(57)【要約】【課題】燃焼室に再循環させる排気の温度をより簡便な構成にて適切に調整することのできる内燃機関の排気再循環装置を提供する。【解決手段】ＥＧＲ装置２０は、吸気通路１１と排気通路１２とを連通するＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２２と、同ＥＧＲクーラ２２に接続されて冷却水が流通する冷却水通路３０と、同冷却水通路３０内の冷却水流量を調整する弁部４１を有する流量調整弁３１とを備える。ＥＧＲ通路２１には、ＥＧＲクーラ２２よりも下流側に設けられてＥＧＲガスの温度が高いほど大きく変形するバイメタル４２が設けられている。また、このバイメタル４２と弁部４１とを連結する伝達機構４０によって、バイメタル４２の変形量が大きいときほど冷却水流量が多くなるようにバイメタル４２の変形が弁部４１の動作に変換して伝達される。【選択図】図１
2010106720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路と排気通路とを連通する排気再循環通路と、同排気再循環通路に設けられて同排気再循環通路を流通する排気と前記機関の冷却水との間で熱交換をすることにより前記排気を冷却する排気冷却装置と、同排気冷却装置に接続されて前記冷却水が流通する冷却水通路と、同冷却水通路に設けられて同冷却水通路内の冷却水流量を調整する弁部を有する流量調整弁とを備える内燃機関の排気再循環装置において、
前記排気再循環通路において前記排気冷却装置よりも下流側に設けられて同排気再循環通路を流通する排気の温度が高いほど大きく変形する感熱変形機構と、
前記感熱変形機構と前記弁部とを連結する機構であって、前記感熱変形機構の変形量が大きいときほど前記冷却水流量が多くなるように前記感熱変形機構の変形を前記弁部の動作に変換して伝達する伝達機構とを備える
ことを特徴とする内燃機関の排気再循環装置。
【請求項２】
請求項１に記載される内燃機関の排気再循環装置において、
前記感熱変形機構は、バイメタルで構成される
ことを特徴とする内燃機関の排気再循環装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関の排気再循環装置において、
前記排気再循環通路における前記排気冷却装置の上流側と下流側とを連通するバイパス通路と、同バイパス通路を流通する排気の流量を調整する調整弁とを更に備える
ことを特徴とする内燃機関の排気再循環装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の排気再循環装置において、
前記感熱変形機構は、前記排気再循環通路において前記排気冷却装置と同排気冷却装置の下流側に接続された前記バイパス通路の接続部との間に設けられる
ことを特徴とする内燃機関の排気再循環装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載される内燃機関の排気再循環装置において、
前記伝達機構は、前記感熱変形機構の変形に伴い変位する出力部材と、前記弁部の開度を調整する入力部材と、前記出力部材と入力部材とを連結する連結部材とを備える
ことを特徴とする内燃機関の排気再循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関の排気再循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関においては、排気通路と吸気通路とを連通する排気再循環通路（ＥＧＲ通路）を通じて排気通路を流通する排気の一部を吸気通路に再循環させるようにした排気再循環装置（ＥＧＲ装置）を備えるものが知られている。こうしたＥＧＲ装置では、ＥＧＲ通路を流通する排気の量を調整する排気量調整弁（ＥＧＲバルブ）が同ＥＧＲ通路に設けられており、このＥＧＲバルブの開度が機関運転状態に応じて制御されることにより、吸気通路に再循環される排気の量が機関運転状態に適合した量に調整される。これにより、機関運転状態に適合した量の排気が吸気通路に再循環されて燃焼室での燃焼温度が低下するため、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量を抑制することができるようになる。
【０００３】
また、こうしたＥＧＲ装置では、ＥＧＲ通路を流通する排気を冷却するＥＧＲクーラが設けられているものが知られている。このＥＧＲクーラは、ＥＧＲ通路を流通する排気と機関冷却水との熱交換をすることにより排気を冷却するものであって、同ＥＧＲクーラにより排気を冷却して燃焼室に再循環させることにより、同燃焼室への排気の充填効率を向上させることができるとともに、燃焼室における燃焼温度を低下させることができるため、より効率的にＮＯｘの生成を抑制することができるようになる。
【０００４】
ここで、ＥＧＲ通路を流通する排気に含まれる煤等がＥＧＲクーラに付着する等によって熱交換効率が低下、すなわち同ＥＧＲクーラの冷却効率が低下した場合には、適切な温度にまで排気を冷却することができないといった不都合の発生が懸念される。こうしてＥＧＲ通路を流通する排気の温度が上昇して同排気の体積が膨張すると、上記ＥＧＲバルブの開度が同一に制御される場合であっても、燃焼室に再循環される排気の量（質量）が減少するため、機関運転状態に適合する量の排気を燃焼室に再循環させることができなくなるおそれもある。
【０００５】
そこで従来、ＥＧＲクーラを流通する冷却水の流量を調整する電磁駆動式の流量調整弁を設けるとともに、ＥＧＲクーラの冷却効率を考慮して同冷却水調整弁の開度を調整するようにした構成が提案されている。例えば、特許文献１の排気再循環装置では、ＥＧＲ通路においてＥＧＲクーラの上流側及び下流側にそれぞれ設けられた排気温度センサと、冷却水が流通する冷却水通路に設けられた水温センサと備えるようにしている。そして、これらセンサにより検知される排気温度と冷却水温度とに基づいてＥＧＲクーラの冷却効率を把握し、その把握した冷却効率に応じて流量調整弁の開度を調整するようにしている。
【特許文献１】特開平１１−２００９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１に記載されるような電磁駆動式の流量調整弁を備える構成において、この流量調整弁の開度調整を通じて冷却水の流量が迅速に調整される場合であっても、ＥＧＲクーラにおける排気の冷却は、上述したように排気と冷却水との熱交換によって行われるものであるため、排気の温度は比較的緩やかに変化する。したがって、電磁駆動式の流量調整弁を備える構成では、ＥＧＲクーラにおける排気の冷却効率といった比較的応答性の低いものを調整するために、そうした要求応答性を超えた高い応答性を有する電磁駆動式の流量調整弁を採用していることになる。こうした電磁駆動式の流量調整弁を採用するためには、ＥＧＲクーラの冷却効率を演算して同流量調整弁に駆動信号を出力する電子制御装置や、排気温度センサ及び水温センサいった種々の構成が必要になるため、その構成が複雑となりコストの増大も避けられない。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃焼室に再循環させる排気の温度をより簡便な構成にて適切に調整することのできる内燃機関の排気再循環装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の吸気通路と排気通路とを連通する排気再循環通路と、同排気再循環通路に設けられて同排気再循環通路を流通する排気と前記機関の冷却水との間で熱交換をすることにより前記排気を冷却する排気冷却装置と、同排気冷却装置に接続されて前記冷却水が流通する冷却水通路と、同冷却水通路に設けられて同冷却水通路内の冷却水流量を調整する弁部を有する流量調整弁とを備える内燃機関の排気再循環装置において、前記排気再循環通路において前記排気冷却装置よりも下流側に設けられて同排気再循環通路を流通する排気の温度が高いほど大きく変形する感熱変形機構と、前記感熱変形機構と前記弁部とを連結する機構であって、前記感熱変形機構の変形量が大きいときほど前記冷却水流量が多くなるように前記感熱変形機構の変形を前記弁部の動作に変換して伝達する伝達機構とを備えることを要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、排気冷却装置における冷却効率の低下や、排気冷却装置に流入する排気の温度が非常に高い等の理由により、排気冷却装置から流出する排気の温度が高くなるときには、感熱変形機構の変形量が大きくなる。このように感熱変形機構の変形量が大きくなると、その変形量に応じて流量調整弁の弁部が作動し、排気冷却装置に接続された冷却水通路内の冷却水流量が多くなるため、排気冷却装置の冷却効率が向上するようになる。したがって、排気冷却装置において排気を適切に冷却することができる。一方、排気冷却装置から流出する排気の温度が比較的低いときには、感熱変形機構の変形量が小さくなる。このように感熱変形機構の変形量が小さくなると、その変形量に応じて流量調整弁の弁部が作動し、排気冷却装置に接続された冷却水通路内の冷却水流量が少なくなるため、排気冷却装置において排気が過度に冷却されることを抑えることができる。ここで、同構成では、上記のように構成される感熱変形機構と伝達機構といった機械式の簡便な機構を採用することにより、排気の温度に応じた冷却水の流量調整を実現している。これにより、排気冷却装置における排気の冷却効率といった比較的応答性の低いものを調整するに際して、応答性の高い電磁駆動式の流量調整弁で冷却水の流量調整を行う場合と比較して、そうした低い応答性に見合った簡便な構成にて燃焼室に再循環させる排気の温度を適切に調整することができるようになる。
【００１０】
上記感熱変形機構について、具体的には、請求項２に記載の発明によるように、バイメタルで構成される、といった構成を採用することができる。こうしたバイメタルは、通常、温度変化に対する形状変化が穏やかであるため、排気冷却装置における排気の冷却効率といった比較的応答性の低いものを感熱変形機構の変形を通じて調整するに際し、そうした低い応答性に見合った感熱変形機構の変形速度を好適に得ることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の排気再循環装置において、前記排気再循環通路における前記排気冷却装置の上流側と下流側とを連通するバイパス通路と、同バイパス通路を流通する排気の流量を調整する調整弁とを更に備えることを要旨とする。
【００１２】
上記構成では、排気再循環通路において排気冷却装置を迂回するバイパス通路と、同バイパス通路を流通する排気の流量を調整する調整弁とを更に備えるようにしている。そのため、排気を冷却せずに燃焼室に再循環させることが要求される場合には、バイパス通路を通じて排気を再循環させることにより、排気冷却装置を介さずに排気を燃焼室に再循環させることができる。また、一般に、こうしたバイパス通路を通じた排気の再循環による排気温度の調整に際してその応答性は、感熱変形機構及び伝達機構による排気温度の調整の応答性に比較して高い。したがって、温度の高い排気を燃焼室に再循環させることが望ましい機関運転状態にある場合には、バイパス通路を通じて排気を燃焼室に再循環させることにより、排気の温度を迅速に調整することができるようになる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の排気再循環装置において、前記感熱変形機構は、前記排気再循環通路において前記排気冷却装置と同排気冷却装置の下流側に接続された前記バイパス通路の接続部との間に設けられることを要旨とする。
【００１４】
上記構成では、感熱変形機構を、排気冷却装置と同排気冷却装置の下流側に接続された前記バイパス通路の接続部との間に、すなわち排気冷却装置の下流側に接続されたバイパス通路の接続部よりも上流側に設けるようにしている。そのため、感熱変形機構には排気冷却装置を通過した排気のみが流れるようになる。したがって、排気冷却装置の冷却効率に関与しないバイパス通路経由の排気によって感熱変形機構が変形し、誤って冷却水の流量が調整されてしまうことを回避することができる。
【００１５】
上記伝達機構としては、請求項５に記載の発明によるように、前記感熱変形機構の変形に伴い変位する出力部材と、前記流量調整弁の開度を調整する入力部材と、前記出力部材と入力部材とを連結する連結部材とを備える、といった構成を採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明にかかる内燃機関の排気再循環装置を具体化した一実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関１０は複数の気筒（＃１〜＃４）を有し、これら気筒（＃１〜＃４）には、燃焼室１０ａがそれぞれ区画形成されている。
【００１７】
吸気通路１１には、同通路１１を流通する吸入空気の量を調整するスロットルバルブ１４が設けられている。また、この吸気通路１１においてスロットルバルブ１４の上流側には、同通路１１を流通する吸入空気の量を検知するためのエアフロメータ１３が取り付けられている。この吸気通路１１を流通する吸入空気は、吸気マニホールド１１ａを通じて各気筒（＃１〜＃４）の燃焼室１０ａに導入される。こうして燃焼室１０ａに導入された吸入空気は燃料噴射弁（図示略）から供給される燃料と混合されて燃焼され、燃焼後の排気は、排気マニホールド１２ａを通じて排気通路１２に排出される。
【００１８】
内燃機関１０には、上記排気通路１２を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして燃焼室１０ａに再循環させる排気再循環装置（ＥＧＲ装置）２０が設けられている。このＥＧＲ装置２０には、吸気通路１１と排気通路１２とを連通する排気再循環通路（ＥＧＲ通路）２１が設けられ、このＥＧＲ通路２１を通じてＥＧＲガスが吸気通路１１に導入されることにより、ＥＧＲガスが燃焼室１０ａに再循環される。
【００１９】
また、ＥＧＲ通路２１には、同通路２１を流通するＥＧＲガスの量を調整する排気量調整弁（ＥＧＲバルブ）２３と、同通路２１を流通するＥＧＲガスを冷却する排気冷却装置（ＥＧＲクーラ）２２とが設けられている。
【００２０】
ＥＧＲクーラ２２には、機関１０の冷却水が流通する冷却水通路３０が接続されており、冷却水通路３０には、同冷却水通路３０内の冷却水流量を調整する弁部４１を有する流量調整弁３１が設けられている。そして、ＥＧＲ通路２１を流通するＥＧＲガスは、このＥＧＲクーラ２２において、冷却水通路３０を流通する冷却水との間で熱交換が行われることにより冷却される。
【００２１】
さらに、ＥＧＲ通路２１には、ＥＧＲクーラ２２の上流側２１ａと下流側２１ｂとを連通するバイパス通路２４が取り付けられている。また、このバイパス通路２４には、同通路２４の開放状態と閉塞状態とを切り替える切替弁２５が設けられている。この切替弁２５が、バイパス通路２４を流通するＥＧＲガスの流量を調整する調整弁として機能する。
【００２２】
内燃機関１０には、同機関１０の運転状態を把握するべく、上述したエアフロメータ１３に加えて、さらに種々のセンサ、例えば内燃機関１０の機関回転速度ＮＥを検知する機関回転速度センサ５１等が設けられている。こうしたセンサから出力された信号は、内燃機関１０を総括的に制御する電子制御装置５０に入力される。
【００２３】
電子制御装置５０は、演算処理を実行する中央演算処理（ＣＰＵ）、各種制御プログラムや演算マップ及び制御の実行に際して算出されるデータ等を記憶保持するメモリ、Ａ／Ｄ変換器、入出力インターフェイス等を備えている。そして、この電子制御装置５０は、各種センサからの信号に基づき、内燃機関１０の運転状態を把握するとともに、把握した状態に基づき各種装置の制御を実行する。
【００２４】
例えば、電子制御装置５０は、上述したエアフロメータ１３及び機関回転速度センサ５１等の出力信号に基づいて内燃機関１０の負荷状態を把握するとともに、この負荷状態に適合した量のＥＧＲガスを燃焼室１０ａに再循環するべく、上記ＥＧＲバルブ２３の開度を調整する。これにより、機関運転状態に適合した量のＥＧＲガスが、燃焼室１０ａに再循環される。
【００２５】
また、電子制御装置５０は、上記切替弁２５の開閉制御を通じて、燃焼室１０ａに再循環させるＥＧＲガスの温度を調整する。具体的には、内燃機関１０の暖機中など、ＥＧＲガスを冷却せずに燃焼室に再循環させることが要求される場合には、上記切替弁２５を開弁することにより、上記バイパス通路２４を通じてＥＧＲガスを燃焼室１０ａに再循環させる。一方、内燃機関１０の暖機完了後など、ＥＧＲガスを冷却して燃焼室に再循環させることが要求される場合には、上記切替弁２５を閉弁することにより、ＥＧＲクーラ２２を介してＥＧＲガスを燃焼室１０ａに再循環させる。
【００２６】
本実施形態におけるＥＧＲ装置２０には、上記ＥＧＲ通路２１におけるＥＧＲクーラ２２の下流側２１ｂであって、同ＥＧＲクーラ２２と上記バイパス通路２４の接続部との間におけるＥＧＲ通路２１の内部に、同ＥＧＲ通路２１を流通するＥＧＲガスの温度に応じて変形するバイメタル４２が設けられている。このバイメタル４２は、熱膨張率が互いに異なる２枚の金属をはり合わせて形成されている。
【００２７】
次に、図２〜図７を併せて参照して、このバイメタル４２の変形を利用してＥＧＲガスの温度を調整する機械式の機構について説明する。
図２に示すように、バイメタル４２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。従って、バイメタル４２の雰囲気温度が高くなるほど、バイメタル４２の渦巻きは広がるように変形する。
【００２８】
同図２及び図３に示すように、バイメタル４２の基端部４２ｂは、ＥＧＲ通路２１の内壁２１Ａに固定されている。また、バイメタル４２の渦巻きの中心軸に直交する側面が、先の図２に矢印Ａにて示すＥＧＲガスの流れ方向に沿うように同バイメタル４２は配設されている。そして、このバイメタル４２は、その基端部４２ｂ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６に示すように、このバイメタル４２は、ＥＧＲ通路２１を流通するＥＧＲガスの温度が高くなるときほど、その変形量が大きくなり、ＥＧＲガスの温度が高くなるときほど、渦巻きの中心を巻き込む量（巻き込み量）が少なくなる。
【００２９】
一方、バイメタル４２の先端部４２ａ（渦巻きの中心）には、同バイメタル４２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４４が、渦巻きの中心軸方向に沿って接続されている。この出力用回動軸４４は、図３に示すようにＥＧＲ通路２１の壁部に形成された貫通孔２１Ｂを貫通している。そして、図２や図３に示すように、出力用回動軸４４においてＥＧＲ通路２１から突出した先端部には、この出力用回動軸４４の回動に同期して回動する連結部材４３にあってバイメタル側連結部材４３ａの一端が接続されている。なお、ＥＧＲ通路２１の壁部に形成された貫通孔２１Ｂには、ＥＧＲガスの漏出を抑制するシール（図示略）が設けられている。
【００３０】
連結部材４３は、上記バイメタル側連結部材４３ａと、上記弁部４１に連結される弁部側連結部材４３ｂと、これらバイメタル側連結部材４３ａと弁部側連結部材４３ｂとを繋ぐ繋部４３ｃとで構成されている。そして、バイメタル４２の伸縮に伴って出力用回動軸４４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４３ａも回動する。そして、バイメタル側連結部材４３ａの回動が繋部４３ｃを介して弁部側連結部材４３ｂに伝達されることにより、弁部側連結部材４３ｂも回動され、その弁部側連結部材４３ｂの回動が弁部４１に伝達される。
【００３１】
図４及び図５に示すように、冷却水通路３０に配設された流量調整弁３１は、いわゆるバタフライ弁であって、弁部４１は、その外径が冷却水通路３０の内径と略同一である略円盤状に形成されている。そして、この弁部４１の周縁部４１ａには、同弁部４１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４５と固定軸４６とがそれぞれ延設されている。この固定軸４６は、冷却水通路３０の壁部に対して回動可能に支持されている。
【００３２】
入力用回動軸４５は、冷却水通路３０の壁部に形成された貫通孔３０Ａを貫通しており、同冷却水通路３０から突出した先端部には、上記連結部材４３の末端、すなわち上記弁部側連結部材４３ｂの端部が接続されている。そして、入力用回動軸４５は、この弁部側連結部材４３ｂの回動に同期して回動する。これにより、弁部４１は、入力用回動軸４５と固定軸４６とに沿った軸を中心に回動し、この弁部４１の回動によって冷却水通路３０の流通面積が調整される。具体的には、バイメタル４２の変形による出力用回動軸４４の回動に伴って弁部側連結部材４３ｂに接続された入力用回動軸４５も回動し、図７に示すように、上記バイメタル４２の変形量が大きいときほど流量調整弁３１の開度が大きくなるように、すなわち冷却水通路３０の流通面積が大きくなるように調整される。なお、冷却水通路３０に形成された貫通孔３０Ａには、機関冷却水が漏出を抑制するシール（図示略）が設けられている。
【００３３】
ここで、上述したバイメタル４２が、排気の温度が高いほど大きく変形する感熱変形機構に相当する。また、出力用回動軸４４が、バイメタル４２の変形（伸縮）に伴い変位する出力部材に相当し、入力用回動軸４５が、流量調整弁３１の開度を調整する入力部材に相当し、連結部材４３がこれら出力部材（出力用回動軸４４）と入力部材（入力用回動軸４５）とを連結する連結部材に相当する。さらに、これら出力用回動軸４４と入力用回動軸４５と連結部材４３とにより、バイメタル４２の変形を弁部４１の動作に変換して伝達する伝達機構４０（図１を参照）が構成されている。なお、上記バイメタル４２の変形量が最大になるときに流量調整弁３１が全開となり（弁部４１が、先の図４に一点鎖線にて示す状態になる）、バイメタル４２の変形量が最小となるときに流量調整弁３１が全閉となる（弁部４１が、先の図４に実線にて示す状態になる）ように、上記バイメタル４２及び伝達機構４０の配置や大きさが設計されている。
【００３４】
次に、図８を併せて参照して、バイメタル４２及び伝達機構４０の動作について説明する。なお、先の図２及び図４における実線は、ＥＧＲガスが比較的低温であるときの各構成の動作状態を示し、一点鎖線は、ＥＧＲガスが比較的高温であるときの各構成の動作状態を示している。ちなみに、バイメタル４２の変形量は、標準的な外気温（例えば２０℃）における変形量を「０」とすると、バイメタル４２の雰囲気温度が高くなるほど渦巻きが広がる方向に大きくなり、雰囲気温度が低くなるほど渦巻きが縮む方向に大きくなる。ここで、バイメタル４２が曝されるＥＧＲガスの温度は、標準的な外気温よりもかなり高い温度であるため、基本的にバイメタル４２は渦巻きが広がる方向に変形することになる。そこで、以下では、バイメタル４２にあって渦巻きが広がる方向への変形量が小さいことを、「変形量が少ない」といい、渦巻きが広がる方向への変形量が大きいことを、「変形量が大きい」という。
【００３５】
（ａ）ＥＧＲガスの低温時（実線）
ＥＧＲクーラ２２から流出するＥＧＲガスの温度が低くなるほど、バイメタル４２の変形量は小さくなり、バイメタル４２は、その基端部４２ｂを固定端として渦巻きの中心軸方向に縮小していく。従って、バイメタル４２の先端部４２ａに接続された出力用回動軸４４は、バイメタル側連結部材４３ａとともに図２の矢印Ｂ１に示す方向に回動する。
【００３６】
一方、弁部側連結部材４３ｂは、繋部４３ｃを介してバイメタル側連結部材４３ａとの角度を変更しながら図４に実線にて示す位置に移動する。こうした弁部側連結部材４３ｂの移動に同期した入力用回動軸４５の回動により、弁部４１が矢印Ｃ１に示す方向に回動して実線で示す位置に近づくようになるため、冷却水通路３０の流通面積が小さくなる。
【００３７】
例えば、図８に示すように、内燃機関１０の状態が「暖機中」または「軽負荷時」であるときには、ＥＧＲガスの温度が低くなる傾向にある。したがって、バイメタル４２の変形量が小さくなるため、流量調整弁３１の開度が小さくなり、冷却水通路３０を流通する冷却水の流量が少なくなる。
【００３８】
このようにバイメタル４２の変形量が小さくなると、その変形量に応じて流量調整弁３１の弁部４１が作動し、ＥＧＲクーラ２２に接続された冷却水通路３０内の冷却水流量が少なくなるため、ＥＧＲクーラ２２においてＥＧＲガスが過度に冷却されることを抑えることができる。
【００３９】
（ｂ）ＥＧＲガスの高温時（一点鎖線）
ＥＧＲクーラ２２における冷却効率の低下や、ＥＧＲクーラ２２に流入するＥＧＲガスの温度が非常に高い等の理由により、同ＥＧＲクーラ２２から流出するＥＧＲガスの温度が高くなるときには、同ＥＧＲ通路２１に配置されたバイメタル４２の変形量が、ＥＧＲガスの温度に応じて大きくなる。したがって、バイメタル４２は、その基端部４２ｂを固定端として渦巻きの中心軸方向から広がっていき、同バイメタル４２の先端部４２ａに接続された出力用回動軸４４は、バイメタル側連結部材４３ａとともに図２の矢印Ｂ２に示す方向に回動する。
【００４０】
一方、弁部側連結部材４３ｂは、繋部４３ｃを介してバイメタル側連結部材４３ａとの角度を変更しながら図４に一点鎖線にて示す位置に移動する。こうした弁部側連結部材４３ｂの移動に同期した入力用回動軸４５の回動により、弁部４１が矢印Ｃ２に示す方向に回動して一点鎖線で示す位置に近づいていくため、冷却水通路３０の流通面積が大きくなる。
【００４１】
例えば、図８に示すように、内燃機関１０の状態が「暖機完了後」であり、且つＥＧＲクーラ２２の冷却効率が「低下」しているときには、ＥＧＲガスの温度が高くなる傾向にある。これにより、バイメタル４２の変形量が大きくなるため、流量調整弁３１の開度が大きくなり、冷却水通路３０を流通する冷却水の流量が多くなる。
【００４２】
このように、バイメタル４２の変形量が大きくなると、その変形量に応じて弁部４１が作動し、ＥＧＲクーラ２２に接続された冷却水通路３０内の冷却水流量が多くなるため、このＥＧＲクーラ２２の冷却効率が向上するようになる。したがって、ＥＧＲクーラ２２においてＥＧＲガスを適切に冷却することができる。
【００４３】
これに対し、図８に示すように、内燃機関１０の状態が「暖機完了後」であり、且つＥＧＲクーラ２２の冷却効率が「良好」であるときには、ＥＧＲガスの温度が適切な範囲に維持される傾向にある。これにより、バイメタル４２の変形量が中程度となるため、これにより、流量調整弁３１の開度、及び冷却水通路３０を流通する冷却水の流量も中程度に保持される。
【００４４】
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）バイメタル４２と伝達機構４０といった機械式の簡便な機構を採用することにより、ＥＧＲガスの温度に応じた冷却水の流量調整を実現している。これにより、ＥＧＲクーラ２２におけるＥＧＲガスの冷却効率といった比較的応答性の低いものを調整するに際して、応答性の高い電磁駆動式の流量調整弁で冷却水の流量調整を行う場合と比較して、そうした低い応答性に見合った簡便な構成にて燃焼室１０ａに再循環させるＥＧＲガスの温度を適切に調整することができるようになる。
【００４５】
（２）熱膨張率が互いに異なる２枚の金属をはり合わせて形成されたバイメタルは、通常、温度変化に対する形状変化が穏やかである。同実施形態では、このバイメタルにより構成されたバイメタル４２を感熱変形機構として採用しているため、ＥＧＲクーラ２２におけるＥＧＲガスの冷却効率といった比較的応答性の低いものを感熱変形機構の変形を通じて調整するに際し、そうした低い応答性に見合った感熱変形機構の変形速度を好適に得ることができる。
【００４６】
（３）ＥＧＲ装置２０には、ＥＧＲ通路２１においてＥＧＲクーラ２２を迂回するバイパス通路２４と、同バイパス通路２４を流通するＥＧＲガスの流量を調整する切替弁２５とが設けられている。したがって、ＥＧＲガスを冷却せずに燃焼室１０ａに再循環させることが要求される場合には、バイパス通路２４を通じてＥＧＲガスを再循環させることにより、ＥＧＲクーラ２２を介さずにＥＧＲガスを燃焼室１０ａに再循環させることができる。また、一般に、こうしたバイパス通路２４を通じたＥＧＲガスの再循環によるＥＧＲガスの温度調整に際してその応答性は、バイメタル４２及び伝達機構４０によるＥＧＲガス温度の調整の応答性に比較して高い。したがって、内燃機関１０が暖機中である等、その運転状態が、比較的高温のＥＧＲガスを燃焼室１０ａに再循環させることが望ましい状態にある場合には、バイパス通路２４を通じてＥＧＲガスを燃焼室１０ａに再循環させることにより、燃焼室１０ａに再循環させるＥＧＲガスの温度を迅速に調整することができるようになる。すなわち、同実施形態では、バイパス通路２４を利用したＥＧＲガスの温度調整と、バイメタル４２を利用したＥＧＲガスの温度調整とを組み合わせることにより、機関１０の運転状態に適合したＥＧＲガスの温度調整をより適切にすることができる。
【００４７】
（４）バイメタル４２は、ＥＧＲクーラ２２の下流側２１ｂに接続されたバイパス通路２４の接続部とＥＧＲクーラ２２との間に、すなわちＥＧＲクーラ２２の下流側に接続されたバイパス通路２４の接続部よりも上流側に設けられている。そのため、このバイメタル４２には、ＥＧＲクーラ２２を通過したＥＧＲガスのみが流れるようになる。したがって、ＥＧＲクーラ２２の冷却効率に関与しないバイパス通路２４経由のＥＧＲガスによってバイメタル４２が変形し、誤って冷却水の流量が調整されてしまうことを回避することができる。
【００４８】
（５）伝達機構４０は、バイメタル４２の変形に伴い変位する出力用回動軸４４と、流量調整弁３１の開度を調整する入力用回動軸４５と、これら出力用回動軸４４と入力用回動軸４５とを連結する連結部材４３とを備えて構成されている。このように、伝達機構４０は機械式の部材によって構成されるものであるため、長期的且つ安定的にＥＧＲクーラ２２の冷却効率を維持することができるとともに、コストの増大も抑えることができるようになる。
【００４９】
（その他の実施形態）
なお、この発明にかかる内燃機関の排気再循環装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、同実施の形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
【００５０】
・上記実施形態では、バイパス通路２４を流通するＥＧＲガスの流量を調整する弁として、同通路２４の開放状態と閉塞状態とを切り替える切替弁２５を設ける例を示した。しかし、このように開放状態と閉塞状態とを切り換えるだけではなく、同バイパス通路２４の流通面積を調整する調整弁を設けることにより同通路２４を流通するＥＧＲガスの流量を連続的に調整するようにしてもよい。
【００５１】
・上記実施形態では、バイメタル４２を、ＥＧＲクーラ２２の下流側２１ｂに接続されたバイパス通路２４の接続部よりも上流側に設ける例を示したが、この接続部よりも下流側に設けるようにしてもよい。この場合であっても、上記（１）〜（３）、（５）に示した作用効果を奏することができる。
【００５２】
・上記実施形態では、ＥＧＲクーラ２２を迂回してＥＧＲガスを燃焼室１０ａに再循環させるためのバイパス通路２４を設ける例を示したが、同バイパス通路２４については必ずしも設けることを要しない。この場合であっても、上記（１）、（２）、（５）に示した作用効果を奏することができる。
【００５３】
・上記バイメタル４２は、渦巻きの外側に配設される金属の材質が、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であった。この他、渦巻きの外側に配設される金属の材質が、渦巻きの内側に配設される金属の熱膨張率よりも高いものを採用することも可能である。この変形例では、バイメタル４２の雰囲気温度が高くなるほど、バイメタル４２の渦巻きは縮むように変形するため、そうした変形態様に合わせて、バイメタル４２の縮み量が大きくなるほど冷却水通路３０内の冷却水流量が多くなるように上記伝達機構４０を構成すればよい。  ・上記実施形態では、渦巻き状に形成されたバイメタル４２を設ける例を示したが、こうしたバイメタル４２の形状については、適宜変更してもよい。
【００５４】
・上記実施形態では、感熱変形機構としてバイメタル４２を使用する例を示した。しかしながら、ＥＧＲガスの温度が高いほど大きく変形する部材であれば、他の部材により感熱変形機構を構成してもよい。他の部材としては、例えば、形状記憶合金等が挙げられる。
【００５５】
・上記実施形態において示した連結部材４３の構成は一例であって、例えば弁部４１及びバイメタル４２の配置等に応じて適宜変更することができる。
・また、上記実施形態において、流量調整弁３１がバタフライ弁である例を示したが、他の構成を採用してもよい。すなわち、同実施形態に示したように連結部材４３の動作に応じて流量調整弁の弁部が作動し、これにより冷却水通路３０を流通する冷却水流量が調整される構成であれば、他の構成を有する流量調整弁を採用してもよい。
【００５６】
・さらに、伝達機構４０についても、その構成を適宜変更することができる。要するに、ＥＧＲガスの温度に応じて変形する感熱変形機構の変化量に応じて、流量調整弁の弁部が作動する機械式の機構であれば、何れの構成を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明にかかる内燃機関の排気再循環装置を具体化した一実施形態について、これが適用される内燃機関とその周辺構成を示す概略構成図。
【図２】同実施形態のＥＧＲ通路におけるバイメタル、出力用回動軸及び連結部材の配設態様を示す平面図。
【図３】図２に示すＹ−Ｙ線に沿ったＥＧＲ通路の断面図。
【図４】同実施形態の冷却水通路における弁部、入力用回動軸及び連結部材の配設態様を示す平面図。
【図５】図４におけるＺ−Ｚ線に沿った冷却水通路の断面図。
【図６】ＥＧＲガスの温度とバイメタルの変形量との関係を示すグラフ。
【図７】バイメタルの変形量と流量調整弁の開度との関係を示すグラフ。
【図８】同実施形態において、機関運転状態及びＥＧＲクーラの冷却効率に応じた、バイメタルの変形量、流量調整弁の開度及び冷却水の流量の変化を示す表。
【符号の説明】
【００５８】
１０…内燃機関、１０ａ…燃焼室、１１…吸気通路、１１ａ…吸気マニホールド、１２…排気通路、１２ａ…排気マニホールド、１３…エアフロメータ、１４…スロットルバルブ、２０…排気再循環装置（ＥＧＲ装置）、２１…排気再循環通路（ＥＧＲ通路）、２１Ａ…内壁、２１Ｂ，３０Ａ…貫通孔、２２…排気冷却装置（ＥＧＲクーラ）、２３…排気量調整弁（ＥＧＲバルブ）、２４…バイパス通路、２５…切替弁、３０…冷却水通路、３１…流量調整弁、４０…伝達機構、４１…弁部、４１ａ…周縁部、４２…バイメタル（感熱変形機構）、４３…連結部材、４３ａ…バイメタル側連結部材、４３ｂ…弁部側連結部材、４３ｃ…繋部、４４…出力用回動軸、４５…入力用回動軸、４６…固定軸、５０…電子制御装置、５１…機関回転速度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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