JPH10281016A - 排気ガス還流装置 - Google Patents

排気ガス還流装置

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JPH10281016A
JPH10281016A JP9089030A JP8903097A JPH10281016A JP H10281016 A JPH10281016 A JP H10281016A JP 9089030 A JP9089030 A JP 9089030A JP 8903097 A JP8903097 A JP 8903097A JP H10281016 A JPH10281016 A JP H10281016A
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exhaust
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圭樹 田邊
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＥＧＲを長時間に亘って行っても、ＥＧＲク
ーラにおける圧力損失の増加を防止できるとともに、Ｅ
ＧＲクーラの冷却性能を維持できる排気ガス還流装置を
提供すること。 【解決手段】 制御手段２０によって、排気ガス逆流を
行うときには、排気ガス還流制御弁１５，１７を閉弁し
て第１の経路１０を閉じるとともに、排気ガス逆流開閉
弁１８，１９を開弁して第２の経路１１，１２を開くの
で、排気ガスが、第２の経路１１，１２を流通し、排気
ガス冷却手段３０のガス排出口３９から排気ガス冷却手
段３０に流入し、排気ガス冷却手段３０内の煤（ＨＣ、
パティキュレート等）が吹き飛ばされて、排気ガス冷却
手段３０内から煤（ＨＣ、パティキュレート等）が除去
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスの一部を
吸気経路に還流させる排気ガス還流装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】一般に、車両の内燃機関を駆動すること
により排出される排気ガス中には、窒素酸化物（以下、
ＮＯｘという）等が含まれており、これらのＮＯｘ等は
有害成分としてその排出量が規制されている。このＮＯ
ｘを低減する装置として、排気ガスを吸気経路に還流さ
せて、燃焼温度の上昇を抑えてＮＯｘの生成量を低減す
る排気ガス還流装置（以下、ＥＧＲ装置という）が知ら
れている。
【０００３】さらに、ＥＧＲ装置の排気ガス還流通路に
ＥＧＲクーラを設け、このＥＧＲクーラによって、吸気
経路に還流する排気ガスを冷却し、排気ガスの体積を減
少して密度を増加させ、大量の排気ガスを吸気経路に還
流させて、燃焼温度の上昇を抑えてＮＯｘの生成量を低
減することも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のＥＧ
Ｒクーラを有するＥＧＲ装置では、ＥＧＲを長時間に亘
って行うと、ＥＧＲクーラ内における排気ガス通路の壁
面に煤（ＨＣ、パティキュレート等）が付着して、この
通路の断面積が減少する。ＥＧＲクーラ内の排気ガス通
路の断面積減少により、ＥＧＲクーラにおいて圧力損失
が増大するという問題点や、ＥＧＲクーラの冷却性能が
低下するという問題点が発生する。
【０００５】よって、本発明は、ＥＧＲを長時間に亘っ
て行っても、ＥＧＲクーラにおける圧力損失の増加を防
止できるとともに、ＥＧＲクーラの冷却性能を維持でき
る排気ガス還流装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、排気
経路から分岐して吸気経路に連通する第１の経路と、第
１の経路に設けられ、排気ガスを冷却する排気ガス冷却
手段と、排気経路から分岐して排気ガス冷却手段のガス
排出口に連通するとともに、排気ガス冷却手段のガス吸
入口を排気経路の該分岐部よりも下流に連通する第２の
経路と、第１の経路に設けられ、第１の経路を開閉する
とともに、吸気経路に還流される排気ガス量を制御する
排気ガス還流制御弁と、第２の経路に設けられ、第２の
経路を開閉するとともに、排気ガス冷却手段に逆流入す
る排気ガス量を制御する排気ガス逆流開閉弁とを有する
構成である。この構成によれば、排気ガス逆流を行うと
きには、排気ガス還流制御弁を閉弁して第１の経路を閉
じるとともに、排気ガス逆流開閉弁を開弁して第２の経
路を開くので、排気ガスが、第２の経路を流通し、排気
ガス冷却手段のガス排出口から排気ガス冷却手段に流入
し、排気ガス冷却手段内の煤（ＨＣ、パティキュレート
等）が吹き飛ばされて、排気ガス冷却手段内から煤（Ｈ
Ｃ、パティキュレート等）が除去される。
【０００７】請求項２の発明は、ターボチャージャを備
えた内燃機関の排気ガス還流装置において、排気経路の
ターボチャージャの上流を吸気経路に連通する排気ガス
還流経路と、排気ガス還流経路に設けられ、排気ガスを
冷却する排気ガス冷却手段と、排気ガス還流経路の排気
ガス冷却手段の上流に設けられ、吸気経路に還流される
排気ガス量を制御する還流ガス量制御弁と、排気ガス還
流経路の排気ガス冷却手段の下流に設けられ、排気ガス
還流経路を開閉する第１の開閉弁と、排気経路の還流ガ
ス量制御弁の上流を、排気ガス還流経路の排気ガス冷却
手段と第１の開閉弁との間に連通する第１の排気ガス逆
流用経路と、排気ガス還流経路の排気ガス冷却手段と還
流ガス量制御弁との間を、排気経路のターボチャージャ
の下流に連通する第２の排気ガス逆流用経路と、第１の
排気ガス逆流用経路に設けられ、この経路を開閉する第
２の開閉弁と、第２の排気ガス逆流用経路に設けられ、
排気ガス冷却手段に逆流入する排気ガス量を制御する逆
流ガス量制御弁とを有する構成である。この構成によれ
ば、内燃機関の運転状態に基づいて、排気ガス逆流を行
う状態を検出したときに、還流ガス量制御弁及び第１の
開閉弁をそれぞれ閉弁して排気ガス還流経路を閉じると
ともに、第２の開閉弁及び逆流ガス量制御弁をそれぞれ
開弁して第１，２の排気ガス逆流用経路を開くので、排
気ガスが、第１，２の排気ガス逆流用経路を流通し、排
気ガス冷却手段のガス排出口から排気ガス冷却手段に流
入し、排気ガス冷却手段内の煤（ＨＣ、パティキュレー
ト等）が吹き飛ばされて、排気ガス冷却手段内から煤
（ＨＣ、パティキュレート等）が除去される。
【０００８】請求項３の発明は、請求項２記載の排気ガ
ス還流装置において、内燃機関が排気ガス還流を行わな
い運転領域であり、かつ、ターボチャージャによる過給
圧が所定値に達している状態であるときに、還流ガス量
制御弁及び第１の開閉弁をそれぞれ閉弁して排気ガス還
流経路を閉じるとともに、第２の開閉弁及び逆流ガス量
制御弁をそれぞれ開弁して第１，２の排気ガス逆流用経
路を開くので、ターボチャージャによる過給圧が所定値
を越えることを防止するために排出される排気ガスによ
って、排気ガス冷却手段内の煤（ＨＣ、パティキュレー
ト等）が吹き飛ばされて、排気ガス冷却手段内から煤
（ＨＣ、パティキュレート等）が除去される。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図面を参照し
て説明する。図１にＥＧＲ装置（排気ガス還流装置）の
概略構成図を示す。図１において、符号１は内燃機関と
してのディーゼルエンジン本体（以下、エンジンとい
う）を、符号２はエンジン１の吸気マニホールドを、符
号３は吸気マニホールド２に接続された吸気経路として
の吸気管を、符号４はエンジン１の排気マニホールド
を、符号５は排気マニホールド４に接続された排気経路
としての排気管をそれぞれ示している。排気管５の下流
には、排気ガス中の煤（ＨＣ、パティキュレート等）を
処理する酸化触媒部９が配設されている。酸化触媒部９
は、排気ガスの流通によって高温となり、この高温時に
おいて、排気ガス中の酸素により煤（ＨＣ、パティキュ
レート等）を酸化する。
【００１０】符号６は、ターボチャージャを示し、その
排気タービン６ａが排気管５に、そのコンプレッサ６ｂ
が吸気管３にそれぞれ介装されている。吸気管３のコン
プレッサ６ｂの下流には、インタクーラ７及び過給圧セ
ンサ８がこの順にそれぞれ配設されている。過給圧セン
サ８は、コンプレッサ６ｂによる吸気管３の過給圧を検
出し、後述するＥＣＵ２０に接続されている。
【００１１】排気管５の排気タービン６ａの上流と、吸
気管３の過給圧センサ８の下流とは、第１の経路として
の排気ガス還流経路、すなわち、排気ガス還流管１０に
よって互いに連通されている。換言すると、排気ガス還
流管１０は、その排気ガス導入部１０ａが排気管５の排
気マニホールド４と排気タービン６ａとの間に、その排
気ガス還流部１０ａが吸気管３の過給圧センサ８と吸気
マニホールド２との間にそれぞれ接続されている。
【００１２】排気ガス還流管１０には、吸気管３への還
流排気ガス量を制御する還流ガス量制御弁としてのＥＧ
Ｒ制御弁１５と、還流排気ガスを冷却する排気ガス冷却
手段としてのＥＧＲクーラ３０と、排気ガス還流管１０
を開閉する第１の開閉弁としての還流管開閉弁１７とが
それぞれ配設されている。ＥＧＲ制御弁１５、ＥＧＲク
ーラ３０及び還流管開閉弁１７は、排気ガス還流管１０
の上流からこの順にそれぞれ配設されている。ＥＧＲ制
御弁１５と還流管開閉弁１７とから排気ガス還流制御弁
が構成されている。
【００１３】ＥＧＲクーラ３０は、図２に示すように、
冷却液が流通する冷却液層３１と、排気ガスが流通する
排気ガス層３３とが互いに積層されて構成されている。
ＥＧＲクーラ３０の上部には、冷却液層３１に対して冷
却液の供給、排出を行う冷却液給排管３５，３６がそれ
ぞれ接続されている。冷却液給排管３５，３６は、エン
ジン１のウォータジャケットにそれぞれ接続されてい
る。ＥＧＲクーラ３０内の冷却液は、エンジン冷却用の
ラジエータのウォータポンプによって、ＥＧＲクーラ３
０、ウォータジャケット及びラジエータを循環される。
ＥＧＲクーラ３０の下部には、ＥＧＲ制御弁１５によっ
てその量を制御された排気ガスが流入する排気ガス流入
口３８と、ＥＧＲクーラ３０によって冷却された排気ガ
スを排出する排気ガス排出口３９とがそれぞれ設けられ
ている。なお、図２において、冷却液及び排気ガスをＥ
ＧＲクーラ３０にそれぞれ供給する向きを互いに逆向き
とすることにより、排気ガスを効率良く冷却することが
できる。
【００１４】排気ガス還流管１０のＥＧＲ制御弁１５の
上流と、排気ガス還流管１０のＥＧＲクーラ３０と還流
管開閉弁１７との間、すなわち、ＥＧＲクーラ３０の排
気ガス排出口３９とは、第１の排気ガス逆流用経路とし
ての第１の排気ガス逆流管１１によって互いに連通され
ている。換言すると、第１の排気ガス逆流管１１は、そ
の排気ガス導入部１１ａが排気ガス還流管１０のＥＧＲ
制御弁１５の上流に、その排気ガス逆流部１１ｂが排気
ガス還流管１０のＥＧＲクーラ３０と還流管開閉弁１７
との間にそれぞれ接続されている。
【００１５】排気ガス還流管１０のＥＧＲ制御弁１５と
ＥＧＲクーラ３０との間と、排気管５のタービン６ａと
酸化触媒部９との間とは、第２の排気ガス逆流用経路と
しての第２の排気ガス逆流管１２によって互いに連通さ
れている。換言すると、第２の排気ガス逆流管１２は、
その排気ガス導入部１２ａが排気ガス還流管１０のＥＧ
Ｒ制御弁１５とＥＧＲクーラ３０との間に、その排気ガ
ス排出部１２ｂが排気管５のタービン６ａと酸化触媒部
９との間にそれぞれ接続されている。第１の排気ガス逆
流管１１と第２の排気ガス逆流管１２とによって第２の
経路が構成されている。
【００１６】第１の排気ガス逆流管１１には、この第１
の排気ガス逆流管１１を開閉する第２の開閉弁としての
逆流管開閉弁１８が配設されている。一方、第２の排気
ガス逆流管１２には、エンジン１が高負荷、高回転とな
り、コンプレッサ６ｂによる過給圧が所定値Ｑよりも高
くなったときに、排気ガスを排気タービン６ａを通さず
に排気管５に排出する逆流ガス量制御弁としてのウエス
トゲートバルブ（以下、Ｗ／Ｇ弁という）１９が配設さ
れている。ここで、所定値Ｑについて説明する。所定値
Ｑは、排気ガス増加による排気タービン６ａの過回転を
防止するためのしきい値であり、予め設定されている。
排気タービン６ａの過回転により過給圧が上昇すると、
大量の圧縮空気がシリンダ内に送り込まれて強力な爆発
力が発生し、エンジンを破損するおそれがある。そこ
で、排気ガス増加による排気タービン６ａの過回転を防
止するために、過給圧が所定値Ｑを越えた場合に、排気
ガスを排気タービン６ａを通さずに排気管５に排出す
る。
【００１７】Ｗ／Ｇ弁１９を介して排気ガスを排気管５
に排出する経路については、後述のフローチャートで詳
細に説明するので、ここでは簡単に説明する。すなわ
ち、ＥＧＲ制御弁１５と還流管開閉弁１７とをそれぞれ
閉弁するとともに、逆流管開閉弁１８とＷ／Ｇ弁１９と
をそれぞれ開弁する。このように各弁を開閉することに
よって、排気ガスは、排気ガス還流管１０から第１の排
気ガス逆流管１１に流入し、ＥＧＲクーラ３０の排気ガ
ス排出口３９からＥＧＲクーラ３０内に流入した後、第
２の排気ガス逆流管１２を流通して排気管５に排出され
る。
【００１８】このとき、Ｗ／Ｇ弁１９は、その弁開度を
調整することにより、ＥＧＲクーラ３０に逆流入する排
気ガス量を制御する逆流ガス量制御弁としての役割も果
たしている。逆流管開閉弁１８とＷ／Ｇ弁１９とにより
排気ガス逆流開閉弁が構成されている。
【００１９】図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に、エンジン
回転数に応じた排気ガス圧、過給圧及びＷ／Ｇ弁１９の
開度の関係をそれぞれ示す。図３（ａ）は、エンジン回
転数に応じた排気タービン６ａの入口における排気ガス
圧の特性を示している。図３（ａ）から明らかなよう
に、排気ガス圧はエンジン回転数の上昇に応じて上昇す
る。
【００２０】一方、図３（ｂ）に示す過給圧も、エンジ
ン回転数の上昇、換言すると、排気ガス圧の上昇に応じ
て上昇するが、上述したように、過給圧が所定値Ｑに達
した場合には、過給圧が所定値Ｑを越えないようにＷ／
Ｇ弁１９によって調整される。図３（ｂ）において、過
給圧が所定値Ｑに達したときのエンジン回転数をＮｅ１
とする。
【００２１】図３（ｃ）に示すように、エンジン回転数
がＮｅ１であるとき、すなわち、過給圧が所定値Ｑに達
したときには、Ｗ／Ｇ弁１９の開弁を開始する。ＥＧＲ
クーラ３０内に煤等が付着していない初期状態では、排
気ガス圧の上昇による過給圧の上昇を抑制するために、
図３（ｃ）中、実線Ｄ１で示すように、Ｗ／Ｇ弁１９の
開度を調整する。ところが、ＥＧＲクーラ３０内に煤等
が付着すると、ＥＧＲクーラ３０における圧力損失が増
大するので、圧力損失が大きいときには、図３（ｃ）
中、二点鎖線Ｄ２で示すように、実線Ｄ１のときよりも
Ｗ／Ｇ弁１９の開度を大きく調整する。
【００２２】ＥＧＲ制御弁１５、還流管開閉弁１７、逆
流管開閉弁１８及びＷ／Ｇ弁１９は、制御手段としての
ＥＣＵ２０にそれぞれ接続されており、このＥＣＵ２０
によってその動作を制御される。ＥＣＵ２０には、図示
しない各種の検出手段からアクセル開度（Ａｃｃ）、エ
ンジン回転数（Ｎｅ）及びエンジン負荷（Ｔｗ）の信号
が入力される。
【００２３】ＥＣＵ２０は、図４に示すように、ＥＧＲ
制御弁１５の開閉及びその弁開度を調整するためのＥＧ
Ｒマップを有している。このＥＧＲマップにおいて、横
軸はエンジン回転数（Ｎｅ）を、縦軸はエンジン負荷
（Ｔｗ）を、線Ｅはエンジン１の運転領域をそれぞれ示
している。また、領域ＡはＥＧＲを行う領域を、領域Ｂ
はＥＧＲを行わない領域を、領域ＣはＥＧＲを行わず、
かつ、排気ガスをＥＧＲクーラ３０に逆流させる領域を
それぞれ示している。
【００２４】領域Ａにおいては、矢印Ａ１で示すよう
に、領域Ａの上側ではＥＧＲ制御弁１５の開度を小さ
く、その反対に領域Ａの下側ではＥＧＲ制御弁１５の開
度を大きくする。領域Ｃは、エンジン１が高負荷、高回
転で駆動している状態であり、かつ、ターボチャージャ
６による過給圧が所定値Ｑに達している状態である。領
域Ｃでは、ターボチャージャ６による過給圧が、ＥＧＲ
による排気ガス圧よりも高圧であるので、ＥＧＲを行う
ことが困難である。
【００２５】このとき、過給圧を所定値Ｑに維持するた
めに排気ガスを排気管５に排出するが、この排気ガスの
排出経路を、第１の排気ガス逆流管１１、第２の排気ガ
ス逆流管１２、ＥＧＲクーラ３０から構成し、ＥＧＲク
ーラ３０に対して排気ガスを逆流入させることによっ
て、ＥＧＲクーラ３０内を清掃する。排気ガス還流管１
０、第１の排気ガス逆流管１１、第２の排気ガス逆流管
１２、ＥＧＲ制御弁１５、還流管開閉弁１７、逆流管開
閉弁１８、Ｗ／Ｇ弁１９、ＥＧＲクーラ３０及びＥＣＵ
２０によって、ＥＧＲ装置が構成されている。
【００２６】次に、ＥＣＵ２０により制御されるＥＧＲ
装置の動作について、図５に示すフローチャートを参照
して説明する。ステップＳ１において、各種の検出手段
からエンジン回転数（Ｎｅ）及びエンジン負荷（Ｔｗ）
の信号を読み込み、ステップＳ２に進む。ステップＳ２
では、ＥＧＲを行うか行わないかをＥＧＲマップに基づ
いて判定する。すなわち、現在の運転状態（Ｎｅ，Ｔ
ｗ）がＥＧＲマップ上においてどの領域に位置するかを
検出する。このとき、運転状態が、領域Ａに位置してい
れば、ＥＧＲを行うと判断し、ステップＳ３に進む。ま
た、運転状態が、領域Ｂまたは領域Ｃに位置していれ
ば、ＥＧＲを行わないと判断し、ステップＳ１０に進
む。
【００２７】ステップＳ３では、ステップＳ１において
読み込んだエンジン回転数（Ｎｅ）及びエンジン負荷
（Ｔｗ）に対応するＥＧＲ制御弁１５の開度をＥＧＲマ
ップから読み込み、ステップＳ４に進む。
【００２８】ステップＳ４では、ＥＧＲマップから読み
込んだＥＧＲ制御弁１５の開度に基づいてＥＧＲ制御弁
１５の開度を調整し、還流管開閉弁１７を開弁するとと
もに、逆流管開閉弁１８及びＷ／Ｇ弁１９を閉弁する。
すなわち、排気ガス還流管１０に排気ガスを流通させる
とともに、第１，２の排気ガス逆流管１１，１２を遮断
する。
【００２９】よって、エンジン１から排出された排気ガ
スは、排気ガス還流管１０を通り、ＥＧＲ制御弁１５に
よってその流量を制限され、ＥＧＲクーラ３０に流入し
たのち吸気管３に還流される。排気ガスは、ＥＧＲクー
ラ３０によりその温度を冷却される。その結果、排気ガ
スの比熱を高められるので、排気ガスを冷却しない場合
よりも高いＮＯｘ低減効果を得ることができる。排気ガ
スは、過給圧センサ８の下流に還流されるので、コンプ
レッサ６ｂ、インタクーラ７及び過給圧センサ８を汚す
ことがなく、これらを排気ガスの煤（ＨＣ、パティキュ
レート等）による汚染から守ることができる。このよう
にしてＥＧＲが行われる。ＥＧＲを行った後、ステップ
Ｓ１に戻る。
【００３０】一方、ステップＳ１０では、ターボチャー
ジャ６による過給圧を過給圧センサ８によって検出し、
ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、過給圧が
所定値Ｑに達しているかどうかを判定する。過給圧が所
定値Ｑに達していない場合には、ＥＧＲマップ上におい
て、運転状態が領域Ｂに位置しているので、ＥＧＲを行
わないと判断し、ステップＳ１２に進み、過給圧が所定
値Ｑに達している場合には、ＥＧＲマップ上において、
運転状態が領域Ｃに位置しているので、排気ガスをＥＧ
Ｒクーラ３０を介して排気管５に排出すると判断し、ス
テップＳ１３に進む。
【００３１】ステップＳ１２では、各弁１５，１７，１
８，１９を全て閉弁する。これらの弁を全て閉弁するこ
とによって、排気ガス還流管１０、第１の排気ガス逆流
管１１、第２の排気ガス逆流管１２がそれぞれ遮断され
る。各弁１５，１７，１８，１９の制御を行った後、ス
テップＳ１に戻る。
【００３２】ステップＳ１３では、ＥＧＲ制御弁１５及
び還流管開閉弁１７を閉弁するとともに、逆流管開閉弁
１８及びＷ／Ｇ弁１９を開弁する。すなわち、排気ガス
還流管１０を遮断するとともに、第１，２の排気ガス逆
流管１１，１２に排気ガスを流通させる。このとき、Ｗ
／Ｇ弁１９は、過給圧が所定値Ｑを越えないように、そ
の弁開度を調整する。ＥＧＲクーラ３０内において圧力
損失が大きい場合には、図３（ｃ）に二点鎖線Ｄ２で示
すように、その弁開度を大きくする。
【００３３】排気ガス圧が上昇した場合には、逆流管開
閉弁１８及びＷ／Ｇ弁１９が開弁することにより、エン
ジン１から排出された排気ガスは、排気ガス還流管１０
から第１の排気ガス逆流管１１に流入し、ＥＧＲクーラ
３０の排気ガス排出口３９からＥＧＲクーラ３０内に流
入する。ＥＧＲクーラ３０内に流入した排気ガスは、Ｅ
ＧＲクーラ３０内の排気ガス流路内壁に付着した煤（Ｈ
Ｃ、パティキュレート等）を吹き飛ばして、内壁から煤
を取り除く。この後、煤が混入した排気ガスは、Ｗ／Ｇ
弁１９を介して排気管５に排出され、酸化触媒部９に送
られる。酸化触媒部９において、煤（ＨＣ、パティキュ
レート等）は、酸化されてＣＯ2、Ｈ2Ｏ等に変換された
後、排出される。
【００３４】よって、排気ガス圧が上昇して過給圧が所
定値Ｑに達した場合には、排気ガスが第１，２の排気ガ
ス逆流管１１，１２及びＥＧＲクーラ３０を介して排気
管５に排出されるので、排気タービン６ａの過回転を防
止することができる。このとき、ＥＧＲクーラ３０へは
その排気ガス排出口３９から排気ガスが流入するので、
ＥＧＲクーラ３０内に付着している煤（ＨＣ、パティキ
ュレート等）が吹き飛ばされ、ＥＧＲクーラ３０内が清
掃される。したがって、ＥＧＲクーラ３０の内壁面に付
着した煤（ＨＣ、パティキュレート等）が除去されるの
で、ＥＧＲクーラ３０における圧力損失の増大を防止で
き、ＥＧＲクーラ３０の冷却性能を維持できる。
【００３５】次に、第２の実施例を図６に示し、この実
施例について説明する。同図において、図１に示す部材
と同様の部材は、図１で用いた符号と同一符号を付すに
とどめてその説明を省略し、相違する点について説明す
る。第２の実施例は、第１の実施例のディーゼルエンジ
ンに対して、ターボチャージャの代わりにスーパーチャ
ージャを備えている点で相違している。
【００３６】図６において、符号４０は、スーパーチャ
ージャを示し、吸気管３の吸気マニホールド２よりも上
流に介在されている。スーパーチャージャ４０は、周知
の構成からなり、エンジン１のクランク軸に図示しない
駆動力伝達手段を介して連結されており、クランク軸の
回転力により駆動される。
【００３７】吸気管３のスーパーチャージャ４０の下流
には、インタクーラ７及び過給圧センサ８がこの順にそ
れぞれ配設されている。過給圧センサ８は、コンプレッ
サ６ｂによる吸気管３の過給圧を検出し、後述するＥＣ
Ｕ２０に接続されている。
【００３８】排気管５には、吸気管３の過給圧センサ８
の下流に連通する排気ガス還流管１０が分岐している。
排気ガス還流管１０には、ＥＧＲ制御弁１５、ＥＧＲク
ーラ３０、還流管開閉弁１７が、この順でそれぞれ配設
されている。排気ガス還流管１０のＥＧＲクーラ３０上
下流には、ＥＧＲクーラ３０への流入前の排気ガス圧
と、ＥＧＲクーラ３０への流出後の排気ガス圧とを検出
する排気ガス圧センサ４１，４２がそれぞれ配設されて
いる。排気ガス圧センサ４１，４２は、後述するＥＣＵ
２０にそれぞれ接続されている。
【００３９】排気ガス還流管１０のＥＧＲ制御弁１５の
上流には、排気ガス還流管１０の排気ガス圧センサ４２
と還流管開閉弁１７との間に連通する第１の排気ガス逆
流管１１が接続されている。第１の排気ガス逆流管１１
には、この第１の排気ガス逆流管１１を開閉する第１の
逆流管開閉弁４３が配設されている。
【００４０】排気ガス還流管１０のＥＧＲ制御弁１５と
排気ガス圧センサ４１との間には、酸化触媒部９の上流
に連通する第２の排気ガス逆流管１２が接続されてい
る。第２の排気ガス逆流管１２には、この第２の排気ガ
ス逆流管１２を開閉する第２の逆流管開閉弁４４が配設
されている。
【００４１】上述の構成によるＥＧＲ装置の作動につい
て説明する。まず、ＥＧＲを行うときには、ＥＣＵ２０
によって、ＥＧＲ制御弁１５及び還流管開閉弁１７をそ
れぞれ開弁するとともに、第１，２の逆流管開閉弁４
３，４４をそれぞれ閉弁する。すなわち、排気ガス還流
管１０に排気ガスを流通させるとともに、第１，２の排
気ガス逆流管１１，１２を遮断する。このとき、ＥＧＲ
制御弁１５の開度を調整することによって、ＥＧＲ時に
おける還流排気ガス量を調整する。
【００４２】したがって、エンジン１から排出された排
気ガスは、排気ガス還流管１０を通り、ＥＧＲ制御弁１
５によってその流量を制限され、ＥＧＲクーラ３０に流
入して冷却された後、吸気管３に還流される。
【００４３】ＥＣＵ２０は、常時、排気ガス圧センサ４
１，４２による排気ガス圧をそれぞれ検出しており、こ
の排気ガス圧の差を算出している。ＥＣＵ２０は、この
排気ガス圧の差が予め設定された所定値を越えた場合に
は、ＥＧＲクーラ３０内に煤（ＨＣ、パティキュレート
等）が付着して、ＥＧＲクーラ３０における圧力損失が
増大した状態であると判断する。そこで、ＥＣＵ２０
は、排気ガス圧センサ４１，４２による排気ガス圧の差
が所定値を越えた場合であって、エンジン１から排出さ
れた排気ガス圧が十分に高圧であるとき、すなわち、エ
ンジン１が高負荷・高回転であるときに、ＥＧＲ制御弁
１５及び還流管開閉弁１７をそれぞれ閉弁するととも
に、第１，２の逆流管開閉弁４３，４４をそれぞれ開弁
する。すなわち、排気ガス還流管１０を遮断するととも
に、第１，２の排気ガス逆流管１１，１２に排気ガスを
流通させる。
【００４４】エンジン１から排出された排気ガスは、排
気ガス還流管１０から第１の逆流管開閉弁４３を介して
第１の排気ガス逆流管１１に流入し、ＥＧＲクーラ３０
の排気ガス排出口３９からＥＧＲクーラ３０内に流入す
る。ＥＧＲクーラ３０内に流入した排気ガスは、ＥＧＲ
クーラ３０内の排気ガス流路内壁に付着した煤（ＨＣ、
パティキュレート等）を吹き飛ばして、内壁から煤を取
り除く。この後、煤が混入した排気ガスは、第２の逆流
管開閉弁４４を介して排気管５に排出され、酸化触媒部
９に送られる。酸化触媒部９において、煤（ＨＣ、パテ
ィキュレート等）は、酸化されてＣＯ2、Ｈ2Ｏ等に変換
された後、排出される。
【００４５】したがって、ＥＧＲクーラ３０の内壁面に
付着した煤（ＨＣ、パティキュレート等）が除去され
て、ＥＧＲクーラ３０内が清掃されるので、ＥＧＲクー
ラ３０における圧力損失の増大を防止でき、ＥＧＲクー
ラ３０の冷却性能を維持でき、ＥＧＲクーラ３０を初期
状態に保つことができる。
【００４６】また、ＥＧＲクーラ３０内に、煤（ＨＣ、
パティキュレート等）の付着量を検出する煤付着量セン
サを設け、このセンサからの信号に基づいて、排気ガス
の逆流を行っても良い。上述した第２の実施例では、過
給機としてスーパーチャージャを備えたディーゼルエン
ジンについて説明したが、本発明の排気ガス還流装置を
スーパーチャージャを備えていないディーゼルエンジン
に適用しても良い。また、本発明の排気ガス還流装置を
ガソリンエンジンに適用した場合でも、本実施例の効果
と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
の発明によれば、排気ガス逆流を行うとき、排気ガス
が、第２の経路を流通し、排気ガス冷却手段のガス排出
口から排気ガス冷却手段に流入し、排気ガス冷却手段内
の煤（ＨＣ、パティキュレート等）が吹き飛ばされて、
排気ガス冷却手段内から煤（ＨＣ、パティキュレート
等）が除去されるので、排気ガス冷却手段における圧力
損失の増大を防止でき、排気ガス冷却手段の冷却性能を
維持できる。
【００４８】請求項２の発明によれば、内燃機関の運転
状態に基づいて、排気ガス逆流を行う状態を検出したと
き、排気ガスが、第１，２の排気ガス逆流用経路を流通
し、排気ガス冷却手段のガス排出口から排気ガス冷却手
段に流入し、排気ガス冷却手段内の煤（ＨＣ、パティキ
ュレート等）が吹き飛ばされて、排気ガス冷却手段内か
ら煤（ＨＣ、パティキュレート等）が除去されるので、
排気ガス冷却手段における圧力損失の増大を防止でき、
排気ガス冷却手段の冷却性能を維持できる。
【００４９】請求項３の発明によれば、内燃機関が上記
排気ガス還流を行わない運転領域であり、かつ、ターボ
チャージャによる過給圧が所定値に達している状態であ
るときに、排気ガスが、第１，２の排気ガス逆流用経路
を流通し、排気ガス冷却手段のガス排出口から排気ガス
冷却手段に流入し、排気経路に排出されるので、ターボ
チャージャによる過給圧が所定値を越えることを防止す
るために排出される排気ガスによって、排気ガス冷却手
段内の煤（ＨＣ、パティキュレート等）が吹き飛ばされ
て、排気ガス冷却手段内から煤（ＨＣ、パティキュレー
ト等）が除去される。したがって、排気ガス冷却手段に
おける圧力損失の増大を防止でき、排気ガス冷却手段の
冷却性能を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すＥＧＲ装置の概略
構成図である。
【図２】ＥＧＲクーラの拡大図である。
【図３】エンジン負荷に応じた排気ガス圧、過給圧及び
Ｗ／Ｇ弁の開度の関係を示す特性線図であり、（ａ）は
排気ガス圧の特性線図を、（ｂ）は過給圧の特性線図
を、（ｃ）はＷ／Ｇ弁の開度をそれぞれ示す。
【図４】ＥＧＲ制御弁の開閉及び弁開度を調整するＥＧ
Ｒマップである。
【図５】ＥＣＵによる制御内容を示すフローチャートで
ある。
【図６】本発明の第２の実施例を示すＥＧＲ装置の概略
構成図である。
【符号の説明】
１ エンジン（内燃機関） ３ 吸気管（吸気経路） ５ 排気管（排気経路） ６ ターボチャージャ １０ 排気ガス還流管（第１の経路） １１ 第１の排気ガス逆流管（第２の経路） １２ 第２の排気ガス逆流管（第２の経路） １５ ＥＧＲ制御弁（排気ガス還流制御弁） １７ 還流管開閉弁（排気ガス還流制御弁） １８ 逆流管開閉弁（排気ガス逆流開閉弁） １９ Ｗ／Ｇ弁（排気ガス逆流開閉弁） ２０ ＥＣＵ（制御手段） ３０ ＥＧＲクーラ（排気ガス冷却手段）

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】排気ガスを吸気経路に還流させる排気ガス
    還流装置において、 排気経路から分岐して上記吸気経路に連通する第１の経
    路と、 第１の経路に設けられ、上記排気ガスを冷却する排気ガ
    ス冷却手段と、 上記排気経路から分岐して上記排気ガス冷却手段のガス
    排出口に連通するとともに、上記排気ガス冷却手段のガ
    ス吸入口を上記排気経路の該分岐部よりも下流に連通す
    る第２の経路と、 第１の経路に設けられ、第１の経路を開閉するととも
    に、上記吸気経路に還流される排気ガス量を制御する排
    気ガス還流制御弁と、 第２の経路に設けられ、第２の経路を開閉して排気ガス
    の上記排気経路への逆流を制御する排気ガス逆流開閉弁
    と、 排気ガス還流を行うとき、上記排気ガス還流制御弁を開
    弁して第１の経路を流通する排気ガス量を調整するとと
    もに、上記排気ガス逆流開閉弁を閉弁して第２の経路を
    閉じ、排気ガス逆流を行うとき、上記排気ガス還流制御
    弁を閉弁して第１の経路を閉じるとともに、上記排気ガ
    ス逆流開閉弁を開弁して第２の経路を開く制御手段と、 を有することを特徴とする排気ガス還流装置。
  2. 【請求項２】ターボチャージャを備えた内燃機関の排気
    ガス還流装置において、 排気経路の上記ターボチャージャの上流を吸気経路に連
    通する排気ガス還流経路と、 上記排気ガス還流経路に設けられ、上記排気ガスを冷却
    する排気ガス冷却手段と、 上記排気ガス還流経路の上記排気ガス冷却手段の上流に
    設けられ、上記吸気経路に還流される排気ガス量を制御
    する還流ガス量制御弁と、 上記排気ガス還流経路の上記排気ガス冷却手段の下流に
    設けられ、上記排気ガス還流経路を開閉する第１の開閉
    弁と、 上記排気経路の上記還流ガス量制御弁の上流を、上記排
    気ガス還流経路の上記排気ガス冷却手段と第１の開閉弁
    との間に連通する第１の排気ガス逆流用経路と、 上記排気ガス還流経路の上記排気ガス冷却手段と上記還
    流ガス量制御弁との間を、上記排気経路の上記ターボチ
    ャージャの下流に連通する第２の排気ガス逆流用経路
    と、 第１の排気ガス逆流用経路に設けられ、この経路を開閉
    する第２の開閉弁と、 第２の排気ガス逆流用経路に設けられ、上記排気ガス冷
    却手段に逆流入する排気ガス量を制御する逆流ガス量制
    御弁と、 排気ガス還流を行うとき、上記還流ガス量制御弁及び第
    １の開閉弁をそれぞれ開弁するとともに、上記逆流ガス
    量制御弁及び第２の開閉弁をそれぞれ閉弁し、上記内燃
    機関の運転状態に基づいて、排気ガス逆流を行う状態を
    検出したとき、上記還流ガス量制御弁及び第１の開閉弁
    をそれぞれ閉弁するとともに、上記逆流ガス量制御弁及
    び第２の開閉弁をそれぞれ開弁する制御手段と、 を有することを特徴とする排気ガス還流装置。
  3. 【請求項３】上記排気ガス逆流を行う状態が、内燃機関
    が上記排気ガス還流を行わない運転領域であり、かつ、
    上記ターボチャージャによる過給圧が所定値に達してい
    る状態であることを特徴とする請求項２記載の排気ガス
    還流装置。
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