JPH11193753A - 自動車エンジン用の排気・ガス再循環ライン - Google Patents

自動車エンジン用の排気・ガス再循環ライン

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JPH11193753A
JPH11193753A JP10305161A JP30516198A JPH11193753A JP H11193753 A JPH11193753 A JP H11193753A JP 10305161 A JP10305161 A JP 10305161A JP 30516198 A JP30516198 A JP 30516198A JP H11193753 A JPH11193753 A JP H11193753A
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exhaust gas
recirculation line
gas
heat exchanger
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ペルセ ドゥニ
Thomas Bauerlein
ボーエルレーン トーマス
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Valeo Thermique Moteur SA
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的に簡単で、特に１台の熱交換器を組み
込むだけで良い排気・ガス再循環ラインを提供する。 【解決手段】 触媒コンバータ２、排気ガスをリサイク
ルするリサイクル手段１１と１２、および排気ガスから
熱を回収する熱回収手段７と８を備える、特に自動車用
の内燃機関の排気・ガス再循環ラインであって、リサイ
クルされた排気ガスを冷却するとともに、排気ガスから
熱エネルギーを回収することによって自動車の客室を暖
房し、かつ過度に高い排気温度から触媒コンバータ２を
保護する単一の熱交換器７が配設されている。排気ガス
を迂回させる弁５、背圧弁８およびＥＧＲ弁１２は、制
御電子装置１３によって制御される。本発明は、特に、
直噴射ガソリンまたはディーゼルエンジン、またはリー
ン混合ガソリンエンジンに適用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車内燃機関用
の排気・ガス再循環ラインに関し、特に触媒コンバー
タ、排気ガスリサイクル手段および排気ガスから熱を回
収する手段を備える排気ガス再循環ラインに関する。
【０００２】
【従来の技術】排気ガスから熱を回収するシステムは公
知である。これらのシステムの作動原理は、冷寒時始動
段階において、排気ガスを熱交換器に迂回させてから、
流量制限装置に迂回させて、排気に背圧をかけることに
ある。背圧をかけると、排気温度が上昇するため、熱交
換器内の多くの熱を回収できる。
【０００３】この種のシステムは、特に直噴射ターボチ
ャージエンジン、直噴射ガソリンエンジン、およびリー
ン混合ガソリンエンジンに対して有益であるが、実際
は、前記の全ての場合において、エンジンから回収され
た熱は、客室を適切に暖房するには不十分であることが
分かっている。
【０００４】また、ある種の内燃機関、特に直噴射ター
ボチャージディーゼルエンジンについては、汚染防止規
定では、排気ガスをリサイクル（ＥＧＲ：排気ガス再循
環）しなければならないことも知られている。さらに厳
しい規定では、これらのリサイクルされた排気ガスを冷
却しなければならない。
【０００５】通常、排気ガスリサイクル用循環路は、Ｅ
ＧＲ弁および熱交換器を設置したリサイクル管を含んで
いる。
【０００６】また、触媒コンバータの能力を向上させる
ため、触媒コンバータを、自動車の排気マニホルドによ
り近付けようとする傾向がある。このコンバータは、熱
くないと適切に機能しないため、その温度上昇時間を、
できる限り短縮するのが望ましいことも知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば高速道
路走行中にエンジンに高い負荷がかかると、触媒コンバ
ータが連続的に高温状態におかれて、貴金属を付着させ
たアルミナが不可逆的に転化するため、その耐用年数が
短くなる。そのため、エンジンがこのような高負荷状態
にある場合には、排気ガスを冷却できるようにして、触
媒の耐用年数を延ばせるようにするのが望ましい。
【０００８】最後に、より汚染度が低い排気ガスを放出
するには、排気ガスの温度を制御できるようにして、触
媒コンバータの効率を高めるようにすることが望まし
い。
【０００９】本発明は、比較的簡単で、とりわけ、１台
の熱交換器を組み込むだけですむ排気・ガス再循環ライ
ンによって、前記の問題を解決しようとするものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、触
媒コンバータ、排気ガスをリサイクルするリサイクル手
段および排気ガスから熱を回収する熱回収手段を備える
自動車内燃機関用の排気・ガス再循環ラインであって、
エンジンと触媒コンバータとの間において、背圧を発生
するように配置された絞り手段の上流にこれと直列に配
設された、排気ガスと冷却流体とを交換するための熱交
換器、前記熱交換器と絞り手段との迂回路、および排気
ガスの全部または一部を迂回路または熱交換器に選択的
に導く選択手段、一端が前記熱交換器と絞り手段との間
に結合され、他端がエンジンに外気を取り込む別の管に
結合された、排気ガスをリサイクルするリサイクル管、
および前記リサイクル管内のリサイクル対象排気ガスの
割合を調整する調整手段を備える排気・ガス再循環ライ
ンを提供するものである。
【００１１】前記の選択手段および調整手段の状態、お
よび用途によっては、絞り手段の状態によると、前記の
ように搭載された熱交換器は、以下の３つの機能を充足
することが分かる。実際この熱交換器は、リサイクルさ
れた排気ガスを冷却し、排気ガスの熱エネルギーを回収
して、客室を付加的に暖房するとともに、触媒を過度に
高い排気温度から保護する役目をする。
【００１２】また、前記絞り手段については、固定させ
ることも、開閉自在弁を備えるものとすることもでき
る。
【００１３】開閉自在弁を備える場合には、絞り手段
を、平常運転モード時に閉位置に、全負荷モード時に開
位置に制御する制御手段を設けるのが好ましい。
【００１４】好適実施例では、前記制御手段について
は、冷寒時始動モード時に、前記リサイクル管を閉じる
ように調整手段に指令するとともに、前記熱交換器およ
び絞り手段を介して排気ガスを導くように選択手段に指
令し、また平常運転モード時に、所定割合の排気ガスを
リサイクルさせるように、前記調整手段に指令するとと
もに、残りの排気ガスを、前記迂回路を介して導くよう
に選択手段に指令するように配置することができる。
【００１５】また特定実施例では、前記制御手段を、全
負荷モード時に前記リサイクル管を閉じるように調整手
段に指令し、また熱交換器を介して、排気ガスを導くよ
うに絞り手段に指令するように配置できる。
【００１６】
【実施例】図１〜図３は、排気触媒コンバータ（２）を
装備した、例えば直噴射ガソリンまたはディーゼルエン
ジン等の内燃機関（１）を示している。管（３）は、エ
ンジン（１）の排気マニホルドを、触媒コンバータ
（２）の入口に連結している。また管（４）は、エアフ
ィルタ（図示せず）をエンジン内に外気を取り入れるマ
ニホルドに連結している。
【００１７】管（３）には、バタフライバルブで構成で
きる弁（５）が設けられている。迂回路（６）は、弁
（５）の各側で管（３）に結合されている。
【００１８】熱交換器（７）と弁（８）（同様にバタフ
ライバルブにすることができる）とは、迂回路（６）上
に直列配置されており、熱交換器は、排気ガスの流れ方
向の弁（８）の上流に位置している。熱交換器（７）
は、ガス／水交換器であり、冷却流体は、自動車の客室
の暖房用として、別の水／空気熱交換器で使用されるエ
ンジン冷却液である。図に示すように、冷却液は、ダク
ト（９）および（１０）を通って熱交換器（７）から出
入りする。
【００１９】排気ガスをリサイクルする管（１１）は、
熱交換器（７）の出口と弁（８）との間で、迂回路
（６）からこれらのガスを取り出すことによって、エン
ジンに外気を取り込む管（４）に戻すことができる。所
謂ＥＧＲ弁形状の弁（１２）は、リサイクル管（１１）
上に設けられている。
【００２０】最後に、所定数のセンサから周知要領で情
報を受信する制御電子装置（１３）は、エンジン（１）
の運転モードに従って、弁（５）、（８）および（１
２）を制御する。
【００２１】図１は、冷寒時始動モードにある装置を示
している。このモードでは、ＥＧＲ弁（１２）は閉じて
いる。エンジンが冷えている時は、窒素酸化物（Ｎｏ
ｘ）の発生量が少ないため、この状態では、事実上排気
ガスのリサイクルは不必要である。また排気ガスを迂回
させる弁（５）が閉じているため、排気ガスは迂回路
（６）を使用する。
【００２２】この迂回では、ガスが弁（８）を通過して
抜け出るため、排気に背圧がかかる。その結果、排気ガ
スの温度が上昇して、熱交換器（７）はより多くの熱を
回収できる。
【００２３】こうして回収された熱は、熱交換器（７）
の冷却流体によって、先ずエンジンの温度上昇を促進さ
せ、続いて客室を暖房することができる。
【００２４】図２は、エンジンの平常運転モードを示し
ている。このモードでは、排気ガスを迂回させる弁
（５）が開いて、このガスを触媒コンバータ（２）に直
かに転送できるようにする。また背圧弁（８）は閉じ
る。
【００２５】ＥＧＲ弁（１２）は、制御電子装置（１
３）によって決定されたリサイクル比の関数として開
く。その結果、排気ガスは、管（１１）によってリサイ
クルされた分のガスを除いて、管（３）を通って直進す
る。
【００２６】最後に、図３は、例えば高速道路での高速
運転等の全負荷モード時の装置の状態を示している。こ
のモードでは、排気ガス温度が非常に高いため、これが
触媒コンバータ（２）の使用条件を越えないようにする
のが肝要である。さらに、冷寒時と同様に、排気ガスは
全負荷状態ではリサイクルされない。
【００２７】従って、この運転モードでは、ＥＧＲ弁
（１２）は、排気ガスを迂回させる弁（５）のように閉
じるが、背圧弁（８）は全開する。そのため、全部の排
気ガスは、熱交換器（７）を通過し、そこで冷却されて
から、触媒コンバータ（２）に入る。
【００２８】背圧弁（８）の替わりに、簡単な固定絞り
を使用することができる。またその効果は、図１の冷寒
時始動モードでは弁（８）とおおむね同一になるが、図
２の平常運転モード、特に図３の全負荷モードでは低下
する。但し、このように置き換えると、システムのコス
トが下がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による排気・ガス再循環ラインの冷寒時
始動モード時の状態を示す図である。
【図２】図１に示すラインの平常運転モード時の状態を
示す図である。
【図３】図１に示すラインの全負荷モード時の状態を示
す図である。
【符号の説明】
（１） 内燃機関 （２） 触媒コンバータ （３）（４） 管 （５） 迂回弁（選択手段） （６） 迂回路 （７） 熱交換器 （８） 背圧弁（絞り手段） （９）（１０） ダクト （１１） リサイクル管 （１２） ＥＧＲ弁（調整手段） （１３） 制御電子装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 5/02 Ｆ０１Ｎ 5/02 Ｋ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１Ｚ 41/02 ３５１ 41/02 ３５１ (72)発明者 トーマス ボーエルレーン フランス国 94017 クレテイユ リュ アンドレブール ２ セルヴィス プロプ リエテ アンデュストリエル セ／オ ヴ ァレオ マナジュマン セルヴィス

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 触媒コンバータ（２）、排気ガスをリサ
    イクルするリサイクル手段（１１）（１２）、および排
    気ガスから熱を回収する熱回収手段（７）を備える自動
    車内燃機関（１）用の排気・ガス再循環ラインであっ
    て、 エンジンと触媒コンバータとの間において、背圧を発生
    するように配置された絞り手段（８）の上流に、これと
    直列に配設された、排気ガスと冷却流体とを交換するた
    めの熱交換器（７）、 前記熱交換器と絞り手段との迂回路（５）、および排気
    ガスの全部または一部を迂回路または熱交換器に選択的
    に導く選択手段、 一端が前記熱交換器（７）と絞り手段との間に結合さ
    れ、他端がエンジンに外気を取り込む別の管（４）に結
    合された排気ガスをリサイクルするリサイクル管
    （３）、および前記リサイクル管内のリサイクル対象排
    気ガスの割合を調整する調整手段（１２）を備えること
    を特徴とする排気・ガス再循環ライン。
  2. 【請求項２】 前記絞り手段（８）が、固定されている
    ことを特徴とする請求項１記載の排気・ガス再循環ライ
    ン。
  3. 【請求項３】 前記絞り手段（８）が、開閉自在弁を備
    えることを特徴とする請求項１記載の排気・ガス再循環
    ライン。
  4. 【請求項４】 前記絞り手段（８）を平常運転モード時
    に閉位置に、全負荷モード時に開位置に制御するように
    なっている制御手段（１３）を備えることを特徴とする
    請求項３記載の排気・ガス再循環ライン。
  5. 【請求項５】 前記制御手段（１３）が、冷寒時始動モ
    ード時に前記リサイクル管（１１）を閉じるように前記
    調整手段（１２）に指令するとともに、前記熱交換器
    （７）および絞り手段（８）を介して排気ガスを導くよ
    うに前記選択手段（５）に指令し、また平常運転モード
    時に所定割合の排気ガスをリサイクルさせるように、前
    記調整手段（１２）に指令するとともに、残りの排気ガ
    スを前記迂回路を介して導くように、前記選択手段に指
    令するようになっていることを特徴とする請求項１記載
    の排気・ガス再循環ライン。
  6. 【請求項６】 前記制御手段（１３）が、全負荷モード
    時に、前記リサイクル管（１１）を閉じるように前記調
    整手段（１２）に指令するとともに、前記熱交換器
    （７）を介して排気ガスを導くように前記選択手段
    （５）に指令するようになっていることを特徴とする請
    求項４記載の排気・ガス再循環ライン。
  7. 【請求項７】 前記制御手段（１３）が、全負荷モード
    時に、前記リサイクル管（１１）を閉じるように前記調
    整手段（１２）に指令するとともに、前記熱交換器
    （７）を介して排気ガスを導くように、前記選択手段
    （５）に指令するようになっていることを特徴とする請
    求項５記載の排気・ガス再循環ライン。
JP10305161A 1997-10-31 1998-10-27 自動車エンジン用の排気・ガス再循環ライン Pending JPH11193753A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9713722A FR2770582B1 (fr) 1997-10-31 1997-10-31 Ligne d'echappement et de recirculation des gaz pour moteur de vehicule automobile
FR9713722 1997-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11193753A true JPH11193753A (ja) 1999-07-21

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ID=9512911

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10305161A Pending JPH11193753A (ja) 1997-10-31 1998-10-27 自動車エンジン用の排気・ガス再循環ライン

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6155042A (ja)
EP (1) EP0913561B1 (ja)
JP (1) JPH11193753A (ja)
BR (1) BR9804244A (ja)
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