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JP5845619B2 - Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine - Google Patents

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JP5845619B2
JP5845619B2 JP2011099671A JP2011099671A JP5845619B2 JP 5845619 B2 JP5845619 B2 JP 5845619B2 JP 2011099671 A JP2011099671 A JP 2011099671A JP 2011099671 A JP2011099671 A JP 2011099671A JP 5845619 B2 JP5845619 B2 JP 5845619B2
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Description

本発明は、内燃機関の排気還流装置に関するものである。   The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.

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還流させる排気還流装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in order to reduce fuel consumption of an internal combustion engine, an exhaust gas recirculation device that recirculates gas burned in a combustion chamber as EGR gas to an intake passage has been proposed (for example, see Patent Document 1).

この特許文献1に開示された排気還流装置は、排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に還流させるEGR通路と、このEGR通路に設けられ、吸気通路に還流させる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、還流させるEGRガスを機関冷却水との熱交換により冷却するEGRクーラとを有している。EGRクーラにはウォーターポンプから吐き出される機関冷却水の一部が供給され、EGRクーラの内部を流れるEGRガスと機関冷却水との熱交換によりEGRガスが冷却される。   The exhaust gas recirculation device disclosed in Patent Document 1 adjusts the flow rate of an EGR passage that recirculates part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage to the intake passage and the EGR gas that is provided in the EGR passage and recirculates to the intake passage. It has an EGR valve and an EGR cooler that is provided on the exhaust passage side from the EGR valve and cools the EGR gas to be recirculated by heat exchange with the engine cooling water. A part of the engine cooling water discharged from the water pump is supplied to the EGR cooler, and the EGR gas is cooled by heat exchange between the EGR gas flowing inside the EGR cooler and the engine cooling water.

また、特許文献1に開示された排気還流装置を搭載した内燃機関にあっては、排気通路内の排気の脈動により、EGRバルブが全閉となっているにもかかわらずEGRクーラにEGRガスが流入して、EGR通路内等で凝縮水が発生し、この凝縮水が各部材の腐食を引き起こす原因になっていた。   Further, in the internal combustion engine equipped with the exhaust gas recirculation device disclosed in Patent Document 1, the EGR gas is caused to flow into the EGR cooler even though the EGR valve is fully closed due to exhaust pulsation in the exhaust passage. Inflowing, condensed water is generated in the EGR passage and the like, and this condensed water causes corrosion of each member.

このため、特許文献1に開示された排気還流装置の他に、EGRクーラよりも排気通路側に設けられるとともに、排気通路からEGR通路に供給されるEGRガスを遮断する切替え弁をさらに備えた排気還流装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Therefore, in addition to the exhaust gas recirculation device disclosed in Patent Document 1, the exhaust gas is further provided with a switching valve that is provided on the exhaust passage side of the EGR cooler and shuts off the EGR gas supplied from the exhaust passage to the EGR passage. A reflux apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

この特許文献2に開示された排気還流装置は、吸気通路と排気通路とを接続し内燃機関からの排気の一部を吸気通路に還流させるEGR通路と、EGR通路の途中でEGRガスを冷却するEGRクーラと、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切替え弁と、を備える。   The exhaust gas recirculation device disclosed in Patent Document 2 connects an intake passage and an exhaust passage to recirculate part of the exhaust from the internal combustion engine to the intake passage, and cools EGR gas in the middle of the EGR passage. An EGR cooler, determination means for determining whether or not condensed water generated by cooling the EGR gas in the EGR cooler stays in the EGR cooler, and the determination means determines that the condensed water stays in the EGR cooler; And a switching valve that suppresses the inflow of the EGR gas to the EGR cooler when the EGR gas is not recirculated to the intake passage.

この特許文献2に開示された排気還流装置は、EGRバルブが全閉となっているときに切替え弁が閉弁されるので、EGRガスがEGRクーラへ流入することを抑制して、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る。   In the exhaust gas recirculation device disclosed in Patent Document 2, since the switching valve is closed when the EGR valve is fully closed, the EGR gas is prevented from flowing into the EGR cooler, and the inside of the EGR cooler It is possible to suppress the retention of condensed water in

特開2009−228530号公報JP 2009-228530 A 特開2007−303381号公報JP 2007-303381 A

しかしながら、上述した従来の排気還流装置は、排気を還流させるEGR制御の開始条件が成立すると、EGRバルブと切替え弁とが同時に開弁するようになっている。そのため、EGR制御を開始するためにEGRバルブが開状態に移行した時点では、EGR通路に排気ガスが流入しておらず、EGRガスの吸気通路への導入遅れが発生する可能性があった。   However, in the conventional exhaust gas recirculation device described above, the EGR valve and the switching valve are opened simultaneously when the start condition of EGR control for recirculating exhaust gas is satisfied. Therefore, when the EGR valve shifts to the open state in order to start the EGR control, the exhaust gas does not flow into the EGR passage, and there is a possibility that the introduction delay of the EGR gas into the intake passage may occur.

また、EGR制御の終了条件が成立すると、EGRバルブと切替え弁とが同時に閉弁するようになっている。そのため、EGRバルブが閉状態に近づくと、切替え弁も閉状態に近づいているため、本来必要とされる吸気通路へのEGRガスの流量を確保できない可能性があった。   Further, when the EGR control end condition is satisfied, the EGR valve and the switching valve are closed simultaneously. For this reason, when the EGR valve approaches the closed state, the switching valve also approaches the closed state, so that there is a possibility that the flow rate of EGR gas to the intake passage that is originally required cannot be secured.

したがって、いずれの場合においても、切替え弁の開閉タイミングが最適化されていないため、EGRガスが所望の流量にならない状況が生じ、結果として、エンジンにおいて所望の燃焼特性が得られず燃費特性が低下する可能性があった。   Therefore, in any case, since the opening / closing timing of the switching valve is not optimized, there is a situation in which the EGR gas does not reach the desired flow rate, and as a result, the desired combustion characteristics cannot be obtained in the engine and the fuel consumption characteristics are reduced. There was a possibility.

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装置内に凝縮水が発生することを防止するとともにEGRガスを所望の流量にできる内燃機関の排気還流装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and provides an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that can prevent the generation of condensed water in the EGR device and can make the EGR gas have a desired flow rate. With the goal.

本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、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還流させる内燃機関の排気還流装置であって、前記排気通路と前記吸気通路とを連通するEGR通路に設けられ前記EGRガスを冷却するEGRクーラと、前記EGRクーラよりも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EGRクーラよりも前記吸気通路側に設けられ、前記EGRガスを前記吸気通路に流入する量を調整する第2の弁と、を備え、前記第1の弁は、前記第2の弁が閉状態から開状態に移行する条件が成立する前に閉状態から開状態への移行条件が成立することを特徴とする。   An exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is an exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine that recirculates 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 cooler that is provided in an EGR passage that connects the exhaust passage and the intake passage and cools the EGR gas, and is provided closer to the exhaust passage than the EGR cooler, and is driven between an open state and a closed state. And a first valve that blocks the EGR gas from flowing into the EGR passage in the closed state, and is provided closer to the intake passage than the EGR cooler, and the EGR gas is introduced into the intake passage. A second valve that adjusts the amount of inflow, and the first valve transitions from the closed state to the open state before the condition for the second valve to transition from the closed state to the open state is satisfied. Conditions are met And wherein the Rukoto.

この構成により、第2の弁が閉状態から開状態に移行する際には、第1の弁が閉状態から開状態に移行を開始しているので、EGRガスの吸気通路への導入遅れを防止することができる。したがって、第2の弁による排気還流量制御の開始時には、確実にEGRガスを内燃機関に供給できるので、燃費を向上することが可能となる。   With this configuration, when the second valve shifts from the closed state to the open state, since the first valve starts shifting from the closed state to the open state, the introduction delay of the EGR gas into the intake passage is prevented. Can be prevented. Therefore, at the start of the exhaust gas recirculation control by the second valve, the EGR gas can be reliably supplied to the internal combustion engine, so that the fuel consumption can be improved.

また、本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、前記第1の弁は、前記第2の弁が開状態から閉状態に移行する条件が成立したことを条件として、開状態から閉状態への移行条件が成立することを特徴とする。   In the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the first valve changes from the open state to the closed state on condition that a condition for the second valve to transition from the open state to the closed state is satisfied. The transition condition is established.

この構成により、第1の弁が第2の弁よりも早く閉状態に移行することを防止できるので、所望のEGRガス流量を確保することが可能となり、燃費を向上することができる。   With this configuration, the first valve can be prevented from shifting to the closed state earlier than the second valve, so that a desired EGR gas flow rate can be ensured and fuel efficiency can be improved.

また、本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、前記第1の弁は、前記内燃機関の冷却水の温度に応じて開度が変化する感温弁により構成されることを特徴とする。   Moreover, the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is characterized in that the first valve is constituted by a temperature sensitive valve whose opening degree changes according to the temperature of the cooling water of the internal combustion engine.

この構成により、第1の弁は、内燃機関の運転状況に応じた開度をとることが可能となる。したがって、例えば、冷却水温がEGRガスの露点温度よりも低い場合に閉状態となるよう第1の弁を構成した場合には、第1の弁は内燃機関の暖機中に閉状態となるので、EGR通路を形成するEGR管やEGRクーラが露点温度よりも低く、排気ガスが導入されると凝縮水が発生する状況下においては、EGR通路に排気ガスが導入されることを防止することができる。一方、内燃機関の暖機終了後には開状態となるので、EGRガスの吸気通路への導入遅れを防止できる。   With this configuration, the first valve can take an opening degree corresponding to the operating condition of the internal combustion engine. Therefore, for example, when the first valve is configured to be closed when the cooling water temperature is lower than the dew point temperature of the EGR gas, the first valve is closed during warm-up of the internal combustion engine. In the situation where the EGR pipe and the EGR cooler forming the EGR passage are lower than the dew point temperature and condensed water is generated when exhaust gas is introduced, it is possible to prevent the exhaust gas from being introduced into the EGR passage. it can. On the other hand, since the engine is opened after the warm-up of the internal combustion engine is completed, it is possible to prevent a delay in introducing the EGR gas into the intake passage.

また、本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、前記第1の弁は、前記冷却水の温度が前記EGRガスの露点温度以上であることを前記閉状態から開状態への移行条件とすることを特徴とする。   In the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the first valve has a condition for transition from the closed state to the open state that the temperature of the cooling water is equal to or higher than the dew point temperature of the EGR gas. It is characterized by that.

この構成により、第1の弁は、冷却水温が低い場合には閉状態をとるため、排気脈動により排気ガスがEGR通路に入り込み、EGR装置内に凝縮水を発生させることを抑制できる。また、冷却水温が高く凝縮水の発生する可能性が低下している場合には、第1の弁は開状態に移行するので、第2の弁による排気還流量制御に影響を与えることを防止できる。   With this configuration, since the first valve is closed when the cooling water temperature is low, it is possible to suppress the exhaust gas from entering the EGR passage by the exhaust pulsation and generating condensed water in the EGR device. In addition, when the cooling water temperature is high and the possibility that condensed water is generated is reduced, the first valve shifts to the open state, thereby preventing the exhaust gas recirculation control by the second valve from being affected. it can.

また、本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、前記第1の弁は、前記冷却水の温度が前記第2の弁により前記吸気通路に流入する前記EGRガスの量の調整を開始する温度に到達する前に全開状態に移行することを特徴とする。   Further, in the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the first valve is a temperature at which the temperature of the cooling water starts to adjust the amount of the EGR gas flowing into the intake passage by the second valve. It is characterized by shifting to the fully open state before reaching.

この構成により、排気還流量制御の実行が開始される前に第1の弁を全開状態に移行できるので、排気還流量制御が開始された際に所望の排気還流量を実現することが可能となる。   With this configuration, since the first valve can be shifted to the fully open state before the execution of the exhaust gas recirculation control is started, a desired exhaust gas recirculation amount can be realized when the exhaust gas recirculation control is started. Become.

また、本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、前記第1の弁は、前記EGR通路に設置される弁体と、前記内燃機関の冷却水を流入する冷却水路と、前記冷却水路に設置され前記冷却水の温度に応じて変形する感熱変形部材と、前記弁体と前記感熱変形部材とを接続する連結部材と、を備え、前記第1の弁は、前記弁体が前記感熱変形部材の変形に応じて駆動されることにより閉状態と開状態との間で移行することを特徴とする。   Further, in the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the first valve is installed in the valve body installed in the EGR passage, the cooling water passage for flowing in the cooling water of the internal combustion engine, and the cooling water passage. A heat-sensitive deformable member that deforms according to the temperature of the cooling water, and a connecting member that connects the valve body and the heat-sensitive deformable member, wherein the valve body includes the heat-sensitive deformable member. It shifts between a closed state and an open state by being driven according to the deformation | transformation of this, It is characterized by the above-mentioned.

この構成により、第1の弁が弁体、感熱変形部材および連結部材のいずれをも備えるので、排気還流装置を小型化することができる。   With this configuration, since the first valve includes any of the valve body, the heat-sensitive deformation member, and the connecting member, the exhaust gas recirculation device can be reduced in size.

また、本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、前記内燃機関の冷却水を流入する冷却水路が形成されたアクチュエータを備え、前記第1の弁は、前記EGR通路に設置される弁体を備え、前記アクチュエータは、前記冷却水路に設置され前記冷却水の温度に応じて変形する感熱変形部材と、前記弁体と前記感熱変形部材とを接続する連結部材と、を備え、前記第1の弁は、前記弁体が前記感熱変形部材の変形に応じて駆動することにより閉状態と開状態との間で移行することを特徴とする。   An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention includes an actuator having a cooling water passage through which cooling water flows into the internal combustion engine, and the first valve includes a valve body installed in the EGR passage. The actuator is provided with a heat-sensitive deformation member that is installed in the cooling water channel and deforms according to the temperature of the cooling water, and a connecting member that connects the valve body and the heat-sensitive deformation member. The valve moves between a closed state and an open state when the valve body is driven according to the deformation of the heat-sensitive deformation member.

この構成により、アクチュエータが第1の弁と隔離されているので、第1の弁が高温の排気ガスに曝される位置に配置される場合においても、アクチュエータおよびアクチュエータを通過する冷却水が過熱されることを防止できる。   With this configuration, since the actuator is isolated from the first valve, the actuator and the cooling water passing through the actuator are overheated even when the first valve is disposed at a position exposed to the high-temperature exhaust gas. Can be prevented.

本発明によれば、EGR装置内に凝縮水が発生することを防止するとともにEGRガスを所望の流量にできる内燃機関の排気還流装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the exhaust gas recirculation apparatus of the internal combustion engine which can make EGR gas the desired flow volume while preventing generation | occurrence | production of condensed water in an EGR apparatus can be provided.

本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の排気還流装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る排気還流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。1 is a schematic block diagram showing the configuration of an exhaust gas recirculation apparatus according to a first embodiment of the present invention and its surroundings. 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。It is a schematic block diagram which shows the structure of the cooling water circuit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る切替えバルブのバイメタル周辺の平面図である。It is a top view of the bimetal periphery of the switching valve which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る切替えバルブのバイメタル周辺の断面図である。It is sectional drawing of the bimetal periphery of the switching valve which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る切替えバルブの弁体周辺の平面図である。It is a top view of the valve body periphery of the switching valve which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る排気還流装置の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the exhaust gas recirculation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る内燃機関の排気還流装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the exhaust gas recirculation apparatus of the internal combustion engine which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の第1の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、本発明に係る排気還流装置を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。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the case where the exhaust gas recirculation apparatus according to the present invention is applied to a vehicle equipped with a four-cylinder gasoline engine will be described.

まず、構成について説明する。   First, the configuration will be described.

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。   As shown in FIG. 1, the engine 1 includes a cylinder head 10 and a cylinder block (not shown). The cylinder head 10 and the cylinder block form four cylinders 5. In these 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.

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)80によって点火時期を制御されるようになっている。   Each intake port is provided with an injector for injecting fuel, 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) 80 described later. It is like that.

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、ECU80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。   The injector is configured by an electromagnetically driven on / off valve. When a predetermined voltage is applied by the ECU 80, the injector is opened and fuel is injected into the intake port of each cylinder 5.

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には、上流側から順に図示しないエアクリーナやエアフロメータ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。   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 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.

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。ECU80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。   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 80 controls the throttle motor installed in the throttle valve 18 to adjust the opening degree of the throttle valve 18.

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ている触媒装置13が配置されている。   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. In the exhaust passage 12, a catalyst device 13 made of, for example, a three-way catalyst is disposed.

エンジン1は、さらに、排気還流装置(以下、EGR装置という)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ようになっている。これにより、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。   The engine 1 further includes an exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as 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 to the combustion chamber 7 of each cylinder 5 as EGR gas. Thereby, a pumping loss is reduced and fuel consumption is improved.

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。   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.

EGRバルブ32は、その内部に設けられたリニアソレノイド32aと、基端部分がリニアソレノイド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。そして、リニアソレノイド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。   The EGR valve 32 is provided with a linear solenoid 32a provided therein and a base end portion inserted through the linear solenoid 32a, and a valve body 32b for opening and closing the EGR passage 34 is provided at the tip portion thereof. And a shaft 32c. By controlling energization of the linear solenoid 32a, 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.

本実施の形態におけるEGRバルブ32は、リニアソレノイド32aが通電された状態で開状態となり、リニアソレノイド32aが通電されていない状態で閉状態となるノーマリークローズ型のバルブにより構成されている。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。   The EGR valve 32 in the present embodiment is a normally closed type valve that is opened when the linear solenoid 32a is energized and closed when the linear solenoid 32a is not energized. Here, the EGR valve 32 according to the present embodiment constitutes a second valve according to the present invention.

ECU80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。   The ECU 80 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.

EGRクーラ31は、筐体内における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管33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。   The EGR cooler 31 has a configuration in which a cooling water pipe is stretched around the outer periphery of the EGR gas passage in the housing. The EGR gas supplied from the EGR pipe 33 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.

本実施の形態に係るEGR装置30は、EGRクーラ31の上流側に切替えバルブ35を備えている。切替えバルブ35は、後述するように、エンジン1の冷却水温に応じて開閉するようになっている。ここで、本実施の形態に係る切替えバルブ35は、本発明に係る第1の弁を構成する。   The EGR device 30 according to the present embodiment includes a switching valve 35 on the upstream side of the EGR cooler 31. As will be described later, the switching valve 35 opens and closes according to the coolant temperature of the engine 1. Here, the switching valve 35 according to the present embodiment constitutes a first valve according to the present invention.

図1および図2に示すように、本実施の形態に係るエンジン1を搭載した車両は、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、スロットル開度センサ27、アクセル開度センサ29、バルブ開度センサ36、エンジン回転数センサ37、車速センサ38および切替えバルブ開度センサ39を備えている。これらのセンサは、検出結果を表す信号をECU80にそれぞれ出力するようになっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, a vehicle equipped with the engine 1 according to the present embodiment includes 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 temperature. A sensor 26, a throttle opening sensor 27, an accelerator opening sensor 29, a valve opening sensor 36, an engine speed sensor 37, a vehicle speed sensor 38, and a switching valve opening sensor 39 are provided. Each of these sensors outputs a signal representing a detection result to the ECU 80.

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ており、エンジン1の冷却水温THWに応じた検出信号をECU80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ECU80に出力する。   The coolant 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 coolant temperature THW of the engine 1 to the ECU 80. The air flow meter 22 is arranged upstream of the throttle valve 18 in the intake passage 11 and outputs a detection signal corresponding to the intake air amount to the ECU 80.

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ECU80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ECU80に出力する。   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 80. The pressure sensor 24 is disposed in the intake manifold 11a, and outputs a detection signal corresponding to the intake pressure to the ECU 80.

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ECU80に出力する。また、排気温センサ26は、触媒装置13の下流側の排気通路12に配置されており、排気温度に応じた検出信号をECU80に出力する。   The A / F sensor 25 is disposed in the exhaust passage 12 on the upstream side 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 80. 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 exhaust temperature to the ECU 80.

スロットル開度センサ27は、スロットルバルブ18の開度に応じた検出信号をECU80に出力する。アクセル開度センサ29は、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号をECU80に出力する。   The throttle opening sensor 27 outputs a detection signal corresponding to the opening of the throttle valve 18 to the ECU 80. The accelerator opening sensor 29 outputs a detection signal corresponding to the depression amount of the accelerator pedal to the ECU 80.

エンジン回転数センサ37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ECU80に出力する。車速センサ38は、車輪の回転数を検出し、車速を表す信号としてECU80に出力する。   The engine rotation speed sensor 37 detects the rotation speed of the crankshaft of the engine 1 and outputs it to the ECU 80 as the engine rotation speed. The vehicle speed sensor 38 detects the rotational speed of the wheel and outputs it to the ECU 80 as a signal representing the vehicle speed.

バルブ開度センサ36は、直流駆動される抵抗体と、抵抗体の表面を摺動するブラシとを有している。ブラシは、EGRバルブ32のシャフト32cと一体に作動し得るように構成されている。そして、シャフト32cのリフト位置、すなわちEGRバルブ32の開度に応じた電圧信号がブラシに現れる。したがって、ECU80は、バルブ開度センサ36のブラシに現れる信号を取得することにより、EGRバルブ32の開度を検出することができる。切替えバルブ開度センサ39は、切替えバルブ35の開度に応じた信号をECU80に出力する。   The valve opening sensor 36 has a resistor that is DC-driven and a brush that slides on the surface of the resistor. The brush is configured to operate integrally with the shaft 32c of the EGR valve 32. A voltage signal corresponding to the lift position of the shaft 32c, that is, the opening degree of the EGR valve 32 appears on the brush. Therefore, the ECU 80 can detect the opening degree of the EGR valve 32 by acquiring a signal appearing on the brush of the valve opening degree sensor 36. The switching valve opening sensor 39 outputs a signal corresponding to the opening of the switching valve 35 to the ECU 80.

ECU80は、図2に示すように、CPU(Central Processing Unit)81、ROM(Read Only Memory)82、RAM(Random Access Memory)83およびバックアップメモリ84などを備えている。   As shown in FIG. 2, the ECU 80 includes a CPU (Central Processing Unit) 81, a ROM (Read Only Memory) 82, a RAM (Random Access Memory) 83, a backup memory 84, and the like.

ROM82は、排気還流量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。CPU81は、ROM82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、RAM83は、CPU81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。バックアップメモリ84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。   The ROM 82 includes various control programs including a program for performing the exhaust gas recirculation amount control and a control program for controlling the fuel injection amount for the cylinder 5, and a map referred to when executing these various control programs. It is remembered. The CPU 81 executes various arithmetic processes based on various control programs and maps stored in the ROM 82. In addition, the RAM 83 temporarily stores calculation results by the CPU 81, data input from the above-described sensors, and the like. The backup memory 84 is configured by a non-volatile memory, and stores, for example, data to be saved when the engine 1 is stopped.

CPU81、ROM82、RAM83およびバックアップメモリ84は、バス87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85および出力インターフェース86と接続されている。   The CPU 81, ROM 82, RAM 83, and backup memory 84 are connected to each other via a bus 87 and are connected to an input interface 85 and an output interface 86.

入力インターフェース85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、スロットル開度センサ27、アクセル開度センサ29、バルブ開度センサ36、エンジン回転数センサ37、車速センサ38および切替えバルブ開度センサ39が接続されている。なお、車両がECU80以外の他のECUを搭載し、これらのセンサのうち少なくとも一部から出力された信号が、当該他のECUを介してECU80に入力されるようにしてもよい。   The input interface 85 includes 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 temperature sensor 26, a throttle opening sensor 27, an accelerator opening sensor 29, a valve opening. A sensor 36, an engine speed sensor 37, a vehicle speed sensor 38, and a switching valve opening sensor 39 are connected. The vehicle may be mounted with an ECU other than the ECU 80, and signals output from at least some of these sensors may be input to the ECU 80 via the other ECU.

出力インターフェース86は、点火プラグ15、スロットルバルブ18、EGRバルブ32や、インジェクタなどに接続されている。   The output interface 86 is connected to the spark plug 15, the throttle valve 18, the EGR valve 32, the injector, and the like.

そして、ECU80は、上記した各種センサの出力に基づいて、排気還流量制御、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。   The ECU 80 performs various controls of the engine 1 including exhaust gas recirculation amount control, fuel injection amount control, and the like based on the outputs of the various sensors described above.

図3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45、切替えバルブ35、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サーモスタットにより第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46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。   FIG. 3 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 45, the switching valve 35, the EGR cooler 31, the EGR valve 32, and the throttle valve 18, and returns to the water pump 44. 47 and a thermostat (not shown) installed downstream of the cylinder head 10 constituting the engine 1, a part of the cooling water branched from the first path 47 and flowing out from the engine 1 is supplied to the radiator 46, and the water pump 44 And a second path 48 to return to.

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と、ヒータコア45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。   When the cooling water flowing back through the first path 47 is heated by heat exchange with the cylinder block and the cylinder head 10 constituting the engine 1, it is cooled by heat exchange with the heater core 45 and then supplied to the EGR cooler 31. .

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46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、第2経路48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、第2経路48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。   On the other hand, when the cooling water returning through the second path 48 is branched from the first path 47 by a thermostat installed downstream of the cylinder head 10, it is supplied to the radiator 46 and cooled by heat exchange with the outside air. Further, the thermostat blocks the second path 48 when the cooling water temperature THW of the engine 1 is lower than the cooling water temperature during normal driving due to warm-up or traveling in a cold region. It is like that. Further, the thermostat gradually opens the second path 48 as the cooling water temperature THW increases, so that the ratio of the cooling water amount returning to the second path 48 to the cooling water amount returning to the first path 47 increases. It has become.

以下、本発明の実施の形態に係るEGR装置30のより特徴的な構成について説明する。   Hereinafter, a more characteristic configuration of the EGR device 30 according to the embodiment of the present invention will be described.

切替えバルブ35は、冷却水回路40の第1経路47の一部を構成する冷却水配管41が内部に配設されている。この冷却水配管41にはバイメタル52が設置されており、エンジン1の冷却水温THWに応じて変形するようになっている。ここで、本実施の形態に係る冷却水配管41およびバイメタル52は、本発明に係る冷却水路および感熱変形部材をそれぞれ構成する。   In the switching valve 35, a cooling water pipe 41 constituting a part of the first path 47 of the cooling water circuit 40 is disposed inside. A bimetal 52 is installed in the cooling water pipe 41 and is deformed according to the cooling water temperature THW of the engine 1. Here, the cooling water pipe 41 and the bimetal 52 according to the present embodiment constitute the cooling water channel and the heat-sensitive deformation member according to the present invention, respectively.

また、切替えバルブ35は、EGR通路34に設置される弁体51と、バイメタル52と弁体51とを連結する連結部材53とを有している。弁体51は、バイメタル52の変形に応じて、排気ガスがEGR通路34に流入するのを遮断する遮断位置と排気ガスがEGR通路34へ流入することを可能とする開放位置との間で回動するようになっている。   The switching valve 35 includes a valve body 51 installed in the EGR passage 34, and a connecting member 53 that connects the bimetal 52 and the valve body 51. The valve body 51 rotates between a blocking position where the exhaust gas flows into the EGR passage 34 and an open position where the exhaust gas can flow into the EGR passage 34 according to the deformation of the bimetal 52. It comes to move.

つまり、弁体51が遮断位置に移動した場合に、切替えバルブ35は閉状態となり、弁体51が開放位置に移動した場合に切替えバルブ35は開状態となる。   That is, the switching valve 35 is closed when the valve body 51 is moved to the shut-off position, and the switching valve 35 is opened when the valve body 51 is moved to the open position.

本実施の形態においては、切替えバルブ35は、冷却水温THWが所定値X1以下の場合には閉状態となる一方、冷却水温THWが所定値X1を超えた場合には冷却水温THWに応じた開度をとるようになっている。   In the present embodiment, the switching valve 35 is closed when the cooling water temperature THW is equal to or lower than the predetermined value X1, while the switching valve 35 is opened according to the cooling water temperature THW when the cooling water temperature THW exceeds the predetermined value X1. It has come to take a degree.

所定値X1としては、想定される外気温および湿度の範囲において露点温度が最も高くなった場合においても、露点温度以下であるならば切替えバルブ35が閉状態をとるように設定される。本実施の形態においては、所定値X1は60℃に設定されている。これにより、切替えバルブ35は、EGR管33やEGRクーラ31などが露点温度以下となるエンジン1の暖機中において閉状態をとるようになっている。   The predetermined value X1 is set so that the switching valve 35 is closed if the dew point temperature is equal to or lower than the dew point temperature even when the dew point temperature is highest in the assumed outside air temperature and humidity ranges. In the present embodiment, the predetermined value X1 is set to 60 ° C. As a result, the switching valve 35 is closed during the warm-up of the engine 1 in which the EGR pipe 33, the EGR cooler 31, and the like are at or below the dew point temperature.

つまり、切替えバルブ35は、エンジン1の暖機中に排気ガスが排気脈動によりEGR装置30に流入し、EGR管33やEGRクーラ31により露点温度以下に冷やされ凝縮水が発生することを防止するようになっている。   That is, the switching valve 35 prevents the exhaust gas from flowing into the EGR device 30 due to exhaust pulsation during the warm-up of the engine 1 and being cooled below the dew point temperature by the EGR pipe 33 or the EGR cooler 31 to generate condensed water. It is like that.

また、切替えバルブ35は、冷却水温THWがさらに上昇し、所定値X1よりも高く、かつ、所定値X2より低い所定の温度に達すると全開状態となるよう構成されている。この所定値X2は、ECU80がEGRバルブ32を閉状態から開状態に移行し排気還流量制御を開始する温度を表しており、本実施の形態においては、所定値X2は70℃に設定されている。   The switching valve 35 is configured to be fully opened when the coolant temperature THW further rises and reaches a predetermined temperature higher than the predetermined value X1 and lower than the predetermined value X2. The predetermined value X2 represents a temperature at which the ECU 80 shifts the EGR valve 32 from the closed state to the open state and starts the exhaust gas recirculation amount control. In the present embodiment, the predetermined value X2 is set to 70 ° C. Yes.

なお、排気還流量は、EGR装置30における下流側、すなわち吸気通路11になるべく近い位置で調整すると流量制御の精度が向上する。そのため、排気還流量の調整はEGRバルブ32により行う一方、切替えバルブ35は、全閉状態と全開状態の2つの状態をとればよい。したがって、切替えバルブ35は、冷却水温THWの上昇により閉状態から開状態への移行を開始すると、なるべく低い温度で全開状態に移行するようバイメタル52などが構成されていると好適である。   If the exhaust gas recirculation amount is adjusted at the downstream side of the EGR device 30, that is, at a position as close as possible to the intake passage 11, the accuracy of the flow rate control is improved. Therefore, the exhaust gas recirculation amount is adjusted by the EGR valve 32, while the switching valve 35 may be in two states, a fully closed state and a fully open state. Accordingly, it is preferable that the switching valve 35 is configured with a bimetal 52 or the like so that when the transition from the closed state to the open state is started due to an increase in the coolant temperature THW, the transition valve 35 is shifted to the fully open state at a temperature as low as possible.

次に、図4〜図6を参照して、切替えバルブ35の機構について説明する。   Next, the mechanism of the switching valve 35 will be described with reference to FIGS.

図4に示すように、バイメタル52は渦巻き状に形成されており、渦巻きの外側に配設される金属の材質は、渦巻きの内側に配設される金属の熱膨張率よりも低いものが採用されている。したがって、バイメタル52を通過する冷却水温THWが高くなるほど、バイメタル52の渦巻きは広がるように変形する。   As shown in FIG. 4, the bimetal 52 is formed in a spiral shape, and the material of the metal disposed outside the spiral is lower than the thermal expansion coefficient of the metal disposed inside the spiral. Has been. Therefore, as the cooling water temperature THW passing through the bimetal 52 increases, the spiral of the bimetal 52 is deformed so as to spread.

バイメタル52の基端部52bは、冷却水配管41の内壁42に固定されている。また、バイメタル52は、渦巻きの中心軸に直交する側面が、冷却水の流れ方向に沿うように配設されている。そして、バイメタル52は、基端部52bを固定端として渦巻きの中心軸方向に伸縮する。具体的には、図4に示すように、このバイメタル52は、冷却水配管41を流通する冷却水の冷却水温THWが高くなるときほど、矢印Xの方向への変形量が大きくなり、渦巻きの中心を巻き込む量(巻き込み量)が少なくなる。   A base end portion 52 b of the bimetal 52 is fixed to the inner wall 42 of the cooling water pipe 41. Further, the bimetal 52 is disposed such that a side surface orthogonal to the central axis of the spiral is along the flow direction of the cooling water. The bimetal 52 expands and contracts in the direction of the central axis of the spiral with the base end portion 52b as a fixed end. Specifically, as shown in FIG. 4, the bimetal 52 has a greater amount of deformation in the direction of the arrow X as the cooling water temperature THW of the cooling water flowing through the cooling water pipe 41 becomes higher. The amount of entrainment at the center (involvement amount) is reduced.

一方、バイメタル52の先端部52aには、バイメタル52の伸縮、すなわち渦巻きの中心の巻き込み量の変化に伴い回動する出力用回動軸54が、渦巻きの中心軸方向に沿って接続されている。図5に示すように、この出力用回動軸54は、冷却水配管41の壁部に形成された貫通孔51Aを貫通している。そして、出力用回動軸54において冷却水配管41から突出した先端部には、この出力用回動軸54の回動に同期して回動するバイメタル側連結部材53aの一端が接続されている。バイメタル側連結部材53aは、後述する連結部材53の一部を構成する。また、冷却水配管41の壁部に形成された貫通孔51Aには、冷却水の漏出を抑制する図示しないシールが設けられている。   On the other hand, an output rotation shaft 54 that rotates in accordance with the expansion / contraction of the bimetal 52, that is, the change in the amount of winding at the center of the spiral, is connected to the distal end portion 52a of the bimetal 52 along the central axis direction of the spiral. . As shown in FIG. 5, the output rotation shaft 54 passes through a through hole 51 </ b> A formed in the wall portion of the cooling water pipe 41. Then, one end of a bimetal side connecting member 53 a that rotates in synchronization with the rotation of the output rotation shaft 54 is connected to the tip of the output rotation shaft 54 that protrudes from the cooling water pipe 41. . The bimetal side connecting member 53a constitutes a part of the connecting member 53 described later. A through-hole 51A formed in the wall portion of the cooling water pipe 41 is provided with a seal (not shown) that suppresses leakage of the cooling water.

冷却水配管41の外周には、バイメタル側連結部材53aの移動を制限するよう、出力用回動軸54に略平行となる方向に突出した図示しない2つの制限部材が形成されている。バイメタル側連結部材53aは、冷却水温THWが所定値X1以下の場合には、図4に2点鎖線で示す位置で一方の制限部材に当接することにより移動が制限され、冷却水温THWが上昇するにつれて、矢印Aの方向に移動する。そして、冷却水温THWがさらに上昇すると、もう一方の制限部材に当接することにより図4に実線で示す位置に制限される。   On the outer periphery of the cooling water pipe 41, two limiting members (not shown) protruding in a direction substantially parallel to the output rotation shaft 54 are formed so as to limit the movement of the bimetal side connecting member 53a. When the cooling water temperature THW is equal to or lower than the predetermined value X1, the bimetal side connecting member 53a is restricted from moving by contacting one of the limiting members at a position indicated by a two-dot chain line in FIG. 4, and the cooling water temperature THW increases. As a result, it moves in the direction of arrow A. When the coolant temperature THW further rises, the coolant temperature THW is restricted to the position indicated by the solid line in FIG. 4 by coming into contact with the other restricting member.

連結部材53は、バイメタル側連結部材53aと、弁体51(図6参照)に連結される弁体側連結部材53bと、バイメタル側連結部材53aと弁体側連結部材53bとを繋ぐ繋部53cにより構成されている。したがって、バイメタル52の伸縮に伴って出力用回動軸54が回動すると、その回動量に応じてバイメタル側連結部材53aも回動する。そして、バイメタル側連結部材53aの回動が繋部53cを介して弁体側連結部材53bに伝達されることにより、弁体側連結部材53bも回動され、その弁体側連結部材53bの回動が弁体51に伝達される。   The connecting member 53 includes a bimetal side connecting member 53a, a valve body side connecting member 53b connected to the valve body 51 (see FIG. 6), and a connecting portion 53c that connects the bimetal side connecting member 53a and the valve body side connecting member 53b. Has been. Therefore, when the output rotation shaft 54 rotates as the bimetal 52 expands and contracts, the bimetal side connecting member 53a also rotates according to the amount of rotation. Then, the rotation of the bimetal side connecting member 53a is transmitted to the valve body side connecting member 53b via the connecting portion 53c, whereby the valve body side connecting member 53b is also rotated, and the rotation of the valve body side connecting member 53b is the valve. It is transmitted to the body 51.

図6に示すように、弁体51は、切替えバルブ35内に形成されているEGR通路34に配設されており、その外径はEGR通路34の内径と略同一で、かつ、熱膨張してもEGR管33の内壁により回動が制限されないように定められている。また、弁体51は、略円盤状に形成されており、この弁体51の周縁部には、弁体51の中心に関して互いに対称な位置において、入力用回動軸55と固定軸とがそれぞれ延設されている。この固定軸は、EGR通路34の壁部に対して回動可能に支持されている。   As shown in FIG. 6, the valve body 51 is disposed in the EGR passage 34 formed in the switching valve 35, and the outer diameter thereof is substantially the same as the inner diameter of the EGR passage 34 and is thermally expanded. However, the inner wall of the EGR pipe 33 is determined so that the rotation is not limited. Further, the valve body 51 is formed in a substantially disc shape, and an input rotation shaft 55 and a fixed shaft are respectively provided on the peripheral portion of the valve body 51 at positions symmetrical to each other with respect to the center of the valve body 51. It is extended. The fixed shaft is supported so as to be rotatable with respect to the wall portion of the EGR passage 34.

入力用回動軸55は、EGR管33の壁部に形成された貫通孔を貫通しており、EGR管33から突出した先端部には、弁体側連結部材53bの端部が接続されている。そして、入力用回動軸55は、この弁体側連結部材53bの回動に同期して回動する。これにより、弁体51は、入力用回動軸55と固定軸とに沿った軸を中心に回動し、この弁体51の回動によってEGR通路34の流通面積が調整される。なお、EGR管33に形成された貫通孔には、図示しないシールが設けられている。   The input rotation shaft 55 passes through a through hole formed in the wall portion of the EGR pipe 33, and the end of the valve body side connecting member 53 b is connected to the tip protruding from the EGR pipe 33. . The input rotation shaft 55 rotates in synchronization with the rotation of the valve body side connecting member 53b. As a result, the valve body 51 rotates about an axis along the input rotation shaft 55 and the fixed shaft, and the circulation area of the EGR passage 34 is adjusted by the rotation of the valve body 51. A seal (not shown) is provided in the through hole formed in the EGR pipe 33.

また、図4においてバイメタル側連結部材53aが二点鎖線の位置にある場合、すなわち冷却水温THWが所定値X1以下の場合には、弁体51は図6に二点鎖線で示す位置にあり、切替えバルブ35は全閉状態となる。そして、冷却水温THWが上昇し、バイメタル側連結部材53aが図4に示す矢印Aの方向に移動すると、弁体51が図6に示す矢印Bの方向に移動する。そして、冷却水温THWが所定値X2に達する前に、弁体51は図6の実線に示す位置に移動し、切替えバルブ35は全開状態となる。   In addition, when the bimetal side connecting member 53a is in the position of the two-dot chain line in FIG. 4, that is, when the coolant temperature THW is equal to or lower than the predetermined value X1, the valve body 51 is in the position indicated by the two-dot chain line in FIG. The switching valve 35 is fully closed. When the coolant temperature THW rises and the bimetal side connecting member 53a moves in the direction of the arrow A shown in FIG. 4, the valve body 51 moves in the direction of the arrow B shown in FIG. Then, before the coolant temperature THW reaches the predetermined value X2, the valve body 51 moves to the position shown by the solid line in FIG. 6, and the switching valve 35 is fully opened.

一方、エンジン1が停止し冷却水温THWが所定値X1以下に低下すると、切替えバルブ35は、全閉状態になっている。しかしながら、この状態において、ECU80は排気還流量制御をすでに終了している。つまり、排気還流量制御を終了するためにECU80がEGRバルブ32を閉状態に移行する時点では、切替えバルブ35は開状態を継続している。そして、EGRバルブ32が全閉状態に移行するまでは、排気ガスがEGR装置30に流入し続け、EGRバルブ32による排気還流量の調節が継続するようになっている。   On the other hand, when the engine 1 is stopped and the coolant temperature THW is lowered to the predetermined value X1 or less, the switching valve 35 is fully closed. However, in this state, the ECU 80 has already finished the exhaust gas recirculation amount control. That is, when the ECU 80 shifts the EGR valve 32 to the closed state in order to end the exhaust gas recirculation amount control, the switching valve 35 is kept open. Until the EGR valve 32 shifts to the fully closed state, the exhaust gas continues to flow into the EGR device 30 and the adjustment of the exhaust gas recirculation amount by the EGR valve 32 is continued.

また、冷却水温がX1以下の場合には、切替えバルブ35は閉状態に移行しているので、再びエンジン1が始動した際に、排気ガスが排気脈動に起因してEGR装置30に流入することを防止するようになっている。   In addition, when the cooling water temperature is equal to or lower than X1, since the switching valve 35 has shifted to the closed state, when the engine 1 is started again, the exhaust gas flows into the EGR device 30 due to exhaust pulsation. Is to prevent.

次に、本実施の形態に係るEGR装置30の動作について図7を参照して説明する。なお、ECU80は、冷却水温センサ21から冷却水温THWを表す信号を常時取得している。   Next, the operation of the EGR device 30 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The ECU 80 always obtains a signal representing the cooling water temperature THW from the cooling water temperature sensor 21.

まず、エンジン1が始動され暖機運転が開始されると、冷却水温THWが上昇を開始する。このとき、冷却水温THWが所定値X1以下であるならば、連結部材53は図4に二点鎖線で示す位置にあり、これにより弁体51も図6に二点鎖線で示す位置にあるため、切替えバルブ35は閉状態となる。したがって、冷却水温THWが露点温度以下であり、排気ガスがEGR管33やEGRクーラ31により冷却されると凝縮水が発生する可能性がある状況下では、切替えバルブ35が閉状態となり、排気脈動に起因して排気ガスがEGR通路34に流入することが防止されるので、EGR管33やEGRクーラ31に凝縮水が発生することを抑制できる。   First, when the engine 1 is started and the warm-up operation is started, the coolant temperature THW starts to rise. At this time, if the coolant temperature THW is equal to or lower than the predetermined value X1, the connecting member 53 is in the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 4, and thus the valve body 51 is also in the position indicated by the two-dot chain line in FIG. The switching valve 35 is closed. Therefore, in a situation where the cooling water temperature THW is equal to or lower than the dew point temperature and there is a possibility that condensed water may be generated when the exhaust gas is cooled by the EGR pipe 33 or the EGR cooler 31, the switching valve 35 is closed and the exhaust pulsation occurs. Since the exhaust gas is prevented from flowing into the EGR passage 34 due to the above, it is possible to suppress the generation of condensed water in the EGR pipe 33 and the EGR cooler 31.

そして、冷却水温THWが所定値X1を超えると(ステップS11でYES)、切替えバルブ35が閉状態から開状態に移行を開始する。そして、上述したように、冷却水温THWが所定値X2に達する前に、切替えバルブ35は全開状態となる(ステップS12)。   When the coolant temperature THW exceeds the predetermined value X1 (YES in step S11), the switching valve 35 starts to shift from the closed state to the open state. As described above, the switching valve 35 is fully opened before the coolant temperature THW reaches the predetermined value X2 (step S12).

一方、冷却水温THWが所定値X1以下のままであるならば(ステップS11でNO)、切替えバルブ35は閉状態を維持し(ステップS13)、EGR装置30への排気ガスの流入を抑制し続ける。また、この場合には、冷却水温THWが当然所定値X2以下であるため、EGRバルブ32も閉状態に維持される(ステップS16)。   On the other hand, if the cooling water temperature THW remains below the predetermined value X1 (NO in step S11), the switching valve 35 remains closed (step S13) and continues to suppress the inflow of exhaust gas to the EGR device 30. . In this case, since the coolant temperature THW is naturally equal to or lower than the predetermined value X2, the EGR valve 32 is also kept closed (step S16).

次に、冷却水温THWが上昇を続け、冷却水温センサ21から入力される信号が、冷却水温THWが所定値X2を超えたことを表しているとECU80により判断された場合には(ステップS14でYES)、ECU80による排気還流量制御が開始される(ステップS15)。このとき、切替えバルブ35はすでに全開状態となっているため、ECU80がEGRバルブ32の開度を制御することにより適切な排気還流量を実現できる。   Next, when the ECU 80 determines that the coolant temperature THW continues to rise and the signal input from the coolant temperature sensor 21 indicates that the coolant temperature THW exceeds the predetermined value X2 (in step S14). YES), the exhaust gas recirculation amount control by the ECU 80 is started (step S15). At this time, since the switching valve 35 is already fully opened, the ECU 80 can realize an appropriate exhaust gas recirculation amount by controlling the opening degree of the EGR valve 32.

一方、ECU80により冷却水温THWが所定値X2以下であると判断された場合には(ステップS14でNO)、ECU80による排気還流量制御が実行されずEGRバルブ32が閉状態に維持される(ステップS16)。   On the other hand, when the ECU 80 determines that the coolant temperature THW is equal to or lower than the predetermined value X2 (NO in step S14), the exhaust gas recirculation amount control by the ECU 80 is not executed and the EGR valve 32 is maintained in the closed state (step). S16).

以上のように、本発明の第1の実施の形態に係るEGR装置30は、EGRバルブ32が閉状態から開状態に移行する際には、切替えバルブ35が閉状態から開状態に移行を開始しているので、EGRガスの吸気通路11への導入遅れを防止することができる。したがって、EGRバルブ32による排気還流量制御の開始時には、確実にEGRガスをエンジン1に供給できるので、燃費を向上することが可能となる。   As described above, in the EGR device 30 according to the first embodiment of the present invention, when the EGR valve 32 shifts from the closed state to the open state, the switching valve 35 starts shifting from the closed state to the open state. Therefore, it is possible to prevent a delay in introducing EGR gas into the intake passage 11. Therefore, at the start of exhaust gas recirculation control by the EGR valve 32, the EGR gas can be reliably supplied to the engine 1, so that the fuel consumption can be improved.

また、切替えバルブ35がEGRバルブ32よりも早く閉状態に移行することを防止できるので、所望のEGRガス流量を確保することが可能となり、燃費を向上することができる。   Further, since the switching valve 35 can be prevented from shifting to the closed state earlier than the EGR valve 32, a desired EGR gas flow rate can be secured, and fuel consumption can be improved.

また、切替えバルブ35は、エンジン1の運転状況に応じた開度をとることが可能となる。具体的には、切替えバルブ35は、冷却水温THWがEGRガスの露点温度よりも低い場合に閉状態となるよう構成されており、エンジン1の暖機中には閉状態となる。したがって、EGR通路34を形成するEGR管33やEGRクーラ31が露点温度よりも低く、排気ガスが導入されると凝縮水が発生する状況下においては、EGR通路34に排気ガスが導入されることを防止することができる。一方、冷却水温THWが高く凝縮水の発生する可能性が低下しているエンジン1の暖機終了後には、切替えバルブ35は開状態に移行するので、吸気通路11へのEGRガスの導入遅れを防止できる。   Further, the switching valve 35 can take an opening degree corresponding to the operating state of the engine 1. Specifically, the switching valve 35 is configured to be closed when the coolant temperature THW is lower than the dew point temperature of the EGR gas, and is closed when the engine 1 is warmed up. Therefore, the exhaust gas is introduced into the EGR passage 34 in a situation where the EGR pipe 33 and the EGR cooler 31 forming the EGR passage 34 are lower than the dew point temperature and condensed water is generated when the exhaust gas is introduced. Can be prevented. On the other hand, after the warm-up of the engine 1 in which the cooling water temperature THW is high and the possibility of generating condensed water is reduced, the switching valve 35 shifts to an open state, so that the introduction of EGR gas into the intake passage 11 is delayed. Can be prevented.

また、排気還流量制御の実行が開始される前に切替えバルブ35を全開状態に移行できるので、排気還流量制御が開始された際に所望の排気還流量を実現することが可能となる。   Further, since the switching valve 35 can be shifted to the fully opened state before the execution of the exhaust gas recirculation amount control is started, a desired exhaust gas recirculation amount can be realized when the exhaust gas recirculation amount control is started.

また、切替えバルブ35が弁体32b、バイメタル52および連結部材53のいずれをも備えるので、EGR装置30を小型化することができる。   Further, since the switching valve 35 includes any of the valve body 32b, the bimetal 52, and the connecting member 53, the EGR device 30 can be reduced in size.

なお、以上の説明においては、切替えバルブ35が、バイメタル52の変形に応じて開状態と閉状態との間で移行する場合について説明した。しかしながら、切替えバルブ35は、冷却水温THWにより開度が変わる感温弁により構成されていればよく、例えば、バイメタル52に代えてサーモスタット等に用いられるワックスの変形を利用して開度が変わるようにしてもよい。この場合、暖機中はスプリングにより保持される軸状部材が、冷却水温の上昇に応じて膨張したワックスにより移動されることにより、EGR通路34に配設された弁体51を回動するようにすると好適である。   In the above description, the case where the switching valve 35 shifts between the open state and the closed state according to the deformation of the bimetal 52 has been described. However, the switching valve 35 only needs to be a temperature-sensitive valve whose opening degree changes depending on the cooling water temperature THW. For example, the opening degree changes using a deformation of wax used for a thermostat or the like instead of the bimetal 52. It may be. In this case, during warming up, the shaft-like member held by the spring is moved by the wax expanded in accordance with the rise in the cooling water temperature, so that the valve body 51 disposed in the EGR passage 34 is rotated. Is preferable.

また、以上の説明においては、エンジン1の冷却水が切替えバルブ35を介してEGRクーラ31に供給される場合について説明した。しかしながら、冷却水回路40は図4に示したものに限定されず、例えば、冷却水がEGRクーラ31を介して切替えバルブ35に供給されるようにしてもよい。   Moreover, in the above description, the case where the cooling water of the engine 1 was supplied to the EGR cooler 31 via the switching valve 35 was demonstrated. However, the cooling water circuit 40 is not limited to that shown in FIG. 4. For example, the cooling water may be supplied to the switching valve 35 via the EGR cooler 31.

また、以上の説明においては、切替えバルブ35は、所定値X1が排気ガスの露点温度近傍の60℃に達した場合に開状態への移行を開始し、EGR制御が開始される70℃より低い温度で全開状態に移行する場合について説明したが、これに限定されず、切替えバルブ35は、排気ガスの露点温度と排気還流量制御が開始される温度との間で全閉状態から全開状態に移行するように構成されていればよい。   In the above description, the switching valve 35 starts to shift to the open state when the predetermined value X1 reaches 60 ° C. near the dew point temperature of the exhaust gas, and is lower than 70 ° C. at which EGR control is started. Although the case where the temperature is shifted to the fully open state has been described, the present invention is not limited to this. What is necessary is just to be comprised so that it may transfer.

また、以上の説明においては、切替えバルブ35が、弁体51、バイメタル52および連結部材53のいずれをも有する場合について説明した。しかしながら、以下に本発明の第2の実施の形態として説明するように、バイメタル52および連結部材53が切替えバルブ35とは別体の部品として設置されていてもよい。   Moreover, in the above description, the case where the switching valve 35 has any of the valve body 51, the bimetal 52, and the connection member 53 was demonstrated. However, as will be described below as the second embodiment of the present invention, the bimetal 52 and the connecting member 53 may be installed as separate components from the switching valve 35.

以下、本発明の第2の実施の形態に係る排気還流装置について、図8を参照して説明する。   Hereinafter, an exhaust gas recirculation apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

なお、第2の実施の形態に係る排気還流装置において、上述の第1の実施の形態に係る排気還流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。   In the exhaust gas recirculation apparatus according to the second embodiment, the same components as those in the exhaust gas recirculation apparatus according to the first embodiment described above will be described using the same reference numerals as those in the first embodiment. In particular, only the differences will be described in detail.

本実施の形態に係るEGR装置30は、EGR管33に設置され少なくとも全開状態と全閉状態の2つの状態をとる切替えバルブ61を備えている。また、EGR装置30は、エンジン1の冷却水温THWに応じて駆動するアクチュエータ62を備えており、このアクチュエータ62は、切替えバルブ61とは別体として構成されている。   The EGR device 30 according to the present embodiment includes a switching valve 61 that is installed in the EGR pipe 33 and takes at least two states of a fully open state and a fully closed state. The EGR device 30 includes an actuator 62 that is driven according to the coolant temperature THW of the engine 1, and the actuator 62 is configured separately from the switching valve 61.

切替えバルブ61は、第1の実施の形態と同様に構成された弁体51を有している。アクチュエータ62には、冷却水回路40の第1経路47の一部を構成する冷却水配管41が内部に配設されている。また、アクチュエータ62は、冷却水配管41に設置されるバイメタル52およびバイメタル52の伸縮を弁体51に伝達するための連結部材53を有している。   The switching valve 61 has a valve body 51 configured in the same manner as in the first embodiment. A cooling water pipe 41 that constitutes a part of the first path 47 of the cooling water circuit 40 is disposed inside the actuator 62. The actuator 62 includes a bimetal 52 installed in the cooling water pipe 41 and a connecting member 53 for transmitting expansion and contraction of the bimetal 52 to the valve body 51.

連結部材53は、第1の実施の形態と同様、弁体側連結部材、バイメタル側連結部材および繋部により構成されている。そして、切替えバルブ61とアクチュエータ62とは、バイメタル側連結部材、バイメタル側連結部材および繋部を介して接続されている。これにより、本実施の形態に係る切替えバルブ61は、第1の実施の形態に係る切替えバルブ35と同様、冷却水温THWが所定値X1以下の場合には閉状態となるとともに、冷却水温THWが上昇し続けると、所定値X2に達する前に全開状態に移行する。   As in the first embodiment, the connecting member 53 includes a valve body side connecting member, a bimetal side connecting member, and a connecting portion. The switching valve 61 and the actuator 62 are connected via a bimetal side connecting member, a bimetal side connecting member, and a connecting portion. Thereby, the switching valve 61 according to the present embodiment is in a closed state when the cooling water temperature THW is equal to or lower than the predetermined value X1 and the cooling water temperature THW is the same as the switching valve 35 according to the first embodiment. If it continues to rise, it shifts to the fully open state before reaching the predetermined value X2.

このような構成により、バイメタル52が設置される冷却水配管41は、切替えバルブ61を構成する筐体内ではなく、アクチュエータ62を構成する筐体内に設置されるので、アクチュエータ62を排気マニホールド12aから遠ざけることにより、排気ガスの熱による冷却水の温度上昇を防止できる。   With such a configuration, the cooling water pipe 41 in which the bimetal 52 is installed is installed not in the casing that constitutes the switching valve 61 but in the casing that constitutes the actuator 62. Therefore, the actuator 62 is moved away from the exhaust manifold 12a. As a result, the temperature rise of the cooling water due to the heat of the exhaust gas can be prevented.

なお、以上の説明においては、アクチュエータ62がバイメタル52を有する場合について説明したが、これに限定されず、第1の実施の形態に係る切替えバルブ35と同様、ワックスなど他の感温部材を有するようにしてもよい。   In the above description, the case where the actuator 62 has the bimetal 52 has been described. However, the present invention is not limited to this, and similarly to the switching valve 35 according to the first embodiment, other temperature sensitive members such as wax are provided. You may do it.

以上のように、本発明の第2の実施の形態に係るEGR装置30は、アクチュエータ62が切替えバルブ61と隔離されているので、切替えバルブ61が高温の排気ガスに曝される位置に配置される場合においても、アクチュエータ62およびアクチュエータ62を通過する冷却水が過熱されることを防止できる。   As described above, since the actuator 62 is isolated from the switching valve 61, the EGR device 30 according to the second embodiment of the present invention is disposed at a position where the switching valve 61 is exposed to high-temperature exhaust gas. Even in this case, it is possible to prevent the actuator 62 and the cooling water passing through the actuator 62 from being overheated.

なお、以上の説明においては、切替えバルブ35、61がバイメタルやワックスなど水温に応じて駆動する水温駆動アクチュエータにより構成されている場合について説明した。これにより、EGR装置30は、冷却水温THWに応じて切替えバルブ35、61の開度が調節されるので、暖機中に排気ガスがEGR装置30に流入することを防止できる。また、バルブを駆動するソレノイドなどのアクチュエータを設置する必要がないため、小型で低コストのEGR装置30を実現できる。しかしながら、切替えバルブ35、61は、ソレノイドバルブなどECU80により開度が制御されるバルブにより構成されていてもよい。   In the above description, the case where the switching valves 35 and 61 are configured by a water temperature driving actuator that is driven according to the water temperature, such as bimetal or wax, has been described. Thereby, since the opening degree of the switching valves 35 and 61 is adjusted according to the coolant temperature THW, the EGR device 30 can prevent the exhaust gas from flowing into the EGR device 30 during warm-up. In addition, since it is not necessary to install an actuator such as a solenoid for driving the valve, a small and low-cost EGR device 30 can be realized. However, the switching valves 35 and 61 may be configured by valves such as solenoid valves whose opening degree is controlled by the ECU 80.

この場合、ECU80は、冷却水温センサ21から入力される信号に応じて切替えバルブ35、61の開度を制御する。具体的には、ECU80は、冷却水温THWが上述した所定値X1以下の場合には、切替えバルブ35、61を全閉状態に維持し、冷却水温THWが所定値X1を超えた場合には、切替えバルブ35、61を全閉状態から全開状態に移行する。所定値X1としては、排気ガスの露点温度より高く、かつ、排気還流量制御が開始される冷却水温より低い値に設定されていればよい。   In this case, the ECU 80 controls the opening degree of the switching valves 35 and 61 according to the signal input from the coolant temperature sensor 21. Specifically, the ECU 80 maintains the switching valves 35 and 61 in the fully closed state when the cooling water temperature THW is equal to or lower than the predetermined value X1, and when the cooling water temperature THW exceeds the predetermined value X1, The switching valves 35 and 61 are shifted from the fully closed state to the fully opened state. The predetermined value X1 may be set to a value higher than the dew point temperature of the exhaust gas and lower than the cooling water temperature at which the exhaust gas recirculation amount control is started.

また、以上の説明においては、EGR装置30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。   In the above description, the case where the EGR device 30 is applied to the engine 1 that does not include the turbo unit has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the EGR device 30 may be applied to the engine 1 that includes the turbo unit. Good.

この場合、EGR装置30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。   In this case, the EGR device 30 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 device 30 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.

また、EGR装置30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。   Moreover, although the EGR apparatus 30 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 apparatus 30 mounts well-known internal combustion engines, such as a diesel engine. It may be applied to the vehicle.

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が適用されていてもよい。   In the above description, the case where the EGR device 30 is applied to a port injection engine in which fuel is injected into the intake port has been described. However, the present invention is not limited to this, and fuel is directly injected into each combustion chamber 7. The EGR device 30 may be applied to an in-cylinder injection engine. Further, the EGR device 30 may be applied to an engine in which both in-cylinder injection and port injection are performed.

また、EGR装置30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。この場合、エンジン1のみを動力源とする車両と比較して、エンジン1の始動と停止との繰り返しが頻繁に行われるので、エンジン1の冷却水温THWに応じて駆動するアクチュエータを備えることにより、冷却水温THWに応じて確実に切替えバルブ35、61の開閉を行うことができる。したがって、EGRバルブ32およびEGR管33の温度が低下した場合における凝縮水の発生を確実に防止できるとともに、制御の実行が開始される場合には、切替えバルブ35、61が確実に開状態に移行しているので、エンジン1に対するEGRガスの導入遅れを防止し、燃費を向上することが可能になる。   Further, the EGR device 30 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 power sources. In this case, compared to a vehicle using only the engine 1 as a power source, the engine 1 is frequently started and stopped repeatedly. Therefore, by providing an actuator that is driven according to the coolant temperature THW of the engine 1, The switching valves 35 and 61 can be reliably opened and closed according to the cooling water temperature THW. Therefore, it is possible to reliably prevent the generation of condensed water when the temperatures of the EGR valve 32 and the EGR pipe 33 are lowered, and when the execution of the control is started, the switching valves 35 and 61 are surely shifted to the open state. Therefore, it is possible to prevent the delay in introducing the EGR gas to the engine 1 and improve the fuel consumption.

以上のように、本発明に係る排気還流装置は、EGR装置内に凝縮水が発生することを防止するとともにEGRガスを所望の流量にできるという効果を奏するものであり、内燃機関の排気還流装置に有用である。   As described above, the exhaust gas recirculation apparatus according to the present invention has an effect of preventing generation of condensed water in the EGR apparatus and making the EGR gas at a desired flow rate. Useful for.

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
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
27 スロットル開度センサ
29 アクセル開度センサ
30 EGR装置(排気還流装置)
31 EGRクーラ
32 EGRバルブ(第2の弁)
33 EGR管
34 EGR通路
35 切替えバルブ(第1の弁)
36 バルブ開度センサ
37 エンジン回転数センサ
39 切替えバルブ開度センサ
40 冷却水回路
41 冷却水配管(冷却水路)
42 内壁
47 第1経路
51 弁体
52 バイメタル(感熱変形部材)
53 連結部材
53a バイメタル側連結部材
53b 弁体側連結部材
53c 繋部
54 出力用回動軸
55 入力用回動軸
61 切替えバルブ
62 アクチュエータ
80 ECU
1 Engine 5 Cylinder 7 Combustion Chamber 11 Intake Passage 11a Intake Manifold 12 Exhaust Passage 12a Exhaust Manifold 18 Throttle Valve 21 Cooling Water Temperature Sensor 22 Air Flow Meter 23 Intake Air Temperature Sensor 27 Throttle Opening Sensor 29 Accelerator Opening Sensor 30 EGR Device (Exhaust Recirculation Device) )
31 EGR cooler 32 EGR valve (second valve)
33 EGR pipe 34 EGR passage 35 Switching valve (first valve)
36 Valve opening sensor 37 Engine speed sensor 39 Switching valve opening sensor 40 Cooling water circuit 41 Cooling water piping (cooling water channel)
42 inner wall 47 first path 51 valve body 52 bimetal (heat-sensitive deformation member)
53 connecting member 53a bimetal side connecting member 53b valve body side connecting member 53c connecting portion 54 rotating shaft for output 55 rotating shaft for input 61 switching valve 62 actuator 80 ECU

Claims (7)

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還流させる内燃機関の排気還流装置であって、
前記排気通路と前記吸気通路とを連通するEGR通路に設けられ前記EGRガスを冷却するEGRクーラと、
前記EGRクーラよりも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EGRクーラよりも前記吸気通路側に設けられ、前記EGRガスを前記吸気通路に流入する量を調整する第2の弁と、を備え、
前記第2の弁が閉状態から開状態に移行する条件が成立する前に、前記第1の弁が閉状態から開状態に移行する条件が成立することを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that recirculates a part of exhaust gas discharged from an internal combustion engine to an exhaust passage as EGR gas to an intake passage,
An EGR cooler that is provided in an EGR passage that communicates the exhaust passage and the intake passage, and cools the EGR gas;
The EGR cooler is provided on the exhaust passage side and is driven between an open state and a closed state, and blocks the EGR gas from flowing into the EGR passage in the closed state. A valve,
A second valve that is provided closer to the intake passage than the EGR cooler and adjusts the amount of the EGR gas flowing into the intake passage;
Before conditions the second valve moves from the closed state to the open state is established, the exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine in which the first valve, characterized in that the condition is satisfied for transition from a closed state to an open state .
前記第2の弁が開状態から閉状態に移行する条件が成立したことを条件として、前記第1の弁が開状態から閉状態に移行する条件が成立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還流装置。 On the condition that the condition where the second valve is shifted from the open state to the closed state is satisfied, to claim 1 where the conditions in which the first valve is shifted from the open state to the closed state, characterized in that the established An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine as described. 前記第1の弁は、前記内燃機関の冷却水の温度に応じて開度が変化する感温弁により構成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還流装置。   3. The exhaust gas recirculation of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the first valve is configured by a temperature sensitive valve whose opening degree changes according to a temperature of cooling water of the internal combustion engine. apparatus. 前記第1の弁は、前記冷却水の温度が前記EGRガスの露点温度以上であることを前記閉状態から開状態への移行条件とすることを特徴とする請求項3に記載の排気還流装置。   4. The exhaust gas recirculation device according to claim 3, wherein the first valve has a condition that the temperature of the cooling water is equal to or higher than a dew point temperature of the EGR gas as a transition condition from the closed state to the open state. . 前記第1の弁は、前記冷却水の温度が前記第2の弁により前記吸気通路に流入する前記EGRガスの量の調整を開始する温度に到達する前に全開状態に移行することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の内燃機関の排気還流装置。   The first valve shifts to a fully open state before the temperature of the cooling water reaches a temperature at which adjustment of the amount of the EGR gas flowing into the intake passage by the second valve starts. The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 3 or 4, wherein: 前記第1の弁は、前記EGR通路に設置される弁体と、
前記内燃機関の冷却水を流入する冷却水路と、
前記冷却水路に設置され前記冷却水の温度に応じて変形する感熱変形部材と、
前記弁体と前記感熱変形部材とを接続する連結部材と、を備え、
前記第1の弁は、前記弁体が前記感熱変形部材の変形に応じて駆動されることにより閉状態と開状態との間で移行することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1の請求項に記載の内燃機関の排気還流装置。
The first valve includes a valve body installed in the EGR passage,
A cooling water passage for flowing in the cooling water of the internal combustion engine;
A heat-sensitive deformation member installed in the cooling water passage and deformed according to the temperature of the cooling water;
A connecting member for connecting the valve body and the heat-sensitive deformation member,
6. The first valve according to claim 1, wherein the first valve shifts between a closed state and an open state by driving the valve body in accordance with deformation of the heat-sensitive deformation member. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 1.
前記内燃機関の冷却水流入する冷却水路が形成されたアクチュエータを備え、
前記第1の弁は、前記EGR通路に設置される弁体を備え、
前記アクチュエータは、前記冷却水路に設置され前記冷却水の温度に応じて変形する感熱変形部材と、
前記弁体と前記感熱変形部材とを接続する連結部材と、を備え、
前記第1の弁は、前記弁体が前記感熱変形部材の変形に応じて駆動することにより閉状態と開状態との間で移行することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1の請求項に記載の内燃機関の排気還流装置。
An actuator which cooling water channel is formed in which the cooling water of the internal combustion engine flows,
The first valve includes a valve body installed in the EGR passage,
The actuator is a heat-sensitive deformation member that is installed in the cooling water channel and deforms according to the temperature of the cooling water;
A connecting member for connecting the valve body and the heat-sensitive deformation member,
6. The first valve according to claim 1, wherein the first valve shifts between a closed state and an open state by driving the valve body in accordance with deformation of the heat-sensitive deformation member. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 1.
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