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技術 EGRクーラバイパスバルブ及びその制御装置

出願人 愛三工業株式会社
発明者 吉岡衛伊藤正典
出願日 2017年11月23日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2017-225260
公開日 2019年6月20日 (8ヶ月経過) 公開番号 2019-094845
状態 未査定
技術分野 排気還流装置 弁の細部(II) 一般的な熱交換又は熱伝達装置の細部5
主要キーワード ピンシャフト バイパス弁体 熱害対策 留め材 両シール部材 バルブケーシング 二段ギヤ 全閉学習
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題

クーラ流路クーラ弁体及びクーラ弁座でも、バイパス流路バイパス弁体及びバイパス弁座と同様にデポジット焼却して堆積を抑制すること。

解決手段

ケーシング19には、EGRクーラ6,9からEGRガスが流れるクーラ流路17と、バイパス通路7からEGRガスが流れるバイパス流路18が設けられる。ケーシング19には、回転可能な弁軸14と、弁軸14を回転させるモータ16等が設けられる。クーラ流路17には、弁軸14と一体のクーラ弁体12とクーラ弁座29とが設けられる。バイパス流路18には、弁軸14と一体のバイパス弁体13とバイパス弁座30とが設けられる。クーラ弁体12が全開のときはバイパス弁体13が全閉となり、クーラ弁体12が全閉のときはバイパス弁体13が全開となる。クーラ弁体12が全閉又は微開となるとき、バイパス流路18を流れるEGRガスの一部をクーラ流路17へ噴射するガス噴射孔41,42が設けられる。

概要

背景

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献1に記載される技術(EGR装置バルブユニット)が知られている。この特許文献1には、EGR通路の途中に設けられる並列フロー式のEGRクーラユニットが記載される。このEGRクーラユニットは、クーラ通路と、クーラ通路を迂回したバイパス通路と、クーラ通路の入口側とバイパス通路の入口側に設けられるガス入口部とを含むクーラケーシングと、クーラ通路の出口側とバイパス通路の出口側に設けられるバルブユニットと、バルブユニットの出口側に設けられるガス出口部とを備える。クーラ通路には、エンジン冷却水が流れる熱交換器が設けられる。このEGRクーラユニットでは、クーラ通路と熱交換器によりEGRクーラが構成される。ガス入口部とガス出口部は、それぞれEGR通路に接続される。

ここで、バルブユニットは、EGRクーラ及びバイパス通路と共に使用され、EGRクーラを通過するEGRガス流量とバイパス通路を通過するEGRガス流量とを同時に調節するように構成される。バルブユニットは、バルブケーシングを備える。バルブケーシングは、クーラ通路に連通するクーラ流路と、バイパス通路に連通するバイパス流路とを含み、クーラ流路とバイパス流路が隔壁を介して仕切られる。クーラ流路には、クーラ弁体回動可能に設けられ、バイパス流路には、バイパス弁体が回動可能に設けられる。両弁体は、バタフライ式弁体であり、1つの弁軸に対して位相をずらして固定される。そして、クーラ弁体が全閉位置に配置されたときは、バイパス弁体が全開位置に配置され、EGRガスがバイパス通路とバイパス流路を流れる。一方、クーラ弁体が全開位置に配置されたときは、バイパス弁体が全閉位置に配置され、EGRガスがクーラ通路及び熱交換器(EGRクーラ)とクーラ流路を流れる。ここで、クーラ流路には、クーラ弁体が全閉時に着座するクーラ弁座が設けられ、バイパス流路には、バイパス弁体が全閉時に着座するバイパス弁座が設けられる。

概要

クーラ流路のクーラ弁体及びクーラ弁座でも、バイパス流路のバイパス弁体及びバイパス弁座と同様にデポジット焼却して堆積を抑制すること。ケーシング19には、EGRクーラ6,9からEGRガスが流れるクーラ流路17と、バイパス通路7からEGRガスが流れるバイパス流路18が設けられる。ケーシング19には、回転可能な弁軸14と、弁軸14を回転させるモータ16等が設けられる。クーラ流路17には、弁軸14と一体のクーラ弁体12とクーラ弁座29とが設けられる。バイパス流路18には、弁軸14と一体のバイパス弁体13とバイパス弁座30とが設けられる。クーラ弁体12が全開のときはバイパス弁体13が全閉となり、クーラ弁体12が全閉のときはバイパス弁体13が全開となる。クーラ弁体12が全閉又は微開となるとき、バイパス流路18を流れるEGRガスの一部をクーラ流路17へ噴射するガス噴射孔41,42が設けられる。

目的

この開示技術は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、クーラ流路のクーラ弁体及びクーラ弁座においても、バイパス流路のバイパス弁体及びバイパス弁座と同様にデポジットを焼却して堆積を抑制することを可能としたEGRクーラバイパスバルブ及びその制御装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

EGRガスを冷却するためのEGRクーラ及び前記EGRクーラを迂回したバイパス通路と共に使用され、前記EGRクーラを通過するEGRガスの流量と前記バイパス通路を通過するEGRガスの流量とを同時に調節するEGRクーラバイパスバルブであって、前記EGRクーラを通過したEGRガスが流れるクーラ流路と、前記バイパス通路を通過したEGRガスが流れるバイパス流路とを含み、前記クーラ流路と前記バイパス流路とが隔壁により仕切られたケーシングと、前記クーラ流路、前記バイパス流路及び前記隔壁を貫通するように前記ケーシングに回転可能に設けられた弁軸と、前記クーラ流路に配置され、前記弁軸と一体に設けられたクーラ弁体と、前記クーラ流路にて前記クーラ弁体が着座可能に設けられたクーラ弁座と、前記バイパス流路に配置され、前記弁軸と一体に設けられたバイパス弁体と、前記バイパス流路にて前記バイパス弁体が着座可能に設けられたバイパス弁座と、前記弁軸を回転させるための駆動手段とを備え、前記弁軸を前記駆動手段により回転させることにより前記クーラ弁体と前記バイパス弁体を位相をずらして開閉させると共に、前記クーラ弁体が全開となるときに前記バイパス弁体が全閉となり、前記クーラ弁体が全閉となるときに前記バイパス弁体が全開となるように構成したEGRクーラバイパスバルブにおいて、前記クーラ弁体が前記全閉又は前記全閉に近い微開状態となるときに、前記バイパス流路を流れる前記EGRガスの一部を前記クーラ流路へ送り流すためのEGRガス送流手段を備えたことを特徴とするEGRクーラバイパスバルブ。

請求項2

請求項1に記載のEGRクーラバイパスバルブにおいて、前記EGRガス送流手段は、前記ケーシングにおいて、前記クーラ弁座より上流の上流側クーラ流路と前記バイパス弁座より上流の上流側バイパス流路との間を連通し、前記上流側バイパス流路を流れるEGRガスの一部を前記上流側クーラ流路へ噴射するための上流側ガス噴射孔を備えたことを特徴とするEGRクーラバイパスバルブ。

請求項3

請求項1に記載のEGRクーラバイパスバルブにおいて、前記EGRガス送流手段は、前記ケーシングにおいて、前記クーラ弁座より下流の下流側クーラ流路と前記バイパス弁座より下流の下流側バイパス流路との間を連通し、前記下流側バイパス流路を流れるEGRガスの一部を前記下流側クーラ流路へ噴射するための下流側ガス噴射孔と、前記下流側バイパス流路の断面積を絞る流路絞りとを備えたことを特徴とするEGRクーラバイパスバルブ。

請求項4

請求項2に記載のEGRクーラバイパスバルブにおいて、前記上流側ガス噴射孔は、前記上流側バイパス流路を流れるEGRガスが前記上流側クーラ流路における前記クーラ弁座へ向かって噴射するように前記ケーシングの軸線に対し傾斜することを特徴とするEGRクーラバイパスバルブ。

請求項5

請求項3に記載のEGRクーラバイパスバルブにおいて、前記下流側ガス噴射孔は、前記下流側バイパス流路を流れるEGRガスが前記下流側クーラ流路における前記クーラ弁座へ向かって噴射するように前記ケーシングの軸線に対し傾斜することを特徴とするEGRクーラバイパスバルブ。

請求項6

請求項1乃至5のいずれか一つに記載のEGRクーラバイパスバルブのための制御装置であって、所定の条件下で前記クーラ弁体が微開するように前記駆動手段を制御するための制御手段を備えたことを特徴とするEGRクーラバイパスバルブの制御装置。

技術分野

0001

この明細書に開示される技術は、EGRガスを冷却するEGRクーラ及びEGRクーラを迂回したバイパス通路と共に使用され、EGRクーラを通過するEGRガス流量とバイパス通路を通過するEGRガス流量とを同時に調節するように構成したEGRクーラバイパスバルブ及びその制御装置に関する。

背景技術

0002

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献1に記載される技術(EGR装置バルブユニット)が知られている。この特許文献1には、EGR通路の途中に設けられる並列フロー式のEGRクーラユニットが記載される。このEGRクーラユニットは、クーラ通路と、クーラ通路を迂回したバイパス通路と、クーラ通路の入口側とバイパス通路の入口側に設けられるガス入口部とを含むクーラケーシングと、クーラ通路の出口側とバイパス通路の出口側に設けられるバルブユニットと、バルブユニットの出口側に設けられるガス出口部とを備える。クーラ通路には、エンジン冷却水が流れる熱交換器が設けられる。このEGRクーラユニットでは、クーラ通路と熱交換器によりEGRクーラが構成される。ガス入口部とガス出口部は、それぞれEGR通路に接続される。

0003

ここで、バルブユニットは、EGRクーラ及びバイパス通路と共に使用され、EGRクーラを通過するEGRガス流量とバイパス通路を通過するEGRガス流量とを同時に調節するように構成される。バルブユニットは、バルブケーシングを備える。バルブケーシングは、クーラ通路に連通するクーラ流路と、バイパス通路に連通するバイパス流路とを含み、クーラ流路とバイパス流路が隔壁を介して仕切られる。クーラ流路には、クーラ弁体回動可能に設けられ、バイパス流路には、バイパス弁体が回動可能に設けられる。両弁体は、バタフライ式弁体であり、1つの弁軸に対して位相をずらして固定される。そして、クーラ弁体が全閉位置に配置されたときは、バイパス弁体が全開位置に配置され、EGRガスがバイパス通路とバイパス流路を流れる。一方、クーラ弁体が全開位置に配置されたときは、バイパス弁体が全閉位置に配置され、EGRガスがクーラ通路及び熱交換器(EGRクーラ)とクーラ流路を流れる。ここで、クーラ流路には、クーラ弁体が全閉時に着座するクーラ弁座が設けられ、バイパス流路には、バイパス弁体が全閉時に着座するバイパス弁座が設けられる。

先行技術

0004

特開2009−250096号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、特許文献1に記載の技術では、バルブケーシングのクーラ流路とバイパス流路には、EGRガスが流れることから、クーラ弁体やクーラ弁座、あるいはバイパス弁体やバイパス弁座にカーボンを含むデポジットが付着したり堆積したりするおそれがある。ここで、バイパス弁体やバイパス弁座にデポジットが付着しても、バイパス流路には、EGRクーラで冷やされない高温(700℃前後)のEGRガスが流れるので、その高熱によってデポジットが焼却される。そのため、バイパス弁体やバイパス弁座の表面には、デポジットがほとんど堆積しない。一方、クーラ弁体やクーラ弁座にデポジットが付着すると、クーラ流路には、EGRクーラで冷やされた低温(200℃前後)のEGRガスが流れるので、デポジットは焼却されずに残る。そのため、クーラ弁体やクーラ弁座の表面には、デポジットが堆積するおそれがある。クーラ弁体やクーラ弁座の表面にデポジットが堆積すると、クーラ弁体がクーラ弁座に着座する全閉時に、クーラ弁体とクーラ弁座との間にデポジットの堆積層が噛み込まれ、クーラ弁体の全閉位置が正規の全閉位置からずれるおそれがある。その結果、バルブユニットのEGRガス流量特性が悪化するおそれがある。また、クーラ弁体とバイパス弁体をモータ等により駆動する場合に、クーラ弁体とクーラ弁座との間に噛み込まれるデポジット堆積層が厚くなると、クーラ弁体を正規の全閉位置に配置しようとしてもならず、モータを必要以上に制御することになり、モータに過剰な電流が流れるおそれがある。

0006

この開示技術は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、クーラ流路のクーラ弁体及びクーラ弁座においても、バイパス流路のバイパス弁体及びバイパス弁座と同様にデポジットを焼却して堆積を抑制することを可能としたEGRクーラバイパスバルブ及びその制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するために、請求項1に記載の技術は、EGRガスを冷却するためのEGRクーラ及びEGRクーラを迂回したバイパス通路と共に使用され、EGRクーラを通過するEGRガスの流量とバイパス通路を通過するEGRガスの流量とを同時に調節するEGRクーラバイパスバルブであって、EGRクーラを通過したEGRガスが流れるクーラ流路と、バイパス通路を通過したEGRガスが流れるバイパス流路とを含み、クーラ流路とバイパス流路とが隔壁により仕切られたケーシングと、クーラ流路、バイパス流路及び隔壁を貫通するようにケーシングに回転可能に設けられた弁軸と、クーラ流路に配置され、弁軸と一体に設けられたクーラ弁体と、クーラ流路にてクーラ弁体が着座可能に設けられたクーラ弁座と、バイパス流路に配置され、弁軸と一体に設けられたバイパス弁体と、バイパス流路にてバイパス弁体が着座可能に設けられたバイパス弁座と、弁軸を回転させるための駆動手段とを備え、弁軸を駆動手段により回転させることによりクーラ弁体とバイパス弁体を位相をずらして開閉させると共に、クーラ弁体が全開となるときにバイパス弁体が全閉となり、クーラ弁体が全閉となるときにバイパス弁体が全開となるように構成したEGRクーラバイパスバルブにおいて、クーラ弁体が全閉又は全閉に近い微開状態となるときに、バイパス流路を流れるEGRガスの一部をクーラ流路へ送り流すためのEGRガス送流手段を備えたことを趣旨とする。

0008

上記技術の構成によれば、EGRクーラバイパスバルブにおいて、弁軸を駆動手段により回転させてクーラ弁体とバイパス弁体を位相をずらして開閉させる。これにより、EGRクーラからクーラ流路へ流れるEGRガスの量と、バイパス通路からバイパス流路へ流れるEGRガスの量がそれぞれ調節される。そして、クーラ流路には、EGRクーラにて冷却されたEGRガスが流れ、バイパス流路には、バイパス通路にて冷却されない高温のEGRガスが流れる。ここで、クーラ弁体が全閉又は全閉に近い微開状態となるときは、高温のEGRガスが、主としてバイパス通路からバイパス流路へ流れ、クーラ流路には冷やされたEGRガスがほとんど流れない。このとき、バイパス流路を流れる高温のEGRガスの一部が、EGRガス送流手段によりクーラ流路へ送り流される。従って、クーラ流路におけるクーラ弁体とクーラ弁座が、高温のEGRガスにより加熱される。一方、バイパス流路では、高温のEGRガスが流れるときはいつでも、バイパス弁体とバイパス弁座が高温のEGRガスにより加熱される。

0009

上記目的を達成するために、請求項2に記載の技術は、請求項1に記載の技術において、EGRガス送流手段は、ケーシングにおいて、クーラ弁座より上流の上流側クーラ流路とバイパス弁座より上流の上流側バイパス流路との間を連通し、上流側バイパス流路を流れるEGRガスの一部を上流側クーラ流路へ噴射するための上流側ガス噴射孔を備えたことを趣旨とする。

0010

上記技術の構成によれば、請求項1に記載の技術の作用に加え、ケーシングにおいて、上流側バイパス流路を流れる高温のEGRガスの一部が、上流側ガス噴射孔によって、上流側クーラ流路へ噴射される。従って、クーラ流路におけるクーラ弁体とクーラ弁座が、高温のEGRガスにより加熱される。

0011

上記目的を達成するために、請求項3に記載の技術は、請求項1に記載の技術において、EGRガス送流手段は、ケーシングにおいて、クーラ弁座より下流の下流側クーラ流路とバイパス弁座より下流の下流側バイパス流路との間を連通し、下流側バイパス流路を流れるEGRガスの一部を下流側クーラ流路へ噴射するための下流側ガス噴射孔と、下流側バイパス流路の断面積を絞る流路絞りとを備えたことを趣旨とする。

0012

上記技術の構成によれば、請求項1又は2に記載の技術の作用に加え、ケーシングにおいて、下流側バイパス流路を流れる高温のEGRガスの一部が、下流側ガス噴射孔によって、下流側クーラ流路へ噴射される。また、下流側バイパス流路が流路絞りにより絞られるので、下流側バイパス流路におけるEGRガスの圧力が下流側クーラ流路におけるEGRガスの圧力よりも高くなり、高温のEGRガスが、下流側バイパス流路から下流側クーラ流路へより勢いよく噴射される。従って、クーラ流路におけるクーラ弁体とクーラ弁座が、高温のEGRガスにより効果的に加熱される。更に、下流側バイパス流路と下流側クーラ流路との間に下流側ガス噴射孔が設けられるので、クーラ弁体が全開でバイパス弁体が全閉となるときに、下流側バイパス流路から下流側クーラ流路へ、下流側ガス噴射孔を介してEGRガスが流れ込むことがない。

0013

上記目的を達成するために、請求項4に記載の技術は、請求項2に記載の技術において、上流側ガス噴射孔は、上流側バイパス流路を流れるEGRガスが上流側クーラ流路におけるクーラ弁座へ向かって噴射するようにケーシングの軸線に対し傾斜することを趣旨とする。

0014

上記技術の構成によれば、請求項2に記載の技術の作用に加え、上流側バイパス流路を流れるEGRガスが、上流側ガス噴射孔から上流側クーラ流路におけるクーラ弁座へ向かって噴射されるので、クーラ弁体とクーラ弁座が、高温のEGRガスにより効果的に加熱される。

0015

上記目的を達成するために、請求項5に記載の技術は、請求項3に記載の技術において、下流側ガス噴射孔は、下流側バイパス流路を流れるEGRガスが下流側クーラ流路におけるクーラ弁座へ向かって噴射するようにケーシングの軸線に対し傾斜することを趣旨とする。

0016

上記技術の構成によれば、請求項3に記載の技術の作用に加え、下流側バイパス流路を流れるEGRガスが、下流側ガス噴射孔から下流側クーラ流路におけるクーラ弁座へ向かって噴射されるので、クーラ弁体とクーラ弁座が、高温のEGRガスにより効果的に加熱される。

0017

上記目的を達成するために、請求項6に記載の技術は、請求項1乃至5のいずれか一つに記載のEGRクーラバイパスバルブのための制御装置であって、所定の条件下でクーラ弁体が微開するように駆動手段を制御するための制御手段を備えたことを趣旨とする。

0018

上記技術の構成によれば、請求項1乃至5のいずれか一つに記載の技術の作用に加え、所定の条件下でクーラ弁体が微開するように駆動手段が制御手段により制御される。従って、バイパス流路からクーラ流路へ流れた高温のEGRガスが、クーラ弁体とクーラ弁座との間へ効果的に流れ、クーラ弁体とクーラ弁座がより効果的に加熱される。

発明の効果

0019

請求項1に記載の技術によれば、クーラ流路のクーラ弁体及びクーラ弁座においても、バイパス流路のバイパス弁体及びバイパス弁座と同様に、デポジットを焼却して堆積を抑制することができる。

0020

請求項2に記載の技術によれば、請求項1に記載の技術と同等の効果を得ることができる。

0021

請求項3に記載の技術によれば、請求項1に記載の技術と同等の効果に加え、クーラ弁体とクーラ弁座に付着していたデポジットを高熱により効果的に焼却することができる。また、クーラ流路とバイパス流路との間を下流側ガス噴射孔により連通させても、EGRクーラによるEGRガスの冷却効率の低下を抑えることができる。

0022

請求項4に記載の技術によれば、請求項2に記載の技術の効果に加え、クーラ弁体とクーラ弁座に付着していたデポジットを高熱により効果的に焼却することができる。

0023

請求項5に記載の技術によれば、請求項3に記載の技術の効果に対し、クーラ弁体とクーラ弁座に付着していたデポジットを高熱により更に効果的に焼却することができる。

0024

請求項6に記載の技術によれば、請求項1乃至5のいずれか一つに記載の技術の効果に対し、クーラ弁体とクーラ弁座に付着したデポジットを高熱により更に効果的に焼却することができる。

図面の簡単な説明

0025

第1実施形態に係り、EGRクーラユニットの概略を示す断面図。
第1実施形態に係り、バイパスバルブを示す正面図。
第1実施形態に係り、バイパスバルブを一部破断して示す断面図。
第1実施形態に係り、クーラケーシングの一部とバイパスバルブ(一部破断)を示す断面図。
第1実施形態に係り、本体ケーシングを示す図2のA−A線断面図。
第1実施形態に係り、本体ケーシングを示す図2のB−B線断面図。
第2実施形態に係り、バイパスバルブを制御するための電気的構成を示すブロック図。
第2実施形態に係り、クーラ弁体を微開させる微開制御の内容を示すフローチャート
第2実施形態に係り、デポ燃焼要求フラグ設定制御の内容を示すフローチャート。
第2実施形態に係り、クーラ弁体が微開したときの本体ケーシングを示す図5に準ずる断面図。
第2実施形態に係り、クーラ弁体が微開したときの本体ケーシングを示す図6に準ずる断面図。
第3実施形態に係り、クーラケーシングとバイパスバルブを示す図4に準ずる断面図。
第3実施形態に係り、本体ケーシングを示す図10に準ずる断面図。
第3実施形態に係り、本体ケーシングを示す図11に準ずる断面図。

実施例

0026

<第1実施形態>
以下、EGRクーラバイパスバルブをEGRクーラユニットに具体化した第1実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

0027

[EGRクーラユニットの概要について]
図1に、この実施形態のEGRクーラバイパスバルブ(以下、単に「バイパスバルブ」という。)1を備えた並列フロー式のEGRクーラユニット2の概略を断面図により示す。このEGRクーラユニット2は、エンジンシステムにおいてEGR通路(図示略)の途中に設けられる。このユニット2は、クーラケーシング3と、クーラケーシング3の入口側に設けられた入口パイプ4と、クーラケーシング3の出口側に設けられたバイパスバルブ1及び出口パイプ5とを備える。クーラケーシング3は、クーラ通路6と、クーラ通路6を迂回したバイパス通路7と、クーラ通路6の入口6aとバイパス通路7の入口7aが合流する合流部8とを含む。クーラ通路6とバイパス通路7は互いに並列に配置される。入口パイプ4は合流部8に接続される。バイパスバルブ1は、クーラ通路6の出口6bとバイパス通路7の出口7bに接続される。出口パイプ5は、バイパスバルブ1の出口側に接続される。クーラ通路6には、エンジンの冷却水が流れる熱交換器9が設けられる。クーラ通路6と熱交換器9によりEGRクーラが構成される。入口パイプ4と出口パイプ5は、それぞれEGR通路に接続される。入口パイプ4に流入した高温のEGRガスは、クーラ通路6を通過することで熱交換器9により冷却される。バイパス通路7を通過するEGRガスは冷却されず高温のまま流れる。

0028

[バイパスバルブについて]
図2に、この実施形態のバイパスバルブ1を正面図により示す。図3に、この実施形態のバイパスバルブ1を一部破断して断面図により示す。図1図3に示すように、バイパスバルブ1は、EGRクーラ(クーラ通路6及び熱交換器9)を通過するEGRガスの流量と、バイパス通路7を通過するEGRガスの流量とを同時に調節するようになっている。このバイパスバルブ1は、直列二弁タイプであって、主要な構成要素として、バルブケーシング11、二つの弁体12,13、弁軸14、減速機構15及びモータ16を備える。バルブケーシング11は、二つの流路17,18を含むアルミ製の本体ケーシング19と、本体ケーシング19の開口端閉鎖する合成樹脂製のエンドフレーム20とを含む。二つの弁体12,13、弁軸14及びモータ16は、本体ケーシング19に設けられる。減速機構15は、本体ケーシング19とエンドフレーム20との間に設けられる。

0029

本体ケーシング19は、クーラ通路6の出口6bに連通するクーラ流路17と、バイパス通路7の出口7bに連通するバイパス流路18とを含み、クーラ流路17とバイパス流路18とが隔壁21を介して仕切られる。クーラ流路17には、EGRクーラ(クーラ通路6及び熱交換器9)にて冷却されたEGRガスが流れる。バイパス流路18には、バイパス通路7にて冷却されない高温のEGRガスが流れる。クーラ流路17には、同流路17を開閉するための板状をなすクーラ弁体12が配置される。また、クーラ流路17には、クーラ弁体12が着座可能なクーラ弁座29(図5図6参照)が設けられる。バイパス流路18には、同流路18を開閉するための板状をなすバイパス弁体13が配置される。また、バイパス流路18には、バイパス弁体13が着座可能なバイパス弁座30(図5図6参照)が設けられる。この実施形態で、クーラ弁体12及びバイパス弁体13はそれぞれバタフライ式弁体であり、一つの弁軸14に一体に固定される。弁軸14は、本体ケーシング19にて、クーラ流路17、隔壁21及びバイパス流路18を貫通して配置され、二つの軸受22,23を介して回転可能に支持される。クーラ弁体12はクーラ流路17にて弁軸14に固定され、バイパス弁体13はバイパス流路18にて弁軸14に固定される。また、クーラ弁体12とバイパス弁体13は、互いに位相を所定角度ずらした状態で弁軸14に固定される。従って、弁軸14を一方向へ回転させることにより、クーラ弁体12が開方向へ回動すると共にバイパス弁体13が閉方向へ回動する。一方、弁軸14を逆方向へ回転させることにより、クーラ弁体12が閉方向へ回動すると共にバイパス弁体13が開方向へ回動する。図3は、クーラ弁体12が全閉でバイパス弁体13が全開の状態を示す。

0030

図4に、クーラケーシング3の一部とバイパスバルブ1(一部破断)を断面図により示す。図4に示すように、バイパスバルブ1の出口側には、出口パイプ5がそのフランジ5aを介して接続される。このフランジ5aには、クーラ流路17に連通するクーラ側孔5bと、バイパス流路18に連通するバイパス側孔5cが形成される。この実施形態では、クーラ流路17、クーラ側孔5b、バイパス流路18及びバイパス側孔5cの内径と形状が互いに同じに設定される。図4は、クーラ弁体12が全閉でバイパス弁体13が全開の状態を示す。この状態では、入口パイプ4に流入したEGRガスが、そのまま冷却されることなくバイパス通路7を経由して、バイパスバルブ1のバイパス流路18へ流れる。一方、クーラ弁体12が全開でバイパス弁体13が全閉の状態では、入口パイプ4に流入したEGRガスが、クーラ通路6を経由して熱交換器9で冷却され、更にバイパスバルブ1のクーラ流路17へ流れる。

0031

図3に示すように、弁軸14は、二つの軸受22,23を介して本体ケーシング19に回転可能に支持される。弁軸14は、その両端に第1軸端部14aと第2軸端部14bを含む。二つの弁体12,13は、第1軸端部14aと第2軸端部14bとの間にて弁軸14上に固定される。クーラ流路17及びクーラ弁体12は、第1軸端部14aに隣接して配置され、バイパス流路18及びバイパス弁体13は、第2軸端部14bに隣接して配置される。ここで、第1軸端部14aは、クーラ弁体12より外側(弁軸14の一端側)の全範囲を含み、第2軸端部14bは、バイパス弁体13より外側(弁軸14の他端側)の全範囲を含むと定義することができる。本体ケーシング19と第1軸端部14aとの間には、第1軸受22が設けられる。一方、本体ケーシング19と第2軸端部14bとの間には、第2軸受23が設けられる。また、本体ケーシング19には、第2軸端部14bの先端に対応して、弁軸14の軸方向への位置ずれを防止するためのリテーナ25が設けられる。このリテーナ25と第2軸端部14bとの間には、弁軸14を回転方向付勢するためのスプリング(図示略)が設けられる。更に、クーラ弁体12と第1軸受22との間にて、第1軸受22のクーラ弁体12に近い側面には、その側面に隣接して、第1軸端部14aと本体ケーシング19との間をシールするための第1シール部材26が設けられる。また、バイパス弁体13と第2軸受23との間にて、第2軸受23のバイパス弁体13に近い側面には、その側面に隣接して、第2軸端部14bと本体ケーシング19との間をシールするための第2シール部材27が設けられる。両シール部材26,27は、樹脂又はゴムを要素として構成される。

0032

図2に示すように、エンドフレーム20は、本体ケーシング19に対し複数のクリップ24により着脱可能に固定される。図3において、エンドフレーム20の内側には、第1軸端部14aの先端に対応して配置され、各弁体12,13の開度バルブ開度)を検出するための開度センサ31が設けられる。この開度センサ31は、ホールIC等により構成され、弁軸14の回転角度をバルブ開度として検出するように構成される。第1軸端部14aの先端には、被動ギヤである弁ギヤ32が固定される。弁ギヤ32は、樹脂より形成される。第1軸端部14aの先端は、レバー28を介して弁ギヤ32に連結され、弁ギヤ32と一体回転可能に構成される。弁ギヤ32と本体ケーシング19との間には、各弁体12,13を閉方向又は開方向へ付勢するためのリターンスプリング33が設けられる。弁ギヤ32の表側には、凹部32aが形成される。この凹部32aには、磁石34が収容される。この磁石34は、板ばねよりなる押さえ板35により固定される。従って、弁ギヤ32が、各弁体12,13及び弁軸14と一体に回転することにより、磁石34の磁界が変化し、その磁界の変化を開度センサ31がバルブ開度として検出するようになっている。

0033

図3に示すように、この実施形態で、モータ16は本体ケーシング19に形成された凹部19aに収容され、その両端が留め材36と板ばね37を介して本体ケーシング19に固定される。図1図3に示すように、モータ16は、各弁体12,13を開閉駆動するために、減速機構15を介して弁軸14に駆動連結される。図3に示すように、モータ16の出力軸16a上には、モータギヤ38が固定される。モータギヤ38は、中間ギヤ39を介して弁ギヤ32に駆動連結される。中間ギヤ39は、大径ギヤ39aと小径ギヤ39bを含む二段ギヤであり、ピンシャフト40を介して本体ケーシング19に回転可能に支持される。大径ギヤ39aには、モータギヤ38が連結され、小径ギヤ39bには、弁ギヤ32が連結される。この実施形態では、一例として、モータ16及び減速機構15により、弁軸14を回転させるための駆動手段が構成される。

0034

上記のように、このバイパスバルブ1は、弁軸14をモータ16及び減速機構15により回転させることにより、クーラ弁体12とバイパス弁体13を位相をずらして開閉させると共に、クーラ弁体12が全開となるときにバイパス弁体13が全閉となり、クーラ弁体12が全閉となるときにバイパス弁体13が全開となるように構成される。このような構成により、クーラ流路17及びバイパス流路18におけるEGRガス流量をそれぞれ制御するようになっている。

0035

従って、例えば、図3に示すように、クーラ弁体12が全閉でバイパス弁体13が全開の状態となるときに、モータ16が通電により作動し、モータギヤ38が一方向へ回転することにより、その回転が中間ギヤ39により減速されて弁ギヤ32に伝達される。これにより、弁軸14及び各弁体12,13が、リターンスプリング33の付勢力に抗して回動され、クーラ流路17が開かれ、バイパス流路18が閉じられる。また、各弁体12,13をある開度に保持するために、モータ16に通電により回転力を発生させることにより、その回転力がモータギヤ38、中間ギヤ39及び弁ギヤ32を介し保持力として弁軸14及び各弁体12,13に伝達される。この保持力がリターンスプリング33の付勢力に均衡することにより、各弁体12,13がそれぞれある中間開度に保持される。更に、図3に示すように、クーラ弁体12が全閉となるときはバイパス弁体13は全開となり、EGRクーラを迂回した冷却されないEGRガスがバイパス通路7からバイパス流路18へ流れる。一方、クーラ弁体12が全開となるときはバイパス弁体13が全閉となり、EGRクーラ(クーラ通路6及び熱交換器9)で冷却されたEGRガスがクーラ流路17へ流れる。この実施形態で、両弁体12,13はそれぞれ全閉位置と全開位置に切り替え配置されると共に、全閉位置と全開位置との間の任意の中間開度に配置可能となっている。このように両弁体12,13の開度を制御することにより、クーラ流路17を通過するEGRガス流量とバイパス流路18を通過するEGRガス流量をそれぞれ調節し、出口パイプ5から流れ出るEGRガスの温度(EGRガス出口温度)を任意に制御できるようになっている。

0036

[バイパスバルブの熱害対策について]
ここで、弁軸14の第1軸端部14aは、弁ギヤ32等を含む減速機構15を介してモータ16に駆動連結される。また、弁ギヤ32には、バルブ開度を検出するための開度センサ31に対応する磁石34が固定される。そのため、第1軸端部14aの回転を精密(リジッド)に支持する必要がある。また、各シール部材26,27は樹脂又はゴムを要素として構成されることから、各流路17,18を流れるEGRガスによる熱害から各シール部材26,27を保護する必要がある。特に、バイパス流路18には、EGRクーラで冷却されない高温(「700℃」前後)のEGRガスが流れることから、第2シール部材27の熱害が特に問題となる。同様に、樹脂製の弁ギヤ32もEGRガスによる熱害から保護する必要がある。そこで、この実施形態のバイパスバルブ1では、次のような熱害対策の構成を備える。

0037

すなわち、図3に示すように、クーラ流路17及びクーラ弁体12が、第1軸端部14aに隣接して配置され、バイパス流路18及びバイパス弁体13が、第2軸端部14bに隣接して配置される。また、第1軸受22が、第1軸端部14aの回転を精密に支持するために、高い精度と耐熱性を確保できる転がり軸受ボールベアリング)により構成される。ここで、転がり軸受は、第1軸端部14aに伝わる熱を本体ケーシング19へ逃がすことはできるが、その伝熱性滑り軸受に比べて小さい。一方、第2軸受23が、第2軸端部14bから本体ケーシング19への放熱を促進するために滑り軸受により構成される。第2軸端部14bには、バイパス流路18を流れる高温のEGRガスの熱が伝わるので、その熱を本体ケーシング19へ円滑に逃がすために滑り軸受が採用される。

0038

[クーラ流路におけるデポジット対策について]
ここで、クーラ弁座29にデポジットが付着すると、クーラ流路17ではEGRクーラで冷やされた低温(200℃前後)のEGRガスが流れるので、デポジットは焼却されずに残ってクーラ弁座29に堆積するおそれがある。クーラ弁座29にデポジットが堆積すると、クーラ弁体12の全閉時に、クーラ弁体12とクーラ弁座29との間にデポジットの堆積層が噛み込まれ、全閉位置がずれ、バルブユニットによるEGRガス流量特性が悪化するおそれがある。また、デポジットの堆積層が厚くなると、クーラ弁体12をモータ16等により全閉に制御しようとしてもならず、モータ16に過剰な電流が流れるおそれがある。そこで、この実施形態のバイパスバルブ1は、上記課題に対処するために、次のようなデポジット対策の構成を備える。

0039

図5に、本体ケーシング19を図2のA−A線断面図により示す。図6に、本体ケーシング19を図2のB−B線断面図により示す。図5図6において、本体ケーシング19には、隔壁21を境としてクーラ流路17とバイパス流路18が形成される。また、クーラ流路17の中間にはクーラ弁座29が形成され、バイパス流路18の中間にはバイパス弁座30が形成される。ここで、図5図6において、クーラ流路17とバイパス流路18は、その上側から下側へEGRガスが流れる。そして、クーラ流路17のクーラ弁座29よりも上流が上流側クーラ流路17a、クーラ弁座29よりも下流が下流側クーラ流路17bとなっている。また、バイパス流路18のバイパス弁座30よりも上流が上流側バイパス流路18a、バイパス弁座30よりも下流が下流側バイパス流路18bとなっている。ここで、バイパスバルブ1は、クーラ弁体12が全閉又は全閉に近い微開状態となるときに、バイパス流路18を流れるEGRガスの一部をクーラ流路17へ送り流すためのEGRガス送流手段を備える。

0040

この実施形態で、EGRガス送流手段は、一例として、本体ケーシング19において、上流側クーラ流路17aと上流側バイパス流路18aとの間を連通し、上流側バイパス流路18aを流れるEGRガスの一部を上流側クーラ流路17aへ噴射するための第1の上流側ガス噴射孔41と第2の上流側ガス噴射孔42を備える。図5に示すように、第1の上流側ガス噴射孔41は、クーラ弁座29に着座したクーラ弁体12の表側にEGRガスを流すようになっている。一方、図6に示すように、第2の上流側ガス噴射孔42は、クーラ弁座29に着座したクーラ弁体12の裏側にEGRガスを流すようになっている。

0041

ここで、各上流側ガス噴射孔41,42は、上流側バイパス流路18aを流れるEGRガスが上流側クーラ流路17aにおけるクーラ弁座29へ向かって噴射するように本体ケーシング19の軸線L1に対し所定の角度で傾斜する。

0042

以上説明したこの実施形態の構成によれば、バイパスバルブ1において、弁軸14をモータ16等により回転させてクーラ弁体12とバイパス弁体13を位相をずらして開閉させる。これにより、EGRクーラ(クーラ通路6及び熱交換器9)からクーラ流路17へ流れるEGRガスの量と、バイパス通路7からバイパス流路18へ流れるEGRガスの量がそれぞれ調節される。そして、クーラ流路17には、EGRクーラ(クーラ通路6及び熱交換器9)にて冷却されたEGRガスが流れ、バイパス流路18には、バイパス通路7にて冷却されない高温のEGRガスが流れる。これにより、バイパス弁体13及びバイパス弁座30が過熱され、それらに付着したデポジットを焼却される。ここで、クーラ弁体12が全閉又は全閉に近い微開状態となるときは、高温のEGRガスが、主としてバイパス通路7からバイパス流路18へ流れ、クーラ流路17には冷やされたEGRガスがほとんど流れない。このとき、バイパス流路18を流れる高温のEGRガスの一部が、EGRガス送流手段によりクーラ流路17へ送り流される。すなわち、本体ケーシング19において、上流側バイパス流路18aを流れる高温のEGRガスの一部が、各上流側ガス噴射孔41,42によって、上流側クーラ流路17aへ噴射される。従って、クーラ流路17におけるクーラ弁体12とクーラ弁座29が、高温のEGRガスにより加熱される。一方、バイパス流路18では、高温のEGRガスが流れるときはいつでも、バイパス弁体13とバイパス弁座30が高温のEGRガスにより加熱される。このため、クーラ流路17のクーラ弁体12及びクーラ弁座29においても、バイパス流路18のバイパス弁体13及びバイパス弁座30と同様に、デポジットを焼却して堆積を抑制することができる。この結果、クーラ弁体12とクーラ弁座29との間にデポジットの堆積層が噛み込まれることがなくなり、クーラ弁体12を正規の全閉位置に配置することができ、バイパスバルブ1におけるEGRガス流量特性の悪化を抑えることができる。

0043

また、この実施形態の構成によれば、上流側バイパス流路18aを流れるEGRガスが、上流側ガス噴射孔41,42から上流側クーラ流路17aにおけるクーラ弁座29へ向かって噴射されるので、クーラ弁体12とクーラ弁座29が、高温のEGRガスにより効果的に加熱される。このため、クーラ弁体12とクーラ弁座29に付着していたデポジットを高熱により効果的に焼却することができる。

0044

<第2実施形態>
次に、EGRクーラバイパスバルブをEGRクーラユニットに具体化した第2実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

0045

なお、以下の説明において前記第1実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。

0046

[バイパスバルブの制御装置について]
この実施形態では、所定の条件下で、バイパス流路18からクーラ流路17へEGRガスを流すために、バイパスバルブ1のクーラ弁体12が微開するようにモータ16を制御するようになっている。本実施形態は、この点で第1実施形態と構成が異なる。図7に、バイパスバルブ1(モータ16)を制御するための電気的構成をブロック図により示す。この実施形態では、バイパスバルブ1のための制御装置を備える。この制御装置は、所定の条件下でクーラ弁体12が微開するようにモータ16を制御するための電子制御装置(ECU)50を備える。ECU50は、この開示技術における制御手段の一例に相当する。ECU50の出力側には、バイパスバルブ1(モータ16)が接続される。ECU50の入力側には、エンジンの回転速度(エンジン回転速度)NEを検出するための回転速度センサ51、エンジンの負荷エンジン負荷)KLを検出するための負荷センサ52、エンジンの吸気量Gaを検出するためのエアフローメータ53がそれぞれ接続される。ECU50は、各種センサ等51〜53からの検出信号に基づきバイパスバルブ1(モータ16)を制御するようになっている。

0047

[クーラ弁体の微開制御について]
図8に、ECU50が実行する制御であって、クーラ弁座29に堆積したデポジットの燃焼を促進するためにクーラ弁体12を微開(微少開弁)させる微開制御の内容をフローチャートにより示す。

0048

処理がこのルーチン移行すると、ECU50は、ステップ100で、各種センサ等51〜53の検出値に基づきエンジン回転速度NE、エンジン負荷KL及び吸気量Gaを取り込む。

0049

次に、ステップ110で、ECU50は、クーラ弁体12の全閉要求が有るか否かを判断する。ECU50は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ120へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ170へ移行する。

0050

ステップ120では、ECU50は、デポ燃焼要求フラグXCBが「1」であるか否かを判断する。後述するように、このデポ燃焼要求フラグXCBは、クーラ弁座29等に付着したデポジット(カーボンを含む)を燃焼させる燃焼要求がある場合に「1」に、その燃焼要求がない場合に「0」に設定されるようになっている。従って、ECU50は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ130へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ180へ移行する。

0051

ステップ130では、ECU50は、クーラ弁体12を全閉に制御したときの学習開度全閉学習開度)ECBV0を取り込む。この全閉学習開度ECBV0は、クーラ弁体12を全閉に制御したときに開度センサ31により検出されるクーラ弁体12の開度を意味する。この全閉学習開度ECBV0は、クーラ弁座29にデポジットが堆積している場合は、その分だけ真の全閉からずれることになる。この全閉学習開度ECBV0は経時的に変化する。ECU50は、この開度ECBV0を、別途のルーチンにより学習するようになっている。

0052

次に、ステップ140で、ECU50は、吸気量Gaが所定値D1よりも多いか否かを判断する。ECU50は、この判断結果が肯定となる場合は、吸気量Gaが多く、EGRクーラユニット2に高温のEGRガスが流入することから、処理をステップ150へ移行する。一方、ECU50は、この判断結果が否定となる場合は、吸気量Gaが少なく、EGRクーラユニット2に比較的低温のEGRガスが流入することから、処理をステップ180へ移行する。

0053

ステップ150では、ECU50は、全閉学習開度ECBV0に所定値C1を加算することにより目標開度Tcbvを算出する。

0054

次に、ステップ160で、ECU50は、クーラ弁体12を微開させるためにバイパスバルブ1を目標開度Tcbvで制御し、処理をステップ100へ戻す。

0055

一方、ステップ120又はステップ140から移行してステップ180では、ECU50は、全閉学習開度ECBV0を目標開度Tcbvとして設定する。

0056

次に、ステップ190で、ECU50は、クーラ弁体12を全閉学習開度ECBV0に制御するためにバイパスバルブ1を目標開度Tcbvで制御し、処理をステップ100へ戻す。

0057

一方、ステップ110から移行してステップ170では、ECU50は、クーラ弁体12を要求開度にするためにバイパスバルブ1を制御し、処理をステップ100へ移行する。

0058

上記の微開制御によれば、ECU50は、クーラ弁体12に対する全閉要求がある場合に、EGR通路に高温のEGRガスが流れるときは、クーラ弁体12を微開させるためにバイパスバルブ1(モータ16)を制御するようになっている。

0059

[デポ燃焼要求フラグ設定制御について]
次に、上記したデポ燃焼要求フラグXCBを設定するためにECU50が実行するデポ燃焼要求フラグ設定制御について説明する。図9に、その制御内容をフローチャートにより示す。

0060

処理がこのルーチンへ移行すると、ECU50は、ステップ200で、クーラ弁体12の全閉制御時の全閉学習開度ECBV0を取り込む。

0061

次に、ステップ210で、ECU50は、クーラ弁体12の初期全閉学習開度ECBVi0、すなわちクーラ弁座29等にデポジットの付着がない場合の全閉学習開度を取り込む。

0062

次に、ステップ220で、ECU50は、初期全閉学習開度ECBVi0に所定値A1を加算した開度が、全閉学習開度ECBV0よりも小さいか否かを判断する。ここで、所定値A1を、例えば「1〜3(deg)」に設定することができる。ECU50は、この判断結果が肯定となる場合は、クーラ弁座29等におけるデポジットの付着が多いものとして、処理をステップ230へ移行する。一方、ECU50は、この判断結果が否定となる場合は、クーラ弁座29等におけるデポジットの付着が微少であるものとして、処理をステップ240へ移行する。

0063

そして、ステップ230では、ECU50は、デポ燃焼要求フラグXCBを「1」に設定し、処理をステップ200へ戻す。

0064

一方、ステップ220から移行してステップ240では、ECU50は、デポ燃焼要求フラグXCBが「1」であるか否かを判断する。ECU50は、この判断結果が肯定となる場合は、クーラ弁座29等にデポジットが付着しているものとして、処理をステップ250へ移行する。一方、ECU50は、この判断結果が否定となる場合は、クーラ弁座29等におけるデポジットの付着が微少であるものとして、処理をステップ200へ戻す。

0065

ステップ250では、ECU50は、初期全閉学習開度ECBVi0に所定値B1(A1>B1)を加算した開度が、全閉学習開度ECBV0よりも大きいか否かを判断する。ECU50は、この判断結果が肯定となる場合は、クーラ弁座29等に付着したデポジットの燃焼が完了したものとして、処理をステップ260へ移行する。一方、ECU50は、この判断結果が否定となる場合は、クーラ弁座29等に付着したデポジットの燃焼が未完了であるものとして、処理をステップ200へ移行する。

0066

そして、ステップ260では、ECU50は、デポ燃焼要求フラグXCBを「0」に設定し、処理をステップ200へ戻す。

0067

上記したデポ燃焼要求フラグ設定制御によれば、ECU50は、クーラ弁体12につき、現在の全閉学習開度ECBV0が、デポジットが付着していない初期全閉学習開度ECBVi0よりある程度大きい場合に、クーラ弁座29等に対するデポジットの付着量が大きいものとして、デポ燃焼要求フラグXCBを「1」に設定するようになっている。

0068

上記の両制御において、ECU50は、所定の条件下でクーラ弁体12が微開するようにモータ16等を制御するための、この開示技術における制御手段の一例に相当する。

0069

図10に、クーラ弁体12が微開したときの本体ケーシング19を図5に準ずる断面図により示す。図11に、クーラ弁体12が微開したときの本体ケーシング19を図6に準ずる断面図により示す。クーラ弁体12が微開することで、図10図11に示すように、クーラ弁体12とクーラ弁座29との間に微小な隙間ができる。これにより、図10に示すように、第1の上流側ガス噴射孔41から上流側クーラ流路17aへ噴射される高温のEGRガスは、クーラ弁体12の表側と、クーラ弁体12とクーラ弁座29との間に流れることになる。一方、図11に示すように、第2の上流側ガス噴射孔42から上流側クーラ流路17aへ噴射される高温のEGRガスは、クーラ弁座29の表面と、クーラ弁座29とクーラ弁体12との間に流れることになる。

0070

以上説明したこの実施形態の構成によれば、第1実施形態の作用及び効果に加えて次のような作用及び効果を有する。すなわち、この実施形態では、所定の条件下でクーラ弁体12が微開するようにECU50によりモータ16等が制御される。従って、各上流側ガス噴射孔41,42を介して上流側バイパス流路18aから上流側クーラ流路17aへ噴射された高温のEGRガスが、図10図11に示すように、クーラ弁体12とクーラ弁座29との間へも流れ、クーラ弁体12とクーラ弁座29がより効果的に加熱される。このため、クーラ弁体12とクーラ弁座29に付着したデポジットを高熱により更に効果的に焼却することができる。

0071

バイパスバルブ1において、クーラ弁体12とクーラ弁座29が接触している部分では、高温のEGRガスを流してもデポジットが燃焼し難い場合がある。そこで、この実施形態では、デポジットの燃焼要求があるときは、クーラ弁体12の全閉制御を禁止し、クーラ弁体12を微開制御するようになっている。ここで、クーラ弁座29やクーラ弁体12におけるデポジットの堆積は徐々に進行するので、クーラ弁体12を常に微開制御する必要はない。通常、全閉要求がある場合はクーラ弁体12を全閉に制御し、全閉学習開度ECBV0が所定値以上開き側にずれた場合(デポジットがクーラ弁体12とクーラ弁座29との間に堆積した場合)にクーラ弁体12を微開制御すればよい。

0072

<第3実施形態>
次に、EGRクーラバイパスバルブをEGRクーラユニットに具体化した第3実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

0073

[クーラ流路におけるデポジット対策について]
図12には、クーラケーシング3とバイパスバルブ1を図4に準ずる断面図により示す。図13に、本体ケーシング19を図10に準ずる断面図により示す。図14に、本体ケーシング19を図11に準ずる断面図により示す。この実施形態では、EGRガス送流手段の構成の点で第2実施形態と異なる。すなわち、図12図14に示すように、この実施形態では、下流側バイパス流路18bにおけるEGRガスの圧力を、下流側クーラ流路17bにおけるEGRガスの圧力よりも高くするために、出口パイプ5のフランジ5aにおけるバイパス側孔5cの内径が、クーラ側孔5bの内径よりも小さく設定される。すなわち、下流側バイパス流路18bには、その断面積を絞るための流路絞りが設けられる。

0074

加えて、この実施形態では、図13図14に示すように、本体ケーシング19において、下流側クーラ流路17bと下流側バイパス流路18bとの間を連通し、下流側バイパス流路18bを流れる高温のEGRガスの一部を下流側クーラ流路17bへ噴射するための第1の下流側ガス噴射孔45と第2の下流側ガス噴射孔46が設けられる。図13に示すように、クーラ弁体12が微開した状態において、第1の下流側ガス噴射孔45から下流側クーラ流路17bへ噴射される高温のEGRガスは、クーラ弁座29の裏側と、クーラ弁座29とクーラ弁体12との間の隙間へ流れる。一方、図14に示すように、クーラ弁体12が微開した状態において、第2の下流側ガス噴射孔46から下流側クーラ流路17bへ噴射される高温のEGRガスは、主としてクーラ弁座29とクーラ弁体12との間の隙間へ流れる。

0075

ここで、各下流側ガス噴射孔45,46は、下流側バイパス流路18bを流れるEGRガスが下流側クーラ流路17bにおけるクーラ弁座29へ向かって噴射するようにバルブケーシング11の軸線L1に対し所定の角度で傾斜する。

0076

以上説明したこの実施形態の構成によれば、第2実施形態の作用及び効果に加えて次のような作用及び効果を有する。すなわち、この実施形態では、バイパスバルブ1の本体ケーシング19において、下流側バイパス流路18bを流れる高温のEGRガスの一部が、各下流側ガス噴射孔45,46によって、下流側クーラ流路17bにおけるクーラ弁座29へ向かって噴射される。また、下流側バイパス流路18bが流路絞りにより絞られるので、下流側バイパス流路18bにおけるEGRガスの圧力が下流側クーラ流路17bにおけるEGRガスの圧力よりも高くなり、高温のEGRガスが、下流側バイパス流路18bから下流側クーラ流路17bへ勢いよく噴射される。従って、クーラ流路17におけるクーラ弁体12とクーラ弁座29が、高温のEGRガスにより効果的に加熱される。このため、クーラ弁体12とクーラ弁座29に付着していたデポジットを高熱により効果的に焼却することができる。

0077

前記第1及び第2の実施形態では、上流側バイパス流路18aと上流側クーラ流路17aとの間に各上流側ガス噴射孔41,42が設けられていた。そのため、クーラ弁体12が全開でバイパス弁体13が全閉となるときは、上流側バイパス流路18aから上流側クーラ流路17aへ、各上流側ガス噴射孔41,42を介して一部のEGRガスが流れ込む。その結果、上流側バイパス流路18aから上流側クーラ流路17aへEGRガスが流れ込む分だけ、EGRクーラ(クーラ通路6と熱交換器9)によるEGRガスの冷却効率が低下するおそれがある。これに対し、本実施形態では、下流側バイパス流路18bと下流側クーラ流路17bとの間に各下流側ガス噴射孔45,46が設けられる。そのため、クーラ弁体12が全開でバイパス弁体13が全閉となるときに、下流側バイパス流路18bから下流側クーラ流路17bへ、各下流側ガス噴射孔45,46を介してEGRガスが流れ込むことがない。その結果、クーラ流路17とバイパス流路18との間を下流側ガス噴射孔45,46により連通させても、EGRクーラ(クーラ通路6と熱交換器9)によるEGRガスの冷却効率の低下を抑えることができる。

0078

なお、この開示技術は前記各実施形態に限定されるものではなく、開示技術の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。

0079

前記各実施形態では、EGRクーラ(クーラ通路6及び熱交換器9)とバイパス通路7をクーラケーシング3として一体に設けたが、EGRクーラ(クーラ通路及び熱交換器)とバイパス通路を別体に設けることもできる。

0080

この開示技術は、エンジンに設けられるEGR装置に利用することができる。

0081

1バイパスバルブ
6クーラ通路(EGRクーラ)
7バイパス通路
9熱交換器(EGRクーラ)
11バルブケーシング
12クーラ弁体
13バイパス弁体
14弁軸
15減速機構(駆動手段)
16モータ(駆動手段)
17クーラ流路
17a上流側クーラ流路
17b 下流側クーラ流路
18バイパス流路
18a上流側バイパス流路
18b 下流側バイパス流路
19 本体ケーシング
21隔壁
29 クーラ弁座
30バイパス弁座
41 第1の上流側ガス噴射孔
42 第2の上流側ガス噴射孔
45 第1の下流側ガス噴射孔
46 第2の下流側ガス噴射孔
50 ECU(制御手段)

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