(57)【要約】【課題】簡単な構成でＥＧＲ通路内での排気中の水分の液化を抑制することが可能な内燃機関の排気還流装置を提供する。【解決手段】ターボ過給機７を備えた内燃機関１に適用され、ターボ過給機７よりも上流の吸気通路３に排気通路４から排気を還流するＥＧＲ通路２０を備えた内燃機関の排気還流装置において、ＥＧＲ通路２０には、ターボ過給機７において圧縮された吸気とＥＧＲ通路２０を流れている排気との間で熱交換を行う熱交換部３０が設けられている。【選択図】図１
2008255957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機を備えた内燃機関に適用され、前記過給機よりも上流の吸気通路に排気通路から排気を還流するＥＧＲ通路を備えた内燃機関の排気還流装置において、
前記ＥＧＲ通路には、前記過給機において圧縮された吸気と前記ＥＧＲ通路を流れている排気との間で熱交換を行う熱交換部が設けられていることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲ通路には排気を冷却するＥＧＲクーラが設けられ、
前記熱交換部は、前記ＥＧＲクーラよりも下流のＥＧＲ通路に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項３】
前記過給機はターボ過給機であり、
前記ターボ過給機のコンプレッサハウジングには、前記コンプレッサハウジングの吸気導入路に開口する排気出口部を一端に有するとともに前記排気通路から導かれた排気が導入される排気入口部を他端に有し、かつ前記コンプレッサハウジングのスクロール室の少なくとも一部に沿って配置されて前記ＥＧＲ通路の下流部の一部を形成する排気加熱通路が設けられ、
前記熱交換部は、前記排気加熱通路であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項４】
排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を形成するＥＧＲ管と、前記ＥＧＲ管に設けられて排気を冷却するＥＧＲクーラと、を備えた内燃機関の排気還流装置において、
前記ＥＧＲクーラよりも下流側のＥＧＲ管である下流側ＥＧＲ管には、前記ＥＧＲクーラよりも上流側のＥＧＲ管である上流側ＥＧＲ管内の排気から発せられた熱を前記下流側ＥＧＲ管に伝達する熱伝達部が設けられていることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項５】
前記下流側ＥＧＲ管及び前記上流側ＥＧＲ管には外面が平面に形成される接触部がそれぞれ設けられ、
前記下流側ＥＧＲ管と前記上流側ＥＧＲ管とは、前記下流側ＥＧＲ管の接触部と前記上流側ＥＧＲ管の接触部とが接触するように配置され、
前記熱伝達部は前記接触部であることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項６】
前記上流側ＥＧＲ管の少なくとも一部の区間の流路断面積が前記下流側ＥＧＲ管の流路断面積よりも大きく設定されるとともに、その区間において前記下流側ＥＧＲ管が前記上流側ＥＧＲ管内を前記上流側ＥＧＲ管に沿って貫通しており、
前記熱伝達部は、前記下流側ＥＧＲ管が前記上流側ＥＧＲ管内を貫通している貫通部であることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項７】
前記熱伝達部として、一端が前記上流側ＥＧＲ管に接触するとともに他端が前記下流側ＥＧＲ管に接触する板部材が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項８】
前記一端が前記上流側ＥＧＲ管に接触するとともに前記他端が前記下流側ＥＧＲ管に接触する接触位置と前記一端及び前記他端の少なくともいずれか一方がＥＧＲ管から離間する離間位置との間で前記板部材を駆動する駆動手段をさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項９】
前記下流側ＥＧＲ管の温度が予め設定した所定温度より高いと判断した場合に前記板部材が前記離間位置に駆動されるように前記駆動手段を制御する制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を備えた内燃機関の排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ過給機のタービンより下流の排気通路とターボ過給機のコンプレッサより上流の吸気通路を連結する低圧排気ガス再循環通路と、タービンより上流の排気通路とコンプレッサより下流の吸気通路を連結する高圧排気ガス再循環通路とを備えた内燃機関が知られている（特許文献１参照）。排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を備えた内燃機関では、排気の還流を停止しているときや還流している排気の流量が少ないときにＥＧＲ通路内にて排気が冷却され、排気中の水分が液化してＥＧＲ通路で水が発生することがある。この水は、内燃機関に種々の影響を与える。例えば、ＥＧＲ通路で発生した水に排気中の硫黄酸化物や窒素酸化物が混ざって酸性度が高くなると、その水により吸気通路に設けられている吸気系部品の腐食が進行するおそれがある。そこで、ＥＧＲ通路内における水分の液化を防止するべくＥＧＲバルブの上流のＥＧＲ通路と下流側のＥＧＲ通路とを近接させて配置した排気ガス再循環装置が知られている（特許文献２参照）。また、冷媒が循環する冷凍サイクルを設け、この冷凍サイクルを用いてＥＧＲバルブへ流入する排気の熱によりＥＧＲバルブを通過した排気を加熱する熱交換装置が知られている（特許文献３参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献４、５が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０７６４５６号公報
【特許文献２】特開平０６−２８８３０５号公報
【特許文献３】特開平０９−０３２６５３号公報
【特許文献４】特開平１０−１９６４６４号公報
【特許文献５】特開平１１−０９３７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２の装置では、ＥＧＲバルブの上流側のＥＧＲ通路と下流側のＥＧＲ通路とを近接させて配置させているが、これらの上流側のＥＧＲ通路から下流側のＥＧＲ通路への熱の伝達は空気によって行われるため、熱の伝達効率が悪い。特許文献３の装置では、冷媒が循環する冷凍サイクルを設ける必要があるため、装置が複雑になる。
【０００５】
そこで、本発明は、簡単な構成でＥＧＲ通路内での排気中の水分の液化を抑制することが可能な内燃機関の排気還流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】
本発明の第１の排気還流装置は、過給機を備えた内燃機関に適用され、前記過給機よりも上流の吸気通路に排気通路から排気を還流するＥＧＲ通路を備えた内燃機関の排気還流装置において、前記ＥＧＲ通路には、前記過給機において圧縮された吸気と前記ＥＧＲ通路を流れている排気との間で熱交換を行う熱交換部が設けられていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
周知のように過給機では吸気が圧縮され、その温度が上昇する。本発明の第１の排気還流装置によれば、この温度が上昇した吸気とＥＧＲ通路を流れている排気との間で熱交換を行うことができるので、ＥＧＲ通路の温度の低下を抑制し、排気の温度を水分が液化する温度より高い温度に維持することができる。そのため、ＥＧＲ通路内での排気中の水分の液化を抑制することができる。また、このように吸気と排気との間で熱交換を行わせ、吸気の温度を低下させることにより、吸気温度の上昇を抑制できるので、内燃機関の気筒に吸入される吸気量の減少を抑制できる。そのため、内燃機関の出力低下を抑制することができる。
【０００８】
本発明の第１の排気還流装置の一形態において、前記ＥＧＲ通路には排気を冷却するＥＧＲクーラが設けられ、前記熱交換部は、前記ＥＧＲクーラよりも下流のＥＧＲ通路に設けられていてもよい（請求項２）。この場合、ＥＧＲクーラにて冷却されて水分が液化し易くなった排気を熱交換部で昇温できる。そのため、排気中の水分の液化をより適切に抑制できる。
【０００９】
本発明の第１の排気還流装置の一形態において、前記過給機はターボ過給機であり、前記ターボ過給機のコンプレッサハウジングには、前記コンプレッサハウジングの吸気導入路に開口する排気出口部を一端に有するとともに前記排気通路から導かれた排気が導入される排気入口部を他端に有し、かつ前記コンプレッサハウジングのスクロール室の少なくとも一部に沿って配置されて前記ＥＧＲ通路の下流部の一部を形成する排気加熱通路が設けられ、前記熱交換部は、前記排気加熱通路であってもよい（請求項３）。周知のようにコンプレッサハウジングのスクロール室内では吸気の圧縮が行われるため、吸気の温度が上昇する。また、この吸気の圧縮によりコンプレッサハウジングも加熱される。そこで、コンプレッサハウジング内に排気加熱通路を設け、この排気加熱通路にて排気と吸気との熱交換を行わせる。これにより、ＥＧＲ通路を無駄に長くすることを防止できる。また、ターボ過給機のコンプレッサで吸気が圧縮されている早い段階で吸気の冷却を行うことにより、より多くの吸気を圧縮することができる。そのため、内燃機関の出力を向上させることができる。
【００１０】
本発明の第２の排気還流装置は、排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を形成するＥＧＲ管と、前記ＥＧＲ管に設けられて排気を冷却するＥＧＲクーラと、を備えた内燃機関の排気還流装置において、前記ＥＧＲクーラよりも下流側のＥＧＲ管である下流側ＥＧＲ管には、前記ＥＧＲクーラよりも上流側のＥＧＲ管である上流側ＥＧＲ管内の排気から発せられた熱を前記下流側ＥＧＲ管に伝達する熱伝達部が設けられていることにより、上述した課題を解決する（請求項４）。
【００１１】
本発明の第２の排気還流装置によれば、熱伝達部にて上流側ＥＧＲ管内の排気の熱を下流側ＥＧＲ管に伝達できる。そのため、下流側ＥＧＲ管の温度の低下を抑制し、排気中の水分が液化し易いＥＧＲクーラを通過した排気の温度を水分が液化する温度より高い温度に維持することができる。そのため、簡単な構成で排気中の水分の液化を抑制できる。
【００１２】
本発明の第２の排気還流装置の一形態においては、前記下流側ＥＧＲ管及び前記上流側ＥＧＲ管には外面が平面に形成される接触部がそれぞれ設けられ、前記下流側ＥＧＲ管と前記上流側ＥＧＲ管とは、前記下流側ＥＧＲ管の接触部と前記上流側ＥＧＲ管の接触部とが接触するように配置され、前記熱伝達部は前記接触部であってもよい（請求項５）。このように下流側ＥＧＲ管及び上流側ＥＧＲ管にそれぞれ接触部を設け、これら接触部を互いに接触させることにより、上流側ＥＧＲ管内の排気の熱を下流側ＥＧＲ管に伝達させることができる。また、その接触部の外面はそれぞれ平面に形成されているため、接触面積を増加させることができる。そのため、上流側ＥＧＲ管から下流側ＥＧＲ管に速やかに熱を伝達させることができる。従って簡単な構成で排気中の水分の液化を抑制できる。
【００１３】
本発明の第２の排気還流装置の一形態においては、前記上流側ＥＧＲ管の少なくとも一部の区間の流路断面積が前記下流側ＥＧＲ管の流路断面積よりも大きく設定されるとともに、その区間において前記下流側ＥＧＲ管が前記上流側ＥＧＲ管内を前記上流側ＥＧＲ管に沿って貫通しており、前記熱伝達部は、前記下流側ＥＧＲ管が前記上流側ＥＧＲ管内を貫通している貫通部であってもよい（請求項６）。この場合、上流側ＥＧＲ管の内部を下流側ＥＧＲ管が貫通するため、上流側ＥＧＲ管の内部の排気によって下流側ＥＧＲ管の貫通部を加熱することができる。そのため、排気中の水分の液化を抑制することができる。
【００１４】
本発明の第２の排気還流装置の一形態においては、前記熱伝達部として、一端が前記上流側ＥＧＲ管に接触するとともに他端が前記下流側ＥＧＲ管に接触する板部材が設けられていてもよい（請求項７）。この場合、上流側ＥＧＲ管から下流側ＥＧＲ管に板部材を介して熱を伝達させることができる。そのため、この熱によって下流側ＥＧＲ管の温度の低下を抑制することができる。従って簡単な構成で、下流側ＥＧＲ管の排気中の水分の液化を抑制することができる。
【００１５】
この形態においては、前記一端が前記上流側ＥＧＲ管に接触するとともに前記他端が前記下流側ＥＧＲ管に接触する接触位置と前記一端及び前記他端の少なくともいずれか一方がＥＧＲ管から離間する離間位置との間で前記板部材を駆動する駆動手段をさらに備えていてもよい（請求項８）。この場合、板部材を離間位置に駆動することにより、下流側ＥＧＲ管への無駄な熱の伝達を防止できる。そのため、ＥＧＲガスの無駄な加熱を防止して吸気温度の無駄な上昇を防止できる。従って各気筒に吸入される吸気量の減少を抑制し、内燃機関の出力の低下を抑制できる。一方、板部材を接触位置に駆動することにより、下流側ＥＧＲ管を加熱できるので、下流側ＥＧＲ管の温度の低下を抑制して排気中の水分の液化を抑制することができる。
【００１６】
また、前記下流側ＥＧＲ管の温度が予め設定した所定温度より高いと判断した場合に前記板部材が前記離間位置に駆動されるように前記駆動手段を制御する制御手段をさらに備えていてもよい（請求項９）。内燃機関の高負荷運転時など内燃機関から排出される排気の温度が高い場合は、上流側ＥＧＲ管内の排気の熱を下流側ＥＧＲ管に伝達させると下流側ＥＧＲ管の温度が上昇し過ぎて排気が無駄に加熱される。この形態では、このように下流側ＥＧＲ管の温度が所定温度より高いと判断した場合に板部材を離間位置に駆動するので、排気の無駄な加熱を防止することができる。そのため、内燃機関の出力低下を抑制できる。
【発明の効果】
【００１７】
以上に説明したように、本発明の排気還流装置によれば、簡単な構成でＥＧＲ通路を流れる排気を加熱することができるので、ＥＧＲ通路内にて排気中の水分が液化することを抑制できる。また、吸気通路を流れる吸気とＥＧＲ通路を流れる排気とを熱交換させたり、下流側ＥＧＲ管の温度が高い場合は下流側ＥＧＲ管への熱の伝達を停止させたりすることにより、内燃機関の出力低下を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る排気還流装置が組み込まれた内燃機関を示す概略図である。図１の内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１は、車両に走行用の動力源として搭載されるものであり、複数の気筒（不図示）が設けられる機関本体２と、各気筒にそれぞれ接続される吸気通路３及び排気通路４とを備えている。吸気通路３には、吸気濾過用のエアフィルタが設けられる吸気ダクト５と、吸気量を調整するためのスロットルバルブ６と、ターボ過給機７のコンプレッサ７ａと、吸気を冷却するためのインタークーラ８とが設けられている。排気通路４には、ターボ過給機７のタービン７ｂと、タービン７ｂを迂回させて排気をタービン７ｂの下流に導くバイパス通路９と、バイパス通路９を開閉するウェイストゲートバルブ１０とが設けられている。ターボ過給機７は、コンプレッサ７ａのコンプレッサホイールとタービン７ｂのタービンホイールとが一体に回転するように連結する回転軸７ｃと、回転軸７ｃを回転自在に保持する軸受が設けられるセンタハウジング７ｄとを備えている。なお、これらは周知の内燃機関と同様でよいため、詳細な説明は省略する。
【００１９】
排気通路４と吸気通路３とは、排気の一部を吸気通路３に還流させるためのＥＧＲ通路１１にて接続されている。図１に示したようにＥＧＲ通路２０の一端２０ａはスロットルバルブ６とコンプレッサ７ａとの間の吸気通路３に接続され、他端２０ｂはタービン７ｂよりも下流の排気通路４に接続されている。すなわち、エンジン１では、タービン７ｂから排出された排気の一部がコンプレッサ７ａの上流に還流される。以下、ＥＧＲ通路２０を介して吸気通路３に還流される排気をＥＧＲガスと称することがある。ＥＧＲ通路２０には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２１、及び吸気通路３に還流されるＥＧＲガスの流量を調整するためのＥＧＲバルブ２２が設けられている。
【００２０】
図１に示したようにＥＧＲクーラ２１よりも下流側のＥＧＲ通路２０には、熱交換部３０が設けられている。周知のようにコンプレッサ７ａで圧縮された吸気は、その温度が上昇する。熱交換部３０は、この圧縮された吸気とＥＧＲガスとの間で熱交換を行わせ、ＥＧＲガスを加熱するためのものである。そのため、熱交換部３０は、コンプレッサ７ａよりも下流側の吸気通路３に設けられる。この熱交換部３０は、例えば吸気通路３を形成する吸気管の外周にＥＧＲ通路２０を形成するＥＧＲ管を接触させつつ複数回巻き付けることによって設ける。
【００２１】
第１の形態に係る排気還流装置によれば、ＥＧＲ通路２０に熱交換部３０を設けたので、この熱交換部３０においてＥＧＲガスを圧縮された吸気で加熱することができる。そのため、ＥＧＲガス中の水分が液化することを抑制できる。熱交換部３０では、圧縮されて温度が上昇した吸気の熱にてＥＧＲガスを加熱するので、この熱交換によってＥＧＲガスの温度を上昇させるとともに吸気の温度を低下させることができる。すなわち、熱交換部３０で加熱されたＥＧＲガスはコンプレッサ７ａにて圧縮された後、熱交換部３０で冷却される。周知のように吸気の温度が低いほど気筒内に吸入される吸気量が増加するため、エンジン１の出力が向上する。そのため、熱交換部３０において吸気の温度を低下させることによりエンジン１の出力を向上させることができる。
【００２２】
図１では、ＥＧＲ通路２０を吸気通路３の周囲に設けて圧縮された吸気とＥＧＲガスとの間で熱交換を行わせたが、熱交換部３０はこれに限定されない。例えば、吸気通路３内にＥＧＲ通路２０を貫通させるなど、圧縮された吸気とＥＧＲガスとの間で熱交換を行わせることが可能な種々の構造を用いてよい。また、図２に示したようにＥＧＲクーラ２１よりも下流側のＥＧＲ通路２０に熱交換部として熱交換器３１を設けてもよい。熱交換器３１には、ＥＧＲクーラ２１よりも下流側のＥＧＲ通路２０とコンプレッサ７ａよりも下流側の吸気通路３とが接続され、吸気通路３を流れる圧縮された吸気とＥＧＲ通路２０を流れるＥＧＲガスとの間で熱交換を行わせる。
【００２３】
図３は、第１の形態に係る排気還流装置の変形例の要部を示している。なお、図３はターボ過給機７のコンプレッサ７ａの断面図を示している。この変形例では、ターボ過給機７のコンプレッサハウジング４０にＥＧＲガスを流通させる排気加熱通路４１を設け、この排気加熱通路４１にて吸気とＥＧＲガスとの熱交換を行う。排気加熱通路４１の一端は、コンプレッサハウジング４０の吸気導入路４０ａに開口して排気出口部４１ａを形成する。また、排気加熱通路４１の他端には、ＥＧＲクーラ２１よりも下流側のＥＧＲ通路２０を形成するＥＧＲ管が接続されて排気通路４からの排気が導入される排気入口部４１ｂが設けられる。そのため、排気加熱通路４１はＥＧＲ通路２０の一部を形成する。さらに図２に示したように排気加熱通路４１は、コンプレッサハウジング４１内に形成され、コンプレッサホイール４２の回転によって導かれた吸気が圧縮されるスクロール室４０ｂに沿って設けられる。この場合、ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ２１及びＥＧＲバルブ２２を通過して排気加熱通路４１に導かれ、排気加熱通路４１を通過した後排気出口部４１ａから吸気通路に排出される。
【００２４】
この変形例によれば、排気加熱通路４１に導かれた排気とスクロール室４０ｂにおいて圧縮された吸気との間で熱交換を行わせることができるので、ＥＧＲガス中の水分の液化を抑制することができる。また、スクロール室４０ｂで圧縮されている吸気を冷却できるので、吸気の体積を減少させることができる。そのため、過給効率を向上させることができる。なお、この場合、排気加熱通路４１が本発明の熱交換部に相当する。
【００２５】
（第２の形態）
図４は、本発明の第２の形態に係る排気還流装置が組み込まれた内燃機関の概略図を示している。なお、図４において図１と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。第２の形態では、ＥＧＲクーラ２１より上流側のＥＧＲ通路２０とＥＧＲクーラ２１より下流側のＥＧＲ通路２０との間で熱交換を行わせる。そのため、ＥＧＲクーラ２１より下流側のＥＧＲ通路２０には、一端５０ａがＥＧＲクーラ２１より上流側のＥＧＲ通路２０と接触するとともに他端５０ｂがＥＧＲクーラ２１より下流側のＥＧＲ通路２０に接触する板部材としての熱伝達板５０が設けられる。熱伝達板５０は、熱伝導率が大きい材料、例えば金属で形成される。図５及び図６は、熱伝達板５０を拡大して示す図である。なお、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線における熱伝達板５０の断面図である。図５及び図６に示したように熱伝達板５０は、ＥＧＲクーラ２１よりも上流側のＥＧＲ通路２０を形成する上流側ＥＧＲ管６０とＥＧＲクーラ２１よりも下流側のＥＧＲ通路２０を形成する下流側ＥＧＲ管６１とに架け渡されるように設けられる。また、熱伝達板５０は、その一端５０ａが上流側ＥＧＲ管６０と接触し、かつ他端５０ｂが下流側ＥＧＲ管６１と接触した状態でこれらＥＧＲ管６０、６１に固定される。
【００２６】
このように熱伝達板５０を設けることにより、ＥＧＲ弁２２を全閉に切り替えて排気の還流を停止させても上流側ＥＧＲ管６０内に導かれる排気の熱を熱伝達板５０を介して下流側ＥＧＲ管６１に伝達できる。そのため、下流側ＥＧＲ管６１の温度の低下を抑制することができる。これにより、下流側ＥＧＲ管６１内に滞留している排気中の水分の液化を抑制できる。このように上流側ＥＧＲ管６０の熱を下流側ＥＧＲ管６１に伝達することにより、熱伝達板５０が本発明の熱伝達部として機能する。
【００２７】
図７及び図８を参照して第２の形態に係る排気還流装置の変形例を説明する。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線におけるＥＧＲ管６０、６１の断面図である。なお、図７及び図８において図５及び図６と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図８に示したように下流側ＥＧＲ管６１には、その外面が平面に形成された接触部６１ａが設けられる。また、上流側ＥＧＲ管６０にも同様に外面が平面に形成された接触部６０ａが設けられる。そして、図７及び図８に示したように上流側ＥＧＲ管６０と下流側ＥＧＲ管６１とは、各接触部６０ａ、６１ａが互いに接触するように配置される。また、上流側ＥＧＲ管６０が下流側ＥＧＲ管６１の鉛直下方に配置される。
【００２８】
この変形例によれば、上流側ＥＧＲ管６０内の排気の熱を各接触部６０ａ、６１ａを介して下流側ＥＧＲ管６１に伝達することができる。そのため、下流側ＥＧＲ管６１の温度の低下を抑制できる。従って、下流側ＥＧＲ管６１内に滞留している排気中の水分の液化を抑制できる。図８に示したように下流側ＥＧＲ管６１は、接触部６１ａが鉛直下方に位置するように配置されるので、下流側ＥＧＲ管６１内にて排気中の水分が液化して水が発生した場合、その水は接触部６１ａに溜まる。また、上流側ＥＧＲ管６０は下流側ＥＧＲ管６１の鉛直下方に配置されるので、下流側ＥＧＲ管６１を鉛直下方から加熱することができる。そのため、下流側ＥＧＲ管６１内において水が発生してもその水を速やかに加熱し、気化させることができる。この場合、接触部６１ａが本発明の熱伝達部として機能する。
【００２９】
図９は、第２の形態に係る排気還流装置の他の変形例を示している。図９において図５と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。図９に示したようにこの変形例では、上流側ＥＧＲ管６０の一部の区間においてその流路断面積が下流側ＥＧＲ管６１の流路断面積よりも大きく設定され、下流側ＥＧＲ管６１はその区間において上流側ＥＧＲ管６０内を上流側ＥＧＲ管６０に沿って貫通するように配置される。すなわち、その区間においてＥＧＲ通路２０は、上流側ＥＧＲ管６０の内側に下流側ＥＧＲ管６１が入った２重管として形成される。
【００３０】
この変形例によれば、２重管として形成された区間において下流側ＥＧＲ管６１を上流側ＥＧＲ管６０内の排気によって加熱することができる。そのため、下流側ＥＧＲ管６１の温度の低下を抑制し、排気中の水分の液化を抑制することができる。この場合、上流側ＥＧＲ管６０の内部を貫通している下流側ＥＧＲ管６１の部分である貫通部６１ｂが本発明の熱伝達部として機能する。
【００３１】
図１０は、第２の形態に係る排気還流装置のさらに他の変形例を示している。図１０にいて図５及び図６と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。この変形例では、熱伝達板５０が上流側ＥＧＲ管６０及び下流側ＥＧＲ管６１に固定されておらず、エンジン１の運転状態に応じて熱伝達板５０の位置を変化させることができる。そのため、図１０に示したようにこの変形例では熱伝達板５０を駆動する駆動手段としてのアクチュエータ７０が設けられる。アクチュエータ７０は、熱伝達板５０の一端５０ａが上流側ＥＧＲ管６０に接触するとともに他端５０ｂが下流側ＥＧＲ管６１に接触する接触位置Ｐ１と熱伝達板５０と各ＥＧＲ管６０、６１とが離間する離間位置Ｐ２との間で熱伝達板５０を駆動する。
【００３２】
アクチュエータ７０の動作は、制御手段としてのエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）８０にて制御される。ＥＣＵ８０は、所定の制御プログラムに従ってエンジン１の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。機関本体２から排出される排気の温度が高い場合、下流側ＥＧＲ管６１を加熱するとＥＧＲガスの温度が無駄に高くなるおそれがある。そこで、ＥＣＵ８０は、例えば下流側ＥＧＲ管６１の温度に基づいてアクチュエータ７０の動作を制御する。この制御について具体的に説明する。周知のようにエンジン１の負荷が高い場合は機関本体２から排出される排気の温度が高くなる。そのため、下流側ＥＧＲ管６１の温度も高くなると判断できる。そこで、ＥＣＵ８０は吸気量などに基づいてエンジン１の負荷を推定し、その推定した負荷が予め設定した判定値より大きい場合に熱伝達板５０が離間位置Ｐ２に駆動されるようにアクチュエータ７０の動作を制御する。一方、エンジン１の負荷が許容値以下の場合は下流側ＥＧＲ管６１の温度が低下し、下流側ＥＧＲ管６１内で排気中の水分が液化するおそれがあるため、熱伝達板５０が接触位置Ｐ１に駆動されるようにアクチュエータ７０の動作を制御する。
【００３３】
この変形例によれば、エンジン１の負荷が高く、機関本体２から排出される排気の温度が高い場合はアクチュエータ７０によって熱伝達板５０が離間位置Ｐ２に駆動されるので、無駄なＥＧＲガスの加熱を防止できる。そのため、吸気温度の無駄な上昇を抑えてエンジン１の出力が低下することを防止できる。一方、エンジン１の負荷が低く、機関本体２から排出される排気の温度が低い場合は、熱伝達板５０が接触位置Ｐ１に駆動されるので、下流側ＥＧＲ管６１を加熱して下流側ＥＧＲ管６１の温度の低下を抑制できる。そのため、下流側ＥＧＲ管６１内において排気中の水分が液化することを抑制できる。
【００３４】
なお、離間位置において熱伝達板５０はその両端がＥＧＲガス管６０、６１とそれぞれ離間していなくてもよい。例えば、離間位置では、熱伝達板５０の一端５０ａが上流側ＥＧＲ管６０と離間するか、又は熱伝達板５０の他端５０ｂが下流側ＥＧＲ管６１と離間していればよい。このような状態でも、上流側ＥＧＲ管６０から下流側ＥＧＲ管６１への熱の伝達が防止できる。また、熱伝達板５０を駆動する駆動手段はアクチュエータ７０でなくてもよい。例えば、バイメタル又は形状記憶合金などを用いて熱伝達板５０を駆動してもよい。この場合、例えば下流側ＥＧＲ管６１の温度が予め設定した所定温度以上になると熱伝達板５０の他端が下流側ＥＧＲ管６１から離間するようにバイメタル又は形状記憶合金を設ければよい。この場合、バイメタル又は形状記憶合金が本発明の駆動手段として機能する。
【００３５】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用される内燃機関に設けられる過給機はターボ過給機に限定されない。内燃機関のクランク軸の回転を利用して吸気を圧縮する過給機など吸気を圧縮する種々の過給機を備えた内燃機関に本発明を適用してよい。また、下流側ＥＧＲ管に伝達する熱の熱源は吸気又はＥＧＲガスに限定されない。エンジンの運転中に外気温度よりも高い温度になる種々のものを熱源として利用してよい。例えば、各気筒から排出された排気を集合させるエキゾーストマニホールド、機関本体を形成するエンジンブロックなどと下流側ＥＧＲ管との間に熱伝達板を架け渡し、これらの部分の熱によってＥＧＲガスを加熱してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の形態に係る排気還流装置が組み込まれた内燃機関の概略を示す図。
【図２】第１の形態に係る排気還流装置の変形例を示す図。
【図３】第１の形態に係る排気還流装置の他の変形例の要部を示す図。
【図４】本発明の第２の形態に係る排気還流装置が組み込まれた内燃機関の概略を示す図。
【図５】図４の熱伝達板を拡大して示す図。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線における熱伝達板の断面を示す図。
【図７】第２の形態に係る排気還流装置の変形例の要部を示す図。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線におけるＥＧＲ管の断面を示す図。
【図９】第２の形態に係る排気還流装置の他の変形例を示す図。
【図１０】第２の形態に係る排気還流装置のさらに他の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１  内燃機関
３  吸気通路
４  排気通路
７  ターボ過給機
２０  ＥＧＲ通路
２１  ＥＧＲクーラ
３０  熱交換部
３１  熱交換器（熱交換部）
４０  コンプレッサハウジング
４０ａ  吸気導入路
４０ｂ  スクロール室
４１  排気加熱通路
４１ａ  排気出口部
４１ｂ  排気入口部
５０  熱伝達板（板部材、熱伝達部）
５０ａ  一端
５０ｂ  他端
６０  上流側ＥＧＲ管
６０ａ  接触部
６１  下流側ＥＧＲ管
６１ａ  接触部（熱伝達部）
６１ｂ  貫通部（熱伝達部）
７０  アクチュエータ（駆動手段）
８０  エンジンコントロールユニット（制御手段）
Ｐ１  接触位置
Ｐ２  離間位置
【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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【図９】
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【図１０】
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