, sensor signals from various sensors are A / D converted by an A / D converter and then input to a microcomputer built in the ECU 100. The microcomputer has a rotational speed sensor 101 for detecting an engine rotational speed (also referred to as engine rotational speed: NE) as an operational state detecting means for detecting the operational state of the engine 1, and an accelerator pedal depression amount. An accelerator opening sensor (engine load detecting means) 102 for detecting the corresponding accelerator opening (ACCP), and a temperature of intake air (intake air temperature) sucked into each cylinder of the engine 1 from the intake pipe An intake air temperature sensor 103, an intake air amount sensor (air flow meter: not shown) for detecting the flow rate (intake air amount) of intake air sucked into each cylinder of the engine 1 from the intake pipe, and engine coolant temperature ( A cooling water temperature sensor (cooling water temperature detecting means: not shown) for detecting (THW) is connected.

また、マイクロコンピュータには、上記のEGR量センサ20と、吸気側排気ガス還流管6の排気ガス還流路4内を、EGRモジュール7より流出して吸気通路3内に向かうEGRガスの温度を検出するための排気温度センサ(排気温度検出手段)104とが接続されている。ここで、排気温度センサ104は、EGRガスクーラ14の各第1排気ガス通路31内を流れるEGRガスとバイパス配管15の第2排気ガス通路32内を流れるEGRガスとの混合後のEGRガスの温度に対応したセンサ信号(電圧信号)をECU100に出力する。   Further, the microcomputer detects the temperature of the EGR gas flowing out of the EGR module 7 and flowing into the intake passage 3 through the EGR amount sensor 20 and the exhaust gas recirculation passage 4 of the intake side exhaust gas recirculation pipe 6. An exhaust temperature sensor (exhaust temperature detecting means) 104 is connected. Here, the exhaust gas temperature sensor 104 is a temperature of the EGR gas after mixing the EGR gas flowing in each first exhaust gas passage 31 of the EGR gas cooler 14 and the EGR gas flowing in the second exhaust gas passage 32 of the bypass pipe 15. A sensor signal (voltage signal) corresponding to is output to the ECU 100.

[実施例1の制御方法]
次に、本実施例の排気ガス再循環装置の制御方法を図1ないし図3に基づいて簡単に説明する。
[Control Method of Example 1]
Next, the control method of the exhaust gas recirculation device of the present embodiment will be briefly described with reference to FIGS.

ECU100は、エンジン1の各気筒毎に対応して取り付けたインジェクタ(例えば電磁式燃料噴射弁)の電磁弁を制御するように構成されている。すなわち、回転速度センサ101によって検出されるエンジン回転速度(NE)とアクセル開度センサ102によって検出されるアクセル開度(ACCP)とによって基本噴射量(Q)を演算し、この基本噴射量(Q)にエンジン冷却水温度(THW)や燃料温度(THF)等を考慮した噴射量補正量を加味して指令噴射量(目標噴射量:QFIN)を演算するように構成されている。また、エンジン回転速度(NE)と指令噴射量(QFIN)とによって指令噴射時期(TFIN)を演算するように構成されている。   The ECU 100 is configured to control an electromagnetic valve of an injector (for example, an electromagnetic fuel injection valve) attached corresponding to each cylinder of the engine 1. That is, the basic injection amount (Q) is calculated from the engine rotation speed (NE) detected by the rotation speed sensor 101 and the accelerator opening (ACCP) detected by the accelerator opening sensor 102, and this basic injection amount (Q ) And an injection amount correction amount that takes into account the engine coolant temperature (THW), fuel temperature (THF), and the like, and a command injection amount (target injection amount: QFIN) are calculated. Further, the command injection timing (TFIN) is calculated from the engine speed (NE) and the command injection amount (QFIN).

また、本実施例では、ECU100によって指令(決定)される目標EGRガス温度(目標値)と排気温度センサ104によって検出される検出EGRガス温度(検出値)とが略一致するように、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53およびバルブシャフト54を駆動する弁体駆動手段、特に電磁式または電動式負圧制御弁18aへの駆動電流値を、公知の比例積分微分制御(PID制御)または比例積分制御(PI制御)を用いてフィードバック制御している。なお、目標EGRガス温度は、回転速度センサ101、アクセル開度センサ102、排気温度センサ104等からのセンサ信号および指令噴射量(QFIN)のうちの少なくとも1つ以上の情報に基づいてエンジン1の運転状態を検出し、現在のエンジン1の運転状態に対して最適な値となるように決定される。ここで、電磁式または電動式負圧制御弁18aへの制御指令値(駆動電流値)の制御は、デューティ(DUTY)制御により行うことが望ましい。すなわち、目標EGRガス温度と検出EGRガス温度との温度偏差に応じて単位時間当たりの制御パルス信号のオン/オフの割合(通電割合・デューティ比)を調整して、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53の弁開度(回転角度)を連続的に変化させるデューティ(DUTY)制御を用いている。   In this embodiment, the exhaust gas is set so that the target EGR gas temperature (target value) commanded (determined) by the ECU 100 and the detected EGR gas temperature (detected value) detected by the exhaust temperature sensor 104 substantially coincide. The drive current value to the valve body driving means for driving the double poppet type valve 53 and the valve shaft 54 of the flow rate control valve 18, particularly the electromagnetic or electric negative pressure control valve 18 a, is changed to a known proportional integral differential control (PID control). ) Or proportional-integral control (PI control). The target EGR gas temperature is determined based on at least one of the sensor signal and the command injection amount (QFIN) from the rotational speed sensor 101, the accelerator opening sensor 102, the exhaust temperature sensor 104, and the like. The operating state is detected and determined to be an optimum value for the current operating state of the engine 1. Here, the control of the control command value (drive current value) to the electromagnetic or electric negative pressure control valve 18a is preferably performed by duty (DUTY) control. In other words, the ON / OFF ratio (energization ratio / duty ratio) of the control pulse signal per unit time is adjusted according to the temperature deviation between the target EGR gas temperature and the detected EGR gas temperature, and the exhaust gas flow ratio control valve 18 is adjusted. Duty (DUTY) control for continuously changing the valve opening (rotation angle) of the double poppet type valve 53 is used.

また、本実施例では、ECU100によって指令(決定)される指令EGR量(目標弁開度)とEGR量センサ20によって検出される検出EGR量(実際の弁開度)とが略一致するように、排気ガス還流量制御弁19のバルブ71およびバルブシャフト72を回転駆動する駆動モータへの駆動電流値を、公知の比例積分微分制御(PID制御)または比例積分制御(PI制御)を用いてフィードバック制御している。なお、指令EGR量は、EGR量センサ20、回転速度センサ101、吸気温度センサ103、吸入空気量センサ等からのセンサ信号および指令噴射量(QFIN)に基づいてエンジン1の運転状態を検出し、現在のエンジン1の運転状態に最適な値となるように、すなわち、エンジン1の出力の低下およびエンジン1の運転性の低下を抑えながらも、排気ガス中の窒素酸化物(NOx)の生成量を少なくすることが可能な最適値となるように決定される。ここで、駆動モータへの制御指令値(駆動電流値)の制御は、デューティ(DUTY)制御により行うことが望ましい。すなわち、指令EGR量(目標弁開度)と検出EGR量(実際の弁開度)との偏差に応じて単位時間当たりの制御パルス信号のオン/オフの割合(通電割合・デューティ比)を調整して、排気ガス還流量制御弁19のバルブ71の弁開度(回転角度)を連続的に変化させるデューティ(DUTY)制御を用いている。   Further, in this embodiment, the command EGR amount (target valve opening) commanded (determined) by the ECU 100 and the detected EGR amount (actual valve opening) detected by the EGR amount sensor 20 are substantially matched. The drive current value to the drive motor that rotationally drives the valve 71 and the valve shaft 72 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 is fed back using known proportional integral differential control (PID control) or proportional integral control (PI control). I have control. The command EGR amount is detected based on sensor signals from the EGR amount sensor 20, the rotational speed sensor 101, the intake air temperature sensor 103, the intake air amount sensor, and the command injection amount (QFIN). Amount of nitrogen oxide (NOx) generated in the exhaust gas so as to be an optimum value for the current operating state of the engine 1, that is, while suppressing a decrease in the output of the engine 1 and a decrease in the operability of the engine 1 Is determined so as to be an optimum value that can be reduced. Here, it is desirable to control the control command value (drive current value) to the drive motor by duty (DUTY) control. That is, the ON / OFF ratio (energization ratio / duty ratio) of the control pulse signal per unit time is adjusted according to the deviation between the command EGR amount (target valve opening) and the detected EGR amount (actual valve opening). Thus, duty (DUTY) control for continuously changing the valve opening (rotation angle) of the valve 71 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 is used.

次に、エンジン1の運転状態に対応した、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53の弁開度の制御方法の一例を説明する。先ず、エンジン1の運転停止時には、EGRガスクーラ14側の第1弁体61の表面に排気ガス中に含まれる微粒子が付着して粘着質のデポジットが形成されることを防止する目的で、排気ガス流量比調節弁18のEGRガスクーラ14側の第1弁体61を全開し、且つバイパス配管15側の第2弁体62を全閉するように、電磁式または電動式負圧制御弁18aへの通電を停止する。これによって、エンジン1の運転停止時には、EGRガスクーラ14内の第1排気ガス通路31から吸気側の排気ガス還流路(ミクスチャ室)43内に排気ガスを導入する第1導入孔51が開放(全開)され、バイパス配管15内の第2排気ガス通路32から吸気側の排気ガス還流路43内に排気ガスを導入する第2導入孔52が閉塞(全閉)される。すなわち、エンジン1の運転停止時には、EGRガスを吸気管の吸気通路3に再循環させるための排気ガス還流路4内を通過するEGRガスの温度が高めに設定される。   Next, an example of a method for controlling the valve opening degree of the double poppet type valve 53 of the exhaust gas flow rate control valve 18 corresponding to the operating state of the engine 1 will be described. First, when the operation of the engine 1 is stopped, the exhaust gas is used for the purpose of preventing the fine particles contained in the exhaust gas from adhering to the surface of the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side to form a sticky deposit. To the electromagnetic or electric negative pressure control valve 18a, the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side of the flow ratio control valve 18 is fully opened and the second valve body 62 on the bypass pipe 15 side is fully closed. Stop energization. Thus, when the operation of the engine 1 is stopped, the first introduction hole 51 for introducing the exhaust gas from the first exhaust gas passage 31 in the EGR gas cooler 14 into the exhaust gas recirculation passage (mixture chamber) 43 on the intake side is opened (fully opened). And the second introduction hole 52 for introducing the exhaust gas from the second exhaust gas passage 32 in the bypass pipe 15 into the exhaust gas recirculation passage 43 on the intake side is closed (fully closed). That is, when the operation of the engine 1 is stopped, the temperature of the EGR gas passing through the exhaust gas recirculation passage 4 for recirculating the EGR gas to the intake passage 3 of the intake pipe is set high.

また、エンジン1の運転状態が冷間始動時、つまり冷却水温度センサによって検出したエンジン冷却水温度(THW)が第1所定値(例えば0℃)よりも低い時には、吸入空気への十分な暖気効果を得る目的で、バイパス配管15側の第2弁体62を全開する。なお、本実施例では、バイパス配管15内の第2排気ガス通路32から排気ガスを導入する第2導入孔52を全開している時でも、EGRガスクーラ14側の第1弁体61が、EGRガスクーラ14内の第1排気ガス通路31から排気ガスを導入する第1導入孔51を所定開度以上開放している。すなわち、EGRガスクーラ14側の第1弁体61は、全閉することはなく、弁座に着座することはない。   Further, when the operating state of the engine 1 is cold start, that is, when the engine coolant temperature (THW) detected by the coolant temperature sensor is lower than a first predetermined value (for example, 0 ° C.), sufficient warm air to the intake air is obtained. In order to obtain the effect, the second valve body 62 on the bypass pipe 15 side is fully opened. In the present embodiment, even when the second introduction hole 52 for introducing the exhaust gas from the second exhaust gas passage 32 in the bypass pipe 15 is fully opened, the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side is The first introduction hole 51 for introducing the exhaust gas from the first exhaust gas passage 31 in the gas cooler 14 is opened by a predetermined opening or more. That is, the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side is not fully closed and does not sit on the valve seat.

また、エンジン1の暖機運転が終了した後(エンジン1の暖機後)、つまり冷却水温度センサによって検出したエンジン冷却水温度(THW)が第1所定値よりも高温の第2所定値(例えば80℃)よりも高い時には、エンジン1の各気筒の燃焼室内での燃料の燃焼温度を低下させて効果的に窒素酸化物(NOx)の発生を低減させる目的で、排気ガス流量比調節弁18のEGRガスクーラ14側の第1弁体61を全開し、且つバイパス配管15側の第2弁体62を全閉するように、電磁式または電動式負圧制御弁18aへの通電を停止する。これによって、エンジン1の暖機後には、EGRガスを吸気管の吸気通路3に再循環させるための排気ガス還流路4内を通過するEGRガスの温度が十分に低くなる。具体的には、吸気管の吸気通路3に再循環するEGRガスの温度が例えば120℃程度になる。   In addition, after the warm-up operation of the engine 1 is completed (after the engine 1 is warmed up), that is, the engine coolant temperature (THW) detected by the coolant temperature sensor is a second predetermined value (higher than the first predetermined value). For example, when the temperature is higher than 80 ° C., an exhaust gas flow rate control valve is used to effectively reduce the generation of nitrogen oxides (NOx) by lowering the combustion temperature of the fuel in the combustion chamber of each cylinder of the engine 1. The energization to the electromagnetic or electric negative pressure control valve 18a is stopped so that the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side of the 18 is fully opened and the second valve body 62 on the bypass pipe 15 side is fully closed. . Thereby, after the engine 1 is warmed up, the temperature of the EGR gas passing through the exhaust gas recirculation passage 4 for recirculating the EGR gas to the intake passage 3 of the intake pipe becomes sufficiently low. Specifically, the temperature of the EGR gas recirculated to the intake passage 3 of the intake pipe is about 120 ° C., for example.

また、冷間始動時から暖機時までの間、つまり冷却水温度センサによって検出したエンジン冷却水温度(THW)が第1所定値(例えば0℃)以上で、且つ第2所定値(例えば80℃)以下の温度範囲内に有る時には、排気温度センサ104によって検出したEGRガス温度(EGRモジュール7より流出して吸気通路3内に向かうEGRガスの温度)が、エンジン1の運転状態に対応して設定される目標EGRガス温度と略一致するように、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53の弁開度が、公知の比例積分微分制御(PID制御)または比例積分制御(PI制御)を用いてフィードバック制御される。これによって、冷間始動時から暖機時までの間は、EGRガスを吸気管の吸気通路3に再循環させるための排気ガス還流路4内を通過するEGRガスの温度が目標EGRガス温度に応じて制御される。具体的には、吸気管の吸気通路3に再循環するEGRガスの温度が例えば130℃〜300℃程度に制御される。   Further, the engine coolant temperature (THW) detected by the coolant temperature sensor from the cold start to the warm-up time is equal to or higher than a first predetermined value (for example, 0 ° C.) and a second predetermined value (for example, 80). When the temperature is within the following temperature range, the EGR gas temperature detected by the exhaust temperature sensor 104 (the temperature of the EGR gas flowing out of the EGR module 7 and entering the intake passage 3) corresponds to the operating state of the engine 1. The valve opening degree of the double poppet valve 53 of the exhaust gas flow ratio control valve 18 is set to a well-known proportional-integral-derivative control (PID control) or proportional-integral control (PI) so that the target EGR gas temperature substantially matches the target EGR gas temperature. Control). Thus, during the period from cold start to warm-up, the temperature of the EGR gas passing through the exhaust gas recirculation path 4 for recirculating the EGR gas to the intake pipe 3 of the intake pipe becomes the target EGR gas temperature. Is controlled accordingly. Specifically, the temperature of the EGR gas recirculated to the intake passage 3 of the intake pipe is controlled to about 130 ° C. to 300 ° C., for example.

ここで、冷間始動時から暖機時までの間は、エンジン負荷によって排気ガス温度が変化する。具体的には、エンジン負荷が低負荷時には、排気ガス温度が例えば180℃程度になり、また、エンジン負荷が中負荷時には、排気ガス温度が例えば350℃程度になる。このため、冷間始動時から暖機時までの間は、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53の弁開度をエンジン負荷に応じて最適化することによって、EGRガス温度が目標EGRガス温度(例えば130℃〜300℃程度)に制御される。   Here, between the cold start time and the warm-up time, the exhaust gas temperature changes depending on the engine load. Specifically, when the engine load is low, the exhaust gas temperature is about 180 ° C., for example, and when the engine load is medium load, the exhaust gas temperature is about 350 ° C., for example. For this reason, during the period from the cold start to the warm-up, the EGR gas temperature is set to the target by optimizing the valve opening of the double poppet type valve 53 of the exhaust gas flow rate control valve 18 according to the engine load. It is controlled to EGR gas temperature (for example, about 130 ° C. to 300 ° C.).

[実施例1の作用]
次に、本実施例の排気ガス再循環装置の作用を図1ないし図3に基づいて簡単に説明する。
[Operation of Example 1]
Next, the operation of the exhaust gas recirculation device of this embodiment will be briefly described with reference to FIGS.

例えばディーゼルエンジン等のエンジン1が始動することにより、エンジン1のシリンダヘッドに形成された吸気ポートの吸気バルブが開かれると、エアクリーナ10で濾過された吸入空気が、吸気管の吸気通路3、スロットルボディ、サージタンクを通って各気筒のインテークマニホールドに分配され、エンジン1の各気筒内に吸入される。そして、エンジン1では、燃料が燃える温度よりも高い温度になるまで空気を圧縮し、そこにインジェクタから高圧燃料を噴霧して燃焼が成される。そして、各気筒内で燃えた燃焼ガスは、エンジン1のシリンダヘッドに形成された排気ポートから排出され、エキゾーストマニホールド、排気管の排気通路2を経て排出される。   For example, when the engine 1 such as a diesel engine is started and the intake valve of the intake port formed in the cylinder head of the engine 1 is opened, the intake air filtered by the air cleaner 10 becomes the intake passage 3 of the intake pipe, the throttle It is distributed to the intake manifold of each cylinder through the body and surge tank, and is sucked into each cylinder of the engine 1. In the engine 1, the air is compressed until it reaches a temperature higher than the temperature at which the fuel burns, and high pressure fuel is sprayed from the injector there and combustion is performed. The combustion gas burned in each cylinder is discharged from an exhaust port formed in the cylinder head of the engine 1 and is discharged through an exhaust manifold and an exhaust passage 2 of an exhaust pipe.

このとき、ECU100によって排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53が所定の弁開度となるように、電磁式または電動式負圧制御弁18aへの駆動電流値が調整されると、負圧室65a内に負圧が導入されて、負圧室65aと大気圧室65との圧力差に応じてダイヤフラム64が変位しバルブシャフト54が図示上方に所定のリフト量だけリフトする。これによって、ダブルポペット型バルブ53のうちEGRガスクーラ14側の第1弁体61が閉弁方向に駆動されて、バルブハウジング17内に形成された第1導入孔51の開口面積が所定の弁開度に調節される。同時に、ダブルポペット型バルブ53のうちバイパス配管15側の第2弁体62が開弁方向に駆動されて、バルブハウジング17内に形成された第2導入孔52の開口面積が所定の弁開度に調節される。したがって、EGRガスクーラ14の各第1排気ガス通路31内を流れるEGRガスの流量とバイパス配管15の第2排気ガス通路32内を流れるEGRガスの流量とが、エンジン1の運転状態およびEGRガスの温度に応じて最適化される。   At this time, when the drive current value to the electromagnetic or electric negative pressure control valve 18a is adjusted by the ECU 100 so that the double poppet type valve 53 of the exhaust gas flow ratio adjusting valve 18 has a predetermined valve opening degree, A negative pressure is introduced into the negative pressure chamber 65a, the diaphragm 64 is displaced according to the pressure difference between the negative pressure chamber 65a and the atmospheric pressure chamber 65, and the valve shaft 54 is lifted by a predetermined lift amount in the drawing. As a result, the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side of the double poppet type valve 53 is driven in the valve closing direction, so that the opening area of the first introduction hole 51 formed in the valve housing 17 has a predetermined valve opening. Adjusted to degree. At the same time, the second valve body 62 on the bypass pipe 15 side in the double poppet type valve 53 is driven in the valve opening direction so that the opening area of the second introduction hole 52 formed in the valve housing 17 has a predetermined valve opening. Adjusted to. Therefore, the flow rate of the EGR gas flowing in each first exhaust gas passage 31 of the EGR gas cooler 14 and the flow rate of the EGR gas flowing in the second exhaust gas passage 32 of the bypass pipe 15 depend on the operating state of the engine 1 and the EGR gas flow. Optimized according to temperature.

一方、ECU100によって排気ガス還流量制御弁19のバルブ71が所定の弁開度となるように、駆動モータが通電されると、駆動モータのモータシャフトが回転する。そして、モータシャフトが回転することによりピニオンギヤが回転して中間減速ギヤにトルクが伝達される。そして、中間減速ギヤの回転に伴って、中間減速ギヤに噛み合うギヤ部80を備えたバルブ側ギヤ78が回転する。これにより、バルブ側ギヤ78と一体化されたバルブシャフト72が所定の回転角度だけ回転し、排気ガス還流量制御弁19のバルブ71がバルブ全閉位置より全開位置側へ開く方向(開弁方向)に回転駆動される。これによって、EGRガスクーラ14の第1排気ガス通路31に第1排気ガス導入路41および第1導入孔51を介して連通すると共に、バイパス配管15の第2排気ガス通路32に第2排気ガス導入路42および第2導入孔52を介して連通する連通路45の開口面積が所定の弁開度に調節される。したがって、バルブハウジング17の排気ガス還流路43、排気ガス還流路44、連通路45および排気ガス還流路46内を通過するEGRガスの全流量、すなわち、EGRガスを吸気管の吸気通路3に再循環させるための排気ガス還流路4内を通過するEGRガスの全流量が、エンジン1の運転状態およびEGRガスの温度に応じて最適化される。   On the other hand, when the drive motor is energized by the ECU 100 so that the valve 71 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 has a predetermined valve opening, the motor shaft of the drive motor rotates. Then, as the motor shaft rotates, the pinion gear rotates and torque is transmitted to the intermediate reduction gear. Then, with the rotation of the intermediate reduction gear, the valve side gear 78 including the gear portion 80 that meshes with the intermediate reduction gear rotates. As a result, the valve shaft 72 integrated with the valve side gear 78 rotates by a predetermined rotation angle, and the valve 71 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 opens from the valve fully closed position to the fully opened position (valve opening direction). ). Thus, the first exhaust gas passage 31 of the EGR gas cooler 14 communicates with the first exhaust gas introduction passage 41 and the first introduction hole 51, and the second exhaust gas introduction is introduced into the second exhaust gas passage 32 of the bypass pipe 15. The opening area of the communication passage 45 communicating with the passage 42 and the second introduction hole 52 is adjusted to a predetermined valve opening. Therefore, the total flow rate of the EGR gas passing through the exhaust gas recirculation path 43, the exhaust gas recirculation path 44, the communication path 45, and the exhaust gas recirculation path 46 of the valve housing 17, that is, the EGR gas is recirculated to the intake passage 3 of the intake pipe. The total flow rate of the EGR gas passing through the exhaust gas recirculation path 4 for circulation is optimized according to the operating state of the engine 1 and the temperature of the EGR gas.

したがって、排気管の排気通路2から排気側排気ガス還流管5内に形成される排気ガス還流路4に導入されたEGRガスは、EGRモジュール7内、吸気側排気ガス還流管6内に形成される排気ガス還流路4を経て、吸気管の吸気通路3内に流入して、エアクリーナ10からの吸入空気とミキシングされる。ここで、排気側排気ガス還流管5から分岐ジョイント部13のEGRガス分流部30内に流入したEGRガスは、EGRガスクーラ14の第1排気ガス通路31とバイパス配管15の第2排気ガス通路32とに所定の流量比で分流する。EGRガスクーラ14の第1排気ガス通路31内に流入したEGRガスは、EGRガスクーラ14の冷却水通路23内を流れるエンジン冷却水と熱交換して冷却された後に、連結ジョイント部16の第1排気ガス通路31bを経てバルブハウジング17の第1排気ガス導入路41内に流入する。そして、第1排気ガス導入路41内に流入したEGRガスは、第1導入孔51を介して排気ガス還流路43に流入する。   Therefore, the EGR gas introduced from the exhaust passage 2 of the exhaust pipe into the exhaust gas recirculation path 4 formed in the exhaust side exhaust gas recirculation pipe 5 is formed in the EGR module 7 and in the intake side exhaust gas recirculation pipe 6. Then, the air flows into the intake passage 3 of the intake pipe through the exhaust gas recirculation passage 4 and is mixed with the intake air from the air cleaner 10. Here, the EGR gas that has flowed from the exhaust-side exhaust gas recirculation pipe 5 into the EGR gas branching portion 30 of the branch joint portion 13 is the first exhaust gas passage 31 of the EGR gas cooler 14 and the second exhaust gas passage 32 of the bypass pipe 15. And a predetermined flow ratio. The EGR gas that has flowed into the first exhaust gas passage 31 of the EGR gas cooler 14 is cooled by exchanging heat with the engine coolant that flows through the cooling water passage 23 of the EGR gas cooler 14, and then the first exhaust of the connection joint portion 16. The gas flows into the first exhaust gas introduction passage 41 of the valve housing 17 through the gas passage 31b. Then, the EGR gas that has flowed into the first exhaust gas introduction path 41 flows into the exhaust gas recirculation path 43 through the first introduction hole 51.

一方、バイパス配管15の第2排気ガス通路32内に流入したEGRガスは、エンジン冷却水と熱交換することなく、連結ジョイント部16の第2排気ガス通路32bを経てバルブハウジング17の第2排気ガス導入路42内に流入する。そして、第2排気ガス導入路42内に流入したEGRガスは、第2導入孔52を介して排気ガス還流路43に流入して、EGRガスクーラ14の第1排気ガス通路31から第1導入孔51を介して流入したEGRガスとミキシングされて最適な温度にコントロールされる。その後に、EGRガスは、排気ガス還流路44、連通路45および排気ガス還流路46を経て吸気側排気ガス還流管6内に流入する。   On the other hand, the EGR gas that has flowed into the second exhaust gas passage 32 of the bypass pipe 15 passes through the second exhaust gas passage 32b of the connection joint portion 16 without exchanging heat with the engine cooling water, and thus the second exhaust of the valve housing 17. It flows into the gas introduction path 42. Then, the EGR gas that has flowed into the second exhaust gas introduction path 42 flows into the exhaust gas recirculation path 43 through the second introduction hole 52 and passes through the first introduction gas passage 31 of the EGR gas cooler 14. It is mixed with the EGR gas flowing in via 51 and controlled to an optimum temperature. Thereafter, the EGR gas flows into the intake side exhaust gas recirculation pipe 6 through the exhaust gas recirculation path 44, the communication path 45 and the exhaust gas recirculation path 46.

また、EGRガスクーラ14内でEGRガスを冷却するためのエンジン冷却水は、エンジン1のウォータジャケット(図示せず)から冷却水配管8、EGRモジュール7の冷却水入口管11を経てEGRガスクーラ14の冷却水通路23内に流入して、EGRガスクーラ14の第1排気ガス通路31内を流れるEGRガスの熱を奪ってEGRガスを冷却する。その後、エンジン冷却水は、EGRガスクーラ14の冷却水通路23の冷却水出口部から連結ジョイント部16の冷却水通路26内に流入する。そして、冷却水通路26内に流入したエンジン冷却水は、バルブハウジング17の冷却水通路27内に流入して、EGRガスの熱により高温化されるバルブハウジング17を冷やす。その後に、エンジン冷却水は、EGRモジュール7の冷却水出口管12からラジエータを経てエンジン1のウォータジャケットに循環供給される。   Engine cooling water for cooling the EGR gas in the EGR gas cooler 14 is supplied from the water jacket (not shown) of the engine 1 through the cooling water pipe 8 and the cooling water inlet pipe 11 of the EGR module 7. The EGR gas flows into the cooling water passage 23 and takes the heat of the EGR gas flowing in the first exhaust gas passage 31 of the EGR gas cooler 14 to cool the EGR gas. Thereafter, the engine coolant flows from the coolant outlet portion of the coolant passage 23 of the EGR gas cooler 14 into the coolant passage 26 of the connection joint portion 16. The engine coolant that has flowed into the coolant passage 26 flows into the coolant passage 27 of the valve housing 17 and cools the valve housing 17 that is heated to high temperature by the heat of the EGR gas. Thereafter, the engine coolant is circulated and supplied from the coolant outlet pipe 12 of the EGR module 7 to the water jacket of the engine 1 via the radiator.

ここで、例えば通常時に、排気ガス還流量制御弁19のバルブ71を適度な弁開度に開け、且つ排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53のうちEGRガスクーラ14側の第1弁体61を開弁してバイパス配管15側の第2弁体62を閉弁することで、排気側排気ガス還流管5内に形成される排気ガス還流路4に導入されたEGRガスを全てEGRガスクーラ14の第1排気ガス通路31を経由させて吸気管の吸気通路3に再循環させるようにすると、EGRガスがエンジン冷却水によって十分に冷却される。これによって、温度が低く、体積の小さいEGRガスが吸入空気と混入することになるので、エンジン1の出力を低下させることなく、燃焼温度を低下して効果的にNOxの発生を低減させることができる。   Here, for example, during normal operation, the valve 71 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 is opened to an appropriate valve opening, and the first valve on the EGR gas cooler 14 side of the double poppet type valve 53 of the exhaust gas flow rate control valve 18. By opening the body 61 and closing the second valve body 62 on the bypass pipe 15 side, all EGR gas introduced into the exhaust gas recirculation path 4 formed in the exhaust side exhaust gas recirculation pipe 5 is EGR. If recirculation is made to the intake passage 3 of the intake pipe via the first exhaust gas passage 31 of the gas cooler 14, the EGR gas is sufficiently cooled by the engine coolant. As a result, since the EGR gas having a low temperature and a small volume is mixed with the intake air, the combustion temperature can be lowered and the generation of NOx can be effectively reduced without lowering the output of the engine 1. it can.

また、例えば寒冷時に、排気ガス還流量制御弁19のバルブ71を適度な弁開度に開け、且つ排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53のうちEGRガスクーラ14側の第1弁体61およびバイパス配管15側の第2弁体62を共に開弁することで、排気側排気ガス還流管5内に形成される排気ガス還流路4に導入されたEGRガスを、EGRガスクーラ14の各第1排気ガス通路31とバイパス配管15の第2排気ガス通路32とに所定の流量比で分流してEGRガスの温度を最適化した後に、吸気管の吸気通路3に再循環させるようにすると、EGRガスの温度が比較的に高い状態で再循環されることになる。これによって、吸入空気への十分な暖気効果を得ることができ、エンジン1での着火性が向上し、白煙の発生を防止することができる。   Further, for example, during cold weather, the valve 71 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 is opened to an appropriate valve opening, and the first valve body on the EGR gas cooler 14 side of the double poppet type valve 53 of the exhaust gas flow rate control valve 18 is used. 61 and the second valve body 62 on the bypass pipe 15 side are both opened, so that the EGR gas introduced into the exhaust gas recirculation path 4 formed in the exhaust side exhaust gas recirculation pipe 5 is converted into each of the EGR gas coolers 14. If the temperature of the EGR gas is optimized by diverting it to the first exhaust gas passage 31 and the second exhaust gas passage 32 of the bypass pipe 15 at a predetermined flow rate ratio, then it is recirculated to the intake passage 3 of the intake pipe. The EGR gas is recirculated while the temperature is relatively high. As a result, a sufficient warming effect on the intake air can be obtained, the ignitability of the engine 1 can be improved, and the generation of white smoke can be prevented.

また、EGRガスを冷却することによって吸入空気の温度を低下させると、NOxの排出量は減少する傾向にあるが、比較的にエンジン1の低回転、低負荷の運転条件においては、EGRガスを冷却することによって排気微粒子(パティキュレート・マター:PM)の排出量が増加する。このため、エンジン1の運転状態に応じて排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53のEGRガスクーラ14側の第1弁体61およびバイパス配管15側の第2弁体62を適度な弁開度に制御することで、EGRガスの温度が最適な温度となるように変化させて、NOxの排出量およびPMの排出量を同時に低減させることも可能である。   In addition, when the temperature of the intake air is lowered by cooling the EGR gas, the NOx emission amount tends to decrease. However, under relatively low engine speed and low load operating conditions, the EGR gas is reduced. Cooling increases the emission of exhaust particulates (particulate matter: PM). For this reason, the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side and the second valve body 62 on the bypass pipe 15 side of the double poppet type valve 53 of the exhaust gas flow rate control valve 18 are appropriately controlled according to the operating state of the engine 1. By controlling the opening degree, it is possible to change the EGR gas temperature so as to be an optimum temperature, and to simultaneously reduce the NOx emission amount and the PM emission amount.

[実施例1の効果]
以上のように、本実施例の排気ガス流量比調節弁18においては、エンジン1の運転停止時に、電磁式または電動式負圧制御弁18aへの通電を停止すると、負圧室65a内への負圧の導入がなくなり、大気圧室65と負圧室65aとの圧力差が小さくなる。したがって、スプリング55の付勢力によってダイヤフラム64およびバルブシャフト54が図示下方に移動して、ダブルポペット型バルブ53のうちのバイパス配管15側の第2弁体62がバルブシート56の図示上端側の第2弁座に着座する。これによって、排気ガス流量比調節弁18のEGRガスクーラ14側の第1弁体61が第1導入孔51を全開し、且つバイパス配管15側の第2弁体62が第2導入孔52を全閉する。すなわち、エンジン停止時には、EGRガスクーラ14内の第1排気ガス通路31から吸気側の排気ガス還流路43内に排気ガスを導入する第1導入孔51が開放(全開)され、バイパス配管15内の第2排気ガス通路32から吸気側の排気ガス還流路43内に排気ガスを導入する第2導入孔52が閉塞(全閉)される。
[Effect of Example 1]
As described above, in the exhaust gas flow rate control valve 18 of the present embodiment, when the energization of the electromagnetic or electric negative pressure control valve 18a is stopped when the operation of the engine 1 is stopped, the exhaust gas flow ratio adjustment valve 18 enters the negative pressure chamber 65a. The introduction of the negative pressure is eliminated, and the pressure difference between the atmospheric pressure chamber 65 and the negative pressure chamber 65a is reduced. Therefore, the diaphragm 64 and the valve shaft 54 are moved downward in the figure by the urging force of the spring 55, and the second valve body 62 on the bypass pipe 15 side of the double poppet type valve 53 is moved to the second upper end side of the valve seat 56 on the upper end side in the figure. 2 Sit on the valve seat. As a result, the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side of the exhaust gas flow ratio control valve 18 fully opens the first introduction hole 51, and the second valve body 62 on the bypass pipe 15 side fully opens the second introduction hole 52. Close. That is, when the engine is stopped, the first introduction hole 51 for introducing exhaust gas from the first exhaust gas passage 31 in the EGR gas cooler 14 into the exhaust gas recirculation passage 43 on the intake side is opened (fully opened), and the inside of the bypass pipe 15 The second introduction hole 52 for introducing the exhaust gas from the second exhaust gas passage 32 into the exhaust gas recirculation passage 43 on the intake side is closed (fully closed).

ここで、一般的にEGRガスクーラ14の排気チューブ22(第1排気ガス通路31)内を通過するEGRガスは、ケーシング21の冷却水通路23内を循環するエンジン冷却水によって冷やされると、EGRガス中に含まれる微粒子の粘着性が高まる。仮に排気ガス流量比調節弁18のEGRガスクーラ14側の第1弁体61がバルブシートの第1弁座に着座するタイプでは、第1弁体61の表面に粘着質の微粒子が付着して粘着質のデポジットを形成すると、第1弁体61と第1弁座との間に跨がって粘着質のデポジットが堆積する可能性がある。この場合には、次回のエンジン始動時に第1弁体61が第1弁座に固着されてしまい、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53、特にEGRガスクーラ14側の第1弁体61の弁開度の制御応答性を悪化させる可能性があった。   Here, when the EGR gas that generally passes through the exhaust tube 22 (first exhaust gas passage 31) of the EGR gas cooler 14 is cooled by the engine coolant circulating in the cooling water passage 23 of the casing 21, the EGR gas The adhesiveness of the fine particles contained therein is increased. In the type in which the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side of the exhaust gas flow ratio control valve 18 is seated on the first valve seat of the valve seat, sticky fine particles adhere to the surface of the first valve body 61 and stick. If a quality deposit is formed, an adhesive deposit may be deposited across the first valve body 61 and the first valve seat. In this case, the first valve body 61 is fixed to the first valve seat at the next engine start, and the double poppet type valve 53 of the exhaust gas flow rate control valve 18, particularly the first valve body on the EGR gas cooler 14 side. There was a possibility that the control responsiveness of the valve opening of 61 would be deteriorated.

しかし、本実施例のように、エンジン停止時に、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53のうちのEGRガスクーラ14側の第1弁体61のみを開弁させておくことにより、仮にEGRガスクーラ14側の第1弁体61の表面および第1導入孔51の周囲に排気ガス中に含まれる微粒子が付着して粘着質のデポジットが形成されても、排気ガス流量比調節弁18のEGRガスクーラ14側の第1弁体61とバルブハウジング(第1弁座またはバルブシート)17とに跨がって粘着質のデポジットが堆積することはあり得ないので、排気ガス流量比調節弁18のEGRガスクーラ14側の第1弁体61が固着することはない。これによって、例えばダイヤフラム64等による負圧アクチュエータによって排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53、特にEGRガスクーラ14側の第1弁体61が円滑に開閉作動できるので、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53、特にEGRガスクーラ14側の第1弁体61の弁開度の制御応答性を向上できる。   However, as in the present embodiment, when the engine is stopped, only the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side of the double poppet type valve 53 of the exhaust gas flow rate control valve 18 is opened. Even if fine particles contained in the exhaust gas adhere to the surface of the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side and the periphery of the first introduction hole 51 to form a sticky deposit, the exhaust gas flow rate control valve 18 Since no sticky deposit can be accumulated across the first valve body 61 and the valve housing (first valve seat or valve seat) 17 on the EGR gas cooler 14 side, the exhaust gas flow ratio control valve 18 The first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side does not stick. Thereby, for example, the double poppet type valve 53 of the exhaust gas flow rate adjusting valve 18, particularly the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side, can be opened and closed smoothly by a negative pressure actuator such as a diaphragm 64. The control responsiveness of the valve opening degree of the double poppet type valve 53 of the valve 18, particularly the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side can be improved.

ここで、上述したように、冷間始動時から暖機時までの間は、吸気側排気ガス還流管6の排気ガス還流路4内を、EGRモジュール7より流出して吸気通路3内に向かうEGRガス温度を、エンジン1の運転状態(例えばエンジン負荷)に対応して設定される目標EGRガス温度(例えば130℃〜300℃程度)に制御する必要が有る。そこで、本実施例では、EGRガスクーラ14およびバイパス配管15等によって構成される排気ガス冷却装置の下流側近傍に排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53を配置することにより、排気ガス還流路4内を吸気通路3内に向かう排気ガス温度を変更する際に、排気ガス冷却装置のボリューム(長さ)分だけ、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53の弁開度の制御応答性が向上する。   Here, as described above, during the period from the cold start to the warm-up time, the exhaust gas recirculation path 4 of the intake side exhaust gas recirculation pipe 6 flows out of the EGR module 7 toward the intake air path 3. It is necessary to control the EGR gas temperature to a target EGR gas temperature (for example, about 130 ° C. to 300 ° C.) set in accordance with the operating state (for example, engine load) of the engine 1. Therefore, in the present embodiment, the exhaust gas recirculation is performed by disposing the double poppet type valve 53 of the exhaust gas flow rate control valve 18 in the vicinity of the downstream side of the exhaust gas cooling device constituted by the EGR gas cooler 14, the bypass pipe 15 and the like. When changing the exhaust gas temperature toward the intake passage 3 through the passage 4, the opening degree of the double poppet type valve 53 of the exhaust gas flow ratio control valve 18 is set by the volume (length) of the exhaust gas cooling device. Control responsiveness is improved.

その上、排気ガス還流路4内を吸気通路3内に向かう排気ガス温度が目標EGRガス温度と略一致するように、排気ガス温度と目標EGRガス温度との温度偏差に基づいて、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53の弁開度をフィードバック制御することにより、排気ガス還流路4内を吸気通路3内に向かう排気ガスの温度が目標EGRガス温度よりも異常に下回る(アンダーシュートする)ことはない。したがって、エンジン1の各気筒の燃焼室内での燃焼状態(エンジン燃焼)が良好となり、エンジン1の回転速度が安定する。また、排気ガス還流路4内を吸気通路3内に向かう排気ガス温度が目標EGRガス温度と略一致するように、排気ガス温度と目標EGRガス温度との温度偏差に基づいて、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53の弁開度をフィードバック制御することにより、排気ガス還流路4内を吸気通路3内に向かう排気ガスの温度が目標EGRガス温度よりも異常に上回る(オーバーシュートする)ことはない。したがって、EGRガス還流量(EGR量)、あるいは新規吸入空気量に対するEGR量の比であるEGR率が不足することはなく、エンジン1のエミッションの悪化を抑えることができる。   In addition, the exhaust gas flow rate is determined based on the temperature deviation between the exhaust gas temperature and the target EGR gas temperature so that the exhaust gas temperature that travels in the exhaust gas recirculation path 4 toward the intake passage 3 substantially matches the target EGR gas temperature. By performing feedback control of the valve opening degree of the double poppet type valve 53 of the ratio control valve 18, the temperature of the exhaust gas that flows in the exhaust gas recirculation passage 4 into the intake passage 3 is abnormally lower than the target EGR gas temperature (under) Never shoot). Therefore, the combustion state (engine combustion) in the combustion chamber of each cylinder of the engine 1 becomes good, and the rotation speed of the engine 1 is stabilized. Further, based on the temperature deviation between the exhaust gas temperature and the target EGR gas temperature, the exhaust gas flow rate ratio is set so that the exhaust gas temperature that travels in the exhaust gas recirculation path 4 toward the intake passage 3 substantially matches the target EGR gas temperature. By performing feedback control of the valve opening degree of the double poppet type valve 53 of the control valve 18, the temperature of the exhaust gas that flows in the exhaust gas recirculation path 4 into the intake path 3 is abnormally higher than the target EGR gas temperature (overshoot). Do not). Therefore, the EGR gas recirculation amount (EGR amount) or the EGR rate that is the ratio of the EGR amount to the new intake air amount does not become insufficient, and the deterioration of the emission of the engine 1 can be suppressed.

すなわち、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53の弁開度を、排気ガス還流路4内を吸気通路3内に向かう排気ガス温度と目標EGRガス温度との温度偏差に基づいてフィードバック制御することにより、排気ガス還流路4内を吸気通路3内に向かう排気ガス温度が、目標EGRガス温度より異常にオーバーシュートまたはアンダーシュートすることなく、目標EGRガス温度に速やかに収束するように、排気ガス還流路4内を吸気通路3内に向かう排気ガス温度を高度制御し易くなる。したがって、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53を、EGRガスクーラ14およびバイパス配管15等によって構成される排気ガス冷却装置の下流側近傍に配置することは、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53の弁開度の制御応答性上も非常に効果的である。   That is, the valve opening degree of the double poppet type valve 53 of the exhaust gas flow rate control valve 18 is fed back based on the temperature deviation between the exhaust gas temperature passing through the exhaust gas recirculation passage 4 into the intake passage 3 and the target EGR gas temperature. By controlling, the exhaust gas temperature traveling in the exhaust gas recirculation passage 4 toward the intake passage 3 is rapidly converged to the target EGR gas temperature without abnormally overshooting or undershooting the target EGR gas temperature. Further, the exhaust gas temperature going toward the intake passage 3 through the exhaust gas recirculation passage 4 can be easily controlled to a high degree. Therefore, disposing the double poppet type valve 53 of the exhaust gas flow rate control valve 18 in the vicinity of the downstream side of the exhaust gas cooling device constituted by the EGR gas cooler 14 and the bypass pipe 15 or the like makes it possible to arrange the exhaust gas flow rate control valve 18. The control response of the valve opening degree of the double poppet type valve 53 is also very effective.

また、本実施例の排気ガス再循環装置においては、排気管より分岐する排気側排気ガス還流管5と吸気管に合流する吸気側排気ガス還流管6との間に、更には、エンジン冷却水回路の冷却水配管8と冷却水配管9との間に、分岐ジョイント部13、EGRガスクーラ14、バイパス配管15および連結ジョイント部16等によって構成される排気ガス冷却装置と、排気ガス流量比調節弁18の各構成部品、排気ガス還流量制御弁19の各構成部品およびEGR量センサ20の各構成部品を保持するバルブハウジング17とを備えたEGRモジュール7を直列的に直接結合している。これによって、EGRガスクーラ14およびバイパス配管15と排気ガス流量比調節弁18とを結合する排気ガス還流管、排気ガス流量比調節弁18と排気ガス還流量制御弁19とを結合する排気ガス還流管、EGRガスクーラ14と排気ガス流量比調節弁18とを結合する冷却水配管、排気ガス流量比調節弁18と排気ガス還流量制御弁19とを結合する冷却水配管が不要となるので、部品点数を減少できる。したがって、EGRガスクーラ14およびバイパス配管15と排気ガス流量比調節弁18との組み付け性、および排気ガス流量比調節弁18と排気ガス還流量制御弁19との組み付け性を向上することができ、また、排気ガス還流路4および冷却水通路の通路長を非常に短縮できるので、配管の取り回し(レイアウト)が容易となり、車両への搭載性をより向上することができる。   Further, in the exhaust gas recirculation device of this embodiment, the engine cooling water is further provided between the exhaust side exhaust gas recirculation pipe 5 branched from the exhaust pipe and the intake side exhaust gas recirculation pipe 6 joined to the intake pipe. Between the cooling water pipe 8 and the cooling water pipe 9 of the circuit, an exhaust gas cooling device constituted by a branch joint part 13, an EGR gas cooler 14, a bypass pipe 15 and a connection joint part 16, etc., and an exhaust gas flow rate control valve The EGR module 7 including 18 component parts, the exhaust gas recirculation amount control valve 19, and the valve housing 17 that holds the EGR amount sensor 20 is directly coupled in series. Thus, the exhaust gas recirculation pipe connecting the EGR gas cooler 14 and the bypass pipe 15 and the exhaust gas flow ratio control valve 18, and the exhaust gas recirculation pipe connecting the exhaust gas flow ratio control valve 18 and the exhaust gas recirculation amount control valve 19. The cooling water pipe for connecting the EGR gas cooler 14 and the exhaust gas flow rate control valve 18 and the cooling water pipe for connecting the exhaust gas flow ratio control valve 18 and the exhaust gas recirculation amount control valve 19 are not required. Can be reduced. Therefore, it is possible to improve the assembling property of the EGR gas cooler 14 and the bypass pipe 15 and the exhaust gas flow rate control valve 18, and the assembling property of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the exhaust gas recirculation amount control valve 19. The passage lengths of the exhaust gas recirculation passage 4 and the cooling water passage can be greatly shortened, so that the piping (layout) can be facilitated and the mountability to the vehicle can be further improved.

また、本実施例では、排気ガス還流路4の途中で、EGRガスクーラ14とバイパス配管15とを並列的に、しかも近傍に配置して排気ガス冷却装置を構成することにより、EGRガスクーラ14とバイパス配管15とが離れて設けられた従来の技術と比べて、排気ガス冷却装置の体格を小型化できる。したがって、配管の取り回しが容易となり、排気ガス冷却装置の組み付けが容易となるので、車両への搭載性を向上することができる。
また、本実施例では、排気ガス流量比調節弁18の各構成部品と排気ガス還流量制御弁19の各構成部品とを1個のバルブハウジング17に保持させることで、つまり1個のバルブハウジング17を共通使用(共通化)することで、排気ガス流量比調節弁18と排気ガス還流量制御弁19とを直列的に一体化している。これによって、従来の技術では、排気ガス還流管を介して排気ガス流量比調節弁18と排気ガス還流量制御弁19とを接続することで、両者間の排気ガス還流管が外気と触れることによってEGRガスの温度バラツキが問題となっていたが、バルブハウジング17の冷却水通路27内にエンジン冷却水を流すことでバルブハウジング17の排気ガス還流路4内を通過するEGRガスの温度を安定させることができ、且つ排気ガス還流路4の通路長さが短くなったことでEGRガスの温度バラツキを抑えることができる。
Further, in the present embodiment, the EGR gas cooler 14 and the bypass are configured by arranging the EGR gas cooler 14 and the bypass pipe 15 in parallel and in the vicinity in the middle of the exhaust gas recirculation path 4. The physique of the exhaust gas cooling device can be reduced in size as compared with the conventional technique in which the pipe 15 is provided apart. Accordingly, the piping can be easily handled and the exhaust gas cooling device can be easily assembled, so that the mounting property on the vehicle can be improved.
In this embodiment, each component of the exhaust gas flow rate control valve 18 and each component of the exhaust gas recirculation control valve 19 are held in one valve housing 17, that is, one valve housing. The exhaust gas flow rate control valve 18 and the exhaust gas recirculation amount control valve 19 are integrated in series by using 17 in common (common use). As a result, in the prior art, the exhaust gas flow rate adjustment valve 18 and the exhaust gas recirculation amount control valve 19 are connected via the exhaust gas recirculation pipe, so that the exhaust gas recirculation pipe between the two contacts the outside air. Although the temperature variation of the EGR gas has been a problem, the temperature of the EGR gas passing through the exhaust gas recirculation path 4 of the valve housing 17 is stabilized by flowing the engine cooling water into the cooling water path 27 of the valve housing 17. In addition, since the passage length of the exhaust gas recirculation passage 4 is shortened, the temperature variation of the EGR gas can be suppressed.

また、排気ガス流量比調節弁18と排気ガス還流量制御弁19の排気ガス還流路回りのバルブハウジング17に、EGRガスクーラ14を通過することで低温となったEGRガスの熱とバイパス配管15を通過することで高温を維持しているEGRガスの熱とが共に効率良く伝達することにより、EGRガスの熱を吸収して高温化されるバルブハウジング17の温度がEGRガスの温度に近くなるため、そのバルブハウジング17の排気ガス還流路内を流れるEGRガスの温度が安定する。
また、排気ガス還流路4の通路長さが短くなったことで、EGRガスクーラ14の各第1排気ガス通路31内を流れるEGRガスとバイパス配管15の第2排気ガス通路32内を流れるEGRガスとの混合後のEGRガスの温度を検出する排気温度センサ104の検出精度が向上するために、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53の弁開度の制御応答性および排気ガス還流量制御弁19のバルブ71の弁開度の制御応答性を向上することができる。
Further, the heat of the EGR gas and the bypass pipe 15 that have become low temperature by passing through the EGR gas cooler 14 are passed through the valve housing 17 around the exhaust gas recirculation path of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the exhaust gas recirculation control valve 19. Since the heat of the EGR gas that maintains the high temperature by passing through is efficiently transmitted together, the temperature of the valve housing 17 that is heated to absorb the heat of the EGR gas becomes close to the temperature of the EGR gas. The temperature of the EGR gas flowing in the exhaust gas recirculation path of the valve housing 17 is stabilized.
Further, since the passage length of the exhaust gas recirculation passage 4 is shortened, the EGR gas flowing in the first exhaust gas passages 31 of the EGR gas cooler 14 and the EGR gas flowing in the second exhaust gas passage 32 of the bypass pipe 15. In order to improve the detection accuracy of the exhaust gas temperature sensor 104 that detects the temperature of the EGR gas after mixing with the exhaust gas, the control response of the double poppet valve 53 of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the exhaust gas return The control responsiveness of the valve opening degree of the valve 71 of the flow control valve 19 can be improved.

また、排気ガス流量比調節弁18と排気ガス還流量制御弁19とで、冷却水通路27を備えた1個のバルブハウジング17を共通使用することで、排気ガス流量比調節弁18内に形成される冷却水通路と排気ガス還流量制御弁19内に形成される冷却水通路とを一体化することができる。これによって、排気ガス流量比調節弁18の冷却水通路と排気ガス還流量制御弁19の冷却水通路とを結合する冷却水配管が不要となるので、その両者間の冷却水配管内を通過するエンジン冷却水が外気と熱交換してエンジン冷却水の温度が不安定となることはない。したがって、バルブハウジング17の排気ガス還流路内を流れるEGRガスの温度を安定化することができ、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53の弁開度の制御応答性および排気ガス還流量制御弁19のバルブ71の弁開度の制御応答性を向上することができる。   Further, the exhaust gas flow rate control valve 18 and the exhaust gas recirculation amount control valve 19 are formed in the exhaust gas flow rate control valve 18 by commonly using one valve housing 17 having a cooling water passage 27. The cooling water passage and the cooling water passage formed in the exhaust gas recirculation amount control valve 19 can be integrated. This eliminates the need for a cooling water pipe that connects the cooling water passage of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the cooling water passage of the exhaust gas recirculation amount control valve 19, and therefore passes through the cooling water pipe therebetween. The engine coolant does not exchange heat with the outside air, and the temperature of the engine coolant does not become unstable. Therefore, the temperature of the EGR gas flowing in the exhaust gas recirculation path of the valve housing 17 can be stabilized, the control response of the valve opening degree of the double poppet type valve 53 of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the exhaust gas return. The control responsiveness of the valve opening degree of the valve 71 of the flow control valve 19 can be improved.

また、本実施例では、排気ガス冷却装置、特にEGRガスクーラ14と排気ガス流量比調節弁18とを連結ジョイント部16を介して直列的に直接結合して一体化している。これによって、従来の技術では、排気ガス還流管を介してEGRガスクーラ14と排気ガス流量比調節弁18とを接続することで、両者間の伝熱効率が悪く問題となっていた。すなわち、排気ガス流量比調節弁18の内部構成部品(例えば軸受け)57には、ミキシングする時にEGRガスの熱がバルブハウジング17を経て伝わっていくが、EGRガスクーラ14と排気ガス流量比調節弁18とを一体化することで、連結ジョイント部16からもエンジン冷却水で冷やされた低温のEGRガスの熱が直接バルブハウジング17に伝わり、バイパス配管15から直接流入する高温のEGRガスの熱によって高温化されるバルブハウジング17を効率良く冷やすことができる。これによって、EGRガスクーラ14と排気ガス流量比調節弁18とを一体化することで、伝熱効率が良くなり、排気ガス流量比調節弁18の内部構成部品を効率良く冷却することができる。   Further, in this embodiment, the exhaust gas cooling device, in particular, the EGR gas cooler 14 and the exhaust gas flow rate control valve 18 are directly connected and integrated in series via the connection joint portion 16. As a result, in the conventional technique, the EGR gas cooler 14 and the exhaust gas flow rate control valve 18 are connected via the exhaust gas recirculation pipe, so that the heat transfer efficiency between them is poor. That is, the heat of the EGR gas is transmitted to the internal components (for example, bearings) 57 of the exhaust gas flow rate control valve 18 through the valve housing 17 when mixing, but the EGR gas cooler 14 and the exhaust gas flow rate control valve 18 are mixed. , The heat of the low-temperature EGR gas cooled by the engine coolant from the connection joint portion 16 is directly transmitted to the valve housing 17, and the high-temperature EGR gas flowing directly from the bypass pipe 15 is heated by the heat. The valve housing 17 to be converted can be efficiently cooled. Thereby, by integrating the EGR gas cooler 14 and the exhaust gas flow rate control valve 18, the heat transfer efficiency is improved, and the internal components of the exhaust gas flow rate control valve 18 can be efficiently cooled.

また、本実施例では、排気ガス流量比調節弁18の内部構成部品(例えば軸受け)57および排気ガス還流量制御弁19の内部構成部品(例えば軸受け)76を収容保持するバルブハウジング17に、排気ガス還流路4に対して、排気ガス流量比調節弁18の内部構成部品(例えば軸受け)57側および排気ガス還流量制御弁19の内部構成部品(例えば軸受け)76側に、EGRガスクーラ14の冷却水通路23から冷却水通路26を経てエンジン冷却水が流入する冷却水通路27を形成している。そして、EGRガスクーラ14を、バイパス配管15に対して、排気ガス流量比調節弁18の内部構成部品(例えば軸受け)57側および排気ガス還流量制御弁19の内部構成部品(例えば軸受け)76側に配置している。これによって、EGRガスクーラ14の冷却水通路23から冷却水通路26を経て冷却水通路27内に直接導入されたエンジン冷却水を用いてバルブハウジング17を冷却することで、排気ガス流量比調節弁18の内部構成部品(例えば軸受け)57および排気ガス還流量制御弁19の内部構成部品(例えば軸受け)76を効率良く冷却することができる。   Further, in this embodiment, the exhaust gas flow ratio control valve 18 has an internal component (for example, a bearing) 57 and an exhaust gas recirculation amount control valve 19 having an internal component (for example, a bearing) 76 for accommodating and holding the exhaust. The EGR gas cooler 14 is cooled on the internal component (for example, bearing) 57 side of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the internal component (for example, bearing) 76 side of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 with respect to the gas reflux path 4. A cooling water passage 27 into which engine cooling water flows from the water passage 23 through the cooling water passage 26 is formed. Then, the EGR gas cooler 14 is disposed on the internal component (for example, bearing) 57 side of the exhaust gas flow ratio control valve 18 and the internal component (for example, bearing) 76 side of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 with respect to the bypass pipe 15. It is arranged. As a result, the exhaust gas flow ratio control valve 18 is cooled by cooling the valve housing 17 using the engine coolant directly introduced into the coolant passage 27 from the coolant passage 23 of the EGR gas cooler 14 through the coolant passage 26. The internal components (for example, bearings) 57 and the internal components (for example, bearings) 76 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 can be efficiently cooled.

また、本実施例の排気ガス流量比調節弁18は、EGRガスクーラ14側の第1弁体61としてノーマリオープンタイプ(常開型)のバルブを採用し、バイパス配管15側の第2弁体62としてノーマリクローズタイプ(常閉型)のバルブを採用することにより、フェールの際、すなわち、排気ガス流量比調節弁18の弁体駆動手段が制御不能の場合、閉弁異常の(例えば排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53およびバルブシャフト54がリフトしない状態で固着した)場合でも、ダブルポペット型バルブ53のうちのバイパス配管15側の第2弁体62は閉弁しているが、ダブルポペット型バルブ53のうちのEGRガスクーラ14側の第1弁体61は所定の弁開度だけ開弁している。これによって、フェールの際でも、EGRガスクーラ14を通過して冷却された低温の排気ガスが、排気ガス流量比調節弁18および排気ガス還流量制御弁19のバルブハウジング17の排気ガス還流路内に流入することになる。これにより、排気ガス流量比調節弁18の内部構成部品(例えば軸受け)57および排気ガス還流量制御弁19の内部構成部品(例えば軸受け)76を高温の排気ガスの熱から保護できる。   Further, the exhaust gas flow ratio adjusting valve 18 of this embodiment employs a normally open type (normally open type) valve as the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side, and the second valve body on the bypass pipe 15 side. By adopting a normally closed type (normally closed type) valve as 62, when a failure occurs, that is, when the valve body drive means of the exhaust gas flow ratio control valve 18 is uncontrollable, an abnormal valve closing (for example, exhaust Even when the double poppet type valve 53 and the valve shaft 54 of the gas flow ratio adjusting valve 18 are fixed without being lifted), the second valve body 62 on the bypass pipe 15 side of the double poppet type valve 53 is closed. However, the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side of the double poppet type valve 53 is opened by a predetermined valve opening. Thus, even in the case of a failure, the low-temperature exhaust gas cooled by passing through the EGR gas cooler 14 enters the exhaust gas recirculation path of the valve housing 17 of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the exhaust gas recirculation amount control valve 19. Will flow in. As a result, the internal components (for example, bearings) 57 of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the internal components (for example, bearings) 76 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 can be protected from the heat of the high-temperature exhaust gas.

また、フェールの際、すなわち、排気ガス流量比調節弁18の弁体駆動手段が制御不能の場合、開弁異常の(例えば排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53およびバルブシャフト54がリフトした状態で固着した)場合には、ダブルポペット型バルブ53のうちのEGRガスクーラ14側の第1弁体61およびバイパス配管15側の第2弁体62が共に開弁している。これによって、フェールの際でも、EGRガスクーラ14を通過して冷却された低温の排気ガスが、バイパス配管15を通過する高温の排気ガスとミキシングすることで、高温の排気ガスを冷却することになる。これにより、排気ガス流量比調節弁18の内部構成部品(例えば軸受け)57および排気ガス還流量制御弁19の内部構成部品(例えば軸受け)76を高温の排気ガスの熱から保護できる。   Further, when a failure occurs, that is, when the valve body drive means of the exhaust gas flow rate control valve 18 is uncontrollable, the valve opening abnormality (for example, the double poppet type valve 53 and the valve shaft 54 of the exhaust gas flow rate control valve 18 are In the double poppet type valve 53, the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side and the second valve body 62 on the bypass pipe 15 side are both opened. Thus, even in the case of a failure, the low temperature exhaust gas cooled by passing through the EGR gas cooler 14 is mixed with the high temperature exhaust gas passing through the bypass pipe 15, thereby cooling the high temperature exhaust gas. . As a result, the internal components (for example, bearings) 57 of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the internal components (for example, bearings) 76 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 can be protected from the heat of the high-temperature exhaust gas.

また、本実施例の排気ガス流量比調節弁18は、バイパス配管15側の第2弁体62が、バイパス配管15内の第2排気ガス通路32から排気ガスを導入する第2導入孔52を全開している時に、EGRガスクーラ14側の第1弁体61が、EGRガスクーラ14内の第1排気ガス通路31から排気ガスを導入する第1導入孔51を所定開度以上開放する構造としている。すなわち、バイパス配管15内の第2排気ガス通路32から第2導入孔52を介して高温の排気ガスが導入される場合でも、第1導入孔51を全閉しない構造とすることにより、EGRガスクーラ14内の第1排気ガス通路31から第1導入孔51を介して導入される低温の排気ガスによって、排気ガス流量比調節弁18の内部構成部品(例えば軸受け)57および排気ガス還流量制御弁19の内部構成部品(例えば軸受け)76を冷却することができる。
したがって、排気ガス流量比調節弁18の内部構成部品(例えば軸受け)57および排気ガス還流量制御弁19の内部構成部品(例えば軸受け)76を高温の排気ガスの熱から保護できるので、排気ガス流量比調節弁18のバルブシャフト54の摺動不良、および排気ガス還流量制御弁19のバルブ71のバルブシャフト72の摺動不良を防止でき、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53の弁開度の制御応答性および排気ガス還流量制御弁19のバルブ71の弁開度の制御応答性を向上することができる。
In addition, the exhaust gas flow ratio adjusting valve 18 of the present embodiment has a second introduction hole 52 through which the second valve body 62 on the bypass pipe 15 side introduces exhaust gas from the second exhaust gas passage 32 in the bypass pipe 15. When fully open, the first valve body 61 on the EGR gas cooler 14 side opens the first introduction hole 51 for introducing exhaust gas from the first exhaust gas passage 31 in the EGR gas cooler 14 by a predetermined opening or more. . That is, even when high-temperature exhaust gas is introduced from the second exhaust gas passage 32 in the bypass pipe 15 through the second introduction hole 52, the EGR gas cooler is configured so that the first introduction hole 51 is not fully closed. Due to the low-temperature exhaust gas introduced from the first exhaust gas passage 31 in the engine 14 through the first introduction hole 51, internal components (for example, bearings) 57 of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the exhaust gas recirculation amount control valve Nineteen internal components (eg, bearings) 76 can be cooled.
Accordingly, the internal component (for example, bearing) 57 of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the internal component (for example, bearing) 76 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 can be protected from the heat of the high-temperature exhaust gas. The sliding failure of the valve shaft 54 of the ratio control valve 18 and the sliding failure of the valve shaft 72 of the valve 71 of the exhaust gas recirculation control valve 19 can be prevented, and the double poppet type valve 53 of the exhaust gas flow rate control valve 18 can be prevented. The control response of the valve opening and the control response of the valve opening of the valve 71 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 can be improved.

また、EGRガスクーラ14の外郭を形成するケーシング21に、複数の補強リブ24が外部に向かって凸状となるように等間隔で形成されている。これによって、複数の補強リブ24の内壁側に、EGRガスクーラ14内に形成される冷却水通路23を通過するエンジン冷却水に乱流を生起させる凹状部が形成される。したがって、冷却水通路23内においてエンジン冷却水の淀み部が形成され難くなるので、その淀み部においてエンジン冷却水がEGRガスの熱を吸熱して過剰に高温化(沸騰)することを防止できる。すなわち、EGRガスクーラ14の第1排気ガス通路31内を通過するEGRガスの冷却性能の低下を防止できると共に、EGRガスクーラ14のケーシング21内の過剰な圧力上昇を防止できるので、耐久性に優れた排気ガス冷却装置となる。
また、本実施例では、バイパス配管15の筒方向に伸縮することが可能な蛇腹状のベローズ部36をバイパス配管15に一体的に形成している。これによって、高温の排気ガスをエンジン冷却水で冷却して低温部となるEGRガスクーラ14と高温の排気ガスをそのまま通過させて高温部となるバイパス配管15との熱膨張の差をベローズ部36で吸収することができる。これにより、耐久性に優れた排気ガス冷却装置となる。
In addition, a plurality of reinforcing ribs 24 are formed at equal intervals in the casing 21 forming the outline of the EGR gas cooler 14 so as to be convex toward the outside. As a result, concave portions that cause turbulent flow in the engine coolant passing through the coolant passage 23 formed in the EGR gas cooler 14 are formed on the inner wall side of the plurality of reinforcing ribs 24. Therefore, it is difficult to form a stagnation part of the engine cooling water in the cooling water passage 23, so that it is possible to prevent the engine cooling water from absorbing the heat of the EGR gas and excessively heating (boiling) in the stagnation part. In other words, the cooling performance of the EGR gas passing through the first exhaust gas passage 31 of the EGR gas cooler 14 can be prevented from being lowered, and an excessive pressure increase in the casing 21 of the EGR gas cooler 14 can be prevented. It becomes an exhaust gas cooling device.
In the present embodiment, the bellows-like bellows portion 36 that can be expanded and contracted in the cylinder direction of the bypass pipe 15 is formed integrally with the bypass pipe 15. As a result, the difference in thermal expansion between the EGR gas cooler 14 that cools the high-temperature exhaust gas with the engine cooling water and becomes the low-temperature portion and the bypass pipe 15 that passes the high-temperature exhaust gas as it is and becomes the high-temperature portion is Can be absorbed. Thereby, it becomes an exhaust-gas cooling device excellent in durability.

図4は本発明の実施例2を示したもので、図4(a)、(b)は排気ガス冷却装置、排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁を一体化したEGRモジュールの主要構造を示した図である。   FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. FIGS. 4 (a) and 4 (b) show an EGR module in which an exhaust gas cooling device, an exhaust gas flow rate control valve and an exhaust gas recirculation amount control valve are integrated. It is the figure which showed the main structures.

本実施例では、バルブハウジング17内に形成される冷却水通路27の図示左端部に設けられる冷却水入口部28内に螺旋状の伝熱フィン29を設けることにより、バルブハウジング17内を通過する排気ガスによって高温化されたバルブハウジング17の熱を、冷却水通路27内を循環するエンジン冷却水を用いて効率良く冷却することができる。これによって、エンジン冷却水の伝熱効率(放熱性能)がより改善されることになるので、排気ガス流量比調節弁18の内部構成部品(例えば軸受け)57および排気ガス還流量制御弁19の内部構成部品(例えば軸受け)76をエンジン冷却水を用いて効率良く冷却することができる。
したがって、排気ガス流量比調節弁18の内部構成部品(例えば軸受け)57および排気ガス還流量制御弁19の内部構成部品(例えば軸受け)76を高温の排気ガスの熱から保護できるので、排気ガス流量比調節弁18のバルブシャフト54の摺動不良、および排気ガス還流量制御弁19のバルブ71のバルブシャフト72の摺動不良を防止でき、排気ガス流量比調節弁18のダブルポペット型バルブ53の弁開度の制御応答性および排気ガス還流量制御弁19のバルブ71の弁開度の制御応答性を向上することができる。
In the present embodiment, a spiral heat transfer fin 29 is provided in a cooling water inlet portion 28 provided at the left end of the cooling water passage 27 formed in the valve housing 17, thereby passing through the valve housing 17. The heat of the valve housing 17 heated to high temperature by the exhaust gas can be efficiently cooled using the engine coolant that circulates in the coolant passage 27. As a result, the heat transfer efficiency (heat radiation performance) of the engine cooling water is further improved, so that the internal components (for example, the bearings) 57 of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the internal configuration of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 are improved. The component (for example, bearing) 76 can be efficiently cooled using engine cooling water.
Accordingly, the internal component (for example, bearing) 57 of the exhaust gas flow rate control valve 18 and the internal component (for example, bearing) 76 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 can be protected from the heat of the high-temperature exhaust gas. The sliding failure of the valve shaft 54 of the ratio control valve 18 and the sliding failure of the valve shaft 72 of the valve 71 of the exhaust gas recirculation control valve 19 can be prevented, and the double poppet type valve 53 of the exhaust gas flow rate control valve 18 can be prevented. The control response of the valve opening and the control response of the valve opening of the valve 71 of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 can be improved.

[変形例]
本実施例では、排気ガス流量比調節弁18の弁体駆動手段を、電磁式または電動式負圧制御弁18aを備えた負圧作動式アクチュエータによって構成したが、排気ガス流量比調節弁18の弁体駆動手段を、駆動モータと動力伝達機構(例えば歯車減速機構等)とを含んで構成される動力ユニットを備えた電動式アクチュエータや、電磁式流量制御弁等の電磁式アクチュエータによって構成しても良い。また、本実施例では、排気ガス還流量制御弁19の弁体駆動手段を、駆動モータと動力伝達機構(本例では歯車減速機構)とを含んで構成される動力ユニットを備えた電動式アクチュエータによって構成したが、電磁式または電動式負圧制御弁を備えた負圧作動式アクチュエータや、電磁式流量制御弁等の電磁式アクチュエータによって構成しても良い。
[Modification]
In the present embodiment, the valve body driving means of the exhaust gas flow rate control valve 18 is constituted by a negative pressure actuated actuator provided with an electromagnetic or electric negative pressure control valve 18a. The valve body drive means is constituted by an electric actuator provided with a power unit including a drive motor and a power transmission mechanism (for example, a gear reduction mechanism) or an electromagnetic actuator such as an electromagnetic flow control valve. Also good. In this embodiment, the valve body driving means of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 is an electric actuator provided with a power unit that includes a drive motor and a power transmission mechanism (a gear reduction mechanism in this example). However, it may be configured by an electromagnetic actuator such as an electromagnetic or electric negative pressure control valve or an electromagnetic flow control valve.

本実施例では、排気ガス冷却装置(EGRガスクーラ14およびバイパス配管15)の下流側に、排気ガス流量比調節弁18のバルブハウジングを直列的に直接結合し、且つ排気ガス流量比調節弁18の下流側に、排気ガス還流量制御弁19のバルブハウジングを直列的に直接結合し、排気ガス流量比調節弁18と排気ガス還流量制御弁19とで1個のバルブハウジング17を共通化しているが、EGRガスクーラ14の下流側に、排気ガス還流量制御弁19のバルブハウジングのみを直列的に直接結合しても良い。この場合でも、EGRガスクーラ14と排気ガス還流量制御弁19とを結合する排気ガス還流管および冷却水配管が不要となり、部品点数を減少できる。また、EGRガスクーラ14と排気ガス還流量制御弁19との組み付け性を向上することができ、また、排気ガス還流路および冷却水通路の通路長を非常に短縮できるので、配管の取り回し(レイアウト)が容易となり、車両への搭載性を向上できる。   In this embodiment, the valve housing of the exhaust gas flow rate control valve 18 is directly connected in series to the downstream side of the exhaust gas cooling device (EGR gas cooler 14 and bypass pipe 15), and the exhaust gas flow rate control valve 18 The valve housing of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 is directly connected in series downstream, and the exhaust gas flow rate control valve 18 and the exhaust gas recirculation amount control valve 19 share one valve housing 17. However, only the valve housing of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 may be directly coupled in series to the downstream side of the EGR gas cooler 14. Even in this case, the exhaust gas recirculation pipe and the cooling water pipe that connect the EGR gas cooler 14 and the exhaust gas recirculation amount control valve 19 become unnecessary, and the number of parts can be reduced. In addition, the assembly of the EGR gas cooler 14 and the exhaust gas recirculation amount control valve 19 can be improved, and the lengths of the exhaust gas recirculation passage and the cooling water passage can be greatly shortened. This facilitates the mounting on the vehicle.

なお、EGRガスクーラ14またはバイパス配管15の下流側近傍に、排気ガス流量比調節弁18のバルブハウジングを近接配置して、EGRガスクーラ14またはバイパス配管15と排気ガス流量比調節弁18とを結合する排気ガス還流管および冷却水配管を従来の技術よりも短くしても良い。また、排気ガス流量比調節弁18の下流側近傍に、排気ガス還流量制御弁19のバルブハウジングを近接配置して、排気ガス流量比調節弁18と排気ガス還流量制御弁19とを結合する排気ガス還流管および冷却水配管を従来の技術よりも短くしても良い。   In addition, the valve housing of the exhaust gas flow ratio control valve 18 is disposed close to the downstream side of the EGR gas cooler 14 or the bypass pipe 15 to connect the EGR gas cooler 14 or the bypass pipe 15 and the exhaust gas flow ratio control valve 18. The exhaust gas recirculation pipe and the cooling water pipe may be shorter than the conventional technology. Further, a valve housing of the exhaust gas recirculation amount control valve 19 is disposed close to the downstream side of the exhaust gas flow rate control valve 18 so that the exhaust gas flow rate control valve 18 and the exhaust gas recirculation amount control valve 19 are coupled. The exhaust gas recirculation pipe and the cooling water pipe may be shorter than the conventional technology.

本実施例では、排気ガス流量比調節弁18のバルブ(弁体)を、第1、第2導入孔51、52の開口面積を調節するダブルポペット型バルブ53と、このダブルポペット型バルブ53と一体的に軸方向に往復動作するバルブシャフト54とによって構成し、更にダブルポペット型バルブ53を、第1導入孔51の開口面積を調節する常開型の第1弁体61、および第2導入孔52の開口面積を調節する常閉型の第2弁体62によって構成したが、排気ガス流量比調節弁18のバルブ(弁体)を、EGRガスクーラ(水冷式の排気熱交換器)14側の第1導入孔51のみの開口面積を調節する常開型の弁体(例えばポペット型バルブ)によって構成しても良い。また、ダブルポペット型バルブ53やポペット型バルブ等の弁体とバルブシャフト54とを金属材料によって一体的に形成して部品点数や組付工数を低減し、より低コスト化しても良い。   In the present embodiment, a valve (valve) of the exhaust gas flow ratio adjusting valve 18 is a double poppet valve 53 that adjusts the opening area of the first and second introduction holes 51 and 52, and the double poppet valve 53 The valve shaft 54 that reciprocates integrally in the axial direction, and further includes a double poppet type valve 53, a first valve body 61 of a normally open type that adjusts the opening area of the first introduction hole 51, and a second introduction. Although constituted by the normally closed second valve body 62 that adjusts the opening area of the hole 52, the valve (valve body) of the exhaust gas flow rate adjusting valve 18 is connected to the EGR gas cooler (water-cooled exhaust heat exchanger) 14 side. You may comprise by the normally open type valve body (for example, poppet type valve) which adjusts the opening area of only the 1st introduction hole 51 of this. Further, the valve body such as the double poppet type valve 53 or the poppet type valve and the valve shaft 54 may be integrally formed of a metal material to reduce the number of parts and the number of assembling steps, thereby further reducing the cost.

排気ガス冷却装置、排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁を一体化したEGRモジュールの全体構造を示した部分断面図である(実施例1)。1 is a partial cross-sectional view showing an entire structure of an EGR module in which an exhaust gas cooling device, an exhaust gas flow rate control valve, and an exhaust gas recirculation amount control valve are integrated (Example 1). ディーゼルエンジン用の排気ガス再循環装置の全体構成を示した構成図である(実施例1)。1 is a configuration diagram illustrating an overall configuration of an exhaust gas recirculation device for a diesel engine (Example 1). FIG. 排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁を示した断面図である(実施例1)。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an exhaust gas flow rate control valve and an exhaust gas recirculation amount control valve (Example 1). (a)は排気ガス冷却装置、排気ガス流量比調節弁および排気ガス還流量制御弁を一体化したEGRモジュールの主要構造を示した断面図で、(b)は(a)のA部拡大図である(実施例2)。(A) is sectional drawing which showed the main structures of the EGR module which integrated the exhaust gas cooling device, the exhaust gas flow ratio control valve, and the exhaust gas recirculation amount control valve, (b) is the A section enlarged view of (a). (Example 2).

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン(例えばディーゼルエンジン等の内燃機関)
2 排気管の排気通路
3 吸気管の吸気通路
4 排気ガス還流路
5 排気側排気ガス還流管
6 吸気側排気ガス還流管
7 EGRモジュール
8 冷却水配管
9 冷却水配管
11 EGRモジュールの冷却水入口管
12 EGRモジュールの冷却水出口管
14 EGRガスクーラ(水冷式の排気熱交換器)
15 バイパス配管
17 バルブハウジング(ハウジング)
18 排気ガス流量比調節弁
19 排気ガス還流量制御弁
20 EGR量センサ
23 EGRガスクーラの冷却水通路
27 バルブハウジングの冷却水通路
29 伝熱フィン
31 EGRガスクーラの第1排気ガス通路
32 バイパス配管の第2排気ガス通路
36 ベローズ部
41 第1排気ガス導入路
42 第2排気ガス導入路
43 排気ガス還流路(ミクスチャ室)
44 排気ガス還流路
45 連通路
46 排気ガス還流路
51 第1導入孔
52 第2導入孔
53 排気ガス流量比調節弁のダブルポペット型バルブ
54 排気ガス流量比調節弁のバルブシャフト(軸状部)
55 排気ガス流量比調節弁のスプリング(弁体付勢手段)
57 排気ガス流量比調節弁の内部構成部品(軸受け)
61 ノーマリオープンタイプの第1弁体(EGRガスクーラ側の第1鍔状部)
62 ノーマリクローズタイプの第2弁体(バイパス配管側の第2鍔状部)
71 排気ガス還流量制御弁のバルブ(弁体)
72 排気ガス還流量制御弁のバルブシャフト
73 排気ガス還流量制御弁のスプリング(弁体付勢手段)
76 排気ガス還流量制御弁の内部構成部品(軸受け)
100 ECU(エンジン制御ユニット、エンジン制御装置)
101 回転速度センサ(運転状態検出手段)
102 アクセル開度センサ(運転状態検出手段)
103 吸気温度センサ(運転状態検出手段)
104 排気温度センサ(排気ガス温度検出手段)
1 Engine (for example, an internal combustion engine such as a diesel engine)
2 Exhaust passage of exhaust pipe 3 Intake passage of intake pipe 4 Exhaust gas recirculation path 5 Exhaust side exhaust gas recirculation pipe 6 Intake side exhaust gas recirculation pipe 7 EGR module 8 Cooling water pipe 9 Cooling water pipe 11 Cooling water inlet pipe of EGR module 12 Cooling water outlet pipe of EGR module 14 EGR gas cooler (water-cooled exhaust heat exchanger)
15 Bypass piping 17 Valve housing (housing)
18 Exhaust gas flow ratio control valve 19 Exhaust gas recirculation control valve 20 EGR amount sensor 23 EGR gas cooler cooling water passage 27 Valve housing cooling water passage 29 Heat transfer fin 31 First exhaust gas passage of EGR gas cooler 32 First bypass gas passage 2 exhaust gas passage 36 bellows portion 41 first exhaust gas introduction passage 42 second exhaust gas introduction passage 43 exhaust gas recirculation passage (mixture chamber)
44 exhaust gas recirculation path 45 communication path 46 exhaust gas recirculation path 51 first introduction hole 52 second introduction hole 53 double poppet type valve of exhaust gas flow ratio control valve 54 valve shaft (shaft-shaped part) of exhaust gas flow ratio control valve
55 Exhaust Gas Flow Ratio Control Valve Spring (Valve Energizing Means)
57 Internal components of exhaust gas flow ratio control valve (bearing)
61 Normally open type first valve (EGR gas cooler side first bowl)
62 Normally closed type second valve body (second flange on the bypass piping side)
71 Valve of exhaust gas recirculation amount control valve
72 Valve shaft of exhaust gas recirculation control valve 73 Spring of exhaust gas recirculation control valve (valve element urging means)
76 Internal components of exhaust gas recirculation control valve (bearing)
100 ECU (engine control unit, engine control device)
101 Rotational speed sensor (operating state detection means)
102 Accelerator opening sensor (operating state detection means)
103 Intake air temperature sensor (operating state detection means)
104 Exhaust temperature sensor (exhaust gas temperature detection means)

Claims (16)

(a)内燃機関の排気ガスの一部を吸気側に再循環させるための排気ガス還流路と、
(b)この排気ガス還流路内を通過する排気ガスの全流量を連続的または段階的に調節する排気ガス還流量制御弁と、
(c)前記排気ガス還流路の途中に設けられて、前記排気ガス還流路内を流れる排気ガスを冷却する水冷式の排気熱交換器と、
(d)前記排気ガス還流路の途中に設けられて、前記排気ガス還流路内を流れる排気ガスを前記排気熱交換器より迂回させるバイパス配管と、
(e)前記排気ガス還流路の途中に設けられて、前記排気熱交換器内を流れる排気ガスの流量と前記バイパス配管内を流れる排気ガスの流量の比を連続的または段階的に調節する排気ガス流量比調節弁と
を備えた排気ガス再循環装置において、
前記排気ガス流量比調節弁は、前記排気熱交換器および前記バイパス配管の下流側近傍に設けられて、
前記排気熱交換器から排気ガスを前記吸気側に導入する第1導入孔、
前記バイパス配管から排気ガスを前記吸気側に導入する第2導入孔、
および前記2つの第1、第2導入孔の開口面積を調節するバルブを有し、
前記バルブは、前記第1導入孔の開口面積を調節する常開型の第1弁体、および前記第2導入孔の開口面積を調節する常閉型の第2弁体よりなり、
前記排気ガス流量比調節弁は、前記第2弁体が前記第2導入孔を全開している時に、前記第1弁体が前記第1導入孔を所定開度以上開放するように構成し、
前記内燃機関の運転停止時に、前記第1弁体が開弁するように構成し、且つ前記第2弁体が閉弁するように構成したことを特徴とする排気ガス再循環装置。
(A) an exhaust gas recirculation path for recirculating a part of the exhaust gas of the internal combustion engine to the intake side;
(B) an exhaust gas recirculation amount control valve for continuously or stepwise adjusting the total flow rate of the exhaust gas passing through the exhaust gas recirculation path;
(C) a water-cooled exhaust heat exchanger that is provided in the middle of the exhaust gas recirculation path and cools the exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation path;
(D) a bypass pipe that is provided in the middle of the exhaust gas recirculation path and bypasses the exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation path from the exhaust heat exchanger;
(E) Exhaust gas that is provided in the middle of the exhaust gas recirculation path and continuously or stepwise adjusts the ratio of the flow rate of exhaust gas flowing through the exhaust heat exchanger and the flow rate of exhaust gas flowing through the bypass pipe In an exhaust gas recirculation device equipped with a gas flow ratio control valve,
The exhaust gas flow ratio control valve is provided in the vicinity of the exhaust heat exchanger and the downstream side of the bypass pipe,
A first introduction hole for introducing exhaust gas from the exhaust heat exchanger to the intake side;
A second introduction hole for introducing exhaust gas from the bypass pipe to the intake side;
And having said two first valve for adjusting the apertures area of the second inlet,
The valve includes a normally open first valve body that adjusts an opening area of the first introduction hole, and a normally closed second valve body that adjusts an opening area of the second introduction hole,
The exhaust gas flow rate adjusting valve is configured such that when the second valve body fully opens the second introduction hole, the first valve body opens the first introduction hole by a predetermined opening or more,
An exhaust gas recirculation device configured to open the first valve body and close the second valve body when the operation of the internal combustion engine is stopped.
請求項1に記載の排気ガス再循環装置において、
前記バルブは、前記第1弁体を構成する略円形の第1鍔状部、前記第2弁体を構成する略円形の第2鍔状部、前記第1鍔状部および前記第2鍔状部と一体的に往復動作する軸状部を有するダブルポペット型バルブであることを特徴とする排気ガス再循環装置。
The exhaust gas recirculation device according to claim 1,
The valve includes a substantially circular first hook-shaped portion constituting the first valve body, a substantially circular second hook-shaped portion constituting the second valve body, the first hook-shaped portion, and the second hook-shaped portion. An exhaust gas recirculation device comprising a double poppet type valve having a shaft-like portion that reciprocates integrally with the portion .
請求項1または請求項2に記載の排気ガス再循環装置において、
前記排気ガス流量比調節弁は、
前記第1弁体を閉弁方向に駆動すると共に、前記第2弁体を開弁方向に駆動するアクチュエータ、
および前記第1弁体を開弁方向に付勢すると共に、前記第2弁体を閉弁方向に付勢する弁体付勢手段
を有していることを特徴とする排気ガス再循環装置。
The exhaust gas recirculation device according to claim 1 or 2,
The exhaust gas flow rate control valve is
An actuator for driving the first valve body in a valve closing direction and driving the second valve body in a valve opening direction;
And a valve body biasing means for biasing the first valve body in the valve opening direction and biasing the second valve body in the valve closing direction.
That an exhaust gas recirculation apparatus according to claim.
請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、 前記排気熱交換器は、内部に第1排気ガス通路を形成する排気ガス流路管を有し、
前記バイパス配管は、内部に前記第1排気ガス通路より排気ガスを迂回させるための第2排気ガス通路を有し、
前記排気ガス流量比調節弁は、内部に高温の排気ガスと低温の排気ガスとをミキシングするためのミクスチャ室を有し、
前記ミクスチャ室は、前記第1導入孔を介して前記排気ガス流路管の第1排気ガス通路に連通すると共に、前記第2導入孔を介して前記バイパス配管の第2排気ガス通路に連通することを特徴とする排気ガス再循環装置。
In the exhaust gas recirculation device according to any one of claims 1 to claim 3, wherein the exhaust heat exchanger, an exhaust gas flow pipe to form the first exhaust gas passage therein,
The bypass pipe has a second exhaust gas passage for bypassing the exhaust gas from the first exhaust gas passage inside,
The exhaust gas flow rate control valve has a mixing chamber for mixing high-temperature exhaust gas and low-temperature exhaust gas inside,
The mixture chamber communicates with the first exhaust gas passage of the exhaust gas passage pipe through the first introduction hole, and communicates with the second exhaust gas passage of the bypass pipe through the second introduction hole. An exhaust gas recirculation device.
請求項ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、 前記排気ガス還流量制御弁は、前記排気熱交換器に前記第1導入孔を介して連通すると共に、前記バイパス配管に前記第2導入孔を介して連通する連通路、この連通路の開口面積を調節する弁体、この弁体を開弁方向に駆動するアクチュエータ、および前記弁体を閉弁方向に付勢する弁体付勢手段を有していることを特徴とする排気ガス再循環装置。 In the exhaust gas recirculation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the exhaust gas recirculation amount control valve is communicated with through the first inlet to the exhaust heat exchanger A communication passage communicating with the bypass pipe via the second introduction hole, a valve body for adjusting an opening area of the communication passage, an actuator for driving the valve body in a valve opening direction, and a valve body in a valve closing direction. An exhaust gas recirculation device comprising valve body urging means for urging the gas. 請求項1ないし請求項5のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、 前記排気ガス還流路の途中で、前記排気熱交換器と前記バイパス配管とを並列的に、しかも近傍に配置して排気ガス冷却装置を構成したことを特徴とする排気ガス再循環装置。 The exhaust gas recirculation device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the exhaust heat exchanger and the bypass pipe are arranged in parallel and in the vicinity of the exhaust gas recirculation path. An exhaust gas recirculation device comprising an exhaust gas cooling device arranged in 請求項1ないし請求項6のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、 前記バイパス配管は、前記排気熱交換器の筒方向寸法と略同一の寸法とされており、前記バイパス配管の筒方向に伸縮することが可能な蛇腹状のベローズ部を有していることを特徴とする排気ガス再循環装置。 The exhaust gas recirculation device according to any one of claims 1 to 6, wherein the bypass pipe has a dimension substantially the same as a cylinder dimension of the exhaust heat exchanger, An exhaust gas recirculation device having a bellows-like bellows part capable of expanding and contracting in a pipe direction of a pipe . 請求項1ないし請求項7のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、 前記排気ガス還流路の途中で、前記排気熱交換器および前記バイパス配管と前記排気ガス流量比調節弁とを直列的に直接結合したことを特徴とする排気ガス再循環装置。 The exhaust gas recirculation device according to any one of claims 1 to 7 , wherein the exhaust heat exchanger, the bypass pipe, and the exhaust gas flow rate control valve are provided in the middle of the exhaust gas recirculation path. And an exhaust gas recirculation device characterized by being directly coupled in series . 請求項1ないし請求項8のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、 前記排気ガス還流路の途中で、前記排気ガス流量比調節弁と前記排気ガス還流量制御弁とを直列的に直接結合したことを特徴とする排気ガス再循環装置。 The exhaust gas recirculation device according to any one of claims 1 to 8 , wherein the exhaust gas flow rate control valve and the exhaust gas recirculation amount control valve are provided in the middle of the exhaust gas recirculation path. An exhaust gas recirculation device characterized by being directly coupled in series . 請求項1ないし請求項9のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、 前記排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および前記排気ガス還流量制御弁の内部構成部品は、1個のハウジングの内部に収容保持されていることを特徴とする排気ガス再循環装置。 The exhaust gas recirculation device according to any one of claims 1 to 9, wherein an internal component of the exhaust gas flow rate control valve and an internal component of the exhaust gas recirculation amount control valve are 1 An exhaust gas recirculation device, wherein the exhaust gas recirculation device is housed and held in a single housing . 請求項1ないし請求項10のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、
前記内燃機関の冷却水を、前記排気熱交換器、前記排気ガス流量比調節弁、前記排気ガス還流量制御弁の順に循環させる冷却水循環路を備え、
前記冷却水循環路の途中で、前記排気熱交換器と前記排気ガス流量比調節弁と前記排気ガス還流量制御弁とを直列的に直接結合したことを特徴とする排気ガス再循環装置。
The exhaust gas recirculation device according to any one of claims 1 to 10,
A cooling water circulation path for circulating the cooling water of the internal combustion engine in the order of the exhaust heat exchanger, the exhaust gas flow rate control valve, and the exhaust gas recirculation amount control valve;
An exhaust gas recirculation device in which the exhaust heat exchanger, the exhaust gas flow rate control valve, and the exhaust gas recirculation amount control valve are directly coupled in series in the middle of the cooling water circulation path .
請求項11に記載の排気ガス再循環装置において、
前記排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および前記排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を収容保持するハウジングは、前記排気ガス還流路に対して、前記排気ガス流量比調節弁の内部構成部品側および前記排気ガス還流量制御弁の内部構成部品側に、前記冷却水循環路の一部分を構成する冷却水通路を有し、
前記排気熱交換器は、前記バイパス配管に対して、前記排気ガス流量比調節弁の内部構成部品側および前記排気ガス還流量制御弁の内部構成部品側に配置されていることを特徴とする排気ガス再循環装置。
The exhaust gas recirculation device according to claim 11,
The housing that houses and holds the internal components of the exhaust gas flow rate control valve and the internal components of the exhaust gas recirculation amount control valve is an internal component of the exhaust gas flow rate control valve with respect to the exhaust gas recirculation path. A cooling water passage constituting a part of the cooling water circulation path on the side and the internal component side of the exhaust gas recirculation amount control valve,
The exhaust heat exchanger is disposed on an internal component side of the exhaust gas flow rate control valve and an internal component side of the exhaust gas recirculation amount control valve with respect to the bypass pipe. Gas recirculation device.
請求項11に記載の排気ガス再循環装置において、
前記排気ガス流量比調節弁の内部構成部品および前記排気ガス還流量制御弁の内部構成部品を収容保持するハウジングは、前記排気ガス還流路に対して、前記排気ガス流量比調節弁の内部構成部品側および前記排気ガス還流量制御弁の内部構成部品側に、前記冷却水循環路の一部分を構成する冷却水通路を有し、
前記冷却水通路内には、前記冷却水通路内を循環する冷却水の熱を前記ハウジングに効率的に伝えるための伝熱フィンが設けられていることを特徴とする排気ガス再循環装置。
The exhaust gas recirculation device according to claim 11,
The housing that houses and holds the internal components of the exhaust gas flow rate control valve and the internal components of the exhaust gas recirculation amount control valve is an internal component of the exhaust gas flow rate control valve with respect to the exhaust gas recirculation path. A cooling water passage constituting a part of the cooling water circulation path on the side and the internal component side of the exhaust gas recirculation amount control valve,
An exhaust gas recirculation device , wherein heat transfer fins are provided in the cooling water passage for efficiently transferring heat of the cooling water circulating in the cooling water passage to the housing .
請求項1ないし請求項13のうちのいずれか1つに記載の排気ガス再循環装置において、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記排気ガス還流路内の排気ガス温度を検出する排気ガス温度検出手段と、
前記運転状態検出手段によって検出した前記内燃機関の運転状態または前記排気ガス温度検出手段によって検出した排気ガス温度に基づいて、前記排気ガス流量比調節弁の弁開度および前記排気ガス還流量制御弁の弁開度を制御するエンジン制御装置と
を備えたことを特徴とする排気ガス再循環装置。
In the exhaust gas recirculation device according to any one of claims 1 to claim 13,
An operating state detecting means for detecting an operating state of the internal combustion engine;
Exhaust gas temperature detecting means for detecting the exhaust gas temperature in the exhaust gas recirculation path;
Based on the operating state of the internal combustion engine detected by the operating state detecting means or the exhaust gas temperature detected by the exhaust gas temperature detecting means, the valve opening of the exhaust gas flow rate control valve and the exhaust gas recirculation amount control valve An engine control device for controlling the valve opening of
Exhaust gas recirculation device characterized by comprising a.
請求項1に記載の排気ガス再循環装置において、
前記運転状態検出手段は、少なくとも前記内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段を有し、
前記エンジン制御装置は、
前記冷却水温度検出手段によって検出した前記内燃機関の冷却水の温度が第1所定値よりも低い時に、前記第2弁体を開弁するように前記排気ガス流量比調節弁の弁開度を制御すると共に、
前記冷却水温度検出手段によって検出した前記内燃機関の冷却水の温度が第2所定値よりも高い時に、前記第1弁体を開弁し、且つ前記第2弁体を閉弁するように前記排気ガス流量比調節弁の弁開度を制御することを特徴とする排気ガス再循環装置。
In the exhaust gas recirculation device according to claim 1 4,
The operating state detecting means has at least a cooling water temperature detecting means for detecting a temperature of the cooling water of the internal combustion engine,
The engine control device
When the temperature of the cooling water of the internal combustion engine detected by the cooling water temperature detecting means is lower than a first predetermined value, the valve opening of the exhaust gas flow rate control valve is set to open the second valve body. Control and
When the temperature of the cooling water of the internal combustion engine detected by the cooling water temperature detecting means is higher than a second predetermined value, the first valve body is opened and the second valve body is closed. An exhaust gas recirculation device that controls a valve opening degree of an exhaust gas flow rate control valve .
請求項14または請求項15に記載の排気ガス再循環装置において、
前記運転状態検出手段は、少なくとも前記内燃機関の負荷状態を検出するエンジン負荷検出手段を有し、
前記エンジン制御装置は、
前記排気ガス温度検出手段によって検出した排気ガス温度が、前記エンジン負荷検出手段によって検出した前記内燃機関の負荷状態に対応して設定される目標値と略一致するように、前記排気ガス流量比調節弁の弁開度をフィードバック制御することを特徴とする排気ガス再循環装置。
The exhaust gas recirculation device according to claim 14 or claim 15,
The operating state detecting means includes at least engine load detecting means for detecting a load state of the internal combustion engine,
The engine control device
The exhaust gas flow ratio adjustment is performed so that the exhaust gas temperature detected by the exhaust gas temperature detecting means substantially matches a target value set corresponding to the load state of the internal combustion engine detected by the engine load detecting means. An exhaust gas recirculation device that performs feedback control of the valve opening degree of a valve .
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060291114A1 (en) * 2005-06-27 2006-12-28 Teo Chee K Electrostatic discharge protection circuit and method
JP4484800B2 (en) * 2005-09-28 2010-06-16 株式会社クボタ engine
FR2907889B1 (en) * 2006-10-27 2015-02-27 Valeo Sys Controle Moteur Sas REGULATING VALVE CONNECTED TO AN EXCHANGER THROUGH A THERMAL BRIDGE AND CORRESPONDING THERMAL EXCHANGE DEVICE.
FR2907890B1 (en) * 2006-10-27 2015-02-27 Valeo Sys Controle Moteur Sas EGR-BY PASS VALVE ASSEMBLY AND THERMAL EXCHANGE DEVICE EQUIPPED WITH SUCH VALVE ASSEMBLY.
JP2008298008A (en) * 2007-06-01 2008-12-11 Mark Iv Systemes Moteurs (Sas) Multifunction module for internal combustion engine
JP4902590B2 (en) * 2008-04-25 2012-03-21 愛三工業株式会社 Exhaust gas passage switching valve
JP4793454B2 (en) 2009-02-06 2011-10-12 株式会社デンソー High pressure EGR device
JP2010203362A (en) * 2009-03-04 2010-09-16 Aisan Ind Co Ltd Exhaust gas switching valve
FR2955168B1 (en) * 2010-01-14 2012-02-10 Mann & Hummel Gmbh CONTROL VALVE FOR LIQUID CIRCULATION CIRCUIT
FR2984962B1 (en) * 2011-12-21 2013-11-29 Valeo Sys Controle Moteur Sas SECURED TWO-WAY DOSING DEVICE FOR MOTOR VEHICLE
DE102012223808B4 (en) 2012-01-05 2019-06-13 Ford Global Technologies, Llc Internal combustion engine with turbocharging and exhaust gas recirculation and method for operating such an internal combustion engine
JP5994622B2 (en) * 2012-12-19 2016-09-21 マツダ株式会社 Heat exchanger
JP6371929B1 (en) * 2018-03-08 2018-08-08 住友精密工業株式会社 Heat exchanger system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2776015B1 (en) * 1998-03-11 2000-08-11 Ecia Equip Composants Ind Auto HEAT EXCHANGER EXHAUST MEMBER
JPH11280565A (en) * 1998-03-31 1999-10-12 Isuzu Motors Ltd Egr device
JP2000018400A (en) * 1998-07-02 2000-01-18 Smc Corp Poppet valve
JP3950276B2 (en) * 2000-02-03 2007-07-25 愛三工業株式会社 Exhaust gas recirculation controller
JP2003161209A (en) * 2001-11-28 2003-06-06 Hino Motors Ltd Egr cooler
JP4065239B2 (en) * 2002-01-16 2008-03-19 三菱電機株式会社 Exhaust gas recirculation device

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