(57)【要約】【課題】ＥＧＲガスを確実に冷却できるようにする。【解決手段】メイン冷却水通路６１から独立したサブ冷却水通路７１と、サブ冷却水通路７１の冷却水を冷却するサブラジエータ７２と、サブ冷却水通路７１中に配置されて水流を発生させるサブウォーターポンプ７３と、ＥＧＲガス通路５１中で且つメインガスクーラ５３よりも下流側に配置されるとともに、サブ冷却水通路７１の冷却水が導入されて排気ガスを冷却するサブガスクーラ５４とを設ける。サブ冷却水通路７１はメイン冷却水通路６１から独立しているため、サブ冷却水通路７１の冷却水の温度はメイン冷却水通路６１の冷却水の温度の影響を受けることがなく、したがって、サブ冷却水通路７１の冷却水が導入されるサブガスクーラ５４により、高負荷運転時にもＥＧＲガスを確実に冷却することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気を加圧する過給機（４０）と、加圧された吸入空気を冷却するインタークーラ（２３）と、冷却水を冷却するメインラジエータ（６２）と、内燃機関（１０）と前記メインラジエータ（６２）との間で冷却水を循環させるメイン冷却水通路（６１）と、前記メイン冷却水通路（６１）中に配置されて水流を発生させるメインウォーターポンプ（６３、６４）とを備える内燃機関（１０）に搭載されるものであって、
排気系から取り出した排気ガスを吸気系に再循環させるＥＧＲガス通路（５１）と、
前記ＥＧＲガス通路（５１）中に配置されて排気ガスを冷却するメインガスクーラ（５３）と、
前記メイン冷却水通路（６１）から独立して設けられて冷却水を循環させるサブ冷却水通路（７１）と、
前記サブ冷却水通路（７１）中に配置されて前記サブ冷却水通路（７１）の冷却水を冷却するサブラジエータ（７２）と、
前記サブ冷却水通路（７１）中に配置されて水流を発生させるサブウォーターポンプ（７３）と、
前記ＥＧＲガス通路（５１）中で且つ前記メインガスクーラ（５３）よりも下流側に配置されるとともに、前記サブ冷却水通路（７１）の冷却水が導入されて排気ガスを冷却するサブガスクーラ（５４）とを備えることを特徴とする内燃機関用排気再循環装置。
【請求項２】
前記サブウォーターポンプ（７３）の作動を制御して前記サブ冷却水通路（７１）の冷却水流量を制御する制御手段（８０）を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用排気再循環装置。
【請求項３】
前記内燃機関（１０）は車両に搭載されるものであり、
前記サブラジエータ（７２）は、冷却水と外気とを熱交換させて冷却水を冷却するものであり、
前記制御手段（８０）は、高速・高負荷運転状態から低速運転状態に移行したときに、前記サブ冷却水通路（７１）の冷却水流量が減少するように、前記サブウォーターポンプ（７３）の作動を制御することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関用排気再循環装置。
【請求項４】
前記インタークーラ（２３）は、前記サブ冷却水通路（７１）中に配置されて前記サブ冷却水通路（７１）の冷却水が導入されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の内燃機関用排気再循環装置。
【請求項５】
前記インタークーラ（２３）は、前記サブ冷却水通路（７１）中に配置されて前記サブ冷却水通路（７１）の冷却水が導入され、
前記制御手段（８０）は、低負荷運転時には前記サブラジエータ（７２）による冷却水の流れが停止或いは断続的に作動・停止の繰り返しをされるように、前記サブウォーターポンプ（７３）の作動を制御することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関用排気再循環装置。
【請求項６】
前記サブラジエータ（７２）から流出した冷却水は、前記インタークーラ（２３）に導入された後に前記サブガスクーラ（５４）に導入されることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用排気再循環装置。
【請求項７】
前記インタークーラ（２３）の冷却水出口部と前記サブガスクーラ（５４）の冷却水入口部とを接続させた状態で、前記インタークーラ（２３）と前記サブガスクーラ（５４）とが一体化されていることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関用排気再循環装置。
【請求項８】
前記メインガスクーラ（５３）は、前記メインラジエータ（６２）で冷却された冷却水が導入されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の内燃機関用排気再循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気系から取り出した排気ガスを吸気系に再循環させる内燃機関用排気再循環装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、省燃費やＣ０２排出量の低減を目的に、排気量を小さくすることによる出力減少分を過給により補って内燃機関のダウンサイジングを図ったり、外部ＥＧＲにより大量の排気ガスを吸気系に戻して内燃機関のポンプロスを低減することが行われている。
【０００３】
しかし、過給により吸気温度が上昇するとノッキングが発生し易いため、燃料を増量して気筒内壁を冷却するので、そのために燃料を消費してしまう。そのため、インタークーラにて吸気を冷却することにより、ノッキング防止を図っている。また、排気系から取り出して吸気系に再循環させる排気ガス（以下、ＥＧＲガスという）も、ガスクーラにて冷却される。
【０００４】
具体的には、吸気やＥＧＲガスを十分に冷却できるようにするために、インタークーラおよびガスクーラをともに水冷式とし、特に大きな効果を得る事を目的としたものでは、メインラジエータにて冷却された冷却水をサブラジエータにてさらに冷却し、サブラジエータにて冷却された冷却水をインタークーラおよびガスクーラに導入するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３８８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、サブラジエータの入口水温は、メインラジエータの出口水温であり、通常は９０℃前後であるが、その温度は内燃機関の負荷に応じて変動し、高負荷運転時には更に高い温度となる。このため、高負荷運転時には、サブラジエータの出口水温も高い温度となり、インタークーラおよびガスクーラの冷却能力が低下して吸気やＥＧＲガスを十分に冷却することができない。
【０００７】
したがって、高負荷運転時には、インタークーラの冷却能力低下により吸気温度が高くなり、また、十分に冷却されていないＥＧＲガスにより吸気が暖められて吸気温度がさらに高くなるため、ノッキングを防止するための燃料増量分が増加してしまい、燃料増量抑制による省燃費効果が低くなってしまう。また、高負荷運転時にはＥＧＲガス温度が高くなるため、ＥＧＲバルブや樹脂製吸気マニホールドの耐熱性の問題により、ＥＧＲガスを十分還流することができない。因みに、ＥＧＲバルブの耐熱温度は２００℃程度であり、樹脂製吸気マニホールドの耐熱温度は１３０℃程度である。
【０００８】
さらに、メインラジエータのサーモスタットが開くまで（８０℃前後で開弁）は、サブラジエータやガスクーラに冷却水が流れないため、吸入空気、ＥＧＲガスを十分冷却することができない。したがって、ＥＧＲバルブ等の耐熱性の問題により、メインラジエータのサーモスタットが開くまでは外部ＥＧＲを行うことができず、ポンプロス低減による省燃費効果が得られない。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、ＥＧＲガスを十分に冷却し、大量の再循環ができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、吸入空気を加圧する過給機（４０）と、加圧された吸入空気を冷却するインタークーラ（２３）と、冷却水を冷却するメインラジエータ（６２）と、内燃機関（１０）とメインラジエータ（６２）との間で冷却水を循環させるメイン冷却水通路（６１）と、メイン冷却水通路（６１）中に配置されて水流を発生させるメインウォーターポンプ（６３、６４）とを備える内燃機関（１０）に搭載されるものであって、排気系から取り出した排気ガスを吸気系に再循環させるＥＧＲガス通路（５１）と、ＥＧＲガス通路（５１）中に配置されて排気ガスを冷却するメインガスクーラ（５３）と、メイン冷却水通路（６１）から独立して設けられて冷却水を循環させるサブ冷却水通路（７１）と、サブ冷却水通路（７１）中に配置されてサブ冷却水通路（７１）の冷却水を冷却するサブラジエータ（７２）と、サブ冷却水通路（７１）中に配置されて水流を発生させるサブウォーターポンプ（７３）と、ＥＧＲガス通路（５１）中で且つメインガスクーラ（５３）よりも下流側に配置されるとともに、サブ冷却水通路（７１）の冷却水が導入されてＥＧＲガスを冷却するサブガスクーラ（５４）とを備えることを特徴とする。
【００１１】
これによると、サブ冷却水通路（７１）はメイン冷却水通路（６１）から独立しているため、サブ冷却水通路（７１）の冷却水の温度はメイン冷却水通路（６１）の冷却水の温度の影響を受けることがなく、したがって、サブ冷却水通路（７１）の冷却水が導入されるサブガスクーラ（５４）により、高負荷運転時にもＥＧＲガスを確実に冷却することができる。よって、高負荷運転時のＥＧＲガスによる吸気温度の上昇を回避して、ノッキングを防止するための燃料増量を抑制することができる。また、ＥＧＲバルブ（５２）や樹脂製吸気マニホールド（２２）を用いる場合でも、高負荷運転時にＥＧＲガスを十分還流することができる。
【００１２】
さらに、サブ冷却水通路（７１）はメイン冷却水通路（６１）から独立しているため、メインラジエータ（６２）のサーモスタットの作動状態に関わらず、サブガスクーラ（５４）によりＥＧＲガスを冷却することができる。したがって、メインラジエータ（６２）への冷却水循環を制御するサーモスタットが開く前でも外部ＥＧＲを行うことができ、ポンプロス低減による省燃費効果を高めることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の内燃機関用排気再循環装置において、サブウォーターポンプ（７３）の作動を制御してサブ冷却水通路（７１）の冷却水流量を制御する制御手段（８０）を備えることを特徴とする。
【００１４】
これによると、サブ冷却水通路（７１）の冷却水流量を制御することにより、サブ冷却水通路（７１）の冷却水の温度を制御し、ひいてはＥＧＲガスや吸気の温度を制御することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の内燃機関用排気再循環装置において、内燃機関（１０）は車両に搭載されるものであり、サブラジエータ（７２）は、冷却水と外気とを熱交換させて冷却水を冷却するものであり、制御手段（８０）は、高速・高負荷運転状態から低速運転状態に移行したときに、サブ冷却水通路（７１）の冷却水流量が減少するように、サブウォーターポンプ（７３）の作動を制御することを特徴とする。
【００１６】
これによると、高速・高負荷運転時に温度上昇したサブ冷却水通路（７１）の冷却水を、低速運転に移行したときに速やかに冷却することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の内燃機関用排気再循環装置において、インタークーラ（２３）は、サブ冷却水通路（７１）中に配置されてサブ冷却水通路（７１）の冷却水が導入されることを特徴とする。
【００１８】
これによると、サブ冷却水通路（７１）はメイン冷却水通路（６１）から独立しているため、サブ冷却水通路（７１）の冷却水の温度は内燃機関（１０）を冷却するメイン冷却水通路（６１）の冷却水の温度の影響を受けることがなく、したがって、サブ冷却水通路（７１）の冷却水が導入されるインタークーラ（２３）により、高負荷運転時にも吸気を十分に冷却することができる。よって、高負荷運転時の吸気温度の上昇を回避して、ノッキングを防止するための燃料増量を抑制することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明では、請求項２に記載の内燃機関用排気再循環装置において、インタークーラ（２３）は、サブ冷却水通路（７１）中に配置されてサブ冷却水通路（７１）の冷却水が導入され、制御手段（８０）は、サブラジエータ（７２）による冷却水の流れが停止或いは断続的に作動・停止の繰り返しをされるように、サブウォーターポンプ（７３）の作動を制御することを特徴とする。
【００２０】
これによると、例えば始動直後の暖機時等には、サブガスクーラ（５４）によりＥＧＲガスからサブ冷却水通路（７１）の冷却水に熱回収し、その回収した熱によりインタークーラ（２３）において吸気を加熱して吸気温度を上げることができる。したがって、内燃機関始動直後の暖機を促進したり、或いは外気温が低いときには吸気温度上昇によりポンプロスの低減や、混合気の温度を上げて点火性を促進する等して、燃費を向上させることができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明では、請求項４に記載の内燃機関用排気再循環装置において、サブラジエータ（７２）から流出した冷却水は、インタークーラ（２３）に導入された後にサブガスクーラ（５４）に導入されることを特徴とする。
【００２２】
これによると、ＥＧＲガスよりも吸入空気の方が温度が低いため、インタークーラ（２３）を通過する間の冷却水の温度上昇が少なく、サブガスクーラ（５４）に導入される冷却水とサブガスクーラ（５４）に導入されるＥＧＲガスとの温度差を十分に確保することができる。したがって、サブラジエータ（７２）から流出した冷却水がサブガスクーラ（５４）に導入された後にインタークーラ（２３）に導入される場合と比較して、吸気およびＥＧＲガスを何れも効率よく冷却することができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明のように、請求項６に記載の内燃機関用排気再循環装置において、インタークーラ（２３）の冷却水出口部とサブガスクーラ（５４）の冷却水入口部とを接続させた状態で、インタークーラ（２３）とサブガスクーラ（５４）とを一体的に構成することで、二つの熱交換器を継続する水配管は不要となり、組付けが簡素でコンパクトなシステムにする事ができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明のように、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の内燃機関用排気再循環装置において、メインガスクーラ（５３）には、メインラジエータ（６２）で冷却された冷却水を導入することができる。
【００２５】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排気再循環装置を適用した内燃機関の全体構成を示す図である。
【図２】図１のインタークーラおよびサブガスクーラの斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る排気再循環装置を適用した内燃機関の全体構成を示す図である。
【図４】図３のメインガスクーラおよびサブガスクーラの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２８】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る排気再循環装置を適用した内燃機関の全体構成を示す図、図２は図１のインタークーラおよびサブガスクーラの斜視図である。
【００２９】
図１に示す水冷式多気筒内燃機関（以下、内燃機関と略す）１０は、図示しない車両に搭載されるものであり、内燃機関１０に空気を導く樹脂製の吸気管２１および樹脂製の吸気マニホールド２２を備えるとともに、排気ガスを大気中まで導く排気マニホールド３１および排気管３２を備えている。
【００３０】
内燃機関１０は、吸気を加圧するターボ過給機４０を備えている。このターボ過給機４０は、吸気管２１内に配置されたコンプレッサ４１と、排気管３２内に配置されたタービン４２とを備えている。そして、排気ガスのエネルギーによってタービン４２が回転駆動され、さらにタービン４２によりコンプレッサ４１が回転駆動されることにより過給を行うようになっている。
【００３１】
吸気管２１と吸気マニホールド２２との間には、コンプレッサ４１で圧縮されて高温となった吸気を冷却水と熱交換させて冷却する水冷式のインタークーラ２３が配置されている。
【００３２】
内燃機関１０は、排気系から取り出した排気ガスを吸気系にＥＧＲバルブ７２させるＥＧＲガス通路５１を備えている。具体的には、ＥＧＲガス通路５１は、排気管３２のうちタービン４２よりも排気ガス流れ上流側から分岐して、吸気管２１のうちコンプレッサ４１よりも吸気流れ下流側で且つインタークーラ２３よりも吸気流れ上流側に接続されている。なお、ＥＧＲガス通路５１を介して吸気系にＥＧＲバルブ７２させる排気ガスを、以下、ＥＧＲガスという。
【００３３】
ＥＧＲガス通路５１には、ＥＧＲガス通路５１の通路面積を調整してＥＧＲガスの量を調整するＥＧＲバルブ５２と、ＥＧＲガスを冷却水と熱交換させて冷却する水冷式のメインガスクーラ５３と、ＥＧＲガスを冷却水と熱交換させて冷却する水冷式のサブガスクーラ５４が配置されている。また、サブガスクーラ５４はメインガスクーラ５３よりもＥＧＲガス流れ下流側に配置され、ＥＧＲバルブ５２はサブガスクーラ５４よりもＥＧＲガス流れ下流側に配置されている。
【００３４】
内燃機関１０は、冷却水を循環させるメイン冷却水通路６１およびサブ冷却水通路７１を備えている。このメイン冷却水通路６１とサブ冷却水通路７１は、それぞれ独立している（すなわち分離されている）。
【００３５】
メイン冷却水通路６１には、冷却水と外気とを熱交換させて冷却水を冷却するメインラジエータ６２が配置されている。メイン冷却水通路６１は、メインラジエータ６２よりも冷却水流れ下流側で第１メイン冷却水通路６１ａと第２メイン冷却水通路６１ｂとに分岐されている。
【００３６】
第１メイン冷却水通路６１ａには、内燃機関１０に駆動されて水流を発生させる第１メインウォーターポンプ６３が配置されている。そして、第１メインウォーターポンプ６３が作動することにより、内燃機関１０とメインラジエータ６２との間で冷却水が循環するようになっている。
【００３７】
第２メイン冷却水通路６１ｂには、メインガスクーラ５３が配置されるとともに、図示しない電動機に駆動されて水流を発生させる第２メインウォーターポンプ６４が配置されている。そして、第２メインウォーターポンプ６４が作動することにより、メインラジエータ６２から流出した冷却水が、メインガスクーラ５３から内燃機関１０の順に流れるようになっている。この時、メインガスクーラ５３内を流れるＥＧＲガスの温度は非常に高温であるため、冷却水が沸騰しないように、メインガスクーラ５３のガス入口側に、冷却水の入口側を設ける並行流である事が望ましい。
【００３８】
サブ冷却水通路７１には、冷却水と外気とを熱交換させて冷却水を冷却するサブラジエータ７２が配置されている。サブ冷却水通路７１には、インタークーラ２３およびサブガスクーラ５４が配置されるとともに、図示しない電動機に駆動されて水流を発生させるサブウォーターポンプ７３が配置されている。そして、サブウォーターポンプ７３が作動することにより、サブラジエータ７２から流出した冷却水が、インタークーラ２３からサブガスクーラ５４の順に流れるようになっている。
【００３９】
制御手段としてのＥＣＵ８０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータを備え、マイクロコンピュータに記憶したプログラムに従って演算処理を行うものである。そして、ＥＣＵ８０には、車速、内燃機関１０の回転数、アクセルペダルの踏み込み量（以下、アクセル開度という）、メインラジエータ６２の出口部の冷却水温、サブラジエータ７２の出口部の冷却水温等を検出する各種センサ（図示せず）からの信号が入力されるようになっている。また、ＥＣＵ８０は、演算結果に基づいて、ＥＧＲバルブ５２の開度、第２メインウォーターポンプ６４の吐出流量、およびサブウォーターポンプ７３の吐出流量を制御する。
【００４０】
図２において、矢印Ａは吸気の流れ向きを示し、矢印ＢはＥＧＲガスの流れ向きを示し、矢印Ｃ１〜Ｃ８は冷却水の流れ向きを示している。なお、冷却水は、矢印Ｃ１、Ｃ２、…、…、Ｃ８の順に流れる。
【００４１】
図２に示すように、インタークーラ２３は、冷却水と吸気との熱交換を行うコア部２３１を備えている。このコア部２３１は、冷却水がＵターンするように（矢印Ｃ４参照）、吸気の流れ向きＡに沿ってコアが２列に構成されている。サブガスクーラ５４内においては、内部を流れるＥＧＲガスと冷却水が対向流になるように、それらの流れ向きが設定されている。
【００４２】
インタークーラ２３とサブガスクーラ５４は、インタークーラ２３の冷却水出口部とサブガスクーラの冷却水入口部とを接続させた状態で一体化されており、サブラジエータ７２（図１参照）から流出した冷却水は、インタークーラ２３に導入された後にサブガスクーラ５４に導入されるようになっている。
【００４３】
より詳細には、サブ冷却水通路７１（図１参照）によりサブラジエータ７２から導かれた冷却水（矢印Ｃ１参照）は、インタークーラ２３の入口タンクに流入し（矢印Ｃ２参照）、コア部２３１における吸気の流れ向きＡ下流側に位置する一方のコア内を通過（矢印Ｃ３参照）した後にＵターンし（矢印Ｃ４参照）、コア部２３１における吸気の流れ向きＡ上流側に位置する他方のコア内を通過し（矢印Ｃ５参照）、インタークーラ２３の出口タンクに流入した後にサブガスクーラ５４に流入し（矢印Ｃ６参照）、サブガスクーラ５４内を通過（矢印Ｃ７参照）した後に、サブ冷却水通路７１によりサブラジエータ７２に戻される（矢印Ｃ８参照）。
【００４４】
次に、本実施形態の作動を説明する。
【００４５】
内燃機関１０の運転中は、ターボ過給機４０により加圧された吸気が内燃機関１０に供給される。ＥＣＵ８０の駆動信号に基づいてＥＧＲバルブ５２が開弁されると、排気系から取り出したＥＧＲガスがＥＧＲガス通路５１を介して吸気系に再循環される。そして、ＥＧＲガスは、過給空気と混合されて内燃機関１０に供給される。
【００４６】
また、内燃機関１０の運転中は、第１メインウォーターポンプ６３が内燃機関１０に駆動され、メインラジエータ６２と内燃機関１０との間で冷却水が循環し、内燃機関１０が冷却される。ＥＣＵ８０の駆動信号に基づいて第２メインウォーターポンプ６４が駆動されると、メインラジエータ６２とメインガスクーラ５３と内燃機関１０との間で冷却水が循環し、メインガスクーラ５３によりＥＧＲガスが冷却されるとともに、内燃機関１０が冷却される。
【００４７】
ＥＣＵ８０の駆動信号に基づいてサブウォーターポンプ７３が駆動されると、サブラジエータ７２とインタークーラ２３とサブガスクーラ５４との間で冷却水が循環し、インタークーラ２３により過給空気が冷却されるとともに、サブガスクーラ５４によりＥＧＲガスが冷却される。
【００４８】
ＥＣＵ８０は、サブウォーターポンプ７３の作動を制御してサブ冷却水通路７１の冷却水流量を制御することにより、サブ冷却水通路７１の冷却水の温度を制御し、ひいてはＥＧＲガスや吸気の温度を制御する。
【００４９】
基本的には、ＥＣＵ８０は、車速、内燃機関１０の回転数、およびアクセル開度に基づいて負荷を推定し、その推定した負荷に応じてサブラジエータ７２の出口部の目標冷却水温を算出し、その算出した目標冷却水温になるようにサブウォーターポンプ７３の作動を制御する。具体的には、推定した負荷が高くなるのに伴って、サブラジエータ７２の出口部の目標冷却水温を低く設定する。
【００５０】
また、ＥＣＵ８０は、高速・高負荷運転状態から低速運転に移行したときに、サブ冷却水通路７１の冷却水流量が減少するように、サブウォーターポンプ７３の作動を制御する。この場合、冷却水流量が少なければ走行風が少ない低速運転時でも冷却水を十分に冷却することができるため、高速・高負荷運転時に温度上昇したサブ冷却水通路７１の冷却水を、低速運転に移行したときに速やかに冷却することができる。
【００５１】
さらに、ＥＣＵ８０は、内燃機関１０の始動直後の低負荷運転時や、外気温が低いときの低負荷運転時には、サブラジエータ７２による冷却水の冷却が停止されるように、サブウォーターポンプ７３を停止或いは断続的に作動させる。この場合、サブガスクーラ５４によりＥＧＲガスからサブ冷却水通路７１の冷却水に熱回収し、その回収した熱によりインタークーラ２３において吸気を加熱して吸気温度を上げることができる。したがって、内燃機関始動直後の暖機を促進したり、或いは外気温が低いときには吸気温度上昇により低負荷運転時の燃費を向上させることができる。
【００５２】
本実施形態では、サブ冷却水通路７１はメイン冷却水通路６１から独立しているため、サブ冷却水通路７１の冷却水の温度はメイン冷却水通路６１の冷却水の温度の影響を受けることがなく、サブ冷却水通路７１の冷却水の温度を低く調整することができる。具体的には、メインラジエータ６２の出口部の冷却水温が通常は９０℃前後であるのに対し、サブラジエータ７２の出口部の冷却水温を３０〜４０℃程度に調整することができる。
【００５３】
このように、サブ冷却水通路７１の冷却水の温度を低くできることと、メインガスクーラ５３とサブガスクーラ５４とによってＥＧＲガスを冷却することとが相俟って、高負荷運転時のようにＥＧＲガスの温度が非常に高いときでも、ＥＧＲガスを例えば６０℃程度まで確実に冷却することができる。
【００５４】
したがって、高負荷運転時のＥＧＲガスによる吸気温度の上昇を回避して、ノッキングを防止するための燃料増量を抑制することができる。また、ＥＧＲバルブ５２の耐熱性が低い場合や樹脂製吸気マニホールド２２を用いる場合でも、高負荷運転時にＥＧＲガスを十分還流することができる。
【００５５】
さらに、サブ冷却水通路７１はメイン冷却水通路６１から独立しているため、メインラジエータ６２のサーモスタットの作動状態に関わらず、サブガスクーラ５４によりＥＧＲガスを冷却することができる。したがって、メインラジエータ６２のサーモスタットが開く前でも外部ＥＧＲを行うことができ、ポンプロス低減による省燃費効果を高めることができる。
【００５６】
また、本実施形態では、前述したようにサブ冷却水通路７１の冷却水の温度を低く調整することができ、そしてそのサブ冷却水通路７１の冷却水をインタークーラ２３に導入しているため、高負荷運転時にも吸気を十分に冷却することができる。したがって、高負荷運転時の吸気温度の上昇を回避して、ノッキングを防止するための燃料増量を抑制することができる。
【００５７】
さらに、本実施形態では、サブラジエータ７２から流出した冷却水は、インタークーラ２３に導入された後にサブガスクーラ５４に導入される。このようにすると、ＥＧＲガスよりも吸気の方が温度が十分低く、インタークーラ２３を通過する間の冷却水の温度上昇は少ないので、サブガスクーラ５４に導入される冷却水とサブガスクーラ５４に導入されるＥＧＲガスとの温度差を十分に確保することができる。したがって、サブラジエータ７２から流出した冷却水がサブガスクーラ５４に導入された後にインタークーラ２３に導入される場合と比較して、吸気およびＥＧＲガスを何れも効率よく冷却することができる。
【００５８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図３は第２実施形態に係る排気再循環装置を適用した内燃機関の全体構成を示す図、図４は図３のメインガスクーラおよびサブガスクーラの斜視図である。以下、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００５９】
図３に示すように、本実施形態では、ＥＧＲガスをインタークーラ２３よりも吸気流れ下流側に戻すようにしている。より詳細には、内燃機関１０の気筒数と同数の分岐管を有するＥＧＲガス分配管５５を設け、各分岐管を対応する吸気マニホールド２２の各枝管に接続して、ＥＧＲガスを各気筒に均等に分配するようにしている。
【００６０】
また、図４に示すように、本実施形態では、メインガスクーラ５３とサブガスクーラ５４は、一体に構成されている。メインガスクーラ５３にはメインラジエータ６２からの冷却水が循環し、サブガスクーラ５４にはサブラジエータ７２からの冷却水が循環する。
【００６１】
ここで、メインガスクーラ５３は、サブガスクーラ５４よりもＥＧＲガス流れ上流側に配置されているため、メインガスクーラ５３に流入するＥＧＲガスの温度は非常に高温であり、したがって高負荷時にはメインガスクーラ５３内で冷却水が沸騰する虞がある。そこで、本実施形態では、メインガスクーラ５３内でＥＧＲガスの温度が最も高くなるメインガスクーラ５３のガス入口側に冷却水の入口側を設けて、ＥＧＲガス流れと冷却水とが並行流となるようにしている。
【００６２】
一方、メインガスクーラ５３で冷却されたＥＧＲガスが流入するサブガスクーラ５４においては、熱交換効率を高めるためにＥＧＲガス流れと冷却水とが対向流となるようにしている。
【００６３】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、インタークーラ２３およびメインガスクーラ５３は水冷式を用いたが、それらは空冷式を用いることもできる。なお、上記各実施形態は、実施可能な範囲で任意に組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１０  内燃機関
２３  インタークーラ
４０  過給機
５１  ＥＧＲガス通路
５３  メインガスクーラ
５４  サブガスクーラ
６１  メイン冷却水通路
６２  メインラジエータ
６３  第１メインウォーターポンプ
６４  第２メインウォーターポンプ
７１  サブ冷却水通路
７２  サブラジエータ
７３  サブウォーターポンプ
【図１】
2011190742.tif 000003
【図２】
2011190742.tif 000004
【図３】
2011190742.tif 000005
【図４】
2011190742.tif 000006