(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ＥＧＲクーラを効率的に暖めることができる技術を提供することにある。【解決手段】本発明のＥＧＲクーラは、ＥＧＲクーラの内部に形成される通路であって、ＥＧＲガスを流通させるためのガス経路と、ＥＧＲクーラの内部で冷媒を流通させる通路であって、ガス経路を流通するＥＧＲガスと冷媒との間で熱交換が行われるように形成される冷媒経路とに加え、所定の作動ガスを吸着することで発熱する発熱体をＥＧＲクーラの内部に収容する空間であって、発熱体の少なくとも一部がガス経路の壁面と当接するように形成される発熱体収容部と、作動ガスを貯蔵する作動ガスタンクと、作動ガスタンク内に貯蔵されている作動ガスを作動ガスタンクから発熱体収容部へ移動させるガス移動装置と、を備えるようにした。【選択図】図４
2019105257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路の途中に配置され、該ＥＧＲ通路を流通するガスであるＥＧＲガスと冷媒との間で熱交換するためのＥＧＲクーラであって、
前記ＥＧＲクーラの内部に形成される通路であって、ＥＧＲガスを流通させるためのガス経路と、
前記ＥＧＲクーラの内部で前記冷媒を流通させる通路であって、前記ガス経路を流通するＥＧＲガスと前記冷媒との間で熱交換が行われるように形成される冷媒経路と、
所定の作動ガスを吸着することで発熱する発熱体を前記ＥＧＲクーラの内部に収容する空間であって、前記発熱体の少なくとも一部が前記ガス経路の壁面と当接するように形成される発熱体収容部と、
前記作動ガスを貯蔵する作動ガスタンクと、
前記作動ガスタンク内に貯蔵されている前記作動ガスを前記作動ガスタンクから前記発熱体収容部へ移動させるガス移動装置と、
を備える、ＥＧＲクーラ。
【請求項２】
前記発熱体は、所定の脱離温度以上に昇温すると、該発熱体に吸着されていた前記作動ガスを脱離するものであり、
前記作動ガスタンクに貯蔵されていた前記作動ガスのうち所定量以上の前記作動ガスが前記作動ガスタンクから前記発熱体収容部へ移動した後において、前記発熱体が前記脱離温度以上に昇温した状態にあるときに、前記ガス移動装置は、前記発熱体から脱離した前記作動ガスを前記発熱体収容部から前記作動ガスタンクへ移動させる、
請求項１に記載のＥＧＲクーラ。
【請求項３】
前記作動ガスタンクは、前記ＥＧＲクーラの外部に配置され、
前記ガス移動装置は、前記発熱体収容部と前記作動ガスタンクとを接続する連通路と、前記連通路の途中に設けられて該連通路の導通と遮断とを切り替える切替弁と、前記切替弁を制御する制御手段と、を備えており、
前記発熱体収容部、前記作動ガスタンク、及び前記連通路を含む前記作動ガスの経路には、前記作動ガスタンクに収容可能な量の作動ガスのみが充填されており、
前記制御手段は、前記作動ガスタンクの圧力が前記発熱体収容部の圧力より高いときに、前記連通路を導通させるべく前記切替弁を制御することで、前記作動ガスタンク内に貯蔵されている前記作動ガスを該作動ガスタンクから前記発熱体収容部へ移動させる、
請求項２に記載のＥＧＲクーラ。
【請求項４】
前記作動ガスタンク内に貯蔵されている前記作動ガスを該作動ガスタンクから前記発熱体収容部へ移動させることを目的として、前記連通路を導通させるべく前記切替弁が制御された後において、
前記制御手段は、前記発熱体の温度が前記脱離温度まで上昇した後の所定の遮断タイミングまで、前記連通路を導通させ続けるべく前記切替弁を制御することで、前記発熱体から脱離する前記作動ガスを前記発熱体収容部から前記作動ガスタンクへ移動させる、
請求項３に記載のＥＧＲクーラ。
【請求項５】
前記作動ガスが前記発熱体収容部内へ流入する際に、ＥＧＲガスの流れ方向と交差する方向に沿って前記作動ガスが流入し、且つ前記発熱体収容部における前記発熱体の複数箇所に向かって前記作動ガスが流入するように、前記連通路が前記発熱体収容部と接続される、
請求項３又は４に記載のＥＧＲクーラ。
【請求項６】
前記制御手段は、内燃機関の始動時における該内燃機関の温度が所定の閾値未満であることをトリガとして、前記連通路を導通させるべく前記切替弁を制御することで、前記作動ガスタンク内に貯蔵されている前記作動ガスを該作動ガスタンクから前記発熱体収容部へ移動させる、
請求項３から５の何れか１項に記載のＥＧＲクーラ。
【請求項７】
所定のＥＧＲガス流通条件が成立しているときに、前記ＥＧＲクーラにおける前記ガス経路にＥＧＲガスを流通させる流通制御手段を更に備え、
前記ＥＧＲガス流通条件は、内燃機関の始動時における該内燃機関の温度が前記閾値未満であることをトリガとして前記連通路を導通させるべく前記切替弁が制御されてから、所定の昇温時間以上が経過しているという条件を含む、
請求項６に記載のＥＧＲクーラ。
【請求項８】
前記発熱体収容部の少なくとも一部は、前記冷媒経路に隣接して配置される、
請求項１から７の何れか１項に記載のＥＧＲクーラ。
【請求項９】
前記作動ガスは、水又はアンモニアと同等以下の分子径を有するガスであり、
前記発熱体は、前記作動ガスの分子径より大きな細孔径を有する細孔を複数備える多孔質の材料で形成される、
請求項１から８の何れか１項に記載の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ガスと冷媒との間で熱交換を行うＥＧＲクーラに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関から排出される排気の一部を吸気系へ再循環させるためのＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置において、ＥＧＲガスと冷媒との間で熱交換を行うための
ＥＧＲクーラを、ＥＧＲ通路の途中に配置したものが知られている。ＥＧＲクーラを備えたＥＧＲ装置では、内燃機関の冷間始動直後のように、ＥＧＲクーラ内の雰囲気温度が低いときに、該ＥＧＲクーラへＥＧＲガスが流入すると、ＥＧＲクーラ内の通路壁面とＥＧＲガスとが接触した際にＥＧＲガス中の水分が凝縮して凝縮水を発生させる可能性がある。斯様にして生成される凝縮水には、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、無水硫酸（ＳＯ３）、又は硝酸（ＮＨＯ３）等の酸性物質が含まれているため、ＥＧＲガス経路の部品を腐食させる等の不具合を誘発する可能性がある。このような問題に対し、ＥＧＲクーラより上流のＥＧＲ通路に蓄熱材を配置して、該蓄熱材に蓄えられた熱でＥＧＲクーラへ流入するＥＧＲガスを暖める方法が考えられる（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２５２１５号公報
【特許文献２】特開２０１１−０５２９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した特許文献１に記載の方法よると、蓄熱材に蓄えられた熱がＥＧＲガスを介してＥＧＲクーラに伝達されることになる。そのため、蓄熱材からＥＧＲガスへ伝達された熱の一部が、ＥＧＲクーラへ伝達されずにＥＧＲガスによって持ち去られたり、又はＥＧＲクーラへ伝達される前にＥＧＲガスから放熱されたりする可能性がある。つまり、蓄熱材からＥＧＲクーラへ伝達された熱のうち、ＥＧＲクーラへ伝達される熱の割合が小さくなり易い。よって、ＥＧＲクーラを効率的に暖めることが困難になる虞がある。また、蓄熱材によって暖められたＥＧＲガスがＥＧＲクーラを流通し始めた直後は、ＥＧＲクーラ内の通路壁面が冷えているため、該通路壁面とＥＧＲガスとが接触した際における凝縮水の発生を抑制しきれない可能性がある。これに対し、上記した特許文献２に記載されているように、ＥＧＲクーラ内に蓄熱材を設ける方法が考えられる。ここでいう蓄熱材は、ＥＧＲクーラ内の温度が該蓄熱材の温度より高いときにＥＧＲクーラ内の熱を吸熱する一方で、ＥＧＲクーラ内の温度が該蓄熱材の温度より低いときに該蓄熱材に蓄えられていた熱を放熱するものである。しかしながら、上記した特許文献２に記載の方法によると、内燃機関の運転停止中においてＥＧＲクーラ内の温度が蓄熱材の温度より低くなったときに、蓄熱材に蓄えられていた熱が自動的に放熱されてしまう。そのため、ＥＧＲクーラを暖める必要があるときに、該ＥＧＲクーラを効果的に暖めることが困難になる虞がある。
【０００５】
本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＥＧＲクーラを効率的且つ効果的に暖めることができる技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決するために、所定の作動ガスを吸着することで発熱する発熱体を、ＥＧＲクーラ内におけるガス経路の壁面と熱交換可能に配置するとともに、該
発熱体に対して作動ガスを供給するための機構を、ＥＧＲクーラに併設するようにした。
【０００７】
詳細には、本発明は、内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路の途中に配置され、該ＥＧＲ通路を流通するガスであるＥＧＲガスと冷媒との間で熱交換するためのＥＧＲクーラである。このＥＧＲクーラは、該ＥＧＲクーラの内部に形成される通路であって、ＥＧＲガスを流通させるためのガス経路と、前記ＥＧＲクーラの内部で前記冷媒を流通させる通路であって、前記ガス経路を流通するＥＧＲガスと前記冷媒との間で熱交換が行われるように形成される冷媒経路とに加え、所定の作動ガスを吸着することで発熱する発熱体を前記ＥＧＲクーラの内部に収容する空間であって、前記発熱体の少なくとも一部が前記ガス経路の壁面と当接するように形成される発熱体収容部と、前記作動ガスを貯蔵する作動ガスタンクと、前記作動ガスタンク内に貯蔵されている前記作動ガスを前記作動ガスタンクから前記発熱体収容部へ移動させるガス移動装置と、を備えるようにした。
【０００８】
上記したように構成されるＥＧＲクーラにおいて、作動ガスタンクに貯蔵されている作動ガスがガス移動装置によって作動ガスタンクから発熱体収容部へ移動させられると、該作動ガスが発熱体収容部の発熱体に吸着される。作動ガスが発熱体に吸着されると、該発熱体が発熱する。発熱体が作動ガスを吸着することで発生した熱は、発熱体からガス経路の壁面へ直接的に伝達される。そのため、発熱体で発生した熱のうち、ガス経路の壁面に伝達される熱の割合が多くなり易い。その結果、ＥＧＲクーラにおけるガス経路の壁面を効率的に暖めることが可能となる。また、上記したように構成されるＥＧＲクーラによれば、ＥＧＲクーラにおけるガス経路の壁面を暖める必要があるときに、ガス移動装置によって作動ガスタンクから発熱体収容部へ作動ガスを移動させることも可能になる。それにより、ＥＧＲクーラにおけるガス経路の壁面を効果的に暖めることも可能になる。
【０００９】
ここで、本発明に係わる発熱体は、作動ガスが該発熱体に物理的に吸着される際における作動ガスの相変化（気相から液相への相変化）に伴う潜熱によって発熱するものであってもよく、又は作動ガスが該発熱体に化学的に吸着される際に発生する反応熱によって発熱するものであってもよい。
【００１０】
また、本発明に係わる発熱体は、所定の脱離温度以上に昇温すると、該発熱体に吸着されていた作動ガスを脱離するものであってもよい。斯様な発熱体を備えるＥＧＲクーラでは、作動ガスタンクに貯蔵されていた作動ガスのうち所定量以上の作動ガスが作動ガスタンクから発熱体収容部へ移動した後において、発熱体が脱離温度以上に昇温した状態にあるときに、ガス移動装置が、発熱体から脱離した作動ガスを発熱体収容部から作動ガスタンクへ移動させるようにしてもよい。ここでいう「所定量」は、作動ガスタンクに貯蔵されている作動ガスの全量である必要はなく、例えば、ＥＧＲクーラにおけるガス経路の壁面温度を、凝縮水の発生を抑制可能な温度まで上昇させ得る量であればよい。
【００１１】
上記したように構成されるＥＧＲクーラによると、内燃機関の冷間始動直後のようにガス経路の壁面温度や発熱体の温度が低いときに、作動ガスタンクに貯蔵されていた作動ガスを作動ガスタンクから発熱体収容部へ移動させることで、ガス経路の壁面を効率的に暖めることができる。その後、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラのガス経路を流通するようになると、ＥＧＲガスがガス経路の壁面と接触することになるが、ガス経路の壁面が発熱体の発生する熱によって既に暖められているため、凝縮水の発生が抑制される。そして、内燃機関の運転が継続されることで、ＥＧＲガスの温度がある程度高くなると、該ＥＧＲガスの熱がガス経路の壁面を介して発熱体に伝達されるため、発熱体の温度が更に上昇する。そして、発熱体の温度が前記脱離温度以上まで上昇すると、該発熱体に吸着されていた作動ガスが該発熱体から脱離する。ここで、発熱体から脱離した作動ガスが蓄熱材収容部に留まっていると、その後の内燃機関の運転停止中等において、発熱体の温度が前記脱離温度
未満へ低下したときに、作動ガスが発熱体に再吸着されて、該発熱体が不要に発熱することになる。これに対し、作動ガスタンクに貯蔵されていた作動ガスを該作動ガスタンクから発熱体収容部へ移動させた後において、発熱体が前記脱離温度以上に昇温した状態にあるときに、発熱体から脱離した作動ガスがガス移動装置によって発熱体収容部から作動ガスタンクへ移動させられると、発熱体の不要な発熱を抑制することができる。さらに、発熱体が前記脱離温度以上に昇温した状態にあるときに、発熱体から脱離した作動ガスを発熱体収容部から作動ガスタンクへ移動させることで、該作動ガスを作動ガスタンクに回収しておけば、内燃機関の次回の運転時等においてガス経路の壁面を暖める必要が生じたときに、作動ガスタンクに回収されている作動ガスを作動ガスタンクから発熱体収容部へ再び移動させることで、所定量以上の作動ガスを発熱体に吸着させることができ、以てガス経路の壁面を効率的且つ効果的に暖めることが可能となる。
【００１２】
本発明に係わるガス移動装置は、発熱体収容部と作動ガスタンクとを接続する連通路と、その連通路の途中に設けられて該連通路の導通と遮断とを切り替える切替弁と、該切替弁を制御する制御手段と、を備えるようにしてもよい。その場合、作動ガスタンクは、ＥＧＲクーラの外部に配置されるものとする。また、発熱体収容部と連通路と作動ガスタンクとには、作動ガスタンクに収容可能な量の作動ガスのみが充填されるものとする。例えば、該ＥＧＲクーラの製造過程において、発熱体収容部、連通路、及び作動ガスタンクを含む作動ガス経路内を真空引きした状態で、切替弁を閉弁させてから、作動ガスタンクに作動ガスを充填させればよい。このように構成されるＥＧＲクーラでは、制御手段は、作動ガスタンク内の圧力が発熱体収容部内の圧力より高いときに連通路を導通させるべく切替弁を制御することで、作動ガスタンク内に貯蔵されている作動ガスを該作動ガスタンクから発熱体収容部へ移動させてもよい。
【００１３】
ここで、内燃機関が冷間始動された直後のように、ＥＧＲクーラにおけるガス経路の壁面温度が凝縮水の発生し得る温度であるときは、ＥＧＲクーラにおける発熱体収容部内の温度と作動ガスタンク内の温度とが略同等になると想定される。そのような場合において、作動ガスタンクに作動ガスが貯蔵されている状態で連通路が切替弁によって遮断されていると、作動ガスタンク内の圧力が作動ガスの飽和蒸気圧に近い状態になる一方で、発熱体収容部内の圧力が真空に近い状態となる。その結果、作動ガスタンク内の圧力がＥＧＲクーラにおける発熱体収容部内の圧力より高くなる。このように作動ガスタンク内の圧力が発熱体収容部内の圧力より高いときに、制御手段が連通路を導通させるべく切替弁を制御すると、作動ガスタンクに貯蔵されていた作動ガスが該作動ガスタンクから発熱体収容部へ必然的に移動する。
【００１４】
ここで、ガス移動装置が連通路と切替弁と制御手段とを備え、且つ作動ガスタンク内に収容可能な量の作動ガスのみが上記した作動ガス経路内に充填される構成において、作動ガスタンク内に貯蔵されている作動ガスを該作動ガスタンクから発熱体収容部へ移動させることを目的として、連通路を導通させるべく切替弁が制御された後において、制御手段は、発熱体の温度が前記脱離温度まで上昇した後の所定の遮断タイミングまで連通路を導通させ続けるべく切替弁を制御することで、発熱体から脱離する作動ガスを発熱体収容部から作動ガスタンクへ移動させてもよい。
【００１５】
上記したように作動ガスタンク内に貯蔵されていた作動ガスが該作動ガスタンクから発熱体収容部へ移動した後において、内燃機関の運転が継続されつつＥＧＲガスがＥＧＲクーラ内のガス経路を流通することで、ＥＧＲクーラ内の温度（発熱体収容部内の温度）が上昇していくと、発熱体が前記脱離温度以上に上昇する。これにより、該発熱体に吸着していた作動ガスが該発熱体から脱離する。そして、発熱体収容部内の作動ガスの量が作動ガスタンク内の作動ガスの量より多くなることで、発熱体収容部内の圧力が作動ガスタンク内の圧力より高くなる。よって、作動ガスタンク内に貯蔵されている作動ガスを該作動
ガスタンクから発熱体収容部へ移動させた後の前記遮断タイミングまで連通路が切替弁によって導通され続けると、発熱体から脱離した作動ガスが発熱体収容部から作動ガスタンクへ必然的に移動する。そして、前記遮断タイミングにおいて連通路が切替弁によって遮断されれば、発熱体収容部から作動ガスタンクへ移動した作動ガスを作動ガスタンクに貯蔵しておくこともできる。なお、ここでいう「所定の遮断タイミング」は、発熱体に吸着していた作動ガスの該発熱体からの脱離が完了し、且つ該発熱体から脱離した作動ガスの発熱体収容部から作動ガスタンクへの移動が完了している、と推定されるタイミングである。その際の「発熱体に吸着していた作動ガスの該発熱体からの脱離が完了」するとは、発熱体に吸着していた作動ガスの全量が該発熱体から脱離する態様に限定されるものではなく、発熱体に吸着していた作動ガスのうち、前記所定量以上の作動ガスが該発熱体から脱離すれば足りる。同様に、「発熱体から脱離した作動ガスの発熱体収容部から作動ガスタンクへの移動が完了」するとは、発熱体から脱離した作動ガスの全量が発熱体収容部から作動ガスタンクへ移動する態様に限定されるものではなく、発熱体から脱離した作動ガスのうち、上記した所定量以上の作動ガスが発熱体収容部から作動ガスタンクへ移動すれば足りる。要するに、内燃機関の次回の冷間始動直後等において、連通路が切替弁によって遮断状態から導通状態へ切り替えられた際に、所定量以上の作動ガスを発熱体が吸着し得る程度の量の作動ガスが、発熱体から脱離して作動ガスタンクに戻ればよい。
【００１６】
また、本発明に係わるＥＧＲクーラシステムにおいて、作動ガスが発熱体収容部内へ流入する際に、ＥＧＲガスの流れ方向と交差する方向に沿って作動ガスが流入し、且つ発熱体収容部における発熱体の複数箇所に向かって作動ガスが流入するように、連通路が発熱体収容部と接続されてもよい。
【００１７】
ＥＧＲクーラによるＥＧＲガスの冷却を効果的に行うためには、ＥＧＲガスの流れ方向と該ＥＧＲガスの流れ方向に直交する方向とのうち、ＥＧＲガスの流れ方向におけるＥＧＲクーラの長さを相対的に長くする必要がある。それに伴い、発熱体の長さも、ＥＧＲガスの流れ方向の方が該ＥＧＲガスの流れ方向と直交する方向よりも、長くなる。ここで、作動ガスの流通方向における発熱体の長さが長くなるほど、作動ガスが発熱体の全体に行き渡り難くなる。特に、上述したように、作動ガスタンク内の圧力と発熱体収容部内の圧力との差圧を利用して作動ガスの移動が行われる構成において、作動ガスの流通方向における発熱体の長さが長くなると、作動ガスが発熱体の全体に行き渡り難くなる。これに対し、ＥＧＲガスの流れ方向と交差する方向に沿って作動ガスが発熱体収容部へ流入し、且つ発熱体の複数箇所に向かって作動ガスが発熱体収容部へ流入するように、連通路が発熱体収容部と接続されれば、作動ガスが発熱体収容部へ流入した後に、該作動ガスが発熱体の全体に行き渡り易くなる。その結果、発熱体収容部に収容されている発熱体の略全体を発熱させることができる。
【００１８】
また、本発明に係わるＥＧＲクーラシステムにおいて、制御手段は、内燃機関の始動時における該内燃機関の温度が所定の閾値未満であることをトリガとして、連通路を導通させるべく切替弁を制御してもよい。ここでいう「所定の閾値」は、ガス経路の壁面温度が凝縮水の発生し得る温度になり且つ発熱体の温度が前記脱離温度未満になると推定される、内燃機関の温度である。なお、内燃機関が冷間始動された直後のように、ガス経路の壁面温度が凝縮水の発生し得る温度域にあるとき（すなわち、内燃機関の始動時における該内燃機関の温度が前記閾値未満であるとき）は、前述したように、ＥＧＲクーラ及び作動ガスタンクの温度が外気温度と略同等まで低下していると想定されるため、そのような状態において作動ガスタンクに作動ガスが貯蔵されており且つ連通路が切替弁によって遮断されていれば、作動ガスタンク内の圧力がＥＧＲクーラにおける発熱体収容部内の圧力より高くなっていると想定される。よって、内燃機関の始動時における該内燃機関の温度が前記閾値未満であるときに、連通路を導通させるべく切替弁が制御されれば、作動ガスタンク内に貯蔵されていた作動ガスが該作動ガスタンクから発熱体収容部へ必然的に移動す
ることになる。それにより、ＥＧＲクーラにおけるガス経路の壁面を効率的且つ効果的に暖めることができるため、凝縮水の発生をより確実に抑制することができる。
【００１９】
なお、本発明に係わるＥＧＲクーラは、所定のＥＧＲガス流通条件が成立しているときに、ＥＧＲクーラにおけるガス経路にＥＧＲガスを流通させる、流通制御手段を更に備えるようにしてもよい。そして、上記した所定のＥＧＲガス流通条件は、内燃機関の始動時における該内燃機関の温度が前記閾値未満であることをトリガとして連通路を導通させるべく切替弁が制御されてから、所定の昇温時間以上が経過しているという条件を含むようにしてもよい。ここでいう「所定の昇温時間」は、連通路を導通させるべく切替弁が制御されることで作動ガスタンクから発熱体収容部へ作動ガスが移動し始めてから、ガス経路の壁面温度が凝縮水の発生し得ない温度に上昇するまでに要する時間である。斯様な構成によれば、ガス経路の壁面温度が凝縮水の発生し得る温度であるときに、ＥＧＲガスがガス経路を流通することが抑制されるため、凝縮水の発生をより確実に抑制することができる。
【００２０】
また、本発明に係るＥＧＲクーラにおいて、発熱体収容部の少なくとも一部は、冷媒経路に隣接して配置されるようにしてもよい。斯様な構成によれば、内燃機関の運転中において、ＥＧＲクーラへ流入するＥＧＲガスの温度が比較的高くなることに伴い、ＥＧＲガスからガス経路の壁面を介して発熱体に伝達される熱が比較的多くなっても、発熱体の熱が冷媒経路を流通する冷媒によって奪われるため、発熱体の過熱を抑制することができる。
【００２１】
なお、本発明に係わる作動ガスは、水又はアンモニアと同等以下の分子径を有するガスであってもよい。そして、発熱体は、作動ガスの分子径より大きな細孔径を有する細孔を複数備える多孔質の材料で形成されてもよい。これは、斯様な作動ガス及び発熱体を使用することで、発熱体による作動ガスの吸着がより確実に行われるようになるとともに、発熱体が効果的に発熱するようになるという本願発明者らの知見に基づくものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ＥＧＲクーラを効率的且つ効果的に暖めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１におけるＥＧＲクーラの構成を示す図である。
【図３】内燃機関が冷間始動された場合における、切替弁の状態と、作動ガスタンク内の水（水蒸気）量と、作動ガスタンク内の圧力及び発熱体収容部内の圧力と、発熱体の温度と、ガス経路の壁面温度と、許可フラグの状態と、ＥＧＲ弁の状態とを時系列に示すタイミングチャートである。
【図４】ＥＧＲクーラが冷間状態にあるときの作動ガスの挙動を示す図である。
【図５】ＥＧＲクーラが温間状態にあるときの作動ガスの挙動を示す図である。
【図６】作動ガスタンク内に作動ガスが貯蔵されている状態を示す図である。
【図７】切替弁を閉弁状態から開弁状態へ切り替える際にＥＣＵによって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】切替弁を開弁状態から閉弁状態へ切り替える際にＥＣＵによって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】実施例２における発熱体収容部と連通路との接続形態を示す図である。
【図１０】実施例３におけるＥＧＲクーラ本体の内部構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載
される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２５】
＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１乃至図８に基づいて説明する。図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、ガソリンを燃料とする火花点火式の内燃機関、又は軽油を燃料とする圧縮着火式の内燃機関である。この内燃機関１には、吸気通路２と排気通路３とが接続されている。吸気通路２は、大気中から取り込まれた新気（空気）を、内燃機関１の図示しない気筒内へ導くための通路である。排気通路３は、内燃機関１の気筒内で燃焼されたガスを図示しない排気浄化触媒等を経由させて流通させるための通路である。
【００２６】
また、内燃機関１には、ＥＧＲ装置４が併設されている。ＥＧＲ装置４は、排気通路３の途中から分岐して吸気通路２の途中に合流する通路であって、排気通路３を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路２へ導くための通路であるＥＧＲ通路４０と、ＥＧＲ通路４０の途中に設けられて該ＥＧＲ通路４０の通路断面積を変更するための弁装置であるＥＧＲ弁４１と、を備える。なお、内燃機関１が図示しない排気タービン過給機（ターボチャージャ）を具備する構成においては、ＥＧＲ通路４０は、タービンより上流の排気通路３からコンプレッサより下流の吸気通路２へＥＧＲガスを導くように構成されてもよく、又はタービンより下流の排気通路３からコンプレッサより上流の吸気通路２へＥＧＲガスを導くように構成されてもよい。
【００２７】
上記したＥＧＲ装置４において、ＥＧＲ弁４１が開弁されると、排気通路３を流れる排気の一部（ＥＧＲガス）がＥＧＲ通路４０を介して吸気通路２へ導かれる。吸気通路２へ導かれたＥＧＲガスは、該吸気通路２を流れる新気とともに内燃機関１の気筒内へ吸入されて燃焼に供される。その際、ＥＧＲガスに含まれる不活性ガス成分の働き等により混合気の燃焼温度が下がるため、ＮＯＸの発生量を少なく抑えることができる。
【００２８】
なお、ＥＧＲガスは内燃機関１の気筒内で燃焼されたガスの一部であるため、該ＥＧＲガスの温度が新気の温度より高くなる。そのため、ＥＧＲガスが新気に混入されると、新気の温度が上昇することで該新気の体積が膨張する。その結果、内燃機関１の気筒内へ充填される新気の質量が少なくなるため、充填効率の低下を招く可能性がある。そこで、本実施例におけるＥＧＲ装置４には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ４００が併設される。
【００２９】
（ＥＧＲクーラの構成）
ここで、本実施例におけるＥＧＲクーラ４００の構成について図２に基づいて説明する。ＥＧＲクーラ４００は、上記したＥＧＲ通路４０の途中に配置されるＥＧＲクーラ本体４０１を備える。ＥＧＲクーラ本体４０１の内部には、ガス経路４０５と、冷媒経路４０６と、発熱体収容部４０７とが各々複数形成されている。ガス経路４０５は、ＥＧＲ通路４０と連通する経路であって、ＥＧＲガスを流通させるための経路である。冷媒経路４０６は、ガス経路４０５を流通するＥＧＲガスと熱交換される冷媒を流通させる経路である。なお、図２に示す例では、冷媒経路４０６を流通する冷媒として、クーラントが用いられているが、クーラント以外の液体や気体であっても構わない。発熱体収容部４０７は、後述する発熱体を収容するための空間である。ここで、発熱体収容部４０７は、ガス経路４０５を画成するための隔壁を隔てて該ガス経路４０５に隣接する一方で、冷媒経路４０６を画成する隔壁を隔てて該冷媒経路４０６とも隣接している。その際、発熱体収容部４０７に収容される発熱体は、ガス経路４０５と発熱体収容部４０７との間の隔壁（すなわち、ガス経路４０５を画成する隔壁）に接触するとともに、冷媒経路４０６と発熱体収容部４０７との間の隔壁（すなわち、冷媒経路４０６を画成する隔壁）にも接触するように
配置されるものとする。なお、発熱体収容部４０７に収容される発熱体は、ガス経路４０５を画成する隔壁と冷媒経路４０６を画成する隔壁とのうち、少なくともガス経路４０５を画成する隔壁と接触していればよい。また、ガス経路４０５と冷媒経路４０６も、それらの経路を画成する隔壁を隔てて相互に隣接しており、ガス経路４０５を流通するＥＧＲガスと冷媒経路４０６を流通するクーラントとの間で直接的に熱交換が行われるようになっている。さらに、ＥＧＲクーラ本体４０１には、前記冷媒経路４０６へクーラントを流入させるための流入口４０８と、前記冷媒経路４０６を通ったクーラントを流出させるための流出口４０９とが設けられている。なお、図２では図示していないが、前記流出口４０９から流出したクーラントは、ラジエータ等の熱交換器で冷却された後に前記流入口４０８へ再び流入するようになっている。
【００３０】
上記したように構成されるＥＧＲクーラ４００において、ＥＧＲ通路４０からＥＧＲクーラ本体４０１のガス経路４０５へＥＧＲガスが流入すると、該ＥＧＲガスと冷媒経路４０６を流通するクーラントとの間で熱交換が行われることで、該ＥＧＲガスの温度が低下せしめられる。このようにしてＥＧＲガスの温度が低下せしめられると、該ＥＧＲガスが吸気通路２に導入された際における新気の温度上昇が小さくなるため、上記した充填効率の低下を抑制することができる。
【００３１】
ところで、内燃機関１が冷間始動された直後のように、ＥＧＲクーラ本体４０１が冷間状態にあるときは、ガス経路４０５を画成する壁面（以下、単に「ガス経路４０５の壁面」と記す場合もある。）の温度が露点以下になる可能性がある。ここでいう「露点」は、ＥＧＲガスに含まれる水分が凝集し始める温度であり、以下では「ＥＧＲガスの露点」と称する。ガス経路４０５の壁面の温度がＥＧＲガスの露点以下であるときに、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ本体４０１のガス経路４０５へ流入すると、そのＥＧＲガスとガス経路４０５の壁面とが接触した際にＥＧＲガスに含まれる水分が凝縮して凝縮水を発生させる可能性がある。このようにして発生する凝縮水は、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、無水硫酸（ＳＯ３）、又は硝酸（ＮＨＯ３）等の酸性物質を含むため、ＥＧＲガス経路に配置される部品（例えば、ＥＧＲクーラ本体４０１やインタークーラ等の吸気系部品等）の腐食等を招く虞がある。よって、ＥＧＲクーラ本体４０１内における凝縮水の発生を可能な限り抑制することが望ましい。
【００３２】
上記したような要求に対し、ＥＧＲクーラ本体へ流入する前の段階におけるＥＧＲガスを暖めるための熱源を設け、ＥＧＲクーラ本体の冷間時に前記熱源によってＥＧＲガスを暖めることで、ＥＧＲクーラ本体を間接的に暖める方法が考えられる。しかしながら、熱源からＥＧＲガスへ伝達された熱の一部は、ＥＧＲクーラ本体へ伝達されずにＥＧＲガスによって持ち去れたり、ＥＧＲクーラ本体へ流入する前にＥＧＲガスから放熱されたりする可能性がある。そのため、熱源からＥＧＲガスへ伝達される熱のうち、ＥＧＲガスからＥＧＲクーラ本体へ伝達される熱の割合が小さくなり易く、ＥＧＲクーラ本体を効率的に暖めることが困難に可能性がある。また、該方法によると、ガス経路の壁面温度がＥＧＲガスの露点を超えるまでの期間において、凝縮水が発生する可能性もある。別法として、蓄熱材をＥＧＲクーラ本体に内装することで、ＥＧＲクーラ本体の温間時におけるＥＧＲガスの熱を該蓄熱材に蓄えておく方法も考えられる。しかしながら、蓄熱材に蓄えられた熱は、内燃機関の運転停止中においてＥＧＲクーラ本体の温度が該蓄熱材の温度より低くなったときに、蓄熱材から自動的に放熱されてしまう。そのため、ＥＧＲクーラ本体を暖める必要があるとき（例えば、ＥＧＲクーラ本体内において凝縮水が発生し得るとき）に蓄熱材から放熱される熱が少なくなり、その結果、ＥＧＲクーラ本体を効果的に暖めることが困難となる虞がある。
【００３３】
そこで、本実施例のＥＧＲクーラ４００では、前記発熱体収容部４０７に収容される発熱体として、所定の作動ガスを吸着した際に発熱する物質を用いるとともに、前記作動ガ
スを貯蔵するための作動ガスタンク４０２を前記ＥＧＲクーラ本体４０１の外部に配置し、さらに、前記作動ガスタンク４０２に貯蔵されている作動ガスを該作動ガスタンク４０２から前記発熱体収容部４０７へ移動させるためのガス移動装置を設けるようにした。
【００３４】
ここで、作動ガスを吸着した際に発熱する発熱体としては、作動ガスを気相から液相へ相変化させることで該作動ガスを物理的に吸着することができる物質を用いることができる。このような条件を満たす物質としては、例えば、多孔質の有機金属構造体（ＭＯＦ：Metal Organic Framework）やゼオライト等を用いることができる。また、ＭＯＦ又はゼ
オライトを発熱体として用いる場合における作動ガスとしては、例えば、水、アンモニア、アルコール（例えば、メタノールやエタノール等）、二酸化炭素、又は三酸化硫黄等の物質を気化させたものを用いることができる。これらの組合せの何れかの組合せによって発熱体と作動ガスとが決定されると、作動ガスが発熱体に吸着されるときに、該作動ガスの相変化に伴って発生する潜熱によって発熱体を発熱させることができる。
【００３５】
なお、作動ガスを吸着した際に発熱する発熱体としては、作動ガスと化学反応することで該作動ガスを化学的に吸着することができる物質を用いることもできる。このような条件を満たす物質としては、ハロゲン化物（例えば、ＳｒＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２、ＭｇＢｒ２、ＭｇＦ２等）、硫酸塩（例えば、ＭｇＳＯ４等）、酸化物（例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ等）、金属（例えば、Ｐｄ等の水素吸蔵合金や酸化物を形成する金属等）を用いることができる。そして、ハロゲン化物、硫酸塩、又は酸化物を発熱体として用いる場合においては、上記したＭＯＦやゼオライトを発熱体として用いる場合と同様の作動ガスを用いればよい。また、金属を発熱体として用いる場合においては、酸素や水素等を作動ガスとして用いればよい。これらの組合せの何れかの組合せによって発熱体と作動ガスとが決定されると、作動ガスが発熱体に吸着されるときに、作動ガスと発熱体との化学反応に伴って発生する反応熱によって発熱体を発熱させることができる。
【００３６】
また、本実施例に係るガス移動装置は、ＥＧＲクーラ本体４０１の外部に配置されている作動ガスタンク４０２とＥＧＲクーラ本体４０１内の発熱体収容部４０７とを連通させる連通路４０３と、連通路４０３の途中に設けられる切替弁４０４と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５と、を備える。切替弁４０４は、連通路４０３の導通と遮断とを切
り替える弁装置である。ＥＣＵ５は、切替弁４０４を電気的に制御する装置であり、該ＥＣＵ５の具体的な構成については後述する。ここで、本実施例に係わるＥＧＲクーラ４００の製造過程において、前記作動ガスタンク４０２に作動ガスを貯蔵させる際には、発熱体収容部４０７の内部、連通路４０３の内部、及び作動ガスタンク４０２の内部を真空引きした状態で、切替弁４０４を閉弁（連通路４０３を遮断）させてから、前記作動ガスタンク４０２内に作動ガスを封入するものとする。
【００３７】
（ＥＧＲクーラの動作）
ここで、上記したＥＧＲクーラ４００の動作について、図３から図６に基づいて説明する。なお、以下では、発熱体としてＭＯＦを用いるとともに、作動ガスとして水（水蒸気）を用いるものとする。その場合、ＭＯＦが有する細孔の細孔径は、水（水蒸気）の分子径より大きくなるように形成されるものとする。これは、水（水蒸気）がＭＯＦの細孔内へ入り込み易くすることで、ＭＯＦによる水（水蒸気）の吸着をより確実に行わせるためである。図３は、内燃機関１が冷間始動された場合における、切替弁４０４の状態と、作動ガスタンク４０２内及び発熱体収容部４０７内の圧力と、作動ガスタンク４０２内の作動ガス量（水（水蒸気）の量）と、発熱体（ＭＯＦ）の温度と、ガス経路４０５の壁面温度と、許可フラグの状態と、ＥＧＲ弁４１の状態とを時系列に示すタイミングチャートである。なお、図３では、内燃機関１が冷間始動される時点（図３中のｔ０）で大部分（所定量以上）の水（水蒸気）が液相およびまたは気相の状態で作動ガスタンク４０２内に貯蔵されているものとする。また、図３中の許可フラグは、ＥＧＲクーラ本体４０１のガス
経路４０５をＥＧＲガスが流通することで凝縮水が発生し得ると推定されるときにＯＦＦにされる一方で、ＥＧＲクーラ本体４０１のガス経路４０５をＥＧＲガスが流通することで凝縮水が発生し得ないと推定されるときにＯＮにされるフラグである。より具体的には、許可フラグは、ガス経路４０５の壁面温度がＥＧＲガスの露点Ｔｄｐより高い所定の暖機完了温度（すなわち、ＥＧＲガスの露点Ｔｄｐにマージンを加算した温度）Ｔｗｃ未満であると推定されるときにＯＦＦにされる一方で、ガス経路４０５の壁面温度が前記暖機完了温度Ｔｗｃ以上であると推定されるときにＯＮにされる。図４は、ＥＧＲクーラ本体４０１が冷間状態にあるときの作動ガスの挙動を示す図である。図５は、ＥＧＲクーラ本体４０１が温間状態にあるときの作動ガスの挙動を示す図である。図６は、作動ガスタンク４０２内に作動ガスが貯蔵されている状態を示す図である。
【００３８】
図３に示すように、内燃機関１が冷間始動される時点（図３中のｔ０）では、ＥＧＲクーラ本体４０１が冷間状態（すなわち、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ未満であると推定される状態）になっている。ＥＧＲクーラ本体４０１が冷間状態にあるときに、ＥＧＲ弁４１が開弁されると、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ本体４０１のガス経路４０５を流通する際に、該ＥＧＲガスとガス経路４０５の壁面とが接触することで、凝縮水が発生する虞がある。そのため、本実施例では、ＥＧＲクーラ本体４０１が冷間状態にあるときは、許可フラグがＯＦＦにされるとともに、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機が行われるものとする。ここでいうＥＧＲクーラ本体４０１の暖機は、発熱体収容部４０７の発熱体が水（水蒸気）を吸着する際に発生する熱を利用して行われる。斯様な方法によるＥＧＲクーラ本体４０１の暖機を実現するためには、作動ガスタンク４０２内に貯蔵されている水（水蒸気）を該作動ガスタンク４０２から発熱体収容部４０７へ移動させる必要がある。ここで、内燃機関１が冷間始動されたときは（図３中のｔ０）、作動ガスタンク４０２内の温度と発熱体収容部４０７内の温度とが略同等（例えば、外気温度相当の温度）になる。そのような状況において、大部分（所定量以上）の水（水蒸気）が作動ガスタンク４０２に貯蔵されていれば、作動ガスタンク４０２内の圧力が水（水蒸気）の飽和蒸気圧に近い圧力になる一方で、ＥＧＲクーラ本体４０１における発熱体収容部４０７内の圧力が略真空になる。そのため、作動ガスタンク４０２内の圧力が発熱体収容部４０７内の圧力より高くなる。よって、内燃機関１が冷間始動された直後（図３中のｔ１）において、ＥＣＵ５が切替弁４０４を閉弁状態から開弁状態へ切り替えることで、連通路４０３が遮断状態から導通状態へ切り替えられると、図４に示すように、作動ガスタンク４０２に貯蔵されていた水蒸気（図４中のＧｗ）が作動ガスタンク４０２から連通路４０３を経て発熱体収容部４０７へ必然的に移動する（図４中の白抜き矢印を参照）。また、連通路４０３の導通に伴って作動ガスタンク４０２内の圧力が水の飽和蒸気圧より低くなると、作動ガスタンク４０２内に液相の状態で貯蔵されていた水（図４中のＷｔ）が気相へ相変化しつつ作動ガスタンク４０２から発熱体収容部４０７へ必然的に移動する。このように、本実施例に係わるガス移動装置によれば、作動ガスタンク４０２内に貯蔵されている水（水蒸気）を該作動ガスタンク４０２から発熱体収容部４０７へ移動させる場合に、ポンプ等のような作動ガスを強制的に移動させるための機構に依存することなく、作動ガスタンク４０２から発熱体収容部４０７への作動ガスの移動を実現することができる。なお、上記したような作動ガスタンク４０２から発熱体収容部４０７への水（水蒸気）の移動は、作動ガスタンク４０２内の圧力と発熱体収容部４０７内の圧力とが釣り合うまで継続される。その際、作動ガスタンク４０２に貯蔵されていた水（水蒸気）のうち、所定量以上の水（水蒸気）が作動ガスタンク４０２から発熱体収容部４０７へ移動するように、ＥＧＲクーラ４００の製造過程で作動ガスタンク４０２内に封入される水（水蒸気）量等が調整されているものとする。ここでいう「所定量」は、ＥＧＲクーラ本体４０１におけるガス経路４０５の壁面温度を、上記した暖機完了温度Ｔｗｃ以上へ上昇させ得る量であって、発熱体収容部４０７と連通路４０３と作動ガスタンク４０２とを含む作動ガス経路に充填される作動ガスの大部分を占める量である。
【００３９】
作動ガスタンク４０２から発熱体収容部４０７へ移動した水（水蒸気）は、発熱体収容部４０７に収容されている発熱体（図４中のＥｈ）に吸着される。その際、前述したように、発熱体としてのＭＯＦの細孔径が水（水蒸気）の分子径より大きくなるように形成されることで、作動ガスタンク４０２から発熱体収容部４０７へ移動した水（水蒸気）が発熱体の細孔内に入り込み易くなっているため、発熱体による水（水蒸気）の吸着がより確実に行われる。そして、発熱体が水（水蒸気）を吸着する際には、該水（水蒸気）が気相の水蒸気から液相の水へ相変化することに伴って潜熱が発生するため、その潜熱によって発熱体が発熱することになる。ここで、前述の図２の説明で述べたように、発熱体は、ガス経路４０５を画成する隔壁と接触するように配置されている。そのため、該発熱体で発生した熱は、ガス経路４０５の壁面に直接的に伝達される（図４中の黒矢印を参照）。これにより、発熱体で発生した熱のうち、ガス経路４０５の壁面に伝達される熱の割合が大きくなるため、ガス経路４０５の壁面を効率的に暖めることが可能となる。よって、ガス経路４０５の壁面温度を速やかに上昇させることができる。
【００４０】
発熱体で発生した熱によってガス経路４０５の壁面が暖められることで、該ガス経路４０５の壁面温度が前記暖機完了温度Ｔｗｃ以上に上昇したと推定されると（図３中のｔ２）、許可フラグがＯＦＦからＯＮへ切り替えられる。その際、内燃機関１の運転状態がＥＧＲ実行領域に属していれば、ＥＧＲ弁４１が閉弁状態から開弁状態へ切り替えられる。つまり、内燃機関１の運転状態がＥＧＲ実行領域に属していること、及び許可フラグがＯＮであること、等を含む所定のＥＧＲガス流通条件が成立していれば、ＥＧＲ弁４１が閉弁状態から開弁状態へ切り替えられて、ＥＧＲクーラ本体４０１内におけるガス経路４０５にＥＧＲガスが流通するようになる。その場合、ガス経路４０５の壁面温度がＥＧＲガスの露点Ｔｄｐより高い暖機完了温度Ｔｗｃ以上に上昇しているため、ＥＧＲガスがガス経路４０５の壁面に接触しても、ＥＧＲガスに含まれる水分が凝縮することが抑制され、以て凝縮水の発生が抑制される。なお、図３に示す例では、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ以上に上昇したと推定された時点、言い換えると、許可フラグがＯＦＦからＯＮへ切り替えられた時点（図３中のｔ２）において、ＥＧＲ弁４１が閉弁状態から開弁状態へ切り替えられているが、ＥＧＲ弁４１を閉弁状態から開弁状態へ切り替えられるタイミングは、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ以上に上昇したと推定された時点（図３中のｔ２）以降のタイミングであれば、内燃機関１の運転状態に応じて適宜に変更することが可能である。
【００４１】
また、上記した方法でＥＧＲクーラ本体４０１の暖機が行われると、作動ガスタンク４０２に貯蔵されていた水（水蒸気）のうち、所定量以上の水（水蒸気）が発熱体に吸着された状態となる。よって、内燃機関１の次回以降の運転時においても、上記した方法によるＥＧＲクーラ本体４０１の効率的且つ効果的な暖機を実現するためには、発熱体に吸着されている水（水蒸気）を、該発熱体から脱離させるとともに、該発熱体から脱離した水（水蒸気）を発熱体収容部４０７から作動ガスタンク４０２へ移動させる必要がある。
【００４２】
ここで、発熱体に吸着されている水（水蒸気）を該発熱体から脱離させるためには、該発熱体の温度を所定の脱離温度Ｔｄｅｓ以上に上昇させる必要がある。ここでいう所定の脱離温度Ｔｄｅｓは、発熱体としてのＭＯＦに吸着されている水（水蒸気）が該ＭＯＦから脱離する最低の温度である。なお、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ以上に上昇したと推定されることで、許可フラグがＯＦＦからＯＮへ切り替えられた後（図３中のｔ２以降）において、ＥＧＲ弁４１が閉弁状態から開弁状態へ切り替えられることで、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ本体４０１のガス経路４０５を流通するようになると、ＥＧＲガスの熱がガス経路４０５の壁面を介して発熱体収容部４０７の発熱体へ伝達されるようになる。その際、ＥＧＲガスの温度が前記脱離温度Ｔｄｅｓに比して十分に高いため、発熱体の温度が前記脱離温度Ｔｄｅｓ以上の温度まで上昇する（図３中のｔ３）。ここで、上記したようにＥＧＲガスの熱が発熱体に伝達され続けると、発熱体が過熱すること
が懸念される。しかしながら、前述の図２の説明で述べたように、発熱体収容部４０７の発熱体は、冷媒経路４０６を画成する隔壁とも接触するように配置されている。そのため、ＥＧＲガスから発熱体へ伝達された熱の一部は、冷媒経路４０６を画成する隔壁を介して、冷媒経路４０６を流れるクーラントに放熱されることになる。よって、ＥＧＲガスの熱が発熱体に伝達され続けても、発熱体の過熱が抑制される。
【００４３】
また、発熱体から脱離した水（水蒸気）を発熱体収容部４０７から作動ガスタンク４０２へ移動させるためには、切替弁４０４を開弁させた状態において発熱体収容部４０７内の圧力を作動ガスタンク４０２内の圧力よりも高くする必要がある。ここで、発熱体の温度が脱離温度Ｔｄｅｓ以上に上昇した状態（すなわち、ＥＧＲクーラ本体４０１が温間状態）になることで、発熱体に吸着されていた水（水蒸気）が該発熱体から脱離すると、発熱体収容部４０７内の水（水蒸気）の量が作動ガスタンク４０２内の水（水蒸気）の量より多くなることで、発熱体収容部４０７内の圧力が作動ガスタンク４０２内の圧力より高くなる。よって、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機開始時（図３中のｔ１）に閉弁状態から開弁状態へ切り替えられた切替弁４０４を、発熱体の温度が脱離温度Ｔｄｅｓに到達（図３中のｔ３）した以降も開弁させ続けておけば、発熱体の温度が脱離温度Ｔｄｅｓ以上に上昇した際に、図５に示すように、発熱体に吸着されていた水（水蒸気）が液相の水から気相の水蒸気（図５中のＧｗ）へ相変化しつつ発熱体から脱離し、さらに、発熱体から脱離した水（水蒸気）が発熱体収容部４０７から連通路４０３を経て作動ガスタンク４０２に必然的に移動することになる（図５中の白抜き矢印を参照）。その際、作動ガスタンク４０２内の温度が発熱体収容部４０７内の温度に比して十分に低ければ、発熱体収容部４０７から作動ガスタンク４０２へ移動した水蒸気が液相の水（図５中のＷｔ）へ相変化する。このように、本発明に係わるガス移動装置によれば、発熱体に吸着された水（水蒸気）を作動ガスタンク４０２に回収する場合に、ヒータ等のような発熱体を強制的に加熱する機構や、ポンプ等のような作動ガスを強制的に移動させるための機構に依存することなく、発熱体に吸着されていた水（水蒸気）の脱離、及び発熱体から脱離した水（水蒸気）の発熱体収容部４０７から作動ガスタンク４０２への移動を実現することができる。
【００４４】
発熱体に吸着されていた水（水蒸気）が上記した方法によって作動ガスタンク４０２に回収されると、作動ガスタンク４０２に回収された水（水蒸気）を、ＥＧＲクーラ本体４０１の次回の暖機が必要になるまで（すなわち、内燃機関１の次回の冷間始動直後まで）、該作動ガスタンク４０２内に貯蔵しておく必要がある。そこで、本実施例では、発熱体の温度が脱離温度Ｔｄｅｓを超えた後の所定の遮断タイミング（図３中のｔ４）において、ＥＣＵ５によって切替弁４０４が開弁状態から閉弁状態へ切り替えられるものとする。ここでいう「所定の遮断タイミング」は、発熱体に吸着していた水（水蒸気）の該発熱体からの脱離が完了するとともに、発熱体から脱離した水（水蒸気）の発熱体収容部４０７から作動ガスタンク４０２への移動が完了している、と推定することできるタイミングである。その際の「発熱体に吸着していた水（水蒸気）の該発熱体からの脱離が完了」するとは、発熱体に吸着していた水（水蒸気）の全量が該発熱体から脱離する態様に限定されるものではなく、発熱体に吸着していた水（水蒸気）のうち、所定量以上の水（水蒸気）が該発熱体から脱離すれば足りる。同様に、「発熱体から脱離した水（水蒸気）の発熱体収容部４０７から作動ガスタンク４０２への移動が完了」するとは、発熱体から脱離した水（水蒸気）の全量が発熱体収容部４０７から作動ガスタンク４０２へ移動する態様に限定されるものではなく、発熱体から脱離した水（水蒸気）のうち、所定量以上の水（水蒸気）が発熱体収容部４０７から作動ガスタンク４０２へ移動すれば足りる。要するに、内燃機関１の次回の冷間始動直後において、連通路４０３が切替弁４０４によって遮断状態から導通状態へ切り替えられた際に、所定量以上の作動ガスを発熱体が吸着可能となる程度の量の作動ガスが、発熱体から脱離して作動ガスタンク４０２に戻ればよい。よって、前記遮断タイミングは、作動ガスタンク４０２内の水（水蒸気）量が図３中のｔ１の直前における水（水蒸気）量と略同量に戻ったと推定することができるタイミング、発熱体の
水吸着量が図３中のｔ１の直前における水吸着量と略同量に戻ったと推定することができるタイミング、又は作動ガスタンク４０２内の圧力が図３中のｔ１の直前における圧力と略同等に戻ったと推定することができるタイミングと言い換えることもできる。なお、上記した遮断タイミングは、内燃機関１の運転が停止されるタイミング（すなわち、図示しないイグニッション・スイッチがＯＮからＯＦＦへ切り替えられるタイミング）に設定されてもよい。これは、発熱体の温度が脱離温度Ｔｄｅｓを超えた後において内燃機関１の運転が継続される限りは、発熱体収容部４０７の温度が作動ガスタンク４０２の温度を下回る事態が発生し難く、それに伴って発熱体収容部４０７内の圧力が作動ガスタンク４０２内の圧力を下回る事態も発生し難いと考えられるため、発熱体に吸着されていた水（水蒸気）の作動ガスタンク４０２への回収が完了した以降において、内燃機関１の運転が停止されるタイミングまで切替弁４０４が開弁され続けても、作動ガスタンク４０２に回収された水（水蒸気）が該作動ガスタンク４０２から発熱体収容部４０７へ移動し難いと考えられるからである。
【００４５】
なお、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機を行うべく切替弁４０４を開弁させた後において、上記した遮断タイミングまで切替弁４０４を連続的に開弁させ続ける必要はなく、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ以上に上昇したと推定された時点（図３中のｔ２）で切替弁４０４を一時的に閉弁させ、その後、発熱体の温度が脱離温度Ｔｄｅｓまで上昇したと推定された時点（図３中のｔ３）で切替弁４０４を再び開弁させることで、発熱体に吸着されていた水（水蒸気）の作動ガスタンク４０２への回収が行われるようにしてもよい。
【００４６】
上記した遮断タイミングにおいて切替弁４０４が開弁状態から閉弁状態へ切り替えられると、図６に示すように、発熱体収容部４０７から作動ガスタンク４０２へ回収された水（水蒸気）が該作動ガスタンク４０２内に貯蔵された状態になる。その結果、ＥＧＲクーラ本体４０１の次回の暖機が必要になったときに、切替弁４０４を閉弁状態から開弁状態へ切り替えることで、前述した図４から図５の動作を再現することが可能となる。
【００４７】
以上述べたように構成されるＥＧＲクーラ４００には、上記したＥＣＵ５が併設されている。なお、本実施例におけるＥＣＵ５は、内燃機関１の運転状態等を制御するためのＥＣＵも兼ねているが、内燃機関１の運転状態等を制御するためのＥＣＵとは別途に設けられてもよい。ＥＣＵ５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成される。そして、このＥＣＵ５は、温度センサ６に加え、図示しないエアフローメータや空燃比センサ等の各種センサの検出信号が入力されるようになっている。ここでいう温度センサ６は、内燃機関１を循環するクーラントの温度を検出するセンサである。また、ＥＣＵ５は、前述したＥＧＲ弁４１や切替弁４０４に加え、図示しない燃料噴射弁等の各種機器と電気的に接続されており、それらの各種機器を制御することができるようになっている。例えば、ＥＣＵ５は、燃料噴射制御等の既知の制御に加え、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機制御を行う。
【００４８】
（ＥＧＲクーラ本体の暖機制御フロー）
ここで、ＥＣＵ５によって実行されるＥＧＲクーラ本体４０１の暖機制御について図７及び図８に沿って説明する。図７は、切替弁４０４を閉弁状態から開弁状態へ切り替える際にＥＣＵ５によって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。図７に示す処理ルーチンは、内燃機関１の始動をトリガとして実行される。一方、図８は、切替弁４０４を開弁状態から閉弁状態へ切り替える際にＥＣＵ５によって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。図８に示す処理ルーチンは、内燃機関１の運転中において所定の周期で繰り返し実行される。
【００４９】
先ず、図７の処理ルーチンでは、ＥＣＵ５は、Ｓ１０１の処理において温度センサ６に
より検出されるクーラント温度Ｔｈｗ１を読み込む。続いて、Ｓ１０２の処理では、ＥＣＵ５は、Ｓ１０１の処理で読み込まれたクーラント温度Ｔｈｗ１が所定の閾値Ｔｈｗｔｈｒｅより低いか否かを判別する。ここでいう「所定の閾値Ｔｈｗｔｈｒｅ」は、クーラント温度Ｔｈｗ１が該閾値Ｔｈｗｔｈｒｅ未満であれば、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ未満になり、且つ発熱体の温度が脱離温度Ｔｄｅｓ未満になる、と推定される温度である。このような閾値Ｔｈｗｔｈｒｅは、実験やシミュレーションの結果に基づいて予め求めておくものとする。
【００５０】
なお、内燃機関１の冷間始動直後は、ガス経路４０５の壁面温度と発熱体の温度とが略同等（例えば、外気温度と同等）になると想定されるため、ガス経路４０５の壁面温度又は発熱体の温度を計測するための温度センサをＥＧＲクーラ本体４０１に取り付け、又は外気温を計測する温度センサをＥＧＲクーラ４００に併設して、その温度センサの計測温度が暖機完了温度Ｔｗｃ（＜Ｔｄｅｓ）未満であれば、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ未満であり、且つ発熱体の温度が脱離温度Ｔｄｅｓ未満である、と推定してもよい。
【００５１】
前記Ｓ１０２の処理において肯定判定された場合（Ｔｈｗ１＜Ｔｈｗｔｈｒｅ）は、前述したように、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ未満であると推定されるため、そのような状況下でＥＧＲガスがＥＧＲクーラ本体４０１のガス経路４０５を流通すると、ＥＧＲガスがガス経路４０５の壁面と接触することで、凝縮水が発生する虞がある。そこで、前記Ｓ１０２の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ５は、Ｓ１０３の処理へ進み、許可フラグをＯＦＦにする。その場合、上記したＥＧＲガス流通条件が成立しなくなるため、ＥＧＲ弁４１が開弁されなくなる。ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ未満であると推定される状態において、ＥＧＲ弁４１が開弁されなければ、排気通路３からＥＧＲ通路４０を経て吸気通路２へ向かうＥＧＲガスの流れが遮断されるため、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ本体４０１のガス経路４０５を流通しなくなる。その結果、ＥＧＲクーラ本体４０１における凝縮水の発生が抑制される。
【００５２】
ＥＣＵ５は、Ｓ１０３の処理を実行し終えると、Ｓ１０４の処理へ進み、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機を開始する。具体的には、ＥＣＵ５は、切替弁４０４を閉弁状態から開弁状態へ切り替えることで、連通路４０３を遮断状態から連通状態へ切り替える（前述した図３中のｔ１における処理に相当。）。ここで、内燃機関１が冷間始動された直後のように、ＥＧＲクーラ本体４０１が冷間状態にあるとき（すなわち、ガス経路の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ未満であると推定されるとき）は、前述した図３の説明で述べたように、作動ガスタンク４０２内の温度と発熱体収容部４０７内の温度とが略同等になると想定される。そのような状態において所定量以上の水（水蒸気）が作動ガスタンク４０２に貯蔵されていると、作動ガスタンク４０２内の圧力が水（水蒸気）の飽和蒸気圧に近い状態になる一方で、発熱体収容部４０７内の圧力が真空に近い状態になる。その結果、作動ガスタンク４０２内の圧力が発熱体収容部４０７内の圧力より高くなる。よって、該Ｓ１０４の処理において切替弁４０４が閉弁状態から開弁状態へ切り替えられると、前述した図４の説明で述べたように、作動ガスタンク４０２内に貯蔵されていた水（水蒸気）が該作動ガスタンク４０２からＥＧＲクーラ本体４０１の発熱体収容部４０７へ必然的に移動することになる。そして、作動ガスタンク４０２から発熱体収容部４０７へ移動した水（水蒸気）は、発熱体収容部４０７の発熱体に吸着されることで気相から液相へ相変化する。これにより、発熱体は、水（水蒸気）の相変化に伴う潜熱によって発熱することになる。上記したように発熱体が発熱すると、その熱が該発熱体からガス経路４０５の壁面へ伝達される。その際、発熱体収容部４０７における発熱体がガス経路４０５を画成する隔壁と接触するように配置されているため、発熱体で発生した熱が該発熱体からガス経路４０５の壁面へ直接的に伝達されることになる。その結果、発熱体で発生した熱のうち、ガス経路の壁面に伝達される熱の割合が多くなる。よって、ガス経路４０５の壁面を効率的に
暖めることが可能になる。
【００５３】
ＥＣＵ５は、前記Ｓ１０４の処理を実行し終えると、Ｓ１０５の処理へ進み、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ以上まで上昇したか否かを判定する。その際、ＥＣＵ５は、例えば、前記Ｓ１０４の処理において切替弁４０４が開弁された時点からの経過時間を計測し、その経過時間が所定の昇温時間以上であれば、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ以上まで上昇していると判定する一方で、その経過時間が所定の昇温時間未満であれば、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ未満であると判定してもよい。ここでいう「所定の昇温時間」は、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機を開始すべく切替弁４０４が開弁されてから、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ以上に上昇するまでに要する時間である。ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機を開始すべく切替弁４０４が開弁されてから、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ以上に上昇するまでに要する時間は、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機開始時におけるガス経路４０５の壁面温度、及び単位時間あたりの発熱体の発熱量に相関する。ここで、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機開始時におけるガス経路４０５の壁面温度は、外気温度と略同等になると想定される。また、内燃機関１が冷間始動されるときのクーラント温度も、外気温度と略同等になると想定される。よって、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機開始時におけるガス経路４０５の壁面温度は、内燃機関１が冷間始動されるときのクーラント温度Ｔｈｗ１と略同等になると推定することができる。一方、単位時間あたりにおける発熱体の発熱量は、略一定であるとみなすことができる。これらの相関や傾向を踏まえると、上記の昇温時間は、前記Ｓ１０１の処理で読み込まれたクーラント温度Ｔｈｗ１をパラメータにして決定されればよい。例えば、上記の昇温時間は、クーラント温度Ｔｈｗ１が高い場合より低い場合の方が長くなるように決定されればよい。ここで、上記の昇温時間とクーラント温度Ｔｈｗ１との相関は、クーラント温度Ｔｈｗ１を引数とするマップや関数式の形態で予めＥＣＵ５のＲＯＭ等に記憶させておくようにしてもよい。なお、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ以上に上昇したか否かを判定するための別法として、ガス経路４０５の壁面温度を計測するための温度センサをＥＧＲクーラ本体４０１に取り付け、該温度センサの計測値が暖機完了温度Ｔｗｃ以上であるか否かを判別してもよい。
【００５４】
ここで、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ未満である場合に、ＥＧＲガスがガス経路４０５を流通してしまうと、ＥＧＲガスがガス経路４０５の壁面と接触することで凝縮水が発生する虞がある。そのため、前記Ｓ１０５の処理において否定判定された場合（壁面温度＜Ｔｗｃ）は、ＥＣＵ５は、許可フラグをＯＦＦに維持しつつ、該Ｓ１０５の処理を再度実行する。一方、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ以上である場合に、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラ本体４０１のガス経路４０５を流通すると、ＥＧＲガスがガス経路４０５の壁面と接触しても凝縮水が発生し得ないと推定される。そのため、前記Ｓ１０５の処理において肯定判定された場合（壁面温度≧Ｔｗｃ）は、ＥＣＵ５は、Ｓ１０６の処理へ進み、許可フラグをＯＮにする。そして、ＥＣＵ５は、該Ｓ１０６の処理を実行し終えると、本処理ルーチンの実行を終了する。
【００５５】
また、上記したＳ１０２の処理において否定判定された場合（Ｔｈｗ１≧Ｔｈｗｔｈｒｅ）は、ガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ以上であると推定することができるため、Ｓ１０３からＳ１０５の処理をスキップしてＳ１０６の処理へ進み、許可フラグをＯＮにする。
【００５６】
このように、図７の処理ルーチンに従ってＥＧＲクーラ４００の切替弁４０４が制御されると、ＥＧＲクーラ本体４０１が冷間状態にあるときに、ガス経路４０５の壁面を効率的且つ効果的に暖めることができる。そして、ガス経路４０５の壁面を効率的且つ効果的に暖めることが可能になると、発熱体収容部４０７に収容される発熱体の量や作動ガスタンク４０２内に貯蔵される水（水蒸気）の量を比較的少ない量に抑えつつ、ガス経路４０
５の壁面温度を凝縮水の発生し得ない温度（すなわち、暖機完了温度Ｔｗｃ以上の温度）まで上昇させることが可能になる。その結果、ＥＧＲクーラ本体４０１の大型化や作動ガスタンク４０２の大型化を抑えることができるため、ＥＧＲクーラ４００を含めたＥＧＲ装置４の車載性の低下を抑えることもできる。
【００５７】
次に、図８の処理ルーチンでは、ＥＣＵ５は、先ずＳ２０１の処理において、切替弁４０４が開弁状態にあるか否かを判別する。該Ｓ２０１の処理で否定判定された場合は、内燃機関１の始動後においてＥＧＲクーラ本体４０１の暖機が行われていない（すなわち、内燃機関１が始動される時点でガス経路４０５の壁面温度が暖機完了温度Ｔｗｃ以上になっていたため、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機を行う必要がなかった）、又は内燃機関１の始動後においてＥＧＲクーラ本体４０１の暖機が行われたが切替弁４０４が既に閉弁されている（すなわち、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機後において水（水蒸気）の作動ガスタンク４０２への回収が既に完了している）、と判定することができる。この場合、切替弁４０４を閉弁させる処理を行う必要がないため、ＥＣＵ５は、本処理ルーチンの実行を終了する。一方、該Ｓ２０１の処理において肯定判定された場合は、内燃機関１の始動後においてＥＧＲクーラ本体４０１を暖機すべく切替弁４０４が開弁されてから、該切替弁４０４の開弁状態が継続されていると判定することができる。つまり、該Ｓ２０１の処理が実行されたタイミングは、前述した図３におけるｔ１以降のタイミングであって、且つｔ４より前のタイミングとなる。この場合、切替弁４０４を閉弁させる処理を行う必要があるため、ＥＣＵ５は、Ｓ２０２以降の処理へ進む。
【００５８】
Ｓ２０２の処理では、ＥＣＵ５は、ＥＧＲ弁４１が開弁状態にあるか否かを判別する。該Ｓ２０２の処理において否定判定された場合は、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機が未だ終わっていない（すなわち、許可フラグがＯＦＦにされている）ためにＥＧＲ弁４１が閉弁されており、又はＥＧＲクーラ本体４０１の暖機が完了している（すなわち、許可フラグがＯＮにされている）ものの、内燃機関１の運転状態がＥＧＲ実行領域にないためにＥＧＲ弁４１が閉弁されていることになる。この場合、ＥＣＵ５は、本処理ルーチンの実行を一旦終了する。一方、該Ｓ２０２の処理において肯定判定された場合は、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機が既に完了し（すなわち、許可フラグがＯＮにされている）、且つ内燃機関１の運転状態がＥＧＲ実行領域にあるために（すなわち、上記した所定のＥＧＲガス流通条件が成立しているために）、ＥＧＲ弁４１が開弁されていることになる。つまり、該Ｓ２０２の処理が実行されたタイミングは、前述した図３におけるｔ２以降のタイミングであって、且つｔ４より前のタイミングとなる。この場合、ＥＣＵ５は、Ｓ２０３の処理へ進む。
【００５９】
Ｓ２０３の処理では、ＥＣＵ５は、積算カウンタＣｉｎｔを更新する。ここでいう積算カウンタＣｉｎｔは、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機完了後（前述した図３におけるｔ２以降）におけるＥＧＲ弁４１の開弁時間の積算値（以下、「積算開弁時間」と称する）。を計数するものである。ＥＣＵ５は、該Ｓ２０３の処理を実行し終えると、Ｓ２０４の処理へ進む。
【００６０】
Ｓ２０４の処理では、ＥＣＵ５は、前記Ｓ２０３の処理で更新された積算開弁時間Ｃｉｎｔが所定の回収時間Ｃｒｔ以上であるか否かを判別する。ここでいう「所定の回収時間Ｃｒｔ」は、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機時に発熱体に吸着された水（水蒸気）の作動ガスタンク４０２への回収に要する時間である。ここで、前述の図３の説明で述べたように、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機時に発熱体に吸着された水（水蒸気）を作動ガスタンク４０２に回収するためには、発熱体の温度を脱離温度Ｔｄｅｓ以上に高めることで、該発熱体から水（水蒸気）を脱離させるとともに、発熱体収容部４０７内の圧力を作動ガスタンク４０２内の圧力より高くする必要がある。そして、斯様な条件を満たすためには、ＥＧＲ弁４１を開弁させることで、高温のＥＧＲガスをＥＧＲクーラ本体４０１のガス経
路４０５に流通させて、該ＥＧＲガスの熱で発熱体を昇温させる必要がある。よって、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機時に発熱体に吸着された水（水蒸気）の作動ガスタンク４０２への回収に要する時間は、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機完了後におけるＥＧＲ弁４１の積算開弁時間Ｃｉｎｔに依存すると言える。そこで、本実施例では、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機時に発熱体に吸着された水（水蒸気）の略全量が、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機完了後におけるＥＧＲ弁４１が開弁された状態において作動ガスタンク４０２に回収されるのに要する時間を、予め実験やシミュレーションの結果に基づいて求めておき、それにより求められた時間を上記の回収時間Ｃｒｔとして設定している。そして、上記の積算開弁時間Ｃｉｎｔが該回収時間Ｃｒｔ以上であれば、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機時に発熱体に吸着された水（水蒸気）の作動ガスタンク４０２への回収が完了したと判定される一方で、上記の積算開弁時間Ｃｉｎｔが該回収時間Ｃｒｔ未満であれば、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機時に発熱体に吸着された水（水蒸気）の作動ガスタンク４０２への回収が完了していないと判定されるようにした。
【００６１】
前記Ｓ２０４の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ５は、本処理ルーチンの実行を一旦終了する。その場合、切替弁４０４が開弁状態に維持されるため、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機時に発熱体に吸着された水（水蒸気）の作動ガスタンク４０２への回収が継続される。一方、前記Ｓ２０４の処理において肯定判定された場合は、前述したように、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機時に発熱体に吸着された水（水蒸気）の作動ガスタンク４０２への回収が完了したと推定されるため、ＥＣＵ５は、Ｓ２０５の処理へ進み、切替弁４０４を開弁状態から閉弁状態に切り替える（このタイミングは、前述した図３における遮断タイミングｔ４に相当する）。これにより、前述した図６の説明で述べたように、作動ガスタンク４０２内に回収された水（水蒸気）が該作動ガスタンク４０２内に貯蔵されることになる。そして、ＥＣＵ５は、Ｓ２０５の処理を実行した後にＳ２０６の処理へ進み、上記した積算開弁時間Ｃｉｎｔの計数値を初期値（すなわち、零）にリセットする。
【００６２】
このように、図８の処理ルーチンに従ってＥＧＲクーラ４００の切替弁４０４が制御されると、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機時に発熱体に吸着された水（水蒸気）を作動ガスタンク４０２に回収することができるとともに、作動ガスタンク４０２に回収された水（水蒸気）を該作動ガスタンク４０２内に貯蔵しておくことができる。これにより、ＥＧＲクーラ本体４０１の次回の暖機が必要になったときに、ＥＧＲクーラ本体４０１におけるガス経路４０５の壁面を効率的且つ効果的に暖めることが可能となる。
【００６３】
なお、図８の処理ルーチンでは、積算開弁時間Ｃｉｎｔをパラメータにして、切替弁４０４の閉弁タイミング（すなわち、前述の図３における遮断タイミングｔ４）を決定しているが、作動ガスタンク４０２内に貯蔵されている水（水蒸気）量を計測するセンサを該作動ガスタンク４０２に取り付け、該センサの計測値が作動ガス量（例えば、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機が開始される直前において作動ガスタンク４０２内に貯蔵されていた水（水蒸気）量）に戻ったタイミングで切替弁４０４を閉弁させてもよい。別法として、作動ガスタンク４０２内の圧力を計測するセンサを該作動ガスタンク４０２に取り付け、該センサの計測値が所定の圧力（例えば、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機が開始される直前における作動ガスタンク４０２内の圧力）に戻ったタイミングで切替弁４０４を閉弁させてもよい。
【００６４】
ここで、ＥＣＵ５が図７の処理ルーチンのＳ１０１−Ｓ１０２の処理、Ｓ１０４−Ｓ１０５の処理、及び図８の処理ルーチンを実行することにより、本発明に係わる「制御手段」が実現される。また、ＥＣＵ５が図７の処理ルーチンのＳ１０３、Ｓ１０６の処理を実行することにより、本発明に係わる「流通制御手段」が実現される。
【００６５】
なお、本実施例では、発熱体収容部４０７に収容される発熱体は、該発熱体が発熱体収容部４０７とガス経路４０５とを隔てる隔壁に接触するとともに、該発熱体が発熱体収容部４０７と冷媒経路４０６とを隔てる隔壁とも接触するように配置されている。しかしながら、発熱体収容部４０７に収容される発熱体として耐熱温度の高い物質を使用する場合は、該発熱体が発熱体収容部４０７とガス経路４０５とを隔てる隔壁に接触する一方で、該発熱体が発熱体収容部４０７と冷媒経路４０６とを隔てる隔壁とは接触しないように、発熱体が配置されてもよい。このような構成によると、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機が行われる際に、発熱体で発生する熱のうち、ガス経路４０５の壁面に伝達される熱の割合を、より大きくことができるため、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機をより効率的に行うことが可能になる。
【００６６】
＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図９に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。図９は、本実施例における発熱体収容部と連通路との接続形態を示す図である。なお、図９では、発熱体収容部は、平面図で示されている。また、図９中の白抜き矢印は、ＥＧＲクーラ本体４０１内におけるＥＧＲガスの流れ方向を示している。
【００６７】
発熱体収容部４０７に収容される発熱体（Ｅｈ）は、図９に示すように、ＥＧＲガスの流れ方向における長さＬ１が、ＥＧＲガスの流れ方向と直交する方向における長さＬ２より長くなるように形成されている。これは、ＥＧＲクーラ本体４０１によるＥＧＲガスの冷却を効果的に行う上では、ＥＧＲガスの流れ方向におけるＥＧＲクーラ本体４０１の長さ（ガス経路４０５の長さ）を、ＥＧＲガスの流れ方向と直交する方向におけるＥＧＲクーラ本体４０１の長さよりも長くすることが有効であり、それに伴って、ＥＧＲガスの流れ方向における発熱体（Ｅｈ）の長さＬ１も、ＥＧＲガスの流れ方向と直交する方向における発熱体（Ｅｈ）の長さＬ２より長くなるためである。このように形成される発熱体（Ｅｈ）に対して、連通路４０３は、ＥＧＲガスの流れ方向と直交する方向に沿って水（水蒸気）が発熱体収容部４０７へ流入するように、発熱体収容部４０７と接続されている。つまり、連通路４０３と発熱体収容部４０７との接続部分における連通路４０３の開口端は、ＥＧＲガスの流れ方向と直交する方向を指向するようになっている。さらに、図９に示す連通路４０３は、発熱体収容部４０７との接続部分の手前で複数の枝路に分岐されており、それら複数の枝路が発熱体収容部４０７に接続されている。そして、各枝路と発熱体収容部４０７との接続部分における各枝路の開口端が、ＥＧＲガスの流れ方向と直交する方向を指向するようになっている。
【００６８】
上記した形態で連通路４０３が発熱体収容部４０７に接続されると、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機時において作動ガスタンク４０２から連通路４０３を経て発熱体収容部４０７へ流入する水（水蒸気）は、図９中の黒色矢印で示すように、ＥＧＲガスの流れ方向と直交する方向に沿って発熱体収容部４０７内へ流入し、且つ発熱体（Ｅｈ）の複数箇所に向かって水（水蒸気）が発熱体収容部４０７内へ流入するようになる。その際、前述したように、ＥＧＲガスの流れ方向と直交する方向における発熱体（Ｅｈ）の長さＬ２がＥＧＲガスの流れ方向における発熱体（Ｅｈ）の長さＬ１よりも短いため、連通路４０３から発熱体収容部４０７へ流入した水（水蒸気）が発熱体（Ｅｈ）の全体に行き渡り易い。その結果、発熱体収容部４０７に収容される発熱体の略全体が発熱するようになる。よって、発熱体の発生する熱によってガス経路４０５の壁面が暖められる際に、ガス経路４０５の壁面温度に偏りが生じ難くなるため、ＥＧＲクーラ本体４０１内のより広い範囲において凝縮水の発生を抑制することが可能となる。
【００６９】
なお、ＥＧＲガスの流れ方向と直交する方向における長さが、ＥＧＲガスの流れ方向における長さより長くなるように、発熱体が形成されている場合には、連通路は、ＥＧＲガ
スの流れ方向に沿って水（水蒸気）が発熱体収容部へ流入し、且つ発熱体の複数箇所に向かって水（水蒸気）が発熱体収容部へ流入するように、発熱体収容部と接続されればよい。
【００７０】
また、連通路と発熱体収容部との接続方法は、水（水蒸気）の発熱体収容部への流入方向が、ＥＧＲガスの流れ方向と該ＥＧＲガスの流れ方向に直交する方向とのうち、発熱体の長さが相対的に短い方の方向と平行になる方法に限定されるものではない。要するに、ＥＧＲガスの流れ方向と該ＥＧＲガスの流れ方向に直交する方向とのうち、発熱体の長さが相対的に長い方の方向と交差する方向に沿って、水（水蒸気）が発熱体収容部へ流入するように、連通路と発熱体収容部とが接続されればよい。
【００７１】
また、発熱体の複数箇所に向かって水（水蒸気）を発熱体収容部へ流入させる方法としては、連通路を複数の枝路に分岐させる方法に限定されるものではなく、例えば、連通路の通路断面積を、発熱体収容部４０７との接続部分の手前で拡大させ、拡大部分の連通路を発熱体収容部と接続させる方法を用いることもできる。
【００７２】
＜実施例３＞
次に、本発明の第３の実施例について図１０に基づいて説明する。ここでは、前述した第１及び第２の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。図１０は、本実施例におけるＥＧＲクーラ本体の内部構造を示す図である。
【００７３】
図１０に示すように、本実施例に係わるＥＧＲクーラ本体４０１では、発熱体収容部４０７は、ＥＧＲクーラ本体４０１の入口部分に配置される集合部４０７ａと、該集合部４０７ａから分岐する複数の分岐部４０７ｂと、を備えている。集合部４０７ａは、ＥＧＲクーラ本体４０１へ流入したＥＧＲガスが複数のガス経路４０５に分散する前に該集合部４０７ａと接触するように配置されている。さらに、該集合部４０７ａは、ガス経路４０５を画成する隔壁及び冷媒経路４０６を画成する隔壁から離間して配置されている。一方、各分岐部４０７ｂは、前述した第１の実施形態と同様に、ガス経路４０５を画成する隔壁と接触するとともに、冷媒経路４０６を画成する隔壁とも接触するように配置されている。このように構成される発熱体収容部４０７に対し、連通路４０３は該発熱体収容部４０７の集合部４０７ａに接続されている。その他の構成は、前述した第１の実施例と同様である。
【００７４】
上記した図１０に示したようにＥＧＲクーラ本体４０１が構成されると、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機時においては、分岐部４０７ｂに収容されている発熱体の発生する熱によって、前述した第１の実施例と同様に、ガス経路４０５の壁面が効率的に暖められることになる。その一方で、ＥＧＲクーラ本体４０１の温間時においてＥＧＲ弁４１が開弁されている状態においては、ガス経路４０５へ流入する前（すなわち、ガス経路４０５において冷媒経路４０６のクーラントと熱交換が行われる前）の高温なＥＧＲガスが集合部４０７ａに接触することで、該集合部４０７ａが急速に暖められ、次いで該集合部４０７ａの熱が分岐部４０７ｂに伝播されることで、分岐部４０７ｂに収容される発熱体も速やかに昇温するようになる。その結果、ＥＧＲクーラ本体４０１の暖機時に発熱体に吸着された作動ガスの、発熱体からの脱離、及び作動ガスタンク４０２への回収を、より速やかに行えるようになる。
【００７５】
＜他の実施例＞
前述した第１から第３の実施例におけるＥＧＲクーラは、ＥＧＲクーラ本体の発熱体収容部と作動ガスタンクとの圧力差を利用して、作動ガスを必然的に移動させるように構成されているが、発熱体収容部と作動ガスタンクとの間で強制的に作動ガスを行き来させるようにＥＧＲクーラを構成してもよい。例えば、作動ガスタンクに貯蔵されている作動ガ
スを該作動ガスタンクから発熱体収容部へ移動させるときに、作動ガスタンクの容積を縮小させる一方で、発熱体から脱離した作動ガスを発熱体収容部から作動ガスタンクへ移動させるときに、作動ガスタンクの容積を拡張させる機構を、ＥＧＲクーラに設けるようにしてもよい。また、作動ガスタンクに貯蔵されている作動ガスを該作動ガスタンクから発熱体収容部へ移動させるときに、作動ガスタンク内の作動ガスを吸い込みつつ発熱体収容部へ向けて吐出する一方で、発熱体から脱離した作動ガスを発熱体収容部から作動ガスタンクへ移動させるときに、発熱体収容部内の作動ガスを吸い込みつつ作動ガスタンクへ向けて吐出するポンプ機構を、ＥＧＲクーラに設けるようにしてもよい。これらの構成によれば、発熱体収容部や作動ガスタンクの温度環境等の影響を小さく抑えつつ、作動ガスの移動をより確実に行わせることができる。
【符号の説明】
【００７６】
１      内燃機関
２      吸気通路
３      排気通路
４      ＥＧＲ装置
５      ＥＣＵ
６      温度センサ
４０    ＥＧＲ通路
４１    ＥＧＲ弁
４００  ＥＧＲクーラ
４０１  ＥＧＲクーラ本体
４０２  作動ガスタンク
４０３  連通路
４０４  切替弁
４０５  ガス経路
４０６  冷媒経路
４０７  発熱体収容部
【図１】
2019105257.tif 000003
【図２】
2019105257.tif 000004
【図３】
2019105257.tif 000005
【図４】
2019105257.tif 000006
【図５】
2019105257.tif 000007
【図６】
2019105257.tif 000008
【図７】
2019105257.tif 000009
【図８】
2019105257.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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