JP4802992B2 - Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の排気還流装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.

ターボチャージャのタービンよりも下流の排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込みターボチャージャのコンプレッサよりも上流の吸気通路へ低圧EGRガスを還流させる低圧EGR通路と、タービンよりも上流の排気通路から排気の一部を高圧EGRガスとして取り込みコンプレッサよりも下流の吸気通路へ高圧EGRガスを還流させる高圧EGR通路と、を備える内燃機関の排気還流装置が知られている。   A low-pressure EGR passage that takes a part of exhaust gas as low-pressure EGR gas from the exhaust passage downstream of the turbine of the turbocharger and returns the low-pressure EGR gas to an intake passage upstream of the compressor of the turbocharger, and an exhaust passage upstream of the turbine There is known an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that includes a high pressure EGR passage that takes in a part of exhaust gas as high pressure EGR gas from the exhaust gas and recirculates the high pressure EGR gas to an intake passage downstream of the compressor.

そして、低圧EGR通路に配置され、機関冷却水を用いて低圧EGR通路内を流れる低圧EGRガスを冷却する低圧EGRクーラを備える技術が開示されている(特許文献1参照)。
特開2005−076456号公報 特開2001−140701号公報 特開平11−193753号公報
And the technique provided with the low voltage | pressure EGR cooler which is arrange | positioned in the low voltage | pressure EGR channel | path and cools the low voltage | pressure EGR gas which flows through the inside of a low voltage | pressure EGR channel | path using engine cooling water is disclosed (refer patent document 1).
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-076456 JP 2001-140701 A JP 11-193753 A

ところで、低負荷時や冷間始動時には、内燃機関の燃焼温度が低く未燃HCが発生し易い状態であるため、低圧EGRクーラで冷却された大量の低圧EGRガス(排気)を還流させることができない。このため、低負荷時や冷間始動時に、低圧EGR弁を閉弁して排気の還流を制限している。しかし、従来の構成であると、低圧EGR弁を閉弁すれば低圧EGRクーラに排気が流れなくなるので、低圧EGRクーラで排気からの廃熱を機関冷却水に回収することはできず、機関冷却水が暖まらないことによって内燃機関の暖機が遅れる場合がある。   By the way, at the time of low load or cold start, since the combustion temperature of the internal combustion engine is low and unburned HC is likely to be generated, a large amount of low pressure EGR gas (exhaust gas) cooled by the low pressure EGR cooler may be recirculated. Can not. For this reason, at the time of low load or cold start, the low pressure EGR valve is closed to restrict the exhaust gas recirculation. However, with the conventional configuration, if the low pressure EGR valve is closed, the exhaust gas does not flow to the low pressure EGR cooler. Therefore, the waste heat from the exhaust cannot be recovered in the engine cooling water by the low pressure EGR cooler. The warm-up of the internal combustion engine may be delayed due to the water not warming.

本発明の目的は、内燃機関の排気還流装置において、低圧EGRクーラで排気からの廃熱を機関冷却水に回収し、機関冷却水を暖めることで内燃機関の暖機を促進する技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technology for promoting warm-up of an internal combustion engine by recovering waste heat from the exhaust into the engine cooling water with a low-pressure EGR cooler and warming the engine cooling water in an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine. There is.

本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び内燃機関の吸気通路に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンよりも下流の排気通路に配置された排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒よりも下流の排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも上流の吸気通路へ低圧EGRガスを還流させる低圧EGR通路と、
前記低圧EGR通路に配置され、低圧EGRガス量を調節する低圧EGR弁と、
前記低圧EGR弁よりも上流の低圧EGR通路に配置され、機関冷却水を用いて低圧EGRガスを冷却する低圧EGRクーラと、
前記低圧EGR通路との接続部位よりも下流の排気通路に配置される排気絞り弁と、
前記低圧EGRクーラと前記低圧EGR弁との間の前記低圧EGR通路に一端が接続され、前記排気絞り弁よりも下流の排気通路に他端が接続された排気連通路と、
前記機関冷却水が所定温度以下の場合には、前記排気絞り弁を閉じ側に制御すると共に前記低圧EGR弁を閉じ側に制御する第1制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気還流装置である。
In the present invention, the following configuration is adopted. That is,
A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine;
An exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage downstream of the turbine;
A low pressure EGR passage that takes in a part of exhaust gas as a low pressure EGR gas from an exhaust passage downstream of the exhaust purification catalyst and recirculates the low pressure EGR gas to an intake passage upstream of the compressor;
A low pressure EGR valve that is disposed in the low pressure EGR passage and adjusts the amount of low pressure EGR gas;
A low-pressure EGR cooler that is disposed in a low-pressure EGR passage upstream of the low-pressure EGR valve and cools the low-pressure EGR gas using engine cooling water;
An exhaust throttle valve disposed in an exhaust passage downstream of a connection portion with the low pressure EGR passage;
An exhaust communication passage having one end connected to the low pressure EGR passage between the low pressure EGR cooler and the low pressure EGR valve, and the other end connected to an exhaust passage downstream of the exhaust throttle valve;
A first control means for controlling the exhaust throttle valve to a closed side and controlling the low-pressure EGR valve to a closed side when the engine cooling water is below a predetermined temperature;
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.

また、本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び内燃機関の吸気通路に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンよりも下流の排気通路に配置された排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒よりも下流の排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも上流の吸気通路へ低圧EGRガスを還流させる低圧EGR通路と、
前記低圧EGR通路に配置され、低圧EGRガス量を調節する低圧EGR弁と、
前記低圧EGR弁よりも上流の低圧EGR通路に配置され、機関冷却水を用いて低圧EGRガスを冷却する低圧EGRクーラと、
前記低圧EGR通路との接続部位よりも下流の排気通路に配置される排気絞り弁と、
前記低圧EGRクーラと前記低圧EGR弁との間の前記低圧EGR通路に一端が接続され、前記排気絞り弁よりも下流の排気通路に他端が接続された排気連通路と、
前記タービンよりも上流の排気通路から排気の一部を高圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも下流の吸気通路へ高圧EGRガスを還流させる高圧EGR通路と、
前記高圧EGR通路に配置され、高圧EGRガス量を調節する高圧EGR弁と、
前記機関冷却水が所定温度以下の場合には、前記排気絞り弁を閉じ側に制御すると共に前記低圧EGR弁を閉じ側に制御しつつ前記高圧EGR弁を開き側に制御する第2制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気還流装置である。
In the present invention, the following configuration is adopted. That is,
A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine;
An exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage downstream of the turbine;
A low pressure EGR passage that takes in a part of exhaust gas as a low pressure EGR gas from an exhaust passage downstream of the exhaust purification catalyst and recirculates the low pressure EGR gas to an intake passage upstream of the compressor;
A low pressure EGR valve that is disposed in the low pressure EGR passage and adjusts the amount of low pressure EGR gas;
A low-pressure EGR cooler that is disposed in a low-pressure EGR passage upstream of the low-pressure EGR valve and cools the low-pressure EGR gas using engine cooling water;
An exhaust throttle valve disposed in an exhaust passage downstream of a connection portion with the low pressure EGR passage;
An exhaust communication passage having one end connected to the low pressure EGR passage between the low pressure EGR cooler and the low pressure EGR valve, and the other end connected to an exhaust passage downstream of the exhaust throttle valve;
A high-pressure EGR passage that takes a part of exhaust gas as a high-pressure EGR gas from an exhaust passage upstream of the turbine and recirculates the high-pressure EGR gas to an intake passage downstream of the compressor;
A high pressure EGR valve that is disposed in the high pressure EGR passage and adjusts the amount of high pressure EGR gas;
Second control means for controlling the exhaust throttle valve to the closed side and controlling the high pressure EGR valve to the open side while controlling the low pressure EGR valve to the closed side when the engine cooling water is below a predetermined temperature; ,
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.

このように本発明では、低圧EGRクーラと低圧EGR弁との間の低圧EGR通路に一端が接続され、排気絞り弁よりも下流の排気通路に他端が接続された排気連通路を備え、機関冷却水が所定温度以下の場合には、排気絞り弁を閉じ側に制御すると共に低圧EGR弁を閉じ側に制御する。   As described above, the present invention includes an exhaust communication passage having one end connected to the low pressure EGR passage between the low pressure EGR cooler and the low pressure EGR valve and the other end connected to the exhaust passage downstream of the exhaust throttle valve. When the cooling water is below a predetermined temperature, the exhaust throttle valve is controlled to the closed side and the low pressure EGR valve is controlled to the closed side.

ここで、所定温度とは、機関冷却水がそれ以下の低温であると、機関冷却水が過剰に低温であり、内燃機関の暖機に時間がかかる温度である。   Here, the predetermined temperature is a temperature at which it takes a long time to warm up the internal combustion engine when the engine cooling water has a low temperature below that and the engine cooling water is excessively low in temperature.

この構成によると、機関冷却水が所定温度以下の場合には、排気絞り弁を閉じ側に制御すると共に低圧EGR弁を閉じ側に制御することで、排気通路を流れる排気が低圧EGRクーラの配置された低圧EGR通路の上流側に流入し、低圧EGRクーラを流れた排気が低圧EGR通路の中途部から排気連通路を流れ、再び排気通路へ排出される。   According to this configuration, when the engine cooling water is below a predetermined temperature, the exhaust throttle valve is controlled to the closed side and the low pressure EGR valve is controlled to the closed side, so that the exhaust flowing through the exhaust passage is disposed in the low pressure EGR cooler. The exhaust that has flowed into the upstream side of the low-pressure EGR passage and has flowed through the low-pressure EGR cooler flows from the middle portion of the low-pressure EGR passage through the exhaust communication passage and is discharged again to the exhaust passage.

このような経路を排気が流れる際に、排気が流れる低圧EGR通路の途中に低圧EGRクーラが備えられているので、低圧EGRクーラで排気からの廃熱を機関冷却水に回収できる。これにより、機関冷却水を暖めることで内燃機関の暖機を促進できる。   Since the low pressure EGR cooler is provided in the middle of the low pressure EGR passage through which the exhaust flows when the exhaust flows through such a path, the waste heat from the exhaust can be recovered in the engine cooling water by the low pressure EGR cooler. Thereby, warming up of an internal combustion engine can be accelerated | stimulated by warming engine cooling water.

また、このような経路を流れる排気はタービンよりも下流の排気通路から低圧EGR通路に流れ込むので、十分な過給を維持可能な量の排気がタービンを通過する。このため、機関冷却水が所定温度以下の場合に上記制御を行っても、十分な過給を維持して燃費を損なわない。   Further, since the exhaust gas flowing through such a path flows into the low-pressure EGR passage from the exhaust passage downstream of the turbine, an amount of exhaust that can maintain sufficient supercharging passes through the turbine. For this reason, even when the above-described control is performed when the engine coolant is below a predetermined temperature, sufficient supercharging is maintained and fuel efficiency is not impaired.

さらに、このような経路を流れる排気は排気浄化触媒よりも下流の排気通路から低圧EGR通路に流れ込むので、排気は排気浄化触媒を暖め、加えて排気は排気浄化触媒における触媒の反応熱を持ちさることになる。このため、低圧EGRクーラで回収する排気の廃熱には上記触媒の反応熱も含まれることから、熱量が大きくなり機関冷却水をより一層暖めることで内燃機関の暖機をさらに促進できる。また、排気は排気浄化触媒を通過し、排
気に含まれるHCは排気浄化触媒で除去されるため、低圧EGRクーラに流入する排気が低圧EGRクーラを汚染することが抑制できる。
Further, since the exhaust gas flowing in such a path flows from the exhaust passage downstream of the exhaust purification catalyst into the low pressure EGR passage, the exhaust warms the exhaust purification catalyst, and in addition, the exhaust has reaction heat of the catalyst in the exhaust purification catalyst. It will be. For this reason, the waste heat of the exhaust gas recovered by the low-pressure EGR cooler includes the reaction heat of the catalyst. Therefore, the amount of heat is increased and the engine cooling water can be further warmed to further promote the warm-up of the internal combustion engine. Further, since the exhaust gas passes through the exhaust gas purification catalyst and HC contained in the exhaust gas is removed by the exhaust gas purification catalyst, it is possible to suppress the exhaust gas flowing into the low pressure EGR cooler from contaminating the low pressure EGR cooler.

また、本発明では、低圧EGRクーラと低圧EGR弁との間の低圧EGR通路に一端が接続され、排気絞り弁よりも下流の排気通路に他端が接続された排気連通路を備え、機関冷却水が所定温度以下の場合には、排気絞り弁を閉じ側に制御すると共に低圧EGR弁を閉じ側に制御しつつ、高圧EGR弁を開き側に制御する。   Further, the present invention includes an exhaust communication passage having one end connected to the low pressure EGR passage between the low pressure EGR cooler and the low pressure EGR valve and the other end connected to the exhaust passage downstream of the exhaust throttle valve. When the water is below a predetermined temperature, the high-pressure EGR valve is controlled to open while the exhaust throttle valve is controlled to close and the low-pressure EGR valve is controlled to close.

この構成によると、低圧EGR弁を閉じ側に制御することにより低圧EGRガス量が低減した分、高圧EGR弁を開き側に制御することにより高圧EGRガス量を増加させてトータルのEGRガス量を確保できる。このため、上記制御を行ってもEGR運転を継続でき、EGR運転を行うことによる窒素酸化物(NOx)低減効果を引き続き得ることができる。   According to this configuration, the amount of low-pressure EGR gas is reduced by controlling the low-pressure EGR valve to the closed side, and the amount of high-pressure EGR gas is increased by controlling the high-pressure EGR valve to the open side to reduce the total amount of EGR gas. It can be secured. For this reason, even if it performs the said control, EGR driving | operation can be continued and the nitrogen oxide (NOx) reduction effect by performing EGR driving | operation can be acquired continuously.

また、上記のように高圧EGRガスとしての排気を内燃機関へ還流させることから、内燃機関に吸入される吸気に含まれる高温の高圧EGRガスが増加する。これによって、内燃機関に吸入される吸気の温度が上昇し、さらには排気の温度も上昇し、高温の排気が低圧EGRクーラに流入することで機関冷却水を暖めることも促進できる。   Moreover, since the exhaust gas as the high-pressure EGR gas is recirculated to the internal combustion engine as described above, the high-temperature high-pressure EGR gas contained in the intake air sucked into the internal combustion engine increases. As a result, the temperature of the intake air sucked into the internal combustion engine rises, and the temperature of the exhaust gas also rises. It is also possible to promote warming of the engine cooling water by the high-temperature exhaust gas flowing into the low-pressure EGR cooler.

前記排気連通路を遮断可能な遮断弁を備えるとよい。   A shut-off valve that can shut off the exhaust communication path may be provided.

この構成によると、遮断弁で排気連通路を遮断することによって、排気が排気通路から排気連通路を流れ低圧EGR通路の途中から低圧EGR通路に流れ込み低圧EGRクーラを迂回して吸気通路へ流入することを阻止できる。このため、低圧EGRクーラを迂回させず、低圧EGRクーラの廃熱回収効率が低下することを防止できる。また、低圧EGRクーラを迂回した排気が吸気通路へ流入しコンプレッサの温度が上昇してしまうことも防止できる。   According to this configuration, by shutting off the exhaust communication passage with the shut-off valve, the exhaust gas flows from the exhaust passage through the exhaust communication passage, flows into the low pressure EGR passage from the middle of the low pressure EGR passage, flows around the low pressure EGR cooler, and flows into the intake passage. I can prevent it. For this reason, it is possible to prevent the waste heat recovery efficiency of the low pressure EGR cooler from being lowered without bypassing the low pressure EGR cooler. Further, it is possible to prevent the exhaust gas bypassing the low pressure EGR cooler from flowing into the intake passage and increasing the temperature of the compressor.

また、本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び内燃機関の吸気通路に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンよりも下流の排気通路に配置された排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒よりも下流の排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも上流の吸気通路へ低圧EGRガスを還流させる低圧EGR通路と、
前記低圧EGR通路に配置され、低圧EGRガス量を調節する低圧EGR弁と、
前記低圧EGR弁よりも上流の低圧EGR通路に配置され、機関冷却水を用いて低圧EGRガスを冷却する低圧EGRクーラと、
前記低圧EGR通路との接続部位よりも下流の排気通路に配置される排気絞り弁と、
前記低圧EGRクーラと前記低圧EGR弁との間の前記低圧EGR通路に一端が接続され、前記排気絞り弁よりも下流の排気通路に他端が接続された排気連通路と、
前記低圧EGR通路の前記低圧EGRクーラの配置された部分を含み前記排気連通路との接続部分よりも上流側と前記排気連通路とを疎通しつつ前記低圧EGR通路の下流側を遮断可能な遮断弁と、
前記機関冷却水が所定温度以下の場合には、前記排気絞り弁を閉じ側に制御すると共に前記遮断弁で前記低圧EGR通路の下流側を遮断する第3制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気還流装置である。
In the present invention, the following configuration is adopted. That is,
A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine;
An exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage downstream of the turbine;
A low pressure EGR passage that takes in a part of exhaust gas as a low pressure EGR gas from an exhaust passage downstream of the exhaust purification catalyst and recirculates the low pressure EGR gas to an intake passage upstream of the compressor;
A low pressure EGR valve that is disposed in the low pressure EGR passage and adjusts the amount of low pressure EGR gas;
A low-pressure EGR cooler that is disposed in a low-pressure EGR passage upstream of the low-pressure EGR valve and cools the low-pressure EGR gas using engine cooling water;
An exhaust throttle valve disposed in an exhaust passage downstream of a connection portion with the low pressure EGR passage;
An exhaust communication passage having one end connected to the low pressure EGR passage between the low pressure EGR cooler and the low pressure EGR valve, and the other end connected to an exhaust passage downstream of the exhaust throttle valve;
A block that includes a portion of the low-pressure EGR passage where the low-pressure EGR cooler is disposed, and that can block the downstream side of the low-pressure EGR passage while communicating with the exhaust communication passage upstream and the connection portion with the exhaust communication passage. A valve,
A third control means for controlling the exhaust throttle valve to the closed side and shutting off the downstream side of the low-pressure EGR passage with the shut-off valve when the engine coolant is below a predetermined temperature;
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.

本発明では、低圧EGRクーラと低圧EGR弁との間の低圧EGR通路に一端が接続され、排気絞り弁よりも下流の排気通路に他端が接続された排気連通路を備え、機関冷却水
が所定温度以下の場合には、排気絞り弁を閉じ側に制御すると共に遮断弁で低圧EGR通路の下流側を遮断する。
The present invention includes an exhaust communication passage having one end connected to the low pressure EGR passage between the low pressure EGR cooler and the low pressure EGR valve and the other end connected to the exhaust passage downstream of the exhaust throttle valve. When the temperature is lower than the predetermined temperature, the exhaust throttle valve is controlled to the closed side and the downstream side of the low pressure EGR passage is shut off by the shutoff valve.

この構成によると、機関冷却水が所定温度以下の場合には、排気絞り弁を閉じ側に制御すると共に遮断弁で低圧EGR通路の下流側を遮断することで、低圧EGR弁の操作によらず、排気通路を流れる排気が低圧EGRクーラの配置された低圧EGR通路の上流側に流入し、低圧EGRクーラを流れた排気が低圧EGR通路の中途部から排気連通路を流れ、再び排気通路へ排出される。   According to this configuration, when the engine cooling water is below a predetermined temperature, the exhaust throttle valve is controlled to the closed side and the downstream side of the low pressure EGR passage is shut off by the shutoff valve, so that the low pressure EGR valve is not operated. The exhaust gas flowing through the exhaust passage flows into the upstream side of the low pressure EGR passage where the low pressure EGR cooler is disposed, and the exhaust gas flowing through the low pressure EGR cooler flows from the middle portion of the low pressure EGR passage to the exhaust communication passage and is discharged again into the exhaust passage. Is done.

運転状態が高負荷、高回転であり、前記排気絞り弁を開き側に制御する場合には、前記遮断弁によって前記排気連通路を遮断する排気連通路遮断手段を備えるとよい。   When the operating state is high load and high rotation and the exhaust throttle valve is controlled to open, it is preferable to provide an exhaust communication path blocking means for blocking the exhaust communication path by the cutoff valve.

この構成によると、高負荷、高回転の運転状態であり、排気絞り弁が閉弁していることによる圧力損失を防止するために排気絞り弁を開弁していても、遮断弁で排気連通路を遮断することによって、排気が排気通路から排気連通路を流れ低圧EGR通路の途中から低圧EGR通路に流れ込み低圧EGRクーラを迂回して吸気通路へ流入することを阻止できる。   According to this configuration, even if the exhaust throttle valve is opened to prevent pressure loss due to the operation state of high load and high rotation and the exhaust throttle valve is closed, the shutoff valve is used to connect the exhaust system. By shutting off the passage, it is possible to prevent exhaust from flowing from the exhaust passage to the exhaust communication passage and from the middle of the low pressure EGR passage into the low pressure EGR passage and bypassing the low pressure EGR cooler and flowing into the intake passage.

ここで、前記遮断弁は、前記低圧EGRクーラの配置された部分よりも下流の前記低圧EGR通路と前記排気連通路との接続部分に配置され、前記低圧EGR通路の上流側と下流側とを疎通しつつ前記排気連通路を遮断可能であると共に、前記低圧EGR通路の上流側と前記排気連通路とを疎通しつつ前記低圧EGR通路の下流側を遮断可能であるとよい。   Here, the shut-off valve is disposed at a connection portion between the low pressure EGR passage and the exhaust communication passage downstream of a portion where the low pressure EGR cooler is disposed, and connects the upstream side and the downstream side of the low pressure EGR passage. It is preferable that the exhaust communication passage can be shut off while communicating and the downstream side of the low pressure EGR passage can be shut off while communicating the upstream side of the low pressure EGR passage and the exhaust communication passage.

前記排気の温度が前記機関冷却水の温度よりも低い場合には、前記低圧EGRクーラへの排気の流入を禁止させる排気流入禁止手段を備えるとよい。   When the temperature of the exhaust gas is lower than the temperature of the engine cooling water, an exhaust inflow prohibiting unit that prohibits the inflow of exhaust gas to the low pressure EGR cooler may be provided.

この構成によると、排気の温度が機関冷却水の温度よりも低い場合には、低圧EGRクーラへの排気の流入を禁止させ、低圧EGRクーラへ流入する排気によって機関冷却水が却って冷却されてしまうことを防止できる。   According to this configuration, when the temperature of the exhaust gas is lower than the temperature of the engine cooling water, the inflow of the exhaust gas to the low pressure EGR cooler is prohibited, and the engine cooling water is cooled by the exhaust gas flowing into the low pressure EGR cooler. Can be prevented.

本発明によると、内燃機関の排気還流装置において、低圧EGRクーラで排気からの廃熱を機関冷却水に回収でき、機関冷却水を暖めることで内燃機関の暖機を促進できる。   According to the present invention, in the exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, waste heat from the exhaust can be recovered in the engine cooling water by the low pressure EGR cooler, and warming up of the internal combustion engine can be promoted by warming the engine cooling water.

以下に本発明の具体的な実施例を説明する。   Specific examples of the present invention will be described below.

<実施例1>
図1は、本実施例に係る内燃機関の排気還流装置を適用する内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。
<Example 1>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment is applied and its intake / exhaust system.

図1に示す内燃機関1は、燃焼室を形成する気筒2を4つ有する水冷式の4サイクル・ディーゼルエンジンである。内燃機関1は、車両に搭載されている。内燃機関1には、吸気通路3及び排気通路4が接続されている。   An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-cycle diesel engine having four cylinders 2 forming a combustion chamber. The internal combustion engine 1 is mounted on a vehicle. An intake passage 3 and an exhaust passage 4 are connected to the internal combustion engine 1.

内燃機関1に接続された吸気通路3の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ5のコンプレッサハウジング5aが配置されている。また、コンプレッサハウジング5aよりも上流の吸気通路3には、該吸気通路3内を流通する吸気の流量を調節する第1スロットル弁6が配置されている。この第1スロットル弁6は、電動アク
チュエータにより開閉される。第1スロットル弁6よりも上流の吸気通路3には、該吸気通路3内を流通する吸気(新気)の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ7が配置されている。このエアフローメータ7により、内燃機関1の吸入空気量(新気量)が測定される。
In the middle of the intake passage 3 connected to the internal combustion engine 1, a compressor housing 5a of a turbocharger 5 that operates using exhaust energy as a drive source is disposed. A first throttle valve 6 for adjusting the flow rate of intake air flowing through the intake passage 3 is disposed in the intake passage 3 upstream of the compressor housing 5a. The first throttle valve 6 is opened and closed by an electric actuator. An air flow meter 7 that outputs a signal corresponding to the flow rate of the intake air (fresh air) flowing through the intake passage 3 is disposed in the intake passage 3 upstream of the first throttle valve 6. The air flow meter 7 measures the intake air amount (fresh air amount) of the internal combustion engine 1.

コンプレッサハウジング5aよりも下流の吸気通路3には、吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ8が配置されている。そして、インタークーラ8よりも下流の吸気通路3には、該吸気通路3内を流通する吸気の流量を調整する第2スロットル弁9が設けられている。この第2スロットル弁9は、電動アクチュエータにより開閉される。   An intercooler 8 that performs heat exchange between the intake air and the outside air is disposed in the intake passage 3 downstream of the compressor housing 5a. A second throttle valve 9 for adjusting the flow rate of the intake air flowing through the intake passage 3 is provided in the intake passage 3 downstream of the intercooler 8. The second throttle valve 9 is opened and closed by an electric actuator.

一方、内燃機関1に接続された排気通路4の途中には、ターボチャージャ5のタービンハウジング5bが配置されている。また、タービンハウジング5bよりも下流の排気通路4には、パティキュレートフィルタ(以下、単にフィルタという。)10が配置されている。このフィルタ10には、吸蔵還元型NOx触媒(以下、単にNOx触媒という。)が担持されている。フィルタ10は、排気中の粒子状物質(PM)を捕集する。また、NOx触媒は、該NOx触媒に流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のNOxを吸蔵し、一方、該NOx触媒に流入する排気の酸素濃度が低下したときは吸蔵していたNOxを放出する。その放出の際、排気中にHCや一酸化炭素(CO)等の還元成分が存在していれば、該NOx触媒から放出されたNOxが還元される。なお、NOx触媒の代わりに、酸化触媒または三元触媒をフィルタ10に担持させてもよい。本実施例におけるNOx触媒を担持したフィルタ10が、本発明における排気浄化触媒に相当する。   On the other hand, a turbine housing 5 b of the turbocharger 5 is arranged in the middle of the exhaust passage 4 connected to the internal combustion engine 1. A particulate filter (hereinafter simply referred to as a filter) 10 is disposed in the exhaust passage 4 downstream of the turbine housing 5b. The filter 10 carries an NOx storage reduction catalyst (hereinafter simply referred to as NOx catalyst). The filter 10 collects particulate matter (PM) in the exhaust gas. Further, the NOx catalyst occludes NOx in the exhaust when the oxygen concentration of the exhaust flowing into the NOx catalyst is high, while the NOx that occluded when the oxygen concentration of the exhaust flowing into the NOx catalyst decreases. Release. At the time of the release, if a reducing component such as HC or carbon monoxide (CO) is present in the exhaust, NOx released from the NOx catalyst is reduced. Note that an oxidation catalyst or a three-way catalyst may be supported on the filter 10 instead of the NOx catalyst. The filter 10 carrying the NOx catalyst in this embodiment corresponds to the exhaust purification catalyst in the present invention.

フィルタ10よりも下流の排気通路4には、該排気通路4内を流通する排気の流量を調節する排気絞り弁11が設けられている。この排気絞り弁11は、電動アクチュエータにより開閉される。   An exhaust throttle valve 11 that adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 is provided in the exhaust passage 4 downstream of the filter 10. The exhaust throttle valve 11 is opened and closed by an electric actuator.

そして、内燃機関1には、排気通路4内を流通する排気の一部を低圧で吸気通路3へ還流(再循環)させる低圧EGR装置30が備えられている。この低圧EGR装置30は、低圧EGR通路31、低圧EGR弁32、及び低圧EGRクーラ33を備えて構成されている。   The internal combustion engine 1 is provided with a low pressure EGR device 30 that recirculates (recirculates) part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 to the intake passage 3 at a low pressure. The low pressure EGR device 30 includes a low pressure EGR passage 31, a low pressure EGR valve 32, and a low pressure EGR cooler 33.

低圧EGR通路31は、フィルタ10よりも下流且つ排気絞り弁11よりも上流側の排気通路4と、コンプレッサハウジング5aよりも上流且つ第1スロットル弁6よりも下流側の吸気通路3と、を接続している。この低圧EGR通路31を通って、排気が低圧で内燃機関1へ送り込まれる。そして、本実施例では、低圧EGR通路31を流通して還流される排気を低圧EGRガスと称している。   The low pressure EGR passage 31 connects the exhaust passage 4 downstream of the filter 10 and upstream of the exhaust throttle valve 11 and the intake passage 3 upstream of the compressor housing 5a and downstream of the first throttle valve 6. is doing. Exhaust gas is fed into the internal combustion engine 1 at low pressure through the low pressure EGR passage 31. In this embodiment, the exhaust gas recirculated through the low pressure EGR passage 31 is referred to as low pressure EGR gas.

また、低圧EGR弁32は、低圧EGR通路31の通路断面積を調整することにより、該低圧EGR通路31を流れる低圧EGRガスの量を調節する。   The low pressure EGR valve 32 adjusts the amount of the low pressure EGR gas flowing through the low pressure EGR passage 31 by adjusting the passage sectional area of the low pressure EGR passage 31.

さらに、低圧EGRクーラ33は、該低圧EGRクーラ33を通過する低圧EGRガスと、内燃機関1の機関冷却水とで熱交換をして、該低圧EGRガスの温度を低下させる。また、低圧EGRクーラ33は、機関冷却水が低圧EGRガスよりも低温の場合には、低圧EGRガスによって逆に機関冷却水を暖めることもできる。   Further, the low-pressure EGR cooler 33 exchanges heat between the low-pressure EGR gas passing through the low-pressure EGR cooler 33 and the engine cooling water of the internal combustion engine 1 to reduce the temperature of the low-pressure EGR gas. Further, the low pressure EGR cooler 33 can also warm the engine cooling water by the low pressure EGR gas when the engine cooling water is at a lower temperature than the low pressure EGR gas.

ここで、機関冷却水の温度は、機関冷却水の流路に配置された冷却水温度センサ34によって検出可能となっている。   Here, the temperature of the engine cooling water can be detected by a cooling water temperature sensor 34 disposed in the flow path of the engine cooling water.

また、本実施例では、低圧EGRクーラ33と低圧EGR弁32との間の低圧EGR通路31に一端が接続され、排気絞り弁11よりも下流の排気通路4に他端が接続された排
気連通路50が備えられている。
Further, in this embodiment, an exhaust communication system in which one end is connected to the low pressure EGR passage 31 between the low pressure EGR cooler 33 and the low pressure EGR valve 32 and the other end is connected to the exhaust passage 4 downstream of the exhaust throttle valve 11. A passage 50 is provided.

一方、内燃機関1には、排気通路4内を流通する排気の一部を高圧で吸気通路3へ還流させる高圧EGR装置40が備えられている。この高圧EGR装置40は、高圧EGR通路41、及び高圧EGR弁42を備えて構成されている。   On the other hand, the internal combustion engine 1 is provided with a high-pressure EGR device 40 that recirculates a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 to the intake passage 3 at a high pressure. The high pressure EGR device 40 includes a high pressure EGR passage 41 and a high pressure EGR valve 42.

高圧EGR通路41は、タービンハウジング5bよりも上流側の排気通路4と、コンプレッサハウジング5aよりも下流側の吸気通路3と、を接続している。この高圧EGR通路41を通って、排気が高圧で内燃機関1へ送り込まれる。そして、本実施例では、高圧EGR通路41を流通して還流される排気を高圧EGRガスと称している。   The high pressure EGR passage 41 connects the exhaust passage 4 upstream of the turbine housing 5b and the intake passage 3 downstream of the compressor housing 5a. Exhaust gas is fed into the internal combustion engine 1 at a high pressure through the high pressure EGR passage 41. In this embodiment, the exhaust gas recirculated through the high pressure EGR passage 41 is referred to as high pressure EGR gas.

また、高圧EGR弁42は、高圧EGR通路41の通路断面積を調整することにより、該高圧EGR通路41を流れる高圧EGRガスの量を調節する。   Further, the high pressure EGR valve 42 adjusts the amount of high pressure EGR gas flowing through the high pressure EGR passage 41 by adjusting the passage sectional area of the high pressure EGR passage 41.

以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニットであるECU12が併設されている。このECU12は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。   The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an ECU 12 that is an electronic control unit for controlling the internal combustion engine 1. The ECU 12 is a unit that controls the operation state of the internal combustion engine 1 in accordance with the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the request of the driver.

ECU12には、エアフローメータ7、冷却水温度センサ34、運転者がアクセルペダル13を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検出可能なアクセル開度センサ14、及び機関回転速度を検出するクランクポジションセンサ15が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がECU12に入力されるようになっている。   The ECU 12 includes an air flow meter 7, a coolant temperature sensor 34, an accelerator opening sensor 14 that can detect an engine load by outputting an electric signal corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 13 by the driver, and an engine rotational speed. The crank position sensor 15 is connected via electrical wiring, and the output signals of these various sensors are input to the ECU 12.

一方、ECU12には、第1スロットル弁6、第2スロットル弁9、排気絞り弁11、低圧EGR弁32、及び高圧EGR弁42の各アクチュエータが電気配線を介して接続されており、該ECU12によりこれらの機器が制御される。   On the other hand, the first throttle valve 6, the second throttle valve 9, the exhaust throttle valve 11, the low-pressure EGR valve 32, and the high-pressure EGR valve 42 are connected to the ECU 12 through electrical wiring. These devices are controlled.

そして、本実施例では、運転状態に応じて低圧EGR弁32を用い低圧EGRガス量を制御しつつ高圧EGR弁42を用い高圧EGRガス量を制御する。これにより、内燃機関1に吸入される吸気に低圧EGRガス及び高圧EGRガスが含まれた状態で内燃機関1を運転させる、いわゆるEGR運転を行い、吸気の酸素濃度を低下させて燃焼温度、燃焼速度を低下させて、燃焼時に発生するNOxを低減させる効果を発揮させている。   In this embodiment, the high-pressure EGR valve 42 is used to control the high-pressure EGR gas amount while the low-pressure EGR valve 32 is used to control the low-pressure EGR gas amount according to the operating state. As a result, a so-called EGR operation is performed in which the internal combustion engine 1 is operated in a state where the low-pressure EGR gas and the high-pressure EGR gas are contained in the intake air sucked into the internal combustion engine 1, and the oxygen concentration in the intake air is reduced to reduce the combustion temperature The effect of reducing NOx generated during combustion by reducing the speed is exhibited.

ところで、低負荷時や冷間始動時は、内燃機関1の燃焼温度が低く未燃HCが発生し易い状態である。よって、低圧EGRクーラ33で冷却された大量の低圧EGRガス(排気)を還流させることができない。このため、低負荷時や冷間始動時に、低圧EGR弁32を閉弁して低圧EGRガス(排気)の還流を制限している。   By the way, at the time of low load or cold start, the combustion temperature of the internal combustion engine 1 is low and unburned HC is easily generated. Therefore, a large amount of low-pressure EGR gas (exhaust gas) cooled by the low-pressure EGR cooler 33 cannot be recirculated. For this reason, at the time of low load or cold start, the low pressure EGR valve 32 is closed to restrict the recirculation of the low pressure EGR gas (exhaust gas).

しかしながら、低負荷時や冷間始動時には、機関冷却水を暖めることで内燃機関1の暖機を促進することが望まれる。   However, it is desirable to promote warm-up of the internal combustion engine 1 by warming the engine coolant at a low load or cold start.

そこで、本発明者らは、低圧EGRガスとして還流しないタービンハウジング5bよりも下流の排気通路4を流れる排気を無駄にしないために、排気の廃熱を回収し、この熱によって機関冷却水を暖めることができないか思案した。そして、通常時においては機関冷却水を用いて熱交換して低圧EGRガスを冷却する低圧EGRクーラ33を、低負荷時や冷間始動時には高温の排気と低温の機関冷却水とを熱交換して機関冷却水を暖めることができることを見出した。   Therefore, the present inventors collect waste heat of the exhaust and warm the engine cooling water by this heat so as not to waste the exhaust flowing through the exhaust passage 4 downstream from the turbine housing 5b that does not recirculate as the low-pressure EGR gas. I wondered if I could do it. In normal times, the low-pressure EGR cooler 33 that cools the low-pressure EGR gas by exchanging heat with the engine cooling water exchanges heat between the high-temperature exhaust and the low-temperature engine cooling water at the time of low load or cold start. And found that the engine cooling water can be warmed.

ここで、低圧EGRクーラ33に排気を流すために、低圧EGR通路31を用いて低圧EGRガスを内燃機関1へ還流させてしまうと、上記と同様に内燃機関1の燃焼温度が低
く未燃HCが発生し易くなってしまうので、低圧EGRクーラ33を流れた排気を低圧EGR通路31から低圧EGR通路31の接続部位よりも下流の排気通路4へ流すよう、排気連通路50を設けた。
Here, if the low-pressure EGR gas is recirculated to the internal combustion engine 1 using the low-pressure EGR passage 31 in order to flow the exhaust gas to the low-pressure EGR cooler 33, the combustion temperature of the internal combustion engine 1 is low and unburned HC as described above. Therefore, the exhaust communication passage 50 is provided so that the exhaust gas flowing through the low pressure EGR cooler 33 flows from the low pressure EGR passage 31 to the exhaust passage 4 downstream of the connection portion of the low pressure EGR passage 31.

このため、排気連通路50は、低圧EGRクーラ33と低圧EGR弁32との間の低圧EGR通路31に一端が接続され、排気絞り弁11よりも下流の排気通路4に他端が接続される。   Therefore, one end of the exhaust communication passage 50 is connected to the low pressure EGR passage 31 between the low pressure EGR cooler 33 and the low pressure EGR valve 32, and the other end is connected to the exhaust passage 4 downstream of the exhaust throttle valve 11. .

そして、排気絞り弁11を閉じ側に制御すると共に低圧EGR弁32を全閉に制御することで、排気通路4を流れる排気が低圧EGRクーラ33の配置された低圧EGR通路31の上流側に流入し、低圧EGRクーラ33を流れた排気が低圧EGR通路31の中途部から排気連通路50を流れ、再び排気通路4へ排出される、機関冷却水を暖めるための排気の経路を形成できることを見出した。   Then, by controlling the exhaust throttle valve 11 to the closed side and the low pressure EGR valve 32 to be fully closed, the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 flows into the upstream side of the low pressure EGR passage 31 where the low pressure EGR cooler 33 is disposed. Then, it is found that an exhaust path for warming the engine coolant can be formed in which the exhaust gas flowing through the low pressure EGR cooler 33 flows from the middle portion of the low pressure EGR passage 31 through the exhaust communication passage 50 and is discharged to the exhaust passage 4 again. It was.

したがって、本実施例では、低負荷時や冷間始動時において、特に内燃機関1の暖機に時間がかかる機関冷却水が温度T1以下の場合には、排気絞り弁11を閉じ側に制御すると共に低圧EGR弁32を全閉に制御する。   Therefore, in this embodiment, the exhaust throttle valve 11 is controlled to the closed side at the time of low load or cold start, particularly when the engine cooling water that takes time to warm up the internal combustion engine 1 is equal to or lower than the temperature T1. At the same time, the low pressure EGR valve 32 is controlled to be fully closed.

ここで、温度T1とは、機関冷却水がそれ以下の低温であると、機関冷却水が過剰に低温であり、内燃機関1の暖機に時間がかかる温度である。   Here, the temperature T1 is a temperature at which the engine cooling water is excessively low in temperature when the engine cooling water is at a lower temperature, and it takes time to warm up the internal combustion engine 1.

したがって、本実施例によると、機関冷却水が温度T1以下の場合には、排気絞り弁11を閉じ側に制御すると共に低圧EGR弁32を全閉に制御することで、排気通路4を流れる排気が低圧EGRクーラ33の配置された低圧EGR通路31の上流側に流入し、低圧EGRクーラ33を流れた排気が低圧EGR通路31の中途部から排気連通路50を流れ、再び排気通路4へ排出される。   Therefore, according to this embodiment, when the engine cooling water is at a temperature T1 or less, the exhaust throttle valve 11 is controlled to the closed side and the low pressure EGR valve 32 is controlled to be fully closed, whereby the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 is controlled. Flows into the upstream side of the low pressure EGR passage 31 where the low pressure EGR cooler 33 is disposed, and the exhaust gas flowing through the low pressure EGR cooler 33 flows through the exhaust communication passage 50 from the middle portion of the low pressure EGR passage 31 and is discharged to the exhaust passage 4 again. Is done.

このような経路を排気が流れる際に、排気が流れる低圧EGR通路31の途中に低圧EGRクーラ33が備えられているので、低圧EGRクーラ33で排気からの廃熱を機関冷却水に回収できる。これにより、機関冷却水を暖めることで内燃機関1の暖機を促進できる。   Since the low-pressure EGR cooler 33 is provided in the middle of the low-pressure EGR passage 31 through which the exhaust flows when the exhaust flows through such a path, the waste heat from the exhaust can be recovered in the engine cooling water by the low-pressure EGR cooler 33. Thereby, warming up of the internal combustion engine 1 can be promoted by warming the engine coolant.

また、機関冷却水が温度T1以下の場合の上記経路を流れる排気はタービンハウジング5bよりも下流の排気通路4から低圧EGR通路31に流れ込むので、十分な過給を維持可能な量の排気がタービンハウジング5bを通過する。このため、機関冷却水が温度T1以下の場合に上記制御を行っても、内燃機関1は十分な過給を維持して燃費を損なわない。   Further, since the exhaust gas flowing through the above path when the engine coolant is at a temperature T1 or less flows from the exhaust passage 4 downstream of the turbine housing 5b into the low pressure EGR passage 31, an amount of exhaust capable of maintaining sufficient supercharging is generated in the turbine. It passes through the housing 5b. For this reason, even if the above-described control is performed when the engine cooling water is equal to or lower than the temperature T1, the internal combustion engine 1 maintains sufficient supercharging and does not impair fuel consumption.

さらに、このように流れる排気はフィルタ10よりも下流の排気通路4から低圧EGR通路31に流れ込むので、排気はフィルタ10を暖め、加えて排気はフィルタ10における触媒の反応熱を持ちさることになる。このため、低圧EGRクーラ33で回収する排気の廃熱には上記触媒の反応熱も含まれることから、熱量が大きくなり機関冷却水をより一層暖めることで内燃機関1の暖機をさらに促進できる。また、排気はフィルタ10を通過し、排気に含まれるHCはフィルタ10で除去されるため、低圧EGRクーラ33に流入する排気が低圧EGRクーラ33を汚染することが抑制できる。   Further, since the exhaust gas flowing in this way flows from the exhaust passage 4 downstream of the filter 10 into the low pressure EGR passage 31, the exhaust heats the filter 10, and in addition, the exhaust has reaction heat of the catalyst in the filter 10. . For this reason, since the waste heat of the exhaust gas recovered by the low-pressure EGR cooler 33 includes the reaction heat of the catalyst, the amount of heat increases and the engine cooling water can be further warmed to further promote the warm-up of the internal combustion engine 1. . Further, since the exhaust gas passes through the filter 10 and HC contained in the exhaust gas is removed by the filter 10, it is possible to suppress the exhaust gas flowing into the low pressure EGR cooler 33 from contaminating the low pressure EGR cooler 33.

また、本実施例では、機関冷却水が温度T1以下の場合には、排気絞り弁11を閉じ側に制御すると共に低圧EGR弁32を全閉に制御しつつ、高圧EGR弁42を開き側に制御する。   Further, in this embodiment, when the engine coolant is at a temperature T1 or lower, the exhaust throttle valve 11 is controlled to be closed and the low pressure EGR valve 32 is controlled to be fully closed, while the high pressure EGR valve 42 is set to the open side. Control.

この構成によると、低圧EGR弁32を全閉に制御することにより低圧EGRガス量が低減した分、高圧EGR弁42を開き側に制御することにより高圧EGRガス量を増加させてトータルのEGRガス量を確保できる。このため、EGR運転を継続でき、EGR運転を行うことによるNOx低減効果を引き続き得ることができる。   According to this configuration, the amount of low-pressure EGR gas is reduced by controlling the low-pressure EGR valve 32 to be fully closed, and the amount of high-pressure EGR gas is increased by controlling the high-pressure EGR valve 42 to the open side. The amount can be secured. For this reason, the EGR operation can be continued, and the NOx reduction effect by performing the EGR operation can be continuously obtained.

また、上記のように高圧EGRガスとしての排気を内燃機関1へより多く還流させることから、内燃機関1に吸入される吸気に含まれる高温の高圧EGRガスが増加する。これによって、内燃機関1に吸入される吸気の温度が上昇し、さらには排気の温度も上昇し、高温の排気が低圧EGRクーラ33に流入することで機関冷却水を暖めることも促進できる。   Further, since the exhaust gas as the high pressure EGR gas is recirculated more to the internal combustion engine 1 as described above, the high temperature high pressure EGR gas contained in the intake air taken into the internal combustion engine 1 increases. As a result, the temperature of the intake air taken into the internal combustion engine 1 rises, and the temperature of the exhaust gas also rises. It is also possible to promote warming of the engine cooling water by the high-temperature exhaust gas flowing into the low-pressure EGR cooler 33.

次に、本実施例による機関冷却水の温度に応じた排気絞り弁11、低圧EGR弁32及び高圧EGR弁42の制御のフローについて説明する。図2は、本実施例による機関冷却水の温度に応じた排気絞り弁11、低圧EGR弁32及び高圧EGR弁42の制御のルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。また、本ルーチンを実行するECU12が、本発明の第1、第2制御手段に相当する。   Next, a control flow of the exhaust throttle valve 11, the low pressure EGR valve 32, and the high pressure EGR valve 42 according to the engine cooling water temperature according to this embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a routine for controlling the exhaust throttle valve 11, the low pressure EGR valve 32, and the high pressure EGR valve 42 according to the temperature of the engine cooling water according to this embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time. The ECU 12 that executes this routine corresponds to the first and second control means of the present invention.

ステップS101では、ECU12は、冷却水温度センサ34を用いて機関冷却水の温度THWを検出する。   In step S101, the ECU 12 detects the engine coolant temperature THW using the coolant temperature sensor 34.

ステップS101から移行するステップS102では、ECU12は、機関冷却水の温度THWが温度T1以下か否かを判定する(THW≦T1?)。   In step S102 that moves from step S101, the ECU 12 determines whether or not the temperature THW of the engine cooling water is equal to or lower than the temperature T1 (THW ≦ T1?).

ここで、温度T1は、機関冷却水がそれ以下の低温であると、機関冷却水が過剰に低温であり、内燃機関1の暖機に時間がかかる温度であり、実験等により予め定められた温度である。   Here, the temperature T1 is a temperature at which the engine cooling water is excessively low when the engine cooling water is at a lower temperature, and it takes time to warm up the internal combustion engine 1, and is determined in advance by experiments or the like. Temperature.

ステップS102において否定判定された場合には、ECU12は、ステップS105へ移行する。また、肯定判定された場合には、ステップS103へ移行する。   If a negative determination is made in step S102, the ECU 12 proceeds to step S105. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step S103.

ステップS103では、ECU12は、低圧EGR弁32を全閉に制御すると共に高圧EGR弁42を開き側に制御する。   In step S103, the ECU 12 controls the low pressure EGR valve 32 to be fully closed and controls the high pressure EGR valve 42 to the open side.

ここで、高圧EGR弁42の開き側への開度増加量は、低圧EGR弁32が全閉して減少する低圧EGRガス量を補う分の高圧EGRガス量を増量できるような開度増加量である。   Here, the amount of opening increase to the opening side of the high pressure EGR valve 42 is the amount of opening increase that can increase the amount of high pressure EGR gas that compensates for the amount of low pressure EGR gas that decreases when the low pressure EGR valve 32 is fully closed. It is.

低圧EGR弁32を全閉に制御することにより、機関冷却水の温度THWが温度T1以下の場合においては低圧EGRガスの還流を停止させる。また、高圧EGR弁42を開き側に制御することにより、低圧EGR弁32が全閉して低圧EGRガス量が低減した分、高圧EGRガス量を増加させてトータルのEGRガス量を確保できる。   By controlling the low pressure EGR valve 32 to be fully closed, the recirculation of the low pressure EGR gas is stopped when the temperature THW of the engine cooling water is equal to or lower than the temperature T1. Further, by controlling the high-pressure EGR valve 42 to the open side, the high-pressure EGR gas amount is increased and the total EGR gas amount can be ensured by the amount that the low-pressure EGR valve 32 is fully closed and the low-pressure EGR gas amount is reduced.

ステップS103から移行するステップS104では、ECU12は、サブルーチンを用いて排気絞り弁11の開度を調整する。   In step S104, which shifts from step S103, the ECU 12 adjusts the opening of the exhaust throttle valve 11 using a subroutine.

サブルーチンは、低圧EGR弁32が全閉か否かによって、排気絞り弁11の開度調整のためのマップを選択し、そのマップに従って排気絞り弁11の開度を調整するルーチンである。   The subroutine is a routine for selecting a map for adjusting the opening of the exhaust throttle valve 11 depending on whether or not the low pressure EGR valve 32 is fully closed, and adjusting the opening of the exhaust throttle valve 11 according to the map.

このサブルーチンは、図3に示すように、クランクポジションセンサ15の出力値から
機関回転数Neを算出すると共に内燃機関1の気筒2内へ噴射される燃料噴射量Qを算出し(ステップS201)、低圧EGR弁32が全閉か否か判断し(ステップS202)、低圧EGR弁32が全閉であればマップg(Ne,Q)によって排気絞り弁11の開度を調整し(ステップS203)、低圧EGR弁32が全閉でなければマップf(N,Q)によって排気絞り弁11の開度を調整する(ステップS204)。
In this subroutine, as shown in FIG. 3, the engine speed Ne is calculated from the output value of the crank position sensor 15, and the fuel injection amount Q injected into the cylinder 2 of the internal combustion engine 1 is calculated (step S201). It is determined whether or not the low pressure EGR valve 32 is fully closed (step S202). If the low pressure EGR valve 32 is fully closed, the opening degree of the exhaust throttle valve 11 is adjusted according to the map g (Ne, Q) (step S203). If the low pressure EGR valve 32 is not fully closed, the opening degree of the exhaust throttle valve 11 is adjusted by the map f (N, Q) (step S204).

なお、マップg(Ne,Q)及びマップf(N,Q)は、排気絞り弁11の開度、機関回転数Ne、及び燃料噴射量Qの3次元マップであり、予め実験等から求められたものであり、マップg(Ne,Q)及びマップf(N,Q)に機関回転数Ne及び燃料噴射量Qを代入することにより排気絞り弁11の開度を求めることができるものである。また、マップg(Ne,Q)とマップf(N,Q)とを比較すると、略等しい機関回転数Ne及び燃料噴射量Qであれば、マップg(Ne,Q)の方が排気絞り弁11を閉じ側に制御する値を採る。   The map g (Ne, Q) and the map f (N, Q) are three-dimensional maps of the opening degree of the exhaust throttle valve 11, the engine speed Ne, and the fuel injection amount Q, and are obtained in advance through experiments or the like. The opening of the exhaust throttle valve 11 can be obtained by substituting the engine speed Ne and the fuel injection amount Q into the map g (Ne, Q) and the map f (N, Q). . Further, when the map g (Ne, Q) and the map f (N, Q) are compared, if the engine speed Ne and the fuel injection amount Q are substantially equal, the map g (Ne, Q) is the exhaust throttle valve. The value which controls 11 to the close side is taken.

ステップS104の説明に戻ると、サブルーチンが実行され、ステップS103で低圧EGR弁32を全閉としていることから、マップg(Ne,Q)によって排気絞り弁11の開度を調整することになる。   Returning to the description of step S104, the subroutine is executed, and the low-pressure EGR valve 32 is fully closed in step S103. Therefore, the opening degree of the exhaust throttle valve 11 is adjusted by the map g (Ne, Q).

これにより、マップg(Ne,Q)によって排気絞り弁11の開度を閉じ側に調整すると、排気通路4を流れる排気が低圧EGRクーラ33の配置された低圧EGR通路31の上流側に流入し、低圧EGRクーラ33を流れた排気が低圧EGR通路31の中途部から排気連通路50を流れ、再び排気通路4へ排出される。   Thereby, when the opening degree of the exhaust throttle valve 11 is adjusted to the closed side by the map g (Ne, Q), the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 flows into the upstream side of the low pressure EGR passage 31 where the low pressure EGR cooler 33 is arranged. The exhaust gas that has flowed through the low-pressure EGR cooler 33 flows from the middle portion of the low-pressure EGR passage 31 through the exhaust communication passage 50 and is discharged to the exhaust passage 4 again.

そして、上記のような経路を排気が流れる際に、排気が流れる低圧EGR通路31の途中に低圧EGRクーラ33が備えられているので、低圧EGRクーラ33で排気からの廃熱を機関冷却水に回収できる。これにより、機関冷却水を暖めることで内燃機関1の暖機を促進できる。   Since the low-pressure EGR cooler 33 is provided in the middle of the low-pressure EGR passage 31 through which the exhaust flows when the exhaust flows through the above-described path, the low-pressure EGR cooler 33 converts the waste heat from the exhaust into the engine cooling water. Can be recovered. Thereby, warming up of the internal combustion engine 1 can be promoted by warming the engine coolant.

一方、ステップS105では、ECU12は、機関冷却水の温度THWが温度T2以下か否かを判定する(THW≦T2?)。   On the other hand, in step S105, the ECU 12 determines whether the temperature THW of the engine coolant is equal to or lower than the temperature T2 (THW ≦ T2?).

ここで、温度T2は、温度T1よりも高温(T1<T2)で機関冷却水がそれ以下の低温であると、機関冷却水が未だ通常よりも低温であり、EGR運転を行いつつも内燃機関1の暖機をさらに促進させたい温度であり、実験等により予め定められた温度である。   Here, if the temperature T2 is higher than the temperature T1 (T1 <T2) and the engine cooling water is lower than the temperature T1, the engine cooling water is still lower than usual and the internal combustion engine is being operated while performing the EGR operation. 1 is a temperature at which the warming-up of 1 is desired to be further promoted, and is a temperature determined in advance by experiments or the like.

ステップS105において否定判定された場合には、ECU12は、ステップS108へ移行する。また、肯定判定された場合には、ステップS106へ移行する。   If a negative determination is made in step S105, the ECU 12 proceeds to step S108. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step S106.

ステップS106では、ECU12は、低圧EGR弁32を少なくとも全閉でない開状態に制御する。なお、このとき高圧EGR弁42は、要求されるEGRガス量等に応じて適宜制御される。   In step S106, the ECU 12 controls the low pressure EGR valve 32 to an open state that is not at least fully closed. At this time, the high-pressure EGR valve 42 is appropriately controlled according to the required amount of EGR gas.

低圧EGR弁32を少なくとも全閉でない開状態に制御することにより、機関冷却水の温度THWが温度T2以下の場合においては、低圧EGRガスの還流を行わせる。   By controlling the low pressure EGR valve 32 to at least an open state that is not fully closed, the low pressure EGR gas is recirculated when the engine cooling water temperature THW is equal to or lower than the temperature T2.

ステップS106から移行するステップS107では、ECU12は、サブルーチンを用いて排気絞り弁11の開度を調整する。   In step S107, which is shifted from step S106, the ECU 12 adjusts the opening degree of the exhaust throttle valve 11 using a subroutine.

本ステップでは、図3に示すサブルーチンが実行され、ステップS105で低圧EGR弁を全閉としていないことから、マップf(Ne,Q)によって排気絞り弁11の開度を
調整することになる。
In this step, the subroutine shown in FIG. 3 is executed, and since the low pressure EGR valve is not fully closed in step S105, the opening degree of the exhaust throttle valve 11 is adjusted by the map f (Ne, Q).

排気絞り弁11の開度を少なからず全開でない開状態に制御することにより、機関冷却水の温度THWが温度T2以下の場合においては、低圧EGR通路31に排気が流入し易くし、低圧EGRクーラ33を流れる排気の流量が、排気絞り弁11が全開となっている場合よりも多くなるようにしている。この低圧EGRクーラ33に流入する排気は、一部が低圧EGR通路31の下流側を通って内燃機関1に還流し、他の一部が排気連通路50を通って排気通路4へ排出される。   By controlling the opening degree of the exhaust throttle valve 11 to be not fully opened, the exhaust water easily flows into the low-pressure EGR passage 31 when the temperature THW of the engine cooling water is equal to or lower than the temperature T2, and the low-pressure EGR cooler. The flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust gas 33 is made larger than when the exhaust throttle valve 11 is fully open. A part of the exhaust gas flowing into the low-pressure EGR cooler 33 returns to the internal combustion engine 1 through the downstream side of the low-pressure EGR passage 31 and the other part is discharged to the exhaust passage 4 through the exhaust communication passage 50. .

よって、機関冷却水の温度THWが温度T2以下の場合においては、低圧EGR弁32が開状態であることから低圧EGRガスによるEGR運転を行い、さらに低圧EGRクーラ33を流れる排気の流量が、排気絞り弁11が全開となっている場合よりも多いことから内燃機関1の暖機をさらに促進させる。   Therefore, when the engine cooling water temperature THW is equal to or lower than the temperature T2, since the low pressure EGR valve 32 is open, the EGR operation is performed using the low pressure EGR gas, and the flow rate of the exhaust gas flowing through the low pressure EGR cooler 33 is Since there are more throttle valves 11 than when the throttle valve 11 is fully open, the warm-up of the internal combustion engine 1 is further promoted.

ステップS108では、ECU12は、機関冷却水が暖まっているので、排気絞り弁11の開度を全開とし、内燃機関1は通常のEGR運転を行う。   In step S108, since the engine coolant is warmed, the ECU 12 fully opens the opening of the exhaust throttle valve 11, and the internal combustion engine 1 performs normal EGR operation.

以上のように、排気連通路50を備え、機関冷却水の温度に応じて、排気絞り弁11、低圧EGR弁32及び高圧EGR弁42を制御することにより、低圧EGRクーラ33で排気からの廃熱を機関冷却水に回収でき、機関冷却水を暖めることで内燃機関1の暖機を促進できる。   As described above, the exhaust communication passage 50 is provided, and the exhaust throttle valve 11, the low-pressure EGR valve 32, and the high-pressure EGR valve 42 are controlled according to the temperature of the engine cooling water. Heat can be recovered in the engine cooling water, and warming up of the internal combustion engine 1 can be promoted by warming the engine cooling water.

<実施例2>
次に実施例2を説明する。以下では、上記実施例と同様な点については説明を省略し、異なる点のみを説明する。
<Example 2>
Next, Example 2 will be described. In the following, description of the same points as in the above embodiment will be omitted, and only different points will be described.

機関冷却水の温度がフィルタ10から排出される排気の温度よりも高い場合には、低圧EGRクーラ33に排気が流入すると、却って機関冷却水が冷却されることになる。そこで、本実施例では、排気の温度Tcが機関冷却水の温度THWよりも低い場合には、低圧EGRクーラ33への排気の流入を禁止させる。   When the temperature of the engine cooling water is higher than the temperature of the exhaust gas discharged from the filter 10, when the exhaust gas flows into the low pressure EGR cooler 33, the engine cooling water is cooled instead. Therefore, in this embodiment, when the exhaust gas temperature Tc is lower than the engine coolant temperature THW, the inflow of exhaust gas to the low pressure EGR cooler 33 is prohibited.

ここで、排気の温度は、図1に示すフィルタ10の直下流の排気通路4に配置された排気温度センサ16の出力値から求められる。そして、低圧EGRクーラ33へ流入する排気を禁止する方法は、低圧EGR弁32を全閉に制御すると共に排気絞り弁11を全開に制御することである。   Here, the exhaust temperature is obtained from the output value of the exhaust temperature sensor 16 disposed in the exhaust passage 4 immediately downstream of the filter 10 shown in FIG. And the method of prohibiting the exhaust_gas | exhaustion which flows in into the low voltage | pressure EGR cooler 33 is controlling the low pressure EGR valve 32 fully closed and controlling the exhaust throttle valve 11 fully opened.

したがって、本実施例によると、排気の温度が機関冷却水の温度よりも低い場合には、低圧EGRクーラ33への排気の流入を禁止させ、低圧EGRクーラ33へ流入する排気によって機関冷却水が却って冷却されてしまうことを防止できる。   Therefore, according to this embodiment, when the temperature of the exhaust gas is lower than the temperature of the engine cooling water, the inflow of the exhaust gas to the low pressure EGR cooler 33 is prohibited and the exhaust gas flowing into the low pressure EGR cooler 33 causes the engine cooling water to flow. On the contrary, it can be prevented from being cooled.

次に、本実施例による機関冷却水の温度に応じた排気絞り弁11、低圧EGR弁32及び高圧EGR弁42の制御のフローについて説明する。図4は、本実施例による機関冷却水の温度に応じた排気絞り弁11、低圧EGR弁32及び高圧EGR弁42の制御のルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。また、本ルーチンを実行するECU12が、本発明の排気流入禁止手段に相当する。   Next, a control flow of the exhaust throttle valve 11, the low pressure EGR valve 32, and the high pressure EGR valve 42 according to the engine cooling water temperature according to this embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a routine for controlling the exhaust throttle valve 11, the low pressure EGR valve 32, and the high pressure EGR valve 42 according to the temperature of the engine cooling water according to this embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time. The ECU 12 that executes this routine corresponds to the exhaust inflow prohibiting means of the present invention.

ここで、図4に示すフローのステップS101〜S108については、実施例1と同様なものである。   Here, steps S101 to S108 in the flow shown in FIG. 4 are the same as those in the first embodiment.

ステップS101では、ECU12は、冷却水温度センサ34を用いて機関冷却水の温
度THWを検出する。
In step S101, the ECU 12 detects the engine coolant temperature THW using the coolant temperature sensor 34.

ステップS101から移行するステップS301では、ECU12は、排気温度センサ16を用いて、フィルタ10から排出された排気の温度Tcを検出する。   In step S301, which proceeds from step S101, the ECU 12 uses the exhaust temperature sensor 16 to detect the temperature Tc of the exhaust discharged from the filter 10.

ステップS301から移行するステップS302では、ECU12は、機関冷却水の温度THWが排気の温度Tc以下か否かを判定する(THW≦Tc?)。   In step S302, which is shifted from step S301, the ECU 12 determines whether or not the engine cooling water temperature THW is equal to or lower than the exhaust gas temperature Tc (THW ≦ Tc?).

ステップS302において否定判定された場合には、ECU12は、ステップS303へ移行する。また、肯定判定された場合には、ステップS102へ移行する。   If a negative determination is made in step S302, the ECU 12 proceeds to step S303. If a positive determination is made, the process proceeds to step S102.

ステップS303では、ECU12は、低圧EGR弁32を全閉に制御すると共に排気絞り弁11を全開に制御する。   In step S303, the ECU 12 controls the low pressure EGR valve 32 to be fully closed and controls the exhaust throttle valve 11 to be fully open.

以上のように排気の温度Tcが機関冷却水の温度THWよりも低い場合には、低圧EGRクーラ33への排気の流入を禁止させることにより、低圧EGRクーラ33へ流入する排気によって機関冷却水が却って冷却されてしまうことを防止できる。   As described above, when the exhaust gas temperature Tc is lower than the engine cooling water temperature THW, the exhaust gas flowing into the low pressure EGR cooler 33 is prevented from flowing into the low pressure EGR cooler 33 so that the engine cooling water is On the contrary, it can be prevented from being cooled.

<実施例3>
次に実施例3を説明する。以下では、上記実施例と同様な点については説明を省略し、異なる点のみを説明する。
<Example 3>
Next, Example 3 will be described. In the following, description of the same points as in the above embodiment will be omitted, and only different points will be described.

排気が排気通路4から排気連通路50を流れ低圧EGR通路31の途中から低圧EGR通路31に流れ込み低圧EGRクーラ33を迂回して吸気通路3へ流入する場合がある。そこで、本実施例では、図5に示すように排気連通路50を遮断可能な遮断弁51を備える。   In some cases, exhaust gas flows from the exhaust passage 4 through the exhaust communication passage 50 and flows into the low pressure EGR passage 31 from the middle of the low pressure EGR passage 31 and flows into the intake passage 3 bypassing the low pressure EGR cooler 33. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 5, a shutoff valve 51 capable of shutting off the exhaust communication passage 50 is provided.

遮断弁51は、低圧EGR通路31と排気連通路50との接続部分に配置され、ECU12に制御されることで、低圧EGR通路31の低圧EGRクーラ33が配置された排気連通路50との接続部分よりも上流側と、低圧EGR通路31の低圧EGR弁32が配置された排気連通路50との接続部分よりも下流側と、を疎通しつつ、排気連通路50を遮断可能である。またそれと共に、低圧EGR通路31の上流側と、排気連通路50と、を疎通しつつ、低圧EGR通路31の下流側を遮断可能である。なお、遮断弁51は、上記流通経路を形成できれば配置は本実施例に限定されず、例えば、低圧EGR通路31の排気連通路50よりも下流側かつ低圧EGR弁32よりも上流側の間に配置されてもよい。   The shut-off valve 51 is disposed at a connection portion between the low pressure EGR passage 31 and the exhaust communication passage 50 and is connected to the exhaust communication passage 50 where the low pressure EGR cooler 33 of the low pressure EGR passage 31 is disposed by being controlled by the ECU 12. The exhaust communication passage 50 can be blocked while communicating between the upstream side of the portion and the downstream side of the connection portion of the low pressure EGR passage 31 to the exhaust communication passage 50 where the low pressure EGR valve 32 is disposed. At the same time, the downstream side of the low pressure EGR passage 31 can be blocked while the upstream side of the low pressure EGR passage 31 and the exhaust communication passage 50 are communicated. Note that the arrangement of the shutoff valve 51 is not limited to the present embodiment as long as the above-described flow path can be formed. For example, the shutoff valve 51 is located downstream of the low-pressure EGR passage 31 from the exhaust communication passage 50 and upstream of the low-pressure EGR valve 32. It may be arranged.

遮断弁51が低圧EGR通路31の下流側を遮断することで、低圧EGR弁32の操作によらず、排気通路4から低圧EGR通路31の上流側、排気連通路50を経て排気通路4に再び戻る経路を形成することができる。   The shut-off valve 51 shuts off the downstream side of the low-pressure EGR passage 31, so that the exhaust passage 4 returns to the exhaust passage 4 from the exhaust passage 4 to the upstream side of the low-pressure EGR passage 31, via the exhaust communication passage 50, regardless of the operation of the low-pressure EGR valve 32. A return path can be formed.

また、遮断弁51が排気連通路50を遮断することで、排気が排気通路4から排気連通路50を流れ低圧EGR通路31の途中から低圧EGR通路31に流れ込み低圧EGRクーラ33を迂回して吸気通路3へ流入することを阻止できる。このため、低圧EGRクーラ33を迂回させず、低圧EGRクーラ33の廃熱回収効率が低下することを防止できる。また、低圧EGRクーラ33を迂回した排気が吸気通路3へ流入しコンプレッサハウジング5aの温度が上昇してしまうことも防止できる。   Further, when the shut-off valve 51 shuts off the exhaust communication passage 50, the exhaust gas flows from the exhaust passage 4 through the exhaust communication passage 50 and flows into the low-pressure EGR passage 31 from the middle of the low-pressure EGR passage 31, bypassing the low-pressure EGR cooler 33 and taking in the air. Inflow to the passage 3 can be prevented. For this reason, it is possible to prevent the waste heat recovery efficiency of the low pressure EGR cooler 33 from being lowered without bypassing the low pressure EGR cooler 33. In addition, it is possible to prevent the exhaust that bypasses the low pressure EGR cooler 33 from flowing into the intake passage 3 and the temperature of the compressor housing 5a from rising.

次に、本実施例による機関冷却水の温度に応じた排気絞り弁11、低圧EGR弁32、高圧EGR弁42及び遮断弁51の制御のフローについて説明する。図6は、本実施例による機関冷却水の温度に応じた排気絞り弁11、低圧EGR弁32、高圧EGR弁42及
び遮断弁51の制御のルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。また、本ルーチンを実行するECU12が、本発明の第1、第2制御手段に相当する。
Next, a control flow of the exhaust throttle valve 11, the low pressure EGR valve 32, the high pressure EGR valve 42, and the shutoff valve 51 according to the temperature of the engine cooling water according to this embodiment will be described. FIG. 6 is a flowchart showing a routine for controlling the exhaust throttle valve 11, the low pressure EGR valve 32, the high pressure EGR valve 42, and the shutoff valve 51 according to the engine coolant temperature according to this embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time. The ECU 12 that executes this routine corresponds to the first and second control means of the present invention.

ここで、図6に示すフローのステップS101〜S107については、実施例1と同様なものである。   Here, steps S101 to S107 in the flow shown in FIG. 6 are the same as those in the first embodiment.

ステップS102において否定判定された場合には、ECU12は、ステップS105へ移行する。また、肯定判定された場合には、ステップS401へ移行する。   If a negative determination is made in step S102, the ECU 12 proceeds to step S105. If a positive determination is made, the process proceeds to step S401.

ステップS401では、ECU12は、低圧EGR弁32を全閉に制御し、高圧EGR弁42を開き側に制御すると共に、遮断弁51で低圧EGR通路31の下流側を遮断して、低圧EGR通路31の上流側と排気連通路50とを連通する。   In step S401, the ECU 12 controls the low-pressure EGR valve 32 to be fully closed, controls the high-pressure EGR valve 42 to the open side, and shuts off the downstream side of the low-pressure EGR passage 31 with the shut-off valve 51. And the exhaust communication passage 50 communicate with each other.

ステップS401から移行するステップS104では、ECU12は、サブルーチンを用いて排気絞り弁11の開度を調整する。   In step S104, which is shifted from step S401, the ECU 12 adjusts the opening degree of the exhaust throttle valve 11 using a subroutine.

一方、ステップS105において否定判定された場合には、ECU12は、ステップS403へ移行する。また、肯定判定された場合には、ステップS402へ移行する。   On the other hand, if a negative determination is made in step S105, the ECU 12 proceeds to step S403. If a positive determination is made, the process proceeds to step S402.

ステップS402では、ECU12は、低圧EGR弁32を少なくとも全閉でない開状態に制御する。また、遮断弁51で排気連通路50を遮断して、低圧EGR通路31の上流側と低圧EGR通路31の下流側とを連通する。なお、このとき高圧EGR弁42は、要求されるEGRガス量等に応じて適宜制御される。   In step S402, the ECU 12 controls the low pressure EGR valve 32 to an open state that is not at least fully closed. Further, the shutoff valve 51 blocks the exhaust communication passage 50 so that the upstream side of the low pressure EGR passage 31 communicates with the downstream side of the low pressure EGR passage 31. At this time, the high-pressure EGR valve 42 is appropriately controlled according to the required amount of EGR gas.

これにより、排気通路4を流れる排気が低圧EGRクーラ33の配置された低圧EGR通路31の上流側に流入し、低圧EGRクーラ33を流れた排気が低圧EGR通路31の下流側を流れ、吸気通路3へ排出される。   As a result, the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 flows into the upstream side of the low-pressure EGR passage 31 where the low-pressure EGR cooler 33 is disposed, and the exhaust gas flowing through the low-pressure EGR cooler 33 flows downstream of the low-pressure EGR passage 31. 3 is discharged.

また、遮断弁51で排気連通路50を遮断することにより、排気が排気通路4から排気連通路50を流れ低圧EGR通路31の途中から低圧EGR通路31に流れ込み低圧EGRクーラ33を迂回して吸気通路3へ流入することを阻止できる。   Further, by shutting off the exhaust communication passage 50 with the shut-off valve 51, the exhaust gas flows from the exhaust passage 4 through the exhaust communication passage 50 and flows into the low pressure EGR passage 31 from the middle of the low pressure EGR passage 31, bypassing the low pressure EGR cooler 33 and taking in the air. Inflow to the passage 3 can be prevented.

ステップS402から移行するステップS107では、ECU12は、サブルーチンを用いて排気絞り弁11の開度を調整する。   In step S107, which shifts from step S402, the ECU 12 adjusts the opening of the exhaust throttle valve 11 using a subroutine.

一方、ステップS403では、ECU12は、機関冷却水が暖まっているので、排気絞り弁11の開度を全開とすると共に、遮断弁51で排気連通路50を遮断して、低圧EGR通路31の上流側と低圧EGR通路31の下流側とを連通し、内燃機関1は通常のEGR運転を行う。   On the other hand, in step S403, since the engine coolant is warmed, the ECU 12 fully opens the opening of the exhaust throttle valve 11, shuts off the exhaust communication passage 50 with the shutoff valve 51, and upstream of the low pressure EGR passage 31. And the downstream side of the low pressure EGR passage 31 communicate with each other, and the internal combustion engine 1 performs normal EGR operation.

本ステップにおいても、遮断弁51で排気連通路50を遮断することにより、排気が排気通路4から排気連通路50を流れ低圧EGR通路31の途中から低圧EGR通路31に流れ込み低圧EGRクーラ33を迂回して吸気通路3へ流入することを阻止できる。   Also in this step, by shutting off the exhaust communication passage 50 with the shut-off valve 51, the exhaust gas flows from the exhaust passage 4 through the exhaust communication passage 50 to the low pressure EGR passage 31 from the middle of the low pressure EGR passage 31, and bypasses the low pressure EGR cooler 33. Thus, it is possible to prevent the air from flowing into the intake passage 3.

以上のように、排気連通路50を備え、機関冷却水の温度に応じて、排気絞り弁11、低圧EGR弁32、高圧EGR弁42及び遮断弁51を制御することにより、低圧EGRクーラ33で排気からの廃熱を機関冷却水に回収でき、機関冷却水を暖めることで内燃機関1の暖機を促進できる。   As described above, the low-pressure EGR cooler 33 includes the exhaust communication passage 50 and controls the exhaust throttle valve 11, the low-pressure EGR valve 32, the high-pressure EGR valve 42, and the shut-off valve 51 according to the temperature of the engine coolant. Waste heat from the exhaust can be recovered in the engine cooling water, and warming up of the internal combustion engine 1 can be promoted by warming the engine cooling water.

<実施例4>
次に実施例4を説明する。以下では、上記実施例と同様な点については説明を省略し、異なる点のみを説明する。
<Example 4>
Next, Example 4 will be described. In the following, description of the same points as in the above embodiment will be omitted, and only different points will be described.

機関冷却水の温度がフィルタ10から排出される排気の温度よりも高い場合には、低圧EGRクーラ33に排気が流入すると、却って機関冷却水が冷却されることになる。そこで、本実施例では、排気の温度Tcが機関冷却水の温度THWよりも低い場合には、低圧EGRクーラ33への排気の流入を禁止させる。   When the temperature of the engine cooling water is higher than the temperature of the exhaust gas discharged from the filter 10, when the exhaust gas flows into the low pressure EGR cooler 33, the engine cooling water is cooled instead. Therefore, in this embodiment, when the exhaust gas temperature Tc is lower than the engine coolant temperature THW, the inflow of exhaust gas to the low pressure EGR cooler 33 is prohibited.

ここで、排気の温度は、図5に示すフィルタ10の直下流の排気通路4に配置された排気温度センサ16の出力値から求められる。そして、低圧EGRクーラ33へ流入する排気を禁止する方法は、排気絞り弁11を全開に制御すると共に低圧EGR弁32を全閉に制御し、遮断弁51で排気連通路50を遮断することである。   Here, the exhaust temperature is obtained from the output value of the exhaust temperature sensor 16 arranged in the exhaust passage 4 immediately downstream of the filter 10 shown in FIG. The method for prohibiting the exhaust gas flowing into the low pressure EGR cooler 33 is to control the exhaust throttle valve 11 to be fully open, control the low pressure EGR valve 32 to be fully closed, and shut off the exhaust communication passage 50 with the shut-off valve 51. is there.

したがって、本実施例によると、排気の温度が機関冷却水の温度よりも低い場合には、低圧EGRクーラ33への排気の流入を禁止させ、低圧EGRクーラ33へ流入する排気によって機関冷却水が却って冷却されてしまうことを防止できる。   Therefore, according to this embodiment, when the temperature of the exhaust gas is lower than the temperature of the engine cooling water, the inflow of the exhaust gas to the low pressure EGR cooler 33 is prohibited and the exhaust gas flowing into the low pressure EGR cooler 33 causes the engine cooling water to flow. On the contrary, it can be prevented from being cooled.

次に、本実施例による機関冷却水の温度に応じた排気絞り弁11、低圧EGR弁32、高圧EGR弁42及び遮断弁51の制御のフローについて説明する。図7は、本実施例による機関冷却水の温度に応じた排気絞り弁11、低圧EGR弁32、高圧EGR弁42及び遮断弁51の制御のルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。また、本ルーチンを実行するECU12が、本発明の排気流入禁止手段に相当する。   Next, a control flow of the exhaust throttle valve 11, the low pressure EGR valve 32, the high pressure EGR valve 42, and the shutoff valve 51 according to the temperature of the engine cooling water according to this embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart showing a routine for controlling the exhaust throttle valve 11, the low pressure EGR valve 32, the high pressure EGR valve 42, and the shutoff valve 51 according to the engine coolant temperature according to this embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time. The ECU 12 that executes this routine corresponds to the exhaust inflow prohibiting means of the present invention.

ここで、図7に示すフローのステップS101〜S107及びS401〜S403については、実施例3と同様なものである。   Here, steps S101 to S107 and S401 to S403 in the flow shown in FIG. 7 are the same as those in the third embodiment.

ステップS101では、ECU12は、冷却水温度センサ34を用いて機関冷却水の温度THWを検出する。   In step S101, the ECU 12 detects the engine coolant temperature THW using the coolant temperature sensor 34.

ステップS101から移行するステップS501では、ECU12は、排気温度センサ16を用いて、フィルタ10から排出された排気の温度Tcを検出する。   In step S501, which is shifted from step S101, the ECU 12 uses the exhaust temperature sensor 16 to detect the temperature Tc of the exhaust discharged from the filter 10.

ステップS501から移行するステップS502では、ECU12は、機関冷却水の温度THWが排気の温度Tc以下か否かを判定する(THW≦Tc?)。   In step S502, which proceeds from step S501, the ECU 12 determines whether or not the engine cooling water temperature THW is equal to or lower than the exhaust gas temperature Tc (THW ≦ Tc?).

ステップS502において否定判定された場合には、ECU12は、ステップS503へ移行する。また、肯定判定された場合には、ステップS102へ移行する。   If a negative determination is made in step S502, the ECU 12 proceeds to step S503. If a positive determination is made, the process proceeds to step S102.

ステップS503では、ECU12は、低圧EGR弁32を全閉に制御すると共に排気絞り弁11を全開に制御し、遮断弁51で排気連通路50を遮断する。   In step S <b> 503, the ECU 12 controls the low pressure EGR valve 32 to be fully closed, controls the exhaust throttle valve 11 to be fully open, and shuts off the exhaust communication passage 50 with the shutoff valve 51.

以上のように排気の温度Tcが機関冷却水の温度THWよりも低い場合には、低圧EGRクーラ33への排気の流入を禁止させることにより、低圧EGRクーラ33へ流入する排気によって機関冷却水が却って冷却されてしまうことを防止できる。   As described above, when the exhaust gas temperature Tc is lower than the engine cooling water temperature THW, the exhaust gas flowing into the low pressure EGR cooler 33 is prevented from flowing into the low pressure EGR cooler 33 so that the engine cooling water is On the contrary, it can be prevented from being cooled.

<実施例5>
次に実施例5を説明する。以下では、上記実施例と同様な点については説明を省略し、異なる点のみを説明する。
<Example 5>
Next, Example 5 will be described. In the following, description of the same points as in the above embodiment will be omitted, and only different points will be described.

本実施例は、排気絞り弁11及び遮断弁51の制御のみを行うようにし、低圧EGR弁32を、EGR運転を行う通常制御のみ行い、強制制御しない場合である。   In this embodiment, only the exhaust throttle valve 11 and the shutoff valve 51 are controlled, and the low pressure EGR valve 32 is only subjected to normal control for performing EGR operation, and is not forcibly controlled.

このため、排気通路4を流れる排気が低圧EGRクーラ33の配置された低圧EGR通路31の上流側に流入し、低圧EGRクーラ33を流れた排気が低圧EGR通路31の中途部から排気連通路50を流れ、再び排気通路4へ排出される、機関冷却水を暖めるための排気の経路を形成するように、遮断弁51が低圧EGR通路31の上流側と排気連通路50とを疎通しつつ低圧EGR通路31の下流側を遮断する。なお、本実施例での遮断弁51を含む内燃機関1の基本構成は、図5に示す実施例3と同様なものである。   Therefore, the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 flows into the upstream side of the low-pressure EGR passage 31 where the low-pressure EGR cooler 33 is disposed, and the exhaust gas flowing through the low-pressure EGR cooler 33 passes from the middle of the low-pressure EGR passage 31 to the exhaust communication passage 50. The shutoff valve 51 communicates between the upstream side of the low pressure EGR passage 31 and the exhaust communication passage 50 so as to form an exhaust passage for warming the engine coolant that is discharged to the exhaust passage 4 again. The downstream side of the EGR passage 31 is blocked. The basic configuration of the internal combustion engine 1 including the shutoff valve 51 in the present embodiment is the same as that in the third embodiment shown in FIG.

したがって、本実施例によると、機関冷却水が温度T1以下の場合には、排気絞り弁11を閉じ側に制御すると共に遮断弁51で低圧EGR通路31の下流側を遮断することで、排気通路4を流れる排気が低圧EGRクーラ33の配置された低圧EGR通路31の上流側に流入し、低圧EGRクーラ33を流れた排気が低圧EGR通路31の中途部から排気連通路50を流れ、再び排気通路4へ排出される。   Therefore, according to the present embodiment, when the engine cooling water is equal to or lower than the temperature T1, the exhaust throttle valve 11 is controlled to the closed side, and the downstream side of the low pressure EGR passage 31 is shut off by the shutoff valve 51, whereby the exhaust passage 4 flows into the upstream side of the low-pressure EGR passage 31 where the low-pressure EGR cooler 33 is disposed, and the exhaust gas flowing through the low-pressure EGR cooler 33 flows through the exhaust communication passage 50 from the middle of the low-pressure EGR passage 31 to exhaust again. It is discharged to the passage 4.

このような経路を排気が流れる際に、排気が流れる低圧EGR通路31の途中に低圧EGRクーラ33が備えられているので、低圧EGRクーラ33で排気からの廃熱を機関冷却水に回収できる。これにより、機関冷却水を暖めることで内燃機関1の暖機を促進できる。   Since the low-pressure EGR cooler 33 is provided in the middle of the low-pressure EGR passage 31 through which the exhaust flows when the exhaust flows through such a path, the waste heat from the exhaust can be recovered in the engine cooling water by the low-pressure EGR cooler 33. Thereby, warming up of the internal combustion engine 1 can be promoted by warming the engine coolant.

また、運転状態が高負荷、高回転の際には、排気絞り弁11が閉弁していることによる圧力損失を防止するために排気絞り弁11を開弁する。しかし、排気絞り弁11を開弁すると、本実施例の場合には低圧EGR弁32が開弁している場合があるため、排気が排気通路4から排気連通路50を流れ低圧EGR通路31の途中から低圧EGR通路31に流れ込み低圧EGRクーラ33を迂回して吸気通路3へ流入する場合がある。そこで、本実施例では、運転状態が高負荷、高回転であり、排気絞り弁11の開度ETHVが開度L1よりも大きい場合には、遮断弁51が低圧EGR通路31の上流側と下流側とを疎通しつつ排気連通路50を遮断する。   Further, when the operation state is high load and high rotation, the exhaust throttle valve 11 is opened to prevent pressure loss due to the exhaust throttle valve 11 being closed. However, when the exhaust throttle valve 11 is opened, the low-pressure EGR valve 32 may be opened in this embodiment, so that the exhaust flows from the exhaust passage 4 through the exhaust communication passage 50 and the low-pressure EGR passage 31. In some cases, the air flows into the low pressure EGR passage 31 from the middle and flows into the intake passage 3 bypassing the low pressure EGR cooler 33. Therefore, in this embodiment, when the operating state is high load and high rotation, and the opening degree ETHV of the exhaust throttle valve 11 is larger than the opening degree L1, the shutoff valve 51 is located upstream and downstream of the low pressure EGR passage 31. The exhaust communication passage 50 is blocked while communicating with the side.

したがって、遮断弁51で排気連通路50を遮断することによって、排気が排気通路4から排気連通路50を流れ低圧EGR通路31の途中から低圧EGR通路31に流れ込み低圧EGRクーラ33を迂回して吸気通路3へ流入することを阻止できる。このため、低圧EGRクーラ33を迂回させず、低圧EGRクーラ33の廃熱回収効率が低下することを防止できる。また、低圧EGRクーラ33を迂回した排気が吸気通路3へ流入しコンプレッサハウジング5aの温度が上昇してしまうことも防止できる。   Therefore, by shutting off the exhaust communication passage 50 with the shut-off valve 51, the exhaust gas flows from the exhaust passage 4 through the exhaust communication passage 50 and flows into the low pressure EGR passage 31 from the middle of the low pressure EGR passage 31, bypassing the low pressure EGR cooler 33 and taking in the air. Inflow to the passage 3 can be prevented. For this reason, it is possible to prevent the waste heat recovery efficiency of the low pressure EGR cooler 33 from being lowered without bypassing the low pressure EGR cooler 33. In addition, it is possible to prevent the exhaust that bypasses the low pressure EGR cooler 33 from flowing into the intake passage 3 and the temperature of the compressor housing 5a from rising.

次に、本実施例による機関冷却水の温度に応じた排気絞り弁11及び遮断弁51の制御のフローについて説明する。図8は、本実施例による機関冷却水の温度に応じた排気絞り弁11及び遮断弁51の制御のルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。また、本ルーチンを実行するECU12が、本発明の第3制御手段及び排気連通路遮断手段に相当する。   Next, the control flow of the exhaust throttle valve 11 and the shutoff valve 51 according to the temperature of the engine cooling water according to this embodiment will be described. FIG. 8 is a flowchart showing a routine for controlling the exhaust throttle valve 11 and the shutoff valve 51 according to the temperature of the engine cooling water according to this embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time. The ECU 12 that executes this routine corresponds to the third control means and the exhaust communication path blocking means of the present invention.

ステップS601では、ECU12は、冷却水温度センサ34を用いて機関冷却水の温度THWを検出する。   In step S601, the ECU 12 detects the engine coolant temperature THW using the coolant temperature sensor 34.

ステップS601から移行するステップS602では、ECU12は、機関冷却水の温度THWが温度T1以下か否かを判定する(THW≦T1?)。   In step S602, which proceeds from step S601, the ECU 12 determines whether or not the temperature THW of the engine cooling water is equal to or lower than the temperature T1 (THW ≦ T1?).

ステップS602において否定判定された場合には、ECU12は、ステップS608へ移行する。また、肯定判定された場合には、ステップS603へ移行する。   If a negative determination is made in step S602, the ECU 12 proceeds to step S608. If a positive determination is made, the process proceeds to step S603.

ステップS603では、ECU12は、クランクポジションセンサ15の出力値から機関回転数Neを算出すると共に内燃機関1の気筒2内へ噴射される燃料噴射量Qを算出する。   In step S <b> 603, the ECU 12 calculates the engine speed Ne from the output value of the crank position sensor 15 and calculates the fuel injection amount Q injected into the cylinder 2 of the internal combustion engine 1.

ステップS603から移行するステップS604では、ECU12は、マップh(Ne,Q)によって排気絞り弁11の開度ETHVを調整する。   In step S604, which proceeds from step S603, the ECU 12 adjusts the opening degree ETHV of the exhaust throttle valve 11 by using the map h (Ne, Q).

なお、マップh(Ne,Q)は、排気絞り弁11の開度、機関回転数Ne、及び燃料噴射量Qの3次元マップであり、予め実験等から求められたものであり、マップh(Ne,Q)に機関回転数Ne及び燃料噴射量Qを代入することにより排気絞り弁11の開度ETHVを求めることができるものである。そして、マップh(Ne,Q)は、機関回転数Ne及び燃料噴射量Qから運転状態を推定して、運転状態に応じて排気絞り弁11の開度を調整するものである。このため、運転状態が高負荷、高回転となると、排気絞り弁11の開度ETHVが小さくなる(開き側である)。   The map h (Ne, Q) is a three-dimensional map of the opening degree of the exhaust throttle valve 11, the engine speed Ne, and the fuel injection amount Q, and is obtained in advance through experiments or the like, and the map h ( The opening degree ETHV of the exhaust throttle valve 11 can be obtained by substituting the engine speed Ne and the fuel injection amount Q into Ne, Q). The map h (Ne, Q) estimates the operating state from the engine speed Ne and the fuel injection amount Q, and adjusts the opening of the exhaust throttle valve 11 according to the operating state. For this reason, when the operating state becomes a high load and a high rotation, the opening degree ETHV of the exhaust throttle valve 11 becomes small (open side).

ステップS604から移行するステップS605では、ECU12は、ステップS604で求めた排気絞り弁11の開度ETHVが開度L1よりも小さい(開き側である)か否かを判定する(ETHV<L1?)。   In step S605, which proceeds from step S604, the ECU 12 determines whether or not the opening degree ETHV of the exhaust throttle valve 11 obtained in step S604 is smaller (open side) than the opening degree L1 (ETHV <L1?). .

ここで、開度L1は、排気絞り弁11の開度がそれよりも小さい(開き側である)と、高負荷、高回転の運転状態で圧力損失を防止するために排気絞り弁11を大きく開弁している開度であり、実験等により予め定められた開度である。   Here, when the opening degree of the exhaust throttle valve 11 is smaller (open side) than the opening degree L1, the exhaust throttle valve 11 is made larger in order to prevent pressure loss in a high load and high rotation operation state. This is the opening degree that is opened, and is an opening degree that is determined in advance through experiments or the like.

ステップS605において否定判定された場合(開度L1以上の閉じ側である)には、ECU12は、ステップS606へ移行する。また、肯定判定された場合(開度L1よりも開き側である)には、ステップS607へ移行する。   If a negative determination is made in step S605 (the closing side is greater than the opening degree L1), the ECU 12 proceeds to step S606. On the other hand, if an affirmative determination is made (opener side than the opening degree L1), the process proceeds to step S607.

ステップS606では、ECU12は、遮断弁51で低圧EGR通路31の下流側を遮断して、低圧EGR通路31の上流側と排気連通路50とを連通する。   In step S <b> 606, the ECU 12 blocks the downstream side of the low-pressure EGR passage 31 with the shut-off valve 51 to connect the upstream side of the low-pressure EGR passage 31 and the exhaust communication passage 50.

これにより、排気通路4を流れる排気が低圧EGRクーラ33の配置された低圧EGR通路31の上流側に流入し、低圧EGRクーラ33を流れた排気が低圧EGR通路31の中途部から排気連通路50を流れ、再び排気通路4へ排出される。   As a result, the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 flows into the upstream side of the low pressure EGR passage 31 where the low pressure EGR cooler 33 is disposed, and the exhaust gas flowing through the low pressure EGR cooler 33 passes from the middle of the low pressure EGR passage 31 to the exhaust communication passage 50. And is discharged to the exhaust passage 4 again.

一方、ステップS607では、ECU12は、運転状態が高負荷、高回転と判断し、遮断弁51で排気連通路50を遮断して、低圧EGR通路31の上流側と下流側とを連通する。   On the other hand, in step S607, the ECU 12 determines that the operation state is high load and high rotation, and shuts off the exhaust communication passage 50 with the shut-off valve 51 to connect the upstream side and the downstream side of the low pressure EGR passage 31.

これにより、排気通路4を流れる排気が低圧EGRクーラ33の配置された低圧EGR通路31の上流側に流入し、低圧EGRクーラ33を流れた排気が低圧EGR通路31の下流側を流れ、吸気通路3へ排出される。   As a result, the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 flows into the upstream side of the low-pressure EGR passage 31 where the low-pressure EGR cooler 33 is disposed, and the exhaust gas flowing through the low-pressure EGR cooler 33 flows downstream of the low-pressure EGR passage 31. 3 is discharged.

また、遮断弁51で排気連通路50を遮断することにより、排気が排気通路4から排気連通路50を流れ低圧EGR通路31の途中から低圧EGR通路31に流れ込み低圧EGRクーラ33を迂回して吸気通路3へ流入することを阻止できる。   Further, by shutting off the exhaust communication passage 50 with the shut-off valve 51, the exhaust gas flows from the exhaust passage 4 through the exhaust communication passage 50 and flows into the low pressure EGR passage 31 from the middle of the low pressure EGR passage 31, bypassing the low pressure EGR cooler 33 and taking in the air. Inflow to the passage 3 can be prevented.

一方、ステップS608では、ECU12は、機関冷却水が暖まっているので、排気絞
り弁11の開度を全開とすると共に、遮断弁51で排気連通路50を遮断して、低圧EGR通路31の上流側と低圧EGR通路31の下流側とを連通し、内燃機関1は通常のEGR運転を行う。
On the other hand, in step S608, since the engine coolant is warmed, the ECU 12 fully opens the opening of the exhaust throttle valve 11, shuts off the exhaust communication passage 50 with the shutoff valve 51, and upstream of the low pressure EGR passage 31. And the downstream side of the low pressure EGR passage 31 communicate with each other, and the internal combustion engine 1 performs normal EGR operation.

本ステップにおいても、遮断弁51で排気連通路50を遮断することにより、排気が排気通路4から排気連通路50を流れ低圧EGR通路31の途中から低圧EGR通路31に流れ込み低圧EGRクーラ33を迂回して吸気通路3へ流入することを阻止できる。   Also in this step, by shutting off the exhaust communication passage 50 with the shut-off valve 51, the exhaust gas flows from the exhaust passage 4 through the exhaust communication passage 50 to the low pressure EGR passage 31 from the middle of the low pressure EGR passage 31, and bypasses the low pressure EGR cooler 33. Thus, it is possible to prevent the air from flowing into the intake passage 3.

以上のように、排気連通路50を備え、機関冷却水の温度に応じて、排気絞り弁11及び遮断弁51を制御することにより、低圧EGRクーラ33で排気からの廃熱を機関冷却水に回収でき、機関冷却水を暖めることで内燃機関1の暖機を促進できる。   As described above, the exhaust communication passage 50 is provided, and the exhaust throttle valve 11 and the shutoff valve 51 are controlled according to the temperature of the engine cooling water, whereby the waste heat from the exhaust gas is converted into the engine cooling water by the low pressure EGR cooler 33. The engine cooling water can be warmed up and the warm-up of the internal combustion engine 1 can be promoted.

本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。   The exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention.

実施例1に係る内燃機関とその吸・排気系を示す図である。1 is a diagram illustrating an internal combustion engine and an intake / exhaust system thereof according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係る機関冷却水の温度に応じた排気絞り弁、低圧EGR弁及び高圧EGR弁の制御のルーチンを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a routine for controlling an exhaust throttle valve, a low pressure EGR valve, and a high pressure EGR valve according to the temperature of engine cooling water according to the first embodiment. 実施例1に係る排気絞り弁の開度を調整するサブルーチンを示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a subroutine for adjusting the opening of the exhaust throttle valve according to the first embodiment. 実施例2に係る機関冷却水の温度に応じた排気絞り弁、低圧EGR弁及び高圧EGR弁の制御のルーチンを示すフローチャートである。7 is a flowchart illustrating a routine for controlling an exhaust throttle valve, a low pressure EGR valve, and a high pressure EGR valve according to the temperature of engine cooling water according to a second embodiment. 実施例3に係る内燃機関とその吸・排気系を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an internal combustion engine and an intake / exhaust system thereof according to a third embodiment. 実施例3に係る機関冷却水の温度に応じた排気絞り弁、低圧EGR弁、高圧EGR弁及び遮断弁の制御のルーチンを示すフローチャートである。12 is a flowchart showing a routine for controlling an exhaust throttle valve, a low pressure EGR valve, a high pressure EGR valve, and a shutoff valve according to the temperature of engine cooling water according to a third embodiment. 実施例4に係る機関冷却水の温度に応じた排気絞り弁、低圧EGR弁、高圧EGR弁及び遮断弁の制御のルーチンを示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a routine for controlling an exhaust throttle valve, a low pressure EGR valve, a high pressure EGR valve, and a shutoff valve according to the temperature of engine cooling water according to a fourth embodiment. 実施例5に係る機関冷却水の温度に応じた排気絞り弁及び遮断弁の制御のルーチンを示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a routine for controlling an exhaust throttle valve and a shutoff valve according to the temperature of engine cooling water according to a fifth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
2 気筒
3 吸気通路
4 排気通路
5 ターボチャージャ
5a コンプレッサハウジング
5b タービンハウジング
6 スロットル弁
7 エアフローメータ
8 インタークーラ
9 スロットル弁
10 フィルタ
11 排気絞り弁
12 ECU
13 アクセルペダル
14 アクセル開度センサ
15 クランクポジションセンサ
16 排気温度センサ
30 低圧EGR装置
31 低圧EGR通路
32 低圧EGR弁
33 低圧EGRクーラ
34 冷却水温度センサ
40 高圧EGR装置
41 高圧EGR通路
42 高圧EGR弁
50 排気連通路
51 遮断弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Cylinder 3 Intake passage 4 Exhaust passage 5 Turbocharger 5a Compressor housing 5b Turbine housing 6 Throttle valve 7 Air flow meter 8 Intercooler 9 Throttle valve 10 Filter 11 Exhaust throttle valve 12 ECU
13 Accelerator pedal 14 Accelerator opening sensor 15 Crank position sensor 16 Exhaust temperature sensor 30 Low pressure EGR device 31 Low pressure EGR passage 32 Low pressure EGR valve 33 Low pressure EGR cooler 34 Cooling water temperature sensor 40 High pressure EGR device 41 High pressure EGR passage 42 High pressure EGR valve 50 Exhaust communication passage 51 Shut-off valve

Claims (5)

内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び内燃機関の吸気通路に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンよりも下流の排気通路に配置された排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒よりも下流の排気通路から排気の一部を低圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも上流の吸気通路へ低圧EGRガスを還流させる低圧EGR通路と、
前記低圧EGR通路に配置され、低圧EGRガス量を調節する低圧EGR弁と、
前記低圧EGR弁よりも上流の低圧EGR通路に配置され、機関冷却水を用いて低圧EGRガスを冷却する低圧EGRクーラと、
前記低圧EGR通路との接続部位よりも下流の排気通路に配置される排気絞り弁と、
前記低圧EGRクーラと前記低圧EGR弁との間の前記低圧EGR通路に一端が接続され、前記排気絞り弁よりも下流の排気通路に他端が接続された排気連通路と、
前記タービンよりも上流の排気通路から排気の一部を高圧EGRガスとして取り込み前記コンプレッサよりも下流の吸気通路へ高圧EGRガスを還流させる高圧EGR通路と、
前記高圧EGR通路に配置され、高圧EGRガス量を調節する高圧EGR弁と、
前記機関冷却水が所定温度以下の場合には、前記排気絞り弁を閉じ側に制御すると共に前記低圧EGR弁を閉じ側に制御しつつ前記高圧EGR弁を開き側に制御する第2制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
A turbocharger having a turbine disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine and a compressor disposed in an intake passage of the internal combustion engine;
An exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage downstream of the turbine;
A low pressure EGR passage that takes in a part of exhaust gas as a low pressure EGR gas from an exhaust passage downstream of the exhaust purification catalyst and recirculates the low pressure EGR gas to an intake passage upstream of the compressor;
A low pressure EGR valve that is disposed in the low pressure EGR passage and adjusts the amount of low pressure EGR gas;
A low-pressure EGR cooler that is disposed in a low-pressure EGR passage upstream of the low-pressure EGR valve and cools the low-pressure EGR gas using engine cooling water;
An exhaust throttle valve disposed in an exhaust passage downstream of a connection portion with the low pressure EGR passage;
An exhaust communication passage having one end connected to the low pressure EGR passage between the low pressure EGR cooler and the low pressure EGR valve, and the other end connected to an exhaust passage downstream of the exhaust throttle valve;
A high-pressure EGR passage that takes a part of exhaust gas as a high-pressure EGR gas from an exhaust passage upstream of the turbine and recirculates the high-pressure EGR gas to an intake passage downstream of the compressor;
A high pressure EGR valve that is disposed in the high pressure EGR passage and adjusts the amount of high pressure EGR gas;
Second control means for controlling the exhaust throttle valve to the closed side and controlling the high pressure EGR valve to the open side while controlling the low pressure EGR valve to the closed side when the engine cooling water is below a predetermined temperature; ,
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.
前記排気連通路を遮断可能な遮断弁を備えたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気還流装置。 The exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a shutoff valve capable of shutting off the exhaust communication path. 運転状態が高負荷、高回転であり、前記排気絞り弁を開き側に制御する場合には、前記遮断弁によって前記排気連通路を遮断する排気連通路遮断手段を備えたことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の排気還流装置。 An exhaust communication passage blocking means for blocking the exhaust communication passage by the shut-off valve is provided when the operating state is high load and high rotation and the exhaust throttle valve is controlled to open. Item 3. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to Item 2 . 前記遮断弁は、前記低圧EGRクーラの配置された部分よりも下流の前記低圧EGR通路と前記排気連通路との接続部分に配置され、前記低圧EGR通路の上流側と下流側とを疎通しつつ前記排気連通路を遮断可能であると共に、前記低圧EGR通路の上流側と前記
排気連通路とを疎通しつつ前記低圧EGR通路の下流側を遮断可能であることを特徴とする請求項2又は3に記載の内燃機関の排気還流装置。
The shut-off valve is disposed at a connection portion between the low pressure EGR passage and the exhaust communication passage downstream of a portion where the low pressure EGR cooler is disposed, and communicates the upstream side and the downstream side of the low pressure EGR passage. together with the possible blocking the exhaust communication passages, according to claim 2 or 3, characterized in that the downstream can be interrupted in the low pressure EGR passage while communication with said exhaust communication passages and the upstream side of the low-pressure EGR passage 2. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to 1.
前記排気の温度が前記機関冷却水の温度よりも低い場合には、前記低圧EGRクーラへの排気の流入を禁止させる排気流入禁止手段を備えたことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の内燃機関の排気還流装置。 Wherein when the temperature of the exhaust gas is lower than the temperature of the engine cooling water, claim 1-4, characterized in that an exhaust inlet prohibiting means for prohibiting the flow of exhaust gas into the low-pressure EGR cooler 2. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to item 1.
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