(57)【要約】【課題】冷媒停止の実行中における内部冷媒通路の冷媒の沸騰を抑制することができる内燃機関のＥＧＲクーラを提供する。【解決手段】内燃機関のＥＧＲクーラ（１００）は、ＥＧＲガスが通過する内部ガス通路（１０８）を複数有し、各々の内部ガス通路を区画する部材の材質がＳｉＣを含んでいる熱交換体（１０６）と、熱交換体の外側に配置され、機関本体（１０）を経由した冷媒が通過可能な内部冷媒通路（１０７）と、複数の内部ガス通路のうち熱交換体の外周縁から所定距離内側の領域である冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路の断面積が、冷媒停止が実行中の方が冷媒停止の終了後に比較して減少するように、冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路の断面積を変更する断面積可変装置（１２０）と、を備えることを特徴とする。【選択図】図３
2014114753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の機関本体に形成された気筒に再循環するＥＧＲガスが通過する内部ガス通路を複数有し、各々の前記内部ガス通路を区画する部材の材質がＳｉＣを含んでいる熱交換体と、
前記熱交換体の外側に配置され、前記機関本体を経由した冷媒が通過可能な内部冷媒通路と、
複数の前記内部ガス通路のうち前記熱交換体の外周縁から所定距離内側の領域である冷媒近傍領域に存在する前記内部ガス通路の断面積が、前記機関本体を経由した前記冷媒の前記内部冷媒通路への流入を停止させる冷媒停止が実行中の方が前記冷媒停止の終了後に比較して減少するように、前記冷媒近傍領域に存在する前記内部ガス通路の断面積を変更する断面積可変装置と、を備えることを特徴とする内燃機関のＥＧＲクーラ。
【請求項２】
前記断面積可変装置は、前記冷媒停止の実行中に前記冷媒近傍領域に存在する前記内部ガス通路を閉塞し、前記冷媒停止の終了後に前記内部ガス通路の閉塞を解除する閉塞部材を備える請求項１記載の内燃機関のＥＧＲクーラ。
【請求項３】
前記断面積可変装置は、前記冷媒停止の実行中は溶解せず、前記冷媒停止の終了後に溶解することで体積が膨張するワックスを備え、
前記ワックスは、溶解していない場合には前記閉塞部材が前記内部ガス通路を閉塞し、溶解することで前記体積が膨張した場合に前記閉塞部材が前記内部ガス通路の前記閉塞を解除するように前記閉塞部材を駆動する請求項２記載の内燃機関のＥＧＲクーラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のＥＧＲクーラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の気筒から排出された排気の一部を気筒へ再循環させるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）が知られている。また、従来、この気筒に再循環する排気を冷却する装置として、ＥＧＲクーラが知られている。ＥＧＲクーラは、気筒から排出された排気の一部を気筒へ再循環させるＥＧＲ通路に配置され、このＥＧＲ通路を通過する排気（以下、ＥＧＲガスと称する場合がある）を冷媒によって冷却している。内燃機関がＥＧＲクーラを備えることで、ＥＧＲガスが高温になり過ぎることを抑制することができる。
【０００３】
特許文献１には、ガスが通過する通路である複数の内部ガス通路の全体構造がハニカム構造になっている熱交換体（特許文献１においてはハニカム構造体と称されている）を備える熱交換器が開示されている。特許文献１に係る熱交換器をＥＧＲ通路に配置して内部ガス通路にＥＧＲガスを通過させた場合、特許文献１に係る熱交換器はＥＧＲクーラとしての機能を発揮することができる。また特許文献１には、熱交換体の内部ガス通路を区画する部材（以下、内部ガス通路区画部材と称する場合がある）の材質として、ＳｉＣを含む材質を用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０７１１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳｉＣはステンレス等の金属に比較して、熱伝導率が高く且つ排気に対する耐食性も良好である。したがって、ＥＧＲクーラとして特許文献１に係る熱交換器を用い且つ熱交換器の内部ガス通路区画部材の材質としてＳｉＣを含む材質を用いた場合、ＥＧＲクーラの冷却性能および耐食性を向上させることができると考えられる。
【０００６】
ところで、内部ガス通路区画部材の材質がＳｉＣを含んでいる熱交換体を備えるＥＧＲクーラを内燃機関に適用するに当たり、内燃機関の機関本体を経由した冷媒をＥＧＲクーラ用の冷媒として用いる場合がある。このような内燃機関において、機関本体を経由後の冷媒のＥＧＲクーラへの流入を停止させる冷媒停止が実行されることがある。冷媒停止が実行された場合、ＥＧＲクーラの内部に形成された冷媒通路である内部冷媒通路の冷媒は内部ガス通路を通過するＥＧＲガスによって加熱されて、その温度が上昇する可能性がある。内部冷媒通路の冷媒の温度が上昇した場合、内部冷媒通路の冷媒が沸騰する可能性がある。
【０００７】
本発明は、冷媒停止の実行中における内部冷媒通路の冷媒の沸騰を抑制することができる内燃機関のＥＧＲクーラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る内燃機関のＥＧＲクーラは、内燃機関の機関本体に形成された気筒に再循環するＥＧＲガスが通過する内部ガス通路を複数有し、各々の前記内部ガス通路を区画する部材の材質がＳｉＣを含んでいる熱交換体と、前記熱交換体の外側に配置され、前記機関本体を経由した冷媒が通過可能な内部冷媒通路と、複数の前記内部ガス通路のうち前記熱交換体の外周縁から所定距離内側の領域である冷媒近傍領域に存在する前記内部ガス通路の断面積が、前記機関本体を経由した前記冷媒の前記内部冷媒通路への流入を停止させる冷媒停止が実行中の方が前記冷媒停止の終了後に比較して減少するように、前記冷媒近傍領域に存在する前記内部ガス通路の断面積を変更する断面積可変装置と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る内燃機関のＥＧＲクーラによれば、冷媒停止の実行中に、冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路におけるＥＧＲガスの流量を減少させることができる。それにより、ＥＧＲガスによる内部冷媒通路の冷媒の加熱度合いを低減させることができる。その結果、内部冷媒通路の冷媒が沸騰することを抑制することができる。
【００１０】
上記構成において、前記断面積可変装置は、前記冷媒停止の実行中に前記冷媒近傍領域に存在する前記内部ガス通路を閉塞し、前記冷媒停止の終了後に前記内部ガス通路の閉塞を解除する閉塞部材を備えていてもよい。この構成によれば、冷媒停止の実行中における冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路の断面積を、冷媒停止の終了後に比較して減少させることができる。
【００１１】
上記構成において、前記断面積可変装置は、前記冷媒停止の実行中は溶解せず、前記冷媒停止の終了後に溶解することで体積が膨張するワックスを備え、前記ワックスは、溶解していない場合には前記閉塞部材が前記内部ガス通路を閉塞し、溶解することで前記体積が膨張した場合に前記閉塞部材が前記内部ガス通路の前記閉塞を解除するように前記閉塞部材を駆動してもよい。この構成によれば、閉塞部材を駆動させるのに電気が不要であるため、例えば閉塞部材を電動モータ等の電動アクチュエータによって駆動する場合に比較して、内燃機関の燃費を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、冷媒停止の実行中における内部冷媒通路の冷媒の沸騰を抑制することができる内燃機関のＥＧＲクーラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は実施例１に係るＥＧＲクーラが適用された内燃機関を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）は実施例１に係るＥＧＲクーラの模式的斜視図である。図２（ｂ）はＥＧＲクーラの模式的断面図である。図２（ｃ）は図２（ｂ）のＡで囲んだ部分の拡大断面図である。図２（ｄ）は熱交換体の正面図である。
【図３】図３は実施例１に係るＥＧＲクーラの断面積可変装置近傍の拡大図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は実施例１に係る断面積可変装置の動作を説明するための模式的断面図である。
【図５】図５（ａ）は内燃機関の始動時における冷媒バルブ、ＥＧＲバルブおよびシャット弁の動作を示すフローチャートである。図５（ｂ）は内燃機関の始動時における補助ポンプの動作を示すフローチャートである。
【図６】図６（ａ）は内燃機関の始動時におけるＥＧＲ通路のＥＧＲガスの流量、シャット弁の開閉状態および内部冷媒通路の冷媒流動状態のタイミングチャートである。図６（ｂ）は内燃機関の始動時における冷媒の温度およびＥＧＲクーラの内部温度のタイミングチャートである。
【図７】図７は、冷媒停止の実行中における実施例２に係るＥＧＲクーラの一部を模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、冷媒停止の終了後における実施例２に係るＥＧＲクーラの一部を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例１に係る内燃機関のＥＧＲクーラ（以下、ＥＧＲクーラ１００と称する）について説明する。まずＥＧＲクーラ１００が適用される内燃機関５の全体構成について説明し、次いでＥＧＲクーラ１００の詳細について説明する。図１はＥＧＲクーラ１００が適用された内燃機関５を示す模式図である。内燃機関５の種類は、特に限定されるものではなく、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の種々の内燃機関を用いることができる。本実施例においては、内燃機関５の一例としてガソリンエンジンを用いる。
【００１６】
内燃機関５は、機関本体１０と、インテークマニホールド２０と、エキゾーストマニホールド２１と、吸気管２２と、排気管２３とを備えている。機関本体１０は、気筒１１が形成されたシリンダブロックと、シリンダブロックの上部に配置されたシリンダヘッドと、気筒１１に配置されたピストンと、気筒１１に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備えている。本実施例において気筒１１の個数は複数であり、具体的には４個である。但し気筒１１の個数はこれに限定されるものではない。インテークマニホールド２０の下流側は分岐して各気筒１１に接続している。吸気管２２はインテークマニホールド２０に接続している。吸気管２２およびインテークマニホールド２０は吸気が通過する吸気通路としての機能を有している。エキゾーストマニホールド２１の上流側は分岐して各気筒１１に接続している。排気管２３はエキゾーストマニホールド２１に接続している。エキゾーストマニホールド２１および排気管２３は排気が通過する排気通路としての機能を有している。
【００１７】
また内燃機関５は、冷媒を供給するポンプ３０および補助ポンプ３１と、ラジエータ４０と、ヒータ５０と、冷媒が通過する通路である第１冷媒通路６０、第２冷媒通路６１および第３冷媒通路６２と、冷媒バルブ７０とを有している。さらに内燃機関５は、ＥＧＲ通路８０と、ＥＧＲ通路８０に配置されたＥＧＲバルブ９０と、ＥＧＲ通路８０に配置されたＥＧＲクーラ１００と、温度センサ１３０ａおよび温度センサ１３０ｂと、制御装置１４０とを備えている。
【００１８】
第１冷媒通路６０は、ポンプ３０から吐出された冷媒を冷媒バルブ７０、機関本体１０およびラジエータ４０を通過させた後にポンプ３０に戻す冷媒通路である。第１冷媒通路６０の冷媒は、機関本体１０を通過することで機関本体１０を冷却し、その後ラジエータ４０によって冷却されてポンプ３０に戻る。なお冷媒の種類は特に限定されるものではなく、水、不凍液等の種々の冷媒を用いることができる。本実施例においては冷媒の一例として水を用いる。第２冷媒通路６１は、第１冷媒通路６０の機関本体１０とラジエータ４０との間の部分（図１において、ａで図示されている）と、ヒータ５０と、ＥＧＲクーラ１００と、ポンプ３０とを接続している。第２冷媒通路６１は機関本体１０を経由後の冷媒をヒータ５０およびＥＧＲクーラ１００に導いた後にポンプ３０に戻す冷媒通路である。第３冷媒通路６２は、上流端が第２冷媒通路６１のＥＧＲクーラ１００とポンプ３０との間の部分（図１において、ｂで図示されている）に接続し、下流端が第２冷媒通路６１のヒータ５０よりも上流側の通路途中（図１において、ｃで図示されている）に接続している。第３冷媒通路６２は、補助ポンプ３１から吐出された冷媒をエキゾーストマニホールド２１を通過させた後に第２冷媒通路６１に導入させる冷媒通路である。
【００１９】
ポンプ３０の具体的な種類は特に限定されるものではなく、機械式ポンプ、電動ポンプ等の種々のポンプを用いることができる。本実施例においてはポンプ３０の一例として、機械式ポンプを用いる。補助ポンプ３１は制御装置１４０からの指示を受けて作動するポンプである。このようなポンプであれば、補助ポンプ３１の具体的な種類は特に限定されるものではないが、本実施例においては補助ポンプ３１の一例として電動ポンプを用いる。冷媒バルブ７０は制御装置１４０からの指示を受けて開閉するバルブである。冷媒バルブ７０が閉になることで、ポンプ３０から機関本体１０への冷媒供給は停止される。本実施例に係る冷媒バルブ７０は、第１冷媒通路６０のポンプ３０よりも下流側且つ機関本体１０よりも上流側に配置されている。但し冷媒バルブ７０の具体的な配置箇所は、これに限定されるものではない。
【００２０】
ポンプ３０が稼動し且つ冷媒バルブ７０が開の場合、ポンプ３０から吐出された冷媒は、第１冷媒通路６０および第２冷媒通路６１をそれぞれ通過してポンプ３０に戻る。ここで本実施例に係る制御装置１４０は内燃機関５の始動時に冷媒バルブ７０を閉に制御する（これ以降、この制御を冷媒停止と称する場合がある）。冷媒停止が実行された場合、ポンプ３０から機関本体１０への冷媒供給が停止されるため、暖機を促進させることができる。またポンプ３０から機関本体１０への冷媒供給が停止されることで、機関本体１０を経由した冷媒のヒータ５０およびＥＧＲクーラ１００への流入も停止される。すなわち、本実施例に係る冷媒停止は、機関本体１０を経由した冷媒のＥＧＲクーラ１００（具体的には、後述する図２で説明するＥＧＲクーラ１００の内部冷媒通路１０７）への流入を停止させる制御処理でもある。
【００２１】
また本実施例に係る制御装置１４０は、冷媒停止の実行中においてさらに所定の条件が満たされた場合に、補助ポンプ３１を作動させる。補助ポンプ３１が作動した場合、補助ポンプ３１から吐出された冷媒は第３冷媒通路６２を通過する。その結果、補助ポンプ３１から吐出された冷媒はエキゾーストマニホールド２１を通過する際に排気の熱によって加熱される。排気の熱によって加熱された冷媒は第２冷媒通路６１に流入してヒータ５０に流入する。ヒータ５０を経由した冷媒はＥＧＲクーラ１００に流入し、次いで、第３冷媒通路６２に再び流入して補助ポンプ３１に戻る。このように本実施例に係る第３冷媒通路６２および第２冷媒通路６１の図１においてｃからｂまでの部分は、冷媒停止中において補助ポンプ３１から吐出された冷媒をエキゾーストマニホールド２１、ヒータ５０およびＥＧＲクーラ１００を通過させて補助ポンプ３１に戻す冷媒通路となっている。
【００２２】
ＥＧＲ通路８０は気筒１１から排出された排気の一部を気筒１１に導入する通路である。これ以降、ＥＧＲ通路８０を通過して気筒１１に再循環する排気をＥＧＲガスと称する。本実施例に係るＥＧＲ通路８０の一端はエキゾーストマニホールド２１に接続し、他端はインテークマニホールド２０に接続している。なおＥＧＲ通路８０の吸気通路および排気通路への具体的な接続箇所は、図１に示す箇所に限定されるものではない。ＥＧＲバルブ９０は制御装置１４０の指示を受けて開閉するバルブである。ＥＧＲバルブ９０が開になった場合、ＥＧＲガスの気筒１１への流入が開始され、ＥＧＲバルブ９０が閉になった場合、ＥＧＲガスの気筒１１への流入は停止される。また制御装置１４０は、機関本体１０の運転状態（例えば回転数、負荷率等）に応じてＥＧＲバルブ９０の開度を調整することで、ＥＧＲガスの流量（ｍ３／ｓ）を機関本体１０の運転状態に応じて調整している。なお本実施例に係るＥＧＲバルブ９０はＥＧＲ通路８０のＥＧＲクーラ１００よりも下流側に配置されている。但しＥＧＲバルブ９０のＥＧＲ通路８０における配置箇所はこれに限定されるものではない。ＥＧＲクーラ１００は、冷媒とＥＧＲガスとの間で熱交換をさせることで、ＥＧＲガスを冷却する装置である。ＥＧＲクーラ１００の詳細は後述する。
【００２３】
温度センサ１３０ａは冷媒の温度を検出し、検出結果を制御装置１４０に伝える。本実施例に係る温度センサ１３０ａは、機関本体１０を経由後であってＥＧＲクーラ１００に流入する前の冷媒の温度を検出している。但し温度センサ１３０ａの具体的な温度検出箇所はこれに限定されるものではない。温度センサ１３０ｂはＥＧＲクーラ１００の内部の温度を検出し、検出結果を制御装置１４０に伝える。具体的には本実施例に係る温度センサ１３０ｂは、ＥＧＲクーラ１００の内部に配置されている熱交換体１０６（後述する図２（ｂ）等で図示されている）の温度を検出している。但し温度センサ１３０ｂの具体的な温度検出箇所は、ＥＧＲクーラ１００の内部温度を検出可能な箇所であれば、これに限定されるものではない。
【００２４】
制御装置１４０は、補助ポンプ３１、冷媒バルブ７０およびＥＧＲバルブ９０を制御する装置である。本実施例においては、制御装置１４０の一例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１４１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１４２およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１４３を備える電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）を用いる。制御装置１４０の機能のうち、補助ポンプ３１、冷媒バルブ７０およびＥＧＲバルブ９０を制御する制御部としての機能はＣＰＵ１４１によって実現される。制御装置１４０の制御部の動作に必要な情報を記憶する記憶部としての機能はＲＯＭ１４２およびＲＡＭ１４３によって実現される。
【００２５】
ＥＧＲクーラ１００の詳細について説明する。図２（ａ）はＥＧＲクーラ１００の模式的斜視図である。図２（ｂ）はＥＧＲクーラ１００の模式的断面図である。図２（ｃ）は図２（ｂ）のＡで囲んだ部分の拡大断面図である。図２（ａ）を参照して、ＥＧＲクーラ１００は、フランジ１０１ａと、フランジ１０１ｂと、コーンパイプ１０２ａと、コーンパイプ１０２ｂと、アウターパイプ１０３とを備えている。図２（ｂ）および図２（ｃ）を参照して、ＥＧＲクーラ１００は、その内部に、インナーパイプ１０４と、インナーパイプ１０４の内側に配置されたグラファイトシート１０５と、グラファイトシート１０５の内側に配置された熱交換体１０６とを備えている。また、図２（ａ）および図２（ｂ）を参照して、ＥＧＲクーラ１００は、断面積可変装置１２０（以下、可変装置１２０と略称する場合がある）を備えている。なお図２（ｂ）において図示されている軸線２００は、熱交換体１０６、インナーパイプ１０４およびアウターパイプ１０３の軸線である。
【００２６】
図２（ａ）および図２（ｂ）を参照して、ＥＧＲクーラ１００は固定部材１２によって機関本体１０に固定されている。コーンパイプ１０２ａは下流側に行くほど内径が拡径したコーン形状部分を有している。コーンパイプ１０２ｂは下流側に行くほど内径が縮径したコーン形状部分を有している。コーンパイプ１０２ａの上流端はフランジ１０１ａに接続している。コーンパイプ１０２ａのフランジ１０１ａとは反対側の端部にアウターパイプ１０３が接続している。アウターパイプ１０３のコーンパイプ１０２ａとは反対側の端部にコーンパイプ１０２ｂが接続し、コーンパイプ１０２ｂのアウターパイプ１０３とは反対側の端部にフランジ１０１ｂが接続している。ＥＧＲクーラ１００はフランジ１０１ａおよびフランジ１０１ｂを介してＥＧＲ通路８０に接続している。ＥＧＲ通路８０のＥＧＲクーラ１００よりも上流側のＥＧＲガスは、フランジ１０１ａの側からＥＧＲクーラ１００の内部に流入し、フランジ１０１ｂの側から排出されてＥＧＲ通路８０のＥＧＲクーラ１００よりも下流側に流入する。
【００２７】
図２（ｂ）および図２（ｃ）を参照して、アウターパイプ１０３およびインナーパイプ１０４は円筒形状を有している。アウターパイプ１０３の両端部はインナーパイプ１０４の外周面に接続している。アウターパイプ１０３とインナーパイプ１０４とによって囲まれた空間は、冷媒が通過する内部冷媒通路１０７になっている。内部冷媒通路１０７は熱交換体１０６の外側に配置されている。図２（ａ）および図２（ｂ）を参照して、アウターパイプ１０３には、第２冷媒通路６１を通過した冷媒が内部冷媒通路１０７に流入するための冷媒供給口（図示せず）と、内部冷媒通路１０７を通過した冷媒が第２冷媒通路６１に流入するための冷媒排出口（図示せず）とが形成されている。ヒータ５０を経由後の冷媒は第２冷媒通路６１を経由して内部冷媒通路１０７に流入し、内部冷媒通路１０７を通過して第２冷媒通路６１に戻る。なお、本実施例に係るフランジ１０１ａ、フランジ１０１ｂ、コーンパイプ１０２ａ、コーンパイプ１０２ｂ、アウターパイプ１０３およびインナーパイプ１０４の材質はステンレスである。但し、これらの部材の材質はステンレスに限定されるものではない。
【００２８】
グラファイトシート１０５はグラファイト（炭素）を含む材質からなる薄肉部材である。本実施例に係るグラファイトシート１０５は円筒形状を有しており、インナーパイプ１０４の内周面と熱交換体１０６の外周面との間に配置されている。グラファイトシート１０５の摩擦係数は低く、そのため表面が滑り易い構造となっている。それにより、インナーパイプ１０４の熱膨張量と熱交換体１０６の熱膨張量とに差が生じた場合であっても、熱交換体１０６またはインナーパイプ１０４は軸線方向（軸線２００の方向）に容易に熱変形することができる。このようにＥＧＲクーラ１００がグラファイトシート１０５を備えることで、インナーパイプ１０４の熱膨張量と熱交換体１０６の熱膨張量との差に起因して生じる応力を緩和することができる。なおグラファイトシート１０５はＥＧＲクーラ１００に必須の構成というわけではない。例えばＥＧＲクーラ１００はグラファイトシート１０５を備えていなくてもよい。この場合、ＥＧＲクーラ１００は、インナーパイプ１０４の内周面に熱交換体１０６の外周面が直接接触する構造となる。
【００２９】
熱交換体１０６はＥＧＲガスの熱を内部冷媒通路１０７に伝導させる媒体である。図２（ｂ）および図２（ｃ）を参照して、本実施例に係る熱交換体１０６は、インナーパイプ１０４の内側にグラファイトシート１０５を介して配置されている。図２（ｄ）は熱交換体１０６の正面図である。熱交換体１０６はＥＧＲガスが通過する内部ガス通路１０８を複数有している。具体的には本実施例に係る熱交換体１０６は、円筒形状を有する外周壁１０９と、外周壁１０９の内部に配置された第１隔壁１１０および第２隔壁１１１とを有している。第１隔壁１１０は、図２（ｄ）において横方向に延伸した隔壁であり、第２隔壁１１１は、第１隔壁１１０に対して所定角度（本実施例では一例として９０度である）のなす角を有する隔壁である。外周壁１０９の内部は、第１隔壁１１０および第２隔壁１１１によって複数の空間に区画されており、各々の空間が内部ガス通路１０８となっている。すなわち、本実施例に係る第１隔壁１１０および第２隔壁１１１は内部ガス通路１０８を区画する部材としての機能を有している。内部ガス通路１０８は熱交換体１０６の軸線方向に延伸している。
【００３０】
内部ガス通路１０８にＥＧＲガスが流入した場合、ＥＧＲガスの熱は、第１隔壁１１０および第２隔壁１１１をそれぞれ伝導して外周壁１０９に伝導し、その後、グラファイトシート１０５を介してインナーパイプ１０４に伝導する。インナーパイプ１０４に伝導した熱は内部冷媒通路１０７の冷媒に奪われる。このようにしてＥＧＲクーラ１００は、ＥＧＲガスと内部冷媒通路１０７の冷媒との間で熱交換を行っている。
【００３１】
熱交換体１０６の材質はＳｉＣ（炭化珪素）を含んでいる。具体的には熱交換体１０６の外周壁１０９、第１隔壁１１０および第２隔壁１１１の材質がＳｉＣを含んでいる。熱交換体１０６の材質の具体例としては、ＳｉＣ（つまりＳｉＣの他に添加物が添加されていないもの）、Ｓｉ含浸ＳｉＣ、（Ｓｉ＋Ａｌ）含浸ＳｉＣ、金属複合ＳｉＣ等、ＳｉＣを主成分とする種々の材質を用いることができる。本実施例においては熱交換体１０６の材質の一例として、Ｓｉ含浸ＳｉＣを用いることとする。ＳｉＣはステンレス等の金属に比較して、熱伝導率が高く且つ排気に対する耐食性も良好であるため、ＥＧＲクーラ１００によれば、熱交換体１０６の材質がステンレス等の金属の場合に比較して、ＥＧＲクーラ１００の冷却性能および耐食性を向上させることができる。
【００３２】
なお、少なくとも熱交換体１０６の内部ガス通路１０８を区画する部材である第１隔壁１１０および第２隔壁１１１の材質がＳｉＣを含んでいればよく、外周壁１０９はＳｉＣ以外の材質によって構成されていてもよい。また熱交換体１０６は外周壁１０９を備えていなくもよい。この場合、熱交換体１０６は、第１隔壁１１０および第２隔壁１１１の端部がグラファイトシート１０５に直接接触する構造となる。このような構造であっても熱交換体１０６は、その機能を発揮することができる。
【００３３】
可変装置１２０は、複数の内部ガス通路１０８のうち熱交換体１０６の外周縁から所定距離内側の領域である冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８の断面積を変更する装置である。なお熱交換体１０６の外周縁とは、熱交換体１０６の外周側面の表面部分をいい、本実施例においては外周壁１０９の外周面（外側の面）をいう。仮に熱交換体１０６が外周壁１０９を備えていない場合、外周縁は、第１隔壁１１０および第２隔壁１１１の端部を結んだ仮想輪郭線（これは図２（ｄ）において、外周壁１０９の内周面に相当する）になる。可変装置１２０は、冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８の断面積が、冷媒停止が実行中の方が冷媒停止の終了後に比較して減少するように、冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８の断面積を変更する。本実施例に係る可変装置１２０の詳細について説明すると次のようになる。
【００３４】
図２（ａ）および図２（ｂ）を参照して、本実施例に係るＥＧＲクーラ１００は、４個の可変装置１２０を熱交換体１０６の下流側の端面近傍に備えている。図２（ａ）を参照して、４個の可変装置１２０は、隣接する可変装置１２０とのなす角が９０°になるように配置されている（なお、図２（ａ）のＥＧＲクーラ１００の裏側に１個、可変装置１２０が隠れている）。図３はＥＧＲクーラ１００の可変装置１２０近傍の拡大図である。図３においては、図２（ｂ）に図示されている２つの可変装置１２０のうち上側の可変装置１２０の近傍が拡大して模式的に図示されている。なお他の可変装置１２０も図３と同様の構成を有している。
【００３５】
本実施例に係る可変装置１２０は、ケース１２１と、ピストン１２２と、ワックス１２３と、バネ１２４と、シャット弁１２５とを備えている。ケース１２１はワックス１２３およびバネ１２４を内部に収容する収容体としての機能を有している。ピストン１２２は、相対的に径の大きい部分である大径部１２６と、相対的に径の小さい部分である小径部１２７とを有している。小径部１２７の一端が大径部１２６に接続している。その結果、ピストン１２２の全体形状は断面Ｔ字状になっている。大径部１２６によって、ケース１２１内は２つの室に仕切られている。ケース１２１内の大径部１２６よりも熱交換体１０６に近い側の室にワックス１２３が配置され、ケース１２１内の大径部１２６よりも熱交換体１０６から遠い側の室にバネ１２４が配置されている。バネ１２４は、ピストン１２２を熱交換体１０６の側に付勢する付勢部材としての機能を有している。
【００３６】
シャット弁１２５はピストン１２２の小径部１２７の端部（具体的には大径部１２６とは反対側の端部）に接続している。シャット弁１２５は、複数の内部ガス通路１０８のうち、冷媒近傍領域（図３においては、領域Ｘで図示されている）に存在する内部ガス通路１０８の端面を閉塞する閉塞部材としての機能を有している。なお本実施例に係るシャット弁１２５が閉塞する内部ガス通路１０８の端面は、内部ガス通路１０８のＥＧＲガス流動方向下流側の端面である。またシャット弁１２５は、図３において紙面奥側および紙面手前側に所定の幅を有している。シャット弁１２５のこの幅の具体的数値は特に限定されるものではないが、この幅が広いほど冷媒近傍領域に存在する多くの内部ガス通路１０８を閉塞することができる点で好ましい。
【００３７】
ケース１２１は内部冷媒通路１０７の近傍に配置されている。具体的には本実施例に係るケース１２１は、内部冷媒通路１０７の冷媒流動方向下流側の端部（本実施例においては、これはＥＧＲガス流動方向で下流側の端部でもある）の近傍に配置されている。より具体的にはケース１２１は、コーンパイプ１０２ｂの外周面のうち内部冷媒通路１０７近傍に存在する部分（具体的には図３において、内径が一様になっている部分）と、アウターパイプ１０３の外周面のうち内部冷媒通路１０７の冷媒流動方向下流側端部の近傍に存在する部分とに接続している。このようにケース１２１が内部冷媒通路１０７の近傍に配置されていることで、内部冷媒通路１０７の冷媒の熱をワックス１２３に効果的に伝導することができる。ワックス１２３は、所定の溶解温度以上になった場合に溶解するとともに、溶解した場合に体積が膨張するワックスである。このようなワックス１２３の具体的な組成は特に限定されるものではなく、公知のワックスを用いることができる。そのため、ワックスの組成についての詳細な説明は省略する。
【００３８】
ここで、冷媒停止の実行中において内部冷媒通路１０７の冷媒の温度は時間の経過とともに上昇していく傾向がある。したがって、内部冷媒通路１０７の冷媒の温度は冷媒停止の実行中よりも冷媒停止の終了後の方が高くなる傾向がある。本実施例に係るワックス１２３の溶解温度は、冷媒停止の実行中は内部冷媒通路１０７の冷媒の熱がワックス１２３に伝導してもワックス１２３は溶解せずに、冷媒停止の終了後にワックス１２３が溶解するような温度に設定されている。このようなワックス１２３の溶解温度の一例を挙げると、例えば４０℃〜７０℃の範囲内のものを用いることができる。本実施例においてワックス１２３の溶解が開始する温度は、７０℃より若干低い温度になっている。また本実施例においてワックス１２３は７０℃の場合に完全に溶解する。
【００３９】
図４（ａ）および図４（ｂ）は可変装置１２０の動作を説明するための模式的断面図である。具体的には図４（ａ）は冷媒停止の実行中におけるＥＧＲクーラ１００の可変装置１２０近傍を模式的に示し、図４（ｂ）は冷媒停止の終了後におけるＥＧＲクーラ１００の可変装置１２０近傍を模式的に示している。図４（ａ）に示すように、冷媒停止の実行中において、ワックス１２３は溶解していない。その結果、シャット弁１２５は冷媒近傍領域（領域Ｘ）に存在する内部ガス通路１０８の下流側端面を閉塞している。図４（ｂ）に示すように、冷媒停止の終了後においてワックス１２３は溶解しており、その結果、ワックス１２３の体積は図４（ａ）に比較して膨張している。それにより、シャット弁１２５は内部ガス通路１０８の閉塞を解除している。
【００４０】
図４（ａ）に示すようにシャット弁１２５が冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８を閉塞した場合、ＥＧＲガスは閉塞された冷媒近傍領域を流動しなくなる。その結果、シャット弁１２５によって閉塞された冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８は、内部ガス通路としての機能を発揮できなくなる。すなわち、シャット弁１２５によって閉塞された冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８の断面積はゼロとなる。その結果、図４（ａ）と図４（ｂ）とを比較した場合、図４（ａ）の場合の方が図４（ｂ）の場合よりも、冷媒近傍領域に存在するの内部ガス通路１０８の断面積は減少している。このようにして本実施例に係る可変装置１２０は、冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８の断面積が、冷媒停止の実行中の方（図４（ａ））が冷媒停止の終了後（図４（ｂ））に比較して減少するように、冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８の断面積を変更している。
【００４１】
続いて内燃機関５の始動時における冷媒バルブ７０、ＥＧＲバルブ９０、シャット弁１２５および補助ポンプ３１の動作の全体について説明する。図５（ａ）は、内燃機関５の始動時における冷媒バルブ７０、ＥＧＲバルブ９０およびシャット弁１２５の動作を示すフローチャートである。図５（ｂ）は内燃機関５の始動時における補助ポンプ３１の動作を示すフローチャートである。図６（ａ）は、内燃機関５の始動時におけるＥＧＲ通路８０のＥＧＲガスの流量（ｍ３／ｓ）、シャット弁１２５の開閉状態および内部冷媒通路１０７の冷媒流動状態のタイミングチャートである。図６（ｂ）は、内燃機関５の始動時における冷媒の温度（℃）およびＥＧＲクーラ１００の内部温度（℃）のタイミングチャートである。なお図６（ｂ）において曲線３００は温度センサ１３０ａの検出した冷媒の温度を示し、曲線３０１は温度センサ１３０ｂの検出したＥＧＲクーラ１００の内部温度を示している。
【００４２】
図５（ａ）のフローチャートは内燃機関５の始動時、具体的にはクランキングが開始した時にスタートする。図５（ｂ）のフローチャートは、図５（ａ）のステップＳ１０〜ステップＳ６０までの間に実行される。図５（ａ）を参照して、内燃機関５が始動した場合、制御装置１４０の制御部は冷媒バルブ７０を閉に制御する（ステップＳ１０）。冷媒バルブ７０が閉になることで、ポンプ３０から機関本体１０への冷媒の供給が停止される。その結果、機関本体１０を経由した冷媒のＥＧＲクーラ１００の内部冷媒通路１０７への流入も停止される。すなわちステップＳ１０で冷媒バルブ７０を閉に制御する処理は、本実施例に係る冷媒停止に相当する。冷媒停止が実行された場合、シャット弁１２５は、冷媒近傍領域（領域Ｘ）に存在する内部ガス通路１０８を閉塞している（図４（ａ）参照）。
【００４３】
ステップＳ１０が実行された場合、冷媒は機関本体１０の熱によって加熱されるため、冷媒温度は上昇を開始する。その結果、図６（ｂ）の曲線３００が示すように、始動時において温度Ｔ０であった冷媒温度は、時間ｔを経過した後に上昇を開始している。
【００４４】
図５（ａ）を参照して、ステップＳ１０の後に制御部は、温度センサ１３０ａの検出した冷媒温度が第１温度（Ｔ１）以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。第１温度としては、４０℃〜６０℃の範囲内の値を用いることが好ましい。本実施例では第１温度の一例として５０℃を用いることとする。但し第１温度はこれに限定されるものではない。第１温度は予め記憶部が記憶しておく。制御部は、温度センサ１３０ａの検出結果と記憶部に記憶されている第１温度とを比較することでステップＳ２０を実行している。ステップＳ２０は肯定判定されるまで繰り返し実行される。
【００４５】
ステップＳ２０で肯定判定された場合（Ｙｅｓ）、制御部はＥＧＲバルブ９０の開度を第１開度に制御する（ステップＳ３０）。図６（ｂ）の曲線３００が示すように、冷媒温度は時間Ａにおいて第１温度（Ｔ１）以上となっており、その結果、図６（ａ）に示すように、ＥＧＲガスの流量は時間Ａにおいて第１開度に対応した量になっている。なおステップＳ３０が実行された場合、ＥＧＲクーラ１００の内部ガス通路１０８をＥＧＲガスが通過することが開始される。その結果、図６（ｂ）の曲線３０１が示すように、ＥＧＲクーラ１００の内部温度（本実施例においては熱交換体１０６の温度）は時間Ａにおいて急上昇している。
【００４６】
図５（ｂ）を参照して、制御部は温度センサ１３０ｂの検出したＥＧＲクーラ１００の内部温度が第３温度（Ｔ３）になったか否かを判定する（ステップＳ１００）。ステップＳ１００で肯定判定された場合、制御部は補助ポンプ３１を作動させる（ステップＳ１１０）。図１で前述したように、補助ポンプ３１が作動した場合、補助ポンプ３１から吐出された冷媒はエキゾーストマニホールド２１、ヒータ５０およびＥＧＲクーラ１００の内部冷媒通路１０７を通過して補助ポンプ３１に戻る。ステップＳ１１０の後に制御部は、図５（ｂ）のフローチャートの実行を終了する。ステップＳ１００で否定判定された場合、制御部は補助ポンプ３１の作動を停止させる（ステップＳ１２０）。次いで制御部は図５（ｂ）のフローチャートの実行を終了する。なお第３温度（Ｔ３）の具体的数値は特に限定されるものではないが、例えばＥＧＲクーラ１００の内部温度がこの第３温度以上になった状態が所定時間以上続いた場合に、ＥＧＲクーラ１００の内部の部材（例えば熱交換体１０６やグラファイトシート１０５等）に劣化が生じると考えられる温度を用いることができる。
【００４７】
図６（ｂ）の曲線３０１が示すように、時間ＢにおいてＥＧＲクーラ１００の内部温度は第３温度（Ｔ３）になっているため、時間Ｂにおいて補助ポンプ３１は作動を開始する。図６（ａ）を参照して、補助ポンプ３１が作動を開始する時間Ｂまでの間、内部冷媒通路１０７における冷媒の流動は停止しているが、時間Ｂ以降は、冷媒の流動が開始している。図６（ｂ）の曲線３０１を参照して、時間Ｂにおいて内部冷媒通路１０７の冷媒流動が開始したことでＥＧＲクーラ１００の内部温度は時間Ｂにおいて減少に転じた結果、ＥＧＲクーラ１００の内部温度が第３温度（Ｔ３）よりも上昇することは抑制されている。
【００４８】
なお制御部は、補助ポンプ３１を作動させた場合、補助ポンプ３１の回転数を一定値に制御してもよく、ＥＧＲクーラ１００の内部温度に応じて変動させてもよい。制御部が補助ポンプ３１の回転数をＥＧＲクーラ１００の内部温度に応じて変動させる場合、制御部は、ＥＧＲクーラ１００の内部温度が高いほど補助ポンプ３１の回転数を高く制御する。
【００４９】
図５（ａ）を参照して、ステップＳ３０の後に制御部は、ＥＧＲ通路８０のＥＧＲガスの流量およびＥＧＲガスの温度に基づいて熱交換体１０６の発熱量の積算値（熱量と称する）を算出する（ステップＳ４０）。ステップＳ４０の具体的な算出手法は特に限定されるものではなく、公知の熱量算出手法を適用することができるため、詳細な説明は省略する。次いで制御部は、ステップＳ４０で算出された熱量が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。ステップＳ５０の所定値としては、例えばステップＳ４０で算出された熱量がこの所定値以上となった場合に冷媒停止を終了した方が好ましいと考えられる値を用いることができる。ステップＳ５０で否定判定された場合、制御部はステップＳ４０を実行する。
【００５０】
ステップＳ５０で肯定判定された場合、制御部は冷媒バルブ７０を開に制御する（ステップＳ６０）。ステップＳ６０が実行されることで、ポンプ３０から吐出された冷媒は機関本体１０を通過することができるようになるともに、機関本体１０を経由後の冷媒はＥＧＲクーラ１００の内部冷媒通路１０７にも流動することができるようになる。すなわちステップＳ６０は、冷媒停止を終了する制御処理に相当する。その結果、ステップＳ１０〜ステップＳ５０までの制御処理が、本実施例に係る冷媒停止の実行中に相当する。なお、ステップＳ６０が実行された場合、仮に補助ポンプ３１が作動していても、制御部は、強制的に補助ポンプ３１の作動も停止させる。
【００５１】
次いで制御部は、温度センサ１３０ａの検出した冷媒温度が第２温度（Ｔ２）以上であるか否かを判定する（ステップＳ７０）。制御部はステップＳ７０が肯定判定されるまでステップＳ７０を繰り返し実行する。本実施例において第２温度は７０℃に設定されている。なお、この７０℃は水の露点（６８℃）以上の温度でもある。制御部はステップＳ７０で肯定判定された場合、ＥＧＲバルブ９０の開度を第２開度に制御する（ステップＳ８０）。第２開度は第１開度よりも大きい値である。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。図６（ｂ）の曲線３００を参照して、冷媒温度は時間Ｄにおいて第２温度（Ｔ２）以上となっており、図６（ａ）を参照して、ＥＧＲガスの流量は時間Ｄにおいて第２開度に対応した流量になっている。
【００５２】
また、図５（ａ）を参照して、ステップＳ８０に図示されているように、ステップＳ７０で肯定判定された場合（すなわち、温度センサ１３０ａの検出した冷媒温度が第２温度（Ｔ２）以上になった場合）、シャット弁１２５は、冷媒近傍領域（領域Ｘ）に存在する内部ガス通路１０８の閉塞を解除する（図４（ｂ）参照）。図６（ａ）を参照して、本実施例においてワックス１２３の溶解が開始する温度は、第２温度である７０℃よりも若干低いため、時間Ｄよりも前の時間である時間Ｃにおいてシャット弁１２５の閉塞解除は開始されている。シャット弁１２５は、冷媒温度が第２温度になる時間Ｄにおいて内部ガス通路１０８の閉塞を完全に解除している。
【００５３】
ＥＧＲクーラ１００の作用効果をまとめると次のようになる。まず、ＥＧＲクーラ１００の可変装置１２０は、冷媒近傍領域（領域Ｘ）に存在する内部ガス通路１０８の断面積が、冷媒停止が実行中（図４（ａ）、図５（ａ）のステップＳ１０〜ステップＳ５０）の方が冷媒停止の終了後（図４（ｂ）、図５（ａ）のステップＳ８０）に比較して減少するように、冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８の断面積を変更している。ＥＧＲクーラ１００によれば、冷媒停止の実行中に、冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８におけるＥＧＲガスの流量を減少させることができる。それにより、ＥＧＲガスによる内部冷媒通路１０７の冷媒の加熱度合いを低減させることができる。その結果、内部冷媒通路１０７の冷媒が沸騰することを抑制することができる。
【００５４】
また上記可変装置１２０の具体的構成の一例として、本実施例に係る可変装置１２０は、冷媒停止の実行中に冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８を閉塞し、冷媒停止の終了後に内部ガス通路１０８の閉塞を解除するシャット弁１２５（すなわち閉塞部材）を備えている（図３）。この構成によれば、冷媒停止の実行中における冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８の断面積を、冷媒停止の終了後に比較して減少させることができる。
【００５５】
また上記可変装置１２０の具体的構成の一例として、本実施例に係る可変装置１２０は、冷媒停止の実行中は溶解せず、冷媒停止の終了後に溶解することで体積が膨張するワックス１２３を内部冷媒通路１０７の近傍に備えている（図３）。そしてワックス１２３は、溶解していない場合には、シャット弁１２５が冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８を閉塞し（図４（ａ））、溶解することで体積が膨張した場合にシャット弁１２５が閉塞を解除するように（図４（ｂ））、シャット弁１２５を駆動している。この構成によれば、シャット弁１２５を駆動させるのに電気が不要であるため、例えばシャット弁１２５を電動モータ等の電動アクチュエータによって駆動する場合に比較して、内燃機関５の燃費を向上させることができる。
【００５６】
またＥＧＲクーラ１００によれば、ワックス１２３が溶解する温度が水の露点（６８℃）より高い温度（具体的には７０℃）に設定されている。その結果、シャット弁１２５は、冷媒温度が水の露点以下の場合に内部冷媒通路１０７を閉塞している（ステップＳ１０〜ステップＳ７０）。それにより、冷媒停止の実行中において、内部ガス通路１０８を通過するＥＧＲガスに含まれる水分がインナーパイプ１０４によって冷却されることで結露することを抑制することができる。
【００５７】
またＥＧＲクーラ１００が適用される内燃機関５によれば、冷媒停止の実行中におけるＥＧＲバルブ９０の開度である第１開度（ステップＳ３０）は、冷媒停止の終了後におけるＥＧＲバルブ９０の開度である第２開度（ステップＳ８０）よりも小さく設定されている。それにより、冷媒停止の実行中におけるＥＧＲ通路８０のＥＧＲガスの量を冷媒停止の終了後におけるＥＧＲガスの量よりも低い値にすることができる。その結果、冷媒停止の実行中における結露の発生をより効果的に抑制することができる。
【実施例２】
【００５８】
続いて本発明の実施例２に係る内燃機関のＥＧＲクーラ（以下、ＥＧＲクーラ１００ａと称する）について説明する。図７は冷媒停止の実行中におけるＥＧＲクーラ１００ａの一部を模式的に示す断面図である。ＥＧＲクーラ１００ａは、断面積可変装置１２０に代えて、断面積可変装置１２０ａ（以下、可変装置１２０ａと略称する場合がある）を備えている。またＥＧＲクーラ１００ａは、アウターパイプ１０３に代えてアウターパイプ１０３ａを備え、コーンパイプ１０２ｂに代えてコーンパイプ１０２ｂａを備えている。ＥＧＲクーラ１００ａのその他の構成は実施例１と同様である。
【００５９】
可変装置１２０ａは、シャット弁１２５に代えてリング部材１２８を備えている。リング部材１２８は、熱交換体１０６の軸線方向に変位することで冷媒近傍領域（領域Ｘ）に存在する内部ガス通路１０８を閉塞する閉塞部材としての機能を有している。具体的にはリング部材１２８は中央部に穴が形成されたリング形状の部材である。リング部材１２８の穴が形成されていない部分が、冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８の端面を閉塞する。本実施例に係る可変装置１２０ａは、ピストン１２２が熱交換体１０６の軸線方向に変位するように、ＥＧＲクーラ１００ａの内部に配置されている。
【００６０】
アウターパイプ１０３ａおよびコーンパイプ１０２ｂａは、形状が実施例１と異なっている。具体的にはコーンパイプ１０２ｂａは、内径が一様な部分（以下、円筒部分と称する）を有しているが、この円筒部分が実施例１に係るコーンパイプ１０２ｂよりも内部冷媒通路１０７の冷媒流動方向で上流側に延伸している。アウターパイプ１０３ａの冷媒流動方向で下流側の端部は、コーンパイプ１０２ｂａの円筒部分の冷媒流動方向で下流側の端部の外周面に接続している。コーンパイプ１０２ｂａの円筒部分の内側に、可変装置１２０ａのケース１２１が固定されている。なおアウターパイプ１０３ａおよびコーンパイプ１０２ｂａがこのような形状を有しているのは、可変装置１２０ａをＥＧＲクーラ１００ａの内部に配置するためである。そのため、可変装置１２０ａをＥＧＲクーラ１００ａの内部に配置できるのであれば、アウターパイプ１０３ａおよびコーンパイプ１０２ｂａの形状は図７の形状に限定されるものではない。
【００６１】
図８は、冷媒停止の終了後におけるＥＧＲクーラ１００ａの一部を模式的に示す断面図である。図７および図８を参照して可変装置１２０ａの動作を説明すると次のようになる。まず図７に示すように、冷媒停止の実行中において、可変装置１２０ａのワックス１２３は溶解していない。この場合、リング部材１２８は冷媒近傍領域（領域Ｘ）に存在する内部ガス通路１０８の下流側端面を閉塞している。図８を参照して、冷媒停止の終了後においてワックス１２３は溶解しており、その結果、図７に比較してワックス１２３の体積は膨張している。ワックス１２３が膨張したことで、ピストン１２２は熱交換体１０６の端面から離れる方向（図８においては右方向）に変位し、その結果、ピストン１２２に接続したリング部材１２８も熱交換体１０６の端面から離れる方向に変位している。それにより、リング部材１２８による内部冷媒通路１０７の閉塞が解除されている。なお本実施例において、内燃機関５の始動時における冷媒バルブ７０、ＥＧＲバルブ９０、リング部材１２８および補助ポンプ３１の全体の動作を示すフローチャートは、図５（ａ）および図５（ｂ）においてシャット弁１２５をリング部材１２８に置き換えたフローチャートになる。
【００６２】
本実施例に係るＥＧＲクーラ１００ａにおいても可変装置１２０ａは、冷媒停止の実行中において冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８の断面積を冷媒停止の終了後に比較して減少させていることから、実施例１と同様の効果を発揮することができる。具体的にはＥＧＲクーラ１００ａによれば、冷媒停止の実行中において、冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８におけるＥＧＲガスの流量を減少させることができることから、内部冷媒通路１０７の冷媒が沸騰することを抑制することができる。またＥＧＲクーラ１００ａによれば、実施例１と同様に、冷媒停止の実行中において内部ガス通路１０８を通過するＥＧＲガスに含まれる水分が結露することを抑制することもできる。
【００６３】
なお、実施例１および実施例２において断面積可変装置は、ワックス１２３によって閉塞部材（具体的にはシャット弁１２５またはリング部材１２８）を駆動するタイプの断面積可変装置であるが、断面積可変装置の構成はこれに限定されるものではない。他の例を挙げると、断面積可変装置として、電動モータ等の電動アクチュエータによって閉塞部材を駆動するタイプの断面積可変装置を用いることもできる。この場合、制御装置は、冷媒停止の実行中において閉塞部材が冷媒近傍領域に存在する内部ガス通路１０８の端部を閉塞し、冷媒停止の終了後において閉塞部材が内部ガス通路の閉塞を解除するように電動アクチュエータを制御する。また断面積可変装置として、空圧または油圧によって閉塞部材を駆動するタイプの断面積可変装置を用いることもできる。また実施例１および実施例２において断面積可変装置の閉塞部材は、内部ガス通路１０８のＥＧＲガス流動方向で下流側端面を閉塞しているが、閉塞部材の内部ガス通路１０８の閉塞箇所は、これに限定されるものではない。他の例を挙げると、例えば閉塞部材は、内部ガス通路１０８のＥＧＲガス流動方向で上流側の端面を閉塞してもよい。
【００６４】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
５  内燃機関
１０  機関本体
１１  気筒
１００  ＥＧＲクーラ
１０６  熱交換体
１０７  内部冷媒通路
１０８  内部ガス通路
１１０  第１隔壁
１１１  第２隔壁
１２０  断面積可変装置
１２３  ワックス
１２５  シャット弁
１２８  リング部材
１４０  制御装置
【図１】
2014114753.tif 000003
【図２】
2014114753.tif 000004
【図３】
2014114753.tif 000005
【図４】
2014114753.tif 000006
【図５】
2014114753.tif 000007
【図６】
2014114753.tif 000008
【図７】
2014114753.tif 000009
【図８】
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