(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に排気ガスを再循環するためのＥＧＲ流路の一部を形成するとともに、前記ＥＧＲ流路の周囲に前記内燃機関の冷却水が通る冷却水路を有するボディと、
このボディに回転自在に支持され、前記ＥＧＲ流路を通る排気ガスの流量を増減するＥＧＲ弁と、
このＥＧＲ弁を回転駆動する電動機と、
前記冷却水路を通る冷却水の流量を増減する冷却水量調節手段と、
この冷却水量調節手段に指令を与えて前記冷却水の流量を制御する冷却水量制御手段とを備え、
前記冷却水量制御手段は、
前記ボディにおける前記ＥＧＲ流路の流路壁の温度に関する情報、および、前記冷却水路を通る冷却水の温度に関する情報を把握するとともに、これらの温度に関する情報に基づいて、
前記内燃機関の暖機前において、前記流路壁の温度が前記冷却水の温度よりも低いときには、前記流路壁の温度が上昇するように前記冷却水の流量を制御し、かつ、前記流路壁の温度が前記冷却水の温度よりも高いときには、前記冷却水の通水を停止することを特徴とするＥＧＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に排気ガスを再循環するＥＧＲ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＥＧＲ装置では、特許文献１に記載のような弁ユニットを備えるものが公知となっている。
ここで、弁ユニットは、内燃機関に再循環される排気ガスを通すＥＧＲ流路の一部を形成するボディと、このボディに回転自在に支持されてＥＧＲ流路を通る排気ガスの流量を増減するＥＧＲ弁と、このＥＧＲ弁を回転駆動する電動機とを備え、エンジンルーム内に配置されるものである（以下、ＥＧＲ流路を通って内燃機関に再循環される排気ガスをＥＧＲガスと呼び、ＥＧＲガスの流量をＥＧＲ量と呼ぶ。）。
【０００３】
ところで、ＥＧＲガスはクーラによって冷却された後、弁ユニットに供給される。このため、弁ユニットにおいて、ＥＧＲガスに含まれる水分が凝縮して凝縮水が発生し、ＥＧＲガスに同伴されるＨＣ等が凝縮水とともに弁ユニット内に溜まってデポジットが発生する虞がある。この結果、例えば、ＥＧＲ弁の周縁とＥＧＲ流路の壁面との間のように互いに摺接し合う領域にデポジットが溜まると、ＥＧＲ弁の動作に支障が発生し、ＥＧＲ量の制御に障害が発生する虞がある。
【０００４】
そこで、特許文献１には、弁ユニットのボディにおいてＥＧＲ流路の周囲に内燃機関の冷却水が通る冷却水路を設け、冷却水路に冷却水を通水してボディを加熱する技術が開示されている。すなわち、冷却水によりボディを加熱して略一定の温度に保つことで弁ユニットの温度変動を抑え、デポジットの昇温および降温の繰り返しに伴うデポジットの固着力増加を抑制している。
【０００５】
ところで、近年の内燃機関の制御には、低燃費、低公害かつ高出力を高いレベルで実現するため、ストイキ状態とリーンバーン状態とを巧みに使い分けて制御する方式が存在する。しかし、このような内燃機関の制御では、それぞれの状態にとって最適なＥＧＲ量にする必要があり、最適なＥＧＲ量が少ない場合、クーラによるＥＧＲガスの冷却が過剰となって凝縮水が発生しやすくなり、凝縮水の発生によりデポジットの量が増加する虞がある。
【０００６】
また、エンジンルームにおける余裕を高めるため、弁ユニットの体積低減が推進されている。しかし、弁ユニットの体積を低減すると、供給すべきＥＧＲガスの温度をより一層下げる必要があるため、弁ユニットの体積低減が推進されると、ＥＧＲガスの更なる温度低下に伴って凝縮水が発生しやすくなり、凝縮水の発生によりデポジットの量が増加する虞がある。
以上のような背景に鑑み、ＥＧＲ装置の弁ユニットにおいて、凝縮水の発生を防止してデポジットの量を低減することで、ＥＧＲ弁の固着防止に対する信頼性を高める必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１６２６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ＥＧＲ装置の弁ユニットにおいて、凝縮水の発生を防止してデポジットの量を低減することで、ＥＧＲ弁の固着防止に対する信頼性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１の手段〕
請求項１の手段によれば、ＥＧＲ装置は、内燃機関に排気ガスを再循環するためのＥＧＲ流路の一部を形成するとともに、ＥＧＲ流路の周囲に内燃機関の冷却水が通る冷却水路を有するボディと、ボディに回転自在に支持され、ＥＧＲ流路を通る排気ガスの流量を増減するＥＧＲ弁と、ＥＧＲ弁を回転駆動する電動機と、冷却水路を通る冷却水の流量を増減する冷却水量調節手段と、冷却水量調節手段に指令を与えて冷却水の流量を制御する冷却水量制御手段とを備える。
そして、冷却水量制御手段は、ボディにおけるＥＧＲ流路の流路壁の温度に関する情報、および、冷却水路を通る冷却水の温度に関する情報を把握するとともに、これらの温度に関する情報に基づいて、内燃機関の暖機前において、流路壁の温度が冷却水の温度よりも低いときには、流路壁の温度が上昇するように冷却水の流量を制御し、かつ、流路壁の温度が冷却水の温度よりも高いときには、冷却水の通水を停止することを特徴としている。
【００１０】
これにより、例えば、内燃機関の暖機前のように冷却水の温度が低い場合には、冷却水がボディの加熱の妨げにならないように冷却水の通水を停止し、他の熱源（例えば、電動機で発生する銅損等の発熱や、ＥＧＲガス自身が有する熱）を活用してボディを加熱することができる。このため、ＥＧＲ装置の弁ユニットにおいて、凝縮水の発生を防止してデポジットの量を低減することで、ＥＧＲ弁の固着防止に対する信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）はＥＧＲ装置の構成図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である（実施例）。
【図２】（ａ）はＥＧＲ装置の構成図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である（変形例）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施形態のＥＧＲ装置は、内燃機関に排気ガスを再循環するためのＥＧＲ流路の一部を形成するとともに、ＥＧＲ流路の周囲に内燃機関の冷却水が通る冷却水路を有するボディと、ボディに回転自在に支持され、ＥＧＲ流路を通る排気ガスの流量を増減するＥＧＲ弁と、ＥＧＲ弁を回転駆動する電動機と、冷却水路を通る冷却水の流量を増減する冷却水量調節手段と、冷却水量調節手段に指令を与えて冷却水の流量を制御する冷却水量制御手段とを備える。
【００１５】
また、冷却水量制御手段は、ボディにおけるＥＧＲ流路の流路壁の温度に関する情報、および、冷却水路を通る冷却水の温度に関する情報を把握し、流路壁の温度が冷却水の温度よりも低いときには、流路壁の温度が上昇するように、かつ、流路壁の温度が冷却水の温度よりも高いときには、冷却水の温度が冷却水の沸点よりも低くなるように、冷却水の流量を制御する。
【実施例】
【００１６】
〔実施例の構成〕
実施例のＥＧＲ装置１の構成を図１に基づいて説明する。
ＥＧＲ装置１は、ＥＧＲガスの流量を増減するＥＧＲ弁２を内蔵する弁ユニット３と、ＥＧＲ弁２の動作を制御する制御ユニット（以下、ＥＣＵと呼ぶ。）４とを備え、ＥＧＲガスはクーラ（図示せず）によって冷却された後、弁ユニット３に供給されてＥＧＲ量を調節され、新気に混合される。
【００１７】
なお、ＥＣＵ４は、制御処理および演算処理を行うＣＰＵ、各種のデータおよびプログラム等を記憶するＲＯＭおよびＲＡＭ等の記憶装置、入力装置、ならびに出力装置等を含んで構成されるものであり、各種センサから入力される検出信号に基づき、弁ユニット３等の内燃機関（図示せず）に係わる機器の動作を制御するものである。
【００１８】
弁ユニット３は、ＥＧＲガスの流量を増減するＥＧＲ弁２と、ＥＧＲ流路６の一部を形成してＥＧＲ弁２を回転自在に支持するボディ７と、ＥＧＲ弁２を回転駆動する電動機８とを備える。
ここで、ＥＧＲ弁２は、ＥＧＲ流路６に配置される弁体９と、弁体９に締結されて軸受１０を介してボディ７に回転自在に支持される弁軸１１とを有する。また、電動機８の出力軸（図示せず）と弁軸１１との間には歯車減速機（図示せず）が組み入れられ、電動機８の出力トルクが増幅されて弁軸１１に伝達される。また、ＥＣＵ４は、電動機８への通電量を制御することで、ＥＧＲ弁２を回転駆動してＥＧＲ量を制御する。
【００１９】
また、ボディ７には、ＥＧＲ流路６の周囲に内燃機関の冷却水が通る冷却水路１３が設けられ、冷却水路１３に冷却水を通水してボディ７を加熱することで、弁ユニット３における凝縮水の発生を防止してデポジットの堆積を抑制している。
【００２０】
すなわち、ＥＧＲガスはクーラによって冷却された後、弁ユニット３に供給されるため、弁ユニット３では、ＥＧＲガスに含まれる水分が凝縮して凝縮水が発生しやすい。そして、ＥＧＲガスに含まれる水分が凝縮すると、ＥＧＲガスに同伴されるＨＣ等が凝縮水とともに弁ユニット３内に溜まってデポジットが発生する虞がある。そこで、ボディ７に冷却水路１３を設けてボディ７を冷却水により加熱することで、弁ユニット３における凝縮水の発生を防止してデポジットの堆積を抑制している。
【００２１】
ここで、冷却水路１３は、例えば、電動機８で発生する銅損等の発熱を冷却水に吸収させるための溜まり１４、ＥＧＲ流路６を包囲するように冷却水を導いてＥＧＲ流路６の流路壁１５の近傍を加熱する加熱路１６等からなる。そして、ボディ７に流入した冷却水は、溜まり１４に流入した後に加熱路１６へ供給され、ボディ７から流出する。
【００２２】
また、ＥＧＲ装置１は、冷却水路１３を通る冷却水の流量を増減する冷却水量調節手段１８を備え、ＥＣＵ４は、冷却水量調節手段１８に指令を与えて冷却水の流量を制御する冷却水量制御手段として機能する。
冷却水量調節手段１８は、例えば、冷却水の流量を増減する弁体（図示せず）、および、弁体を回転駆動する電動機（図示せず）を有する流量制御弁であり、ＥＣＵ４は、例えば、電動機への通電量を制御することで弁体を回転駆動し、ボディ７に供給すべき冷却水の流量を増減する。
【００２３】
また、ＥＣＵ４は、例えば、流路壁１５の近傍のボディ７に装着された温度センサ１９から検出信号の入力を受け、流路壁１５の温度を把握する。さらに、ＥＣＵ４は、例えば、冷却水量調節手段１８の上流側で冷却水の温度を検出する温度センサ２０から検出信号の入力を受け、冷却水路１３を通る冷却水の温度に関する情報を把握する。
【００２４】
そして、ＥＣＵ４は、例えば、流路壁１５の温度が冷却水の温度よりも低いときには、流路壁１５の温度が上昇するように、かつ、流路壁１５の温度が冷却水の温度よりも高いときには、冷却水の温度が冷却水の沸点よりも低くなるように、冷却水の流量を制御する。すなわち、ＥＣＵ４は、流路壁１５の温度が冷却水の温度よりも低いときには、冷却水の流量を増やすように冷却水量調節手段１８に指令を与え、流路壁１５の温度が冷却水の温度よりも高いときには、冷却水の流量を減らすように冷却水量調節手段１８に指令を与える。
【００２５】
また、ＥＣＵ４は、例えば、内燃機関の暖機前のように冷却水の温度が低い場合には、冷却水がボディ７の加熱の妨げにならないように冷却水の通水を停止する。これにより、ボディ７は、他の熱源（例えば、電動機８で発生する銅損等の発熱や、ＥＧＲガス自身が有する熱）により加熱される。なお、電動機８の発熱は、溜まり１４における冷却水を介してボディ７に伝達される。
【００２６】
〔実施例の効果〕
実施例のＥＧＲ装置１は、ボディ７に設けられた冷却水路１３を通る冷却水の流量を増減する冷却水量調節手段１８を備え、ＥＣＵ４は、冷却水量調節手段１８に指令を与えて冷却水の流量を制御する冷却水量制御手段として機能する。
これにより、例えば、内燃機関の暖機前のように冷却水の温度が低い場合には、冷却水がボディ７の加熱の妨げにならないように冷却水の通水を停止し、他の熱源（例えば、電動機８で発生する銅損等の発熱や、ＥＧＲガス自身が有する熱）を活用してボディ７を加熱することができる。このため、ＥＧＲ装置１の弁ユニット３において、凝縮水の発生を防止してデポジットの量を低減することで、ＥＧＲ弁２の固着防止に対する信頼性を高めることができる。
【００２７】
また、ＥＣＵ４は、ボディ７におけるＥＧＲ流路６の流路壁１５の温度に関する情報、および、冷却水路１３を通る冷却水の温度に関する情報を把握し、流路壁１５の温度が冷却水の温度よりも低いときには、流路壁１５の温度が上昇するように、かつ、流路壁１５の温度が冷却水の温度よりも高いときには、冷却水の温度が冷却水の沸点よりも低くなるように、冷却水の流量を制御する。
【００２８】
これにより、流路壁１５の温度が冷却水の温度よりも低いときには、冷却水による加熱によって流路壁１５の温度を確実に上げることができる。
また、流路壁１５の温度が冷却水の温度よりも高いときには、流路壁１５から冷却水への伝熱により冷却水が加熱されて沸騰する虞がある。そこで、冷却水の温度が冷却水の沸点よりも低くなるように冷却水の流量を制御することで、冷却水の沸騰を防止して冷却水の性状変化を阻止することができる。
【００２９】
〔変形例〕
ＥＧＲ装置１の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例のＥＧＲ装置１によれば、冷却水路１３の加熱路１６は、分岐することなく、ＥＧＲ流路６を包囲するように冷却水を導いていたが、図２に示すように、冷却水路１３の加熱路１６を複数に分岐させてＥＧＲ流路６を包囲した後、合流させてもよい。
【００３０】
また、実施例のＥＧＲ装置１によれば、ＥＣＵ４は、ボディ７に装着された温度センサ１９から得られる検出信号に基づき、ＥＧＲ流路６の流路壁１５の温度を把握していたが、流路壁１５の温度以外の内燃機関の運転状態を示すパラメータ（例えば、内燃機関の回転数や負荷）を検出するセンサから得られる検出信号に基づき、ＥＧＲ流路６の流路壁１５の温度を把握してもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  ＥＧＲ装置
２  ＥＧＲ弁
４  ＥＣＵ（冷却水量制御手段）
６  ＥＧＲ流路
７  ボディ
８  電動機
１３  冷却水路
１５  流路壁
１８  冷却水量調節手段
【図１】
0005857716.tif 000002
【図２】
0005857716.tif 000003