JPH10238418A - Egr device with egr cooler - Google Patents

Egr device with egr cooler

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Publication number
JPH10238418A
JPH10238418A JP9045908A JP4590897A JPH10238418A JP H10238418 A JPH10238418 A JP H10238418A JP 9045908 A JP9045908 A JP 9045908A JP 4590897 A JP4590897 A JP 4590897A JP H10238418 A JPH10238418 A JP H10238418A
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JP
Japan
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egr
egr cooler
temperature
engine
cooler
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Application number
JP9045908A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Natsume
浩司 夏目
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an EGR device with an EGR cooler which has good durability and can prevent generation of HC white smoke, biting of sulphuric acid, and a dewing in an EGR cooler which cause deposition of carbon by preventing supercooling of EGR gas. SOLUTION: An EGR cooler 1 is disposed in an EGR passage 14 of an engine 11 provided with an EGR device. A cooling system of the EGR cooler 1 is constituted such that a pump 4 which is turned ON or OFF based on temperature of cooling water of the engine 11 and supplies the EGR cooler 1 with a refrigerant, a reserve tank 2 which can store whole of the refrigerant in the EGR cooler 1, and a heat exchanger 3 for cooling the refrigerant are provided, and the refrigerant in the EGR cooler 1 moves to the reserve tank 3 when the pump 4 stops.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのEGR
において、EGRクーラーを使用してEGRガスの温度
を下げて空気の吸入効率を向上させて、エンジンの燃焼
を良好に保つと共に、燃焼温度を下げて排気ガス中のN
Oxを低減するEGRクーラー付きEGR装置に関する
ものである。
The present invention relates to an EGR for an engine.
In the above, the EGR cooler is used to lower the temperature of the EGR gas to improve the air intake efficiency, keep the combustion of the engine good, and lower the combustion temperature to reduce the N in the exhaust gas.
The present invention relates to an EGR device with an EGR cooler that reduces Ox.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンなどの排気ガス対策
において、排気ガス中のNOxの排出量を低減するため
に、排気ガスの一部を吸気に還流することで、燃焼温度
を低く抑えて、NOxの生成を抑制させるEGR(排気
再循環)が有効であることが知られ、広く実用化されて
いる。
2. Description of the Related Art In measures against exhaust gas from a diesel engine or the like, in order to reduce the amount of NOx in the exhaust gas, a part of the exhaust gas is recirculated to the intake air to suppress the combustion temperature and thereby reduce the NOx emission. EGR (exhaust gas recirculation) for suppressing generation is known to be effective, and is widely used.

【0003】このEGR装置においては、エンジンの排
気通路から排気ガスを分流するEGR通路を吸気通路側
に接続して、EGR通路に設けたEGR弁でEGRガス
量を調整しながらEGRを行っている。しかし、このよ
うに、高温のEGRガスをそのまま吸気側に循環させる
と、高温で膨張したEGRガスが吸気マニホールドに供
給されるので、吸気時のシリンダー内のEGRガスが占
める割合が多くなり、シリンダー内に入る空気量が低減
してしまうという問題がある。
In this EGR device, an EGR passage for diverting exhaust gas from an engine exhaust passage is connected to an intake passage side, and EGR is performed while adjusting an EGR gas amount by an EGR valve provided in the EGR passage. . However, when the high-temperature EGR gas is circulated to the intake side as it is, the high-temperature expanded EGR gas is supplied to the intake manifold. There is a problem that the amount of air entering the interior is reduced.

【0004】そのため、EGR通路の途中に例えば水冷
式のEGRクーラーを設けて、エンジン冷却水を冷却水
通路を通じて循環して、この冷却水によりEGRガスを
冷却して体積を減少してから、吸気マニホールドに供給
することによって、シリンダー内に供給される空気量を
確保している。
[0004] Therefore, for example, a water-cooled EGR cooler is provided in the middle of the EGR passage so that engine cooling water is circulated through the cooling water passage. By supplying the air to the manifold, the amount of air supplied to the cylinder is secured.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ンの排気ガス中には燃焼により生成される水分が水蒸気
として含まれており、冬季やエンジンスタート直後のよ
うにEGRクーラーが冷えている時や、EGRガス量の
少ない低EGR率に於ける運転時には、EGRガスが過
冷却されてEGRクーラー内でEGRガス中の水蒸気が
結露する。
However, the exhaust gas of the engine contains moisture generated by combustion as water vapor, and when the EGR cooler is cold as in winter or immediately after the start of the engine, During operation at a low EGR rate where the gas amount is small, the EGR gas is supercooled, and water vapor in the EGR gas is condensed in the EGR cooler.

【0006】そのため、このEGRクーラー内で発生し
た結露水にEGRガス中のカーボンが捕捉されて、これ
が伝熱管などへの付着して伝熱抵抗層を形成して、EG
Rクーラーの効率を低下させたり、さらに、EGRガス
中の硫黄酸化物が結露水中に溶解して硫酸を生じて、E
GRクーラー、EGR通路およびエンジン内部を腐蝕す
るという問題がある。
Therefore, the carbon in the EGR gas is captured by the dew water generated in the EGR cooler, and adheres to a heat transfer tube to form a heat transfer resistance layer.
The efficiency of the R cooler is reduced, and the sulfur oxides in the EGR gas dissolve in the dew condensation water to produce sulfuric acid.
There is a problem that the GR cooler, the EGR passage and the inside of the engine are corroded.

【0007】この腐蝕が進みEGRクーラーの伝熱パイ
プの破損が生じると、冷却水がEGRガス側に漏れて、
シリンダ内に吸引され、潤滑油に混入し潤滑不良を起こ
したり、漏れが大量になるとウォーターハンマーにより
最悪の場合にはエンジンの破損につながる。また、結露
水が吸気行程で潤滑油中に混入されて潤滑油を酸化する
ので、潤滑性能が低下して各部の磨耗が促進されるとい
う問題もあり、更に、エンジンが暖機する前にEGRガ
スを冷却すると、燃焼温度が下がってHC白煙が多量に
発生するという問題もある。
When the corrosion progresses and the heat transfer pipe of the EGR cooler is damaged, the cooling water leaks to the EGR gas side,
When sucked into the cylinder and mixed with the lubricating oil, poor lubrication may occur, or when a large amount of leakage occurs, the worst case may be damage to the engine by a water hammer. In addition, since dew condensation water is mixed into the lubricating oil during the intake stroke to oxidize the lubricating oil, there is a problem that the lubricating performance is reduced and wear of various parts is accelerated. When the gas is cooled, there is also a problem that the combustion temperature is lowered and a large amount of HC white smoke is generated.

【0008】これらの問題を解決するために、特開昭55
-131556 号公報や特開昭55-131557号公報では、EGR
クーラーへの冷却水の循環量を制御してEGRガス温度
をある温度範囲に抑える方法が提案されているが、常に
冷却水がEGRクーラー内に充填されているため、始動
時の冷却を避けることができず、EGRクーラー内での
結露やHC白煙の発生を防止できないという問題があ
る。
In order to solve these problems, Japanese Patent Laid-Open No.
JP-131556 and JP-A-55-131557 disclose EGR.
A method has been proposed in which the amount of cooling water circulated to the cooler is controlled to keep the EGR gas temperature within a certain temperature range. However, since the cooling water is always filled in the EGR cooler, it is necessary to avoid cooling during startup. Therefore, there is a problem that dew condensation and generation of HC white smoke in the EGR cooler cannot be prevented.

【0009】本発明は、上述の問題を解決するためにな
されたもので、その目的は、エンジンのEGR装置にお
いて、EGRガスの冷却を精度良く制御でき、しかも、
始動時などのエンジンの冷却水温度が低い時でもEGR
ガスの過冷却を防止して、HC白煙の発生や硫酸腐蝕及
びカーボンの付着の原因となるEGRクーラー内の結露
を防止できる、耐久性能の良いEGRクーラー付きEG
R装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide an EGR device for an engine that can control the cooling of EGR gas with high accuracy.
EGR even when the engine coolant temperature is low, such as when starting
An EG with an EGR cooler with good durability that can prevent supercooling of gas and prevent dew condensation inside the EGR cooler which causes HC white smoke, sulfuric acid corrosion and carbon adhesion.
R device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するためのEGRクーラー付きEGR装置は、EGR装
置を備えたエンジンのEGR通路にEGRクーラーを設
け、このEGRクーラーの冷却システムを、エンジンの
冷却水温度に基づいてオン・オフ操作されて、前記EG
Rクーラーに冷媒を供給するポンプと、前記EGRクー
ラー内の冷媒の全部を収容できるリザーブタンクと、前
記冷媒を冷却するための熱交換器とを備え、前記ポンプ
が停止した時に前記EGRクーラー内の冷媒が前記リザ
ーブタンクに移動するように構成したものであり、EG
Rクーラーを通過するEGRガス温度をエンジンの状態
に合わせて調整できる。
In order to achieve the above object, an EGR device with an EGR cooler is provided with an EGR cooler in an EGR passage of an engine provided with the EGR device. ON / OFF operation based on the cooling water temperature of the EG
A pump for supplying a refrigerant to the R cooler, a reserve tank capable of storing all of the refrigerant in the EGR cooler, and a heat exchanger for cooling the refrigerant, wherein when the pump stops, the inside of the EGR cooler is The refrigerant is configured to move to the reserve tank.
The temperature of the EGR gas passing through the R cooler can be adjusted according to the state of the engine.

【0011】また、前記熱交換器をバイパスする冷媒の
分岐通路を設け、その分岐点にサーモスタット、また
は、冷媒温度により切り替わる切替弁を設けることで、
より精密な排気ガス温度の調整が可能となる。更に、前
記ポンプの回転数をEGRクーラーを通過する冷媒の温
度が一定になるように制御して、EGRガス温度を更に
精密に調整できるようにする。
[0011] Further, by providing a branch passage for the refrigerant bypassing the heat exchanger and providing a thermostat or a switching valve which switches according to the refrigerant temperature at the branch point,
More precise adjustment of the exhaust gas temperature becomes possible. Further, the rotation speed of the pump is controlled so that the temperature of the refrigerant passing through the EGR cooler is constant, so that the EGR gas temperature can be adjusted more precisely.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図1に示すように、エンジン11の排
気マニホールドや排気管などの排気通路12と吸気通路13
とを、EGR通路14で接続し、このEGR通路14にEG
Rクーラー1とEGR弁15を直列に設ける。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, an exhaust passage 12 such as an exhaust manifold and an exhaust pipe of an engine 11 and an intake passage 13 are provided.
Are connected by an EGR passage 14, and EG is connected to the EGR passage 14.
The R cooler 1 and the EGR valve 15 are provided in series.

【0013】このEGRクーラー1には、エンジン11の
冷却水とは独立した、専用の冷却システムを設け、EG
Rクーラー1内を流れるEGRガスを冷却する。この冷
却システムはエンジン11の冷却水温度TWに応じて、E
GRクーラー1に冷媒である冷却水を供給するポンプ4
と、このポンプ4の停止中にEGRクーラー1内の冷却
水を収容するリザーブタンク2と、この冷却水を冷却す
るための熱交換器3とを備え、冷却水が、ポンプ4の作
動により、ポンプ4からEGRクーラー1を経由してリ
ザーブタンク2に入り、更に、リザーブタンク2から熱
交換器3を経由してポンプ4に戻るように配管して構成
する。
The EGR cooler 1 is provided with a dedicated cooling system independent of the cooling water of the engine 11,
The EGR gas flowing in the R cooler 1 is cooled. This cooling system controls the temperature of the engine 11 according to the cooling water temperature TW.
Pump 4 for supplying cooling water as a coolant to GR cooler 1
A reserve tank 2 for storing cooling water in the EGR cooler 1 while the pump 4 is stopped, and a heat exchanger 3 for cooling the cooling water. The pump 4 is configured to enter the reserve tank 2 via the EGR cooler 1, and further from the reserve tank 2 via the heat exchanger 3 to return to the pump 4.

【0014】つまり、水ポンプ4の稼働中は、図2に示
すように、EGRクーラー1の冷媒である冷却水は、水
ポンプ4の稼働によりリザーブタンク2から配管23内に
吸引されて熱交換器であるラジエター3に供給されて冷
却された後、配管24を経由して水ポンプ4をX方向に通
過して、配管25によりEGRクーラー1下部より供給さ
れてEGRガスを冷却した後に、EGRクーラー1の上
部より配管26に排出されてリザーブタンク2に戻る。こ
の循環を繰り返すように配管が構成されている。
That is, while the water pump 4 is operating, as shown in FIG. 2, the cooling water, which is the refrigerant of the EGR cooler 1, is drawn from the reserve tank 2 into the pipe 23 by the operation of the water pump 4 and heat exchange is performed. After being supplied to the radiator 3 and cooled, the water passes through the water pump 4 in the X direction via the pipe 24 and is supplied from the lower part of the EGR cooler 1 by the pipe 25 to cool the EGR gas. The air is discharged from the upper part of the cooler 1 to the pipe 26 and returns to the reserve tank 2. The piping is configured to repeat this circulation.

【0015】また、ポンプ4には例えばベーンポンプの
ように停止すると重力によって、水が簡単に吐出側から
吸込側に移動できるような隙間を有するものを使用し、
このポンプ4の運転を停止した時に、図3に示すよう
に、EGRクーラー1内の水路中の冷却水全部が重力に
よってポンプ4のベーンなどの隙間部を通ってY方向に
流れリザーブタンク2に入るように、EGRクーラー1
を、冷却水がリザーブタンク2に戻った時の水位21より
も上方に配置し、また、ポンプ4には常に冷却水が充満
しているように、冷却水循環時のリザーブタンク2の水
位22より下方に配設する。
The pump 4 has a gap such that, for example, a vane pump, when stopped, allows water to easily move from the discharge side to the suction side due to gravity.
When the operation of the pump 4 is stopped, as shown in FIG. 3, all the cooling water in the water passage in the EGR cooler 1 flows in the Y direction through a gap such as a vane of the pump 4 by gravity and flows into the reserve tank 2. As you enter, EGR cooler 1
Is disposed above the water level 21 when the cooling water returns to the reserve tank 2, and the pump 4 is always filled with the cooling water so that the pump 4 is always filled with the water level 22 during the cooling water circulation. Arranged below.

【0016】また、ポンプ4の型式によって冷却水がポ
ンプ4を通過して戻ることが難しい場合には図示しない
開閉弁を備えたEGRクーラー1とリザーブタンク2を
連結するパイパス通路を設けて、冷却水をリザーブタン
ク2に戻すように構成したり、あるいは、ポンプ4の停
止時に一時的に作動する別のポンプを設けてEGRクー
ラー1の内部の冷却水をリザーブタンク2に戻すように
構成しても良い。要するにポンプ4の停止時にEGRク
ーラー1の内部の冷却水全部をリザーブタンク2に移動
できるように構成すればよく、必ずしも、EGRクーラ
ー1、リザーブタンク2、ポンプ4も上方から順に配設
する必要はない。
If it is difficult for the cooling water to pass through the pump 4 and return depending on the type of the pump 4, a bypass passage connecting the EGR cooler 1 having an on-off valve (not shown) to the reserve tank 2 is provided. It is configured to return the water to the reserve tank 2 or to provide another pump that operates temporarily when the pump 4 is stopped to return the cooling water inside the EGR cooler 1 to the reserve tank 2. Is also good. In short, it is sufficient that the entire cooling water inside the EGR cooler 1 can be moved to the reserve tank 2 when the pump 4 stops, and it is not always necessary to arrange the EGR cooler 1, the reserve tank 2, and the pump 4 in order from the top. Absent.

【0017】また、リザーブタンク2には、エンジンの
ラジエターに付いているような圧力調整弁5を設け、冷
却系内を加圧して冷却水の沸騰を防止する。そして、水
ポンプ4の制御のために、エンジン11の冷却水温度TW
を計測するエンジン冷却水水温センサ16をエンジンの冷
却水通路に設けて、その出力をエンジンのコントローラ
であるECU(エンジン・コントロール・ユニット)17
に入力し、この入力値に応じて水ポンプ4を制御するよ
うに構成する。
The reserve tank 2 is provided with a pressure regulating valve 5 attached to a radiator of the engine to pressurize the inside of the cooling system to prevent boiling of the cooling water. Then, for controlling the water pump 4, the cooling water temperature TW of the engine 11 is controlled.
An engine cooling water temperature sensor 16 for measuring the temperature of the engine is provided in a cooling water passage of the engine, and its output is provided by an ECU (engine control unit) 17 which is a controller of the engine.
And the water pump 4 is controlled in accordance with the input value.

【0018】さらに、エンジン11の運転状態に対応して
EGRガスの冷却を調整するために、図4〜6の何れか
に示すような構成とする。図4の構成では、熱交換器3
をバイパスする冷媒の分岐通路32を設け、その分岐点に
サーモスタット31を設けて低水温時は冷却水をバイパス
通路32に流して、EGRクーラー内を通過する冷却水の
温度TCが一定に制御できるように構成して、EGRク
ーラー1での放熱量を制御する。なお、図4では、サー
モスタット31を熱交換器3の上流側の分岐点に設けてい
るが下流側の分岐点に設けてもよい。
Further, in order to adjust the cooling of the EGR gas in accordance with the operating state of the engine 11, a configuration as shown in any of FIGS. In the configuration of FIG.
A branch passage 32 of a refrigerant for bypassing the cooling water is provided, and a thermostat 31 is provided at the branch point to flow cooling water to the bypass passage 32 at a low water temperature, so that the temperature TC of the cooling water passing through the EGR cooler can be controlled to be constant. With such a configuration, the heat release amount in the EGR cooler 1 is controlled. In FIG. 4, the thermostat 31 is provided at the upstream branch point of the heat exchanger 3, but may be provided at the downstream branch point.

【0019】図5の構成では、サーモスタット31の替わ
りに切換弁34を設けて、水温センサ33の値によって、そ
の値が目標温度TWAの上下幅ΔTCS内の一定範囲内にな
るように、切換弁34をコントロールして、EGRクーラ
ー1と通過させたり、分岐通路32を通過させたりして、
冷却水温度TCを目標温度TWAにする制御ができるよう
に構成して、EGRクーラー1での放熱量を制御する。
In the configuration of FIG. 5, a switching valve 34 is provided in place of the thermostat 31 so that the value of the water temperature sensor 33 is set within a certain range within the vertical width ΔTCS of the target temperature TWA. Control the EGR cooler 1 or through the branch passage 32
The cooling water temperature TC is configured to be controlled to the target temperature TWA, and the heat release amount in the EGR cooler 1 is controlled.

【0020】また、図6の構成では、水ポンプ4の回転
数をEGRクーラー1を通過する冷却水の温度が一定に
なるように制御する構成とし、EGRクーラー1の冷却
水入口又は出口近傍に水温センサ33又は36を設けて、そ
の検出値が目標温度TWAの上下幅ΔTCS内の一定範囲内
になるように、水ポンプ4の回転数即ち吐出量をコント
ロールするように構成して、冷却水温度TCを目標温度
TWAにして、EGRクーラー1での放熱量を制御する。
In the configuration shown in FIG. 6, the rotation speed of the water pump 4 is controlled so that the temperature of the cooling water passing through the EGR cooler 1 becomes constant. A water temperature sensor 33 or 36 is provided to control the rotation speed of the water pump 4, that is, the discharge amount, so that the detection value falls within a certain range within the vertical width ΔTCS of the target temperature TWA. The temperature TC is set to the target temperature TWA, and the heat release amount in the EGR cooler 1 is controlled.

【0021】また、図6に示すように、この水ポンプ4
の回転数のコントロールを、冷却水温度ではなく、ガス
温度センサ35をEGRクーラー1の出口側に設けて直接
EGRガス温度を計測して、このEGRガス温度に基づ
いて行ってもよい。以上のような構成のEGR装置の運
転制御は次のように行う。図7の(a)に示すようにエ
ンジン始動直後などのエンジンの冷却水温度TWが所定
のEGR開始温度TW1より低い状態Aでは排気ガス温度
も低いために、燃焼温度が低い。そのため、この運転領
域ではEGRを行うと更に燃焼温度が低くなって、大量
のHC白煙を発生するのでEGR率を0%にしてEGR
を行わない。
Further, as shown in FIG.
May be controlled based on the EGR gas temperature by directly measuring the EGR gas temperature by providing a gas temperature sensor 35 at the outlet side of the EGR cooler 1 instead of controlling the cooling water temperature. The operation control of the EGR device configured as described above is performed as follows. As shown in FIG. 7A, in a state A in which the engine coolant temperature TW is lower than a predetermined EGR start temperature TW1, such as immediately after engine start, the combustion temperature is low because the exhaust gas temperature is also low. Therefore, in this operation region, when EGR is performed, the combustion temperature further decreases, and a large amount of HC white smoke is generated.
Do not do.

【0022】次に図7の(b)に示すように、ある程度
暖機されてエンジンの冷却水温度TWがEGR開始温度
TW1以上になってはいるが予め設定されたEGRガス冷
却開始温度TW2未満である状態BではEGRを行うが、
この状態BではEGR率を増加するとHC白煙が増加す
るために、EGR率を低く抑える。また、EGRガスの
冷却は燃焼温度を低下させてやはりHC白煙の増加を招
くので、また、EGR率が小さくEGRガスの冷却によ
る空気の吸入効率の増加の効果が少ないのでEGRガス
の冷却を行わない。
Next, as shown in FIG. 7B, the engine coolant temperature TW is warmed up to a certain extent and the engine coolant temperature TW is higher than the EGR start temperature TW1, but is lower than the preset EGR gas cooling start temperature TW2. In the state B where
In this state B, if the EGR rate increases, the amount of HC white smoke increases, so the EGR rate is kept low. Also, cooling of the EGR gas lowers the combustion temperature and also causes an increase in HC white smoke. In addition, since the EGR rate is small and the effect of increasing the air intake efficiency by cooling the EGR gas is small, the cooling of the EGR gas is not performed. Not performed.

【0023】そして、図7の(c)に示すように、十分
暖機され、エンジンの冷却水温度TWが、EGRガス冷
却開始温度TW2以上になった状態Cでは暖機後の制御と
なり、EGR率を高くすると共に、主にスモーク抑制の
ために水ポンプをONにして、EGRガスの冷却を冷却
して、十分な吸入効率を確保する。なお、EGRガス冷
却開始温度TW2は暖機してサーモスタットが作動を開始
する冷却水温度に近い温度に設定される。
As shown in FIG. 7C, in a state C in which the engine has been sufficiently warmed up and the engine coolant temperature TW has become equal to or higher than the EGR gas cooling start temperature TW2, the control is performed after the engine is warmed up. In addition to increasing the rate, the water pump is turned on mainly to suppress smoke, and the cooling of the EGR gas is cooled to ensure a sufficient suction efficiency. Note that the EGR gas cooling start temperature TW2 is set to a temperature close to the cooling water temperature at which the thermostat starts operating by warming up.

【0024】また、以上のような運転をタイミングチャ
ートで示したのが図8であり、エンジンの冷却水温度T
Wの推移により、水ポンプ4をON・OFFの作動させ
る状態や排気ガス温度及びEGR率の時間変化の様子を
示している。図面のA,B,Cは図7の状態A,B,C
にそれぞれ対応する。また、この制御を行うフローチャ
ートの実施例を図9、図10に示す。
FIG. 8 is a timing chart showing the operation as described above.
The transition of W indicates a state in which the water pump 4 is turned ON / OFF, and how the exhaust gas temperature and the EGR rate change over time. A, B, and C in the drawing are states A, B, and C in FIG.
Respectively. 9 and 10 show an embodiment of a flowchart for performing this control.

【0025】図9のフローチャートは、水ポンプ4のO
N・OFF制御に関するものであり、スタートするとま
ずS1で水ポンプ4をOFFの状態にし、次のS2でエ
ンジン冷却水温度TWが設定温度TW2以上か未満かを判
断し、未満であれば、S1に戻り水ポンプ4をOFFの
状態に維持する。また、以上であればS3に進み、水ポ
ンプ4をONの状態にし、冷却水でEGRガスを冷却す
る。
The flowchart of FIG.
When the engine is started, first, the water pump 4 is turned off in S1, and it is determined in next S2 whether the engine coolant temperature TW is equal to or higher than the set temperature TW2. And the water pump 4 is maintained in the OFF state. If it is the above, the process proceeds to S3, the water pump 4 is turned on, and the EGR gas is cooled with the cooling water.

【0026】図10は、EGRクーラー1用の冷却水の
循環量の制御に関するフローチャートの例であり、メイ
ンの制御フローから繰り返し呼び出されて、水ポンプの
回転数を制御する。先ず、スタートするとS10で水温度
センサのデータを取り込む。次にS11でEGRクーラー
用の冷却水温度TCと予め設定した目標温度TCAとの差
が許容できる値ΔTCS未満であれば、水ポンプ4の回転
数を変化させずにリターンする。
FIG. 10 is an example of a flowchart relating to the control of the circulation amount of the cooling water for the EGR cooler 1, which is called repeatedly from the main control flow to control the rotation speed of the water pump. First, when started, data of the water temperature sensor is taken in S10. Next, if the difference between the cooling water temperature TC for the EGR cooler TC and the preset target temperature TCA is less than the allowable value ΔTCS in S11, the routine returns without changing the rotation speed of the water pump 4.

【0027】S11の判定で、冷却水温度TCと設定温度
TCAとの差が許容できる値ΔTCS以上であるならば、S
12に進み、冷却水温度TCが目標温度TCAより低いか高
いかを判断し、低い場合には冷却水の供給量を減少して
EGRガス温度の低下を防止するためにS13で水ポンプ
4の回転数をDOWNしてリターンする。また、高い場
合には冷却水の供給量を増加してEGRガス温度の上昇
を防止するためにS14で水ポンプ4の回転数をUPして
リターンする。
If it is determined in step S11 that the difference between the cooling water temperature TC and the set temperature TCA is equal to or more than the allowable value ΔTCS, the process proceeds to step S11.
Proceeding to 12, it is determined whether the cooling water temperature TC is lower or higher than the target temperature TCA. If the cooling water temperature TC is lower, the cooling water supply amount is reduced to prevent the EGR gas temperature from decreasing at S13. DOWN the number of rotations and return. On the other hand, if it is high, the number of revolutions of the water pump 4 is increased in S14 in order to prevent the rise of the EGR gas temperature by increasing the supply amount of the cooling water and return.

【0028】なお、図7,図8は、基本的な制御のイメ
ージを説明した模式図であり、排気ガス温度が運転状態
によって多様に異なるので、実際にはもっと複雑なもの
となる。また、図9,図10の制御のフローチャートも
実施例の一つとして説明しているが、実際には、エンジ
ンが運転制御は多様なデータに基づいて行われるので、
複雑な制御フローチャートになる。
FIGS. 7 and 8 are schematic diagrams illustrating the concept of the basic control, and are actually more complicated because the exhaust gas temperature varies depending on the operation state. Although the control flowcharts of FIGS. 9 and 10 are also described as one of the embodiments, actually, the operation control of the engine is performed based on various data.
It becomes a complicated control flowchart.

【0029】以上のような構成のEGRクーラー付きE
GR装置によれば、次のような効果を奏することができ
る。エンジンの運転時でエンジンの冷却水が低水温の時
は、ポンプ4を停止するとEGRクーラー1とリザーブ
タンク2の上下位置関係による圧力差によって、EGR
クーラー1内の水路中の冷却水はポンプ4の内部の隙間
を通って全てリザーブタンク2に戻るため、EGRクー
ラー内1を空にした状態にすることができるので、EG
Rガスが過冷却されるのを防止でき、EGRガス中の水
蒸気の結露による硫酸腐蝕や伝熱管へのカーボン付着を
防止できるので、EGRクーラー等の耐久性を向上で
き、また、冷却効率の低下も防止できる。
The E with an EGR cooler having the above configuration
According to the GR device, the following effects can be obtained. When the cooling water of the engine is at a low water temperature during operation of the engine, when the pump 4 is stopped, the EGR cooler 1 and the reserve tank 2 are subjected to a pressure difference due to a vertical positional relationship between the EGR cooler 1 and the reserve tank 2.
Since all the cooling water in the water channel in the cooler 1 returns to the reserve tank 2 through the gap inside the pump 4, the inside of the EGR cooler 1 can be emptied.
R gas can be prevented from being supercooled, and sulfuric acid corrosion due to condensation of water vapor in the EGR gas and carbon adhesion to the heat transfer tube can be prevented, so that the durability of the EGR cooler and the like can be improved, and the cooling efficiency decreases. Can also be prevented.

【0030】特にディーゼルエンジンに適用した場合は
燃料油の性状上、水分、硫黄分の含有がまぬがれず硫酸
腐蝕及び燃焼時のカーボンの発生が多いのでより効果的
となる。また、エンジン停止中はEGRクーラー1の冷
却水がリザーブタンク2に戻るので、万一EGRクーラ
ー1が破損しても、エンジン停止中に冷却水が吸気・排
気通路を通ってシリンダ内に溜まることを防止できるの
で、シリンダ内に水を溜めたまま再始動してエンジンに
ダメージが発生する、所謂ウォーターハンマを防止でき
る。
In particular, when the present invention is applied to a diesel engine, it is more effective because of the nature of the fuel oil, the moisture and sulfur content are not lost, and sulfuric acid corrosion and carbon generation during combustion are large. In addition, since the cooling water of the EGR cooler 1 returns to the reserve tank 2 when the engine is stopped, even if the EGR cooler 1 is damaged, the cooling water may accumulate in the cylinder through the intake / exhaust passage while the engine is stopped. Therefore, a so-called water hammer, in which the engine is restarted with water remaining in the cylinder and the engine is damaged, can be prevented.

【0031】その上、エンジンの暖機後はポンプ4を駆
動してEGRクーラー1に冷却水を供給して、適切な温
度に冷却したEGRガスを供給できるので、シリンダの
空気の吸入効率を高めて良好な燃焼を得ることができ
る。更に、EGRクーラー1の冷却水温度を一定に保つ
ことができ、適切な温度のEGRガスを供給できるの
で、空気の吸入効率を良好に保ちながら、EGRを行う
ことができ、低NOxでしかも良好なエンジンの燃焼を
行うことができる。
In addition, after the engine is warmed up, the pump 4 is driven to supply cooling water to the EGR cooler 1 so that EGR gas cooled to an appropriate temperature can be supplied. And good combustion can be obtained. Further, since the cooling water temperature of the EGR cooler 1 can be kept constant and the EGR gas at an appropriate temperature can be supplied, it is possible to perform EGR while keeping the air intake efficiency good, and to achieve low NOx and good performance. Engine combustion can be performed.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明に係るEGRクーラー付きEGR
装置によれば、次のような効果を奏することができる。
エンジンの稼働時でエンジンの冷却水が低水温の時は、
ポンプを停止してEGRクーラー内の冷却水を一旦リザ
ーブタンクに戻して、EGRクーラー内の冷却水を抜い
た状態で、EGRガスを通過させてEGRガスが過冷却
されるのを防止できるので、EGRガス中の水蒸気の結
露に起因する硫酸腐蝕や伝熱管へのカーボン付着を防止
でき、EGRクーラー等の耐久性の向上と冷却効率の低
下の防止ができる。
EGR with EGR cooler according to the present invention
According to the device, the following effects can be obtained.
When the engine cooling water is at low water temperature while the engine is running,
Since the pump is stopped and the cooling water in the EGR cooler is temporarily returned to the reserve tank, and the cooling water in the EGR cooler is drained, it is possible to prevent the EGR gas from passing through and to prevent the EGR gas from being excessively cooled. It is possible to prevent sulfuric acid corrosion due to the condensation of water vapor in the EGR gas and carbon adhesion to the heat transfer tube, thereby improving the durability of the EGR cooler and the like and preventing a decrease in cooling efficiency.

【0033】また、エンジン停止中もポンプを停止して
EGRクーラーの冷却水をリザーブタンクに戻してEG
Rクーラーの冷却水を空にしているので、万一EGRク
ーラーが破損しても、エンジン停止中に冷却水が吸気・
排気通路を通ってシリンダ内に溜まることがなく、ま
た、ウォーターハンマによるエンジンの損傷を防止でき
る。
Further, even when the engine is stopped, the pump is stopped and the cooling water of the EGR cooler is returned to the reserve tank so that the EG is cooled.
Since the cooling water of the R cooler is emptied, even if the EGR cooler is damaged, the cooling water is
The engine does not accumulate in the cylinder through the exhaust passage, and damage to the engine due to the water hammer can be prevented.

【0034】更に、エンジンの暖機後はポンプを駆動し
てEGRクーラーに冷却水を供給してEGRガスを適切
な温度に冷却することができるので、シリンダの空気の
吸入効率を向上でき、良好な燃焼状態を保つことができ
る。また、EGRクーラーの冷却水温度を一定範囲内に
保つように構成したため、適切な温度のEGRガスを供
給でき、空気の吸入効率を良好に保ちながら、EGRを
行うことができるので、良好なエンジンの燃焼を行いな
がら、NOxの低減ができる。
Further, after the engine is warmed up, the pump can be driven to supply cooling water to the EGR cooler to cool the EGR gas to an appropriate temperature, so that the efficiency of intake of air from the cylinder can be improved, and good results can be obtained. Combustion state can be maintained. In addition, since the cooling water temperature of the EGR cooler is configured to be kept within a certain range, an EGR gas having an appropriate temperature can be supplied, and EGR can be performed while maintaining good air intake efficiency. NOx can be reduced while performing combustion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態を示すEGR装置の
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an EGR device showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態のEGRクーラーの水ポン
プ停止時の冷却水の水位の状態を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a state of a cooling water level when the water pump of the EGR cooler according to the embodiment of the present invention is stopped.

【図3】本発明の実施の形態のEGRクーラーの水ポン
プ稼働時の冷却水の循環を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing circulation of cooling water during operation of a water pump of the EGR cooler according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態の熱交換器部分を示
す部分構成図である。
FIG. 4 is a partial configuration diagram showing a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態のEGRクーラー部
分を示す部分構成図である。
FIG. 5 is a partial configuration diagram illustrating an EGR cooler according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施の形態の熱交換器を示す部
分構成図である。
FIG. 6 is a partial configuration diagram illustrating a heat exchanger according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】負荷とエンジン回転数とEGR率の関係を示す
図であり、(a)はエンジンの冷却水温度がTW1未満の
場合であり、(b)はエンジンの冷却水温度がTW2未満
でかつTW1以上の場合であり、(c)エンジンの冷却水
温度がTW2以上の場合である。
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing a relationship between a load, an engine speed, and an EGR rate. FIG. 7A shows a case where the engine coolant temperature is lower than TW1, and FIG. 7B shows a case where the engine coolant temperature is lower than TW2. And (c) the case where the engine coolant temperature is TW2 or more.

【図8】本発明の実施の形態の水ポンプの稼働状態を示
すタイミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart showing an operation state of the water pump according to the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の水ポンプのオンオフ制御を示すフロー
チャート図である。
FIG. 9 is a flowchart showing on / off control of the water pump of the present invention.

【図10】本発明の水ポンプの回転数制御を示すフロー
チャート図である。
FIG. 10 is a flowchart showing the control of the number of revolutions of the water pump of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 … EGRクーラー 2 … リザーブ
タンク 3 … 熱交換器 4 … 水ポンプ 5 … 圧力調整弁 11 … エンジン 12 … 排気管 13 … 吸気管 14 … EGR通路 15 … EGRバ
ルブ 16 … エンジン冷却水水温センサ 17 … ECU 21 … 水ポンプ停止時水位 22 … 水ポンプ
稼働時水位 31 … サーモスタット 32 … バイパス
通路 33 … 水温センサ(EGRクーラー入口) 34 … 切換弁 35 … ガス温度
センサ 36 … 水温センサ(EGRクーラー出口) G … 排気ガス W …冷却水
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... EGR cooler 2 ... Reserve tank 3 ... Heat exchanger 4 ... Water pump 5 ... Pressure regulating valve 11 ... Engine 12 ... Exhaust pipe 13 ... Intake pipe 14 ... EGR passage 15 ... EGR valve 16 ... Engine cooling water temperature sensor 17 ... ECU 21… Water level when the water pump is stopped 22… Water level when the water pump is running 31… Thermostat 32… Bypass passage 33… Water temperature sensor (EGR cooler inlet) 34… Switching valve 35… Gas temperature sensor 36… Water temperature sensor (EGR cooler outlet) G … Exhaust gas W… Cooling water

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 EGR装置を備えたエンジンのEGR通
路にEGRクーラーを設け、このEGRクーラーの冷却
システムを、エンジンの冷却水温度に基づいてオン・オ
フ操作されて、前記EGRクーラーに冷媒を供給するポ
ンプと、前記EGRクーラー内の冷媒の全部を収容でき
るリザーブタンクと、前記冷媒を冷却するための熱交換
器とを備え、前記ポンプが停止した時に前記EGRクー
ラー内の冷媒が前記リザーブタンクに移動するように構
成したEGRクーラー付EGR装置。
An EGR cooler is provided in an EGR passage of an engine equipped with an EGR device, and a cooling system of the EGR cooler is turned on / off based on a temperature of a cooling water of the engine to supply a refrigerant to the EGR cooler. Pump, a reserve tank capable of containing all of the refrigerant in the EGR cooler, and a heat exchanger for cooling the refrigerant, when the pump is stopped, the refrigerant in the EGR cooler is supplied to the reserve tank. An EGR device with an EGR cooler configured to move.
【請求項2】 前記熱交換器をバイパスする冷媒の分岐
通路を設け、その分岐点にサーモスタット、または、冷
媒温度により切り替わる切替弁を設けた請求項1記載の
EGRクーラー付EGR装置。
2. An EGR device with an EGR cooler according to claim 1, wherein a branch passage for the refrigerant bypassing the heat exchanger is provided, and a thermostat or a switching valve switched according to the refrigerant temperature is provided at the branch point.
【請求項3】 前記ポンプの回転数をEGRクーラーを
通過する冷媒の温度が一定になるように制御する請求項
1又は2記載のEGRクーラー付EGR装置。
3. The EGR cooler-equipped EGR device according to claim 1, wherein the rotation speed of the pump is controlled so that the temperature of the refrigerant passing through the EGR cooler becomes constant.
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