JP4577270B2 - Exhaust gas purification system for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine.

内燃機関における燃焼過程で生成される窒素酸化物(以下「NOx」と略す)の量を低減する技術として、排気再循環(以下「EGR」という)が知られている。また、より広い内燃機関の運転状態においてEGRを実施可能にする技術として、ターボチャージャのタービンより上流の排気通路を流れる排気の一部をターボチャージャのコンプレッサより下流の吸気通路に流入させることでEGRを行う高圧EGR装置と、ターボチャージャのタービンより下流の排気通路を流れる排気の一部をターボチャージャのコンプレッサより上流の吸気通路に流入させることでEGRを行う低圧EGR装置と、を併用する技術が開発されている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2004−156572号公報 特開2000−130964号公報 特開2001−303953号公報
As a technique for reducing the amount of nitrogen oxide (hereinafter abbreviated as “NOx”) generated in the combustion process in an internal combustion engine, exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as “EGR”) is known. Further, as a technology that enables EGR in a wider operating state of an internal combustion engine, EGR is caused by flowing a part of exhaust flowing in an exhaust passage upstream of a turbocharger turbine into an intake passage downstream of a turbocharger compressor. Is a technology that uses both a high-pressure EGR device that performs EGR and a low-pressure EGR device that performs EGR by causing a portion of the exhaust gas flowing through the exhaust passage downstream of the turbocharger turbine to flow into the intake passage upstream of the turbocharger compressor. It has been developed (for example, see Patent Document 1).
JP 2004-156572 A JP 2000-130964 A JP 2001-303953 A

EGR装置には、EGR装置によって再循環する排気(以下「EGRガス」という)を冷却するEGRクーラが備えられる場合がある。EGRクーラは、冷却水や空気等の熱媒体とEGRガスとの間で熱交換が行われるようにすることで高温のEGRガスを冷却するものである。 The EGR device may be provided with an EGR cooler that cools exhaust gas recirculated by the EGR device (hereinafter referred to as “EGR gas”). The EGR cooler cools high-temperature EGR gas by performing heat exchange between a heat medium such as cooling water or air and the EGR gas.

低圧EGR装置と高圧EGR装置とを併用するEGR装置においては、低圧EGR装置によって再循環する排気(以下「低圧EGRガス」という)と高圧EGR装置によって再循環される排気(以下「高圧EGRガス」という)の双方を冷却する場合、低圧EGRガスを冷却するための低圧EGRクーラと高圧EGRガスを冷却するための高圧EGRクーラとの双方を備える必要があった。 In an EGR device using both a low pressure EGR device and a high pressure EGR device, exhaust gas recirculated by the low pressure EGR device (hereinafter referred to as “low pressure EGR gas”) and exhaust gas recirculated by the high pressure EGR device (hereinafter referred to as “high pressure EGR gas”). When cooling both, it was necessary to provide both a low pressure EGR cooler for cooling the low pressure EGR gas and a high pressure EGR cooler for cooling the high pressure EGR gas.

従来の排気浄化システムでは、低圧EGRクーラと高圧EGRクーラを別個の装置として内燃機関に搭載していた。つまり、内燃機関に2基のEGRクーラが搭載されることになり、内燃機関の大きさや重量の増大を招き、内燃機関の搭載性が損なわれたり、部品点数が増加してコストが増大したりする虞があった。また、冷却水通路を2系統備える必要があるため、冷却水を流すために消費されるエネルギーが増大し、燃費の悪化を招く虞もあった。 In the conventional exhaust purification system, the low pressure EGR cooler and the high pressure EGR cooler are mounted on the internal combustion engine as separate devices. That results in the EGR cooler 2 group to the internal combustion engine is mounted, it causes an increase in size and weight of the internal combustion engine, or lose its mountability of the internal combustion engine, or increase the cost of parts is increased There was a fear. Moreover, since it is necessary to provide two cooling water passages, there is a possibility that energy consumed for flowing the cooling water increases, resulting in deterioration of fuel consumption.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、低圧EGR装置と高圧EGR装置とを併用する排気浄化システムにおいて、内燃機関の搭載性の悪化やコストの増加、燃費の増大等を抑制しつつ低圧EGRガス及び高圧EGRガスを冷却可能にする技術を提供することを主たる目的とするものである。 The present invention has been made in view of such problems, and in an exhaust purification system that uses both a low pressure EGR device and a high pressure EGR device, the mounting ability of an internal combustion engine is increased, the cost is increased, the fuel consumption is increased, and the like. The main purpose is to provide a technique that enables the low-pressure EGR gas and the high-pressure EGR gas to be cooled while being suppressed.

上記目的を達成するための本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、内燃機関の吸気通路内に配置されたコンプレッサを前記内燃機関の排気通路内に配置されたタービンにより駆動するターボチャージャと、前記タービンより上流の排気通路と前記コンプレッサより下流の吸気通路とを接続する高圧EGR通路と、前記タービンより下流の排気通路と前記コンプレッサより上流の吸気通路とを接続する低圧EGR通路と、前記高圧EGR通路を流れる排気及び前記低圧EGR通路を流れる排気と熱媒体との間で熱交換が行われるE
GRクーラと、を備えることを特徴とする。
To achieve the above object, an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention includes a turbocharger that drives a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine by a turbine disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine; A high pressure EGR passage connecting an exhaust passage upstream of the turbine and an intake passage downstream of the compressor, a low pressure EGR passage connecting an exhaust passage downstream of the turbine and an intake passage upstream of the compressor, and the high pressure Heat exchange is performed between the exhaust flowing through the EGR passage and the exhaust flowing through the low-pressure EGR passage and the heat medium.
And a GR cooler.

この構成では、EGRクーラにおいて高圧EGRガス及び低圧EGRガスの双方が熱媒体との間で熱交換を行うことができる。従って、高圧EGRガスと低圧EGRガスの双方を冷却することができる。 In this configuration, both the high pressure EGR gas and the low pressure EGR gas can exchange heat with the heat medium in the EGR cooler. Therefore, both the high pressure EGR gas and the low pressure EGR gas can be cooled.

すなわち、本発明に係るEGRクーラは、高圧EGRガスを冷却するための高圧EGRクーラの機能と低圧EGRガスを冷却するための低圧EGRクーラの機能の双方の機能を有している。 That is, the EGR cooler according to the present invention has both functions of a high-pressure EGR cooler for cooling the high-pressure EGR gas and a low-pressure EGR cooler for cooling the low-pressure EGR gas.

そのため、高圧EGR通路及び低圧EGR通路を併設する排気浄化システムにおいても、従来のように高圧EGRクーラ及び低圧EGRクーラの2個のEGRクーラを搭載する必要がなく、本発明のEGRクーラを1個備えることによって、高圧EGRガス及び低圧EGRガスの双方を冷却することができる。 Therefore, even in an exhaust gas purification system having a high pressure EGR passage and a low pressure EGR passage, it is not necessary to mount two EGR coolers, a high pressure EGR cooler and a low pressure EGR cooler as in the prior art, and one EGR cooler of the present invention is provided. By providing, both the high-pressure EGR gas and the low-pressure EGR gas can be cooled.

その結果、排気浄化システムの重量の増大や部品点数の増加を抑制でき、内燃機関への搭載性の悪化やコストの増大を抑制することが可能になる。また、水冷式のEGRクーラのように、EGRクーラに熱媒体(冷却水)を供給し流通させる熱媒体循環装置を備える必要がある場合には、熱媒体循環装置を高圧EGRクーラ用及び低圧EGRクーラ用の2系統備える必要がなくなるため、熱媒体を循環させるために消費されるエネルギーの増大を抑制し、燃費の悪化を抑制することができる。 As a result, it is possible to suppress an increase in the weight of the exhaust purification system and an increase in the number of parts, and it is possible to suppress a deterioration in mountability to an internal combustion engine and an increase in cost. In addition, when it is necessary to provide a heat medium circulation device that supplies and distributes a heat medium (cooling water) to the EGR cooler, such as a water-cooled EGR cooler, the heat medium circulation device is used for the high-pressure EGR cooler and the low-pressure EGR. Since it is not necessary to provide two systems for the cooler, an increase in energy consumed to circulate the heat medium can be suppressed, and deterioration of fuel consumption can be suppressed.

このようなEGRクーラとしては、両端が高圧EGR通路に接続されて高圧EGR通路の一部となるように構成された一又は複数の高圧EGR冷却通路と、両端が低圧EGR通路に接続されて低圧EGR通路の一部となるように構成された一又は複数の低圧EGR冷却通路と、を備え、高圧EGR冷却通路を流れる排気と熱媒体との間で熱交換が行われ、低圧EGR冷却通路を流れる排気と熱媒体との間で熱交換が行われるようにしたEGRクーラを例示できる。 As such an EGR cooler, one or a plurality of high-pressure EGR cooling passages that are configured so that both ends are connected to the high-pressure EGR passage and become a part of the high-pressure EGR passage, and both ends are connected to the low-pressure EGR passage. One or a plurality of low-pressure EGR cooling passages configured to be a part of the EGR passage, and heat exchange is performed between the exhaust gas flowing through the high-pressure EGR cooling passage and the heat medium, and the low-pressure EGR cooling passage is An EGR cooler in which heat exchange is performed between the flowing exhaust gas and the heat medium can be exemplified.

この構成では、高圧EGR冷却通路及び低圧EGR冷却通路はEGRクーラが有する2系統の独立したガス通路であり、各ガス通路を流れるガスは熱媒体との間で熱交換を行うことで冷却される。従って、高圧EGR冷却通路を流れる高圧EGRガス及び低圧EGR冷却通路を流れる低圧EGRガスは、それぞれ独立に熱媒体との間で熱交換を行い、冷却される。これにより、高圧EGRガス及び低圧EGRガスを同時に並行して冷却することができる。 In this configuration, the high-pressure EGR cooling passage and the low-pressure EGR cooling passage are two independent gas passages of the EGR cooler, and the gas flowing through each gas passage is cooled by exchanging heat with the heat medium. . Therefore, the high-pressure EGR gas flowing through the high-pressure EGR cooling passage and the low-pressure EGR gas flowing through the low-pressure EGR cooling passage are independently cooled by exchanging heat with the heat medium. Thereby, the high pressure EGR gas and the low pressure EGR gas can be simultaneously cooled in parallel.

ところで、高圧EGR通路及び低圧EGR通路を併設する排気浄化システムにおいては、内燃機関の運転状態に応じて、高圧EGR通路と低圧EGR通路とを切り替えてEGRが行われること一般的であるが、特定の運転状態において高圧EGR通路及び低圧EGR通路を併用してEGRを行う場合もある。上記構成によれば高圧EGRガス及び低圧EGRガスを並行して冷却可能であるため、高圧EGR通路及び低圧EGR通路を併用してEGRを行う排気浄化システムにも本発明を適用することができる。 By the way, in an exhaust purification system having a high-pressure EGR passage and a low-pressure EGR passage, it is common that EGR is performed by switching between the high-pressure EGR passage and the low-pressure EGR passage according to the operating state of the internal combustion engine. There are also cases where EGR is performed using both the high pressure EGR passage and the low pressure EGR passage in the operation state. According to the above configuration, the high pressure EGR gas and the low pressure EGR gas can be cooled in parallel. Therefore, the present invention can also be applied to an exhaust purification system that performs EGR using both the high pressure EGR passage and the low pressure EGR passage.

なお、高圧EGR冷却通路及び低圧EGR冷却通路は複数の通路によって構成しても良い。高圧EGR冷却通路を例にとると、例えば、液体や気体等の熱媒体が高圧EGR冷却通路の周囲を流れ、高圧EGR冷却通路の隔壁を介した熱伝導によって高圧EGR冷却通路を流れる排気と熱媒体との間の熱交換が行われる。高圧EGR冷却通路を複数の通路によって構成することによって、熱媒体と接触する高圧EGR冷却通路の隔壁の表面積が大きくなるため、より効率よく高圧EGRガスと熱媒体との間で熱交換が行われるようになり、より確実に高圧EGRガスを冷却することが可能になる。 Note that the high pressure EGR cooling passage and the low pressure EGR cooling passage may be constituted by a plurality of passages. Taking the high-pressure EGR cooling passage as an example, for example, a heat medium such as liquid or gas flows around the high-pressure EGR cooling passage, and exhaust and heat flowing through the high-pressure EGR cooling passage by heat conduction through the partition walls of the high-pressure EGR cooling passage. Heat exchange with the medium takes place. By configuring the high-pressure EGR cooling passage with a plurality of passages, the surface area of the partition wall of the high-pressure EGR cooling passage that is in contact with the heat medium is increased, so heat exchange is performed more efficiently between the high-pressure EGR gas and the heat medium. Thus, the high-pressure EGR gas can be cooled more reliably.

上記構成において、EGRクーラは、高圧EGR冷却通路を流れる排気と熱交換する熱媒体(以下「高圧EGR冷却用熱媒体」という)と、低圧EGR冷却通路を流れる排気と熱交換する熱媒体(以下「低圧EGR冷却用熱媒体」という)とが、物理的に混合はしないが、互いに熱交換を行うことは可能なように、高圧EGR冷却用熱媒体及び低圧EGR冷却用熱媒体を分離させる熱媒体分離手段を有しても良い。 In the above configuration, the EGR cooler has a heat medium that exchanges heat with the exhaust flowing through the high-pressure EGR cooling passage (hereinafter referred to as “heat medium for high-pressure EGR cooling”) and a heat medium that exchanges heat with the exhaust flowing through the low-pressure EGR cooling passage (hereinafter referred to as “heat medium”). The heat that separates the high-pressure EGR cooling heat medium and the low-pressure EGR cooling heat medium so that heat exchange with each other is possible, although they are not physically mixed. You may have a medium separation means.

例えば、水冷式のEGRクーラの場合、高圧EGR冷却通路を流れる排気と熱交換する冷却水が循環する冷却水循環通路と、低圧EGR冷却通路を流れる排気と熱交換する冷却水が循環する冷却水循環通路とを、独立した2系統の冷却水通路として備え、かつ、EGRクーラにおいて2系統の冷却水循環通路を熱伝導性を有する隔壁を介して接触するように一体的に構成することによって、熱媒体分離手段を構成することができる。 For example, in the case of a water-cooled EGR cooler, a cooling water circulation passage through which cooling water that exchanges heat with the exhaust flowing through the high pressure EGR cooling passage circulates, and a cooling water circulation passage through which the cooling water that exchanges heat with the exhaust flowing through the low pressure EGR cooling passage circulates As two independent cooling water passages, and in the EGR cooler, the two cooling water circulation passages are integrated so as to contact each other via a partition wall having thermal conductivity, thereby separating the heat medium. Means can be configured.

この場合、2系統の冷却水循環通路を独立に制御することも可能になる。例えば、高圧EGRガス又は低圧EGRガスの冷却要求に応じて各冷却水循環通路の冷却水の流量を調節することができる。これにより、効率よく高圧EGRガス及び低圧EGRガスを冷却することが可能になる。例えば、大量の低圧EGRガスを再循環させる時には、低圧EGR用冷却水の流量を増加させることで、より効率的に低圧EGRガスを冷却することができる。 In this case, it is possible to independently control the two coolant circulation paths. For example, the flow rate of the cooling water in each cooling water circulation passage can be adjusted according to the cooling request of the high pressure EGR gas or the low pressure EGR gas. Thereby, it becomes possible to cool the high pressure EGR gas and the low pressure EGR gas efficiently. For example, when a large amount of low-pressure EGR gas is recirculated, the low-pressure EGR gas can be cooled more efficiently by increasing the flow rate of the low-pressure EGR cooling water.

また、高圧EGR冷却用熱媒体と低圧EGR冷却用熱媒体との間で熱交換を行うことが可能であるため、冷却要求の高いEGRガスとの間で熱交換を行って高温になった熱媒体と、冷却要求の低いEGRガスとの間で熱交換を行って比較的低温の熱媒体と、の間で熱交換が行われ、高温の熱媒体の温度を低下させることができる。これにより、冷却要求の高いEGRガスをより確実に冷却することが可能になる。 In addition, since heat exchange can be performed between the heat medium for cooling the high pressure EGR and the heat medium for cooling the low pressure EGR, heat exchanged with the EGR gas, which has a high cooling requirement, has caused the heat to reach a high temperature. Heat exchange is performed between the medium and the EGR gas having a low cooling requirement to perform heat exchange with a relatively low-temperature heat medium, and the temperature of the high-temperature heat medium can be reduced. Thereby, it becomes possible to cool more reliably the EGR gas with a high cooling request.

GRクーラは、その中を流れる排気と熱媒体との間で熱交換可能な一又は複数のEGR冷却通路を有し、EGRクーラにおける高圧EGRガスと低圧EGRガスの流れの状態を、(1)EGR冷却通路の両端が高圧EGR通路に接続されて高圧EGR通路の一部を構成し、高圧EGRガスと熱媒体との間で熱交換可能であるとともに、低圧EGRガスの流れが遮断される第1の状態と、(2)EGR冷却通路の両端が低圧EGR通路に接続されて低圧EGR通路の一部を構成し、低圧EGRガスと熱媒体との間で熱交換可能であるとともに、高圧EGRガスの流れが遮断される第2の状態と、のいずれかの状態に切り替える切替手段を備えても良い。 The EGR cooler has one or a plurality of EGR cooling passages capable of exchanging heat between the exhaust gas flowing through the EGR cooler and the heat medium, and the flow state of the high-pressure EGR gas and the low-pressure EGR gas in the EGR cooler (1 ) Both ends of the EGR cooling passage are connected to the high pressure EGR passage to constitute a part of the high pressure EGR passage, heat exchange is possible between the high pressure EGR gas and the heat medium, and the flow of the low pressure EGR gas is blocked. (1) Both ends of the EGR cooling passage are connected to the low-pressure EGR passage to form a part of the low-pressure EGR passage, and heat exchange is possible between the low-pressure EGR gas and the heat medium. There may be provided switching means for switching to any one of the second state in which the flow of EGR gas is blocked.

この構成において、EGR冷却通路はEGRクーラが有する1系統のガス通路であり、このガス通路を流れるガスは熱媒体との間で熱交換を行うことで冷却される。この1系統のEGR冷却通は、切替手段によって高圧EGR通路又は低圧EGR通路のいずれか一方に接続されてその一部を構成する。 In this configuration, the EGR cooling passage is one gas passage of the EGR cooler, and the gas flowing through the gas passage is cooled by exchanging heat with the heat medium. This one-system EGR cooling passage is connected to either the high-pressure EGR passage or the low-pressure EGR passage by the switching means to constitute a part thereof.

EGR冷却通路が高圧EGR通路に接続された時には、EGR冷却通路を高圧EGRガスが流れて熱媒体との間で熱交換を行うことで高圧EGRガスが冷却される。一方、EGR冷却通路が低圧EGR通路に接続された時には、EGR冷却通路を低圧EGRガスが流れて熱媒体との間で熱交換を行うことで低圧EGRガスが冷却される。 When the EGR cooling passage is connected to the high pressure EGR passage, the high pressure EGR gas is cooled by the high pressure EGR gas flowing through the EGR cooling passage and exchanging heat with the heat medium. On the other hand, when the EGR cooling passage is connected to the low pressure EGR passage, the low pressure EGR gas is cooled by the heat exchange between the low pressure EGR gas and the heat medium through the EGR cooling passage.

この構成では、EGRクーラは1系統のEGR冷却通路を流れる排気を冷却する能力を有していれば十分であるため、EGRクーラの大きさを小さくすることができる。例えば、水冷式のEGRクーラの場合、熱媒体である冷却水のEGRクーラにおける流路は、1系統のEGR冷却通路を流れる排気を十分に冷却可能な量の冷却水が流通可能な大きさであれば十分であるため、冷却水流路の大きさを小さくすることができる。 In this configuration, the EGR cooler is sufficient if it has the ability to cool the exhaust gas flowing through the EGR cooling passage of one system, so the size of the EGR cooler can be reduced. For example, in the case of a water-cooled EGR cooler, the flow path of the cooling water EGR cooler, which is a heat medium, is large enough to circulate an amount of cooling water that can sufficiently cool the exhaust flowing through one EGR cooling passage. Since this is sufficient, the size of the cooling water flow path can be reduced.

上述したように、高圧EGR通路と低圧EGR通路とは内燃機関の運転状態に応じて切り替えられる。従って、内燃機関の運転状態が、高圧EGR通路を用いてEGRが行われる運転状態(以下「高圧EGR運転状態」という)である場合には、EGRクーラにおける排気の流れの状態を第1の状態に切り替え、内燃機関の運転状態が、低圧EGR通路を用いてEGRが行われる運転状態(以下「低圧EGR運転状態」という)である場合には、EGRクーラにおける排気の流れの状態を第2の状態に切り替えるようにしても良い。これにより、高圧EGR通路及び低圧EGR通路を併設した排気浄化システムにおいても、1系統のEGR冷却通路のみを有する上記の構成のEGRクーラによって、高圧EGRガス及び低圧EGRガスを冷却することができる。 As described above, the high pressure EGR passage and the low pressure EGR passage are switched according to the operating state of the internal combustion engine. Therefore, when the operation state of the internal combustion engine is an operation state in which EGR is performed using the high-pressure EGR passage (hereinafter referred to as “high-pressure EGR operation state”), the state of the exhaust gas flow in the EGR cooler is the first state. When the operation state of the internal combustion engine is an operation state in which EGR is performed using the low pressure EGR passage (hereinafter referred to as “low pressure EGR operation state”), the state of the exhaust gas flow in the EGR cooler is changed to the second state. You may make it switch to a state. Thereby, also in the exhaust gas purification system provided with the high-pressure EGR passage and the low-pressure EGR passage, the high-pressure EGR gas and the low-pressure EGR gas can be cooled by the EGR cooler having the above-described configuration having only one EGR cooling passage.

本発明においては、EGRクーラが高圧EGR冷却通路及び低圧EGR冷却通路の2系統のEGRガス冷却用の通路を有し、さらに、高圧EGR冷却通路より上流の高圧EGR通路と低圧EGR冷却通路より上流の低圧EGR通路とを接続する第1接続手段と、高圧EGR冷却通路より下流の高圧EGR通路と低圧EGR冷却通路より下流の低圧EGR通路とを接続する第2接続手段と、を有し、EGRクーラにおける高圧EGRガス及び低圧EGRガスの流れの状態を、(1)高圧EGR冷却通路及び低圧EGR冷却通路の双方に高圧EGRガスが流れ、高圧EGRガスと熱媒体との間で熱交換可能であるとともに、低圧EGRガスの流れが遮断される第1の状態と、(2)高圧EGR冷却通路及び低圧EGR冷却通路の双方に低圧EGRガスが流れ、低圧EGRガスと熱媒体との間で熱交換可能であるとともに、高圧EGRガスの流れが遮断される第2の状態と、(3)高圧EGR冷却通路の両端が高圧EGR通路に接続されて高圧EGR通路の一部を構成し、高圧EGRガスと熱媒体との間で熱交換可能であり、かつ、低圧EGR冷却通路の両端が低圧EGR通路に接続されて低圧EGR通路の一部を構成し、低圧EGRガスと熱媒体との間で熱交換可能であり、高圧EGR冷却通路におけるガスの流れと低圧EGR冷却通路におけるガスの流れとが互いに独立している第3の状態と、のいずれかの状態に切り替える切替手段を備えても良い。 In the present invention, the EGR cooler has two EGR gas cooling passages, a high pressure EGR cooling passage and a low pressure EGR cooling passage, and further upstream of the high pressure EGR passage and the low pressure EGR cooling passage. First connection means for connecting the low pressure EGR passage, and second connection means for connecting the high pressure EGR passage downstream of the high pressure EGR cooling passage and the low pressure EGR passage downstream of the low pressure EGR cooling passage, and EGR The flow state of the high pressure EGR gas and the low pressure EGR gas in the cooler is as follows. (1) The high pressure EGR gas flows through both the high pressure EGR cooling passage and the low pressure EGR cooling passage, and heat exchange is possible between the high pressure EGR gas and the heat medium. In addition, the first state where the flow of the low-pressure EGR gas is interrupted, and (2) the low-pressure EGR in both the high-pressure EGR cooling passage and the low-pressure EGR cooling passage And a second state where the flow of the high-pressure EGR gas is interrupted, and (3) both ends of the high-pressure EGR cooling passage become high-pressure EGR passages. Are connected to form a part of the high-pressure EGR passage, heat exchange is possible between the high-pressure EGR gas and the heat medium, and both ends of the low-pressure EGR cooling passage are connected to the low-pressure EGR passage to A third state in which heat exchange is possible between the low-pressure EGR gas and the heat medium, and the gas flow in the high-pressure EGR cooling passage and the gas flow in the low-pressure EGR cooling passage are independent of each other; Switching means for switching to any of these states may be provided.

この構成では、高圧EGR冷却通路及び低圧EGR冷却通路はEGRクーラが有する2系統の独立したガス通路であり、各ガス通路を流れるガスは熱媒体との間で熱交換を行うことで冷却される。 In this configuration, the high-pressure EGR cooling passage and the low-pressure EGR cooling passage are two independent gas passages of the EGR cooler, and the gas flowing through each gas passage is cooled by exchanging heat with the heat medium. .

さらに、第1接続手段によって、これら2系統のガス通路の上流において高圧EGR通路と低圧EGR通路とは接続され、また、第2接続手段によって、上記2系統のガス通路の下流において高圧EGR通路と低圧EGR通路とは接続されている。 Further, the high pressure EGR passage and the low pressure EGR passage are connected upstream of the two gas passages by the first connecting means, and the high pressure EGR passage is connected downstream of the two gas passages by the second connecting means. The low pressure EGR passage is connected.

従って、第1接続手段及び第2接続手段が導通状態とされ、かつ、低圧EGRガスの流れが遮断された場合には、高圧EGR冷却通路及び低圧EGR冷却通路は双方とも高圧EGR通路と連通し、高圧EGR冷却通路及び低圧EGR冷却通路には高圧EGRガスが流れる。これにより、高圧EGRガスと熱媒体との間で熱交換が行われ、高圧EGRガスが冷却される(第1の状態)。 Therefore, when the first connecting means and the second connecting means are in a conductive state and the flow of the low pressure EGR gas is interrupted, both the high pressure EGR cooling passage and the low pressure EGR cooling passage communicate with the high pressure EGR passage. The high pressure EGR gas flows through the high pressure EGR cooling passage and the low pressure EGR cooling passage. Thereby, heat exchange is performed between the high-pressure EGR gas and the heat medium, and the high-pressure EGR gas is cooled (first state).

また、第1接続手段及び第2接続手段が導通状態とされ、かつ、高圧EGRガスの流れが遮断された場合には、高圧EGR冷却通路及び低圧EGR冷却通路は双方とも低圧EGR通路と連通し、高圧EGR冷却通路及び低圧EGR冷却通路には低圧EGRガスが流れる。これにより、低圧EGRガスと熱媒体との間で熱交換が行われ、低圧EGRガスが冷却される(第2の状態)。 Further, when the first connection means and the second connection means are in a conductive state and the flow of the high pressure EGR gas is interrupted, both the high pressure EGR cooling passage and the low pressure EGR cooling passage communicate with the low pressure EGR passage. The low pressure EGR gas flows through the high pressure EGR cooling passage and the low pressure EGR cooling passage. Thereby, heat exchange is performed between the low-pressure EGR gas and the heat medium, and the low-pressure EGR gas is cooled (second state).

一方、第1接続手段及び第2接続手段が非導通状態とされ、高圧EGR冷却通路が高圧EGR通路と連通し、低圧EGR冷却通路が低圧EGR通路と連通している場合には、高圧
EGR冷却通路を流れる高圧EGRガス及び低圧EGR冷却通路を流れる低圧EGRガスは、それぞれ独立に熱媒体との間で熱交換を行い、それぞれ冷却される。これにより、高圧EGRガス及び低圧EGRガスは同時に並行して冷却される(第3の状態)。
On the other hand, when the first connecting means and the second connecting means are in a non-conductive state, the high pressure EGR cooling passage communicates with the high pressure EGR passage, and the low pressure EGR cooling passage communicates with the low pressure EGR passage. The high-pressure EGR gas flowing through the passage and the low-pressure EGR gas flowing through the low-pressure EGR cooling passage are independently cooled by exchanging heat with the heat medium. Thereby, the high pressure EGR gas and the low pressure EGR gas are simultaneously cooled in parallel (third state).

高圧EGRガス及び低圧EGRガスの流れの状態が上記第1の状態(又は第2の状態)に切り替えられた場合には、高圧EGRガス(又は低圧EGRガス)は、高圧EGR冷却通路及び低圧EGR冷却通路の2系統のEGR冷却通路の双方を流れて熱媒体との間で熱交換を行うので、より効率的に高圧EGRガス(又は低圧EGRガス)の冷却が行われる。 When the flow state of the high pressure EGR gas and the low pressure EGR gas is switched to the first state (or the second state), the high pressure EGR gas (or the low pressure EGR gas) is the high pressure EGR cooling passage and the low pressure EGR. Since heat exchange is performed with the heat medium through the two EGR cooling passages of the cooling passage, the high-pressure EGR gas (or low-pressure EGR gas) is more efficiently cooled.

また、高圧EGRガス及び低圧EGRガスの流れの状態上記第3の状態に切り替えられた場合には、高圧EGRガス及び低圧EGRガスを同時に並行して冷却することが可能であるため、高圧EGR通路及び低圧EGR通路を併用してEGRを行う排気浄化システムにも本発明を好適に適用することができる。 Further, when the high-pressure EGR gas and the low-pressure EGR gas are switched to the third state, the high-pressure EGR gas and the low-pressure EGR gas can be simultaneously cooled in parallel. In addition, the present invention can be suitably applied to an exhaust purification system that performs EGR using a low pressure EGR passage.

本発明により、低圧EGR装置と高圧EGR装置とを併用する排気浄化システムにおいて、内燃機関の搭載性の悪化やコストの増加、燃費の増大等を抑制しつつ低圧EGRガス及び高圧EGRガスを冷却することが可能になる。 According to the present invention, in an exhaust purification system using both a low pressure EGR device and a high pressure EGR device, low pressure EGR gas and high pressure EGR gas are cooled while suppressing deterioration in mountability of the internal combustion engine, increase in cost, increase in fuel consumption, and the like. It becomes possible.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.

図1は本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、4つの気筒2を有するディーゼルエンジンである。内燃機関1には、気筒2の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁3を各気筒毎に備えられている。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied. An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a diesel engine having four cylinders 2. The internal combustion engine 1 is provided with a fuel injection valve 3 for injecting fuel directly into the combustion chamber of the cylinder 2 for each cylinder.

内燃機関1には、吸気マニホールド8が接続されており、吸気マニホールド8の各枝管は吸気ポートを介して各気筒2の燃焼室と連通している。吸気マニホールド8には吸気通路9が接続されている。吸気通路9の途中には吸気通路9を流れるガスを冷却するインタークーラ13が設けられている。インタークーラ13より上流には、排気のエネルギーを駆動源として作動するターボチャージャ10のコンプレッサハウジング6が設けられている。 An intake manifold 8 is connected to the internal combustion engine 1, and each branch pipe of the intake manifold 8 communicates with a combustion chamber of each cylinder 2 through an intake port. An intake passage 9 is connected to the intake manifold 8. An intercooler 13 for cooling the gas flowing through the intake passage 9 is provided in the middle of the intake passage 9. A compressor housing 6 of a turbocharger 10 that operates using exhaust energy as a drive source is provided upstream of the intercooler 13.

内燃機関1には、排気マニホールド18が接続されており、排気マニホールド18の各枝管は排気ポートを介して各気筒2の燃焼室と連通している。排気マニホールド18にはターボチャージャ10のタービンハウジング7が接続されている。タービンハウジング7には排気通路19が接続されている。排気通路19には排気浄化装置32が設けられている。排気浄化装置32より下流において排気通路19は大気に開放されている。排気浄化装置32は、排気中のPMを捕集するパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタより上流に配置された酸化触媒と、排気中のNOxを吸蔵・還元するNOx触媒とから構成されている。なお、排気浄化装置32の構成はこの限りではない。 An exhaust manifold 18 is connected to the internal combustion engine 1, and each branch pipe of the exhaust manifold 18 communicates with the combustion chamber of each cylinder 2 through an exhaust port. A turbine housing 7 of the turbocharger 10 is connected to the exhaust manifold 18. An exhaust passage 19 is connected to the turbine housing 7. An exhaust purification device 32 is provided in the exhaust passage 19. The exhaust passage 19 is open to the atmosphere downstream of the exhaust purification device 32. The exhaust purification device 32 includes a particulate filter that collects PM in the exhaust, an oxidation catalyst disposed upstream of the particulate filter, and a NOx catalyst that stores and reduces NOx in the exhaust. . The configuration of the exhaust purification device 32 is not limited to this.

排気マニホールド18と吸気マニホールド8とは高圧EGR通路15介して連通している。高圧EGR通路15には、高圧EGR通路15の流路断面積を変更可能な高圧EGR弁21が設けられている。高圧EGR弁21は電気配線を介してECU22に接続されており、ECU22からの制御信号に基づいてその弁開度が制御されることで、高圧EGR通路15を流れる排気の量(以下、「高圧EGRガス量」という)が調節される。 The exhaust manifold 18 and the intake manifold 8 communicate with each other via a high pressure EGR passage 15. The high-pressure EGR passage 15 is provided with a high-pressure EGR valve 21 that can change the flow path cross-sectional area of the high-pressure EGR passage 15. The high pressure EGR valve 21 is connected to the ECU 22 via electrical wiring, and the amount of exhaust gas flowing through the high pressure EGR passage 15 (hereinafter, “high pressure” is controlled by controlling the valve opening degree based on a control signal from the ECU 22. "EGR gas amount") is adjusted.

排気通路19の排気浄化装置32より下流の箇所と吸気通路9のコンプレッサハウジング6より上流の箇所とは、低圧EGR通路23を介して連通している。低圧EGR通路23には、低圧EGR通路23の流路断面積を変更可能な低圧EGR弁5が設けられている。低圧EGR弁5は電気配線を介してECU22に接続されており、ECU22からの制御信号に基づいてその弁開度が制御されることで、低圧EGR通路23を流れる排気の量(以下、「低圧EGRガス量」という)が調節される。 A location downstream of the exhaust gas purification device 32 in the exhaust passage 19 and a location upstream of the compressor housing 6 in the intake passage 9 communicate with each other via a low pressure EGR passage 23. The low pressure EGR passage 23 is provided with a low pressure EGR valve 5 that can change the flow path cross-sectional area of the low pressure EGR passage 23. The low pressure EGR valve 5 is connected to the ECU 22 via electrical wiring, and the amount of exhaust gas flowing through the low pressure EGR passage 23 (hereinafter referred to as “low pressure”) is controlled by controlling the valve opening based on a control signal from the ECU 22. "EGR gas amount") is adjusted.

高圧EGR通路15及び低圧EGR通路23の途中にはEGRクーラ14が設けられており、高圧EGRガスと低圧EGRガスとは、ともにEGRクーラ14において冷却されるようになっている。EGRクーラ14の詳細については後述する。 An EGR cooler 14 is provided in the middle of the high pressure EGR passage 15 and the low pressure EGR passage 23, and both the high pressure EGR gas and the low pressure EGR gas are cooled in the EGR cooler 14. Details of the EGR cooler 14 will be described later.

運転席のアクセルペダル31には、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ24が備えられている。また、内燃機関1には図示しないクランクシャフトの回転数を検出するクランクポジションセンサ25が備えられている。アクセル開度センサ24及びクランクポジションセンサ25はそれぞれ電気配線を介してECU22に接続されており、各センサの検出値がECU22に入力されるようになっている。アクセル開度センサ24による検出値は、ECU22の行う諸制御において機関負荷を表すパラメータとして利用される。クランクポジションセンサ25による検出値は、ECU22の行う諸制御において機関回転数を表すパラメータとして利用される。 The accelerator pedal 31 in the driver seat is provided with an accelerator opening sensor 24 that detects the accelerator opening. The internal combustion engine 1 is provided with a crank position sensor 25 that detects the number of rotations of a crankshaft (not shown). The accelerator opening sensor 24 and the crank position sensor 25 are each connected to the ECU 22 via electrical wiring, and the detection values of each sensor are input to the ECU 22. The value detected by the accelerator opening sensor 24 is used as a parameter representing the engine load in various controls performed by the ECU 22. The value detected by the crank position sensor 25 is used as a parameter representing the engine speed in various controls performed by the ECU 22.

内燃機関1には、内燃機関1を制御する電子制御コンピュータであるECU22が併設されている。ECU22は図示しないROM、RAM、CPU、入力ポート、出力ポート等を備え、内燃機関1の運転状態や運転者による要求に応じて、燃料噴射量制御や高圧EGR弁21及び低圧EGR弁5の開度制御等を行う。 The internal combustion engine 1 is provided with an ECU 22 that is an electronic control computer that controls the internal combustion engine 1. The ECU 22 includes a ROM, a RAM, a CPU, an input port, an output port, and the like (not shown), and controls the fuel injection amount and opens the high-pressure EGR valve 21 and the low-pressure EGR valve 5 in accordance with the operation state of the internal combustion engine 1 or a request from the driver. Perform degree control.

高圧EGR弁21が開弁されると、高圧EGR通路15が導通状態となり、排気マニホールド18を流れる排気の一部が高圧EGR通路15を経由して吸気マニホールド8に流入し、内燃機関1の燃焼室に再循環する。 When the high-pressure EGR valve 21 is opened, the high-pressure EGR passage 15 becomes conductive, and a part of the exhaust gas flowing through the exhaust manifold 18 flows into the intake manifold 8 via the high-pressure EGR passage 15 to burn the internal combustion engine 1. Recirculate to room.

低圧EGR弁5が開弁されると、低圧EGR通路23が導通状態となり、排気浄化装置32から流出した排気の一部が低圧EGR通路23を経由して吸気通路9に流入する。吸気通路9に流入した低圧EGRガスはコンプレッサハウジング6、吸気マニホールド8を経由して内燃機関1の燃焼室に再循環する。 When the low pressure EGR valve 5 is opened, the low pressure EGR passage 23 becomes conductive, and a part of the exhaust gas flowing out from the exhaust purification device 32 flows into the intake passage 9 via the low pressure EGR passage 23. The low pressure EGR gas flowing into the intake passage 9 is recirculated to the combustion chamber of the internal combustion engine 1 via the compressor housing 6 and the intake manifold 8.

低圧EGR通路23及び/又は高圧EGR通路15を経由して排気の一部を内燃機関1の燃焼室に再循環させることによって、燃焼室内における燃焼温度が低下し、燃焼過程で発生するNOxの量が低下する。 By recirculating a part of the exhaust gas to the combustion chamber of the internal combustion engine 1 via the low pressure EGR passage 23 and / or the high pressure EGR passage 15, the combustion temperature in the combustion chamber decreases, and the amount of NOx generated in the combustion process Decreases.

低圧EGR通路23を経由して行われる排気の再循環(以下「低圧EGR」という)及び高圧EGR通路15を経由して行われる排気の再循環(以下「高圧EGR」という)を好適に実行可能な内燃機関の運転状態の条件は、予め実験などにより求められている。本実施例では、内燃機関の運転状態に応じて低圧EGRと高圧EGRとを切り替えて、或いは併用して排気の再循環を行うようにしている。 Exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as “low pressure EGR”) performed via the low pressure EGR passage 23 and exhaust gas recirculation performed via the high pressure EGR passage 15 (hereinafter referred to as “high pressure EGR”) can be suitably performed. The conditions of the operating state of such an internal combustion engine are obtained in advance through experiments or the like. In this embodiment, the exhaust gas is recirculated by switching the low pressure EGR and the high pressure EGR according to the operating state of the internal combustion engine or using them together.

図2は、内燃機関1の運転状態の領域毎に定められた、低圧EGRと高圧EGRの切替パターンを示した図である。図2の横軸は内燃機関1の機関回転数を表し、縦軸は内燃機関1の機関負荷を表している。 FIG. 2 is a diagram showing a switching pattern between the low pressure EGR and the high pressure EGR determined for each region of the operating state of the internal combustion engine 1. 2 represents the engine speed of the internal combustion engine 1, and the vertical axis represents the engine load of the internal combustion engine 1.

図2において、領域HPLは、内燃機関1の運転状態が低負荷低回転の領域であり、ここでは高圧EGRが行われる。領域HPLに属する内燃機関1の運転状態を以下「高圧EG
R運転状態」という。
In FIG. 2, a region HPL is a region where the operating state of the internal combustion engine 1 is a low load and low rotation, and high pressure EGR is performed here. The operating state of the internal combustion engine 1 belonging to the region HPL is hereinafter referred to as “high pressure EG”.
It is called “R operation state”.

図2の領域LPL+HPLは、内燃機関1の運転状態が中負荷中回転の領域であり、ここでは高圧EGRと低圧EGRが併用される。領域LPL+HPLに属する内燃機関1の運転状態を以下「混合EGR運転状態」という。 A region LPL + HPL in FIG. 2 is a region where the operating state of the internal combustion engine 1 is a medium-load / medium-speed rotation, and here, the high pressure EGR and the low pressure EGR are used together. Hereinafter, the operating state of the internal combustion engine 1 belonging to the region LPL + HPL is referred to as “mixed EGR operating state”.

図2の領域LPLは、内燃機関1の運転状態が高負荷高回転の領域であり、ここでは低圧EGRが行われる。領域LPLに属する内燃機関1の運転状態を以下「低圧EGR運転状態」という。 A region LPL in FIG. 2 is a region where the operating state of the internal combustion engine 1 is a high load and high rotation speed, and here, low pressure EGR is performed. The operation state of the internal combustion engine 1 belonging to the region LPL is hereinafter referred to as “low pressure EGR operation state”.

このように、高圧EGRと低圧EGRとを切り替えて、或いは併用してEGRを行うことによって、広範な運転領域においてEGRを行うことが可能になる。 As described above, EGR can be performed in a wide range of operation by switching between high-pressure EGR and low-pressure EGR or using EGR in combination.

ところで、EGRガスの温度が低下すると燃焼室に流入する混合気の温度が低下するため、燃焼室における混合気の燃焼温度がさらに低下する。これにより、EGRによるNOx発生量の低減効果をさらに高めることができる。また、EGRを行うと吸気と高温の排気とが混合することによって吸気ガスの温度が上昇して吸気の充填効率が低下する場合があるが、EGRガスの温度を下げることによって吸気の充填効率の低下を抑制できる。また、EGRガスの温度を下げることによってEGR弁やターボチャージャのコンプレッサ等の機器を通過するガスの温度が過度に高温になることを抑制でき、これらの機器の動作に熱害等の不具合が発生することを抑制できる。 By the way, since the temperature of the air-fuel mixture flowing into the combustion chamber decreases when the temperature of the EGR gas decreases, the combustion temperature of the air-fuel mixture in the combustion chamber further decreases. Thereby, the reduction effect of NOx generation amount by EGR can be further enhanced. In addition, when EGR is performed, the intake gas temperature may increase due to the mixture of the intake air and the high-temperature exhaust gas, and the intake charging efficiency may decrease. However, by reducing the EGR gas temperature, the intake charging efficiency may be reduced. Reduction can be suppressed. In addition, by reducing the temperature of the EGR gas, it is possible to suppress the temperature of the gas passing through the equipment such as the EGR valve and the turbocharger compressor from becoming excessively high, and problems such as heat damage occur in the operation of these equipment. Can be suppressed.

そのため、一般に、EGR装置を備えた排気浄化システムには、EGRガスを冷却するEGRクーラが設けられる。高圧EGR通路及び低圧EGR通路を併設する排気浄化システムの場合には、高圧EGRガスを冷却するための高圧EGRクーラ及び低圧EGRガスを冷却するための低圧EGRクーラの2基のEGRクーラが設けられることが一般的である。 Therefore, in general, an exhaust gas purification system including an EGR device is provided with an EGR cooler that cools EGR gas. In the case of an exhaust purification system having a high-pressure EGR passage and a low-pressure EGR passage, two EGR coolers are provided: a high-pressure EGR cooler for cooling high-pressure EGR gas and a low-pressure EGR cooler for cooling low-pressure EGR gas. It is common.

しかし、内燃機関に2基のEGRクーラを備えた場合、排気浄化システムの大きさや重量が増大して車両への搭載性が悪化したり、部品点数が増加して製造コストが上昇したりする可能性があった。また、EGRクーラが冷却水を熱媒体として利用する水冷式のクーラである場合には、EGRクーラに冷却水を供給し流通させる冷却水循環系統が2系統必要となるため、冷却水を循環させるために消費されるエネルギーが増大し、燃費の悪化を招く可能性もあった。 However, if the internal combustion engine is equipped with two EGR coolers, the size and weight of the exhaust gas purification system may increase and the mounting on the vehicle may deteriorate, or the number of parts may increase and the manufacturing cost may increase. There was sex. In addition, when the EGR cooler is a water-cooled type cooler that uses cooling water as a heat medium, two cooling water circulation systems that supply and circulate cooling water to the EGR cooler are required. There is a possibility that the energy consumed will increase and fuel consumption will deteriorate.

それに対し、本実施例の場合、従来2個のEGRクーラによって実現されていた高圧EGRガス冷却機能及び低圧EGRガス冷却機能を、1個のEGRクーラ14によって提供するようにした。以下、本実施例のEGRクーラ14について図面を参照しながら詳しく説明する。 On the other hand, in the case of the present embodiment, the high-pressure EGR gas cooling function and the low-pressure EGR gas cooling function that were conventionally realized by two EGR coolers are provided by one EGR cooler 14. Hereinafter, the EGR cooler 14 of the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

(参考例1)
図3は参考例1におけるEGRクーラ14の概略構成を示す概念図である。図3において破線で描かれた領域の内部が、図1において四角形の図形を用いて概念的に示されたEGRクーラ14の内部構成を表している。
(Reference Example 1)
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of the EGR cooler 14 in Reference Example 1 . The inside of the region drawn with a broken line in FIG. 3 represents the internal configuration of the EGR cooler 14 conceptually shown using a square figure in FIG.

参考例1のEGRクーラ14は水冷式であり、EGRガスの流通路の周囲に熱媒体としての冷却水を流し、EGRガスと冷却水との間で熱交換可能にすることでEGRガスを冷却するものである。 The EGR cooler 14 of Reference Example 1 is a water-cooled type, and cooling water as a heat medium is flowed around the EGR gas flow passage so that heat can be exchanged between the EGR gas and the cooling water to cool the EGR gas. To do.

詳細には、EGRクーラ14は、冷却水が流通するコア16と、コア16に接続されコア
16に冷却水を流入させる冷却水流入路4と、コア16に接続されコア16の冷却水を流出させる冷却水流出路42とを有する。冷却水流入路4及び冷却水流出路42は、図示しない冷却水タンク等に接続され、冷却水循環系統を構成している。
Specifically, the EGR cooler 14 includes a core 16 through which cooling water flows, a cooling water inflow path 4 that is connected to the core 16 and allows cooling water to flow into the core 16, and flows out of the cooling water from the core 16 that is connected to the core 16. And a cooling water outflow passage 42 to be caused. The cooling water inflow path 4 and the cooling water outflow path 42 are connected to a cooling water tank or the like (not shown) and constitute a cooling water circulation system.

なお、図1には冷却水循環系統、冷却水流入路4、及び冷却水流出路42に相当する構成要素は図示していない。冷却水循環系統は内燃機関1の冷却システムの一部であっても良いし、EGRクーラ14専用に設けられたものであっても良い。 In FIG. 1, components corresponding to the cooling water circulation system, the cooling water inflow passage 4, and the cooling water outflow passage 42 are not shown. The cooling water circulation system may be a part of the cooling system of the internal combustion engine 1 or may be provided exclusively for the EGR cooler 14.

コア16の内部をEGRガスが流れる複数のEGRガス冷却パイプが通っており、EGRガス冷却パイプを流れるEGRガスとコア16を流れる冷却水との間で熱交換が行われるようになっている。図3では簡単のため4本のパイプを図示しているが、パイプの本数はこの限りではない。 A plurality of EGR gas cooling pipes through which the EGR gas flows pass through the core 16, and heat exchange is performed between the EGR gas flowing through the EGR gas cooling pipe and the cooling water flowing through the core 16. In FIG. 3, four pipes are shown for simplicity, but the number of pipes is not limited to this.

図3では、4本のパイプのうちの2本はその両端に高圧EGR通路15が接続され、高圧EGR通路15の一部を構成し、高圧EGRガスが流れるようになっている。以下ではこの2本のパイプを高圧EGR冷却パイプ11と呼ぶ。高圧EGRガスは高圧EGR冷却パイプ11を流れる際にコア16内を流れる冷却水との間で熱交換を行い、それによって高圧EGRガスが冷却される。 In FIG. 3, two of the four pipes are connected to the high pressure EGR passage 15 at both ends, constitute a part of the high pressure EGR passage 15, and the high pressure EGR gas flows. Hereinafter, these two pipes are referred to as a high-pressure EGR cooling pipe 11. When the high-pressure EGR gas flows through the high-pressure EGR cooling pipe 11, heat exchange is performed between the high-pressure EGR gas and the cooling water flowing in the core 16, thereby cooling the high-pressure EGR gas.

図3の4本のパイプのうちの残りの2本はその両端に低圧EGR通路23が接続され、低圧EGR通路23の一部を構成し、低圧EGRガスが流れるようになっている。以下ではこの2本のパイプを低圧EGR冷却パイプ12と呼ぶ。低圧EGRガスは低圧EGR冷却パイプ12を流れる際にコア16内を流れる冷却水との間で熱交換を行い、それによって低圧EGRガスが冷却される。 The remaining two of the four pipes in FIG. 3 are connected to the low-pressure EGR passage 23 at both ends thereof, constitute a part of the low-pressure EGR passage 23, and low-pressure EGR gas flows. Hereinafter, these two pipes are referred to as a low pressure EGR cooling pipe 12. When the low-pressure EGR gas flows through the low-pressure EGR cooling pipe 12, heat exchange is performed between the low-pressure EGR gas and the cooling water flowing in the core 16, thereby cooling the low-pressure EGR gas.

以上説明したように、参考例1のEGRクーラ14では、1系統の冷却水循環系統と1つのコア16によって高圧EGRガスと低圧EGRガスの双方を冷却することができる。従って、1個のEGRクーラ14を備えることによって高圧EGRガス及び低圧EGRガスを冷却することができるため、排気浄化システムの大きさ、重量、部品点数等の増大を抑制できる。また、冷却水循環系統を2系統備える必要がないため、冷却水を循環させるために消費されるエネルギーの増大を抑制でき、従って燃費の悪化を抑制することもできる。 As described above, in the EGR cooler 14 of Reference Example 1 , both the high-pressure EGR gas and the low-pressure EGR gas can be cooled by one cooling water circulation system and one core 16. Therefore, since the high pressure EGR gas and the low pressure EGR gas can be cooled by providing one EGR cooler 14, an increase in the size, weight, number of parts, etc. of the exhaust purification system can be suppressed. In addition, since it is not necessary to provide two cooling water circulation systems, an increase in energy consumed for circulating the cooling water can be suppressed, and hence deterioration of fuel consumption can be suppressed.

なお、参考例1においては、高圧EGR冷却パイプ11が圧EGR冷却通路であり、低圧EGR冷却パイプ12が圧EGR冷却通路であるIn the reference example 1, a high-pressure EGR cooling pipe 11 is high pressure EGR cooling passage, the low pressure EGR cooling pipe 12 is low pressure EGR cooling passage.

(参考例2)
次に、参考例1とは異なるEGR14の構成について説明する。以下では参考例1と同等の構成要素については詳しい説明を省略し、同一の名称及び符号を用いる。
(Reference Example 2)
Next, a configuration of the EGR 14 different from the reference example 1 will be described. In the following, detailed description of components equivalent to those in Reference Example 1 is omitted, and the same names and symbols are used.

図4は参考例2のEGRクーラ14の概略構成を示す概念図である。 FIG. 4 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of the EGR cooler 14 of Reference Example 2 .

EGRクーラ14は、高圧EGR冷却パイプ11を流れる高圧EGRガスを冷却する高圧EGRコア27と、低圧EGR冷却パイプ12を流れる低圧EGRガスを冷却する低圧EGRコア20とを有している。 The EGR cooler 14 has a high-pressure EGR core 27 that cools the high-pressure EGR gas that flows through the high-pressure EGR cooling pipe 11, and a low-pressure EGR core 20 that cools the low-pressure EGR gas that flows through the low-pressure EGR cooling pipe 12.

高圧EGRコア27には、高圧EGRコア27に冷却水を流入させる高圧EGR冷却水流入路26と、高圧EGRコア27内の冷却水を流出させる高圧EGR冷却水流出路43が接続されている。高圧EGR冷却水流入路26及び高圧EGR冷却水流出路43は図示しない冷却水タンクに接続され、冷却水循環系統を構成している。 The high-pressure EGR core 27 is connected to a high-pressure EGR cooling water inflow passage 26 through which cooling water flows into the high-pressure EGR core 27 and a high-pressure EGR cooling water outflow passage 43 through which cooling water in the high-pressure EGR core 27 flows out. The high-pressure EGR cooling water inflow passage 26 and the high-pressure EGR cooling water outflow passage 43 are connected to a cooling water tank (not shown) and constitute a cooling water circulation system.

低圧EGRコア20には、低圧EGRコア20に冷却水を流入させる低圧EGR冷却水流入路17と、低圧EGRコア20内の冷却水を流出させる低圧EGR冷却水流出路44が接続されている。低圧EGR冷却水流入路17及び低圧EGR冷却水流出路44は図示しない冷却水タンクに接続され、冷却水循環系統を構成している。 The low pressure EGR core 20 is connected to a low pressure EGR cooling water inflow passage 17 through which cooling water flows into the low pressure EGR core 20 and a low pressure EGR cooling water outflow passage 44 through which cooling water in the low pressure EGR core 20 flows out. The low-pressure EGR cooling water inflow passage 17 and the low-pressure EGR cooling water outflow passage 44 are connected to a cooling water tank (not shown) and constitute a cooling water circulation system.

高圧EGRコア27と低圧EGRコア20とは隔壁40によって仕切られており、高圧EGRコア27内の冷却水(以下「高圧EGR冷却水」という)と低圧EGRコア20内の冷却水(以下「低圧EGR冷却水」という)とは物理的に分離されている。隔壁40によって高圧EGR冷却水と低圧EGR冷却水とは混合することはないが、参考例2の隔壁40には熱伝導性の高い部材が用いられており、高圧EGR冷却水と低圧EGR冷却水との間で熱交換を行うことが可能になっている。 The high pressure EGR core 27 and the low pressure EGR core 20 are partitioned by a partition wall 40, and cooling water in the high pressure EGR core 27 (hereinafter referred to as “high pressure EGR cooling water”) and cooling water in the low pressure EGR core 20 (hereinafter referred to as “low pressure”). It is physically separated from “EGR cooling water”. The partition wall 40 does not mix the high-pressure EGR cooling water and the low-pressure EGR cooling water, but the partition wall 40 of Reference Example 2 uses a member having high thermal conductivity, and the high-pressure EGR cooling water and the low-pressure EGR cooling water. It is possible to exchange heat with each other.

例えば、図4の上下の方向を鉛直方向と略平行になるようにEGRクーラ14を設置することにより、低圧EGR冷却水のうち温度の高い部分が隔壁40の方向に上昇するとともに、高圧EGR冷却水のうち温度の低い部分が隔壁40の方向に下降していく。こうして、隔壁40を介した熱交換によって温度の高い低圧EGR冷却水が冷却され、温度の低い高圧EGR冷却水が温められる。 For example, by installing the EGR cooler 14 so that the vertical direction in FIG. 4 is substantially parallel to the vertical direction, the high temperature portion of the low pressure EGR cooling water rises in the direction of the partition wall 40 and the high pressure EGR cooling. The low temperature portion of the water descends toward the partition 40. Thus, the low pressure EGR cooling water having a high temperature is cooled by heat exchange via the partition wall 40, and the high pressure EGR cooling water having a low temperature is warmed.

これにより、低圧EGRコア20の低圧EGRガス冷却性能を向上させることができる。一般に低圧EGR通路23を経由して行われるEGRでは大量の排気が再循環されるため、低圧EGRクーラは高圧EGRクーラより高い冷却性能が求められる場合があるが、参考例2のEGRクーラ14によれば、より効果的に低圧EGRガスを冷却することができる。 Thereby, the low-pressure EGR gas cooling performance of the low-pressure EGR core 20 can be improved. Generally, since over to EGR in a large amount of exhaust is performed low-pressure EGR passage 23 is recycled, although the low-pressure EGR cooler sometimes higher cooling performance than the high-pressure EGR cooler is required, the EGR cooler 14 of Reference Example 2 According to this, the low-pressure EGR gas can be cooled more effectively.

なお、高圧EGRガスの冷却要求が高い場合等においては、高圧EGRコア27を低圧EGRコア20より鉛直下方に設置しても良い。 Note that the high-pressure EGR core 27 may be installed vertically below the low-pressure EGR core 20 when there is a high cooling request for the high-pressure EGR gas.

参考例2では、高圧EGRコア27に冷却水を供給する冷却水循環系統と低圧EGRコア20に冷却水を供給する冷却水循環系統とを独立に制御することができるため、高圧EGRガスと低圧EGRガスの冷却要求に応じて高圧EGRコア27に供給する冷却水の量と低圧EGRコア20に供給する冷却水の量とを調節することもできる。 In Reference Example 2 , the cooling water circulation system that supplies the cooling water to the high-pressure EGR core 27 and the cooling water circulation system that supplies the cooling water to the low-pressure EGR core 20 can be controlled independently. Therefore, the high-pressure EGR gas and the low-pressure EGR gas The amount of cooling water supplied to the high-pressure EGR core 27 and the amount of cooling water supplied to the low-pressure EGR core 20 can be adjusted according to the cooling request.

これにより、より効率的に高圧EGRガス及び低圧EGRガスを冷却することができる。 Thereby, the high pressure EGR gas and the low pressure EGR gas can be cooled more efficiently.

高圧EGRコア27に供給する冷却水と低圧EGRコア20に供給する冷却水を独立に制御する方法としては、例えば、高圧EGR冷却水流入路26又は高圧EGR冷却水流出路43の途中に流量調節弁を設け、さらに、低圧EGR冷却水流入路17又は低圧EGR冷却水流出路44の途中に流量調節弁を設け、これらの流量調節弁の開度を制御する方法を例示できる。 As a method for independently controlling the cooling water supplied to the high pressure EGR core 27 and the cooling water supplied to the low pressure EGR core 20, for example, a flow control valve is provided in the middle of the high pressure EGR cooling water inflow passage 26 or the high pressure EGR cooling water outflow passage 43. And a flow rate control valve provided in the middle of the low pressure EGR cooling water inflow passage 17 or the low pressure EGR cooling water outflow passage 44, and the opening degree of these flow control valves can be controlled.

参考例2のEGRクーラ14では、高圧EGRコア27と低圧EGRコア20とが一体的に構成されているため、排気浄化システムの大きさ、重量、部品点数の増加を抑制でき、搭載性の悪化やコストの上昇を抑制できる。 In the EGR cooler 14 of the reference example 2 , since the high pressure EGR core 27 and the low pressure EGR core 20 are integrally configured, an increase in the size, weight, and number of parts of the exhaust purification system can be suppressed, and the mountability is deteriorated. And increase in cost can be suppressed.

(参考例3)
次に、上記参考例とは異なるEGRクーラ14の構成について説明する。以下では上記参考例と同等の構成要素については詳しい説明を省略し、同一の名称及び符号を用いる。
(Reference Example 3)
Next, a configuration of the EGR cooler 14 different from the above reference example will be described. In the following, detailed description of components equivalent to those in the reference example is omitted, and the same names and symbols are used.

図5は参考例3のEGRクーラ14の概略構成を示す概念図である。 FIG. 5 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of the EGR cooler 14 of Reference Example 3 .

EGRクーラ14は、冷却水が流通するコア16と、コア16に接続されコア16に冷却水を流入させる冷却水流入路4と、コア16に接続されコア16内の冷却水を流出させる冷却水流出路42とを有する。冷却水流入路4及び冷却水流出路42は、図示しない冷却水タンクに接続され、冷却水循環系統を構成している。 The EGR cooler 14 includes a core 16 through which cooling water flows, a cooling water inflow passage 4 that is connected to the core 16 and allows cooling water to flow into the core 16, and a cooling water flow that is connected to the core 16 and causes cooling water in the core 16 to flow out. And an exit path 42. The cooling water inflow path 4 and the cooling water outflow path 42 are connected to a cooling water tank (not shown) and constitute a cooling water circulation system.

コア16の内部にはEGR冷却パイプ29が通っており、EGR冷却パイプ29を流れるEGRガスとコア16を流れる冷却水との間で熱交換が行われるようになっている。図5では簡単のため2本のEGR冷却通路を図示しているが、EGR冷却通路の本数はこの限りではない。 An EGR cooling pipe 29 passes through the core 16, and heat exchange is performed between the EGR gas flowing through the EGR cooling pipe 29 and the cooling water flowing through the core 16. In FIG. 5, two EGR cooling passages are illustrated for simplicity, but the number of EGR cooling passages is not limited to this.

EGR冷却パイプ29の両端は共有通路28に接続され、共有通路28の一部を構成している。共有通路28の両端は高圧EGR通路15及び低圧EGR通路23に接続されている。EGR冷却パイプ29を流れるガスはコア16を流れる冷却水との間で熱交換を行い、冷却される。 Both ends of the EGR cooling pipe 29 are connected to the shared passage 28 and constitute a part of the shared passage 28. Both ends of the shared passage 28 are connected to the high pressure EGR passage 15 and the low pressure EGR passage 23. The gas flowing through the EGR cooling pipe 29 is cooled by exchanging heat with the cooling water flowing through the core 16.

共有通路28より上流の高圧EGR通路15には該高圧EGR通路15を開閉する第2弁33が設けられ、共有通路28より上流の低圧EGR通路23には該低圧EGR通路23を開閉する第4弁35が設けられている。また、共有通路28より下流の高圧EGR通路15には該高圧EGR通路15を開閉する第1弁30が設けられ、共有通路28より下流の低圧EGR通路23には該低圧EGR通路23を開閉する第3弁34が設けられている。 A high pressure EGR passage 15 upstream of the shared passage 28 is provided with a second valve 33 for opening and closing the high pressure EGR passage 15, and a low pressure EGR passage 23 upstream of the shared passage 28 is provided with a fourth valve for opening and closing the low pressure EGR passage 23. A valve 35 is provided. Further, a first valve 30 for opening and closing the high pressure EGR passage 15 is provided in the high pressure EGR passage 15 downstream of the shared passage 28, and the low pressure EGR passage 23 is opened and closed in the low pressure EGR passage 23 downstream of the shared passage 28. A third valve 34 is provided.

第1弁30、第2弁33、第3弁34、第4弁35はそれぞれ電気配線を介してECU22に接続されており、ECU22によって開閉制御される。 The first valve 30, the second valve 33, the third valve 34, and the fourth valve 35 are each connected to the ECU 22 through electrical wiring, and are opened and closed by the ECU 22.

詳細には、内燃機関1の運転状態が高圧EGR運転状態である場合には、第1弁30及び第2弁33が開弁されるとともに第3弁34及び第4弁35が閉弁される。これにより高圧EGR通路15と共有通路28とが導通状態となり、共有通路28及びEGR冷却パイプ29は高圧EGR通路15の一部を構成する。EGR冷却パイプ29には高圧EGRガスが流れ、高圧EGRガスがコア16において冷却される。 Specifically, when the operating state of the internal combustion engine 1 is the high pressure EGR operating state, the first valve 30 and the second valve 33 are opened and the third valve 34 and the fourth valve 35 are closed. . As a result, the high pressure EGR passage 15 and the common passage 28 are brought into conduction, and the common passage 28 and the EGR cooling pipe 29 constitute a part of the high pressure EGR passage 15. The high pressure EGR gas flows through the EGR cooling pipe 29, and the high pressure EGR gas is cooled in the core 16.

一方、内燃機関1の運転状態が低圧EGR運転状態である場合には、第1弁30及び第2弁33が閉弁されるとともに第3弁34及び第4弁35が開弁される。これにより低圧EGR通路23と共有通路28とが導通状態となり、共有通路28及びEGR冷却パイプ29は低圧EGR通路23の一部を構成する。EGR冷却パイプ29には低圧EGRガスが流れ、低圧EGRガスがコア16において冷却される。 On the other hand, when the operation state of the internal combustion engine 1 is the low pressure EGR operation state, the first valve 30 and the second valve 33 are closed and the third valve 34 and the fourth valve 35 are opened. As a result, the low pressure EGR passage 23 and the common passage 28 are brought into conduction, and the common passage 28 and the EGR cooling pipe 29 constitute a part of the low pressure EGR passage 23. The low pressure EGR gas flows through the EGR cooling pipe 29, and the low pressure EGR gas is cooled in the core 16.

なお、参考例3の場合、図2の領域LPL+HPLは、HPL領域とLPL領域とに分割され、内燃機関1の運転状態がHPL領域又はLPL領域のいずれかに属するよう変更された高圧EGR/低圧EGR切り替えマップが用いられる。 In the case of Reference Example 3 , the region LPL + HPL in FIG. 2 is divided into an HPL region and an LPL region, and the high pressure EGR / low pressure is changed so that the operating state of the internal combustion engine 1 belongs to either the HPL region or the LPL region. An EGR switching map is used.

図6は、内燃機関1の運転状態が低圧EGR運転状態である場合の、EGRクーラ14におけるガスの流れを示す図である。高圧EGRガスの流れは第1弁30及び第2弁33が閉弁されることで遮断され、共有通路28及びEGR冷却パイプ29には低圧EGRガスのみが流れている。 FIG. 6 is a diagram illustrating a gas flow in the EGR cooler 14 when the operation state of the internal combustion engine 1 is the low pressure EGR operation state. The flow of the high pressure EGR gas is blocked by closing the first valve 30 and the second valve 33, and only the low pressure EGR gas flows through the common passage 28 and the EGR cooling pipe 29.

参考例3のEGRクーラ14は、高圧EGRガス又は低圧EGRガスのいずれか一方のみを冷却可能な性能を有していれば十分であるため、参考例1や参考例2の場合と比較してさらにEGRクーラ14の大きさを小さくすることができる。これにより、排気浄化シス
テムの大きさや重量の増大をより確実に抑制し、搭載性の悪化を抑制できる。
Since the EGR cooler 14 of the reference example 3 is sufficient if it has a performance capable of cooling only one of the high pressure EGR gas and the low pressure EGR gas, compared with the case of the reference example 1 and the reference example 2. Furthermore, the size of the EGR cooler 14 can be reduced. As a result, an increase in the size and weight of the exhaust purification system can be more reliably suppressed, and deterioration in mountability can be suppressed.

なお、参考例3では、共有通路28の高圧EGR通路15及び低圧EGR通路23への分岐部において、共有通路28と高圧EGR通路15を連通させる第1の切り替え位置と、共有通路28と低圧EGR通路23を連通させる第2の切り替え位置と、のいずれかに切り替え可能な通路切替弁を設け、該通路切替弁の切り替えによって、EGRクーラ14が冷却するガスを高圧EGRガス又は低圧EGRガスに切り替えるようにしても良い。この場合、EGRクーラ14に設けられる弁の個数は2個となるため、部品点数を減らすことができる。 In the reference example 3 , at the branching portion of the common passage 28 to the high pressure EGR passage 15 and the low pressure EGR passage 23, the first switching position where the common passage 28 and the high pressure EGR passage 15 communicate with each other, the common passage 28 and the low pressure EGR A path switching valve that can be switched to any one of the second switching position for communicating the path 23 is provided, and the gas cooled by the EGR cooler 14 is switched to the high-pressure EGR gas or the low-pressure EGR gas by switching the path switching valve. You may do it. In this case, since the number of valves provided in the EGR cooler 14 is two, the number of parts can be reduced.

参考例3において、EGR冷却パイプ29がGR冷却通路である Reference Example 3, EGR cooling pipe 29 is E GR cooling passages.

また、第1弁30及び第2弁33が開弁されるとともに第3弁34及び第4弁35が閉弁され、共有通路28及びEGR冷却パイプ29に高圧EGRガスが流れ、低圧EGRガスの流れが遮断された状態が1の状態であるIn addition, the first valve 30 and the second valve 33 are opened, the third valve 34 and the fourth valve 35 are closed, the high-pressure EGR gas flows into the common passage 28 and the EGR cooling pipe 29, and the low-pressure EGR gas state flow is interrupted is in the first state.

また、第1弁30及び第2弁33が閉弁されるとともに第3弁34及び第4弁35が開弁され、共有通路28及びEGR冷却パイプ29に低圧EGRガスが流れ、高圧EGRガスの流れが遮断された状態が2の状態であるFurther, the first valve 30 and the second valve 33 are closed and the third valve 34 and the fourth valve 35 are opened. The low pressure EGR gas flows into the common passage 28 and the EGR cooling pipe 29, and the high pressure EGR gas state flow is interrupted in the second state.

また、第1弁30、第2弁23、第3弁34、第4弁35、及びこれらの弁を制御するECU22が替手段であるThe first valve 30, second valve 23, third valve 34, the fourth valve 35, and ECU22 for controlling these valves is SWITCHING means.

(実施例)
次に、本発明の実施例に係るEGRクーラ14の構成について説明する。以下では上記参考例と同等の構成要素については詳しい説明を省略し、同一の名称及び符号を用いる。
(Example)
Next, the configuration of the EGR cooler 14 according to the embodiment of the present invention will be described. In the following, detailed description of components equivalent to those in the reference example is omitted, and the same names and symbols are used.

図7は本実施例のEGRクーラ14の概略構成を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of the EGR cooler 14 of the present embodiment.

本実施例のEGRクーラ14は、参考例1のEGRクーラ14の構成において、高圧EGR冷却パイプ11より上流の高圧EGR通路15と低圧EGR冷却パイプ12より上流の低圧EGR通路23とを連通する上流側連通路39と、高圧EGR冷却パイプ11より下流の高圧EGR通路15と低圧EGR冷却パイプ12より下流の低圧EGR通路23とを連通する下流側連通路38とを更に備えた構成になっている。 The EGR cooler 14 of the present embodiment has an upstream configuration in which the high pressure EGR passage 15 upstream of the high pressure EGR cooling pipe 11 and the low pressure EGR passage 23 upstream of the low pressure EGR cooling pipe 12 communicate with each other in the configuration of the EGR cooler 14 of Reference Example 1. The side communication passage 39 is further provided with a downstream communication passage 38 that connects the high pressure EGR passage 15 downstream of the high pressure EGR cooling pipe 11 and the low pressure EGR passage 23 downstream of the low pressure EGR cooling pipe 12. .

そして、上流側連通路39に設けられ該上流側連通路39を開閉する第6弁37と、上流側連通路39の接続箇所より上流の高圧EGR通路15に設けられ該高圧EGR通路15を開閉する第2弁33と、上流側連通路39の接続箇所より上流の低圧EGR通路23に設けられ該低圧EGR通路23を開閉する第4弁35と、下流側連通路38に設けられ該下流側連通路38を開閉する第5弁36と、下流側連通路38の接続箇所より下流の高圧EGR通路15に設けられ該高圧EGR通路15を開閉する第1弁30と、下流側連通路38の接続箇所より下流の低圧EGR通路23に設けられ該低圧EGR通路23を開閉する第3弁34と、が備えられている。 Then, a sixth valve 37 provided in the upstream communication passage 39 for opening and closing the upstream communication passage 39 and a high pressure EGR passage 15 provided upstream of the connection point of the upstream communication passage 39 are provided for opening and closing the high pressure EGR passage 15. A second valve 33 that is provided in the low pressure EGR passage 23 upstream from the connection point of the upstream communication passage 39 and a fourth valve 35 that opens and closes the low pressure EGR passage 23, and a downstream communication passage 38 provided in the downstream side. A fifth valve 36 that opens and closes the communication passage 38; a first valve 30 that is provided in the high-pressure EGR passage 15 downstream from the connection point of the downstream communication passage 38; and that opens and closes the high-pressure EGR passage 15; And a third valve 34 that is provided in the low pressure EGR passage 23 downstream from the connection location and opens and closes the low pressure EGR passage 23.

第1弁30、第2弁33、第3弁34、第4弁35、第5弁36、第6弁37はそれぞれ電気配線を介してECU22に接続されており、ECU22によって開閉制御される。 The first valve 30, the second valve 33, the third valve 34, the fourth valve 35, the fifth valve 36, and the sixth valve 37 are each connected to the ECU 22 through electric wiring, and are opened and closed by the ECU 22.

詳細には、内燃機関1の運転状態が高圧EGR運転状態である場合には、第1弁30及び第2弁33が開弁されるとともに第3弁34及び第4弁35が閉弁され、さらに第6弁37及び第5弁36が開弁される。これにより高圧EGR冷却パイプ11、上流側連通路3
9、低圧EGR冷却パイプ12、下流側連通路38が導通状態となり、高圧EGR冷却パイプ11、低圧EGR冷却パイプ12、上流側連通路39、下流側連通路38は高圧EGR通路15の一部を構成する。高圧EGR冷却パイプ11及び低圧EGR冷却パイプ12には高圧EGRガスが流れ、高圧EGRガスがコア16において冷却される。
Specifically, when the operating state of the internal combustion engine 1 is a high pressure EGR operating state, the first valve 30 and the second valve 33 are opened, and the third valve 34 and the fourth valve 35 are closed, Further, the sixth valve 37 and the fifth valve 36 are opened. As a result, the high-pressure EGR cooling pipe 11 and the upstream communication path 3
9. The low pressure EGR cooling pipe 12 and the downstream communication passage 38 are in a conductive state, and the high pressure EGR cooling pipe 11, the low pressure EGR cooling pipe 12, the upstream communication passage 39, and the downstream communication passage 38 are part of the high pressure EGR passage 15. Constitute. The high pressure EGR gas flows through the high pressure EGR cooling pipe 11 and the low pressure EGR cooling pipe 12, and the high pressure EGR gas is cooled in the core 16.

一方、内燃機関1の運転状態が低圧EGR運転状態である場合には、第1弁30及び第2弁33が閉弁されるとともに第3弁34及び第4弁35が開弁され、さらに第6弁37及び第5弁36が開弁される。これにより低圧EGR通路23、高圧EGR冷却パイプ11、上流側連通路39、低圧EGR冷却パイプ12、下流側連通路38が導通状態となり、高圧EGR冷却パイプ11、低圧EGR冷却パイプ12、上流側連通路39、下流側連通路38は低圧EGR通路の23の一部を構成する。高圧EGR冷却パイプ11及び低圧EGR冷却パイプ12には低圧EGRガスが流れ、低圧EGRガスがコア16において冷却される。 On the other hand, when the operation state of the internal combustion engine 1 is the low pressure EGR operation state, the first valve 30 and the second valve 33 are closed, the third valve 34 and the fourth valve 35 are opened, and further, The sixth valve 37 and the fifth valve 36 are opened. As a result, the low-pressure EGR passage 23, the high-pressure EGR cooling pipe 11, the upstream communication passage 39, the low-pressure EGR cooling pipe 12, and the downstream communication passage 38 become conductive, and the high-pressure EGR cooling pipe 11, the low-pressure EGR cooling pipe 12, and the upstream communication The passage 39 and the downstream communication passage 38 constitute a part of the low pressure EGR passage 23. Low pressure EGR gas flows through the high pressure EGR cooling pipe 11 and the low pressure EGR cooling pipe 12, and the low pressure EGR gas is cooled in the core 16.

また、内燃機関1の運転状態が混合EGR運転状態である場合には、第1弁30、第2弁33、第3弁34、第4弁35が開弁され、第5弁36及び第6弁37が閉弁される。これにより高圧EGR通路15と高圧EGR冷却パイプ11とが導通状態となり、高圧EGR冷却パイプ11は高圧EGR通路15の一部を構成する。高圧EGR冷却パイプ11には高圧EGRガスが流れ、高圧EGRガスがコア16において冷却される。また、低圧EGR通路23と低圧EGR冷却パイプ12とが導通状態となり、低圧EGR冷却パイプ12は低圧EGR通路23の一部を構成する。低圧EGR冷却パイプ12には低圧EGRガスが流れ、低圧EGRガスがコア16において冷却される。 When the operation state of the internal combustion engine 1 is the mixed EGR operation state, the first valve 30, the second valve 33, the third valve 34, and the fourth valve 35 are opened, and the fifth valve 36 and the sixth valve The valve 37 is closed. As a result, the high pressure EGR passage 15 and the high pressure EGR cooling pipe 11 become conductive, and the high pressure EGR cooling pipe 11 constitutes a part of the high pressure EGR passage 15. The high pressure EGR gas flows through the high pressure EGR cooling pipe 11, and the high pressure EGR gas is cooled in the core 16. Further, the low pressure EGR passage 23 and the low pressure EGR cooling pipe 12 are in a conductive state, and the low pressure EGR cooling pipe 12 constitutes a part of the low pressure EGR passage 23. Low pressure EGR gas flows through the low pressure EGR cooling pipe 12, and the low pressure EGR gas is cooled in the core 16.

図8は、内燃機関1の運転状態が高圧EGR運転状態である場合の、EGRクーラ14におけるガスの流れを示す図である。低圧EGRガスの流れは第4弁35及び第3弁34が閉弁されることで遮断され、上流側連通路39、下流側連通路38、高圧EGR冷却パイプ11、低圧EGR冷却パイプ12には高圧EGRガスが流れている。 FIG. 8 is a diagram illustrating a gas flow in the EGR cooler 14 when the operation state of the internal combustion engine 1 is the high-pressure EGR operation state. The flow of the low pressure EGR gas is shut off by closing the fourth valve 35 and the third valve 34, and the upstream communication passage 39, the downstream communication passage 38, the high pressure EGR cooling pipe 11, and the low pressure EGR cooling pipe 12 High pressure EGR gas is flowing.

図9は、内燃機関1の運転状態が混合EGR運転状態である場合の、EGRクーラ14におけるガスの流れを示す図である。第5弁36及び第6弁37が閉弁され、EGRクーラ14における高圧EGRガス及び低圧EGRガスの流れは参考例1の場合と同様になっている。 FIG. 9 is a diagram illustrating a gas flow in the EGR cooler 14 when the operation state of the internal combustion engine 1 is the mixed EGR operation state. The fifth valve 36 and the sixth valve 37 are closed, and the flow of the high pressure EGR gas and the low pressure EGR gas in the EGR cooler 14 is the same as in the case of the reference example 1.

本実施例のEGRクーラ14では、内燃機関1の運転状態が低圧EGR運転状態である場合又は高圧EGR運転状態である場合には、EGRガスは高圧EGR冷却パイプ11及び低圧EGR冷却パイプ12の双方を流れるため、参考例1と同等の大きさのコア16と同等の本数のEGR冷却パイプを備えた構成とした場合、参考例1と比較してより高い冷却性能を得ることができる。 In the EGR cooler 14 of the present embodiment, when the operation state of the internal combustion engine 1 is the low pressure EGR operation state or the high pressure EGR operation state, the EGR gas is both in the high pressure EGR cooling pipe 11 and the low pressure EGR cooling pipe 12. for flowing, in the case of the configuration in which an EGR cooling pipe of reference example 1 and the same size as the core 16 and the same number, it is possible to obtain a higher cooling performance compared to example 1.

或いは、参考例1と比較してコア16を縮小したりEGR冷却パイプの本数を減らしたりしても、参考例1のEGRクーラ14と同等の冷却性能を得ることができるため、EGRクーラ14の大きさをよりコンパクトにすることができる。例えば、参考例3のEGRクーラ14と同等の大きさにすることができる。また、本実施例の場合は、高圧EGRガス及び低圧EGRガスを同時に並行して冷却することが可能なため、参考例3のように高圧EGR/低圧EGR切り替えマップを変更する必要がない。そのため、内燃機関1の運転状態により適したEGRを行うことができる。 Alternatively, even or reducing the number of EGR cooling pipe or to reduce the core 16 as compared with Example 1, it is possible to obtain the same cooling performance and an EGR cooler 14 of Reference Example 1, the EGR cooler 14 The size can be made more compact. For example, it can be made the same size as the EGR cooler 14 of the reference example 3. In the case of the present embodiment, the high-pressure EGR gas and the low-pressure EGR gas can be simultaneously cooled in parallel, so that it is not necessary to change the high-pressure EGR / low-pressure EGR switching map as in Reference Example 3. Therefore, EGR more suitable for the operating state of the internal combustion engine 1 can be performed.

なお、上流側連通路39の接続箇所近傍や下流側連通路38の接続箇所近傍において高圧EGR通路15及び低圧EGR通路23が隣接している場合には、上流側連通路39や下流側連通路38は、単に高圧EGR通路15と低圧EGR通路23の間の隔壁に開けられ
た開口部であっても良い。その場合、第5弁36や第6弁37は、該開口部を開閉する弁となる。
When the high pressure EGR passage 15 and the low pressure EGR passage 23 are adjacent to each other in the vicinity of the connection portion of the upstream communication passage 39 or in the vicinity of the connection portion of the downstream communication passage 38, the upstream communication passage 39 or the downstream communication passage. 38 may simply be an opening opened in a partition wall between the high pressure EGR passage 15 and the low pressure EGR passage 23. In that case, the fifth valve 36 and the sixth valve 37 are valves that open and close the opening.

本実施例においては、上流側連通路39及び第6弁は、本発明における第1接続手段に相当し、下流側連通路38及び第5弁36は、本発明における第2接続手段に相当する。 In the present embodiment, the upstream communication path 39 and the sixth valve correspond to the first connection means in the present invention, and the downstream communication path 38 and the fifth valve 36 correspond to the second connection means in the present invention. .

また、第1弁30及び第2弁33が開弁されるとともに第3弁34及び第4弁35が閉弁され、さらに第6弁37及び第5弁36が開弁され、高圧EGR通路15、高圧EGR冷却パイプ11、上流側連通路39、低圧EGR冷却パイプ12、下流側連通路38が導通状態となり、低圧EGRガスの流れが遮断された状態が、本発明における第1の状態に相当する。 Further, the first valve 30 and the second valve 33 are opened, the third valve 34 and the fourth valve 35 are closed, the sixth valve 37 and the fifth valve 36 are opened, and the high pressure EGR passage 15 is opened. The high pressure EGR cooling pipe 11, the upstream communication passage 39, the low pressure EGR cooling pipe 12, and the downstream communication passage 38 are in a conductive state, and the flow of the low pressure EGR gas is cut off, which corresponds to the first state in the present invention. To do.

また、第1弁30及び第2弁33が閉弁されるとともに第3弁34及び第4弁35が開弁され、さらに第6弁37及び第5弁36が開弁され、低圧EGR通路23、高圧EGR冷却パイプ11、上流側連通路39、低圧EGR冷却パイプ12、下流側連通路38が導通状態となり、高圧EGRガスの流れが遮断された状態が、本発明における第2の状態に相当する。 The first valve 30 and the second valve 33 are closed, the third valve 34 and the fourth valve 35 are opened, the sixth valve 37 and the fifth valve 36 are opened, and the low-pressure EGR passage 23 is opened. The high-pressure EGR cooling pipe 11, the upstream communication passage 39, the low-pressure EGR cooling pipe 12, and the downstream communication passage 38 are in a conductive state, and the flow of the high-pressure EGR gas is interrupted, which corresponds to the second state in the present invention. To do.

また、第1弁30、第2弁33、第3弁34、第4弁35が開弁され、第5弁36及び第6弁37が閉弁され、高圧EGR通路15と高圧EGR冷却パイプ11とが導通状態となり、低圧EGR通路23と低圧EGR冷却パイプ12とが導通状態となり、上流側連通路39及び下流側連通路38におけるガスの流れが遮断された状態が、本発明における第3の状態に相当する。 Further, the first valve 30, the second valve 33, the third valve 34, and the fourth valve 35 are opened, the fifth valve 36 and the sixth valve 37 are closed, and the high pressure EGR passage 15 and the high pressure EGR cooling pipe 11 are closed. Is in a conductive state, the low pressure EGR passage 23 and the low pressure EGR cooling pipe 12 are in a conductive state, and the state where the gas flow in the upstream side communication passage 39 and the downstream side communication passage 38 is blocked is the third state in the present invention. Corresponds to the state.

また、第1弁30、第2弁23、第3弁34、第4弁35、第5弁36、第6弁37、及びこれらの弁を制御するECU22が本発明における切替手段に相当する。 The first valve 30, the second valve 23, the third valve 34, the fourth valve 35, the fifth valve 36, the sixth valve 37, and the ECU 22 that controls these valves correspond to the switching means in the present invention.

以上説明した参考例又は実施例において参照している各図面は概念図であって、図示された各構成要素の大きさや縮尺は図面の通りである必要はない。例えば、図3において高圧EGR冷却パイプ11と低圧EGR冷却パイプ12の本数や太さは等しく描かれているが、これらは互いに異なっていても良い。また、図4において高圧EGRコア27と低圧EGRコア20の大きさが等しく描かれているが、これらも異なっていて良い。その他の図面についても同様である。 Each drawing referred to in the above-described reference example or embodiment is a conceptual diagram, and the size and scale of each illustrated component need not be as illustrated. For example, in FIG. 3, the numbers and thicknesses of the high-pressure EGR cooling pipes 11 and the low-pressure EGR cooling pipes 12 are drawn equally, but they may be different from each other. Moreover, although the magnitude | size of the high voltage | pressure EGR core 27 and the low voltage | pressure EGR core 20 is drawn equally in FIG. 4, these may also differ. The same applies to other drawings.

なお、以上述べた実施の形態は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において上記の実施形態には種々の変更を加え得る。例えば、上記の説明では水冷式のEGRクーラに本発明を適用した実施例を説明したが、本発明においてEGRクーラの熱媒体は冷却水に限らない。熱媒体としては液体や気体を用いることができる。液体の熱媒体としては、例えば内燃機関の冷却水を流用してもよいし、EGRクーラ専用の冷却液循環系統を備えても良い。気体の熱媒体としては、例えば外気を利用することもできる。 The embodiment described above is an example for explaining the present invention, and various modifications can be made to the above-described embodiment without departing from the gist of the present invention. For example, in the above description, an embodiment in which the present invention is applied to a water-cooled EGR cooler has been described. However, in the present invention, the heat medium of the EGR cooler is not limited to cooling water. A liquid or gas can be used as the heat medium. As the liquid heat medium, for example, cooling water of an internal combustion engine may be used, or a cooling liquid circulation system dedicated to the EGR cooler may be provided. For example, outside air can be used as the gaseous heat medium.

本発明の実施例における内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the internal combustion engine and its intake-exhaust system in the Example of this invention. 本発明の実施例における高圧EGRと低圧EGRの切り替えマップを示す図である。It is a figure which shows the switching map of the high voltage | pressure EGR and low voltage | pressure EGR in the Example of this invention. 参考例1におけるEGRクーラの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the EGR cooler in the reference example 1. 参考例2におけるEGRクーラの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the EGR cooler in the reference example 2. 参考例3におけるEGRクーラの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the EGR cooler in the reference example 3. 参考例3において内燃機関の運転状態が低圧EGR運転状態である場合の、EGRクーラにおけるガスの流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the gas in an EGR cooler when the operation state of an internal combustion engine is a low pressure EGR operation state in Reference Example 3. 本発明の実施例おけるEGRクーラの概略構成を示す図である。It is a diagram showing a schematic configuration of an EGR cooler in Example of the present invention. 本発明の実施例おいて内燃機関の運転状態が高圧EGR運転状態である場合の、EGRクーラにおけるガスの流れを示す図である。When the operation state of Oite internal combustion engine to an embodiment of the present invention is a high-pressure EGR operation state is a diagram showing a gas flow in the EGR cooler. 本発明の実施例おいて内燃機関の運転状態が混合EGR運転状態である場合の、EGRクーラにおけるガスの流れを示す図である。When it is operating condition is mixed EGR operation state of Oite internal combustion engine to an embodiment of the present invention, is a diagram showing a gas flow in the EGR cooler.

1 内燃機関
2 気筒
3 燃料噴射弁
4 冷却水流入路
5 低圧EGR弁
6 コンプレッサハウジング
7 タービン
8 吸気マニホールド
9 吸気通路
10 ターボチャージャ
11 高圧EGR冷却パイプ
12 低圧EGR冷却パイプ
13 インタークーラ
14 EGRクーラ
15 高圧EGR通路
16 コア
17 低圧EGR冷却水流入路
18 排気マニホールド
19 排気通路
20 低圧EGRコア
21 高圧EGR弁
22 ECU
23 低圧EGR通路
24 アクセル開度センサ
25 クランクポジションセンサ
26 高圧EGR冷却水流入路
27 高圧EGRコア
28 共有通路
29 EGR冷却パイプ
30 第1弁
31 アクセルペダル
32 排気浄化装置
33 第2弁
34 第3弁
35 第4弁
36 第5弁
37 第6弁
38 下流側連通路
39 上流側連通路
40 隔壁
42 冷却水流出路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Cylinder 3 Fuel injection valve 4 Cooling water inflow path 5 Low pressure EGR valve 6 Compressor housing 7 Turbine 8 Intake manifold 9 Intake passage 10 Turbocharger 11 High pressure EGR cooling pipe 12 Low pressure EGR cooling pipe 13 Intercooler 14 EGR cooler 15 High pressure EGR passage 16 Core 17 Low pressure EGR cooling water inflow passage 18 Exhaust manifold 19 Exhaust passage 20 Low pressure EGR core 21 High pressure EGR valve 22 ECU
23 Low pressure EGR passage 24 Accelerator opening sensor 25 Crank position sensor 26 High pressure EGR cooling water inflow passage 27 High pressure EGR core 28 Shared passage 29 EGR cooling pipe 30 First valve 31 Accelerator pedal 32 Exhaust gas purification device 33 Second valve 34 Third valve 35 4th valve 36 5th valve 37 6th valve 38 Downstream side communication path 39 Upstream side communication path 40 Partition 42 Cooling water outflow path

Claims (3)

内燃機関の吸気通路内に配置されたコンプレッサを前記内燃機関の排気通路内に配置されたタービンにより駆動するターボチャージャと、
前記タービンより上流の排気通路と前記コンプレッサより下流の吸気通路とを接続する高圧EGR通路と、
前記タービンより下流の排気通路と前記コンプレッサより上流の吸気通路とを接続する低圧EGR通路と、
前記高圧EGR通路を流れる排気及び前記低圧EGR通路を流れる排気と熱媒体との間で熱交換が行われるEGRクーラと、
を備え、
前記EGRクーラは、
両端が前記高圧EGR通路に接続され、前記高圧EGR通路の一部を構成する一又は複数の高圧EGR冷却通路と、
両端が前記低圧EGR通路に接続され、前記低圧EGR通路の一部を構成する一又は複数の低圧EGR冷却通路と、
を有し、
前記高圧EGR冷却通路は、その中を流れる排気と前記熱媒体との間で熱交換可能であり、
前記低圧EGR冷却通路は、その中を流れる排気と前記熱媒体との間で熱交換可能であり、
前記高圧EGR冷却通路より上流の前記高圧EGR通路と前記低圧EGR冷却通路より上流の前記低圧EGR通路とを接続する第1接続手段と、
前記高圧EGR冷却通路より下流の前記高圧EGR通路と前記低圧EGR冷却通路より下流の前記低圧EGR通路とを接続する第2接続手段と、
を有し、
前記EGRクーラにおける排気の流れの状態を、
前記高圧EGR通路と、前記高圧EGR冷却通路と、前記低圧EGR冷却通路と、前記第1接続手段と、前記第2接続手段と、が連通され、前記高圧EGR通路を流れる排気と前記熱媒体との間で熱交換が行われるとともに、前記低圧EGR通路における排気の流れが遮断される第1の状態と、
前記低圧EGR通路と、前記高圧EGR冷却通路と、前記低圧EGR冷却通路と、前
記第1接続手段と、前記第2接続手段と、が連通され、前記低圧EGR通路を流れる排気と前記熱媒体との間で熱交換が行われるとともに、前記高圧EGR通路における排気の流れが遮断される第2の状態と、
前記高圧EGR通路と前記高圧EGR冷却通路とが連通され、前記高圧EGR通路を流れる排気と前記熱媒体との間で熱交換が行われ、且つ、前記低圧EGR通路と前記低圧EGR冷却通路とが連通され、前記低圧EGR通路を流れる排気と前記熱媒体との間で熱交換が行われるとともに、前記第1接続手段及び前記第2接続手段における排気の流れが遮断される第3の状態と、
のいずれかの状態に切り替える切替手段を備える内燃機関の排気浄化システム。
A turbocharger for driving a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine by a turbine disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine;
A high pressure EGR passage connecting an exhaust passage upstream of the turbine and an intake passage downstream of the compressor;
A low pressure EGR passage connecting an exhaust passage downstream of the turbine and an intake passage upstream of the compressor;
An EGR cooler in which heat is exchanged between the exhaust flowing through the high-pressure EGR passage and the exhaust flowing through the low-pressure EGR passage and a heat medium;
With
The EGR cooler is
One or a plurality of high-pressure EGR cooling passages whose both ends are connected to the high-pressure EGR passage and constitute a part of the high-pressure EGR passage;
One or a plurality of low-pressure EGR cooling passages whose both ends are connected to the low-pressure EGR passage and constitute a part of the low-pressure EGR passage;
Have
The high-pressure EGR cooling passage is capable of exchanging heat between the exhaust flowing through the high-pressure EGR cooling passage and the heat medium,
The low-pressure EGR cooling passage is capable of exchanging heat between the exhaust flowing therein and the heat medium,
A first connecting means for connecting the high pressure EGR passage upstream from the high pressure EGR cooling passage and the low pressure EGR passage upstream from the low pressure EGR cooling passage;
A second connecting means for connecting the high pressure EGR passage downstream from the high pressure EGR cooling passage and the low pressure EGR passage downstream from the low pressure EGR cooling passage;
Have
The state of the exhaust flow in the EGR cooler is
The high-pressure EGR passage, the high-pressure EGR cooling passage, the low-pressure EGR cooling passage, the first connection means, and the second connection means are communicated, and the exhaust gas flowing through the high-pressure EGR passage, the heat medium, A first state in which heat exchange is performed between the two and the flow of exhaust gas in the low pressure EGR passage is interrupted,
The low-pressure EGR passage, the high-pressure EGR cooling passage, the low-pressure EGR cooling passage, the first connection means, and the second connection means are communicated, and the exhaust gas flowing through the low-pressure EGR passage, the heat medium, A second state in which heat exchange is performed between the two and the flow of the exhaust gas in the high-pressure EGR passage is interrupted,
The high pressure EGR passage and the high pressure EGR cooling passage are communicated, heat exchange is performed between the exhaust gas flowing through the high pressure EGR passage and the heat medium, and the low pressure EGR passage and the low pressure EGR cooling passage are A third state in which heat exchange is performed between the exhaust gas that is communicated and flows through the low-pressure EGR passage and the heat medium, and the flow of exhaust gas in the first connection means and the second connection means is blocked;
An exhaust purification system for an internal combustion engine comprising switching means for switching to any one of the states.
請求項1において  In claim 1
前記第1接続手段は、前記高圧EGR冷却通路より上流の前記高圧EGR通路と前記低圧EGR冷却通路より上流の前記低圧EGR通路とを連通する上流側連通路であり、  The first connection means is an upstream communication path that connects the high pressure EGR path upstream from the high pressure EGR cooling path and the low pressure EGR path upstream from the low pressure EGR cooling path,
前記第2接続手段は、前記高圧EGR冷却通路より下流の前記高圧EGR通路と前記低圧EGR冷却通路より下流の前記低圧EGR通路とを連通する下流側連通路であり、  The second connection means is a downstream side communication path that connects the high pressure EGR path downstream from the high pressure EGR cooling path and the low pressure EGR path downstream from the low pressure EGR cooling path,
前記EGRクーラは、  The EGR cooler is
前記下流側連通路の接続箇所より下流の前記高圧EGR通路に設けられ該高圧EGR通路を開閉する第1弁と、    A first valve that is provided in the high-pressure EGR passage downstream from the connection point of the downstream communication passage and opens and closes the high-pressure EGR passage;
前記上流側連通路に設けられ該上流側連通路を開閉する第6弁と、    A sixth valve provided in the upstream communication path and opening and closing the upstream communication path;
前記上流側連通路の接続箇所より上流の前記高圧EGR通路に設けられ該高圧EGR通路を開閉する第2弁と、    A second valve that is provided in the high-pressure EGR passage upstream from the connection point of the upstream communication passage and opens and closes the high-pressure EGR passage;
前記上流側連通路の接続箇所より上流の前記低圧EGR通路に設けられ該低圧EGR通路を開閉する第4弁と、    A fourth valve that is provided in the low-pressure EGR passage upstream from the connection point of the upstream communication passage and opens and closes the low-pressure EGR passage;
前記下流側連通路に設けられ該上流側連通路を開閉する第5弁と、    A fifth valve provided in the downstream communication path for opening and closing the upstream communication path;
前記下流側連通路の接続箇所より下流の前記低圧EGR通路に設けられ該低圧EGR通路を開閉する第3弁と、    A third valve that is provided in the low-pressure EGR passage downstream from the connection point of the downstream communication passage and opens and closes the low-pressure EGR passage;
を備え、With
前記切替手段は、  The switching means is
前記第1弁及び第2弁を開弁し、前記第3弁及び第4弁を閉弁し、前記第5弁及び第6弁を開弁することにより前記第1の状態に切り替え、    Switching to the first state by opening the first valve and the second valve, closing the third valve and the fourth valve, and opening the fifth valve and the sixth valve;
前記第1弁及び第2弁を閉弁し、前記第3弁及び第4弁を開弁し、前記第5弁及び第6弁を開弁することにより前記第2の状態に切り替え、    Switching to the second state by closing the first valve and the second valve, opening the third valve and the fourth valve, and opening the fifth valve and the sixth valve;
前記第1弁、第2弁、第3弁及び第4弁を開弁し、前記第5弁及び第6弁を閉弁することにより前記第3の状態に切り替える内燃機関の排気浄化システム。    An exhaust gas purification system for an internal combustion engine that switches to the third state by opening the first valve, the second valve, the third valve, and the fourth valve, and closing the fifth valve and the sixth valve.
請求項1又は2において、  In claim 1 or 2,
前記切替手段は、  The switching means is
前記内燃機関の運転状態が所定の低負荷低回転の領域にある場合に、前記第1の状態に切り替え、    When the operating state of the internal combustion engine is in a predetermined low load low rotation region, switching to the first state,
前記内燃機関の運転状態が所定の中負荷中回転の領域にある場合に、前記第3の状態に切り替え、    When the operating state of the internal combustion engine is in a predetermined medium load / medium rotation region, switching to the third state,
前記内燃機関の運転状態が所定の高負荷高回転の領域にある場合に、前記第2の状態に切り替える内燃機関の排気浄化システム。    An exhaust purification system for an internal combustion engine that switches to the second state when the operating state of the internal combustion engine is in a predetermined high-load high-rotation region.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006004468A1 (en) * 2004-07-02 2006-01-12 Volvo Technology Corporation Internal combustion engine exhaust gas system
FR2886340B1 (en) * 2005-05-31 2010-11-12 Valeo Systemes Thermiques INTAKE AIR COOLER FOR A THERMAL MOTOR TURBOCOMPRESSED WITH TWO STAGES OF SUPERVISION AND AIR CIRCUIT CORRESPONDING
JP5504973B2 (en) * 2010-02-26 2014-05-28 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine
FR3030636B1 (en) 2014-12-22 2018-04-27 Renault S.A.S EXHAUST GAS RECIRCULATION DEVICE FOR MOTOR VEHICLE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
CN107489565B (en) * 2016-12-23 2020-06-16 北汽福田汽车股份有限公司 Exhaust gas recirculation system and engine with same
US10746484B2 (en) * 2017-09-20 2020-08-18 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a heat exchanger

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000130964A (en) * 1998-10-26 2000-05-12 Toyota Motor Corp Double-pipe heat exchanger
JP2001227353A (en) * 2000-02-16 2001-08-24 Toyota Motor Corp Internal combustion engine having combustion-type heater
JP2001303953A (en) * 2000-04-25 2001-10-31 Mitsubishi Motors Corp Cooling structure for engine
JP2004143985A (en) * 2002-10-23 2004-05-20 Toyota Motor Corp Exhaust gas recirculation system of internal combustion engine with supercharger
JP2004150319A (en) * 2002-10-29 2004-05-27 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp Compression ignition type internal combustion engine
JP2004156572A (en) * 2002-11-08 2004-06-03 Hino Motors Ltd Exhaust gas recirculation device of diesel engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000130964A (en) * 1998-10-26 2000-05-12 Toyota Motor Corp Double-pipe heat exchanger
JP2001227353A (en) * 2000-02-16 2001-08-24 Toyota Motor Corp Internal combustion engine having combustion-type heater
JP2001303953A (en) * 2000-04-25 2001-10-31 Mitsubishi Motors Corp Cooling structure for engine
JP2004143985A (en) * 2002-10-23 2004-05-20 Toyota Motor Corp Exhaust gas recirculation system of internal combustion engine with supercharger
JP2004150319A (en) * 2002-10-29 2004-05-27 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp Compression ignition type internal combustion engine
JP2004156572A (en) * 2002-11-08 2004-06-03 Hino Motors Ltd Exhaust gas recirculation device of diesel engine

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