JP5803397B2 - EGR device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載された内燃機関のＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation排出ガス再循環）装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas recirculation (EGR) device for an internal combustion engine mounted on a vehicle.

車両用内燃機関の排気浄化性能に対する要求の高度化に伴って、ＮＯｘ低減に効果的な排出ガス再循環を行うＥＧＲ装置を搭載した内燃機関が普及してきている。近年では、ＥＧＲ装置の効果として、ＮＯｘ低減に加え、ポンピングロスの低下による燃費向上が着目されている。   Along with the increasing demand for exhaust purification performance of internal combustion engines for vehicles, internal combustion engines equipped with an EGR device that performs exhaust gas recirculation that is effective in reducing NOx have become widespread. In recent years, as an effect of the EGR device, in addition to NOx reduction, attention has been focused on fuel efficiency improvement due to a reduction in pumping loss.

ＥＧＲ装置としては、従来から普及しているＨＰＬ（High Pressure Loop）−ＥＧＲ装置と、近年普及しているＬＰＬ（Low Pressure Loop）−ＥＧＲ装置とが挙げられる。ＨＰＬ−ＥＧＲ装置は、燃焼室から排出された直後の高温の排出ガスの一部を、燃焼室に供給される直前の吸気装置に還流させるものとなっている。ＬＰＬ−ＥＧＲ装置は、後処理触媒を通過した後の比較的低温の排出ガスの一部を、ターボ過給機のコンプレッサより上流側の吸気装置に還流させるものとなっている。   Examples of the EGR device include a conventionally used HPL (High Pressure Loop) -EGR device and a recently popular LPL (Low Pressure Loop) -EGR device. The HPL-EGR device recirculates a part of the high-temperature exhaust gas immediately after being discharged from the combustion chamber to the intake device immediately before being supplied to the combustion chamber. The LPL-EGR device recirculates a part of the relatively low temperature exhaust gas that has passed through the aftertreatment catalyst to the intake device upstream of the compressor of the turbocharger.

ここで、ＥＧＲ装置から高温の排出ガスが多量に排出されて吸気に混合されると、吸気充填効率が低下して内燃機関の出力が下がってしまうおそれがある。このため、再循環される排出ガスの温度を下げるＥＧＲクーラが多用されている。   Here, if a large amount of high-temperature exhaust gas is discharged from the EGR device and mixed with the intake air, the intake charging efficiency may decrease and the output of the internal combustion engine may decrease. For this reason, EGR coolers that reduce the temperature of the recirculated exhaust gas are frequently used.

ＥＧＲクーラは、一般に、ケース内にステンレス製の冷却管を設けて構成される。そして、冷却管の内部に排気再循環される排出ガスを流通させるとともに、冷却管の外部に冷却水を流通させる。そして、冷却管の壁部を介在して排出ガスと冷却水との間で熱交換が行われ、これにより吸気側に再循環される排出ガスが冷却されるようになっている。   The EGR cooler is generally configured by providing a stainless steel cooling pipe in a case. Then, the exhaust gas recirculated through the exhaust pipe is circulated inside the cooling pipe, and the cooling water is circulated outside the cooling pipe. Then, heat exchange is performed between the exhaust gas and the cooling water through the wall of the cooling pipe, whereby the exhaust gas recirculated to the intake side is cooled.

排出ガスは、水蒸気（Ｈ２Ｏ）および炭酸ガス（ＣＯ２）を多く含み、その他に亜硫酸ガス（ＳＯ２）や窒素酸化物（ＮＯｘ）などを含んでいる。冷却管において高温の排出ガスが冷却されることにより、排出ガス中の水蒸気が凝縮されて凝縮水となり冷却管の内壁部に付着することがある。 The exhaust gas contains a lot of water vapor (H 2 O) and carbon dioxide gas (CO 2 ), and also contains sulfurous acid gas (SO 2 ), nitrogen oxides (NO x ), and the like. When the high-temperature exhaust gas is cooled in the cooling pipe, the water vapor in the exhaust gas may be condensed to become condensed water and adhere to the inner wall portion of the cooling pipe.

内壁部に付着した凝縮水に亜硫酸ガスが溶解すると、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）や無水硫酸（ＳＯ３）が生成される。あるいは、内壁部に付着した凝縮水に窒素酸化物が溶解すると、硝酸（ＮＨＯ３）が生成される。 When sulfurous acid gas is dissolved in the condensed water adhering to the inner wall, sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and sulfuric anhydride (SO 3 ) are generated. Alternatively, nitric acid (NHO 3 ) is generated when nitrogen oxides are dissolved in the condensed water adhering to the inner wall.

また、内燃機関の燃料の１つであるガソリンには原則として塩素（Ｃｌ２）は含まれないものの、国や地域によってはガソリンに塩素が含まれている場合がある。また、エンジンオイルや大気には塩素が含まれる。このため、ガソリンやエンジンオイルや大気の塩素は内燃機関の燃焼室では化学変化を起こさずに排出ガス中に残留し、これにより排出ガス中に塩素が含まれていることがある。そして、ＥＧＲクーラにおいて排出ガス中の塩素が凝縮水に溶解した場合は、塩酸（ＨＣｌ）が生成される。 Further, although gasoline (Cl 2 ) is not contained in principle in gasoline which is one of the fuels of internal combustion engines, there are cases where gasoline is contained in chlorine depending on the country or region. Engine oil and air contain chlorine. For this reason, gasoline, engine oil, and atmospheric chlorine remain in the exhaust gas without causing a chemical change in the combustion chamber of the internal combustion engine, which may contain chlorine in the exhaust gas. When chlorine in the exhaust gas is dissolved in the condensed water in the EGR cooler, hydrochloric acid (HCl) is generated.

これら硫酸、硝酸および塩酸のような強酸性の凝縮水が冷却管の内壁部に付着することにより、冷却管の内壁部が腐食されるおそれがある。   The strongly acidic condensate such as sulfuric acid, nitric acid and hydrochloric acid adheres to the inner wall portion of the cooling pipe, which may corrode the inner wall portion of the cooling pipe.

凝縮水による冷却管の腐食を防止するために、凝縮水排出機能を有するＬＰＬ−ＥＧＲ装置を搭載した内燃機関が開発されている（例えば、特許文献１参照）。例えば、図７に示すように、この内燃機関２００は、エンジン本体２０１と、吸気装置２０２と、排気装置２０３と、ターボ過給機２０４と、ＥＧＲ装置２０５とを備えている。   In order to prevent corrosion of the cooling pipe due to condensed water, an internal combustion engine equipped with an LPL-EGR device having a condensed water discharge function has been developed (for example, see Patent Document 1). For example, as shown in FIG. 7, the internal combustion engine 200 includes an engine body 201, an intake device 202, an exhaust device 203, a turbocharger 204, and an EGR device 205.

エンジン本体２０１は、複数のシリンダ２１０と、ウォータジャケット（図示せず）とを有している。吸気装置２０２は、吸気管２２０と、エアクリーナ２２１と、インタークーラ２２２と、スロットルバルブ２２３と、吸気マニホールド２２４とを含んで構成されている。吸気装置２０２は、吸入空気（実線矢印で示す）を外部からシリンダ２１０に取り込むようになっている。   The engine body 201 has a plurality of cylinders 210 and a water jacket (not shown). The intake device 202 includes an intake pipe 220, an air cleaner 221, an intercooler 222, a throttle valve 223, and an intake manifold 224. The intake device 202 is configured to take in intake air (indicated by solid line arrows) into the cylinder 210 from the outside.

排気装置２０３は、排気マニホールド２３０と、排気管２３１と、触媒コンバータ２３２と、排気絞り弁２３３とを含んで構成されている。排気装置２０３は、排出ガス（破線矢印で示す）をシリンダ２１０から外部に排出するようになっている。ターボ過給機２０４は、吸入空気コンプレッサ２４０および排気タービン２４１を含んで構成されている。   The exhaust device 203 includes an exhaust manifold 230, an exhaust pipe 231, a catalytic converter 232, and an exhaust throttle valve 233. The exhaust device 203 exhausts exhaust gas (indicated by broken line arrows) from the cylinder 210 to the outside. The turbocharger 204 includes an intake air compressor 240 and an exhaust turbine 241.

ＥＧＲ装置２０５は、上流管２５０と、ＥＧＲクーラ２５１と、中間管２５２と、ＥＧＲバルブ２５３と、下流管２５４と、連通管２５５とを含んで構成されている。上流管２５０は、排気装置２０３の触媒コンバータ２３２と排気絞り弁２３３との間に連結されている。また、下流管２５４は、吸気装置２０２のエアクリーナ２２１と吸入空気コンプレッサ２４０との間に連結されている。連通管２５５は、中間管２５２と、排気絞り弁２３３の下流側の排気管２３１との間に連結されている。   The EGR device 205 includes an upstream pipe 250, an EGR cooler 251, an intermediate pipe 252, an EGR valve 253, a downstream pipe 254, and a communication pipe 255. The upstream pipe 250 is connected between the catalytic converter 232 and the exhaust throttle valve 233 of the exhaust device 203. Further, the downstream pipe 254 is connected between the air cleaner 221 of the intake device 202 and the intake air compressor 240. The communication pipe 255 is connected between the intermediate pipe 252 and the exhaust pipe 231 on the downstream side of the exhaust throttle valve 233.

ＥＧＲクーラ２５１は、ステンレス製の冷却管の内部に排出ガスを流通させるとともに、冷却管の外部に冷却水を流通させる。これにより、冷却管の壁部を介して排出ガスを冷却水により冷却するようになっている。   The EGR cooler 251 circulates exhaust gas inside a stainless steel cooling pipe and circulates cooling water outside the cooling pipe. Thus, the exhaust gas is cooled by the cooling water through the wall portion of the cooling pipe.

このＥＧＲ装置２０５では、所定のタイミングで、ＥＧＲバルブ２５３および排気絞り弁２３３を閉塞する。これにより、排気管２３１からの排出ガスは、上流管２５０からＥＧＲクーラ２５１および中間管２５２に流入する。そして、排出ガスは連通管２５５から排気管２３１に排出される。この排出ガスの排出に伴い、中間管２５２に貯留していた凝縮水が排気管２３１に排出されるようになる。よって、凝縮水によるＥＧＲクーラ２５１や中間管２５２などの腐食を防止することができる。   In the EGR device 205, the EGR valve 253 and the exhaust throttle valve 233 are closed at a predetermined timing. As a result, the exhaust gas from the exhaust pipe 231 flows from the upstream pipe 250 into the EGR cooler 251 and the intermediate pipe 252. Then, the exhaust gas is exhausted from the communication pipe 255 to the exhaust pipe 231. As the exhaust gas is discharged, the condensed water stored in the intermediate pipe 252 is discharged to the exhaust pipe 231. Therefore, corrosion of the EGR cooler 251 and the intermediate pipe 252 due to condensed water can be prevented.

特開２００８−２３５１号公報JP 2008-2351 A

しかしながら、上述のような従来のＥＧＲ装置２０５にあっては、ＥＧＲクーラ２５１の冷却管はステンレスのみから構成されるとともに、凝縮水を排出する構成を有してはいるものの凝縮水の発生を抑える構成を有していない。このため、特に暖機運転時などの冷間時には、ＥＧＲクーラ２５１において凝縮水が発生してしまう場合がある。凝縮水が発生した場合は、凝縮水が蒸発したり、あるいは連通管２５５を経て排出されるまでは、凝縮水がＥＧＲクーラ２５１の冷却管や中間管２５２などに流通してしまうという問題がある。   However, in the conventional EGR device 205 as described above, the cooling pipe of the EGR cooler 251 is made of only stainless steel and has a configuration for discharging condensed water, but suppresses the generation of condensed water. Does not have a configuration. For this reason, condensate water may be generated in the EGR cooler 251 particularly during cold operation such as during warm-up operation. When condensed water is generated, there is a problem that the condensed water circulates in the cooling pipe or the intermediate pipe 252 of the EGR cooler 251 until the condensed water evaporates or is discharged through the communication pipe 255. .

これを解決するために、近年開発されているセラミック製の熱交換部材をＥＧＲクーラの冷却管として利用することも考えられる。この場合、セラミックは強酸に対して高い耐食性を有することから、例えば暖機運転時にＥＧＲクーラにおいて凝縮水が発生しても、ＥＧＲクーラの冷却管は腐食しにくくなる。   In order to solve this problem, it is conceivable to use a ceramic heat exchange member developed in recent years as a cooling pipe of an EGR cooler. In this case, since the ceramic has high corrosion resistance against strong acids, for example, even if condensed water is generated in the EGR cooler during warm-up operation, the cooling pipe of the EGR cooler is hardly corroded.

しかしながら、セラミックは耐食性は高いものの、靱性が低いためにステンレスに比べて加工性が低い。このため、セラミック製の冷却管は、ステンレス製の冷却管に比べて冷却管の構造を複雑にするのは困難になってしまう。例えば、ステンレス製の冷却管では、蛇行した形状にしたりフィンを設けて複雑な形状にすることは比較的容易であるのに対して、セラミック製の冷却管では、例えばハニカム形状などの比較的単純な構造にしなければならないという制約がある。   However, although ceramic has high corrosion resistance, it has low workability compared to stainless steel due to low toughness. For this reason, it becomes difficult for the ceramic cooling pipe to make the structure of the cooling pipe complicated compared to the stainless steel cooling pipe. For example, in a stainless steel cooling pipe, it is relatively easy to make a meandering shape or to provide a complicated shape by providing fins, whereas in a ceramic cooling pipe, for example, a honeycomb shape is relatively simple. There is a restriction that it must be a simple structure.

これにより、セラミック製の冷却管を備えたＥＧＲクーラは、ステンレス製の冷却管を備えたＥＧＲクーラに比べて排出ガスや冷却水に乱流が発生しにくく、排出ガスの冷却効率が下がってしまう。よって、セラミック製の冷却管を備えたＥＧＲクーラによりステンレス製の冷却管を備えたＥＧＲクーラと同等の冷却性能を得るためには、セラミック製の冷却管を備えたＥＧＲクーラをステンレス製の冷却管を備えたＥＧＲクーラよりも大型化しなければならない。   As a result, the EGR cooler provided with the ceramic cooling pipe is less likely to generate turbulence in the exhaust gas and the cooling water than the EGR cooler provided with the stainless steel cooling pipe, and the cooling efficiency of the exhaust gas is reduced. . Therefore, in order to obtain the same cooling performance as the EGR cooler having the stainless steel cooling pipe by the EGR cooler having the ceramic cooling pipe, the EGR cooler having the ceramic cooling pipe is replaced with the stainless steel cooling pipe. It must be larger than the EGR cooler with

また、上述したＥＧＲクーラはＬＰＬ−ＥＧＲ装置において用いるＥＧＲクーラについて説明したが、ＨＰＬ−ＥＧＲ装置において用いるＥＧＲクーラについても同様に、凝縮水発生に関する問題があり得る。   Moreover, although the EGR cooler mentioned above demonstrated the EGR cooler used in an LPL-EGR apparatus, the EGR cooler used in an HPL-EGR apparatus may have the problem regarding condensed water generation | occurrence | production similarly.

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、ＥＧＲクーラを大型化することなく、凝縮水による腐食を抑えることのできる内燃機関のＥＧＲ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an EGR device for an internal combustion engine that can suppress corrosion due to condensed water without increasing the size of an EGR cooler. And

本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置は、上記目的達成のため、（１）内燃機関の排気装置と吸気装置とを連結するＥＧＲ管を備え、前記排気装置を流通する排出ガスの一部を前記ＥＧＲ管に流通させることにより前記吸気装置に帰還させる内燃機関のＥＧＲ装置において、前記ＥＧＲ管に設けられるとともに、前記ＥＧＲ管を流通する前記排出ガスと冷却水との熱交換により前記排出ガスを冷却するセラミック製の冷却手段を有し、前記排出ガスに発生する凝縮水を貯留する第１のＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲ管に設けられるとともに、前記ＥＧＲ管を流通する前記排出ガスと冷却水との熱交換により前記排出ガスを冷却する金属製の冷却手段を有する第２のＥＧＲクーラと、前記冷却水の水温が所定温度より低い場合に、前記第１のＥＧＲクーラに優先的に前記排出ガスを導入する排出ガス導入手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an EGR device for an internal combustion engine according to the present invention includes (1) an EGR pipe that connects an exhaust device and an intake device of the internal combustion engine, and a part of the exhaust gas flowing through the exhaust device is In an EGR device of an internal combustion engine that returns to the intake device by flowing through an EGR pipe, the exhaust gas is provided in the EGR pipe and cools the exhaust gas by heat exchange between the exhaust gas flowing through the EGR pipe and cooling water. to have a ceramic cooling means, a first EGR cooler for storing condensed water generated in the exhaust gas is provided in an the EGR pipe, the cooling water and the exhaust gas flowing through the EGR pipe A second EGR cooler having a metal cooling means for cooling the exhaust gas by heat exchange, and the first EGR when the coolant temperature is lower than a predetermined temperature. Characterized in that it comprises an exhaust gas introduction means for introducing preferentially the exhaust gas over la, the.

この構成により、冷却水の水温が所定温度より低く第１のＥＧＲクーラおよび第２のＥＧＲクーラを流通する排出ガスに凝縮水が発生し得る場合に、排出ガス導入手段により第１のＥＧＲクーラに優先的に前記排出ガスが導入される。第１のＥＧＲクーラの冷却手段はセラミック製であるので、第１のＥＧＲクーラの冷却手段において強酸性の凝縮水が発生した場合でも第１のＥＧＲクーラの冷却手段の腐食を抑制することができる。   With this configuration, when the water temperature of the cooling water is lower than a predetermined temperature and condensed water can be generated in the exhaust gas flowing through the first EGR cooler and the second EGR cooler, the exhaust gas introduction means causes the first EGR cooler to The exhaust gas is preferentially introduced. Since the cooling means of the first EGR cooler is made of ceramic, corrosion of the cooling means of the first EGR cooler can be suppressed even when strongly acidic condensed water is generated in the cooling means of the first EGR cooler. .

また、冷却水の水温が所定温度より低い場合は、第２のＥＧＲクーラの排出ガスの流量が第１のＥＧＲクーラの排出ガスの流量に比べて少なくなるので、第２のＥＧＲクーラの冷却手段での凝縮水の発生量を低減することができる。これにより、第２のＥＧＲクーラの金属製の冷却手段の腐食を最小限に抑えることができる。   Further, when the coolant temperature is lower than the predetermined temperature, the flow rate of the exhaust gas from the second EGR cooler is smaller than the flow rate of the exhaust gas from the first EGR cooler, so that the cooling means for the second EGR cooler The amount of condensed water generated at the can be reduced. Thereby, corrosion of the metal cooling means of the second EGR cooler can be minimized.

上記（１）に記載の内燃機関のＥＧＲ装置においては、（２）前記排出ガス導入手段は、前記第１のＥＧＲクーラを上流側にするとともに前記第２のＥＧＲクーラを下流側にする直列の配置であることが好ましい。   In the EGR device for an internal combustion engine according to the above (1), (2) the exhaust gas introducing means is a series of the first EGR cooler on the upstream side and the second EGR cooler on the downstream side. An arrangement is preferred.

この構成により、第１のＥＧＲクーラは第２のＥＧＲクーラの上流側に配置されているので、少なくとも冷却水の水温が所定温度より低い場合に、排出ガスは第２のＥＧＲクーラよりも第１のＥＧＲクーラに優先的に導入されるようになる。   With this configuration, since the first EGR cooler is arranged upstream of the second EGR cooler, the exhaust gas is first in the first EGR cooler than the second EGR cooler at least when the coolant temperature is lower than a predetermined temperature. Will be preferentially introduced to the EGR cooler.

これにより、第２のＥＧＲクーラは第１のＥＧＲクーラの下流側に配置されているので、ＥＧＲ装置に流入された排出ガスは最初に第１のＥＧＲクーラにより冷却される。排出ガスは第１のＥＧＲクーラで冷却されることにより、第１のＥＧＲクーラにおいて凝縮水が発生する場合がある。この場合、第１のＥＧＲクーラから排出された排出ガスの含有水分が低減するので、その排出ガスが第２のＥＧＲクーラに流入されたときに第２のＥＧＲクーラで凝縮水が発生することを抑制できる。また、ＥＧＲ装置から排出される排出ガスの含有水分が低減することにより、吸気装置において排出ガスが吸入空気に混合した際に、凝縮水の発生を抑えることができる。   Accordingly, since the second EGR cooler is disposed on the downstream side of the first EGR cooler, the exhaust gas flowing into the EGR device is first cooled by the first EGR cooler. As the exhaust gas is cooled by the first EGR cooler, condensed water may be generated in the first EGR cooler. In this case, the moisture content of the exhaust gas discharged from the first EGR cooler is reduced, so that when the exhaust gas flows into the second EGR cooler, condensed water is generated in the second EGR cooler. Can be suppressed. Further, since the moisture content of the exhaust gas discharged from the EGR device is reduced, the generation of condensed water can be suppressed when the exhaust gas is mixed with the intake air in the intake device.

また、ＥＧＲバルブを閉塞した場合、排気脈動により排出ガスが排気装置からＥＧＲ管に流入することがあるが、第１のＥＧＲクーラが第２のＥＧＲクーラの上流側に配置されているので、排出ガスは第１のＥＧＲクーラに優先的に流入する。これにより、第２のＥＧＲクーラでの凝縮水の発生を抑えることができる。   Further, when the EGR valve is closed, exhaust gas may flow into the EGR pipe from the exhaust system due to exhaust pulsation, but the first EGR cooler is disposed upstream of the second EGR cooler, The gas flows preferentially into the first EGR cooler. Thereby, generation | occurrence | production of the condensed water in a 2nd EGR cooler can be suppressed.

上記（１）または（２）に記載の内燃機関のＥＧＲ装置においては、（３）前記所定温度は、前記第２のＥＧＲクーラの前記冷却手段を前記排出ガスが流通する際に前記冷却水と熱交換して冷却されることにより、前記排出ガスに凝縮水が発生し得る温度であることが好ましい。   In the EGR device for an internal combustion engine according to the above (1) or (2), (3) the predetermined temperature is equal to the cooling water when the exhaust gas flows through the cooling means of the second EGR cooler. The temperature is preferably such that condensed water can be generated in the exhaust gas by cooling by heat exchange.

この構成により、冷却水の水温が所定温度より低い場合は、第２のＥＧＲクーラの排出ガスの流量が第１のＥＧＲクーラの排出ガスの流量に比べて少なくなるので、第２のＥＧＲクーラの冷却手段での凝縮水の発生量を低減することができる。これにより、第２のＥＧＲクーラの金属製の冷却手段の腐食を最小限に抑えることができる。   With this configuration, when the coolant temperature is lower than the predetermined temperature, the flow rate of the exhaust gas from the second EGR cooler is smaller than the flow rate of the exhaust gas from the first EGR cooler. The amount of condensed water generated in the cooling means can be reduced. Thereby, corrosion of the metal cooling means of the second EGR cooler can be minimized.

上記（１）に記載の内燃機関のＥＧＲ装置においては、（４）前記排出ガス導入手段は、前記第１のＥＧＲクーラおよび前記第２のＥＧＲクーラの使用状態を、前記第１のＥＧＲクーラのみを使用する暖機モードと、少なくとも前記第２のＥＧＲクーラを使用する通常モードとに切り換え可能であるとともに、前記第２のＥＧＲクーラに流入される前記排出ガスの温度および流量ならびに前記第２のＥＧＲクーラに流入される前記冷却水の温度および流量が、前記第２のＥＧＲクーラの前記冷却手段を流通する前記排出ガスに凝縮水を発生させ得る値であることを条件に、前記使用状態を前記暖機モードに切り換える切換手段であることが好ましい。ここで、第１のＥＧＲクーラの「使用」とは、第１のＥＧＲクーラに排出ガスおよび冷却水を供給して、排出ガスおよび冷却水の間で熱交換することを意味する。また、第２のＥＧＲクーラについても同様である。   In the EGR device for an internal combustion engine according to the above (1), (4) the exhaust gas introduction means sets the usage state of the first EGR cooler and the second EGR cooler only to the first EGR cooler. And a normal mode using at least the second EGR cooler, and the temperature and flow rate of the exhaust gas flowing into the second EGR cooler and the second mode The condition of use is defined on the condition that the temperature and flow rate of the cooling water flowing into the EGR cooler are values that can generate condensed water in the exhaust gas flowing through the cooling means of the second EGR cooler. Switching means for switching to the warm-up mode is preferable. Here, “use” of the first EGR cooler means supplying exhaust gas and cooling water to the first EGR cooler and exchanging heat between the exhaust gas and cooling water. The same applies to the second EGR cooler.

内燃機関の暖機運転時では、第２のＥＧＲクーラに流入される排出ガスの温度および流量ならびに第２のＥＧＲクーラに流入される冷却水の温度および流量が凝縮水を発生させ得る値になる場合がある。この場合、本発明の構成によれば、切換手段が第１のＥＧＲクーラおよび第２のＥＧＲクーラの使用状態を暖機モードに切り換える。暖機モードでは、第１のＥＧＲクーラが使用されるのに対して、第２のＥＧＲクーラは使用されないようになる。   During the warm-up operation of the internal combustion engine, the temperature and flow rate of the exhaust gas flowing into the second EGR cooler and the temperature and flow rate of the cooling water flowing into the second EGR cooler are values that can generate condensed water. There is a case. In this case, according to the configuration of the present invention, the switching means switches the use state of the first EGR cooler and the second EGR cooler to the warm-up mode. In the warm-up mode, the first EGR cooler is used while the second EGR cooler is not used.

これにより、暖機モードでは、第２のＥＧＲクーラは使用されないので、第２のＥＧＲクーラの冷却手段を流通する排出ガスに凝縮水が発生することを抑制でき、第２のＥＧＲクーラの冷却手段の凝縮水による腐食を抑えることができる。また、暖機モードでは第１のＥＧＲクーラが使用されるので、第１のＥＧＲクーラの冷却手段を流通する冷却水が排出ガスにより加熱される。よって、暖機運転時のようにエンジン本体が低温の時でも、エンジン本体を流通する冷却水により加熱することができるようになる。   Thereby, in the warm-up mode, the second EGR cooler is not used, so that it is possible to suppress the generation of condensed water in the exhaust gas flowing through the cooling means of the second EGR cooler, and the cooling means of the second EGR cooler Corrosion due to condensed water can be suppressed. Further, since the first EGR cooler is used in the warm-up mode, the cooling water flowing through the cooling means of the first EGR cooler is heated by the exhaust gas. Therefore, even when the engine body is at a low temperature as in the warm-up operation, the engine can be heated by the cooling water flowing through the engine body.

一方、暖機運転後の通常の運転時には、第２のＥＧＲクーラに流入される排出ガスの温度および流量ならびに第２のＥＧＲクーラに流入される冷却水の温度および流量が凝縮水を発生させない値になる。この場合、切換手段が第１のＥＧＲクーラおよび第２のＥＧＲクーラの使用状態を通常モードに切り換える。通常モードでは、少なくとも第２のＥＧＲクーラが使用されるようになる。   On the other hand, during normal operation after warm-up operation, the temperature and flow rate of the exhaust gas flowing into the second EGR cooler and the temperature and flow rate of the cooling water flowing into the second EGR cooler are values that do not generate condensed water. become. In this case, the switching means switches the usage state of the first EGR cooler and the second EGR cooler to the normal mode. In the normal mode, at least the second EGR cooler is used.

第２のＥＧＲクーラの冷却手段は金属製であるので、第１のＥＧＲクーラの冷却手段のようにセラミック製である場合に比べて、高い加工性を有する。このため、複雑な形状の冷却手段を安価に作製することができるようになる。これにより、冷却手段の形状を複雑にすることによって、排出ガスと冷却手段との接触面積、あるいは冷却水と冷却手段との接触面積を増やしたり、排出ガスや冷却水に乱流を発生させることができる。その結果、第２のＥＧＲクーラの熱交換率を第１のＥＧＲクーラよりも高くすることができる。   Since the cooling means of the second EGR cooler is made of metal, it has higher workability than the case of being made of ceramic like the cooling means of the first EGR cooler. For this reason, the cooling means having a complicated shape can be manufactured at low cost. As a result, by complicating the shape of the cooling means, the contact area between the exhaust gas and the cooling means or the contact area between the cooling water and the cooling means can be increased, or turbulence can be generated in the exhaust gas and the cooling water. Can do. As a result, the heat exchange rate of the second EGR cooler can be made higher than that of the first EGR cooler.

そして、第２のＥＧＲクーラを使用することにより、第１のＥＧＲクーラのみを使用する場合に比べて、ＥＧＲ装置による排出ガスの冷却効率を高めることができるようになる。よって、通常の運転時に大量の排出ガスをＥＧＲ装置に流通させても、排出ガスを十分に冷却することができるようになる。   Then, by using the second EGR cooler, the exhaust gas cooling efficiency by the EGR device can be increased as compared with the case where only the first EGR cooler is used. Therefore, even if a large amount of exhaust gas is circulated through the EGR device during normal operation, the exhaust gas can be sufficiently cooled.

また、従来のステンレス製の冷却手段を備えたＥＧＲクーラでは、ＥＧＲクーラでの凝縮水発生を防止するため、暖機運転時には冷却水温が例えば５０℃程度になるまで冷却水の流通を止める制御を行っていた。このため、暖機運転時には排出ガスが冷却されないため、排出ガス再循環によるＮＯｘ低減効果を得ることが困難であった。これに対し、本発明の構成により、暖機運転時であっても第１のＥＧＲクーラに排出ガスおよび冷却水を流通させることができるので、排出ガスを冷却して暖機運転時においてもＮＯｘ低減効果を得ることができるようになる。   Also, in the EGR cooler equipped with a conventional stainless steel cooling means, in order to prevent the generation of condensed water in the EGR cooler, the control of stopping the circulation of the cooling water until the cooling water temperature becomes, for example, about 50 ° C. during the warm-up operation. I was going. For this reason, since the exhaust gas is not cooled during the warm-up operation, it is difficult to obtain the NOx reduction effect by the exhaust gas recirculation. On the other hand, according to the configuration of the present invention, the exhaust gas and the cooling water can be circulated through the first EGR cooler even during the warm-up operation. A reduction effect can be obtained.

さらに、暖機モードであっても第１のＥＧＲクーラに排出ガスおよび冷却水を流通させることができるので、暖機運転時にＥＧＲクーラから排出される排出ガスの温度を下げることができる。これにより、ＥＧＲクーラの下流に例えばアルミニウム製の部材があっても、当該部材を熱劣化させることを抑制できる。   Furthermore, since the exhaust gas and the cooling water can be circulated through the first EGR cooler even in the warm-up mode, the temperature of the exhaust gas discharged from the EGR cooler during the warm-up operation can be lowered. Thereby, even if there is a member made of aluminum, for example, downstream of the EGR cooler, the member can be prevented from being thermally deteriorated.

上記（４）に記載の内燃機関のＥＧＲ装置においては、（５）前記第１のＥＧＲクーラおよび前記第２のＥＧＲクーラは、前記第１のＥＧＲクーラを上流側にするとともに前記第２のＥＧＲクーラを下流側にして直列に接続され、前記切換手段は、前記使用状態が前記暖機モードである場合の前記第２のＥＧＲクーラへの前記冷却水の供給量を、前記使用状態が前記通常モードである場合の前記第２のＥＧＲクーラへの前記冷却水の供給量よりも減量する流量調整弁であることが好ましい。   In the EGR device for an internal combustion engine described in (4) above, (5) the first EGR cooler and the second EGR cooler have the first EGR cooler on the upstream side and the second EGR cooler. The cooler is connected in series with the downstream side, and the switching means is configured to supply the cooling water to the second EGR cooler when the use state is the warm-up mode, and the use state is the normal state. It is preferable that the flow rate adjusting valve reduce the amount of the cooling water supplied to the second EGR cooler in the mode.

この構成により、暖機モードでは、切換手段の作動により第２のＥＧＲクーラへの冷却水の供給量が通常モードに比べて減量される。このため、第２のＥＧＲクーラの冷却手段には排出ガスが流通するものの、冷却水による冷却効果は低くなるので、第２のＥＧＲクーラにおける凝縮水の発生を抑制することができる。   With this configuration, in the warm-up mode, the amount of cooling water supplied to the second EGR cooler is reduced compared to the normal mode by the operation of the switching means. For this reason, although the exhaust gas circulates through the cooling means of the second EGR cooler, the cooling effect by the cooling water is reduced, so that the generation of condensed water in the second EGR cooler can be suppressed.

また、第２のＥＧＲクーラは第１のＥＧＲクーラの下流側に配置されているので、ＥＧＲ装置に流入された排出ガスは最初に第１のＥＧＲクーラにより冷却される。排出ガスは第１のＥＧＲクーラで冷却されることにより、第１のＥＧＲクーラにおいて凝縮水が発生する場合がある。この場合、第１のＥＧＲクーラから排出された排出ガスの含有水分が低減するので、その排出ガスが第２のＥＧＲクーラに流入されたときに第２のＥＧＲクーラで凝縮水が発生することを抑制できる。また、ＥＧＲ装置から排出される排出ガスの含有水分が低減することにより、吸気装置において排出ガスが吸入空気に混合した際に、凝縮水の発生を抑えることができる。   In addition, since the second EGR cooler is disposed downstream of the first EGR cooler, the exhaust gas flowing into the EGR device is first cooled by the first EGR cooler. As the exhaust gas is cooled by the first EGR cooler, condensed water may be generated in the first EGR cooler. In this case, the moisture content of the exhaust gas discharged from the first EGR cooler is reduced, so that when the exhaust gas flows into the second EGR cooler, condensed water is generated in the second EGR cooler. Can be suppressed. Further, since the moisture content of the exhaust gas discharged from the EGR device is reduced, the generation of condensed water can be suppressed when the exhaust gas is mixed with the intake air in the intake device.

また、排出ガスの冷却は、暖機モードでは主として第１のＥＧＲクーラにより行われるが、通常モードでは第１のＥＧＲクーラと第２のＥＧＲクーラとの２段で行われる。このため、通常モードでは、従来のステンレス製の冷却手段を備えたＥＧＲクーラに比べて、排出ガスに対する冷却性能を同等に維持することができる。   Further, the exhaust gas is cooled mainly by the first EGR cooler in the warm-up mode, but is performed in two stages of the first EGR cooler and the second EGR cooler in the normal mode. For this reason, in the normal mode, the cooling performance with respect to the exhaust gas can be maintained equal to that of the EGR cooler provided with the conventional stainless steel cooling means.

さらに、ＥＧＲバルブを閉塞した場合、排気脈動により排出ガスが排気装置からＥＧＲ管に流入することがあるが、第１のＥＧＲクーラが第２のＥＧＲクーラの上流側に配置されているので、排出ガスは第１のＥＧＲクーラのみに流入する。これにより、第２のＥＧＲクーラでの凝縮水の発生を抑えることができる。   Further, when the EGR valve is closed, exhaust gas may flow into the EGR pipe from the exhaust system due to exhaust pulsation, but the first EGR cooler is disposed upstream of the second EGR cooler, The gas flows only into the first EGR cooler. Thereby, generation | occurrence | production of the condensed water in a 2nd EGR cooler can be suppressed.

上記（４）に記載の内燃機関のＥＧＲ装置においては、（６）前記第１のＥＧＲクーラおよび前記第２のＥＧＲクーラは直列に接続されるとともに、前記第２のＥＧＲクーラは前記第１のＥＧＲクーラの下流側に配置され、尚且つ前記第２のＥＧＲクーラの上流側と下流側とを連結して前記排出ガスを流通可能なバイパス管を備え、前記切換手段は、前記使用状態が前記暖機モードである場合に前記第１のＥＧＲクーラから排出された前記排出ガスを前記バイパス管のみに流通させる切換弁であることが好ましい。   In the EGR device for an internal combustion engine according to (4) above, (6) the first EGR cooler and the second EGR cooler are connected in series, and the second EGR cooler is connected to the first EGR cooler. A bypass pipe disposed on the downstream side of the EGR cooler and connecting the upstream side and the downstream side of the second EGR cooler to allow the exhaust gas to flow therethrough; In the warm-up mode, it is preferable that the switching valve allows the exhaust gas discharged from the first EGR cooler to flow only through the bypass pipe.

この構成により、暖機運転時には、切換手段の作動により排出ガスが第２のＥＧＲクーラに供給されない。このため、第２のＥＧＲクーラの冷却手段での凝縮水の発生を抑制することができる。   With this configuration, during the warm-up operation, the exhaust gas is not supplied to the second EGR cooler by the operation of the switching unit. For this reason, generation | occurrence | production of the condensed water in the cooling means of a 2nd EGR cooler can be suppressed.

上記（４）に記載の内燃機関のＥＧＲ装置においては、（７）前記第１のＥＧＲクーラおよび前記第２のＥＧＲクーラは並列に接続されるとともに、前記切換手段は、前記使用状態が前記暖機モードである場合に前記排気装置から供給された前記排出ガスを前記第１のＥＧＲクーラのみに流通させる切換弁であることが好ましい。   In the EGR device for an internal combustion engine according to the above (4), (7) the first EGR cooler and the second EGR cooler are connected in parallel, and the switching means is configured so that the use state is the warm condition. In the machine mode, it is preferable that the switching valve allows the exhaust gas supplied from the exhaust device to flow only to the first EGR cooler.

この構成により、暖機運転時には、切換手段の作動により排出ガスが第２のＥＧＲクーラに供給されない。このため、第２のＥＧＲクーラの冷却手段での凝縮水の発生を抑制することができる。   With this configuration, during the warm-up operation, the exhaust gas is not supplied to the second EGR cooler by the operation of the switching unit. For this reason, generation | occurrence | production of the condensed water in the cooling means of a 2nd EGR cooler can be suppressed.

上記（４）から（７）に記載の内燃機関のＥＧＲ装置においては、（８）前記使用状態が前記暖機モードあるいは前記通常モードのいずれの場合も前記第１のＥＧＲクーラに前記冷却水を流通させる第１の冷却水循環手段と、前記使用状態が前記通常モードの場合に前記第２のＥＧＲクーラに前記冷却水を流通させるとともに、前記使用状態が暖機モードの場合に前記通常モードの場合よりも少ない量の前記冷却水を流通させるか、または前記冷却水の流通を停止する第２の冷却水循環手段と、を備えることが好ましい。   In the EGR device for an internal combustion engine according to the above (4) to (7), (8) the cooling water is supplied to the first EGR cooler regardless of whether the use state is the warm-up mode or the normal mode. In the case of the first cooling water circulation means to be circulated, and when the use state is the normal mode, the cooling water is circulated to the second EGR cooler, and when the use state is the warm-up mode and the normal mode. It is preferable to provide a second cooling water circulation means for circulating a smaller amount of the cooling water or stopping the circulation of the cooling water.

この構成により、従来は冷却水が循環されなかった暖機運転時でも第１のＥＧＲクーラに冷却水が供給されるので、第１のＥＧＲクーラの冷却手段を流通する冷却水が排出ガスにより加熱される。よって、暖機運転時のようにエンジン本体が低温の時でも、エンジン本体を流通する冷却水により加熱することができるようになる。しかも、暖機運転時においてもＮＯｘ低減効果を得ることができるようになる。   With this configuration, since the cooling water is supplied to the first EGR cooler even during the warm-up operation in which the cooling water is not circulated conventionally, the cooling water flowing through the cooling means of the first EGR cooler is heated by the exhaust gas. Is done. Therefore, even when the engine body is at a low temperature as in the warm-up operation, the engine can be heated by the cooling water flowing through the engine body. Moreover, the NOx reduction effect can be obtained even during the warm-up operation.

上記（８）に記載の内燃機関のＥＧＲ装置においては、（９）前記内燃機関はシリンダヘッドとシリンダブロックとを備え、前記シリンダヘッドは前記冷却水が流通するシリンダヘッドウォータジャケットを備え、前記シリンダブロックは前記冷却水が流通するシリンダブロックウォータジャケットを備え、前記第１の冷却水循環手段は、前記シリンダブロックウォータジャケットから前記第１のＥＧＲクーラに前記冷却水を供給するとともに、前記第１のＥＧＲクーラから前記シリンダヘッドウォータジャケットに前記冷却水を供給することが好ましい。   In the EGR device for an internal combustion engine according to (8), (9) the internal combustion engine includes a cylinder head and a cylinder block, and the cylinder head includes a cylinder head water jacket through which the coolant flows. The block includes a cylinder block water jacket through which the cooling water flows, and the first cooling water circulation means supplies the cooling water from the cylinder block water jacket to the first EGR cooler, and the first EGR It is preferable to supply the cooling water from a cooler to the cylinder head water jacket.

この構成により、暖機運転時において、第１のＥＧＲクーラ以外に冷却水が供給されていない状況であっても、排出ガスで加熱された冷却水の熱により、シリンダヘッドから内燃機関を暖機することができる。   With this configuration, even when the cooling water is not supplied to other than the first EGR cooler during the warm-up operation, the internal combustion engine is warmed up from the cylinder head by the heat of the cooling water heated by the exhaust gas. can do.

本発明によれば、ＥＧＲクーラを大型化することなく、凝縮水による腐食を抑えることのできる内燃機関のＥＧＲ装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the EGR apparatus of the internal combustion engine which can suppress the corrosion by condensed water can be provided, without enlarging an EGR cooler.

本発明の実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置が搭載された内燃機関を示す概略図である。It is the schematic which shows the internal combustion engine by which the EGR apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment of this invention is mounted. 本発明の実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置に使用される第１のＥＧＲクーラを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 1st EGR cooler used for the EGR apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置に使用される第２のＥＧＲクーラを示す図であり、（ａ）は全体の斜視図、（ｂ）は伝熱管の分解組立図である。It is a figure which shows the 2nd EGR cooler used for the EGR apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment of this invention, (a) is a perspective view of the whole, (b) is an exploded view of a heat exchanger tube. 本発明の実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the EGR apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置に使用される第１のＥＧＲクーラおよび第２のＥＧＲクーラへの冷却水の供給系の他の例を示す概略図であり、（ａ）は第１のＥＧＲクーラおよび第２のＥＧＲクーラに別個の供給系を設けた場合、（ｂ）は第２のＥＧＲクーラにバイパスを設け、第１のＥＧＲクーラおよび第２のＥＧＲクーラに冷却水を常時供給する供給系を設けた場合である。It is the schematic which shows the other example of the supply system of the cooling water to the 1st EGR cooler used for the EGR apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment of this invention, and the 2nd EGR cooler, (a) When separate supply systems are provided for the first EGR cooler and the second EGR cooler, (b) provides a bypass for the second EGR cooler, and supplies cooling water to the first EGR cooler and the second EGR cooler. This is a case where a supply system that is constantly supplied is provided. 本発明の実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置に使用される第１のＥＧＲクーラおよび第２のＥＧＲクーラを並列に接続した例を示す概略図であり、（ａ）は第１のＥＧＲクーラおよび第２のＥＧＲクーラに別個の供給系を設けた場合、（ｂ）は第１のＥＧＲクーラおよび第２のＥＧＲクーラに冷却水を常時供給する供給系を設けた場合である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the schematic which shows the example which connected the 1st EGR cooler and 2nd EGR cooler used for the EGR apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment of this invention in parallel, (a) is the 1st EGR cooler. When a separate supply system is provided for the second EGR cooler and (b), (b) is a case where a supply system for constantly supplying cooling water to the first EGR cooler and the second EGR cooler is provided. 従来の内燃機関のＥＧＲ装置が搭載された内燃機関を示す概略図である。It is the schematic which shows the internal combustion engine by which the EGR apparatus of the conventional internal combustion engine was mounted.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施の形態では、内燃機関のＥＧＲ装置を、内燃機関としての直列４気筒のディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）に適用した場合について説明している。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, the case where the EGR device for an internal combustion engine is applied to an in-line four-cylinder diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) as an internal combustion engine is described.

（第１の実施の形態）
まず、構成について説明する。 (First embodiment)
First, the configuration will be described.

図１に示すように、本実施の形態のエンジン１は、エンジン本体２と、吸気装置３と、排気装置４と、ターボ過給機５と、ＨＰＬ−ＥＧＲ装置６と、ＥＧＲ装置としてのＬＰＬ−ＥＧＲ装置７と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８とを含んで構成されている。   As shown in FIG. 1, the engine 1 of the present embodiment includes an engine body 2, an intake device 3, an exhaust device 4, a turbocharger 5, an HPL-EGR device 6, and an LPL as an EGR device. -It is comprised including the EGR apparatus 7 and ECU (Electronic Control Unit) 8.

エンジン本体２は、シリンダヘッド２０と、シリンダブロック２１とを含んで構成されている。シリンダヘッド２０およびシリンダブロック２１は、複数のシリンダ２２と、ウォータジャケット２３とを備えている。ウォータジャケット２３は、各シリンダ２２の周囲に設けられ、内部に冷却水Ｗを流通させることによりエンジン本体２を冷却するようになっている。   The engine main body 2 includes a cylinder head 20 and a cylinder block 21. The cylinder head 20 and the cylinder block 21 include a plurality of cylinders 22 and a water jacket 23. The water jacket 23 is provided around each cylinder 22 and cools the engine body 2 by circulating cooling water W therein.

吸気装置３は、吸気口管３０と、エアクリーナ３１と、吸気管３２と、エアロフローメータ３３と、インタークーラ３４と、スロットルバルブ３５と、吸気マニホールド３６とを含んで構成されている。エアクリーナ３１は、吸気装置３の上流部でフィルタにより吸入空気を清浄化するようになっている。エアロフローメータ３３は、吸入空気の吸入流量を検出するようになっている。   The intake device 3 includes an intake port pipe 30, an air cleaner 31, an intake pipe 32, an aero flow meter 33, an intercooler 34, a throttle valve 35, and an intake manifold 36. The air cleaner 31 is configured to clean intake air by a filter at an upstream portion of the intake device 3. The aero flow meter 33 detects the intake flow rate of intake air.

インタークーラ３４は、ターボ過給機５より下流側の吸気管３２に設けられている。インタークーラ３４は、ターボ過給機５での圧縮および過給により昇温した吸入空気を冷却するようになっている。スロットルバルブ３５は、吸気管３２の下流部に設けられるとともに、電子制御式で各シリンダに供給される吸入空気の吸入流量を調節するようになっている。吸気マニホールド３６は、吸気管３２と各シリンダ２２とを接続している。   The intercooler 34 is provided in the intake pipe 32 on the downstream side of the turbocharger 5. The intercooler 34 cools the intake air whose temperature has been raised by the compression and supercharging in the turbocharger 5. The throttle valve 35 is provided downstream of the intake pipe 32 and adjusts the intake flow rate of intake air supplied to each cylinder by an electronic control method. The intake manifold 36 connects the intake pipe 32 and each cylinder 22.

吸入空気は、吸気口管３０から、エアクリーナ３１→ターボ供給機５→インタークーラ３４→吸気マニホールド３６という順で流通されて、各シリンダ２２に流入されるようになっている。また、吸気マニホールド３６と各シリンダ２２との接続により、エンジン本体２と吸気装置３とが接続されている。   The intake air is circulated from the intake pipe 30 in the order of the air cleaner 31 → the turbo feeder 5 → the intercooler 34 → the intake manifold 36 and flows into each cylinder 22. Further, the engine body 2 and the intake device 3 are connected by the connection of the intake manifold 36 and each cylinder 22.

排気装置４は、排気マニホールド４０と、排気管４１と、排気後処理器４２と、排気絞り弁４３と、テールパイプ４４と、排気温度センサ４５とを含んで構成されている。   The exhaust device 4 includes an exhaust manifold 40, an exhaust pipe 41, an exhaust after-treatment device 42, an exhaust throttle valve 43, a tail pipe 44, and an exhaust temperature sensor 45.

排気マニホールド４０は、各シリンダ２２から排出された排出ガスＧを流通させる。この排気マニホールド４０と各シリンダ２２との接続により、エンジン本体２と排気装置４とが接続されている。排気後処理器４２は、ターボ過給機５より下流側の排気管４１に設けられるとともに、酸化触媒コンバータ（ＣＣｏ）４２ａおよびディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）４２ｂを備えている。排気温度センサ４５は、排気後処理器４２の下流側に設けられていて、排気後処理器４２から排出された排気ガスＧの温度を検出するようになっている。   The exhaust manifold 40 circulates the exhaust gas G exhausted from each cylinder 22. The engine body 2 and the exhaust device 4 are connected by the connection between the exhaust manifold 40 and each cylinder 22. The exhaust after-treatment device 42 is provided in the exhaust pipe 41 on the downstream side of the turbocharger 5, and includes an oxidation catalytic converter (CCo) 42a and a diesel particulate filter (DPF) 42b. The exhaust temperature sensor 45 is provided on the downstream side of the exhaust after-treatment device 42 and detects the temperature of the exhaust gas G exhausted from the exhaust after-treatment device 42.

排気絞り弁４３は、排気後処理器４２の下流側の排気管４１に設けられている。排気絞り弁４３は、ＬＰＬ−ＥＧＲ装置７の背圧を制御するようになっている。テールパイプ４４の下流側端部は大気に開放されている。このため、排気絞り弁４３を通過した排出ガスＧは、テールパイプ４４を経て大気に放出されるようになっている。   The exhaust throttle valve 43 is provided in the exhaust pipe 41 on the downstream side of the exhaust after-treatment device 42. The exhaust throttle valve 43 controls the back pressure of the LPL-EGR device 7. The downstream end of the tail pipe 44 is open to the atmosphere. For this reason, the exhaust gas G that has passed through the exhaust throttle valve 43 is discharged to the atmosphere via the tail pipe 44.

ターボ過給機５は、吸入空気コンプレッサ５０および排気タービン５１を有している。吸入空気コンプレッサ５０は吸気管３２に設けられている。排気タービン５１は排気管４１に設けられている。吸入空気コンプレッサ５０および排気タービン５１は、１本の回転軸５２で結合されるとともに、一体回転するようになっている。   The turbocharger 5 has an intake air compressor 50 and an exhaust turbine 51. The intake air compressor 50 is provided in the intake pipe 32. The exhaust turbine 51 is provided in the exhaust pipe 41. The intake air compressor 50 and the exhaust turbine 51 are coupled by a single rotating shaft 52 and are rotated together.

排気管４１で排出ガスＧが流通することにより、排気タービン５１が回転される。排気タービン５１の回転により、吸入空気コンプレッサ５０が回転される。さらに、吸入空気コンプレッサ５０の回転により吸入空気が圧縮され、シリンダ２２に正圧の空気が供給されるようになっている。   As the exhaust gas G flows through the exhaust pipe 41, the exhaust turbine 51 is rotated. The intake air compressor 50 is rotated by the rotation of the exhaust turbine 51. Further, the intake air is compressed by the rotation of the intake air compressor 50, and positive pressure air is supplied to the cylinder 22.

ＨＰＬ−ＥＧＲ装置６は、ＥＧＲパイプ６０と、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ６１とを備えている。ＥＧＲパイプ６０は、排気装置４の排気マニホールド４０と、吸気管３２のスロットルバルブ３５より下流側の部分とを連結して、エンジン本体２をバイパスしている。すなわち、ＨＰＬ−ＥＧＲ装置６は、排気装置４の排出ガスＧの一部を吸気装置３に還流させる排気再循環装置として機能するようになっている。   The HPL-EGR device 6 includes an EGR pipe 60 and an HPL-EGR valve 61. The EGR pipe 60 connects the exhaust manifold 40 of the exhaust device 4 and a portion of the intake pipe 32 on the downstream side of the throttle valve 35 to bypass the engine body 2. That is, the HPL-EGR device 6 functions as an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of the exhaust gas G of the exhaust device 4 to the intake device 3.

ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ６１は、ＥＧＲパイプ６０の途中に設けられている。ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ６１は、ステッピングモータ６１ａと、バルブ本体６１ｂとを備えている。バルブ本体６１ｂは、ステッピングモータ６１ａの駆動により開閉するようになっている。ステッピングモータ６１ａの回転のステップ数に応じてＨＰＬ−ＥＧＲバルブ６１の開度が調整され、排気マニホールド４０から吸気管３２への排出ガスＧの流量が調整されるようになっている。ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ６１における排出ガスＧの流量の調整は、機関回転速度と機関負荷率に基づいたマップによって決定される。   The HPL-EGR valve 61 is provided in the middle of the EGR pipe 60. The HPL-EGR valve 61 includes a stepping motor 61a and a valve body 61b. The valve main body 61b is opened and closed by driving a stepping motor 61a. The opening degree of the HPL-EGR valve 61 is adjusted according to the number of steps of the rotation of the stepping motor 61a, and the flow rate of the exhaust gas G from the exhaust manifold 40 to the intake pipe 32 is adjusted. Adjustment of the flow rate of the exhaust gas G in the HPL-EGR valve 61 is determined by a map based on the engine speed and the engine load factor.

ＬＰＬ−ＥＧＲ装置７は、上流管７０と、第１のＥＧＲクーラ７１と、クーラ間管７２と、第２のＥＧＲクーラ７３と、中間管７４と、ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５と、下流管７６と、開閉弁７７と、冷却水供給管９６と、水温センサ９７とを含んで構成されている。上流管７０と、第１のＥＧＲクーラ７１と、クーラ間管７２と、第２のＥＧＲクーラ７３と、中間管７４と、ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５と、下流管７６とは、順に連結されている。   The LPL-EGR device 7 includes an upstream pipe 70, a first EGR cooler 71, an inter-cooler pipe 72, a second EGR cooler 73, an intermediate pipe 74, an LPL-EGR valve 75, and a downstream pipe 76. The on-off valve 77, the cooling water supply pipe 96, and the water temperature sensor 97 are configured. The upstream pipe 70, the first EGR cooler 71, the intercooler pipe 72, the second EGR cooler 73, the intermediate pipe 74, the LPL-EGR valve 75, and the downstream pipe 76 are sequentially connected. .

上流管７０は、排気管４１の排気後処理器４２と排気絞り弁４３との間に連結されている。また、下流管７６は、吸気管３２のエアクリーナ３１と吸入空気コンプレッサ５０との間に連結されている。すなわち、ＬＰＬ−ＥＧＲ装置７は、ＨＰＬ−ＥＧＲ装置６と同様に、排気装置４の排出ガスＧの一部を吸気装置３に還流させる排気再循環装置として機能するようになっている。   The upstream pipe 70 is connected between the exhaust after-treatment device 42 of the exhaust pipe 41 and the exhaust throttle valve 43. The downstream pipe 76 is connected between the air cleaner 31 of the intake pipe 32 and the intake air compressor 50. That is, the LPL-EGR device 7 functions as an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of the exhaust gas G of the exhaust device 4 to the intake device 3, as in the HPL-EGR device 6.

図２に示すように、第１のＥＧＲクーラ７１は、ケース９０と、冷却水流入管９１と、冷却水流出管９２と、冷却手段としての冷却管９３と、排出ガス流入管９４と、排出ガス流出管９５とを備えている。第１のＥＧＲクーラ７１の冷却水Ｗとして、エンジン１の冷却水Ｗが使用されている。また、第１のＥＧＲクーラ７１の大きさは、従来の単一のＥＧＲクーラの約半分程度の大きさとしている。   As shown in FIG. 2, the first EGR cooler 71 includes a case 90, a cooling water inflow pipe 91, a cooling water outflow pipe 92, a cooling pipe 93 as a cooling means, an exhaust gas inflow pipe 94, and an exhaust gas. And an outflow pipe 95. As the cooling water W of the first EGR cooler 71, the cooling water W of the engine 1 is used. The size of the first EGR cooler 71 is about half that of a conventional single EGR cooler.

ケース９０の内部では、冷却管９３の周囲を冷却水Ｗが流通するようになっている。冷却管９３は、炭化ケイ素を主成分とする多孔質のセラミックから成り、例えば押し出し成形によって作製される。冷却管９３は、略円筒状であり、薄肉のハニカム構造を有している。冷却管９３は、ハニカム部分に排出ガスＧを流通させるようになっている。   Inside the case 90, the cooling water W flows around the cooling pipe 93. The cooling pipe 93 is made of a porous ceramic whose main component is silicon carbide, and is produced, for example, by extrusion molding. The cooling pipe 93 is substantially cylindrical and has a thin honeycomb structure. The cooling pipe 93 is configured to circulate the exhaust gas G through the honeycomb portion.

冷却管９３では、内部を流通する排出ガスＧが、外部を流通する冷却水Ｗとの間で熱交換されて冷却される。また、第１のＥＧＲクーラ７１の冷却管９３を流通する排出ガスＧが露点温度より冷却されることにより、冷却管９３の内部で凝縮水が発生する場合がある。   In the cooling pipe 93, the exhaust gas G that circulates inside is cooled by heat exchange with the cooling water W that circulates outside. Further, when the exhaust gas G flowing through the cooling pipe 93 of the first EGR cooler 71 is cooled from the dew point temperature, condensed water may be generated inside the cooling pipe 93.

ここで、第１のＥＧＲクーラ７１は、排出ガス流出管９５を排出ガス流入管９４より上方に位置するように傾斜して設けられている。傾斜角は車種によって適宜設定される。このように、第１のＥＧＲクーラ７１は排出ガス流出管９５を排出ガス流入管９４より上方に位置するように傾斜して設けられているので、冷却管９３の内部で凝縮水が発生した場合に、凝縮水は排出ガス流入管９４の方向に流れるようになっている。   Here, the first EGR cooler 71 is provided so as to be inclined so that the exhaust gas outflow pipe 95 is positioned above the exhaust gas inflow pipe 94. The inclination angle is appropriately set depending on the vehicle type. As described above, the first EGR cooler 71 is provided with the exhaust gas outflow pipe 95 inclined so as to be positioned above the exhaust gas inflow pipe 94, so that condensed water is generated inside the cooling pipe 93. In addition, the condensed water flows in the direction of the exhaust gas inflow pipe 94.

排出ガス流入管９４は、炭化ケイ素を主成分とするセラミック製の管からなる。排出ガス流入管９４は、ケース９０の排出ガスＧの流通方向の上流側の端部に取り付けられるとともに、冷却管９３に連結されている。排出ガス流入管９４の上流側の端部は、上流管７０に連結されている。排出ガス流入管９４の上流側の端部は、排出ガス流入管９４の下流側の端部よりも細くなるように形成されている。これにより、冷却管９３から排出ガス流入管９４に流れてきた凝縮水は、上流管７０に流れることなく、排出ガス流入管９４の下部に貯留するようになっている。   The exhaust gas inflow pipe 94 is made of a ceramic pipe whose main component is silicon carbide. The exhaust gas inflow pipe 94 is attached to the upstream end of the case 90 in the flow direction of the exhaust gas G and is connected to the cooling pipe 93. The upstream end of the exhaust gas inflow pipe 94 is connected to the upstream pipe 70. The upstream end of the exhaust gas inflow pipe 94 is formed to be thinner than the downstream end of the exhaust gas inflow pipe 94. As a result, the condensed water flowing from the cooling pipe 93 to the exhaust gas inflow pipe 94 is stored in the lower part of the exhaust gas inflow pipe 94 without flowing to the upstream pipe 70.

排出ガス流出管９５は、炭化ケイ素を主成分とするセラミック製の管からなる。排出ガス流出管９５は、ケース９０の排出ガスＧの流通方向の下流側の端部に取り付けられるとともに、冷却管９３に連結されている。排出ガス流出管９５の下流側の端部は、クーラ間管７２に連結されている。   The exhaust gas outlet pipe 95 is made of a ceramic pipe mainly composed of silicon carbide. The exhaust gas outflow pipe 95 is attached to the end of the case 90 on the downstream side in the flow direction of the exhaust gas G, and is connected to the cooling pipe 93. The downstream end of the exhaust gas outflow pipe 95 is connected to the intercooler pipe 72.

冷却水流入管９１は、ケース９０の排出ガス流入管９４側の下部に設けられている。冷却水流入管９１は、ケース９０に冷却水Ｗを流入させるようになっている。冷却水流入管９１の上流側端部は、冷却水供給管９６およびエンジン本体２のウォータジャケット２３を介して冷却水Ｗの供給ポンプ（図示せず）に連結されている（図１を参照）。また、水温センサ９７は、冷却水Ｗの温度を検出するようになっている。   The cooling water inflow pipe 91 is provided in the lower part of the case 90 on the exhaust gas inflow pipe 94 side. The cooling water inflow pipe 91 allows the cooling water W to flow into the case 90. The upstream end of the cooling water inflow pipe 91 is connected to a cooling water W supply pump (not shown) via the cooling water supply pipe 96 and the water jacket 23 of the engine body 2 (see FIG. 1). The water temperature sensor 97 detects the temperature of the cooling water W.

冷却水流出管９２は、ケース９０の排出ガス流出管９５側の上部に設けられている。冷却水流出管９２は、ケース９０から冷却水Ｗを流出させるようになっている。冷却水流出管９２の下流側端部は、例えばラジエータ（図示せず）に連結されている。   The cooling water outflow pipe 92 is provided in the upper part of the case 90 on the exhaust gas outflow pipe 95 side. The cooling water outflow pipe 92 allows the cooling water W to flow out from the case 90. The downstream end of the cooling water outflow pipe 92 is connected to, for example, a radiator (not shown).

図３に示すように、第２のＥＧＲクーラ７３は、ケース１００と、冷却水流入管１０１と、冷却水流出管１０２と、冷却手段としての伝熱管１０３と、排出ガス流入管１０４と、排出ガス流出管１０５とを備えている。第２のＥＧＲクーラ７３の冷却水Ｗとして、エンジン１の冷却水Ｗが使用されている。また、第２のＥＧＲクーラ７３の大きさは、従来の単一のＥＧＲクーラの約半分程度の大きさとしている。   As shown in FIG. 3, the second EGR cooler 73 includes a case 100, a cooling water inflow pipe 101, a cooling water outflow pipe 102, a heat transfer pipe 103 as a cooling means, an exhaust gas inflow pipe 104, and an exhaust gas. And an outflow pipe 105. As the cooling water W of the second EGR cooler 73, the cooling water W of the engine 1 is used. The size of the second EGR cooler 73 is about half that of a conventional single EGR cooler.

ケース１００の内部では、伝熱管１０３の周囲を冷却水Ｗが流通するようになっている。伝熱管１０３は、いずれもステンレス製の底部１０３ａと、蓋部１０３ｂと、フィン１０３ｃとを備えている。底部１０３ａと蓋部１０３ｂとは組み合わされて、扁平形状の管を構成している。   Inside the case 100, the cooling water W flows around the heat transfer tube 103. Each heat transfer tube 103 includes a bottom portion 103a made of stainless steel, a lid portion 103b, and fins 103c. The bottom portion 103a and the lid portion 103b are combined to form a flat tube.

フィン１０３ｃは、底部１０３ａおよび蓋部１０３ｂの内部に収容されている。フィン１０３ｃは、薄板からなり、連続した略チャネル形状に折り曲げ加工してなるとともに、排出ガスＧの流通方向に沿って蛇行した形状に形成されている。これにより、伝熱管１０３の内部を流通する排出ガスＧは、乱流になるようになっている。   The fin 103c is accommodated in the bottom part 103a and the cover part 103b. The fin 103c is made of a thin plate, is bent into a continuous substantially channel shape, and has a shape meandering along the flow direction of the exhaust gas G. Thereby, the exhaust gas G which distribute | circulates the inside of the heat exchanger tube 103 becomes a turbulent flow.

伝熱管１０３は、ケース１００の内部に複数個、例えば５個設けられるとともに、互いに隙間を有して層状に配置されている。このため、伝熱管１０３の外周面を流通する冷却水Ｗは、各伝熱管１０３同士の間や各伝熱管１０３とケース１００の内壁との間を流通するので、適宜攪拌されるようになっている。これにより、排出ガスＧと冷却水Ｗとの間での熱交換が効率良く行われるようになっている。   A plurality of, for example, five heat transfer tubes 103 are provided inside the case 100, and are arranged in layers with a gap therebetween. For this reason, since the cooling water W which distribute | circulates the outer peripheral surface of the heat exchanger tube 103 distribute | circulates between each heat exchanger tube 103 and between each heat exchanger tube 103 and the inner wall of the case 100, it comes to be stirred suitably. Yes. Thereby, heat exchange between the exhaust gas G and the cooling water W is performed efficiently.

また、第２のＥＧＲクーラ７３に流入される排出ガスＧの温度および流量ならびに第２のＥＧＲクーラ７３に流入される冷却水Ｗの温度および流量によっては、第２のＥＧＲクーラ７３の伝熱管１０３を流通する排出ガスＧが露点温度より冷却される場合がある。排出ガスＧが露点温度より冷却されると、伝熱管１０３の内部に凝縮水が発生する場合がある。   Further, depending on the temperature and flow rate of the exhaust gas G flowing into the second EGR cooler 73 and the temperature and flow rate of the cooling water W flowing into the second EGR cooler 73, the heat transfer tube 103 of the second EGR cooler 73. The exhaust gas G that circulates may be cooled from the dew point temperature. When the exhaust gas G is cooled from the dew point temperature, condensed water may be generated inside the heat transfer tube 103.

第２のＥＧＲクーラ７３は、排出ガス流出管１０５を排出ガス流入管１０４より上方に位置するように傾斜して設けられている。傾斜角は車種によって適宜設定される。このように、第１のＥＧＲクーラ７１は排出ガス流出管１０５を排出ガス流入管１０４より上方に位置するように傾斜して設けられているので、伝熱管１０３の内部で発生した凝縮水は、排出ガス流入管１０４の方向に流れるようになっている。これにより、伝熱管１０３の内部で凝縮水が発生した場合でも、凝縮水がＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５に流入することを抑制できるようになっている。   The second EGR cooler 73 is provided to be inclined so that the exhaust gas outflow pipe 105 is positioned above the exhaust gas inflow pipe 104. The inclination angle is appropriately set depending on the vehicle type. As described above, the first EGR cooler 71 is provided so as to be inclined so that the exhaust gas outflow pipe 105 is positioned above the exhaust gas inflow pipe 104, so that the condensed water generated inside the heat transfer pipe 103 is It flows in the direction of the exhaust gas inflow pipe 104. Thereby, even when condensed water is generated inside the heat transfer tube 103, it is possible to suppress the condensed water from flowing into the LPL-EGR valve 75.

排出ガス流入管１０４は、ステンレス製で、ケース１００の排出ガスＧの流通方向の上流側の端部に取り付けられるとともに、伝熱管１０３に連結されている。排出ガス流入管１０４の上流側端部は、クーラ間管７２に連結されている。排出ガス流入管１０４の上流側端部は、排出ガス流入管１０４の下流側端部よりも細くなるように形成されている。これにより、伝熱管１０３から排出ガス流入管１０４に流れてきた凝縮水は、クーラ間管７２に流れることなく、排出ガス流入管１０４の下部に貯留するようになっている。   The exhaust gas inflow pipe 104 is made of stainless steel, and is attached to the upstream end of the exhaust gas G in the flow direction of the case 100 and is connected to the heat transfer pipe 103. The upstream end of the exhaust gas inflow pipe 104 is connected to the intercooler pipe 72. The upstream end of the exhaust gas inflow pipe 104 is formed to be thinner than the downstream end of the exhaust gas inflow pipe 104. As a result, the condensed water flowing from the heat transfer tube 103 to the exhaust gas inflow tube 104 is stored in the lower portion of the exhaust gas inflow tube 104 without flowing to the intercooler tube 72.

排出ガス流出管１０５は、ステンレス製で、ケース１００の排出ガスＧの流通方向の下流側の端部に取り付けられるとともに、伝熱管１０３に連結されている。排出ガス流出管１０５の下流側端部は、中間管７４に連結されている。   The exhaust gas outflow pipe 105 is made of stainless steel, and is attached to the end of the case 100 on the downstream side in the flow direction of the exhaust gas G, and is connected to the heat transfer pipe 103. The downstream end of the exhaust gas outflow pipe 105 is connected to the intermediate pipe 74.

冷却水流入管１０１は、ケース１００の排出ガス流入管１０４側の側部に設けられている。冷却水流入管１０１は、ケース１００に冷却水Ｗを流入させるようになっている。冷却水流入管１０１の上流側端部は、開閉弁７７を介して冷却水供給管９６に連結され、さらにエンジン本体２のウォータジャケット２３を介して冷却水Ｗの供給ポンプに連結されている（図１を参照）。   The cooling water inflow pipe 101 is provided on the side of the case 100 on the exhaust gas inflow pipe 104 side. The cooling water inflow pipe 101 allows the cooling water W to flow into the case 100. The upstream end of the cooling water inflow pipe 101 is connected to a cooling water supply pipe 96 via an on-off valve 77, and further connected to a cooling water W supply pump via a water jacket 23 of the engine body 2 (see FIG. 1).

冷却水流出管１０２は、ケース１００の排出ガス流出管１０５側で、尚且つ排出ガス流入管１０４の反対側の側部に設けられている。冷却水流出管１０２は、ケース１００から冷却水Ｗを流出させるようになっている。冷却水流出管１０２の下流側端部は、例えばラジエータ（図示せず）に連結されている。   The cooling water outflow pipe 102 is provided on the side of the exhaust gas outflow pipe 105 of the case 100 and on the side opposite to the exhaust gas inflow pipe 104. The cooling water outflow pipe 102 allows the cooling water W to flow out from the case 100. The downstream end of the cooling water outflow pipe 102 is connected to, for example, a radiator (not shown).

図１に示すように、ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５は、ステッピングモータ７５ａと、バルブ本体７５ｂとを備えている。バルブ本体７５ｂは、ステッピングモータ７５ａの駆動により開閉するようになっている。ステッピングモータ７５ａの回転のステップ数に応じてＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５の開度が調整され、排気管４１から吸気管３２への排出ガスの流量が調整されるようになっている。ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５における排出ガスの流量の調整は、機関回転速度と機関負荷率に基づいたマップによって決定される。   As shown in FIG. 1, the LPL-EGR valve 75 includes a stepping motor 75a and a valve body 75b. The valve body 75b is opened and closed by driving a stepping motor 75a. The opening degree of the LPL-EGR valve 75 is adjusted according to the number of rotations of the stepping motor 75a, and the flow rate of the exhaust gas from the exhaust pipe 41 to the intake pipe 32 is adjusted. The adjustment of the exhaust gas flow rate in the LPL-EGR valve 75 is determined by a map based on the engine speed and the engine load factor.

ＥＣＵ８は、判断部８０を備えている。また、ＥＣＵ８は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、固定されたデータの記憶を行うＲＯＭ（Read Only Memory）と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるバックアップメモリと、Ａ／Ｄ変換器やバッファなどを有する入力インターフェース回路と、駆動回路などを有する出力インターフェース回路とを含んで構成されている。   The ECU 8 includes a determination unit 80. The ECU 8 includes a central processing unit (CPU) as a central processing unit, a ROM (Read Only Memory) for storing fixed data, a RAM (Random Access Memory) for temporarily storing data, It includes a backup memory composed of a rewritable nonvolatile memory, an input interface circuit having an A / D converter and a buffer, and an output interface circuit having a drive circuit.

ＥＣＵ８の入力インターフェース回路には、エアフローメータ３３や排気温度センサ４５などが接続されている。これらエアフローメータ３３や排気温度センサ４５などからのセンサ情報は、ＥＣＵ８に取り込まれるようになっている。   An air flow meter 33, an exhaust temperature sensor 45, and the like are connected to the input interface circuit of the ECU 8. Sensor information from the air flow meter 33, the exhaust temperature sensor 45, and the like is taken into the ECU 8.

ＥＣＵ８の出力インターフェース回路には、スロットルバルブ３５と、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ６１と、ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５と、排気絞り弁４３の各電磁駆動部などが接続されている。ＥＣＵ８が、エンジンの運転制御、例えばスロットルバルブ３５の開度制御、ＨＰＬ−ＥＧＲバルブ６１やＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５の開度（ＥＧＲ率）制御、排気絞り弁４３の開度制御などを実行するようになっている。   To the output interface circuit of the ECU 8, the throttle valve 35, the HPL-EGR valve 61, the LPL-EGR valve 75, the electromagnetic drive units of the exhaust throttle valve 43, and the like are connected. The ECU 8 performs engine operation control such as opening control of the throttle valve 35, opening control (EGR rate) of the HPL-EGR valve 61 and LPL-EGR valve 75, and opening control of the exhaust throttle valve 43. It has become.

また、ＥＣＵ８のＲＯＭには、判断部８０において、第２のＥＧＲクーラ７３における排出ガスＧおよび冷却水Ｗの温度および流量が、伝熱管１０３を流通する排出ガスＧに凝縮水を発生させ得る値であるか否かを判断するための演算処理プログラムが格納されている。   Further, in the ROM of the ECU 8, in the determination unit 80, the temperature and flow rate of the exhaust gas G and the cooling water W in the second EGR cooler 73 are values that can generate condensed water in the exhaust gas G flowing through the heat transfer tube 103. An arithmetic processing program for determining whether or not is stored.

本実施の形態では、第２のＥＧＲクーラ７３における排出ガスＧおよび冷却水Ｗの温度および流量が伝熱管１０３を流通する排出ガスＧに凝縮水を発生させ得る値であるか否かは、第２のＥＧＲクーラ７３に供給される冷却水Ｗが露点温度未満の値であるか否かにより判断するようにしている。ここでは、第２のＥＧＲクーラ７３に供給される冷却水Ｗの温度は、水温センサ９７により測定された冷却水Ｗの温度としている。   In the present embodiment, whether or not the temperature and flow rate of the exhaust gas G and the cooling water W in the second EGR cooler 73 are values that can generate condensed water in the exhaust gas G flowing through the heat transfer tube 103 is determined as follows. Whether or not the cooling water W supplied to the second EGR cooler 73 has a value lower than the dew point temperature is determined. Here, the temperature of the cooling water W supplied to the second EGR cooler 73 is the temperature of the cooling water W measured by the water temperature sensor 97.

そして、第２のＥＧＲクーラ７３に供給される冷却水Ｗが露点温度以下の値である場合は、第２のＥＧＲクーラ７３における排出ガスＧおよび冷却水Ｗの温度および流量が伝熱管１０３を流通する排出ガスＧに凝縮水を発生させ得る値であると判断するようになっている。また、第２のＥＧＲクーラ７３に供給される冷却水Ｗが露点温度を超える値である場合は、第２のＥＧＲクーラ７３における排出ガスＧおよび冷却水Ｗの温度および流量が伝熱管１０３を流通する排出ガスＧに凝縮水を発生させ得る値ではないと判断するようになっている。   When the cooling water W supplied to the second EGR cooler 73 has a value equal to or lower than the dew point temperature, the temperature and flow rate of the exhaust gas G and the cooling water W in the second EGR cooler 73 flow through the heat transfer tube 103. It is determined that the exhaust gas G is a value that can generate condensed water. Further, when the cooling water W supplied to the second EGR cooler 73 has a value exceeding the dew point temperature, the temperature and flow rate of the exhaust gas G and the cooling water W in the second EGR cooler 73 circulate through the heat transfer tube 103. It is determined that the exhaust gas G is not a value that can generate condensed water.

また、ＥＣＵ８のＲＯＭには、判断部８０において、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３の使用状態を、暖機モードと通常モードとに切り換えるための演算処理プログラムが格納されている。   The ROM of the ECU 8 stores an arithmetic processing program for switching the use state of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 between the warm-up mode and the normal mode in the determination unit 80. .

ここでの暖機モードとは、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３のうちで第１のＥＧＲクーラ７１のみを使用するモードとしている。すなわち、暖機モードは、開閉弁７７を閉じて第２のＥＧＲクーラ７３に冷却水Ｗを供給しないことにより、第１のＥＧＲクーラ７１のみを稼働させる状態となっている。   Here, the warm-up mode is a mode in which only the first EGR cooler 71 out of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 is used. That is, the warm-up mode is a state in which only the first EGR cooler 71 is operated by closing the on-off valve 77 and not supplying the cooling water W to the second EGR cooler 73.

また、通常モードとは、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３のうちで少なくとも第２のＥＧＲクーラ７３を使用するモードとしている。すなわち、通常モードは、開閉弁７７を開いて第２のＥＧＲクーラ７３に冷却水Ｗを供給することにより、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３の両方を稼働させる状態となっている。   The normal mode is a mode in which at least the second EGR cooler 73 is used among the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73. That is, the normal mode is a state in which both the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 are operated by opening the on-off valve 77 and supplying the cooling water W to the second EGR cooler 73. Yes.

さらに、ＥＣＵ８のＲＯＭには、判断部８０において、第２のＥＧＲクーラ７３に流入される排出ガスＧの温度および流量ならびに第２のＥＧＲクーラ７３に流入される冷却水Ｗの温度および流量が、第２のＥＧＲクーラ７３の伝熱管１０３を流通する排出ガスＧに凝縮水を発生させる値であることを条件に、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３の使用状態を暖機モードに切り換えるための演算処理プログラムが格納されている。   Further, in the ROM of the ECU 8, the temperature and flow rate of the exhaust gas G flowing into the second EGR cooler 73 and the temperature and flow rate of the cooling water W flowing into the second EGR cooler 73 are determined in the determination unit 80. The use state of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 is set to the warm-up mode on condition that the condensed gas is generated in the exhaust gas G flowing through the heat transfer tube 103 of the second EGR cooler 73. An arithmetic processing program for switching to is stored.

ここで、本実施の形態における開閉弁７７および判断部８０は、本発明の内燃機関のＥＧＲ装置における切換手段（図１中、一点鎖線で示す）を構成している。また、本実施の形態における第１のＥＧＲクーラ７１を上流側にするとともに第２のＥＧＲクーラ７３を下流側にする直列の配置と、切換手段とは、本発明の内燃機関のＥＧＲ装置における排出ガス導入手段を構成している。   Here, the on-off valve 77 and the determination unit 80 in the present embodiment constitute switching means (indicated by a one-dot chain line in FIG. 1) in the EGR device for an internal combustion engine of the present invention. Further, the serial arrangement in which the first EGR cooler 71 in the present embodiment is on the upstream side and the second EGR cooler 73 is on the downstream side, and the switching means are the exhaust in the EGR device of the internal combustion engine of the present invention. It constitutes gas introduction means.

次に、動作について説明する。   Next, the operation will be described.

ここでは、本実施の形態における内燃機関のＥＧＲ装置の動作について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。このフローチャートは、ＥＣＵ８のＣＰＵによって、ＲＡＭを作業領域として実行されるＬＰＬ−ＥＧＲ装置７の作動プログラムの実行内容を表す。   Here, the operation of the EGR device for an internal combustion engine in the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This flowchart represents the execution contents of the operation program of the LPL-EGR device 7 executed by the CPU of the ECU 8 using the RAM as a work area.

まず、ＥＣＵ８が、エンジン１が始動しているか否かを検出する（ステップＳ１）。ＥＣＵ８がエンジン１の始動を検出しなかったときは（ステップＳ１；ＮＯ）、再度エンジン１の始動が検出される（ステップＳ１）。   First, the ECU 8 detects whether or not the engine 1 has been started (step S1). When the ECU 8 does not detect the start of the engine 1 (step S1; NO), the start of the engine 1 is detected again (step S1).

ＥＣＵ８３がエンジン１の始動を検出したときは（ステップＳ１；ＹＥＳ）、ＥＣＵ８が冷却水Ｗの供給ポンプを作動させ、第１のＥＧＲクーラ７１に冷却水Ｗの供給を開始する（ステップＳ２）。   When the ECU 83 detects the start of the engine 1 (step S1; YES), the ECU 8 activates the cooling water W supply pump and starts supplying the cooling water W to the first EGR cooler 71 (step S2).

そして、ＥＣＵ８の判断部８０は、第２のＥＧＲクーラ７３における排出ガスＧおよび冷却水Ｗの温度および流量が、伝熱管１０３を流通する排出ガスＧに凝縮水を発生させ得る値であるか否かを判断する。この判断のために、本実施の形態では、判断部８０は、第２のＥＧＲクーラ７３に供給される冷却水Ｗの温度、すなわち水温センサ９７により測定された冷却水Ｗの水温が露点温度以下の値であるか否かを判断する（ステップＳ３）。   The determination unit 80 of the ECU 8 determines whether the temperature and flow rate of the exhaust gas G and the cooling water W in the second EGR cooler 73 are values that can generate condensed water in the exhaust gas G flowing through the heat transfer tube 103. Determine whether. For this determination, in the present embodiment, the determination unit 80 determines that the temperature of the cooling water W supplied to the second EGR cooler 73, that is, the water temperature of the cooling water W measured by the water temperature sensor 97 is equal to or lower than the dew point temperature. It is judged whether it is a value of (step S3).

例えば、暖機運転時のように、第２のＥＧＲクーラ７３に供給される冷却水Ｗの温度が露点温度以下の値であるときは（ステップＳ３；ＹＥＳ）、判断部８０は、第２のＥＧＲクーラ７３における排出ガスＧおよび冷却水Ｗの温度および流量が伝熱管１０３を流通する排出ガスＧに凝縮水を発生させ得る値であると判断する。このとき、判断部８０は、開閉弁７７を閉塞して、第２のＥＧＲクーラ７３に冷却水Ｗを供給しないようにする（ステップＳ４）。これにより、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３の使用状態は、第１のＥＧＲクーラ７１のみが使用される暖機モードになる。   For example, when the temperature of the cooling water W supplied to the second EGR cooler 73 is a value equal to or lower than the dew point temperature as in the warm-up operation (step S3; YES), the determination unit 80 It is determined that the temperature and flow rate of the exhaust gas G and the cooling water W in the EGR cooler 73 are values that can generate condensed water in the exhaust gas G flowing through the heat transfer tube 103. At this time, the determination unit 80 closes the on-off valve 77 so that the cooling water W is not supplied to the second EGR cooler 73 (step S4). Thereby, the use state of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 becomes a warm-up mode in which only the first EGR cooler 71 is used.

一方、暖機運転後の通常の運転時のように、第２のＥＧＲクーラ７３に供給される冷却水Ｗの温度が露点温度を超える値であるときは（ステップＳ３；ＮＯ）、判断部８０は、第２のＥＧＲクーラ７３における排出ガスＧおよび冷却水Ｗの温度および流量が伝熱管１０３を流通する排出ガスＧに凝縮水を発生させ得る値ではないと判断する。このとき、判断部８０は、開閉弁７７を開放して、第２のＥＧＲクーラ７３に冷却水Ｗを供給するようにする（ステップＳ５）。これにより、第２のＥＧＲクーラ７３にも冷却水Ｗの供給が開始される（ステップＳ６）。よって、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３の使用状態は、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３が使用される通常モードになる。   On the other hand, when the temperature of the cooling water W supplied to the second EGR cooler 73 is a value exceeding the dew point temperature as in the normal operation after the warm-up operation (step S3; NO), the determination unit 80 Determines that the temperature and flow rate of the exhaust gas G and the cooling water W in the second EGR cooler 73 are not values that can generate condensed water in the exhaust gas G flowing through the heat transfer tube 103. At this time, the determination unit 80 opens the on-off valve 77 and supplies the cooling water W to the second EGR cooler 73 (step S5). Thereby, the supply of the cooling water W is also started to the second EGR cooler 73 (step S6). Therefore, the usage state of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 is a normal mode in which the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 are used.

判断部８０が開閉弁７７を閉塞したとき（ステップＳ４）、あるいは第２のＥＧＲクーラ７３にも冷却水Ｗの供給が開始されたときは（ステップＳ６）、ＥＣＵ８はＥＧＲバルブ７５が開放されているか否かを判断する（ステップＳ７）。ＥＧＲバルブ７５が開放されていると判断されたときは（ステップＳ７；ＹＥＳ）、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３に排出ガスＧが供給される（ステップＳ８）。これにより、ＬＰＬ−ＥＧＲ装置７により排出ガスＧが冷却される（ステップＳ９）。   When the determination unit 80 closes the opening / closing valve 77 (step S4), or when the supply of the cooling water W to the second EGR cooler 73 is started (step S6), the ECU 8 opens the EGR valve 75. It is determined whether or not (step S7). When it is determined that the EGR valve 75 is opened (step S7; YES), the exhaust gas G is supplied to the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 (step S8). Thereby, the exhaust gas G is cooled by the LPL-EGR device 7 (step S9).

暖機モードのときは、排出ガスＧは第１のＥＧＲクーラ７１の冷却管９３に流入され、第１のＥＧＲクーラ７１により冷却される。このとき、第２のＥＧＲクーラ７３に供給される冷却水Ｗの温度が露点温度以下の値であるので、第１のＥＧＲクーラ７１に供給される冷却水Ｗも露点温度以下となっている。このため、冷却管９３において凝縮水が発生する場合がある。冷却管９３において凝縮水が発生した場合、凝縮水は排出ガス流入管９４の方向に流れて貯留する。貯留した凝縮水は、通常運転時に高温の排出ガスＧが第１のＥＧＲクーラ７１を流通する際に加熱されて蒸発する。   In the warm-up mode, the exhaust gas G flows into the cooling pipe 93 of the first EGR cooler 71 and is cooled by the first EGR cooler 71. At this time, since the temperature of the cooling water W supplied to the second EGR cooler 73 is a value equal to or lower than the dew point temperature, the cooling water W supplied to the first EGR cooler 71 is also lower than the dew point temperature. For this reason, condensed water may be generated in the cooling pipe 93. When condensed water is generated in the cooling pipe 93, the condensed water flows in the direction of the exhaust gas inflow pipe 94 and is stored. The stored condensed water is heated and evaporated when the high-temperature exhaust gas G flows through the first EGR cooler 71 during normal operation.

第１のＥＧＲクーラ７１から流出された排出ガスＧは、第２のＥＧＲクーラ７３に流入する。このとき、開閉弁７７は閉塞しているので、第２のＥＧＲクーラ７３には冷却水Ｗは供給されない。このため、第２のＥＧＲクーラ７３では排出ガスＧは冷却水Ｗにより冷却されることはないので、第２のＥＧＲクーラ７３での凝縮水の発生が抑制される。また、第１のＥＧＲクーラ７１において凝縮水が発生した場合は、第１のＥＧＲクーラ７１から排出された排出ガスＧ中の水分が十分に低減しているので、これによっても第２のＥＧＲクーラ７３での凝縮水の発生が抑制される。   The exhaust gas G that has flowed out from the first EGR cooler 71 flows into the second EGR cooler 73. At this time, since the on-off valve 77 is closed, the cooling water W is not supplied to the second EGR cooler 73. For this reason, since the exhaust gas G is not cooled by the cooling water W in the second EGR cooler 73, the generation of condensed water in the second EGR cooler 73 is suppressed. Further, when condensed water is generated in the first EGR cooler 71, the moisture in the exhaust gas G discharged from the first EGR cooler 71 is sufficiently reduced, and this also causes the second EGR cooler. The generation of condensed water at 73 is suppressed.

通常モードのときは、排出ガスＧは第１のＥＧＲクーラ７１の冷却管９３に流入され、第１のＥＧＲクーラ７１により冷却される。第１のＥＧＲクーラ７１から排出された排出ガスＧは、第２のＥＧＲクーラ７３に流入する。このとき、開閉弁７７は開放しているので、第２のＥＧＲクーラ７３に冷却水Ｗが供給されている。このため、排出ガスＧは第２のＥＧＲクーラ７３の伝熱管１０３に流入されて冷却される。   In the normal mode, the exhaust gas G flows into the cooling pipe 93 of the first EGR cooler 71 and is cooled by the first EGR cooler 71. The exhaust gas G discharged from the first EGR cooler 71 flows into the second EGR cooler 73. At this time, since the on-off valve 77 is open, the cooling water W is supplied to the second EGR cooler 73. For this reason, the exhaust gas G flows into the heat transfer tube 103 of the second EGR cooler 73 and is cooled.

このとき、第２のＥＧＲクーラ７３に供給される冷却水Ｗの温度が露点温度を超える値であるので、第２のＥＧＲクーラ７３において排出ガスＧが露点温度より冷却されることはない。このため、第２のＥＧＲクーラ７３での凝縮水の発生が抑制される。   At this time, since the temperature of the cooling water W supplied to the second EGR cooler 73 is a value exceeding the dew point temperature, the exhaust gas G is not cooled by the second EGR cooler 73 from the dew point temperature. For this reason, generation | occurrence | production of the condensed water in the 2nd EGR cooler 73 is suppressed.

そして、ＬＰＬ−ＥＧＲ装置７により排出ガスＧの冷却が完了するか、あるいはＥＣＵ８によりＥＧＲバルブ７５が開放していないと判断されたときは（ステップＳ７；ＮＯ）、ＥＣＵ８はエンジン１が停止したか否かを判断する（ステップＳ１０）。エンジン１が停止したと判断されない場合は（ステップＳ１０；ＮＯ）、再度、判断部８０が第２のＥＧＲクーラ７３に供給される冷却水Ｗの温度が露点温度以下の値であるか否かを判断する（ステップＳ３）。エンジン１が停止したと判断された場合は（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、処理を終了する。   When the cooling of the exhaust gas G is completed by the LPL-EGR device 7 or when the ECU 8 determines that the EGR valve 75 is not open (step S7; NO), the ECU 8 has stopped the engine 1? It is determined whether or not (step S10). If it is not determined that the engine 1 has stopped (step S10; NO), the determination unit 80 again determines whether or not the temperature of the cooling water W supplied to the second EGR cooler 73 is equal to or lower than the dew point temperature. Judgment is made (step S3). If it is determined that the engine 1 has been stopped (step S10; YES), the process is terminated.

以上のように、本実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置７によれば、エンジン１の暖機運転時では、第２のＥＧＲクーラ７３に流入される排出ガスＧおよび冷却水Ｗの温度および流量が凝縮水を発生させ得る値になる場合がある。この場合、判断部８０が第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３の使用状態を暖機モードに切り換える。暖機モードでは、第２のＥＧＲクーラ７３は使用されないので、第２のＥＧＲクーラ７３の伝熱管１０３を流通する排出ガスＧに凝縮水が発生することを抑制でき、第２のＥＧＲクーラ７３の伝熱管１０３の凝縮水による腐食を抑えることができる。   As described above, according to the EGR device 7 for an internal combustion engine according to the present embodiment, during the warm-up operation of the engine 1, the temperature of the exhaust gas G and the cooling water W flowing into the second EGR cooler 73 and The flow rate may be a value that can generate condensed water. In this case, the determination unit 80 switches the use state of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 to the warm-up mode. In the warm-up mode, since the second EGR cooler 73 is not used, it is possible to suppress the generation of condensed water in the exhaust gas G flowing through the heat transfer pipe 103 of the second EGR cooler 73, and the second EGR cooler 73 Corrosion due to condensed water of the heat transfer tube 103 can be suppressed.

また、本実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置７によれば、暖機モードでは第１のＥＧＲクーラ７１が使用されるので、第１のＥＧＲクーラ７１の冷却管９３を流通する冷却水Ｗが排出ガスＧにより加熱される。よって、暖機運転時のようにエンジン本体２が低温の時でも、エンジン本体２を冷却水Ｗにより加熱することができるようになる。   Further, according to the EGR device 7 for an internal combustion engine according to the present embodiment, the first EGR cooler 71 is used in the warm-up mode, so the cooling water W flowing through the cooling pipe 93 of the first EGR cooler 71 is used. Is heated by the exhaust gas G. Therefore, the engine main body 2 can be heated by the cooling water W even when the engine main body 2 is at a low temperature as in the warm-up operation.

また、本実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置７によれば、暖機運転時であっても第１のＥＧＲクーラ７１に排出ガスＧおよび冷却水Ｗを流通させることができる。このため、暖機運転時に第１のＥＧＲクーラ７１から排出される排出ガスＧの温度を下げることができる。よって、暖機運転時においてもＮＯｘ低減効果を得ることができるようになる。
また、例えばアルミニウム製のＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５や吸気管３２とのインレットなどを熱劣化させることを抑制できる。 Further, according to the EGR device 7 for an internal combustion engine according to the present embodiment, the exhaust gas G and the cooling water W can be circulated through the first EGR cooler 71 even during the warm-up operation. For this reason, the temperature of the exhaust gas G discharged from the first EGR cooler 71 during the warm-up operation can be lowered. Therefore, the NOx reduction effect can be obtained even during the warm-up operation.
Further, for example, it is possible to suppress thermal deterioration of an LPL-EGR valve 75 made of aluminum, an inlet with the intake pipe 32, or the like.

一方、本実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置７によれば、暖機運転後の通常の運転時には、第２のＥＧＲクーラ７３に流入される排出ガスＧおよび冷却水Ｗの温度および流量が凝縮水を発生させない値になる。この場合、判断部８０が第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３の使用状態を通常モードに切り換える。通常モードでは、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３の両方が使用されるようになる。   On the other hand, according to the EGR device 7 for an internal combustion engine according to the present embodiment, the temperature and flow rate of the exhaust gas G and the cooling water W flowing into the second EGR cooler 73 during the normal operation after the warm-up operation. It becomes a value that does not generate condensed water. In this case, the determination unit 80 switches the usage state of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 to the normal mode. In the normal mode, both the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 are used.

また、本実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置７によれば、第２のＥＧＲクーラ７３の伝熱管１０３はステンレス製であるので、第１のＥＧＲクーラ７１の冷却管９３のようにセラミック製である場合に比べて、高い加工性を有する。このため、伝熱管１０３のフィン１０３ｃは、連続した略チャネル形状に折り曲げ加工されるとともに、排出ガスＧの流通方向に沿って蛇行した形状のような複雑な形状となっている。このようにフィン１０３ｃの形状を複雑にすることによって、排出ガスＧと伝熱管１０３との接触面積を増やすとともに、排出ガスＧに乱流を発生させることができる。その結果、第２のＥＧＲクーラ７３の熱交換率を第１のＥＧＲクーラ７１よりも高くすることができる。   Further, according to the EGR device 7 for an internal combustion engine according to the present embodiment, the heat transfer tube 103 of the second EGR cooler 73 is made of stainless steel, and therefore is made of ceramic like the cooling tube 93 of the first EGR cooler 71. Compared with the case where it is, it has high workability. For this reason, the fins 103c of the heat transfer tube 103 are bent into a continuous substantially channel shape and have a complicated shape such as a meandering shape along the flow direction of the exhaust gas G. Thus, by making the shape of the fin 103 c complicated, the contact area between the exhaust gas G and the heat transfer tube 103 can be increased, and turbulent flow can be generated in the exhaust gas G. As a result, the heat exchange rate of the second EGR cooler 73 can be made higher than that of the first EGR cooler 71.

そして、通常モードにおいて第２のＥＧＲクーラ７３を使用することにより、暖機モードで第１のＥＧＲクーラ７１のみを使用する場合に比べて、ＬＰＬ−ＥＧＲ装置７による排出ガスＧの冷却効率を高めることができるようになる。よって、通常の運転時に大量の排出ガスＧをＬＰＬ−ＥＧＲ装置７に流通させても、排出ガスＧを十分に冷却することができる。   Then, by using the second EGR cooler 73 in the normal mode, the cooling efficiency of the exhaust gas G by the LPL-EGR device 7 is increased as compared with the case where only the first EGR cooler 71 is used in the warm-up mode. Will be able to. Therefore, even if a large amount of exhaust gas G is circulated through the LPL-EGR device 7 during normal operation, the exhaust gas G can be sufficiently cooled.

また、本実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置７によれば、ＬＰＬ−ＥＧＲ装置７は、暖機モードにおいて第２のＥＧＲクーラ７３への冷却水Ｗの供給を停止する開閉弁７７を備えている。このため、第２のＥＧＲクーラ７３の伝熱管１０３には排出ガスＧは流通するものの、冷却水Ｗにより冷却されることはないので、第２のＥＧＲクーラ７３における凝縮水の発生を抑制することができる。   Further, according to the EGR device 7 of the internal combustion engine according to the present embodiment, the LPL-EGR device 7 includes the on-off valve 77 that stops the supply of the cooling water W to the second EGR cooler 73 in the warm-up mode. ing. For this reason, although the exhaust gas G flows through the heat transfer tube 103 of the second EGR cooler 73 but is not cooled by the cooling water W, the generation of condensed water in the second EGR cooler 73 is suppressed. Can do.

また、本実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置７によれば、第２のＥＧＲクーラ７３は第１のＥＧＲクーラ７１の下流側に配置されているので、ＬＰＬ−ＥＧＲ装置７に流入された排出ガスＧは最初に第１のＥＧＲクーラ７１により冷却される。排出ガスＧは第１のＥＧＲクーラ７１で冷却されることにより、第１のＥＧＲクーラ７１において凝縮水が発生する場合がある。   In addition, according to the EGR device 7 for an internal combustion engine according to the present embodiment, the second EGR cooler 73 is disposed downstream of the first EGR cooler 71, and thus flows into the LPL-EGR device 7. The exhaust gas G is first cooled by the first EGR cooler 71. As the exhaust gas G is cooled by the first EGR cooler 71, condensed water may be generated in the first EGR cooler 71.

この場合、第１のＥＧＲクーラ７１から排出された排出ガスＧの含有水分が低減するので、その排出ガスＧが第２のＥＧＲクーラ７３に流入されたときに第２のＥＧＲクーラ７３で凝縮水が発生することを抑制できる。また、ＬＰＬ−ＥＧＲ装置７から排出される排出ガスＧの含有水分が低減することにより、吸気管３２において排出ガスＧが吸入空気に混合した際に、凝縮水の発生を抑えることができる。   In this case, since the moisture content of the exhaust gas G discharged from the first EGR cooler 71 is reduced, when the exhaust gas G flows into the second EGR cooler 73, the second EGR cooler 73 condenses water. Can be prevented from occurring. Moreover, when the moisture content of the exhaust gas G discharged from the LPL-EGR device 7 is reduced, the generation of condensed water can be suppressed when the exhaust gas G is mixed with the intake air in the intake pipe 32.

また、本実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置７によれば、例えば、ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５を閉塞した場合、排気脈動により排出ガスＧが排気管４１から上流管７０に流入することがある。第１のＥＧＲクーラ７１が第２のＥＧＲクーラ７３の上流側に配置されているので、排出ガスＧは第１のＥＧＲクーラ７１のみに流入する。これにより、第２のＥＧＲクーラ７３での凝縮水の発生を抑えることができる。   Further, according to the EGR device 7 for an internal combustion engine according to the present embodiment, for example, when the LPL-EGR valve 75 is closed, the exhaust gas G may flow into the upstream pipe 70 from the exhaust pipe 41 due to exhaust pulsation. . Since the first EGR cooler 71 is arranged on the upstream side of the second EGR cooler 73, the exhaust gas G flows only into the first EGR cooler 71. Thereby, generation | occurrence | production of the condensed water in the 2nd EGR cooler 73 can be suppressed.

また、本実施の形態に係る内燃機関のＥＧＲ装置７によれば、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３は直列に配置されている。しかも、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３の大きさは、それぞれ従来の単一のＥＧＲクーラの約半分程度の大きさにされている。このため、従来のように単一のＥＧＲクーラを備えている場合に比べて、大型化を抑制することができる。さらに、ＬＰＬ−ＥＧＲ装置７の構成部品は、従来のＥＧＲ装置に比べてＥＧＲクーラが２個になった以外はクーラ間管７２および開閉弁７７が増加しただけであるので、構成の複雑化や大型化を抑えることができる。   Further, according to the EGR device 7 for an internal combustion engine according to the present embodiment, the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 are arranged in series. Moreover, the size of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 is about half the size of a conventional single EGR cooler. For this reason, compared with the case where the conventional EGR cooler is provided, an enlargement can be suppressed. Furthermore, the components of the LPL-EGR device 7 are only the number of intercooler pipes 72 and the on-off valves 77 except that the number of EGR coolers is two compared to the conventional EGR device. Increase in size can be suppressed.

しかも、排出ガスＧの冷却は、暖機モードでは第１のＥＧＲクーラ７１のみにより行われるが、通常モードでは第１のＥＧＲクーラ７１と第２のＥＧＲクーラ７３との２段で行われる。このため、通常モードでは、従来のステンレス製の単一のＥＧＲクーラに比べて、排出ガスＧに対する冷却能を同等に維持することができる。   In addition, the exhaust gas G is cooled only by the first EGR cooler 71 in the warm-up mode, but is performed in two stages of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 in the normal mode. For this reason, in the normal mode, the cooling ability for the exhaust gas G can be maintained equal to that of a single stainless steel EGR cooler.

上述した本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７においては、判断部８０は第２のＥＧＲクーラ７３に供給される冷却水Ｗが露点温度以下の値であるか否かを判断している。これにより、判断部８０は、第２のＥＧＲクーラ７３における排出ガスＧおよび冷却水Ｗの温度および流量が伝熱管１０３を流通する排出ガスＧに凝縮水を発生させ得る値であるか否かを判断するようにしている。しかしながら、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置においては、これに限られず、他の手法によって、判断部８０は、第２のＥＧＲクーラ７３における排出ガスＧおよび冷却水Ｗの温度および流量が伝熱管１０３を流通する排出ガスＧに凝縮水を発生させ得る値であるか否かを判断するようにしてもよい。   In the EGR device 7 for an internal combustion engine of the present embodiment described above, the determination unit 80 determines whether or not the cooling water W supplied to the second EGR cooler 73 has a value equal to or lower than the dew point temperature. Accordingly, the determination unit 80 determines whether or not the temperature and flow rate of the exhaust gas G and the cooling water W in the second EGR cooler 73 are values that can generate condensed water in the exhaust gas G flowing through the heat transfer tube 103. I try to judge. However, in the EGR device for an internal combustion engine according to the present invention, the determination unit 80 is not limited to this, and the temperature and flow rate of the exhaust gas G and the cooling water W in the second EGR cooler 73 are determined by other methods. It may be determined whether or not the exhaust gas G flowing through 103 is a value that can generate condensed water.

また、上述した本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７においては、切換手段は判断部８０および開閉弁７７からなるとともに、判断部８０の指示により開閉弁７７が作動するようにしている。しかしながら、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置においては、これに限られず、例えばＥＣＵ８以外に設けられたシーケンス回路において図４中ステップＳ３と同様に冷却水Ｗの水温が判断されて、その結果に基づいて開閉弁７７が作動するようにしてもよい。この場合は、ＥＣＵ８に内蔵される判断部８０は不要になる。   In the EGR device 7 for an internal combustion engine according to the present embodiment described above, the switching means includes a determination unit 80 and an on-off valve 77, and the on-off valve 77 is operated according to an instruction from the determination unit 80. However, the EGR device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to this. For example, in the sequence circuit provided in addition to the ECU 8, the water temperature of the cooling water W is determined in the same manner as in step S3 in FIG. Based on this, the on-off valve 77 may be operated. In this case, the determination part 80 built in ECU8 becomes unnecessary.

また、上述した本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７においては、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３に１本の冷却水供給管９６から冷却水Ｗを分岐して供給するようにしている。すなわち、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３への冷却水Ｗの供給源は同じものとされている。しかしながら、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置においては、これに限られず、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３に別々の冷却水供給管、すなわち別々の供給源から冷却水Ｗを供給するようにしてもよい。この場合、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３への冷却水Ｗの供給制御を別々に行うことができる。例えば、第１のＥＧＲクーラ７１に冷却水Ｗを供給しながらも、第２のＥＧＲクーラ７３への冷却水Ｗの供給の開始や停止を制御することができる。   Further, in the EGR device 7 for an internal combustion engine of the present embodiment described above, the cooling water W is branched and supplied to the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 from one cooling water supply pipe 96. I am doing so. That is, the supply source of the cooling water W to the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 is the same. However, the EGR device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to this, and the cooling water W is supplied to the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 from different cooling water supply pipes, that is, from different supply sources. You may make it supply. In this case, the supply control of the cooling water W to the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 can be performed separately. For example, while supplying the cooling water W to the first EGR cooler 71, the start and stop of the supply of the cooling water W to the second EGR cooler 73 can be controlled.

また、上述した本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７においては、第２のＥＧＲクーラ７３の伝熱管１０３をステンレス製にしている。しかしながら、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置においては、これに限られず、第２のＥＧＲクーラ７３の伝熱管１０３を例えばチタンやアルミニウム、あるいはこれらの合金などの他の金属製にしてもよい。   Further, in the EGR device 7 for the internal combustion engine of the present embodiment described above, the heat transfer tube 103 of the second EGR cooler 73 is made of stainless steel. However, the EGR device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to this, and the heat transfer tube 103 of the second EGR cooler 73 may be made of another metal such as titanium, aluminum, or an alloy thereof.

さらに、上述した本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７においては、第１のＥＧＲクーラ７１において凝縮水は排出ガス流入管９４に貯留するようにしている。しかしながら、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置においては、これに限られず、凝縮水が冷却管９３から流通する範囲に凝縮水を貯留する凝縮水貯留部を設けるとともに、凝縮水貯留部に凝縮水を貯留するようにしてもよい。   Further, in the EGR device 7 for the internal combustion engine of the present embodiment described above, the condensed water is stored in the exhaust gas inflow pipe 94 in the first EGR cooler 71. However, in the EGR device for an internal combustion engine according to the present invention, the present invention is not limited to this, and a condensate water storage part for storing condensate water is provided in a range in which the condensate flows from the cooling pipe 93, and the condensate water is provided in the condensate water storage part. May be stored.

あるいは、上述した本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７においては、第１のＥＧＲクーラ７１に貯留した凝集水は高温の排出ガスＧにより蒸発することで処理するようにしている。しかしながら、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置においては、これに限られず、第１のＥＧＲクーラ７１に貯留した凝集水を回収して排気装置４に排出する凝縮水処理部を設けるとともに、凝縮水処理部により凝縮水を処理するようにしてもよい。   Alternatively, in the EGR device 7 of the internal combustion engine of the present embodiment described above, the condensed water stored in the first EGR cooler 71 is processed by being evaporated by the high temperature exhaust gas G. However, the EGR device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to this, and a condensed water treatment unit that collects the condensed water stored in the first EGR cooler 71 and discharges it to the exhaust device 4 is provided. You may make it process condensed water by a process part.

また、上述した本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７においては、切換手段として開閉弁７７を用いている。しかしながら、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置においては、これに限られず、切換手段として流量を調整可能な流量調整弁を用いるようにしてもよい。   In the EGR device 7 for an internal combustion engine of the present embodiment described above, an on-off valve 77 is used as a switching means. However, the EGR device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to this, and a flow rate adjustment valve capable of adjusting the flow rate may be used as the switching means.

これにより、使用状態が暖機モードである場合の第２のＥＧＲクーラ７３への冷却水Ｗの供給量を、使用状態が通常モードである場合の第２のＥＧＲクーラ７３への冷却水Ｗの供給量よりも減量するようにできる。このため、第２のＥＧＲクーラ７３の伝熱管１０３には排出ガスＧが流通するものの、冷却水Ｗによる冷却効果は低くなるので、第２のＥＧＲクーラ７３における凝縮水の発生を抑制することができる。また、第２のＥＧＲクーラ７３に冷却水Ｗを全く流通させない場合に比べ、排出ガスＧの冷却効率を向上することができる。   As a result, the supply amount of the cooling water W to the second EGR cooler 73 when the use state is the warm-up mode is changed to the supply amount of the cooling water W to the second EGR cooler 73 when the use state is the normal mode. The amount can be reduced from the supply amount. For this reason, although the exhaust gas G circulates through the heat transfer tube 103 of the second EGR cooler 73, the cooling effect by the cooling water W is reduced, so that the generation of condensed water in the second EGR cooler 73 can be suppressed. it can. Further, the cooling efficiency of the exhaust gas G can be improved as compared with the case where the cooling water W is not circulated through the second EGR cooler 73 at all.

また、上述した本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７においては、排出ガス導入手段は、開閉弁７７と、第１のＥＧＲクーラ７１を上流側にするとともに第２のＥＧＲクーラ７３を下流側にする直列の配置としている。しかしながら、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置においては、これに限られず、切換手段を省略して、排出ガス導入手段を第１のＥＧＲクーラ７１を上流側にするとともに第２のＥＧＲクーラ７３を下流側にする直列の配置のみとしてもよい。   Further, in the EGR device 7 for the internal combustion engine of the present embodiment described above, the exhaust gas introducing means has the on-off valve 77 and the first EGR cooler 71 on the upstream side and the second EGR cooler 73 on the downstream side. It is arranged in series. However, the EGR device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to this, and the switching means is omitted, the exhaust gas introduction means is set to the upstream side of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 is installed. Only a series arrangement on the downstream side may be used.

この場合、第１のＥＧＲクーラ７１は第２のＥＧＲクーラ７３の上流側に配置されているので、少なくとも冷却水Ｗの水温が所定温度より低い場合に、排出ガスＧは第２のＥＧＲクーラ７３よりも第１のＥＧＲクーラ７１に優先的に導入されるようになる。ここでの所定温度としては、例えば、第２のＥＧＲクーラ７３の伝熱管１０３を排出ガスＧが流通する際に冷却水Ｗと熱交換して冷却されることにより、排出ガスＧに凝縮水が発生し得る温度とすることができる。   In this case, since the first EGR cooler 71 is disposed on the upstream side of the second EGR cooler 73, the exhaust gas G is discharged to the second EGR cooler 73 at least when the temperature of the cooling water W is lower than a predetermined temperature. Rather than being introduced into the first EGR cooler 71 more preferentially. As the predetermined temperature here, for example, when the exhaust gas G flows through the heat transfer tube 103 of the second EGR cooler 73, the exhaust gas G is cooled by exchanging heat with the cooling water W, so that condensed water is contained in the exhaust gas G. The temperature can be generated.

第２のＥＧＲクーラ７３は第１のＥＧＲクーラ７１の下流側に配置されているので、排出ガスＧは最初に第１のＥＧＲクーラ７１により冷却される。排出ガスＧは第１のＥＧＲクーラ７１で冷却されることにより、第１のＥＧＲクーラ７１において凝縮水が発生する場合がある。この場合、第１のＥＧＲクーラ７１から排出された排出ガスＧの含有水分が低減するので、その排出ガスＧが第２のＥＧＲクーラ７３に流入されたときに第２のＥＧＲクーラ７３で凝縮水が発生することを抑制できる。   Since the second EGR cooler 73 is disposed on the downstream side of the first EGR cooler 71, the exhaust gas G is first cooled by the first EGR cooler 71. As the exhaust gas G is cooled by the first EGR cooler 71, condensed water may be generated in the first EGR cooler 71. In this case, since the moisture content of the exhaust gas G discharged from the first EGR cooler 71 is reduced, when the exhaust gas G flows into the second EGR cooler 73, the second EGR cooler 73 condenses water. Can be prevented from occurring.

（第２の実施の形態）
本実施の形態は、上述の第１の実施の形態と略同様の全体構成を有している。本実施の形態に係るエンジン１においては、第１の実施の形態の第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３への冷却水Ｗの供給系の構成のみが異なっているが、他の構成は同様に構成されている。したがって、同一の構成については、図１に示した第１の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。 (Second Embodiment)
The present embodiment has an overall configuration substantially similar to that of the first embodiment described above. In the engine 1 according to the present embodiment, only the configuration of the supply system of the cooling water W to the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 of the first embodiment is different. The configuration is the same. Therefore, the same configuration will be described using the same reference numerals as those in the first embodiment shown in FIG. 1, and only differences will be described in detail.

図５（ａ）に示すように、本実施の形態のＬＰＬ−ＥＧＲ装置７は、上流管７０と、第１のＥＧＲクーラ７１と、クーラ間管７２と、第２のＥＧＲクーラ７３と、中間管７４と、ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５と、下流管７６と、開閉弁７７と、第１の冷却水循環手段１１０と、第２の冷却水循環手段１１１とを含んで構成されている。上流管７０と、第１のＥＧＲクーラ７１と、クーラ間管７２と、第２のＥＧＲクーラ７３と、中間管７４と、ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５と、下流管７６とは、順に連結されている。   As shown in FIG. 5A, the LPL-EGR device 7 of the present embodiment includes an upstream pipe 70, a first EGR cooler 71, an intercooler pipe 72, a second EGR cooler 73, and an intermediate The pipe 74, the LPL-EGR valve 75, the downstream pipe 76, the on-off valve 77, the first cooling water circulation means 110, and the second cooling water circulation means 111 are configured. The upstream pipe 70, the first EGR cooler 71, the intercooler pipe 72, the second EGR cooler 73, the intermediate pipe 74, the LPL-EGR valve 75, and the downstream pipe 76 are sequentially connected. .

また、エンジン本体２は、シリンダヘッド２０と、シリンダブロック２１とを有している。エンジン本体２のウォータジャケット２３は、シリンダヘッド２０に形成されたシリンダヘッドウォータジャケット２３ａと、シリンダブロック２１に形成されたシリンダブロックウォータジャケット２３ｂとを含んで構成されている。   The engine body 2 includes a cylinder head 20 and a cylinder block 21. The water jacket 23 of the engine body 2 includes a cylinder head water jacket 23 a formed on the cylinder head 20 and a cylinder block water jacket 23 b formed on the cylinder block 21.

第１の冷却水循環手段１１０は、第１の冷却水循環上流管１１０ａと第１の冷却水循環下流管１１０ｂとを備えている。第１の冷却水循環上流管１１０ａは、第１のＥＧＲクーラ７１の冷却水流入管９１と、シリンダブロックウォータジャケット２３ｂとを連結している。第１の冷却水循環下流管１１０ｂは、第１のＥＧＲクーラ７１の冷却水流出管９２と、シリンダヘッドウォータジャケット２３ａとを連結している。このため、冷却水Ｗの供給ポンプが作動しているときは、暖機モードおよび通常モードのいずれの場合でも第１のＥＧＲクーラ７１には冷却水Ｗが供給されるようになっている。   The first cooling water circulation means 110 includes a first cooling water circulation upstream pipe 110a and a first cooling water circulation downstream pipe 110b. The first cooling water circulation upstream pipe 110a connects the cooling water inflow pipe 91 of the first EGR cooler 71 and the cylinder block water jacket 23b. The first cooling water circulation downstream pipe 110b connects the cooling water outflow pipe 92 of the first EGR cooler 71 and the cylinder head water jacket 23a. For this reason, when the supply pump of the cooling water W is operating, the cooling water W is supplied to the first EGR cooler 71 in both the warm-up mode and the normal mode.

第２の冷却水循環手段１１１は、第２の冷却水循環上流管１１１ａと第２の冷却水循環下流管１１１ｂとを備えている。第２の冷却水循環上流管１１１ａは、第２のＥＧＲクーラ７３の冷却水流入管１０１と、シリンダヘッドウォータジャケット２３ａとを、開閉弁７７を介して連結している。第２の冷却水循環下流管１１１ｂは、第２のＥＧＲクーラ７３の冷却水流出管１０２と、シリンダブロックウォータジャケット２３ｂとを連結している。   The second cooling water circulation means 111 includes a second cooling water circulation upstream pipe 111a and a second cooling water circulation downstream pipe 111b. The second cooling water circulation upstream pipe 111 a connects the cooling water inflow pipe 101 of the second EGR cooler 73 and the cylinder head water jacket 23 a via an opening / closing valve 77. The second cooling water circulation downstream pipe 111b connects the cooling water outflow pipe 102 of the second EGR cooler 73 and the cylinder block water jacket 23b.

暖機モードでは、第１のＥＧＲクーラ７１に冷却水Ｗが供給される。また、暖機モードでは、開閉弁７７が閉塞されるので、第２のＥＧＲクーラ７３には冷却水Ｗが供給されない。一方、通常モードでは、第１のＥＧＲクーラ７１に冷却水Ｗが供給される。また、通常モードでは、開閉弁７７が開放されるので、第２のＥＧＲクーラ７３にも冷却水Ｗが供給される。   In the warm-up mode, the cooling water W is supplied to the first EGR cooler 71. In the warm-up mode, the on-off valve 77 is closed, so that the cooling water W is not supplied to the second EGR cooler 73. On the other hand, in the normal mode, the cooling water W is supplied to the first EGR cooler 71. In the normal mode, the on-off valve 77 is opened, so that the cooling water W is also supplied to the second EGR cooler 73.

本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７によれば、暖機モードにおいて、第１のＥＧＲクーラ７１に冷却水Ｗが流通されるとともに、第１のＥＧＲクーラ７１で加熱された冷却水Ｗがエンジン本体２のシリンダヘッド２０に供給される。このため、暖機運転時において、第１のＥＧＲクーラ７１以外に冷却水Ｗが供給されていない状況であっても、排出ガスＧで加熱された冷却水Ｗの熱により、シリンダヘッド２０からエンジン本体２を暖機することができる。   According to the EGR device 7 of the internal combustion engine of the present embodiment, the cooling water W is circulated through the first EGR cooler 71 and the cooling water W heated by the first EGR cooler 71 is in the warm-up mode. It is supplied to the cylinder head 20 of the engine body 2. For this reason, even when the cooling water W is not being supplied to other than the first EGR cooler 71 during the warm-up operation, the engine from the cylinder head 20 is caused by the heat of the cooling water W heated by the exhaust gas G. The main body 2 can be warmed up.

上述した本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７においては、第２の冷却水循環手段１１１は、第２のＥＧＲクーラ７３に冷却水Ｗを供給するものとしている。しかしながら、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置においては、これに限られず、第２の冷却水循環手段１１１は第１のＥＧＲクーラ７１以外の被冷却部材であるようにしてもよい。ここでは、開閉弁７７は、暖機運転時に第１のＥＧＲクーラ７１以外の被冷却部材の冷却水Ｗの流通を停止するためのバルブとして機能する。この場合、既存の被冷却部材に冷却水Ｗを供給する冷却水循環手段を第２の冷却水循環手段１１１として流用することができるので、部品コストの上昇を抑えることができる。   In the EGR device 7 for an internal combustion engine of the present embodiment described above, the second cooling water circulation means 111 supplies the cooling water W to the second EGR cooler 73. However, the EGR device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to this, and the second cooling water circulation means 111 may be a member to be cooled other than the first EGR cooler 71. Here, the on-off valve 77 functions as a valve for stopping the flow of the cooling water W of the member to be cooled other than the first EGR cooler 71 during the warm-up operation. In this case, since the cooling water circulation means for supplying the cooling water W to the existing member to be cooled can be used as the second cooling water circulation means 111, an increase in component costs can be suppressed.

また、上述した本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７においては、第２のＥＧＲクーラ７３の冷却水流入管１０１とシリンダヘッドウォータジャケット２３ａとは、開閉弁７７を介して連結している。しかしながら、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置においては、これに限られず、第２のＥＧＲクーラ７３の冷却水流入管１０１とシリンダヘッドウォータジャケット２３ａとは、流量を調整可能な流量調整弁により連結するようにしてもよい。   In the EGR device 7 for the internal combustion engine of the present embodiment described above, the cooling water inflow pipe 101 of the second EGR cooler 73 and the cylinder head water jacket 23a are connected via an on-off valve 77. However, the EGR device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to this, and the cooling water inflow pipe 101 of the second EGR cooler 73 and the cylinder head water jacket 23a are connected by a flow rate adjusting valve capable of adjusting the flow rate. You may do it.

これにより、使用状態が暖機モードである場合の第２のＥＧＲクーラ７３への冷却水Ｗの供給量を、使用状態が通常モードである場合の第２のＥＧＲクーラ７３への冷却水Ｗの供給量よりも減量するようにできる。このため、第２のＥＧＲクーラ７３の伝熱管１０３には排出ガスＧが流通するものの、冷却水Ｗによる冷却効果は低くなるので、第２のＥＧＲクーラ７３における凝縮水の発生を抑制することができる。また、第２のＥＧＲクーラ７３に冷却水Ｗを全く流通させない場合に比べ、排出ガスＧの冷却効率を向上することができる。   As a result, the supply amount of the cooling water W to the second EGR cooler 73 when the use state is the warm-up mode is changed to the supply amount of the cooling water W to the second EGR cooler 73 when the use state is the normal mode. The amount can be reduced from the supply amount. For this reason, although the exhaust gas G circulates through the heat transfer tube 103 of the second EGR cooler 73, the cooling effect by the cooling water W is reduced, so that the generation of condensed water in the second EGR cooler 73 can be suppressed. it can. Further, the cooling efficiency of the exhaust gas G can be improved as compared with the case where the cooling water W is not circulated through the second EGR cooler 73 at all.

（第３の実施の形態）
本実施の形態は、上述の第１の実施の形態と略同様の全体構成を有している。本実施の形態に係るエンジン１においては、第１の実施の形態の第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３の接続、ならびに冷却水Ｗの供給系の構成のみが異なっているが、他の構成は同様に構成されている。したがって、同一の構成については、図１に示した第１の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。 (Third embodiment)
The present embodiment has an overall configuration substantially similar to that of the first embodiment described above. In the engine 1 according to the present embodiment, only the connection of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 of the first embodiment and the configuration of the supply system of the cooling water W are different. Other configurations are similarly configured. Therefore, the same configuration will be described using the same reference numerals as those in the first embodiment shown in FIG. 1, and only differences will be described in detail.

図５（ｂ）に示すように、本実施の形態のＬＰＬ−ＥＧＲ装置７は、上流管７０と、第１のＥＧＲクーラ７１と、クーラ間管７２と、第２のＥＧＲクーラ７３と、中間管７４と、バイパス管７８と、切換手段としての切換弁７９と、ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５と、下流管７６とを含んで構成されている。上流管７０と、第１のＥＧＲクーラ７１と、クーラ間管７２と、第２のＥＧＲクーラ７３と、中間管７４と、ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５と、下流管７６とは、順に連結されている。また、クーラ間管７２と中間管７４とは、バイパス管７８により連結されている。すなわち、バイパス管７８は、第２のＥＧＲクーラ７３の上流側および下流側をバイパスするようになっている。   As shown in FIG. 5B, the LPL-EGR device 7 of the present embodiment includes an upstream pipe 70, a first EGR cooler 71, an intercooler pipe 72, a second EGR cooler 73, and an intermediate The pipe 74, the bypass pipe 78, a switching valve 79 as switching means, an LPL-EGR valve 75, and a downstream pipe 76 are configured. The upstream pipe 70, the first EGR cooler 71, the intercooler pipe 72, the second EGR cooler 73, the intermediate pipe 74, the LPL-EGR valve 75, and the downstream pipe 76 are sequentially connected. . The intercooler pipe 72 and the intermediate pipe 74 are connected by a bypass pipe 78. That is, the bypass pipe 78 bypasses the upstream side and the downstream side of the second EGR cooler 73.

ここで、第２のＥＧＲクーラ７３は、バイパス管７８および第１のＥＧＲクーラ７１よりも上方に位置するように配置されている。これにより、第１のＥＧＲクーラ７１で凝縮水が発生した場合であっても、凝縮水が第２のＥＧＲクーラ７３に流入することを防止できるようになっている。   Here, the second EGR cooler 73 is disposed so as to be positioned above the bypass pipe 78 and the first EGR cooler 71. As a result, even if condensed water is generated in the first EGR cooler 71, the condensed water can be prevented from flowing into the second EGR cooler 73.

切換弁７９は、クーラ間管７２のバイパス管７８との分岐部分に設けられている。切換弁７９は、第１のＥＧＲクーラ７１から流出した排出ガスＧに対して、第２のＥＧＲクーラ７３へ流入する流量とバイパス７８へ流入する流量との割合を調整するようになっている。これにより、切換弁７９は、例えば、第１のＥＧＲクーラ７１から流出した排出ガスＧの全量を第２のＥＧＲクーラ７３へ流入させるとともに、バイパス７８には全く流さないようにすることができる。あるいは、切換弁７９は、第１のＥＧＲクーラ７１から流出した排出ガスＧの全量をバイパス７８へ流入させるとともに、第２のＥＧＲクーラ７３には全く流さないようにすることもできる。さらには、切換弁７９は、第１のＥＧＲクーラ７１から流出した排出ガスＧを、第２のＥＧＲクーラ７３およびバイパス７８のそれぞれに適宜な割合で流入させるようにすることもできる。   The switching valve 79 is provided at a branch portion between the intercooler pipe 72 and the bypass pipe 78. The switching valve 79 adjusts the ratio of the flow rate flowing into the second EGR cooler 73 and the flow rate flowing into the bypass 78 with respect to the exhaust gas G flowing out from the first EGR cooler 71. Thereby, for example, the switching valve 79 can cause the entire amount of the exhaust gas G flowing out from the first EGR cooler 71 to flow into the second EGR cooler 73 and not flow into the bypass 78 at all. Alternatively, the switching valve 79 can cause the entire amount of the exhaust gas G flowing out from the first EGR cooler 71 to flow into the bypass 78 and not flow into the second EGR cooler 73 at all. Further, the switching valve 79 can cause the exhaust gas G flowing out from the first EGR cooler 71 to flow into each of the second EGR cooler 73 and the bypass 78 at an appropriate ratio.

第１のＥＧＲクーラ７１の冷却水流入管９１の上流側端部は、冷却水供給管９６およびエンジン本体２のウォータジャケット２３を介して冷却水Ｗの供給ポンプに連結されている。第１のＥＧＲクーラ７１の冷却水流出管９２の下流側端部は、例えばラジエータに連結されている。第２のＥＧＲクーラ７３の冷却水流入管１０１の上流側端部は、冷却水供給管９６およびエンジン本体２のウォータジャケット２３を介して冷却水Ｗの供給ポンプに連結されている。第２のＥＧＲクーラ７３の冷却水流出管１０２の下流側端部は、例えばラジエータに連結されている。   An upstream end portion of the cooling water inflow pipe 91 of the first EGR cooler 71 is connected to a cooling water W supply pump via the cooling water supply pipe 96 and the water jacket 23 of the engine body 2. A downstream end portion of the cooling water outflow pipe 92 of the first EGR cooler 71 is connected to, for example, a radiator. The upstream end of the cooling water inflow pipe 101 of the second EGR cooler 73 is connected to a cooling water W supply pump via a cooling water supply pipe 96 and a water jacket 23 of the engine body 2. The downstream end of the cooling water outlet pipe 102 of the second EGR cooler 73 is connected to, for example, a radiator.

暖機モードでは、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３に冷却水Ｗが供給される。また、暖機モードでは、切換弁７９は、第２のＥＧＲクーラ７３に排出ガスＧが流入しないように切り換わる。これにより、第１のＥＧＲクーラ７１から排出された排出ガスＧは、全てバイパス管７８を経由して第２のＥＧＲクーラ７３を流通することなくＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５に流入される。   In the warm-up mode, the cooling water W is supplied to the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73. In the warm-up mode, the switching valve 79 is switched so that the exhaust gas G does not flow into the second EGR cooler 73. As a result, all the exhaust gas G discharged from the first EGR cooler 71 flows into the LPL-EGR valve 75 via the bypass pipe 78 without flowing through the second EGR cooler 73.

通常モードでも、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３に冷却水Ｗが供給される。また、通常モードでは、切換弁７９は、第２のＥＧＲクーラ７３に排出ガスＧの全量が流入するように切り換わる。これにより、第１のＥＧＲクーラ７１から排出された排出ガスＧは、全て第２のＥＧＲクーラ７３に流入される。また、ＬＰＬ−ＥＧＲ装置７を通過した排出ガスＧが適温になるようにするために、切換弁７９を操作することにより、第２のＥＧＲクーラ７３およびバイパス７８のそれぞれを流通する排出ガスＧの流量を適宜調整することが好ましい。   Even in the normal mode, the cooling water W is supplied to the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73. In the normal mode, the switching valve 79 is switched so that the entire amount of the exhaust gas G flows into the second EGR cooler 73. As a result, all the exhaust gas G discharged from the first EGR cooler 71 flows into the second EGR cooler 73. Further, by operating the switching valve 79 so that the exhaust gas G that has passed through the LPL-EGR device 7 has an appropriate temperature, the exhaust gas G that flows through each of the second EGR cooler 73 and the bypass 78 is controlled. It is preferable to adjust the flow rate as appropriate.

本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７によれば、暖機モードにおいて、切換弁７９が第２のＥＧＲクーラ７３に排出ガスＧが流入しないように切り換わるので、第１の実施の形態と同様に第２のＥＧＲクーラ７３において凝縮水が発生することを防止できる。   According to the EGR device 7 for the internal combustion engine of the present embodiment, the switching valve 79 is switched so that the exhaust gas G does not flow into the second EGR cooler 73 in the warm-up mode. Similarly, generation of condensed water in the second EGR cooler 73 can be prevented.

また、本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７によれば、通常モードにおいて、切換弁７９が第２のＥＧＲクーラ７３に排出ガスＧの全量が流入するように切り換わるので、第１のＥＧＲクーラ７１と第２のＥＧＲクーラ７３との接続は直列となる。このため、第１の実施の形態と同様に、第１のＥＧＲクーラ７１において凝縮水が発生した場合、排出ガスＧの含有水分が低減するので、第２のＥＧＲクーラ７３で凝縮水が発生することを抑制できる。   Further, according to the EGR device 7 of the internal combustion engine of the present embodiment, the switching valve 79 is switched so that the entire amount of the exhaust gas G flows into the second EGR cooler 73 in the normal mode, so that the first EGR Connection between the cooler 71 and the second EGR cooler 73 is in series. For this reason, as in the first embodiment, when condensed water is generated in the first EGR cooler 71, the moisture content of the exhaust gas G is reduced, so that condensed water is generated in the second EGR cooler 73. This can be suppressed.

（第４の実施の形態）
本実施の形態は、上述の第１の実施の形態と略同様の全体構成を有している。本実施の形態に係るエンジン１においては、第１の実施の形態の第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３の接続、ならびに冷却水Ｗの供給系の構成のみが異なっているが、他の構成は同様に構成されている。したがって、同一の構成については、図１に示した第１の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。 (Fourth embodiment)
The present embodiment has an overall configuration substantially similar to that of the first embodiment described above. In the engine 1 according to the present embodiment, only the connection of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 of the first embodiment and the configuration of the supply system of the cooling water W are different. Other configurations are similarly configured. Therefore, the same configuration will be described using the same reference numerals as those in the first embodiment shown in FIG. 1, and only differences will be described in detail.

図６（ａ）に示すように、本実施の形態のＬＰＬ−ＥＧＲ装置７は、上流管７０と、第１のＥＧＲクーラ７１と、第２のＥＧＲクーラ７３と、中間管７４と、切換弁７９と、ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５と、下流管７６と、開閉弁７７と、第１の冷却水循環手段１１０と、第２の冷却水循環手段１１１とを含んで構成されている。第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３は、上流管７０と中間管７４との間に並列に接続されている。   As shown in FIG. 6A, the LPL-EGR device 7 of the present embodiment includes an upstream pipe 70, a first EGR cooler 71, a second EGR cooler 73, an intermediate pipe 74, and a switching valve. 79, an LPL-EGR valve 75, a downstream pipe 76, an on-off valve 77, a first cooling water circulation means 110, and a second cooling water circulation means 111. The first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 are connected in parallel between the upstream pipe 70 and the intermediate pipe 74.

上流管７０の上流側は、排気管４１の排気後処理器４２と排気絞り弁４３との間に連結されている。上流管７０の下流側は二股に分岐して、それぞれ第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３に連結されている。中間管７４の上流側は二股に分岐して、それぞれ第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３に連結されている。中間管７４の下流側は、ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５に連結されている。   The upstream side of the upstream pipe 70 is connected between the exhaust after-treatment device 42 of the exhaust pipe 41 and the exhaust throttle valve 43. The downstream side of the upstream pipe 70 is bifurcated and connected to the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73, respectively. The upstream side of the intermediate pipe 74 is bifurcated and connected to the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73, respectively. The downstream side of the intermediate pipe 74 is connected to the LPL-EGR valve 75.

第１のＥＧＲクーラ７１は第２のＥＧＲクーラ７３の下方に配置されている。これにより、第１のＥＧＲクーラ７１で凝縮水が発生した場合であっても、凝縮水が第２のＥＧＲクーラ７３に流入することを防止できるようになっている。   The first EGR cooler 71 is disposed below the second EGR cooler 73. As a result, even if condensed water is generated in the first EGR cooler 71, the condensed water can be prevented from flowing into the second EGR cooler 73.

切換弁７９は、上流管７０の分岐部分に設けられている。切換弁７９は、排気管４１からの排出ガスＧに対して、第１のＥＧＲクーラ７１へ流入する流量と第２のＥＧＲクーラ７３へ流入する流量との割合を調整するようになっている。これにより、切換弁７９は、例えば、排気管４１からの排出ガスＧの全量を第１のＥＧＲクーラ７１へ流入させるとともに、第２のＥＧＲクーラ７３には全く流さないようにすることができる。あるいは、切換弁７９は、排気管４１からの排出ガスＧの全量を第２のＥＧＲクーラ７３へ流入させるとともに、第１のＥＧＲクーラ７１には全く流さないようにすることもできる。さらには、切換弁７９は、排気管４１からの排出ガスＧを第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３のそれぞれに適宜な割合で流入させるようにすることもできる。   The switching valve 79 is provided at a branch portion of the upstream pipe 70. The switching valve 79 adjusts the ratio of the flow rate flowing into the first EGR cooler 71 and the flow rate flowing into the second EGR cooler 73 with respect to the exhaust gas G from the exhaust pipe 41. Thereby, for example, the switching valve 79 can cause the entire amount of the exhaust gas G from the exhaust pipe 41 to flow into the first EGR cooler 71 and not flow into the second EGR cooler 73 at all. Alternatively, the switching valve 79 can cause the entire amount of the exhaust gas G from the exhaust pipe 41 to flow into the second EGR cooler 73 and not flow into the first EGR cooler 71 at all. Further, the switching valve 79 can cause the exhaust gas G from the exhaust pipe 41 to flow into each of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 at an appropriate ratio.

また、エンジン本体２は、シリンダヘッド２０と、シリンダブロック２１とを有している。エンジン本体２のウォータジャケット２３は、シリンダヘッド２０に形成されたシリンダヘッドウォータジャケット２３ａと、シリンダブロック２１に形成されたシリンダブロックウォータジャケット２３ｂとを含んで構成されている。   The engine body 2 includes a cylinder head 20 and a cylinder block 21. The water jacket 23 of the engine body 2 includes a cylinder head water jacket 23 a formed on the cylinder head 20 and a cylinder block water jacket 23 b formed on the cylinder block 21.

第１の冷却水循環手段１１０は、第１の冷却水循環上流管１１０ａと第１の冷却水循環下流管１１０ｂとを備えている。第１の冷却水循環上流管１１０ａは、第１のＥＧＲクーラ７１の冷却水流入管９１と、シリンダブロックウォータジャケット２３ｂとを連結している。第１の冷却水循環下流管１１０ｂは、第１のＥＧＲクーラ７１の冷却水流出管９２と、シリンダヘッドウォータジャケット２３ａとを連結している。このため、冷却水Ｗの供給ポンプが作動しているときは、暖機モードおよび通常モードのいずれの場合でも第１のＥＧＲクーラ７１には冷却水Ｗが供給されるようになっている。   The first cooling water circulation means 110 includes a first cooling water circulation upstream pipe 110a and a first cooling water circulation downstream pipe 110b. The first cooling water circulation upstream pipe 110a connects the cooling water inflow pipe 91 of the first EGR cooler 71 and the cylinder block water jacket 23b. The first cooling water circulation downstream pipe 110b connects the cooling water outflow pipe 92 of the first EGR cooler 71 and the cylinder head water jacket 23a. For this reason, when the supply pump of the cooling water W is operating, the cooling water W is supplied to the first EGR cooler 71 in both the warm-up mode and the normal mode.

第２の冷却水循環手段１１１は、第２の冷却水循環上流管１１１ａと第２の冷却水循環下流管１１１ｂとを備えている。第２の冷却水循環上流管１１１ａは、第２のＥＧＲクーラ７３の冷却水流入管１０１と、シリンダヘッドウォータジャケット２３ａとを、開閉弁７７を介して連結している。第２の冷却水循環下流管１１１ｂは、第２のＥＧＲクーラ７３の冷却水流出管１０２と、シリンダブロックウォータジャケット２３ｂとを連結している。   The second cooling water circulation means 111 includes a second cooling water circulation upstream pipe 111a and a second cooling water circulation downstream pipe 111b. The second cooling water circulation upstream pipe 111 a connects the cooling water inflow pipe 101 of the second EGR cooler 73 and the cylinder head water jacket 23 a via an opening / closing valve 77. The second cooling water circulation downstream pipe 111b connects the cooling water outflow pipe 102 of the second EGR cooler 73 and the cylinder block water jacket 23b.

暖機モードでは、第１のＥＧＲクーラ７１に冷却水Ｗが供給される。また、暖機モードでは、開閉弁７７が閉塞されるので、第２のＥＧＲクーラ７３には冷却水Ｗが供給されない。さらに、暖機モードでは、切換弁７９は、流出ガスＧが第１のＥＧＲクーラ７１のみを流通するように切り換わる。これにより、排気管４１からの排出ガスＧは、全て第１のＥＧＲクーラ７１のみを流通する。   In the warm-up mode, the cooling water W is supplied to the first EGR cooler 71. In the warm-up mode, the on-off valve 77 is closed, so that the cooling water W is not supplied to the second EGR cooler 73. Further, in the warm-up mode, the switching valve 79 switches so that the outflow gas G flows only through the first EGR cooler 71. Thereby, all the exhaust gas G from the exhaust pipe 41 circulates only through the first EGR cooler 71.

一方、通常モードでは、第１のＥＧＲクーラ７１に冷却水Ｗが供給される。また、通常モードでは、開閉弁７７が開放されるので、第２のＥＧＲクーラ７３にも冷却水Ｗが供給される。さらに、通常モードでは、切換弁７９は、流出ガスＧが第２のＥＧＲクーラ７３のみを流通するように切り換わる。これにより、排気管４１からの排出ガスＧは、全て第２のＥＧＲクーラ７３のみを流通する。   On the other hand, in the normal mode, the cooling water W is supplied to the first EGR cooler 71. In the normal mode, the on-off valve 77 is opened, so that the cooling water W is also supplied to the second EGR cooler 73. Further, in the normal mode, the switching valve 79 switches so that the outflow gas G flows only through the second EGR cooler 73. Thereby, all the exhaust gas G from the exhaust pipe 41 circulates only through the second EGR cooler 73.

また、ＬＰＬ−ＥＧＲ装置７を通過した排出ガスＧが適温になるようにするために、切換弁７９を操作することにより、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３のそれぞれを流通する排出ガスＧの流量を適宜調整することが好ましい。   Further, by operating the switching valve 79 so that the exhaust gas G that has passed through the LPL-EGR device 7 has an appropriate temperature, each of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 is circulated. It is preferable to appropriately adjust the flow rate of the exhaust gas G.

本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７によれば、暖機モードにおいて、切換弁７９が第２のＥＧＲクーラ７３に排出ガスＧが流入しないように切り換わるので、第１の実施の形態と同様に第２のＥＧＲクーラ７３において凝縮水が発生することを防止できる。   According to the EGR device 7 for the internal combustion engine of the present embodiment, the switching valve 79 is switched so that the exhaust gas G does not flow into the second EGR cooler 73 in the warm-up mode. Similarly, generation of condensed water in the second EGR cooler 73 can be prevented.

また、本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７によれば、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３を並列に接続して配置しているので、直列に配置する場合に比べて全長を短くして、ＬＰＬ−ＥＧＲ装置７を小型化することができる。   Further, according to the EGR device 7 for the internal combustion engine of the present embodiment, the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 are connected in parallel and are therefore arranged in comparison with the case where they are arranged in series. The LPL-EGR device 7 can be downsized by shortening the overall length.

さらに、本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７によれば、暖機モードにおいて、第１のＥＧＲクーラ７１に冷却水Ｗが流通されるとともに、第１のＥＧＲクーラ７１で加熱された冷却水Ｗがエンジン本体２のシリンダヘッド２０に供給される。このため、暖機運転時において、第１のＥＧＲクーラ７１以外に冷却水Ｗが供給されていない状況であっても、排出ガスＧで加熱された冷却水Ｗの熱により、シリンダヘッド２０からエンジン本体２を暖機することができる。   Furthermore, according to the EGR device 7 of the internal combustion engine of the present embodiment, the cooling water W is circulated through the first EGR cooler 71 and the cooling water heated by the first EGR cooler 71 in the warm-up mode. W is supplied to the cylinder head 20 of the engine body 2. For this reason, even when the cooling water W is not being supplied to other than the first EGR cooler 71 during the warm-up operation, the engine from the cylinder head 20 is caused by the heat of the cooling water W heated by the exhaust gas G. The main body 2 can be warmed up.

上述した本実施の形態の内燃機関のＥＧＲ装置７においては、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３の排出ガスＧの流量の割合を調整するための切換弁７９を備えている。しかしながら、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置においては、これに限られず、切換弁７９を備えていなくてもよい。この場合も、暖機モードでは開閉弁７７が閉塞されるので、第２のＥＧＲクーラ７３には冷却水Ｗが供給されない。このため、暖機運転時に、第２のＥＧＲクーラ７３において凝縮水が発生することを抑制することができる。   The EGR device 7 for an internal combustion engine of the present embodiment described above includes a switching valve 79 for adjusting the flow rate ratio of the exhaust gas G of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73. However, the EGR device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to this, and the switching valve 79 may not be provided. Also in this case, since the on-off valve 77 is closed in the warm-up mode, the cooling water W is not supplied to the second EGR cooler 73. For this reason, it is possible to suppress the generation of condensed water in the second EGR cooler 73 during the warm-up operation.

（第５の実施の形態）
本実施の形態は、上述の第４の実施の形態と略同様の全体構成を有している。本実施の形態に係るエンジン１においては、第４の実施の形態の第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３への冷却水Ｗの供給系の構成のみが異なっているが、他の構成は同様に構成されている。したがって、同一の構成については、図１に示した第１の実施の形態および図６（ａ）に示した第４の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。 (Fifth embodiment)
This embodiment has an overall configuration substantially similar to that of the fourth embodiment described above. In the engine 1 according to the present embodiment, only the configuration of the supply system of the cooling water W to the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 of the fourth embodiment is different. The configuration is the same. Therefore, the same configuration will be described using the same reference numerals as those of the first embodiment shown in FIG. 1 and the fourth embodiment shown in FIG. 6A, and only the differences will be described in detail. Describe.

図６（ｂ）に示すように、本実施の形態のＬＰＬ−ＥＧＲ装置７は、上流管７０と、第１のＥＧＲクーラ７１と、第２のＥＧＲクーラ７３と、中間管７４と、切換弁７９と、ＬＰＬ−ＥＧＲバルブ７５と、下流管７６とを含んで構成されている。第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３は、上流管７０と中間管７４との間に並列に接続されている。   As shown in FIG. 6B, the LPL-EGR device 7 of the present embodiment includes an upstream pipe 70, a first EGR cooler 71, a second EGR cooler 73, an intermediate pipe 74, and a switching valve. 79, an LPL-EGR valve 75, and a downstream pipe 76. The first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 are connected in parallel between the upstream pipe 70 and the intermediate pipe 74.

第１のＥＧＲクーラ７１の冷却水流入管９１の上流側端部は、冷却水供給管９６およびエンジン本体２のウォータジャケットを介して冷却水Ｗの供給ポンプに連結されている。第１のＥＧＲクーラ７１の冷却水流出管９２の下流側端部は、例えばラジエータに連結されている。第２のＥＧＲクーラ７３の冷却水流入管１０１の上流側端部は、冷却水供給管９６およびエンジン本体２のウォータジャケットを介して冷却水Ｗの供給ポンプに連結されている。第２のＥＧＲクーラ７３の冷却水流出管１０２の下流側端部は、例えばラジエータに連結されている。   An upstream end portion of the cooling water inflow pipe 91 of the first EGR cooler 71 is connected to a cooling water W supply pump via a cooling water supply pipe 96 and a water jacket of the engine body 2. A downstream end portion of the cooling water outflow pipe 92 of the first EGR cooler 71 is connected to, for example, a radiator. An upstream end of the cooling water inflow pipe 101 of the second EGR cooler 73 is connected to a cooling water W supply pump via a cooling water supply pipe 96 and a water jacket of the engine body 2. The downstream end of the cooling water outlet pipe 102 of the second EGR cooler 73 is connected to, for example, a radiator.

暖機モードでは、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３に冷却水Ｗが供給される。また、暖機モードでは、切換弁７９は、流出ガスＧが第１のＥＧＲクーラ７１のみを流通するように切り換わる。これにより、排気管４１からの排出ガスＧは、全て第１のＥＧＲクーラ７１のみを流通する。   In the warm-up mode, the cooling water W is supplied to the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73. Further, in the warm-up mode, the switching valve 79 switches so that the outflow gas G flows only through the first EGR cooler 71. Thereby, all the exhaust gas G from the exhaust pipe 41 circulates only through the first EGR cooler 71.

通常モードでも、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３に冷却水Ｗが供給される。また、通常モードでは、切換弁７９は、流出ガスＧが第２のＥＧＲクーラ７３のみを流通するように切り換わる。これにより、排気管４１からの排出ガスＧは、全て第２のＥＧＲクーラ７３のみを流通する。あるいは、通常モードでは、切換弁７９は、流出ガスＧが第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３のそれぞれに適宜な割合で流通するように切り換わるようにしてもよい。これにより、排気管４１からの排出ガスＧは、第１のＥＧＲクーラ７１および第２のＥＧＲクーラ７３のそれぞれに適宜な割合で流通する。   Even in the normal mode, the cooling water W is supplied to the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73. Further, in the normal mode, the switching valve 79 switches so that the outflow gas G flows only through the second EGR cooler 73. Thereby, all the exhaust gas G from the exhaust pipe 41 circulates only through the second EGR cooler 73. Alternatively, in the normal mode, the switching valve 79 may be switched so that the outflow gas G flows through each of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73 at an appropriate ratio. Thereby, the exhaust gas G from the exhaust pipe 41 circulates at an appropriate ratio to each of the first EGR cooler 71 and the second EGR cooler 73.

以上説明したように、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置は、ＥＧＲクーラにおいて凝縮水の発生を抑制するとともに、ＥＧＲクーラにおいて凝縮水が発生した場合は凝縮水による腐食が生じないようにする場合に好適な内燃機関のＥＧＲ装置に有用である。   As described above, the EGR device for an internal combustion engine according to the present invention suppresses the generation of condensed water in the EGR cooler and prevents corrosion caused by condensed water when the condensed water is generated in the EGR cooler. It is useful for an EGR device of an internal combustion engine suitable for the above.

１ エンジン（内燃機関）
２ エンジン本体
３ 吸気装置
４ 排気装置
７ ＬＰＬ−ＥＧＲ装置（ＥＧＲ装置）
２０ シリンダヘッド
２１ シリンダブロック
２３ ウォータジャケット
２３ａ シリンダヘッドウォータジャケット
２３ｂ シリンダブロックウォータジャケット
７０ 上流管（ＥＧＲ管）
７１ 第１のＥＧＲクーラ
７２ クーラ間管（ＥＧＲ管）
７３ 第２のＥＧＲクーラ
７４ 中間管（ＥＧＲ管）
７６ 下流管（ＥＧＲ管）
７７ 開閉弁（切換手段、排出ガス導入手段）
７９ 切換弁（切換手段、排出ガス導入手段）
８０ 判断部（切換手段、排出ガス導入手段）
９３ 冷却管（冷却手段）
１０３ 伝熱管（冷却手段）
１１０ 第１の冷却水循環手段
１１１ 第２の冷却水循環手段
Ｇ 排出ガス
Ｗ 冷却水 1 engine (internal combustion engine)
2 Engine body 3 Intake device 4 Exhaust device 7 LPL-EGR device (EGR device)
20 Cylinder head 21 Cylinder block 23 Water jacket 23a Cylinder head water jacket 23b Cylinder block water jacket 70 Upstream pipe (EGR pipe)
71 First EGR cooler 72 Intercooler pipe (EGR pipe)
73 Second EGR cooler 74 Intermediate pipe (EGR pipe)
76 Downstream pipe (EGR pipe)
77 On-off valve (switching means, exhaust gas introduction means)
79 Switching valve (switching means, exhaust gas introducing means)
80 Judgment part (switching means, exhaust gas introducing means)
93 Cooling pipe (cooling means)
103 Heat transfer tube (cooling means)
110 1st cooling water circulation means 111 2nd cooling water circulation means G Exhaust gas W Cooling water

Claims (9)

内燃機関の排気装置と吸気装置とを連結するＥＧＲ管を備え、前記排気装置を流通する排出ガスの一部を前記ＥＧＲ管に流通させることにより前記吸気装置に帰還させる内燃機関のＥＧＲ装置において、
前記ＥＧＲ管に設けられるとともに、前記ＥＧＲ管を流通する前記排出ガスと冷却水との熱交換により前記排出ガスを冷却するセラミック製の冷却手段を有し、前記排出ガスに発生する凝縮水を貯留する第１のＥＧＲクーラと、
前記ＥＧＲ管に設けられるとともに、前記ＥＧＲ管を流通する前記排出ガスと冷却水との熱交換により前記排出ガスを冷却する金属製の冷却手段を有する第２のＥＧＲクーラと、
前記冷却水の水温が所定温度より低い場合に、前記第１のＥＧＲクーラに優先的に前記排出ガスを導入する排出ガス導入手段と、を備えることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。 In an EGR device for an internal combustion engine that includes an EGR pipe that connects an exhaust device of an internal combustion engine and an intake device, and returns a part of the exhaust gas that flows through the exhaust device to the intake device by circulating the exhaust gas through the EGR pipe.
Together provided in the EGR pipe, storing condensed water which have a ceramic cooling means for cooling the exhaust gas by heat exchange with the exhaust gas and the cooling water flowing through the EGR pipe, generated in the exhaust gas A first EGR cooler that
A second EGR cooler provided in the EGR pipe and having a metal cooling means for cooling the exhaust gas by heat exchange between the exhaust gas flowing through the EGR pipe and cooling water;
An EGR device for an internal combustion engine, comprising: exhaust gas introduction means for preferentially introducing the exhaust gas into the first EGR cooler when the temperature of the cooling water is lower than a predetermined temperature. 前記排出ガス導入手段は、前記第１のＥＧＲクーラを上流側にするとともに前記第２のＥＧＲクーラを下流側にする直列の配置であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。   2. The EGR of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas introduction unit is arranged in series with the first EGR cooler on the upstream side and the second EGR cooler on the downstream side. apparatus. 前記所定温度は、前記第２のＥＧＲクーラの前記冷却手段を前記排出ガスが流通する際に前記冷却水と熱交換して冷却されることにより、前記排出ガスに前記凝縮水が発生し得る温度であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。 Wherein the predetermined temperature, by the fact that the cooling water and by heat exchange is cooled in the exhaust gas the cooling means of the second EGR cooler flows, the condensed water may occur in the exhaust gas temperature The EGR device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the EGR device is an internal combustion engine. 前記排出ガス導入手段は、前記第１のＥＧＲクーラおよび前記第２のＥＧＲクーラの使用状態を、前記第１のＥＧＲクーラのみを使用する暖機モードと、少なくとも前記第２のＥＧＲクーラを使用する通常モードとに切り換え可能であるとともに、前記第２のＥＧＲクーラに流入される前記排出ガスの温度および流量ならびに前記第２のＥＧＲクーラに流入される前記冷却水の温度および流量が、前記第２のＥＧＲクーラの前記冷却手段を流通する前記排出ガスに前記凝縮水を発生させ得る値であることを条件に、前記使用状態を前記暖機モードに切り換える切換手段であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。 The exhaust gas introduction means uses the first EGR cooler and the second EGR cooler in the warm-up mode in which only the first EGR cooler is used and at least the second EGR cooler. It is possible to switch to the normal mode, and the temperature and flow rate of the exhaust gas flowing into the second EGR cooler and the temperature and flow rate of the cooling water flowing into the second EGR cooler are claims wherein on condition that the exhaust gas the a value capable of generating condensed water, characterized in that the usage state is a switching means for switching the warm-up mode for circulating the cooling means of the EGR cooler 2. An EGR device for an internal combustion engine according to 1. 前記第１のＥＧＲクーラおよび前記第２のＥＧＲクーラは、前記第１のＥＧＲクーラを上流側にするとともに前記第２のＥＧＲクーラを下流側にして直列に接続され、
前記切換手段は、前記使用状態が前記暖機モードである場合の前記第２のＥＧＲクーラへの前記冷却水の供給量を、前記使用状態が前記通常モードである場合の前記第２のＥＧＲクーラへの前記冷却水の供給量よりも減量する流量調整弁であることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。 The first EGR cooler and the second EGR cooler are connected in series with the first EGR cooler on the upstream side and the second EGR cooler on the downstream side,
The switching means supplies the amount of cooling water supplied to the second EGR cooler when the use state is the warm-up mode, and the second EGR cooler when the use state is the normal mode. The EGR device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the EGR device is a flow rate adjustment valve that reduces the amount of cooling water supplied to the engine. 前記第１のＥＧＲクーラおよび前記第２のＥＧＲクーラは直列に接続されるとともに、前記第２のＥＧＲクーラは前記第１のＥＧＲクーラの下流側に配置され、尚且つ前記第２のＥＧＲクーラの上流側と下流側とを連結して前記排出ガスを流通可能なバイパス管を備え、
前記切換手段は、前記使用状態が前記暖機モードである場合に前記第１のＥＧＲクーラから排出された前記排出ガスを前記バイパス管のみに流通させる切換弁であることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。 The first EGR cooler and the second EGR cooler are connected in series, and the second EGR cooler is disposed downstream of the first EGR cooler, and the second EGR cooler is connected to the second EGR cooler. A bypass pipe that connects the upstream side and the downstream side and is capable of circulating the exhaust gas;
The switching means is a switching valve that allows the exhaust gas discharged from the first EGR cooler to flow only through the bypass pipe when the use state is the warm-up mode. An EGR device for an internal combustion engine according to claim 1. 前記第１のＥＧＲクーラおよび前記第２のＥＧＲクーラは並列に接続されるとともに、
前記切換手段は、前記使用状態が前記暖機モードである場合に前記排気装置から供給された前記排出ガスを前記第１のＥＧＲクーラのみに流通させる切換弁であることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。 The first EGR cooler and the second EGR cooler are connected in parallel,
The switching means is a switching valve that allows the exhaust gas supplied from the exhaust device to flow only to the first EGR cooler when the use state is the warm-up mode. An EGR device for an internal combustion engine according to claim 1. 前記使用状態が前記暖機モードあるいは前記通常モードのいずれの場合も前記第１のＥＧＲクーラに前記冷却水を流通させる第１の冷却水循環手段と、
前記使用状態が前記通常モードの場合に前記第２のＥＧＲクーラに前記冷却水を流通させるとともに、前記使用状態が暖機モードの場合に前記通常モードの場合よりも少ない量の前記冷却水を流通させるか、または前記冷却水の流通を停止する第２の冷却水循環手段と、を備えることを特徴とする請求項４ないし請求項７のいずれか一項に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。 First cooling water circulating means for circulating the cooling water to the first EGR cooler when the use state is either the warm-up mode or the normal mode;
When the use state is the normal mode, the cooling water is circulated through the second EGR cooler, and when the use state is the warm-up mode, a smaller amount of the cooling water is circulated than in the normal mode. The EGR device for an internal combustion engine according to any one of claims 4 to 7, further comprising second cooling water circulation means that stops or stops the circulation of the cooling water. 前記内燃機関はシリンダヘッドとシリンダブロックとを備え、前記シリンダヘッドは前記冷却水が流通するシリンダヘッドウォータジャケットを備え、前記シリンダブロックは前記冷却水が流通するシリンダブロックウォータジャケットを備え、
前記第１の冷却水循環手段は、前記シリンダブロックウォータジャケットから前記第１のＥＧＲクーラに前記冷却水を供給するとともに、前記第１のＥＧＲクーラから前記シリンダヘッドウォータジャケットに前記冷却水を供給することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。 The internal combustion engine includes a cylinder head and a cylinder block, the cylinder head includes a cylinder head water jacket through which the cooling water flows, and the cylinder block includes a cylinder block water jacket through which the cooling water flows.
The first cooling water circulation means supplies the cooling water from the cylinder block water jacket to the first EGR cooler and also supplies the cooling water from the first EGR cooler to the cylinder head water jacket. The EGR device for an internal combustion engine according to claim 8.
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