(57)【要約】【課題】チューブの表面に付着した煤を洗い流すことができ、熱交換効率の低下を防止できるＥＧＲ装置を提供する。【解決手段】ＥＧＲ装置１００は、エンジン２０を冷却する冷却水が流れる第１冷却水流路６１に接続される第１接続回路５７と、第１冷却水流路６１を流れる冷却水よりも温度の低い冷却水が循環する第２冷却水流路６２に接続される第２接続回路５８と、第１接続回路５７と第２接続回路５８との接続を切り替える切替弁としての入口側三方弁５９ａ、出口側三方弁５９ｂ、第２冷却水流路側三方弁５９ｃ及び開閉弁５９ｄと、を備えるＥＧＲクーラ５０を備える。入口側三方弁５９ａ、出口側三方弁５９ｂ、第２冷却水流路側三方弁５９ｃ及び開閉弁５９ｄは、ＥＧＲクーラ出口ガス温度Ｔｇが所定ガス温度Ｔ以上である場合に、第１接続回路５７から前記第２接続回路５８に接続を切り替える。【選択図】図３
2018003778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排出された排気ガスの一部を排気流路から吸気流路に還流させるＥＧＲ装置であって、
内部を流通する冷却水によって前記排気流路から導かれた排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを備え、
前記ＥＧＲクーラは、
前記エンジンを冷却する冷却水が流れる第１冷却水流路に接続される第１接続回路と、
前記第１冷却水流路を流れる冷却水よりも温度の低い冷却水が循環する第２冷却水流路に接続される第２接続回路と、
前記第１接続回路と前記第２接続回路との接続を切り替える切替弁と、
を備え、
前記切替弁は、前記ＥＧＲクーラを通過した排気ガスの温度が所定温度以上である場合に、前記第１接続回路から前記第２接続回路に接続を切り替える、
ことを特徴とするＥＧＲ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＥＧＲ装置であって、
前記第２冷却水流路は、冷却水の熱を外部に放出するラジエータと、前記エンジンとは異なる他の機器を冷却する熱交換器と、に接続され、
前記第２接続回路は、前記ＥＧＲクーラを通過した排気ガスの温度が前記所定温度以上である場合に、前記第２冷却水流路の冷却水が前記ラジエータを流通した後、前記熱交換器を流通する前に前記第２接続回路を流通するように、前記ラジエータと前記熱交換器との間に直列に接続される、
ことを特徴とするＥＧＲ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＥＧＲ装置であって、
前記熱交換器は、前記吸気流路に設置される水冷式のインタークーラである、
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、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気再循環）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、高温のガスが流れているときにＥＧＲクーラの入口に水を噴射して蒸発させ、チューブの表面に付着した煤を水蒸気で洗い流すことによって、煤堆積による熱交換効率の低下を防止するＥＧＲ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０４８１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のＥＧＲ装置では、水蒸気はガスとともにＥＧＲクーラのチューブ内を流れるので、付着した煤は表面側から洗浄される。そのため、煤表面のごく一部しか洗い流すことができず、チューブに付着した煤の多くが堆積してそのまま留まり、強いては堆積した煤がチューブの内壁に固着する可能性があり、熱交換効率が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、チューブの表面に付着した煤を洗い流すことができ、熱交換効率の低下を防止できるＥＧＲ装置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】
【０００６】
本発明のある態様によるＥＧＲ装置は、エンジンから排出された排気ガスの一部を排気流路から吸気流路に還流させるＥＧＲ装置であって、内部を流通する冷却水によって前記排気流路から導かれた排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを備え、前記ＥＧＲクーラは、前記エンジンを冷却する冷却水が流れる第１冷却水流路に接続される第１接続回路と、前記第１冷却水流路を流れる冷却水よりも温度の低い冷却水が循環する第２冷却水流路に接続される第２接続回路と、前記第１接続回路と前記第２接続回路との接続を切り替える切替弁と、を備え、前記切替弁は、前記ＥＧＲクーラを通過した排気ガスの温度が所定温度以上である場合に前記第１接続回路から前記第２接続回路に接続を切り替える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様によれば、エンジンを冷却する冷却水の温度が高くなった場合でも、当該冷却水よりも温度の低い冷却水を用いてＥＧＲクーラに導かれた排気ガスを冷却することができ、ＥＧＲクーラの冷却性能を高く保つことができる。また、エンジンを冷却する冷却水と比較して温度の低い冷却水によって排気ガスがチューブの表面付近で露点を下回るまで冷却されることで、チューブの表面と付着した煤との間に凝縮水による水膜が形成される。その結果、水膜によってチューブと煤とが分離された状態になっているので、ＥＧＲクーラ内を流れる排気ガスの勢いによってチューブの表面に付着した煤を洗い流すことができる。したがって、冷却水と排気ガスとの間の熱交換を妨げる煤がチューブの表面で固着することも抑制でき、熱交換効率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るＥＧＲ装置を備えるディーゼル車両のエンジンの吸排気系の構成図である。
【図２】図２は、ＥＧＲクーラの内部断面図である。
【図３】図３は、冷却水流路を説明する構成図である。
【図４】図４は、第１冷却水流路の冷却水がＥＧＲクーラに流通するときの冷却水流路とＥＧＲクーラとの接続状態を説明する図である。
【図５】図５は、第２冷却水流路の冷却水がＥＧＲクーラに流通するときの冷却水流路とＥＧＲクーラとの接続状態を説明する図である。
【図６】図６は、冷却水流路切替制御の流れを示すフローチャートである。
【図７Ａ】図７Ａは、チューブに付着した煤の状態を説明する模式図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、チューブと煤との間に生成される凝縮水を説明する模式図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、チューブから煤が洗い流される状態を説明する模式図である。
【図８】図８は、変形例の冷却水流路を説明する構成図である。
【図９】図９は、変形例の第１冷却水流路の冷却水がＥＧＲクーラに流通するときの冷却水流路とＥＧＲクーラとの接続状態を説明する図である。
【図１０】図１０は、変形例の第２冷却水流路の冷却水がＥＧＲクーラに流通するときの冷却水流路とＥＧＲクーラとの接続状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施形態に係るＥＧＲ装置１００を備えるディーゼル車両のエンジン２０の吸排気系の構成図である。
【００１１】
エンジン２０の給排気系は、エンジン２０の上流に接続される吸気系１０と、下流に接続される排気系３０と、を備える。
【００１２】
吸気系１０は、エアクリーナ１１と、過給機４０のコンプレッサホイール４２と、吸気シャッターバルブ１４と、インタークーラ１２と、これらを外部から吸入した吸入空気が流通可能となるように接続する吸気流路１３と、から構成される。
【００１３】
排気系３０は、過給機４０のタービンホイール４１と、排気浄化装置３１と、サイレンサ３２と、これらをエンジン２０から排出された排気ガスが流通可能となるように接続する排気流路３３と、から構成される。
【００１４】
吸入空気は、吸気流路１３を流通する際に、エアクリーナ１１によってごみやほこり等の異物が取り除かれた後に、過給機４０のコンプレッサホイール４２によって過給されて、吸気シャッターバルブ１４へと導かれる。過給された吸入空気は、吸気シャッターバルブ１４の開度に応じて流量を変化させて吸気シャッターバルブ１４を通過して、インタークーラ１２で冷却された後に、図示しないインテークマニホールドを通ってエンジン２０へ導かれる。インタークーラ１２は、後述するように冷却水が循環する水冷式でありサブラジエータ８３（図３参照）に接続されることで、過給された吸入空気から取り込んだ熱を外部に放出する。
【００１５】
エンジン２０に導かれた吸入空気は、吸入ポート２１を通って燃焼室２２に供給され、燃焼室２２内で噴射された燃料とともに圧縮されることで燃焼する。当該燃焼によって、ディーゼル車両が走行するために必要な推進力が得られる。
【００１６】
燃焼により生成された排気ガスは、排気ポート２３から排気系３０の図示しないエキゾーストマニホールドを通って排気流路３３へと排出される。排気ガスは、過給機４０のタービンホイール４１を通過してから排気浄化装置３１内の図示しないディーゼル酸化触媒や微粒子捕集フィルタによって浄化された後に、サイレンサ３２へと流通する。サイレンサ３２へ流通した排気ガスは、圧力や温度が低減されるとともに排気騒音が低減されて外部に排出される。排気浄化装置３１のディーゼル酸化触媒は、排気ガス中の未燃焼ガスを活性化させ燃焼させる触媒であり、微粒子捕集フィルタは、排気ガス中の微粒子を捕集するフィルタである。なお、排気浄化装置３１に、窒素酸化物を除去するためのＮＯｘ還元触媒と、ＮＯｘ還元触媒にて使用される還元剤を生成する燃料改質触媒と、を取り付けることによって、排気ガス中のＮＯｘを還元させてもよい。
【００１７】
過給機４０には、例えば、エンジン２０の回転数に応じて排気ガスや吸入空気の流速を制御する可変容量型のターボチャージャが用いられる。排気ガスの圧力により過給機４０のタービンホイール４１が回転すると、シャフト４３を介してコンプレッサホイール４２にその回転力が伝達されて吸入空気を過給するので、自然吸気の場合と比べてエンジン２０に大量の吸入空気を導入することができる。
【００１８】
排気流路３３と吸気流路１３との間には、ＥＧＲ装置１００が接続される。
【００１９】
ＥＧＲ装置１００は、ＥＧＲクーラ５０と、ＥＧＲバルブ５１と、これらを排気流路３３から還流させた排気ガスが流通可能となるように接続するＥＧＲガス流路５２と、から構成される。ＥＧＲ装置１００がＥＧＲを実行することによって、ＮＯｘの低減や燃費向上を実現することができる。また、ＥＧＲ装置１００は、タービンホイール４１や排気浄化装置３１より上流で排気ガスを還元させるので、タービンホイール４１や排気浄化装置３１に付着する煤等の量を低減させ、耐久性を向上させることができる。
【００２０】
ＥＧＲガス流路５２は、ＥＧＲ入口側配管５２ａと、ＥＧＲ出口側配管５２ｂと、から構成される。ＥＧＲ入口側配管５２ａは、排気流路３３とＥＧＲクーラ５０とを接続する。ＥＧＲ出口側配管５２ｂは、ＥＧＲクーラ５０と吸気流路１３とを接続する。ＥＧＲ入口側配管５２ａは、ＥＧＲ出口側配管５２ｂよりも短く形成される。
【００２１】
ＥＧＲバルブ５１は、ＥＧＲ出口側配管５２ｂに設けられ、吸気流路１３に還流される排気ガスの流量を開度に応じて調節する。例えば、ＥＧＲバルブ５１が閉じられた場合には吸気流路１３に排気ガスが還流されなくなり、その後、ＥＧＲバルブ５１が開かれた場合には排気ガスの流れが切り換わり、ＥＧＲバルブ５１の開度に応じて吸気流路１３に還流される。
【００２２】
ＥＧＲクーラ５０は、内部を流通する冷却水によって排気流路３３から導かれた排気ガスを冷却する。ＥＧＲクーラ５０は、後述する冷却水流路６０との間で冷却水が循環できるように接続されている（図３参照）。
【００２３】
ここで、図２を参照してＥＧＲクーラ５０について説明する。図２は、ＥＧＲクーラ５０の内部断面図である。
【００２４】
ＥＧＲクーラ５０は、図２に示すように、ＥＧＲガス流路５２に導かれた排気ガスが流通するＥＧＲガス通路５３と、ＥＧＲガス通路５３内の排気ガスとの間で熱交換を行うように冷却水が内部を流通する複数のチューブ５４と、を有する。
【００２５】
ＥＧＲガス通路５３は、複数のチューブ５４が間隔を空けて交互に積層されることによって、チューブ５４と隣接する他のチューブ５４との間にそれぞれ形成される。ＥＧＲガス通路５３中には、排気ガスとの熱交換効率を高めるために図示しないフィンが配置される。
【００２６】
ＥＧＲガス通路５３は、一端がＥＧＲガス流路５２のＥＧＲ入口側配管５２ａに接続され、他端がＥＧＲ出口側配管５２ｂに接続される。
【００２７】
ＥＧＲガス流路５２に導かれた排気ガスは、図２に矢印Ａで示すように、ＥＧＲ入口側配管５２ａを通ってＥＧＲガス通路５３を流通する。ＥＧＲガス通路５３を流通した排気ガスは、ＥＧＲバルブ５１が開いている場合には、図２に矢印Ｂで示すようにＥＧＲ出口側配管５２ｂを通って吸気流路１３へ還流される。他方で、排気ガスは、ＥＧＲバルブ５１が閉じている場合には、ＥＧＲガス通路５３やＥＧＲ入口側配管５２ａ周囲で自然対流する。
【００２８】
複数のチューブ５４には、図２に矢印Ｃで示すように冷却水流路入口５５から冷却水が流入する。冷却水は、チューブ５４内を流通する際に、チューブ５４を介して隣接するＥＧＲガス通路５３を通過する排気ガスと熱交換を行った後、図２に矢印Ｄで示すように冷却水流路出口５６から流出する。
【００２９】
図２に示すように、ＥＧＲ出口側配管５２ｂのＥＧＲガス通路５３に接続される接続部付近には、ＥＧＲクーラ出口ガス温度センサ７１が取り付けられる。ＥＧＲクーラ出口ガス温度センサ７１は、ＥＧＲクーラ５０の出口付近の排気ガスの温度をＥＧＲクーラ出口ガス温度Ｔｇとして検出する。なお、ＥＧＲクーラ出口ガス温度センサ７１をＥＧＲガス通路５３の出口部分に設置してもよい。また、冷却水流路出口５６に、ＥＧＲクーラ５０の冷却水の出口温度を検出するＥＧＲ出口水温センサ７２を取り付けてもよい。
【００３０】
次に図３から図５を参照して、ＥＧＲクーラ５０を冷却する冷却水の冷却水流路６０について説明する。図３は、冷却水流路６０を説明する構成図である。図４は、第１冷却水流路６１の冷却水がＥＧＲクーラ５０に流通するときの冷却水流路６０とＥＧＲクーラ５０との接続状態を説明する図である。図５は、第２冷却水流路６２の冷却水がＥＧＲクーラ５０に流通するときの冷却水流路６０とＥＧＲクーラ５０との接続状態を説明する図である。
【００３１】
冷却水流路６０は、図３に示すように、エンジン２０を冷却する冷却水が循環する第１冷却水流路６１と、インタークーラ１２を冷却する冷却水が循環する第２冷却水流路６２と、から構成される。
【００３２】
第１冷却水流路６１は、エンジン２０とラジエータ８０とウォータポンプ８１とを順番に冷却水が循環できるように構成される。ウォータポンプ８１は、冷却水をエンジン２０へと送り出すことで、第１冷却水流路６１に冷却水を循環させる。ラジエータ８０は、エンジン２０を冷却することで加熱された冷却水の熱を外部に放出する。第１冷却水流路６１のウォータポンプ８１とエンジン２０との間には、開閉弁５９ｄが設けられる。
【００３３】
第２冷却水流路６２は、インタークーラ１２とウォータポンプ８２とサブラジエータ８３とを順番に冷却水が循環できるように構成される。ウォータポンプ８２は、冷却水をサブラジエータ８３へと送り出すことで、第２冷却水流路６２に冷却水を循環させる。サブラジエータ８３は、インタークーラ１２を冷却することで加熱された冷却水の熱を外部に放出する。第２冷却水流路６２のサブラジエータ８３とインタークーラ１２との間には、第２冷却水流路側三方弁５９ｃが設けられる。ここで、エンジン２０の暖機が完了した後の通常の走行状態において、エンジン２０の熱の影響を受けることのない第２冷却水流路６２には、第１冷却水流路６１を流れる冷却水よりも温度の低い冷却水が循環する。
【００３４】
ＥＧＲクーラ５０は、第１冷却水流路６１に接続される第１接続回路５７と、第２冷却水流路６２に接続される第２接続回路５８と、を備える。
【００３５】
第１接続回路５７は、ＥＧＲクーラ５０の冷却水流路入口５５に接続される入口側第１接続回路５７ａと、ＥＧＲクーラ５０の冷却水流路出口５６に接続される出口側第１接続回路５７ｂと、から構成される。冷却水流路入口５５と入口側第１接続回路５７ａとの間には、入口側三方弁５９ａが設けられる。冷却水流路出口５６と出口側第１接続回路５７ｂとの間には、出口側三方弁５９ｂが設けられる。
【００３６】
第２接続回路５８は、入口側三方弁５９ａを介してＥＧＲクーラ５０の冷却水流路入口５５に接続される入口側第２接続回路５８ａと、出口側三方弁５９ｂを介してＥＧＲクーラ５０の冷却水流路出口５６に接続される出口側第２接続回路５８ｂと、から構成される。
【００３７】
入口側三方弁５９ａは、図４に太実線で示すように冷却水流路入口５５に入口側第１接続回路５７ａから流入する冷却水の流れを、図５に太実線で示すように入口側第２接続回路５８ａから流入するように切り替えることができる。
【００３８】
また、出口側三方弁５９ｂは、図４に太実線で示すように冷却水流路出口５６から出口側第１接続回路５７ｂに流出する冷却水の流れを、図５に太実線で示すように出口側第２接続回路５８ｂに流出するように切り替えることができる。
【００３９】
このように、入口側三方弁５９ａ及び出口側三方弁５９ｂは、後述するコントローラ７０からの出力信号に応じて、第１接続回路５７と第２接続回路５８との接続を切り替える。
【００４０】
コントローラ７０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等によって構成され、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵによって読み出すことで、エンジン２０、及びＥＧＲ装置１００に各種機能を発揮させる。
【００４１】
コントローラ７０には、例えばＥＧＲ装置１００に各種機能を発揮させるために、ＥＧＲクーラ出口ガス温度センサ７１からの信号が入力される。なお、コントローラ７０には、ＥＧＲ出口水温センサ７２、エンジン２０の回転速度を検出する図示しないエンジン回転センサ、又はアクセル開度を検出する図示しないアクセル開度検出センサ等の信号が入力されてもよい。
【００４２】
コントローラ７０は、入力された信号に基づいて、ＥＧＲ装置１００の制御を実行する。すなわち、コントローラ７０は、エンジン２０の負荷等に応じて、図１に破線で示すように吸気シャッターバルブ１４とＥＧＲバルブ５１の開閉制御を実行するとともに、図３から図５に破線で示すように入口側三方弁５９ａ、出口側三方弁５９ｂ及び第２冷却水流路側三方弁５９ｃの切替制御と、開閉弁５９ｄの開閉制御と、を実行する。
【００４３】
次に、図６から図７Ｃを参照して、コントローラ７０が実行する冷却水流路切替制御について説明する。図６は、冷却水流路切替制御の流れを示すフローチャートである。図７Ａは、チューブ５４に付着した煤Ｃの状態を説明する模式図である。図７Ｂは、チューブ５４と煤Ｃとの間に生成される凝縮水Ｗを説明する模式図である。図７Ｃは、チューブ５４から煤Ｃが洗い流される状態を説明する模式図である。
【００４４】
コントローラ７０は、ＥＧＲが開始されてＥＧＲバルブ５１が開かれた後、所定周期毎に冷却水流路切替制御を実行する。ＥＧＲが開始されると、排気ガスがＥＧＲガス通路５３内を勢いよく通過する。また、ＥＧＲが開始されると、図４で示すように第１冷却水流路６１の冷却水がＥＧＲクーラ５０に流通する。なお、ディーゼル車両の走行に応じてＥＧＲクーラ５０のチューブ５４の表面には、図７Ａに示すように、煤Ｃが付着して堆積している。
【００４５】
ステップＳ１０１では、コントローラ７０は、ＥＧＲクーラ出口ガス温度Ｔｇが所定ガス温度Ｔ以上であるか否かを判定する。コントローラ７０の処理は、ＥＧＲクーラ出口ガス温度Ｔｇが所定ガス温度Ｔ以上である場合にはステップＳ１０２に進み、所定ガス温度Ｔ未満である場合にはステップＳ１０３に進む。所定ガス温度Ｔは、ＥＧＲクーラ５０のチューブ５４の表面に煤Ｃが堆積することによって排気ガスと冷却水との間で熱交換を効率よく行えなくなった結果、排気ガスが冷却されずに高温となったときの温度であり、例えば１８０℃である。
【００４６】
ステップＳ１０２では、コントローラ７０は、第２冷却水流路接続制御を実行する。第２冷却水流路接続制御では、コントローラ７０は、図５に太実線で示すようにＥＧＲクーラ５０の冷却水流路入口５５が第２冷却水流路６２と接続されるように入口側三方弁５９ａの接続を切り替える。また、コントローラ７０は、ＥＧＲクーラ５０の冷却水流路出口５６と出口側第２接続回路５８ｂと第２冷却水流路６２とが直列に接続されるように出口側三方弁５９ｂ及び第２冷却水流路側三方弁５９ｃの接続を切り替える。同時に、コントローラ７０は、第１冷却水流路６１の開閉弁５９ｄを開く。
【００４７】
このように、入口側三方弁５９ａ、出口側三方弁５９ｂ及び第２冷却水流路側三方弁５９ｃの切替制御と、開閉弁５９ｄの開閉制御と、がコントローラ７０に実行されることによって、図５に太実線で示すように第２冷却水流路６２を循環する冷却水がＥＧＲクーラ５０へと流通することになる。エンジン２０を冷却する冷却水と比較して温度の低い冷却水がＥＧＲクーラ５０に流通することになるので、ＥＧＲクーラ５０内を通過する排気ガスは、温度の低い冷却水との間で熱交換を行い冷却される。
【００４８】
ここで、第２冷却水流路６２の冷却水の温度は、排気ガスが結露する露点温度以下となるように設定されており、例えば５０℃前後となるように設定される。ＥＧＲクーラ５０を通過する排気ガスが温度の低い冷却水によって露点以下まで冷却されると、図７Ｂに示すように、チューブ５４と煤Ｃとの間に凝縮水Ｗが生成される。
【００４９】
凝縮水Ｗは、煤Ｃ表面の細かい隙間から煤Ｃの内部に侵入した排気ガスがチューブ５４の表面付近で冷却されることによって、排気ガス中に含まれる水蒸気が結露したものである。また、凝縮水Ｗは、チューブ５４の表面付近に堆積した煤Ｃ内に予め存在している排気ガスが冷却され、排気ガス中の水蒸気が結露することによっても生成される。
【００５０】
煤Ｃは、燃焼過程で燃え残った炭化水素が様々な化学反応を経て凝集し固体化されたものであり、油性（疎水性）の性質となっている。そのため、生成された凝縮水Ｗは、疎水性の煤Ｃに吸収されることなくチューブ５４と煤Ｃとの間を広がることによって水膜の層を形成する。その結果、煤Ｃは、水膜によってチューブ５４の表面から強制的に分離された状態となる。
【００５１】
ＥＧＲの実行中は、排気ガスがＥＧＲガス通路５３内を勢いよく通過しているので、チューブ５４の表面から分離された煤Ｃが、図７Ｃに示すように、排気ガスによって凝縮水Ｗとともに下流へ吹き飛ばされる。なお、吹き飛ばされた凝縮水Ｗは、吹き飛ばされた際に周囲の排気ガスに熱せられて蒸発するので、液体のままエンジン２０に流れることがない。
【００５２】
他方で、ステップＳ１０３では、コントローラ７０は、第１冷却水流路接続制御を実行する。第１冷却水流路接続制御では、コントローラ７０は、図４に太実線で示すようにＥＧＲクーラ５０の冷却水流路入口５５が第１冷却水流路６１と接続されるように入口側三方弁５９ａの接続を切り替える。また、コントローラ７０は、ＥＧＲクーラ５０の冷却水流路出口５６と出口側第１接続回路５７ｂと第２冷却水流路６２とが直列に接続されるように出口側三方弁５９ｂ及び第２冷却水流路側三方弁５９ｃの接続を切り替える。同時に、コントローラ７０は、第１冷却水流路６１の開閉弁５９ｄを閉じる。
【００５３】
このように、入口側三方弁５９ａ、出口側三方弁５９ｂ及び第２冷却水流路側三方弁５９ｃの切替制御と、開閉弁５９ｄの開閉制御と、がコントローラ７０に実行されることによって、図４に太実線で示すように第１冷却水流路６１を循環する冷却水がＥＧＲクーラ５０へと流通することになる。そのため、エンジン２０を冷却する冷却水によって排気ガスが露点以下まで冷却されない場合には、排気ガス中に含まれる水蒸気は、凝縮することなく気体のままＥＧＲクーラ５０のＥＧＲガス通路５３内を通過する。
【００５４】
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００５５】
エンジン２０から排出された排気ガスの一部を排気流路３３から吸気流路１３に還流させるＥＧＲ装置１００は、内部を流通する冷却水によって排気流路３３から導かれた排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ５０を備える。ＥＧＲクーラ５０は、エンジン２０を冷却する冷却水が流れる第１冷却水流路６１に接続される第１接続回路５７と、第１冷却水流路６１を流れる冷却水よりも温度の低い冷却水が循環する第２冷却水流路６２に接続される第２接続回路５８と、第１接続回路５７と第２接続回路５８との接続を切り替える切替弁としての入口側三方弁５９ａ、出口側三方弁５９ｂ、第２冷却水流路側三方弁５９ｃ及び開閉弁５９ｄと、を備える。入口側三方弁５９ａ、出口側三方弁５９ｂ、第２冷却水流路側三方弁５９ｃ及び開閉弁５９ｄは、ＥＧＲクーラ５０を通過した排気ガスの温度であるＥＧＲクーラ出口ガス温度Ｔｇが所定ガス温度Ｔ以上である場合に、第１接続回路５７から前記第２接続回路５８に接続を切り替える。
【００５６】
このようなＥＧＲ装置１００によれば、エンジン２０を冷却する冷却水の温度が高くなった場合でも、当該冷却水よりも温度の低い冷却水を用いてＥＧＲクーラ５０に導かれた排気ガスを冷却することができ、ＥＧＲクーラ５０の冷却性能を高く保つことができる。また、エンジン２０を冷却する冷却水と比較して温度の低い冷却水によって排気ガスがチューブ５４の表面付近で露点を下回るまで冷却されることで、チューブ５４の表面と付着した煤Ｃとの間に凝縮水Ｗによる水膜が形成される。その結果、水膜によってチューブ５４と煤Ｃとが分離された状態になっているので、ＥＧＲクーラ５０内を流れる排気ガスの勢いによってチューブ５４の表面に付着した煤Ｃを洗い流すことができる。したがって、冷却水と排気ガスとの間の熱交換を妨げる煤Ｃがチューブ５４の表面で固着することも抑制でき、熱交換効率の低下を防止することができる。
【００５７】
また、ＥＧＲクーラ５０のチューブ５４の表面に付着した煤Ｃを都度洗い流すことができ熱交換効率の低下を防止することができるので、長時間にわたり連続して走行する場合等においてもＥＧＲクーラ５０の冷却性能を高く保つことができる。
【００５８】
ＥＧＲ装置１００では、第２冷却水流路６２は、冷却水の熱を外部に放出するサブラジエータ８３と、ＥＧＲクーラ５０とは異なる他の機器を冷却する熱交換器としてのインタークーラ１２と、に接続される。第２接続回路５８は、ＥＧＲクーラ出口ガス温度Ｔｇが所定ガス温度Ｔ以上である場合に、第２冷却水流路６２の冷却水がサブラジエータ８３を流通した後、熱交換器としてのインタークーラ１２を流通する前に第２接続回路５８を流通するように、サブラジエータ８３とインタークーラ１２との間に直列に接続される。
【００５９】
したがって、サブラジエータ８３によって外部に熱を放出して冷却された冷却水が、ＥＧＲクーラ５０を冷却する前に暖められることがないので、ＥＧＲクーラ５０を効率よく冷却することができる。なお、ＥＧＲクーラ５０は、インタークーラ１２と比較して熱容量が通常小さく設定されるので、冷却水は、ＥＧＲクーラ５０を冷却した後においてもインタークーラ１２を十分に冷却することができる。
【００６０】
なお、第２冷却水流路６２を循環する冷却水は、インタークーラ１２に限らず、ディーゼル車両の熱を発生する各種装置を冷却することとしてもよい。
【００６１】
ＥＧＲ装置１００では、インタークーラ１２は、吸気流路１３に設置される。そのため、エンジン２０付近にある別の第２冷却水流路６２を用いることができるので、ＥＧＲクーラ５０の第２接続回路５８を短くすることができる。
【００６２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００６３】
例えば、上記実施形態とは三方弁や開閉弁の数を変えて、図８に示すようにＥＧＲクーラ２５０の冷却水流路入口２５５や冷却水流路出口２５６を構成してもよい。
【００６４】
冷却水流路入口２５５は、第１冷却水流路入口２５５ａと第２冷却水流路入口２５５ｂとから構成される。第１冷却水流路入口２５５ａは開閉弁２５９ａを介して入口側第１接続回路５７ａに接続され、第２冷却水流路入口２５５ｂは三方弁２５９ｅを介して第２冷却水流路６２に接続される。
【００６５】
冷却水流路出口２５６は、第１冷却水流路出口２５６ａと第２冷却水流路出口２５６ｂとから構成される。第１冷却水流路出口２５６ａは開閉弁２５９ｂを介して出口側第１接続回路５７ｂに接続され、第２冷却水流路出口２５６ｂは第２冷却水流路側三方弁５９ｃを介して第２冷却水流路６２に接続される。
【００６６】
第１冷却水流路６１の冷却水がＥＧＲクーラ２５０に流通するときには、冷却水流路６０とＥＧＲクーラ２５０との接続状態は、図９の太実線のようになる。また、第２冷却水流路６２の冷却水がＥＧＲクーラ２５０に流通するときには、冷却水流路６０とＥＧＲクーラ２５０との接続状態は、図１０の太実線のようになる。
【００６７】
このように、上記実施形態の三方弁の一部を開閉弁に代えてＥＧＲクーラ２５０を構成することによっても上記実施形態と同様に冷却水流路切替制御を実行することができる。
【００６８】
また、上記実施形態のようにＥＧＲクーラ出口ガス温度Ｔｇが所定ガス温度Ｔ以上である場合に限らず、コントローラ７０は、定期的に、又は所望のタイミングで運転手の要求等に応じて、第２冷却水流路接続制御を実行してＥＧＲクーラ５０のチューブ５４の表面に付着した煤Ｃを洗い流すことができる。したがって、負荷の高い走行等を予定している場合に、ＥＧＲクーラ５０の冷却性能を予め高く保った上で当該走行等を開始することができるので、排気ガスの温度が過度に上昇することを抑制できる。
【００６９】
さらに、ＥＧＲ装置１００は、上記実施形態の態様に限らず、吸気流路１３のコンプレッサホイール４２と排気流路３３の排気浄化装置３１の下流側との間を接続するように設置することとしてもよい。これによって、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
また、ディーゼル車両に限らず、ガソリン車両に適用してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１００    ＥＧＲ装置
１０      吸気系
１２      インタークーラ（熱交換器）
１３      吸気流路
１４      吸気シャッターバルブ
２０      エンジン
３０      排気系
３３      排気流路
４０      過給機
５０      ＥＧＲクーラ
５１      ＥＧＲバルブ
５２      ＥＧＲガス流路
５２ａ    ＥＧＲ入口側配管
５２ｂ    ＥＧＲ出口側配管
５３      ＥＧＲガス通路
５４      チューブ
５５、２５５      冷却水流路入口
５６、２５６      冷却水流路出口
５７      第１接続回路
５７ａ    入口側第１接続回路
５７ｂ    出口側第１接続回路
５８      第２接続回路
５８ａ    入口側第２接続回路
５８ｂ    出口側第２接続回路
５９ａ    入口側三方弁（切替弁）
５９ｂ    出口側三方弁（切替弁）
５９ｃ    第２冷却水流路側三方弁（切替弁）
５９ｄ    開閉弁（切替弁）
６０      冷却水流路
６１      第１冷却水流路
６２      第２冷却水流路
７０      コントローラ
７１      ＥＧＲクーラ出口ガス温度センサ
８０      ラジエータ
８１      ウォータポンプ
８２      ウォータポンプ
８３      サブラジエータ（ラジエータ）
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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