WO2012127535A1 - 内燃機関の排気循環装置 - Google Patents

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    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/48—EGR valve position sensors

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas circulation device for an internal combustion engine.
  • This exhaust gas circulation device disclosed in Patent Document 1 recirculates a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage to the intake passage, and the flow rate of EGR gas provided in the EGR passage and recirculated to the intake passage.
  • An EGR valve to be adjusted and an EGR cooler that is provided on the exhaust passage side from the EGR valve and cools the recirculated EGR gas by heat exchange with the engine cooling water are provided.
  • Such an exhaust circulation device realizes the recirculation of the EGR gas from the exhaust passage to the intake passage according to the operating state of the internal combustion engine by adjusting the flow rate of the EGR gas flowing through the EGR passage by the EGR valve. It has become.
  • an exhaust gas circulation device that is provided with a shut-off valve that prevents EGR gas from flowing into the EGR passage from the exhaust passage (see, for example, Patent Document 2).
  • the exhaust gas circulation device disclosed in Patent Document 2 is mounted on a vehicle having a turbocharger having a turbine in an exhaust passage and a compressor in an intake passage, and a part of the exhaust downstream of the turbine is more than in the compressor.
  • a low-pressure EGR passage that returns to the upstream intake passage is provided.
  • the exhaust gas circulation device disclosed in Patent Document 2 includes a low-pressure EGR passage that connects an intake passage and an exhaust passage to circulate a part of exhaust gas from the internal combustion engine to the intake passage, and a low-pressure EGR passage.
  • An EGR cooler that cools the EGR gas
  • an EGR valve that is provided on the downstream side of the EGR cooler and adjusts the flow rate when the EGR gas cooled by the EGR cooler is returned to the intake passage, and the EGR cooler
  • the determination means for determining whether or not the condensed water generated by cooling the gas stays in the EGR cooler, and the determination means determines that the condensed water stays in the EGR cooler, and the EGR gas returns to the intake passage.
  • a shutoff valve that suppresses the inflow of EGR gas to the EGR cooler when not performed.
  • the EGR valve adjusts the amount of EGR gas flowing through the low-pressure EGR passage by adjusting the passage cross-sectional area of the low-pressure EGR passage.
  • the shut-off valve is configured to take only one of the fully closed state and the fully open state.
  • the EGR valve is fully closed when the EGR valve is in a fully closed state and the condensed water generated in the EGR cooler tends to stay in the EGR cooler.
  • the EGR gas can be prevented from flowing into the tank.
  • the above-described conventional exhaust circulation device for an internal combustion engine does not suppress the generation of condensed water in the EGR pipe that forms the low-pressure EGR passage upstream of the EGR cooler, but suppresses the corrosion of the EGR pipe. That was not taken into account.
  • the EGR valve when the coolant temperature is low and the internal combustion engine is in a warm-up state, the EGR valve is fully closed and the shut-off valve is fully closed.
  • the temperature of the EGR tube cannot be raised by the gas.
  • the shut-off valve shifts to the fully open state, so that the EGR gas flowing from the exhaust passage is cooled by the EGR pipe and condensed on the low pressure EGR passage.
  • the condensed water Once condensed water is generated in the EGR pipe, the condensed water may be strongly oxidized by the S component in the fuel or may cause the EGR pipe to corrode by containing the Cl component in the fuel as chloride ions. It was.
  • the above-described conventional exhaust circulation device for an internal combustion engine is not limited to warm-up, and when the EGR valve shifts from an open state to a closed state, the shutoff valve is fully closed, so that the EGR gas enters the low-pressure EGR passage. It will be in an inflow state. At this time, if the temperature of the EGR pipe decreases to near the dew point temperature, condensed water may be generated on the low-pressure EGR passage. In particular, in the case of a hybrid vehicle that repeats intermittent operation of the engine, condensed water may be generated when the engine stops, and even if it is not a hybrid vehicle, if it shifts from a normal operation state to an idle operation state, etc. Since the EGR valve shifts to the fully closed state, condensed water may be generated.
  • the present invention has been made to solve such a problem.
  • An internal combustion engine capable of suppressing the generation of condensed water in the EGR pipe upstream of the EGR cooler and suppressing the corrosion of the EGR pipe.
  • An object is to provide an exhaust circulation device.
  • An exhaust gas circulation device for an internal combustion engine is an exhaust gas circulation device for an internal combustion engine that circulates a part of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine to the exhaust passage as EGR gas to the intake passage to achieve the above-described object,
  • An EGR pipe formed with an EGR passage communicating the exhaust passage and the intake passage, provided on the exhaust passage side, driven between an open state and a closed state, and in the closed state,
  • the EGR A second valve for adjusting the amount of gas flowing into the intake passage, and the EGR pipe between the first valve and the second valve are provided to cool the EGR gas flowing into the EGR passage.
  • the heating unit heats the EGR pipe by heat exchange with cooling water of the internal combustion engine.
  • the exhaust circulation device heats the EGR pipe by exchanging heat with the cooling water of the internal combustion engine, so that it can be realized without providing a separate heat source, and the cost can be reduced as compared with the case where a separate heat source is provided. Can do.
  • the EGR gas can be cooled by the cooling water supplied to the heating unit after the warm-up of the internal combustion engine is completed, the cooling of the EGR gas by the EGR cooler can be shared by the heating unit. Therefore, the EGR cooler can have a simple configuration and the cost can be reduced.
  • the exhaust gas circulation device for an internal combustion engine is characterized in that the heating part is installed on the outer peripheral side of the EGR pipe so that the heating part and the EGR pipe form a double pipe structure.
  • the heating unit can be realized with a simple structure, the cost can be reduced and the exhaust circulation device can be easily installed on the vehicle.
  • the exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine includes a water temperature sensor that detects a temperature of the cooling water of the internal combustion engine, and a temperature of the cooling water detected by the water temperature sensor is equal to or higher than a threshold value. And a control unit that controls the first valve to shift from the closed state to the open state and controls the opening of the second valve.
  • control unit controls the first valve to shift from the closed state to the open state when the cooling water temperature becomes equal to or higher than the threshold value, and controls the opening of the second valve.
  • Control of the exhaust gas recirculation amount according to the combustion state of the engine can be executed. Furthermore, since the EGR gas can be flowed into the EGR passage after the warm-up is completed, the EGR gas temperature does not fall below the dew point temperature, and the generation of condensed water in the EGR pipe and the EGR cooler is suppressed. can do.
  • the exhaust gas circulation device for an internal combustion engine further includes an outside air temperature sensor for detecting an outside air temperature, and the control unit sets the threshold value according to the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor. It is characterized by.
  • control unit can set the condition for shifting the first valve and the second valve from the closed state to the open state in accordance with the outside air temperature. Control of the second valve can be performed. Therefore, when the second valve is configured with an EGR valve, the EGR valve can be controlled according to the temperature environment of the EGR pipe, and the generation of condensed water can be suitably suppressed.
  • the heating unit is configured by an exhaust manifold that introduces exhaust gas from the internal combustion engine into the exhaust passage, and the EGR pipe is radiated heat from the heating unit. It is characterized by being heated.
  • the EGR pipe is heated by the radiant heat of the exhaust manifold, so it can be realized with a simple structure and the cost can be reduced.
  • an exhaust circulation device for an internal combustion engine that can suppress the generation of condensed water in the EGR pipe upstream from the EGR cooler and suppress the corrosion of the EGR pipe.
  • 1 is a schematic configuration diagram illustrating an exhaust gas circulation device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a schematic perspective view showing an EGR cooler and an EGR valve according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a schematic block diagram showing an exhaust circulation device according to a first embodiment of the present invention and a configuration around it. It is a schematic block diagram which shows the structure of the cooling water circuit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a flowchart for demonstrating EGR control which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a schematic block diagram which shows the exhaust-gas-circulation apparatus of the internal combustion engine which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.
  • FIGS. 1 to 5 a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the exhaust gas circulation device according to the present invention is applied to a vehicle equipped with a 4-cylinder gasoline engine.
  • the engine 1 includes a cylinder head 10 and a cylinder block (not shown), and the cylinder head 10 and the cylinder block form four cylinders 5.
  • combustion chambers 7 are respectively defined by pistons.
  • the cylinder head 10 is formed with an intake port for introducing outside air into the cylinder 5 and an exhaust port for discharging exhaust gas from the cylinder 5.
  • each intake port an injector for injecting fuel is installed, and the injected fuel is mixed with air and introduced into the combustion chamber 7 as an air-fuel mixture.
  • the cylinder head 10 is provided with an ignition plug 15 for igniting the air-fuel mixture introduced into each combustion chamber 7.
  • the ignition plug 15 is controlled in ignition timing by an ECU (Electronic Control Unit) 100 described later. It is like that.
  • the injector is configured by an electromagnetically driven on-off valve. When a predetermined voltage is applied by the ECU 100, the injector is opened and fuel is injected into the intake port of each cylinder 5.
  • the engine 1 further has an intake manifold 11 a connected to the cylinder head 10, and the intake manifold 11 a constitutes a part of the intake passage 11.
  • the intake passage 11 is formed inside the intake pipe 14, and is provided with an air cleaner and an air flow meter 22 (not shown) in order from the upstream side.
  • the intake passage 11 is further provided with a throttle valve 18 for adjusting the intake air amount on the upstream side of the intake manifold 11a.
  • the intake manifold 11a is provided with an intake air temperature sensor 23 and a pressure sensor 24.
  • the throttle valve 18 is constituted by an electronically controlled on-off valve whose opening degree can be adjusted steplessly.
  • the flow area of the intake air is reduced under a predetermined condition, and the supply amount of the intake air is reduced. To be adjusted.
  • the ECU 100 controls the throttle motor installed in the throttle valve 18 to adjust the opening degree of the throttle valve 18.
  • the engine 1 further has an exhaust manifold 12 a connected to the cylinder head 10, and the exhaust manifold 12 a constitutes a part of the exhaust passage 12.
  • a catalyst device 13 made of, for example, a three-way catalyst is disposed.
  • An A / F sensor 25 is disposed in the exhaust passage 12 upstream of the catalyst device 13.
  • An exhaust temperature sensor 26 is disposed in the exhaust passage 12 on the downstream side of the catalyst device 13. Output signals of the A / F sensor 25 and the exhaust temperature sensor 26 are input to the ECU 100.
  • the engine 1 further includes an EGR device 30.
  • the EGR device 30 recirculates a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 12 to the intake passage 11 and supplies it as EGR gas to the combustion chamber 7 of each cylinder 5, thereby reducing the combustion temperature, thereby generating the amount of NOx generated. Is to be reduced. In addition, the pumping loss is reduced and the fuel consumption is improved.
  • the EGR device 30 includes an EGR pipe 33 that connects the intake manifold 11a and the exhaust pipe 16 and has an EGR passage 34 formed therein.
  • the EGR pipe 33 is provided with an EGR cooler 31 and an EGR valve 32 for cooling the EGR gas flowing through the EGR passage 34 in order from the upstream side of the EGR gas flow.
  • a delivery pipe (not shown) made of stainless steel is arranged on the intake manifold 11a.
  • the delivery pipe is composed of a tubular member that allows the EGR passage 34 and the intake manifold 11a to communicate with each other.
  • the EGR device 30 further includes a heating pipe 45 that heats an EGR pipe 33 between an EGR cutoff valve 35 and an EGR cooler 31 described later.
  • the heating pipe 45 is made of a metal member such as stainless steel, and the heating pipe 45 is installed on the outer peripheral side of the EGR pipe 33 so that the heating pipe 45 and the EGR pipe 33 form a double pipe structure. .
  • a cooling water channel 46 is formed by the outer peripheral surface of the EGR pipe 33 and the inner peripheral surface of the heating pipe 45.
  • the cooling water passage 46 constitutes a part of a third path 49 of the cooling water circuit 40 described later, and the cooling water of the engine 1 is supplied through the inflow port 46a and discharged through the discharge port 46b. It is like that. That is, the piping 45 for heating which concerns on this Embodiment comprises the heating part which concerns on this invention.
  • the heating pipe 45 is preferably installed at a position where the effect of heating by the cooling water is greater than the exhaust gas flowing through the exhaust passage 12. For this reason, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the upstream end of the heating pipe 45 is located at a predetermined distance from the branch part of the exhaust pipe 16 and the EGR pipe 33.
  • the EGR cooler 31 is mainly formed of stainless steel, and has a configuration in which a cooling water pipe is stretched around the outer periphery of the EGR gas passage in the housing 31a, as shown in FIGS. Yes.
  • the EGR gas supplied from the EGR passage 34 is cooled by heat exchange with the cooling water flowing through the cooling water pipe when passing through the EGR gas passage, and is guided downstream.
  • the EGR cooler 31 is connected to an inlet pipe 31d for introducing the cooling water that has passed through the engine 1 and an outlet pipe 31e that is connected to an unillustrated inlet pipe of the EGR valve 32. It flows into the cooling water pipe from 31d and is discharged from the outlet pipe 31e.
  • the EGR valve 32 is provided with an EGR valve driving means 32a provided therein, and a valve body 32b that opens and closes the EGR passage 34 at the distal end thereof, with the base end portion being inserted into the EGR valve driving means 32a. Is provided with a shaft 32c.
  • the EGR valve driving means 32a is constituted by, for example, a step motor or a DC motor.
  • the ECU 100 controls the energization of the EGR valve driving means 32a, whereby the shaft 32c is reciprocated in the axial direction by the electromagnetic force and the biasing force of a spring (not shown), and the EGR passage 34 is opened and closed by the valve body 32b.
  • the EGR valve 32 according to the present embodiment constitutes a second valve according to the present invention.
  • the EGR valve 32 is mainly composed of a metal such as aluminum or stainless steel.
  • An EGR valve water channel is formed in the housing 32d of the EGR valve 32 so as to surround the shaft 32c.
  • An inlet pipe is connected to the upstream end of the EGR valve water channel, and the cooling water discharged from the outlet pipe 31e of the EGR cooler 31 is introduced into the EGR valve water channel via the inlet pipe.
  • An outlet pipe 32f is connected to the downstream end of the EGR valve water channel.
  • the cooling water flowing through the EGR valve water passage cools the shaft 32c and the valve body 32b that are exposed to high-temperature exhaust gas, and also cools the EGR valve driving means 32a.
  • the ECU 100 adjusts the opening degree of the EGR valve 32 so as to connect the exhaust passage 12 and the intake passage 11 to adjust the amount of EGR gas introduced into the intake manifold 11a from the exhaust manifold 12a, that is, the exhaust gas recirculation amount. It has become.
  • the housing 31a of the EGR cooler 31 is formed of a metal having thermal conductivity, and has fastening portions 31b and 31c at the upstream end portion and the downstream end portion, respectively.
  • the housing 32d of the EGR valve 32 is also made of a metal having thermal conductivity, and has a fastening portion 32e at the upstream end.
  • the EGR cooler 31 and the EGR valve 32 according to the present embodiment are fastened to each other by the fastening portions 31c and 32e without passing through the EGR pipe.
  • These fastening portions 31c and 32e are constituted by, for example, flanges for hermetic coupling, and are fastened to each other by fastening means such as bolts or are fixed by a known method such as welding. Heat conduction between the EGR cooler 31 and the EGR valve 32 is possible via the fastening portions 31c and 32e.
  • fastening portion 31b of the EGR cooler 31 is fastened to the fastening portion 33a formed on the EGR pipe 33.
  • These fastening portions 31b and 33a are also constituted by, for example, airtight coupling flanges, and are fastened and fixed to each other by fastening means such as bolts, or are fixed by a known method such as welding.
  • the EGR device 30 further includes an EGR cutoff valve 35 on the upstream side of the EGR cooler 31.
  • the EGR shut-off valve 35 is made of a metal such as aluminum or stainless steel, and is configured by a valve that can take a fully open state and a fully closed state, such as a diaphragm valve or an electromagnetically driven valve. Yes.
  • the EGR shut-off valve 35 shuts off the EGR passage 34 under predetermined operating conditions and prevents the exhaust gas discharged to the exhaust manifold 12a from flowing into the EGR device 30.
  • the EGR cutoff valve 35 may be configured by a valve that can take an arbitrary state between an open state and a closed state.
  • the EGR cutoff valve 35 according to the present embodiment constitutes a first valve according to the present invention.
  • each part of the engine 1 outputs a detection signal corresponding to the depression amount of the cooling water temperature sensor 21, the exhaust temperature sensor 26, and the accelerator pedal.
  • a degree sensor 29, a throttle opening sensor 27 that outputs a detection signal corresponding to the opening of the throttle valve 18, a valve opening sensor 36, and a shut-off valve opening sensor 39 are provided.
  • a vehicle on which the engine 1 is loaded is provided with an engine rotation speed sensor 37 and an outside air temperature sensor 38 that detect the rotation speed of the crankshaft of the engine 1 and output it as the engine rotation speed.
  • the cooling water temperature sensor 21 is disposed in a water jacket formed in the cylinder block of the engine 1 and outputs a detection signal corresponding to the cooling water temperature THW of the engine 1 to the ECU 100.
  • the air flow meter 22 is disposed on the upstream side of the throttle valve 18 in the intake passage 11 and outputs a detection signal corresponding to the intake air amount to the ECU 100.
  • the intake air temperature sensor 23 is disposed in the intake manifold 11a, and outputs a detection signal corresponding to the intake air temperature to the ECU 100.
  • the pressure sensor 24 is disposed in the intake manifold 11a and outputs a detection signal corresponding to the intake pressure to the ECU 100.
  • the A / F sensor 25 is disposed in the exhaust passage 12 upstream of the catalyst device 13 and outputs a detection signal corresponding to the oxygen concentration (exhaust A / F) in the exhaust gas to the ECU 100.
  • the exhaust temperature sensor 26 is disposed in the exhaust passage 12 on the downstream side of the catalyst device 13 and outputs a detection signal corresponding to the temperature of the exhaust gas to the ECU 100.
  • the valve opening sensor 36 outputs a signal corresponding to the opening of the EGR valve 32 to the ECU 100.
  • the outside air temperature sensor 38 outputs a signal representing the outside air temperature to the ECU 100.
  • the shutoff valve opening sensor 39 outputs a signal corresponding to the opening of the EGR shutoff valve 35 to the ECU 100.
  • the ECU 100 is mounted on a vehicle on which the engine 1 is mounted. As shown in FIG. 3, the ECU 100 includes a CPU (Central Processing Unit) 101, a ROM (Read Only Memory) 102, a RAM (Random Access Memory) 103, a backup RAM 104, and the like. I have. Note that the ECU 100 according to the present embodiment constitutes a part of the exhaust gas circulation device according to the present invention.
  • a CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the ROM 102 is referred to when executing various control programs including a program for performing EGR control for adjusting the exhaust gas recirculation amount and a control program for controlling the fuel injection amount for the cylinder 5 and these various control programs. Maps are stored.
  • the CPU 101 executes various arithmetic processes based on various control programs and maps stored in the ROM 102.
  • the RAM 103 temporarily stores calculation results by the CPU 101, data input from the above-described sensors, and the like.
  • the backup RAM 104 is configured by a nonvolatile memory, and stores data to be saved when the engine 1 is stopped, for example.
  • the CPU 101, the ROM 102, the RAM 103, and the backup RAM 104 are connected to each other via the bus 107, and are also connected to the input interface 105 and the output interface 106.
  • the input interface 105 outputs a cooling water temperature sensor 21, an air flow meter 22, an intake air temperature sensor 23, a pressure sensor 24, an A / F sensor 25, an exhaust gas temperature sensor 26, and an accelerator opening that outputs a detection signal corresponding to the depression amount of the accelerator pedal.
  • a number sensor 37, an outside air temperature sensor 38, a shut-off valve opening sensor 39, and the like are connected.
  • the output interface 106 is connected to the spark plug 15, the throttle valve 18, the EGR valve 32, the EGR cutoff valve 35, an injector (not shown), and the like.
  • the ECU 100 executes various controls of the engine 1 including EGR control and fuel injection amount control based on the outputs of the various sensors described above.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a cooling water circuit 40 that supplies cooling water to the EGR device 30 according to the present embodiment.
  • the cooling water circuit 40 supplies the cooling water discharged from the water pump 44 in the order of the engine 1, the heater core 41, the EGR cooler 31, the EGR valve 32, and the throttle valve 18, and returns to the water pump 44.
  • a part of the cooling water branched from the first path 47 by a three-way valve (not shown) installed downstream of the cylinder head 10 constituting the engine 1 and supplied from the engine 1 to the radiator 42 and returned to the water pump 44 And two paths 48.
  • the cooling water circuit 40 further includes a third path 49 branched from the first path 47 on the downstream side of the heater core 41 and joined to the first path 47 on the upstream side of the throttle valve 18 via the heating pipe 45. ing.
  • the cooling water returning through the first path 47 is heated by heat exchange with the cylinder block and the cylinder head 10 constituting the engine 1. A part of the cooling water is cooled by heat exchange with the heater core 41 and then supplied to the EGR cooler 31. In addition, after the heat exchange with the heater core 41 is performed, the remaining cooling water flows into the third path 49 and is cooled by heat exchange with the EGR pipe 33 in the heating pipe 45. Then, on the upstream side of the throttle valve 18, it merges with the cooling water that circulates through the first path 47.
  • the cooling water that circulates in the second path 48 is branched from the first path 47 by a thermostat (not shown) installed downstream of the cylinder head 10, it is supplied to the radiator 42 and cooled by heat exchange with the outside air.
  • the thermostat has a radiator 42 and a water pump 44. The path between is supposed to be blocked.
  • the thermostat gradually opens the path between the radiator 42 and the water pump 44 as the cooling water temperature THW increases, and the amount of cooling water returning to the second path 48 relative to the amount of cooling water returning to the first path 47. The ratio of is going to increase.
  • EGR cutoff valve 35 When ECU 100 constituting the control device according to the embodiment of the present invention further determines that cooling water temperature THW is lower than predetermined value THWth based on a signal input from cooling water temperature sensor 21, EGR cutoff valve 35 is set. It shifts to the closed state.
  • the predetermined value THWth is set to a temperature at which the warm-up of the engine 1 is completed and EGR control is started, for example, 70 ° C.
  • the dew point temperature of the exhaust gas is 60 ° C. or less. Therefore, when the cooling water temperature THW is 70 ° C. or higher, the generation of condensed water in the EGR cooler 31 can be suppressed even if the exhaust gas is supplied to the EGR device 30. Further, since the cooling water is also supplied to the EGR valve 32, the generation of condensed water in the EGR valve 32 can be suppressed.
  • the EGR device 30 according to the present embodiment is not provided with an EGR pipe that is not heated by the cooling water between the EGR cooler 31 and the EGR valve 32. Therefore, in the conventional EGR device, when the cooling water temperature THW reaches the predetermined value THWth and the EGR shut-off valve 35 shifts from the fully closed state to the fully opened state, the EGR pipe is not yet sufficiently warmed up, In some cases, condensed water was generated. In contrast, the EGR device 30 according to the present embodiment cools the EGR gas between the EGR cooler 31 and the EGR valve 32 when the warm-up is completed and the EGR shut-off valve shifts to the open state, and the condensed water is discharged. It has a configuration that does not occur.
  • the ECU 100 when the EGR control is not executed and the EGR valve 32 is shifted to the fully closed state, the ECU 100 also shifts the EGR cutoff valve 35 to the fully closed state, so that the EGR valve 32 is fully closed. In some cases, the exhaust pulsation prevents the exhaust from flowing into the EGR device 30. Thus, when the EGR valve 32 is in the fully closed state, the EGR cutoff valve 35 is also in the fully closed state. When the EGR valve 32 is in the open state, that is, in a state other than the fully closed state, the EGR cutoff valve 35 is Is supposed to be fully open.
  • ECU 100 determines that coolant temperature THW has exceeded 70 ° C. based on a signal input from coolant temperature sensor 21, ECU 100 shifts EGR shut-off valve 35 to a fully open state and starts EGR control. It has become.
  • the ECU 100 determines that the warm-up has been completed and shifts the EGR shut-off valve 35 to the open state, the ECU 100 controls the EGR valve 32 to execute EGR control for adjusting the flow rate of EGR gas. .
  • the ECU 100 stores an opening degree map in which the engine speed and engine load are associated with the opening degree of the EGR valve 32 in the ROM 102, and is detected by the engine speed and the air flow meter 22 detected by the engine speed sensor 37.
  • the opening degree of the EGR valve 32 is set with reference to the opening degree map stored in the ROM 102.
  • the ECU 100 stores an engine load map in which the intake air amount is associated with the engine load in the ROM 102 in advance.
  • the correspondence between the intake air amount and the engine load is obtained in advance by experimental measurement.
  • the engine load may be calculated by a known method such as a method of calculating from the fuel injection amount in the engine 1 instead of the intake air amount.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the EGR control according to the embodiment of the present invention. Note that the following processing is executed at predetermined time intervals by the CPU 101 constituting the ECU 100 and realizes a program that can be processed by the CPU 101.
  • ECU 100 first determines whether or not cooling water temperature THW is equal to or higher than a predetermined value THWth based on a signal acquired from cooling water temperature sensor 21 (step S1).
  • ECU 100 determines that coolant temperature THW is equal to or higher than predetermined value THWth (YES in step S1), ECU 100 condenses in EGR cooler 31 and EGR valve 32 even if the exhaust gas flows into EGR passage 34 as EGR gas. Since no water is generated, the EGR shut-off valve 35 is shifted from the closed state to the open state (step S2). At this time, since the EGR pipe 33 is also heated by the cooling water supplied to the cooling water passage 46, no condensed water is generated in the EGR pipe 33.
  • step S1 when it is determined that the cooling water temperature THW has not reached the predetermined value THWth (NO in step S1), the exhaust gas flows into the EGR passage 34 and becomes equal to or lower than the dew point temperature in the EGR cooler 31 or the EGR valve 32.
  • the EGR shut-off valve 35 is shifted to a closed state (step S3), and the flow shifts to RETURN.
  • the cooling water heated by the engine 1 is supplied to the cooling water passage 46, the EGR pipe 33 is heated even if hot exhaust gas does not flow in.
  • step S3 if the EGR cutoff valve 35 is already closed, the ECU 100 continues the closed state of the EGR cutoff valve 35.
  • the ECU 100 executes the control of the EGR valve 32 according to the combustion state of the engine 1. Specifically, the ECU 100 acquires a signal representing the engine speed from the engine speed sensor 37 and calculates the engine load based on the signal input from the air flow meter 22 and the engine load map stored in the ROM 102. Then, the ECU 100 sets the opening degree of the EGR valve 32 based on the opening degree map stored in the ROM 102.
  • the exhaust gas circulation device for an internal combustion engine can heat the EGR pipe 33 between the EGR shut-off valve 35 and the EGR cooler 31, It is possible to suppress the temperature of the EGR pipe 33 from decreasing to near the dew point temperature during operation. Therefore, the generation of condensed water in the EGR pipe 33 upstream of the EGR cooler 31 can be suppressed, and corrosion of the EGR pipe 33 can be suppressed.
  • the EGR device 30 heats the EGR pipe 33 by exchanging heat with the cooling water of the engine 1, it can be realized without providing a separate heat source, and the cost can be reduced as compared with the case where a separate heat source is provided. it can.
  • the EGR gas can be cooled by the cooling water supplied to the heating pipe 45 after the warm-up of the engine 1 is completed, the cooling of the EGR gas by the EGR cooler 31 can be shared by the heating pipe 45 as well. Become. Therefore, the EGR cooler 31 can have a simple configuration and the cost can be reduced.
  • the heating pipe 45 and the EGR pipe 33 form a double pipe structure, the heating pipe 45 can be realized with a simple structure, the cost can be reduced, and the EGR device 30 can be easily installed in the vehicle. become.
  • the ECU 100 controls the EGR shut-off valve 35 to shift from the closed state to the open state when the cooling water temperature becomes equal to or higher than the threshold value, the ECU 100 controls the opening degree of the EGR valve 32.
  • the exhaust gas recirculation amount can be controlled in accordance with the above. Further, since the EGR gas can be flowed into the EGR passage 34 after the warm-up is completed, the EGR gas temperature does not decrease below the dew point temperature, and condensed water is generated in the EGR pipe 33 and the EGR cooler 31. This can be suppressed.
  • the ECU 100 has described the case where the EGR control is executed when the coolant temperature THW becomes equal to or higher than the predetermined value THWth.
  • the temperature of the portion upstream of the heating pipe 45 varies depending on the outside air temperature. Therefore, ECU 100 may correct predetermined value THWth according to the outside air temperature.
  • the temperature on the upstream side of the heating pipe 45 in the EGR pipe 33 is also high. Therefore, even when the cooling water temperature is lower than the predetermined value THWth, the temperature of the EGR pipe 33 is higher than the dew point temperature of the EGR gas.
  • the cooling water temperature needs to be higher than the predetermined value THWth.
  • the ECU 100 corrects the predetermined value THWth higher as the outside air temperature is higher, and corrects the predetermined value THWth lower as the outside air temperature is lower, based on the signal input from the outside air temperature sensor 38.
  • the ECU 100 corrects the predetermined value THWth in a range where the corrected predetermined value THWth is higher than the dew point temperature of the EGR gas. That is, ECU 100 according to the present embodiment constitutes a control unit according to the present invention.
  • the ECU 100 can set the conditions for shifting the EGR valve 32 and the EGR shut-off valve 35 from the closed state to the open state according to the outside air temperature, and therefore the EGR valve 32 and the EGR shut-off valve 35 according to the outside air temperature. Can be controlled. Therefore, the ECU 100 can control the EGR valve 32 according to the temperature environment of the EGR pipe 33, and can suitably suppress the generation of condensed water.
  • the present invention is not limited to this, and the cooling water is heated from the engine 1 without passing through the heater core 41. You may make it supply to the piping 45 for work. In this case, since the cooling water is supplied to the heating pipe 45 without lowering the temperature due to heat exchange in the heater core 41, the heating pipe 45 can be heated in a shorter time.
  • the EGR pipe 33 is heated by the heating pipe 45.
  • the present invention is not limited to this, and the EGR pipe is heated by heat transfer or radiant heat from the exhaust manifold 12a. May be.
  • an EGR pipe 61 on the upstream side of the EGR cooler 31 is installed in the vicinity of the exhaust manifold 12a.
  • the distance between the EGR pipe 61 and the exhaust manifold 12a is set such that the radiant heat of the exhaust manifold 12a reaches the EGR pipe 61 and can heat the EGR pipe 61 when the engine 1 is warmed up. That is, in the present embodiment, the exhaust manifold 12a constitutes the heating unit according to the present invention.
  • the EGR pipe 61 is heated by the radiant heat of the exhaust manifold 12a even when the EGR shut-off valve 35 is fully closed and high-temperature exhaust gas does not flow into the EGR passage 62 formed in the EGR pipe 61. Therefore, when the warm-up of the engine 1 is finished and the EGR shut-off valve 35 shifts to the fully open state, the exhaust gas does not fall below the dew point temperature even if it flows into the EGR passage 62, and the generation of condensed water is suppressed. it can.
  • the vicinity of the upstream end of the EGR pipe 61 is heated by the high-temperature exhaust gas flowing through the exhaust passage 12 in the same manner as the EGR device 30 according to the first embodiment. Therefore, the EGR pipe 61 only needs to be located near the exhaust manifold 12a at a position where the effect of heating by the exhaust gas is low.
  • the EGR pipe 61 may be heated by heat transfer from the exhaust manifold 12a instead of radiant heat by the exhaust manifold 12a.
  • the entire EGR pipe 61 positioned on the upstream side of the EGR cooler 31 can be heated by heat transfer.
  • the EGR pipe 61 may be heated by radiant heat and heat transfer by the exhaust manifold 12a.
  • the EGR pipe 33 is heated by the radiant heat of the exhaust manifold 12a. .
  • the EGR devices 30 and 50 are applied to the engine 1 that does not include the turbo unit.
  • the present invention is not limited to this, and the EGR devices 30 and 50 include the turbo unit that includes the turbo unit. May be applied.
  • the EGR devices 30 and 50 may constitute a so-called HPL (High-Pressure Loop) that acquires exhaust gas from the upstream side of the turbine wheel and recirculates it as EGR gas to the downstream side of the compressor wheel. Further, the EGR devices 30 and 50 may constitute an LPL (Low-Pressure Loop) that acquires exhaust gas from the downstream side of the turbine wheel and recirculates it as EGR gas to the upstream side of the compressor wheel.
  • HPL High-Pressure Loop
  • LPL Low-Pressure Loop
  • the EGR pipes 33 and 61 are branched from the exhaust pipe 16 on the downstream side of the catalyst device 13 .
  • the present invention is not limited to this, and the EGR pipes 33 and 61 are connected to the catalyst device 13. It may be branched from the upstream exhaust pipe 16 or the exhaust manifold 12a.
  • the EGR pipes 33 and 61 may be formed integrally with the exhaust manifold 12a, or the EGR pipes 33 and 61 and the exhaust manifold 12a are airtight. They may be connected to each other by a coupling flange or the like.
  • the EGR cooler 31 and the EGR valve 32 are formed as separate parts.
  • the EGR cooler 31 and the EGR valve 32 may be formed so as to be accommodated in one housing.
  • the EGR apparatuses 30 and 50 demonstrated the case where it applied to the vehicle carrying the engine 1 comprised by the gasoline engine, it is not limited to this,
  • the EGR apparatuses 30 and 50 are well-known internal combustion engines, such as a diesel engine. It may be applied to a vehicle equipped with an engine.
  • the EGR devices 30 and 50 are applied to the port injection type engine in which the fuel is injected into the intake port.
  • the present invention is not limited to this, and the fuel is directly supplied to each combustion chamber 7.
  • the EGR devices 30 and 50 may be applied to an in-cylinder injection engine that is injected. Further, the EGR devices 30 and 50 may be applied to an engine in which both in-cylinder injection and port injection are performed.
  • the EGR devices 30 and 50 may be applied not only to a vehicle that uses only the engine 1 as a power source, but also to a hybrid vehicle that uses an engine and a rotating electrical machine as a power source.
  • the exhaust gas circulation device according to the present invention has the effect of suppressing the generation of condensed water in the EGR pipe upstream from the EGR cooler and suppressing the corrosion of the EGR pipe. It is useful for an exhaust gas circulation device of an internal combustion engine.

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Abstract

　ＥＧＲクーラより上流側のＥＧＲ管において凝縮水が発生することを抑制し、ＥＧＲ管の腐食を抑制することができる内燃機関の排気循環装置を提供する。ＥＧＲ装置３０は、排気通路１２と吸気通路１１とを連通するＥＧＲ通路３４が形成されたＥＧＲ管３３と、排気通路１２側に設けられ、開状態と閉状態との間で駆動されるとともに、閉状態の場合にＥＧＲガスがＥＧＲ通路３４に流入するのを遮断するＥＧＲ遮断弁３５と、ＥＧＲ遮断弁３５よりも吸気通路１１側に設けられ、開状態と閉状態との間で駆動されるとともに、ＥＧＲガスが吸気通路１１に流入する量を調整するＥＧＲバルブ３２と、ＥＧＲ遮断弁３５とＥＧＲバルブ３２の間のＥＧＲ管３３に設けられ、ＥＧＲ通路３４に流入するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３１と、ＥＧＲ遮断弁３５からＥＧＲクーラ３１までの間のＥＧＲ管３３を加熱する加熱用配管４５と、を備える。

Description

内燃機関の排気循環装置
　本発明は、内燃機関の排気循環装置に関するものである。
　従来から、内燃機関の燃料消費量の低減を図るために、燃焼室において燃焼したガスをＥＧＲガスとして吸気通路に再循環させる排気循環装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　この特許文献１に開示された排気循環装置は、排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に再循環させるＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路に設けられ、吸気通路に再循環させるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブと、ＥＧＲバルブより排気通路側に設けられ、再循環させるＥＧＲガスを機関冷却水との熱交換により冷却するＥＧＲクーラとが設けられている。
　このような排気循環装置は、ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガスの流量をＥＧＲバルブにより調整することによって、内燃機関の運転状態に応じた排気通路から吸気通路へのＥＧＲガスの還流を実現するようになっている。
　また、前述したような排気循環装置は、ＥＧＲバルブが開状態から閉状態に切り替わっても、排気脈動などに起因してＥＧＲ通路に排気ガスが入り込む。そこで、排気通路からＥＧＲ通路にＥＧＲガスが流入することを防止する遮断弁を設けた排気循環装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
　この特許文献２に開示された排気循環装置は、排気通路にタービンを有し、吸気通路にコンプレッサを有するターボチャージャを備えた車両に搭載され、タービンよりも下流の排気の一部をコンプレッサよりも上流の吸気通路へ還流する低圧のＥＧＲ通路を備えている。
　また、特許文献２に開示された排気循環装置は、吸気通路と排気通路とを連通し内燃機関からの排気の一部を吸気通路に循環させる低圧のＥＧＲ通路と、低圧のＥＧＲ通路の途中でＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、ＥＧＲクーラよりも下流側に設けられるとともに、ＥＧＲクーラによって冷却されたＥＧＲガスを吸気通路に還流させる際にその流量を調整するＥＧＲバルブと、ＥＧＲクーラにてＥＧＲガスが冷却されることにより発生する凝縮水がＥＧＲクーラに滞留するか否かを判定する判定手段と、判定手段によりＥＧＲクーラに凝縮水が滞留すると判定され、かつ、ＥＧＲガスが吸気通路に還流されないときにＥＧＲクーラへのＥＧＲガスの流入を抑制する遮断弁と、を備えている。
　ここで、ＥＧＲバルブは、低圧のＥＧＲ通路の通路断面積を調整することにより、低圧のＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を調整するようになっている。また、遮断弁は、ＥＧＲバルブと異なり、全閉または全開のいずれか一方の状態のみをとるようになっている。
　特許文献２に開示された排気循環装置は、上述した構成により、ＥＧＲバルブが全閉状態となりＥＧＲクーラ内で発生した凝縮水が滞留しやすいときに遮断弁が全閉状態となるので、ＥＧＲクーラにＥＧＲガスが流入することを抑制できる。
　したがって、ＥＧＲクーラ内における凝縮水の滞留を抑制することができ、ＥＧＲクーラが腐食することを抑制することができる。
特開２００９－２２８５３０号公報 特開２００７－３０３３８１号公報
　しかしながら、上述した従来の内燃機関の排気循環装置は、ＥＧＲクーラより上流側の低圧のＥＧＲ通路を形成するＥＧＲ管において凝縮水が発生することを抑制するものではなく、ＥＧＲ管の腐食を抑制することは考慮されていなかった。
　例えば、上述した従来の内燃機関の排気循環装置は、冷却水温が低温で内燃機関が暖機状態の場合には、ＥＧＲバルブが全閉状態で、かつ遮断弁が全閉状態であるので、ＥＧＲガスによりＥＧＲ管の温度を上昇させることができない。このような状態で、ＥＧＲバルブが全閉状態から開状態に移行すると、遮断弁が全開状態に移行するので、排気通路から流入したＥＧＲガスがＥＧＲ管によって冷やされ、低圧のＥＧＲ通路上で凝縮水が発生する恐れがあった。そして、一旦ＥＧＲ管内に凝縮水が発生すると、この凝縮水は燃料中のＳ成分により強酸化したり、燃料中のＣｌ成分を塩化物イオンとして含むことによりＥＧＲ管を腐食させる原因となる恐れがあった。
　また、上述した従来の内燃機関の排気循環装置は、暖機時に限らず、ＥＧＲバルブが開状態から閉状態に移行すると、遮断弁が全閉状態となるので、ＥＧＲガスが低圧のＥＧＲ通路に流入した状態となる。このとき、ＥＧＲ管の温度が露点温度付近まで低下すると、低圧のＥＧＲ通路上で凝縮水が発生する恐れがあった。特に、エンジンの間欠運転を繰り返すハイブリッド車両の場合には、エンジンが停止した際に凝縮水が発生することがあり、また、ハイブリッド車両でなくとも、通常の運転状態からアイドル運転状態等に移行すると、ＥＧＲ弁が全閉状態に移行するので、凝縮水が発生することがあった。
　本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、ＥＧＲクーラより上流側のＥＧＲ管において凝縮水が発生することを抑制し、ＥＧＲ管の腐食を抑制することができる内燃機関の排気循環装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る内燃機関の排気循環装置は、上記目的達成のため、内燃機関から排気通路に排出された排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に循環させる内燃機関の排気循環装置であって、前記排気通路と前記吸気通路とを連通するＥＧＲ通路が形成されたＥＧＲ管と、前記排気通路側に設けられ、開状態と閉状態との間で駆動されるとともに、前記閉状態の場合に前記ＥＧＲガスが前記ＥＧＲ通路に流入するのを遮断する第１の弁と、前記第１の弁よりも前記吸気通路側に設けられ、開状態と閉状態との間で駆動されるとともに、前記ＥＧＲガスが前記吸気通路に流入する量を調整する第２の弁と、前記第１の弁と前記第２の弁の間の前記ＥＧＲ管に設けられ、前記ＥＧＲ通路に流入するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、前記第１の弁から前記ＥＧＲクーラまでの間の前記ＥＧＲ管を加熱する加熱部と、を備えたことを特徴とする。
　この構成により、第１の弁からＥＧＲクーラまでの間のＥＧＲ管を加熱することができるので、エンジン運転中にＥＧＲ管の温度が露点温度付近まで低下することを抑制することができる。したがって、ＥＧＲクーラより上流側のＥＧＲ管における凝縮水の発生を抑制し、ＥＧＲ管の腐食を抑制することができる。
　また、本発明に係る内燃機関の排気循環装置は、前記加熱部は、前記内燃機関の冷却水との熱交換により前記ＥＧＲ管を加熱することを特徴とする。
　この構成により、排気循環装置は、内燃機関の冷却水との熱交換によりＥＧＲ管を加熱するので、別途熱源を設けなくても実現でき、別途熱源を設ける場合と比較してコスト低減を図ることができる。また、内燃機関の暖機終了後は、加熱部に供給される冷却水によりＥＧＲガスを冷却できるので、ＥＧＲクーラによるＥＧＲガスの冷却を加熱部にも分担させることが可能となる。したがって、ＥＧＲクーラを簡易な構成にし、コストを下げることができる。
　また、本発明に係る内燃機関の排気循環装置は、前記加熱部および前記ＥＧＲ管が２重管構造を形成するよう前記加熱部が前記ＥＧＲ管の外周側に設置されることを特徴とする。
　この構成により、加熱部が簡単な構造により実現できるので、コストを低減できるとともに、排気循環装置の車両への設置が容易になる。
　また、本発明に係る内燃機関の排気循環装置は、前記内燃機関の冷却水の温度を検出する水温センサと、前記水温センサによって検出された前記冷却水の温度が閾値以上となった場合に、前記第１の弁が閉状態から開状態に移行するよう制御するとともに前記第２の弁の開度を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
　この構成により、制御部は、冷却水温が閾値以上となった場合に第１の弁が閉状態から開状態に移行するよう制御するとともに第２の弁の開度を制御するので、好適に内燃機関の燃焼状態に応じた排気還流量の制御を実行することができる。さらに、暖機が終了した状態でＥＧＲ通路にＥＧＲガスを流入させることができるので、ＥＧＲガス温度が露点温度以下に低下することがなく、ＥＧＲ管やＥＧＲクーラに凝縮水が発生することを抑制することができる。
　また、本発明に係る内燃機関の排気循環装置は、外気温を検出する外気温センサをさらに備え、前記制御部は、前記外気温センサにより検出された外気温に応じて前記閾値を設定することを特徴とする。
　この構成により、制御部は、第１の弁および第２の弁を閉状態から開状態に移行する条件を外気温に応じて設定することができるので、外気温に応じた第１の弁および第２の弁の制御を実行することができる。したがって、第２の弁をＥＧＲバルブにより構成した場合には、ＥＧＲ管の温度環境に応じてＥＧＲバルブを制御することができ、凝縮水の発生を好適に抑制することができる。
　また、本発明に係る内燃機関の排気循環装置は、前記加熱部は、前記内燃機関から前記排気通路に排気ガスを導入する排気マニホールドにより構成され、前記ＥＧＲ管は、前記加熱部からの輻射熱で加熱されることを特徴とする。
　この構成により、ＥＧＲ管は、排気マニホールドの輻射熱により加熱されるので、簡単な構造により実現できコストを低減できる。
　本発明によれば、ＥＧＲクーラより上流側のＥＧＲ管において凝縮水が発生することを抑制し、ＥＧＲ管の腐食を抑制することができる内燃機関の排気循環装置を提供できる。
本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の排気循環装置を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＥＧＲクーラおよびＥＧＲバルブを示す概略斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る排気循環装置およびその周辺の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る冷却水回路の構成を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＥＧＲ制御を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の排気循環装置を示す概略構成図である。
　以下、本発明の第１の実施の形態について、図１ないし図５を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、本発明に係る排気循環装置を４気筒のガソリンエンジンを搭載した車両に適用する場合について説明する。
　まず、構成について説明する。
　図１に示すように、エンジン１は、シリンダヘッド１０と、不図示のシリンダブロックを備えており、シリンダヘッド１０およびシリンダブロックは、４つの気筒５を形成している。これらの気筒５には、ピストンにより燃焼室７がそれぞれ画成されている。また、シリンダヘッド１０には、外気を気筒５に導入するための吸気ポートおよび排気ガスを気筒５から排出するための排気ポートが形成されている。
　各吸気ポートには、燃料を噴射するためのインジェクタが設置されており、噴射された燃料は空気と混ざり混合気として燃焼室７に導入される。シリンダヘッド１０には、各燃焼室７に導入された混合気に点火するための点火プラグ１５が配置されており、点火プラグ１５は後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００によって点火時期を制御されるようになっている。
　また、インジェクタは電磁駆動式の開閉弁により構成されており、ＥＣＵ１００により所定電圧が印加されると、開弁して各気筒５の吸気ポートに燃料を噴射するようになっている。
　エンジン１は、さらに、シリンダヘッド１０に接続される吸気マニホールド１１ａを有しており、この吸気マニホールド１１ａは吸気通路１１の一部を構成している。吸気通路１１は、吸気管１４の内部に形成されており、上流側から順に図示しないエアクリーナおよびエアフロメータ２２が設けられている。吸気通路１１には、さらに、吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ１８が吸気マニホールド１１ａの上流側に設けられている。また、吸気マニホールド１１ａには、吸気温センサ２３および圧力センサ２４が設けられている。
　スロットルバルブ１８は、その開度を無段階に調整することが可能な電子制御式の開閉弁により構成されており、所定の条件下において吸入空気の流路面積を絞り、この吸入空気の供給量を調整するようになっている。ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ１８に設置されたスロットルモータを制御してスロットルバルブ１８の開度を調節するようになっている。
　エンジン１は、さらに、シリンダヘッド１０に接続される排気マニホールド１２ａを有しており、この排気マニホールド１２ａは排気通路１２の一部を構成している。排気通路１２には、例えば三元触媒により構成される触媒装置１３が配置されている。触媒装置１３の上流側の排気通路１２にはＡ／Ｆセンサ２５が配置されている。また、触媒装置１３の下流側の排気通路１２には排気温センサ２６が配置されている。これらＡ／Ｆセンサ２５および排気温センサ２６の各出力信号はＥＣＵ１００に入力される。
　エンジン１は、さらに、ＥＧＲ装置３０を備えている。ＥＧＲ装置３０は、排気通路１２を流れる排気ガスの一部を吸気通路１１に還流させて、各気筒５の燃焼室７へＥＧＲガスとして供給することにより燃焼温度を低下させ、これによってＮＯｘ発生量を低減させるようになっている。また、ポンピングロスが低減し、燃費が向上するようになっている。
　ＥＧＲ装置３０は、吸気マニホールド１１ａと排気管１６とを接続し、内部にＥＧＲ通路３４が形成されたＥＧＲ管３３を備えている。このＥＧＲ管３３には、ＥＧＲガス流れの上流側から順に、ＥＧＲ通路３４を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ３１およびＥＧＲバルブ３２が設けられている。
　吸気マニホールド１１ａには、ステンレスにより形成された図示しないデリバリパイプが配置されている。デリバリパイプは、ＥＧＲ通路３４と吸気マニホールド１１ａとを連通させる管状部材により構成されている。
　ＥＧＲ装置３０は、さらに、後述するＥＧＲ遮断弁３５とＥＧＲクーラ３１との間のＥＧＲ管３３を加熱する加熱用配管４５を有している。加熱用配管４５は、ステンレスなどの金属部材により構成されており、加熱用配管４５およびＥＧＲ管３３が２重管構造を形成するよう加熱用配管４５がＥＧＲ管３３の外周側に設置されている。
　そして、ＥＧＲ管３３の外周面と加熱用配管４５の内周面により冷却水路４６が形成されている。この冷却水路４６は、後述する冷却水回路４０の第３経路４９の一部を構成しており、エンジン１の冷却水が、流入ポート４６ａを介して供給され排出ポート４６ｂを介して排出されるようになっている。つまり、本実施の形態に係る加熱用配管４５は、本発明に係る加熱部を構成する。
　なお、ＥＧＲ管３３の排気管１６に近い部分は、排気通路１２を流れる高温の排気ガスにより加熱される。そのため、ＥＧＲ管３３の排気管１６に近い部分に加熱用配管４５が配置されると、冷却水温は排気温よりも低いため、エンジン１の暖機中においては加熱がむしろ遅くなる。したがって、加熱用配管４５は、エンジン１の暖機時に、排気通路１２を流れる排気ガスより冷却水による加熱の効果が大きい位置に設置されると好適である。このため、本実施の形態においては、図１に示すように加熱用配管４５の上流側端部が排気管１６とＥＧＲ管３３の分岐部から所定距離離れた場所に位置している。
　ＥＧＲクーラ３１は、主にステンレスにより形成されており、図１および図２に示すように、筐体３１ａ内におけるＥＧＲガスの通路の外周部に冷却水配管が張り巡らされた構成を有している。ＥＧＲ通路３４から供給されたＥＧＲガスは、ＥＧＲガスの通路を通過する際に冷却水配管を流れる冷却水との熱交換により冷却され、下流側へ導かれるようになっている。ＥＧＲクーラ３１には、エンジン１を通過した冷却水を導入するためのインレットパイプ３１ｄおよびＥＧＲバルブ３２の不図示のインレットパイプと接続されるアウトレットパイプ３１ｅが接続されており、冷却水は、インレットパイプ３１ｄから冷却水配管に流入し、アウトレットパイプ３１ｅから排出される。
　ＥＧＲバルブ３２は、その内部に設けられたＥＧＲバルブ駆動手段３２ａと、基端部分がＥＧＲバルブ駆動手段３２ａに挿通された状態で配設され、その先端部分にＥＧＲ通路３４を開閉する弁体３２ｂが設けられたシャフト３２ｃとを備えている。ＥＧＲバルブ駆動手段３２ａは、例えばステップモータやＤＣモータにより構成されている。そして、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ駆動手段３２ａを通電制御することにより、その電磁力と図示しないスプリングの付勢力によりシャフト３２ｃがその軸方向に往復駆動され、弁体３２ｂによりＥＧＲ通路３４が開閉される。ここで、本実施の形態に係るＥＧＲバルブ３２は、本発明に係る第２の弁を構成する。
　また、ＥＧＲバルブ３２は、主にアルミニウムやステンレスなどの金属により構成されている。ＥＧＲバルブ３２の筐体３２ｄには、ＥＧＲバルブ水路がシャフト３２ｃを囲むように形成されている。このＥＧＲバルブ水路の上流側の端部にはインレットパイプが接続されており、ＥＧＲクーラ３１のアウトレットパイプ３１ｅから排出された冷却水は、このインレットパイプを介してＥＧＲバルブ水路に導入される。また、ＥＧＲバルブ水路の下流側の端部にはアウトレットパイプ３２ｆが接続されている。そして、ＥＧＲバルブ水路を流れる冷却水により、高温の排気に曝されることとなるシャフト３２ｃおよび弁体３２ｂが冷却されるとともに、ＥＧＲバルブ駆動手段３２ａも冷却されるようになっている。
　ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ３２の開度を調整することによって、排気通路１２と吸気通路１１とを連通し排気マニホールド１２ａから吸気マニホールド１１ａに導入されるＥＧＲガス量、すなわち排気還流量を調整するようになっている。
　ＥＧＲクーラ３１の筐体３１ａは、熱伝導性を有する金属により形成されており、上流端部および下流端部に締結部３１ｂ、３１ｃをそれぞれ有している。また、ＥＧＲバルブ３２の筐体３２ｄも、熱伝導性を有する金属により形成されており、上流端部に締結部３２ｅを有している。
　そして、本実施の形態に係るＥＧＲクーラ３１およびＥＧＲバルブ３２は、図２に示すように、締結部３１ｃ、３２ｅによってＥＧＲ管を介さずに互いに締結されるようになっている。これらの締結部３１ｃ、３２ｅは、例えば気密結合用のフランジにより構成されており、ボルト等の締結手段により互いに締め付け固定されたり、溶接など公知の方法により固定されるようになっている。これらの締結部３１ｃおよび３２ｅを介してＥＧＲクーラ３１とＥＧＲバルブ３２との間における熱伝導が可能となっている。
　また、ＥＧＲクーラ３１の締結部３１ｂは、ＥＧＲ管３３に形成されている締結部３３ａと互いに締結するようになっている。これらの締結部３１ｂ、３３ａも、例えば気密結合用のフランジにより構成されており、ボルト等の締結手段により互いに締め付け固定されたり、溶接など公知の方法により固定されるようになっている。
　本実施の形態に係るＥＧＲ装置３０は、さらに、ＥＧＲクーラ３１の上流側にＥＧＲ遮断弁３５を備えている。ＥＧＲ遮断弁３５は、アルミニウムやステンレスなどの金属により形成されており、ダイヤフラム弁や電磁駆動弁など、全開となる開状態および全閉となる閉状態とを取ることが可能な弁により構成されている。このＥＧＲ遮断弁３５は、後述するように、所定の運転条件下においてＥＧＲ通路３４を遮断し、排気マニホールド１２ａに排出された排気ガスがＥＧＲ装置３０に流入することを防止するようになっている。なお、ＥＧＲ遮断弁３５は、開状態と閉状態との間の任意の状態を取ることが可能な弁により構成されていてもよい。ここで、本実施の形態に係るＥＧＲ遮断弁３５は、本発明に係る第１の弁を構成する。
　図１および図３に示すように、エンジン１の各部には、上述した各種センサのほかに、冷却水温センサ２１、排気温センサ２６、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を出力するアクセル開度センサ２９、スロットルバルブ１８の開度に応じた検出信号を出力するスロットル開度センサ２７、バルブ開度センサ３６および遮断弁開度センサ３９が設置されている。また、エンジン１が積載される車両には、エンジン１のクランクシャフトの回転数を検出し、エンジン回転数として出力するエンジン回転数センサ３７および外気温センサ３８が設置されている。
　冷却水温センサ２１は、エンジン１のシリンダブロックに形成されたウォータージャケットに配置され、エンジン１の冷却水温ＴＨＷに応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。エアフロメータ２２は、吸気通路１１のスロットルバルブ１８の上流側に配置され、吸入空気量に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。吸気温センサ２３は、吸気マニホールド１１ａに配置され、吸入空気の温度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。圧力センサ２４は、吸気マニホールド１１ａに配置され、吸気圧に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。
　Ａ／Ｆセンサ２５は、触媒装置１３の上流側の排気通路１２に配置されており、排気ガス中の酸素濃度（排気Ａ／Ｆ）に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。排気温センサ２６は、触媒装置１３の下流側の排気通路１２に配置され、排気ガスの温度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。バルブ開度センサ３６は、ＥＧＲバルブ３２の開度に応じた信号をＥＣＵ１００に出力する。外気温センサ３８は、外気温を表す信号をＥＣＵ１００に出力する。遮断弁開度センサ３９は、ＥＧＲ遮断弁３５の開度に応じた信号をＥＣＵ１００に出力する。
　ＥＣＵ１００は、エンジン１を搭載する車両に搭載されており、図３に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３およびバックアップＲＡＭ１０４などを備えている。なお、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、本発明に係る排気循環装置の一部を構成する。
　ＲＯＭ１０２は、排気還流量を調節するＥＧＲ制御を実施するためのプログラムおよび気筒５に対する燃料噴射量を制御するための制御プログラムを含む各種制御プログラムや、これらの各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行するようになっている。また、ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１による演算結果や、上述した各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するようになっている。バックアップＲＡＭ１０４は、不揮発性のメモリにより構成されており、例えばエンジン１の停止時に保存すべきデータ等を記憶するようになっている。
　ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３およびバックアップＲＡＭ１０４は、バス１０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース１０５および出力インターフェース１０６と接続されている。
　入力インターフェース１０５には、冷却水温センサ２１、エアフロメータ２２、吸気温センサ２３、圧力センサ２４、Ａ／Ｆセンサ２５、排気温センサ２６、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を出力するアクセル開度センサ２９、スロットルバルブ１８の開度に応じた検出信号を出力するスロットル開度センサ２７、バルブ開度センサ３６、エンジン１のクランクシャフトの回転数を検出し、エンジン回転数として出力するエンジン回転数センサ３７、外気温センサ３８および遮断弁開度センサ３９などが接続されている。
　出力インターフェース１０６は、点火プラグ１５、スロットルバルブ１８、ＥＧＲバルブ３２、ＥＧＲ遮断弁３５および図示しないインジェクタなどに接続されている。
　そして、ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力に基づいて、ＥＧＲ制御および燃料噴射量制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。
　図４は、本実施の形態に係るＥＧＲ装置３０に冷却水を供給する冷却水回路４０を示す模式図である。冷却水回路４０は、ウォーターポンプ４４から吐出した冷却水を、エンジン１、ヒータコア４１、ＥＧＲクーラ３１、ＥＧＲバルブ３２およびスロットルバルブ１８の順に供給し、ウォーターポンプ４４に戻す第１経路４７と、エンジン１を構成するシリンダヘッド１０の下流に設置されている図示しない三方弁により第１経路４７から分岐され、エンジン１から流出した冷却水の一部をラジエータ４２に供給し、ウォーターポンプ４４に戻す第２経路４８とを有している。
　冷却水回路４０は、さらに、ヒータコア４１の下流側の第１経路４７から分岐し、加熱用配管４５を経て、スロットルバルブ１８の上流側の第１経路４７に合流する第３経路４９を有している。
　第１経路４７を還流する冷却水は、エンジン１を構成するシリンダブロックおよびシリンダヘッド１０との熱交換により加熱される。そして、冷却水の一部は、ヒータコア４１との熱交換により冷却され、その後ＥＧＲクーラ３１に供給される。また、冷却水の残りは、ヒータコア４１との熱交換が行われた後、第３経路４９に流入し、加熱用配管４５においてＥＧＲ管３３との熱交換により冷却される。そして、スロットルバルブ１８の上流側において第１経路４７を還流する冷却水と合流する。
　一方、第２経路４８を還流する冷却水は、シリンダヘッド１０の下流に設置されている図示しないサーモスタットにより第１経路４７から分岐されると、ラジエータ４２に供給され外気との熱交換により冷却される。また、サーモスタットは、暖機中や寒冷地域の走行に起因してエンジン１の冷却水温ＴＨＷが通常走行時の冷却水温と比較して低温となっている場合には、ラジエータ４２とウォーターポンプ４４との間の経路を遮断するようになっている。また、サーモスタットは、冷却水温ＴＨＷが上昇するにしたがって、ラジエータ４２とウォーターポンプ４４との間の経路を徐々に開放し、第１経路４７を還流する冷却水量に対する第２経路４８を還流する冷却水量の割合を増加するようになっている。
　本発明の実施の形態に係る制御装置を構成するＥＣＵ１００は、さらに、冷却水温センサ２１から入力される信号に基づいて、冷却水温ＴＨＷが所定値ＴＨＷｔｈ未満であると判断すると、ＥＧＲ遮断弁３５を閉状態に移行するようになっている。
　所定値ＴＨＷｔｈとしては、例えば、７０℃などエンジン１の暖機が終了しＥＧＲ制御が開始される温度に設定されている。ここで、排気ガスの露点温度は６０℃以下である。したがって、冷却水温ＴＨＷが７０℃以上である場合には、ＥＧＲ装置３０に排気ガスが供給されたとしても、ＥＧＲクーラ３１内において凝縮水が発生することを抑制できる。また、冷却水は、ＥＧＲバルブ３２にも供給されるので、ＥＧＲバルブ３２において凝縮水が発生することも抑制できる。
　また、本実施の形態に係るＥＧＲ装置３０は、従来のＥＧＲ装置と異なり、ＥＧＲクーラ３１とＥＧＲバルブ３２の間に冷却水により加熱されないＥＧＲ管が設置されていない。そのため、従来のＥＧＲ装置においては、冷却水温ＴＨＷが所定値ＴＨＷｔｈに達しＥＧＲ遮断弁３５が全閉状態から全開状態に移行した際に、このＥＧＲ管がまだ十分に温まっておらず、このＥＧＲ管内において凝縮水が発生する場合があった。これに対し、本実施の形態に係るＥＧＲ装置３０は、暖機が終了しＥＧＲ遮断弁が開状態に移行した際に、ＥＧＲクーラ３１とＥＧＲバルブ３２の間においてＥＧＲガスが冷却され凝縮水が発生しない構成を有している。
　また、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ制御を実行せず、ＥＧＲバルブ３２を全閉状態に移行している場合には、ＥＧＲ遮断弁３５も全閉状態に移行することにより、ＥＧＲバルブ３２が全閉状態である場合に排気脈動で排気がＥＧＲ装置３０に流入することを防止するようになっている。このように、ＥＧＲバルブ３２が全閉状態を取ると、ＥＧＲ遮断弁３５も全閉状態をとり、ＥＧＲバルブ３２が開状態、すなわち全閉状態以外の状態を取る場合には、ＥＧＲ遮断弁３５は全開状態を取るようになっている。
　また、ＥＣＵ１００は、冷却水温センサ２１から入力される信号に基づいて冷却水温ＴＨＷが７０℃を超えたと判断した場合には、ＥＧＲ遮断弁３５を全開状態に移行するとともに、ＥＧＲ制御を開始するようになっている。
　また、ＥＣＵ１００は、暖機が終了したと判断し、ＥＧＲ遮断弁３５を開状態に移行すると、ＥＧＲバルブ３２を制御して、ＥＧＲガスの流量を調節するＥＧＲ制御を実行するようになっている。ＥＣＵ１００は、エンジン回転数及びエンジン負荷とＥＧＲバルブ３２の開度とを対応付けた開度マップをＲＯＭ１０２に記憶しており、エンジン回転数センサ３７により検出されたエンジン回転数およびエアフロメータ２２により検出された吸入空気量から求められるエンジン負荷を取得すると、ＲＯＭ１０２に記憶されている開度マップを参照してＥＧＲバルブ３２の開度を設定するようになっている。
　なお、ＥＣＵ１００は、吸入空気量とエンジン負荷とを対応付けたエンジン負荷マップを予めＲＯＭ１０２に記憶している。吸入空気量とエンジン負荷との対応は予め実験的な測定により求められている。なお、エンジン負荷は、例えば、吸入空気量の代わりにエンジン１における燃料噴射量から算出する方法など、公知の方法により算出されていればよい。
　次に、本発明の実施の形態に係る排気循環装置の動作について説明する。
　図５は、本発明の実施の形態に係るＥＧＲ制御を説明するためのフローチャートである。なお、以下の処理は、ＥＣＵ１００を構成するＣＰＵ１０１によって所定の時間間隔で実行されるとともに、ＣＰＵ１０１によって処理可能なプログラムを実現する。
　ＥＣＵ１００は、まず、冷却水温センサ２１から取得した信号に基づいて、冷却水温ＴＨＷが所定値ＴＨＷｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１）。
　ＥＣＵ１００は、冷却水温ＴＨＷが所定値ＴＨＷｔｈ以上であると判断した場合には（ステップＳ１でＹＥＳ）、ＥＧＲ通路３４に排気ガスがＥＧＲガスとして流入しても、ＥＧＲクーラ３１やＥＧＲバルブ３２において凝縮水が発生しないため、ＥＧＲ遮断弁３５を閉状態から開状態に移行する（ステップＳ２）。このとき、ＥＧＲ管３３も冷却水路４６に供給された冷却水により加熱されているので、ＥＧＲ管３３においても凝縮水が発生しない。
　一方、冷却水温ＴＨＷが所定値ＴＨＷｔｈに達していないと判断した場合には（ステップＳ１でＮＯ）、ＥＧＲ通路３４に排気ガスが流入し、ＥＧＲクーラ３１あるいはＥＧＲバルブ３２において露点温度以下になることにより凝縮水が発生することを防止するため、ＥＧＲ遮断弁３５を閉状態に移行し（ステップＳ３）、ＲＥＴＵＲＮに移行する。このとき、エンジン１により加熱された冷却水が冷却水路４６に供給されるので、ＥＧＲ管３３は、高温の排気ガスが流入せずとも加熱される。
　なお、ステップＳ３において、ＥＧＲ遮断弁３５がすでに閉状態にあるならば、ＥＣＵ１００はＥＧＲ遮断弁３５の閉状態を継続する。
　ステップＳ４に移行した場合、ＥＣＵ１００は、エンジン１の燃焼状態に応じたＥＧＲバルブ３２の制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数センサ３７からエンジン回転数を表す信号を取得するとともに、エアフロメータ２２から入力された信号とＲＯＭ１０２に記憶されているエンジン負荷マップによりエンジン負荷を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、ＲＯＭ１０２に記憶されている開度マップに基づいてＥＧＲバルブ３２の開度を設定する。
　以上のように、本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の排気循環装置は、ＥＧＲ遮断弁３５からＥＧＲクーラ３１までの間のＥＧＲ管３３を加熱することができるので、エンジン１の運転中にＥＧＲ管３３の温度が露点温度付近まで低下することを抑制することができる。したがって、ＥＧＲクーラ３１より上流側のＥＧＲ管３３における凝縮水の発生を抑制し、ＥＧＲ管３３の腐食を抑制することができる。
　また、ＥＧＲ装置３０は、エンジン１の冷却水との熱交換によりＥＧＲ管３３を加熱するので、別途熱源を設けなくても実現でき、別途熱源を設ける場合と比較してコスト低減を図ることができる。
　また、エンジン１の暖機終了後は、加熱用配管４５に供給される冷却水によりＥＧＲガスを冷却できるので、ＥＧＲクーラ３１によるＥＧＲガスの冷却を加熱用配管４５にも分担させることが可能となる。したがって、ＥＧＲクーラ３１を簡易な構成にし、コストを下げることができる。
　また、加熱用配管４５とＥＧＲ管３３が２重管構造を形成しているので、加熱用配管４５が簡単な構造により実現でき、コストを低減できるとともに、ＥＧＲ装置３０の車両への設置が容易になる。
　また、ＥＣＵ１００は、冷却水温が閾値以上となった場合にＥＧＲ遮断弁３５が閉状態から開状態に移行するよう制御するとともにＥＧＲバルブ３２の開度を制御するので、好適にエンジン１の燃焼状態に応じた排気還流量の制御を実行することができる。さらに、暖機が終了した状態でＥＧＲ通路３４にＥＧＲガスを流入させることができるので、ＥＧＲガス温度が露点温度以下に低下することがなく、ＥＧＲ管３３やＥＧＲクーラ３１に凝縮水が発生することを抑制することができる。
　なお、以上の説明においては、ＥＣＵ１００は、冷却水温ＴＨＷが所定値ＴＨＷｔｈ以上となった場合にＥＧＲ制御を実行する場合について説明した。しかしながら、ＥＧＲ管３３において、加熱用配管４５よりも上流側の部分の温度は、外気温により変化する。したがって、ＥＣＵ１００は、所定値ＴＨＷｔｈを外気温に応じて補正するようにしてもよい。
　例えば、外気温が高い場合には、ＥＧＲ管３３における加熱用配管４５よりも上流側の部分も温度が高くなっている。したがって、冷却水温が所定値ＴＨＷｔｈより低い状態でもＥＧＲ管３３の温度はＥＧＲガスの露点温度より高くなっている。一方、外気温が低い場合には、ＥＧＲ管３３における加熱用配管４５よりも上流側の部分も温度が低くなっている。そのため、ＥＧＲ管３３の温度を高めるためには、冷却水温を所定値ＴＨＷｔｈより高くする必要が生じる。
　したがって、ＥＣＵ１００は、外気温センサ３８から入力される信号に基づいて、外気温が高いほど所定値ＴＨＷｔｈを高く補正し、外気温が低いほど所定値ＴＨＷｔｈを低く補正する。なお、ＥＣＵ１００は、補正後の所定値ＴＨＷｔｈがＥＧＲガスの露点温度より高い範囲で所定値ＴＨＷｔｈに対する補正を行うようになっている。つまり、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、本発明に係る制御部を構成する。
　これにより、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ３２およびＥＧＲ遮断弁３５を閉状態から開状態に移行する条件を外気温に応じて設定することができるので、外気温に応じたＥＧＲバルブ３２およびＥＧＲ遮断弁３５の制御を実行することができる。したがって、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ管３３の温度環境に応じてＥＧＲバルブ３２を制御することができ、凝縮水の発生を好適に抑制することができる。
　また、以上の説明においては、加熱用配管４５に供給される冷却水がヒータコア４１から供給される場合について説明したが、これに限定されず、冷却水がエンジン１からヒータコア４１を介さずに加熱用配管４５に供給されるようにしてもよい。この場合、冷却水は、ヒータコア４１における熱交換により温度が低下することなく加熱用配管４５に供給されるので、加熱用配管４５をより短時間で加熱することができる。
　また、以上の説明においては、加熱用配管４５によりＥＧＲ管３３を加熱する場合について説明したが、これに限定されず、ＥＧＲ管が、排気マニホールド１２ａからの伝熱あるいは輻射熱により加熱されるようにしてもよい。
　以下、本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の排気循環装置について、図６を参照して説明する。
　なお、第２の実施の形態に係る排気循環装置において、上述の第１の実施の形態に係る排気循環装置と同様の構成要素については、第１の実施の形態と同様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。
　本実施の形態に係るＥＧＲ装置５０は、ＥＧＲクーラ３１より上流側のＥＧＲ管６１が、排気マニホールド１２ａの近傍に設置されている。ＥＧＲ管６１と排気マニホールド１２ａとの距離は、エンジン１の暖機時において、排気マニホールド１２ａの輻射熱がＥＧＲ管６１に到達しＥＧＲ管６１を加熱可能となるよう設定されている。つまり、本実施の形態においては、排気マニホールド１２ａが本発明に係る加熱部を構成する。
　これにより、ＥＧＲ管６１は、ＥＧＲ遮断弁３５が全閉となりＥＧＲ管６１内に形成されたＥＧＲ通路６２に高温の排気ガスが流入しない場合においても、排気マニホールド１２ａの輻射熱により加熱される。したがって、エンジン１の暖機が終了しＥＧＲ遮断弁３５が全開状態に移行した際に、排気ガスはＥＧＲ通路６２に流入しても露点温度以下とならず、凝縮水の発生を抑制することができる。
　ここで、ＥＧＲ管６１の上流端近傍は、第１の実施の形態に係るＥＧＲ装置３０と同様、排気通路１２を流通する高温の排気ガスにより加熱される。したがって、ＥＧＲ管６１は、排気ガスによる加熱の効果が低い位置が排気マニホールド１２ａの近傍に位置していればよい。
　また、ＥＧＲ管６１は、排気マニホールド１２ａによる輻射熱の代わり排気マニホールド１２ａからの伝熱により加熱されるようにしてもよい。この場合、ＥＧＲクーラ３１より上流側のＥＧＲ管６１の長さを従来よりも短くすることにより、ＥＧＲクーラ３１より上流側に位置するＥＧＲ管６１全体を伝熱により加熱することが可能となる。また、ＥＧＲ管６１は、排気マニホールド１２ａによる輻射熱および伝熱により加熱されるようにしてもよい。
　以上のように、本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の排気循環装置は、ＥＧＲ管３３が、排気マニホールド１２ａの輻射熱により加熱されるので、簡単な構造により実現できコストを低減できる。
　なお、以上の説明においては、ＥＧＲ装置３０、５０がターボユニットを備えないエンジン１に適用される場合について説明したが、これに限定されず、ＥＧＲ装置３０、５０がターボユニットを備えるエンジン１に適用されてもよい。
　この場合、ＥＧＲ装置３０、５０は、タービンホイールの上流側から排気ガスを取得してコンプレッサホイールの下流側にＥＧＲガスとして還流するいわゆるＨＰＬ（High-Pressure Loop）を構成してもよい。また、ＥＧＲ装置３０、５０が、タービンホイールの下流側から排気ガスを取得してコンプレッサホイールの上流側にＥＧＲガスとして還流するＬＰＬ（Low-Pressure Loop）を構成していてもよい。
　また、以上の説明においては、ＥＧＲ管３３、６１が触媒装置１３の下流側の排気管１６から分岐される場合について説明したが、これに限定されず、ＥＧＲ管３３、６１が触媒装置１３の上流側の排気管１６あるいは排気マニホールド１２ａから分岐されていてもよい。ＥＧＲ管３３、６１が排気マニホールド１２ａから分岐される場合には、ＥＧＲ管３３、６１は排気マニホールド１２ａと一体的に形成されていてもよく、あるいはＥＧＲ管３３、６１と排気マニホールド１２ａとが気密結合用のフランジ等により互いに接続されていてもよい。
　また、以上の説明においては、ＥＧＲクーラ３１とＥＧＲバルブ３２とが別々の部品として形成される場合について説明した。しかしながら、ＥＧＲクーラ３１とＥＧＲバルブ３２とが一つの筐体内に収容されるよう形成されていてもよい。
　また、ＥＧＲ装置３０、５０は、ガソリンエンジンにより構成されたエンジン１を搭載した車両に適用される場合について説明したが、これに限定されず、ＥＧＲ装置３０、５０は、ディーゼルエンジンなど公知の内燃機関を搭載した車両に適用されていればよい。
　また、以上の説明においては、燃料が吸気ポートに噴射されるポート噴射式エンジンにＥＧＲ装置３０、５０が適用される場合について説明したが、これに限定されず、燃料が各燃焼室７に直接噴射される筒内噴射式エンジンにＥＧＲ装置３０、５０が適用されていてもよい。また、筒内噴射およびポート噴射のいずれもが行われるエンジンにＥＧＲ装置３０、５０が適用されていてもよい。
　また、ＥＧＲ装置３０、５０は、エンジン１のみを動力源とする車両のみならず、エンジンおよび回転電機を動力源とするハイブリッド車両に適用されていてもよい。
　以上のように、本発明に係る排気循環装置は、ＥＧＲクーラより上流側のＥＧＲ管において凝縮水が発生することを抑制し、ＥＧＲ管の腐食を抑制することができるという効果を奏するものであり、内燃機関の排気循環装置に有用である。
　１　エンジン
　５　気筒
　７　燃焼室
　１１　吸気通路
　１１ａ　吸気マニホールド
　１２　排気通路
　１２ａ　排気マニホールド
　１３　触媒装置
　１６　排気管
　１８　スロットルバルブ
　２１　冷却水温センサ
　２２　エアフロメータ
　２３　吸気温センサ
　２４　圧力センサ
　２６　排気温センサ
　３０　ＥＧＲ装置
　３１　ＥＧＲクーラ
　３２　ＥＧＲバルブ
　３２ａ　リニアソレノイド
　３３　ＥＧＲ管
　３４　ＥＧＲ通路
　３５　ＥＧＲ遮断弁
　３６　バルブ開度センサ
　３７　エンジン回転数センサ
　３８　外気温センサ
　３９　遮断弁開度センサ
　４０　冷却水回路
　４５　加熱用配管
　４６　冷却水路
　５０　ＥＧＲ装置
　６１　ＥＧＲ管
　１００　ＥＣＵ

Claims (6)

  1. 　内燃機関から排気通路に排出された排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に循環させる内燃機関の排気循環装置であって、
    　前記排気通路と前記吸気通路とを連通するＥＧＲ通路が形成されたＥＧＲ管と、
    　前記排気通路側に設けられ、開状態と閉状態との間で駆動されるとともに、前記閉状態の場合に前記ＥＧＲガスが前記ＥＧＲ通路に流入するのを遮断する第１の弁と、
    　前記第１の弁よりも前記吸気通路側に設けられ、開状態と閉状態との間で駆動されるとともに、前記ＥＧＲガスが前記吸気通路に流入する量を調整する第２の弁と、
    　前記第１の弁と前記第２の弁の間の前記ＥＧＲ管に設けられ、前記ＥＧＲ通路に流入するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、
    　前記第１の弁から前記ＥＧＲクーラまでの間の前記ＥＧＲ管を加熱する加熱部と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気循環装置。
  2. 　前記加熱部は、前記内燃機関の冷却水との熱交換により前記ＥＧＲ管を加熱することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気循環装置。
  3. 　前記加熱部および前記ＥＧＲ管が２重管構造を形成するよう前記加熱部が前記ＥＧＲ管の外周側に設置され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排気循環装置。
  4. 　前記内燃機関の冷却水の温度を検出する水温センサと、
    　前記水温センサによって検出された前記冷却水の温度が閾値以上となった場合に、前記第１の弁が閉状態から開状態に移行するよう制御するとともに前記第２の弁の開度を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の排気循環装置。
  5. 　外気温を検出する外気温センサをさらに備え、
    　前記制御部は、前記外気温センサにより検出された外気温に応じて前記閾値を設定することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気循環装置。
  6. 　前記加熱部は、前記内燃機関から前記排気通路に排気ガスを導入する排気マニホールドにより構成され、
    　前記ＥＧＲ管は、前記加熱部からの輻射熱で加熱されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気循環装置。
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