(57)【要約】【課題】部品点数を低減して簡単な構成にて、再循環される排ガスの温度を調整可能とする。【解決手段】排気管２４と吸気通路１０との間には、排ガスの還流を行なう排ガス還流通路３２が設けられ、その排ガス還流通路３２にはＥＧＲクーラ３６が設けられている。ＥＧＲクーラ３６の出入口には、第１と第２のペルチェ素子ユニット５０，５２がそれぞれ設けられている。第１と第２のペルチェ素子ユニット５０，５２は、駆動回路４６によってコントロールされる。ペルチェ素子ユニット５０，５２によって、ＥＧＲガスの冷却効率を高めたり、温めたり、温度を計測したりすることができる。【選択図】　　　　図１
2004068608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排ガスの一部を、排気通路から排ガス還流通路を介して吸気通路に再循環させる内燃機関の排ガス再循環装置において、
前記排ガス還流通路に設けられる熱電変換素子と、
前記熱電変換素子に電流を供給して前記再循環される排ガスの温度を変える素子駆動手段と
を備える内燃機関の排ガス再循環装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の排ガス再循環装置であって、
前記排ガス還流通路に設けられ、前記再循環される排ガスを前記内燃機関の冷却水により冷却する冷却部を備えるとともに、
前記熱電変換素子は、前記冷却部に設けられた内燃機関の排ガス再循環装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の排ガス再循環装置であって、
前記熱電変換素子として、前記冷却部のガス入口側に設けられる第１の熱電変換素子と、前記冷却部のガス出口側に設けられる第２の熱電変換素子とを備え、さらに、
前記第１と第２の熱電変換素子の出力電流値の差を検出する電流差検出手段と、
前記電流差検出手段の検出結果に基づいて、前記素子駆動手段による電流の供給を制御する制御手段と
を備える内燃機関の排ガス再循環装置。
【請求項４】
前記熱電変換素子は、ペルチェ素子である請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の排ガス再循環装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排ガスの一部を、排気通路から排ガス還流通路を介して吸気通路に再循環させる内燃機関の排ガス再循環装置であって、特に、その再循環される排ガスの温度を調整することのできる内燃機関の排ガス再循環装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関の中には、排ガス中のＮＯｘ低減を図るべく、排ガスの一部を吸気側に再循環させる排ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ　Ｇａｓ　Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ；以下、ＥＧＲと称する。）装置を備えたものがある。この装置により排ガス再循環を行えば、混合気の不活性化で燃焼温度を低下させることにより、ＮＯｘを低減させることができる。
【０００３】
また、特開平１１−１１７８１５号公報には、再循環される排ガスの温度を、内燃機関の運転状態に応じて変化させる手段を備えた排ガス再循環装置が提案されている。この装置は、排ガス還流通路に、ＥＧＲクーラと、このＥＧＲクーラをバイパスするバイパス通路と、このバイパス通路に設けられるヒータと、通路切換バルブとを備え、内燃機関の運転状態に応じて通路切換バルブを制御することにより、再循環される排ガスの温度を、内燃機関の運転状態に応じたものとする。この装置によれば、再循環される排ガスの充填率を高めるとともに、ＮＯｘだけでなく排気微粒子をも共に低減することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の技術では、ＥＧＲクーラ、バイパス通路、ヒータ、通路切換バルブ、各種のセンサ等を設ける必要があることから、部品点数が多く構成が複雑となる問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、部品点数を低減して簡単な構成にて、再循環される排ガスの温度を調整することのできる技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
前述した課題の少なくとも少なくとも一部を解決するための手段としては、以下に示す構成をとった。
【０００７】
本発明の内燃機関の排ガス再循環装置は、
内燃機関の排ガスの一部を、排気通路から排ガス還流通路を介して吸気通路に再循環させる内燃機関の排ガス再循環装置において、
前記排ガス還流通路に設けられる熱電変換素子と、
前記熱電変換素子に電流を供給して前記再循環される排ガスの温度を変える素子駆動手段と
を備えることを要旨としている。
【０００８】
この内燃機関の排ガス再循環装置では、素子駆動手段により、熱電変換素子に電流を供給することにより、熱電変換素子が設けられた排ガス還流通路に温度を高めたり低めたりといった温度変化を与えることができる。このために、その温度変化によって、排ガス還流通路を介して再循環する排ガスの温度を変化させることができる。したがって、少ない部品点数で、再循環される排ガスの温度を調整することができる。
【０００９】
前記内燃機関の排ガス再循環装置において、前記排ガス還流通路に設けられ、前記再循環される排ガスを前記内燃機関の冷却水により冷却する冷却部を備えるとともに、前記熱電変換素子は、前記冷却部に設けられた構成とすることができる。
【００１０】
前記冷却水を使った冷却部だけでは、内燃機関が高負荷・高回転域で運転されたとき、冷却能力が不足することがある。また、極低温時においては、冷却水温もまた極低温であることから、再循環する排ガスが必要以上に冷却されて、排ガスの清浄効果が充分に得られない。これらに対して、上記構成では、熱電変換素子により、冷却部で冷却された排ガスをより一層冷却したり高めたりすることができる。したがって、上述したような冷却能力の不足や、冷却のし過ぎといった問題の解消を図ることができる。
【００１１】
上記冷却部に熱電変換素子を設けた構成の内燃機関の排ガス再循環装置において、前記熱電変換素子として、前記冷却部のガス入口側に設けられる第１の熱電変換素子と、前記冷却部のガス出口側に設けられる第２の熱電変換素子とを備え、さらに、前記第１と第２の熱電変換素子の出力電流値の差を検出する電流差検出手段と、前記電流差検出手段の検出結果に基づいて、前記素子駆動手段による電流の供給を制御する制御手段とを備える構成とすることができる。
【００１２】
この構成の内燃機関の排ガス再循環装置によれば、電流差検出手段により、冷却部のガス入口側とガス出口側との温度差を検出することができる。したがって、制御手段により、電流差検出手段の検出結果に基づいて、前記素子駆動手段による電流の供給を制御することにより、この温度差に応じた熱電変換素子の制御が可能となる。このために、温度差が小さく冷却部の冷却能力が低いと判定されたときには、第１と第２の熱電変換素子により冷却を施すことで、再循環される排ガスの冷却能力を高めることができる。
【００１３】
前述した各構成において、前記熱電変換素子は、ペルチェ素子とすることができる。ペルチェ素子は、構造が簡単であることから、排ガス再循環装置の構成をより一層簡単とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．全体の構成：
Ｂ．ペルチェ素子の構成：
Ｃ．制御処理：
Ｄ．作用・効果：
Ｅ．変形例：
【００１５】
Ａ．全体の構成：
図１は、一実施例としての排ガス再循環（ＥＧＲ）装置を備えたエンジンの全体構成を示す説明図である。なお、ここでは車両に搭載されたガソリンエンジンを示すが、本発明ではエンジンの種類を特に問わず、ディーゼルエンジン等のＥＧＲ装置が付設可能な種々のエンジンに適用することができる。
【００１６】
図１に示すように、エンジン１の吸気側には、吸気マニホールド（吸気管）１２が接続され、吸入空気の取り入れ口に向かって、サージタンク１４、スロットルボディ１６、エアクリーナ１８が順に接続される。これらによって、吸気通路１０が構成される。吸気通路１０を介して吸入される吸入空気は、燃料噴射弁（図示せず）から噴射される燃料と混合されて、エンジン１の燃焼室内に吸入される。この燃料混合気は、燃焼室内で点火プラグ（図示せず）によって火花点火され、エンジン１を駆動させる。燃焼室内で燃焼したガス（排ガス）は、排気マニホールド２２、排気管２４を介して排出される。排気マニホールド２２、排気管２４等によって、排気通路２０が構成される。
【００１７】
排気管２４と、サージタンク１４の上流側の吸気通路１０との間には、排ガスの還流を行なう排ガス還流通路３２が設けられている。排ガス還流通路３２には、ＥＧＲバルブ３４およびＥＧＲクーラ３６が設けられている。ＥＧＲクーラ３６には、エンジン１の冷却水を循環させる冷却水循環通路３８が連通しており、この冷却水によって、排ガス還流通路３２を通過する排ガス（ＥＧＲガス）を冷却可能となっている。排ガス還流通路３２、ＥＧＲバルブ３４、ＥＧＲクーラ３６等によって、ＥＧＲ装置３０が構成される。
【００１８】
ＥＧＲバルブ３４は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと呼ぶ）４０と電気的に接続されており、ＥＣＵ４０によって、その開閉が制御される。また、ＥＣＵ４０には、エンジン１の運転状態を検出するセンサとして、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ４２、エンジン１のシリンダブロックに配設されて冷却水温を検出する水温センサ４４等が電気的に接続されている。ＥＣＵ４０は、これらセンサの検出値に基づいて、燃料噴射弁等の各種のアクチュエータの制御を行なうことにより、エンジン１の運転を制御する。なお、ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える所謂マイクロコンピュータによって構成される。上記各種の制御は、ＲＯＭに格納されたコンピュータプログラムに従って、ＣＰＵによって実行される。
【００１９】
Ｂ．ペルチェ素子の構成：
ＥＧＲクーラ３６の出入口には、第１と第２のペルチェ素子ユニット５０，５２がそれぞれ設けられている。図２は、ペルチェ素子ユニット５０，５２を模式的に示す説明図である。図示するように、ＥＧＲクーラ３６の入口側に第１のペルチェ素子ユニット５０が設けられ、ＥＧＲクーラ３６の出口側に第２のペルチェ素子ユニット５２が設けられている。第１または第２のペルチェ素子ユニット５０，５２の構成および働きについて、以下詳細に説明するが、両者は同一のものであることから、第１のペルチェ素子ユニット５０について説明する。
【００２０】
第１のペルチェ素子ユニット５０は、Ｐ型半導体５０ａとＮ型半導体５０ｂとを金属片５０ｃで接合した構成をしており、Ｐ型半導体５０ａの他端側に、第１の金属電極５０ｄを備え、Ｎ型半導体５０ｂの他端側に、第２の金属電極５０ｅを備える。第１のペルチェ素子ユニット５０の金属片５０ｃ側の面には、電気絶縁性および熱伝導性に優れた第１の板材５４が接合されており、この第１の板材５４を介して、第１のペルチェ素子ユニット５０はＥＧＲクーラ３６の外壁に密着される。また、第１のペルチェ素子ユニット５０の第１および第２の金属電極５０ｄ．５０ｅ側の面にも、電気絶縁性および熱伝導性に優れた第２の板材５６が接合されている。第１および第２の板材５４，５６は、例えばアルミナ等のセラミックスにより形成される。なお、第２の板材５６のペルチェ素子ユニット５０と反対側の面は、大気と開放となっている。
【００２１】
こうした構成によって、第１のペルチェ素子ユニット５０は、Ｐ型半導体５０ａとＮ型半導体５０ｂを熱的に並列に配置して、電気的に直列に接続することができ、第１および第２の金属電極５０ｄ，５０ｅに電気接続線Ｌ１，Ｌ２を介して電流を流すことにより、ペルチェ効果によって、第１の板材５４側、第２の板材５６側において、吸熱と放熱を起こすことができる。Ｎ型半導体５０ｂ側から直流電流を流すと、ベルチェ効果により、金属片５０ｃで吸熱が起こり、同時に、第１および第２の金属電極５０ｄ，５０ｅで放熱が起こるため、熱は図中上部から下部に向かって移行される。この結果、ＥＧＲクーラ３６の熱を奪ってＥＧＲガスの冷却効率を高めることができる（以下、この動作を「冷却動作」と呼ぶ）。
【００２２】
一方、Ｐ型半導体５０ａ側から直流電流を流すと、ベルチェ効果により、第１および第２の金属電極５０ｄ，５０ｅで吸熱が起こり、同時に、金属片５０ｃで放熱が起こるため、熱は図中下部から上部に向かって移行される。この結果、ＥＧＲクーラ３６を加熱してＥＧＲガスの温度を高めることができる（以下、この動作を「加熱動作」と呼ぶ）。
【００２３】
ＥＧＲクーラ３６での冷却水による冷却により、ＥＧＲガスを大きく冷却して、さらには、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２の上記冷却動作および加熱動作により、そのＥＧＲガスの温度を、補助的に高めたり低めたりすることで、ＥＧＲガスの温度を所望の温度に調整することができる。
【００２４】
なお、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２は、上述した冷却動作および加熱動作以外にも、接触面の温度差を計測するセンシング動作も行なう。詳細には、電気接続線Ｌ１，Ｌ２への電流の供給を中断して、電気接続線Ｌ１，Ｌ２にシャント抵抗器（図示せず）を接続して、そのシャント抵抗器に発生する電位差を計測して電流値をモニタすることで、接触面の温度差を計測することができる。こうして、第１の板材５４と第２の板材５６との間の温度差、すなわち、ＥＧＲガスクーラ３６の壁面温度と大気との温度差を計測することができる。
【００２５】
上述した第１のペルチェ素子ユニット５０の構成は、ペルチェ素子の１単位の構成であり、実際は、複数の単位から構成されている。図３は、第１のペルチェ素子ユニット５０を示す説明図である。図示するように、ペルチェ素子ユニット５０は、Ｐ型半導体５０ａとＮ型半導体５０ｂとの１単位を複数直列に接続した構成である。図中、塗りつぶした矢印は、電流の向きを示しており、図示するように、Ｎ型半導体５０ｂ側から直流電流を流すと、金属片５０ｃ側で吸熱が起こり、反対側の面側で放熱が起こるため、熱は図中上部から下部に向かって移行される。このように、ペルチェ素子ユニット５０は、複数のペルチェ素子から構成されていることから、全体での熱の移動量を高めている。
【００２６】
なお、第２のペルチェ素子ユニット５２も第１のペルチェ素子ユニット５０と同様に複数のペルチェ素子から構成される。こうした構成の第１のペルチェ素子ユニット５０は、ＥＧＲクーラ３６の入口側の壁面の周囲に接して設けられ、第２のペルチェ素子ユニット５２は、ＥＧＲクーラ３６の出口側の壁面の周囲に接して設けられる。かかる構成により、ＥＧＲクーラ３６の入口側と出口側とで個別に、上記冷却動作、加熱動作およびセンシング動作を行なうことができる。これら動作は、図１に示すように、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２と電気的に接続される駆動回路４６によってコントロールされる。
【００２７】
駆動回路４６は、周知の電子回路により構成されるもので、ペルチェ素子ユニット５０，５２にＮ型半導体５０ｂ側から所定の電流を印加する（供給する）第１の回路状態、ペルチェ素子ユニット５０，５２にＰ型半導体５０ａ側から所定の電流を印加する第２の回路状態、電流の印加を中断してシャント抵抗を接続するとともに、そのシャント抵抗に発生する電位差を計測して電流値をモニタする第３の回路状態に切り替わる。この回路状態の切り替えは、ＥＣＵ４０から送られてくる制御指令に従って行なわれる。上記第１ないし第３の回路状態により、上記ペルチェ素子ユニット５０，５２の冷却動作、加熱動作、センシング動作をそれぞれ実現している。
【００２８】
Ｃ．制御処理：
次に、ＥＣＵ４０にて実行される制御処理について説明する。ＥＣＵ４０は、前述したように、エンジンの運転を制御する処理や、ＥＧＲ装置３０のＥＧＲバルブ３４を開閉する制御処理を行なうが、さらに、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２を駆動回路４６を介して駆動制御する処理を行なう。この処理は、ＥＧＲガス温制御処理と呼ばれるものである。以下、このＥＧＲガス温制御処理について説明する。
【００２９】
ＥＧＲガス温制御処理は、ＲＯＭに格納されたコンピュータプログラムに従って、ＣＰＵによって実行されるもので、所定時間毎に繰り返し実行される。図４は、ＥＧＲガス温制御処理を示すフローチャートである。図示するように、処理が開始されると、ＣＰＵは、まず、エンジン１の運転状態を示す各種センサの検出値を読み込む処理を行なう（ステップＳ１００）。ここで、上記各種センサとしては、回転速度センサ４２や水温センサ４４等が該当し、回転速度センサ４２で検出されたエンジン回転速度ＮＥや、水温センサ４４で検出された冷却水温ＴＨＷ等を読み込む。
【００３０】
次いで、ＣＰＵは、駆動回路４６に、前述した第３の回路状態となるように制御信号を出力して、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２の出力電流値Ｉ１，Ｉ２を計測する処理を行なう（ステップＳ１１０）。続いて、ＣＰＵは、ステップＳ１００で読み込んだ冷却水温ＴＨＷが、所定値Ｔａ（例えば、９０℃）以上であるか否かを判別する（ステップＳ１２０）。ＥＧＲクーラ３６は、エンジン１の冷却水を用いてＥＧＲガスを冷やすものであることから、ステップＳ１２０では、冷却水温ＴＨＷが所定値Ｔａ以上であるか否かを判別することにより、ＥＧＲガスをさらに冷やす必要があるのか、あるいは暖める必要があるのかを判別している。
【００３１】
ステップＳ１２０で、冷却水温ＴＨＷが所定値Ｔａ以上であると判別された場合には、ステップＳ１３０に処理を進める。ステップＳ１３０では、ＣＰＵは、ステップＳ１１０で計測された出力電流値Ｉ２から、同じくステップＳ１１０で計測された出力電流値Ｉ１を減算して電流差Ｄを算出する処理を行なう。すなわち、出口側の第２のペルチェ素子ユニット５２で計測された出力電流値Ｉ２から、入口側の第１のペルチェ素子ユニット５０で計測された出力電流値Ｉ１を減算した値である電流差Ｄを求める。
【００３２】
ステップＳ１３０で求められた電流差Ｄは、ＥＧＲクーラ３６の出口側と入口側におけるＥＧＲガスの温度差ＴＤに対応する値である。というのも、出力電流値Ｉ２は、大気温度を基準としたＥＧＲクーラ３６の出口側の温度差を示す値であり、出力電流値Ｉ１は、大気温度を基準としたＥＧＲクーラ３６の入口側の温度差を示す値であることから、出力電流値Ｉ２から出力電流値Ｉ１を引いた電流差Ｄは、上記ＥＧＲガスの温度差ＴＤを示すことになる。
【００３３】
図５は、上記電流差Ｄと上記ＥＧＲガスの温度差ＴＤとの関係を示すグラフである。図示するように、上記ＥＧＲガスの温度差ＴＤの上昇に伴って、上記電流差Ｄは線形に上昇する。一般に、ペルチェ素子を用いて温度をセンシングする場合、ペルチェ素子の出力電流値は、温度に対して必ずしも線形に変化しないが、上記電流差Ｄは、２つのペルチェ素子ユニット５０，５２の線形からずれる部分を補完しあった値となることから、図示のように線形に変化する。
【００３４】
図４に戻って、ステップＳ１３０の実行後、ＣＰＵは、ステップＳ１００で読み込んだエンジン１の運転状態と、ステップＳ１３０で求めた電流差Ｄとが、所定の条件を満たしているか否かを判別する処理を行なう（ステップＳ１４０）。具体的には、ステップＳ１００で読み込んだエンジン回転速度ＮＥが所定値ＮＥａ（例えば、４０００ｒｐｍ）以上で、かつ、電流差Ｄが所定値Ｄａ（例えば、１０ｍＡ）以下であるか否かの判定を行なう。エンジン回転速度ＮＥが所定値ＮＥａ以上というように大きくなると、エンジン１からの排ガスの温度が高くなる。また、電流差Ｄが所定値Ｄａ以下というように小さいということは、ＥＧＲクーラ３６の出口側と入口側とＥＧＲガスの温度差が小さいということで、ＥＧＲクーラ３６の冷却能力が低いということである。したがって、エンジン回転速度ＮＥと電流差Ｄが両条件を満たすということは、ＥＧＲガスの冷却が不足しているということであり、ステップＳ１４０では、このような状態の判定を、上記所定の条件を満たすかによって行なう。
【００３５】
ステップＳ１４０で肯定判別されると、ＣＰＵは、駆動回路４６に対して、前述した第１の回路状態となるように制御信号を出力して、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２を冷却動作となるように駆動する（ステップＳ１５０）。これにより、ＥＧＲガスの冷却効率は向上される。その後、所定期間ＴＭ１（例えば、１０秒）だけ遅延処理を行なった後、駆動回路４６に対して、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２への電流の印加を停止させる指令を出力する（ステップＳ１６０）。その後、「リターン」に抜けて、この処理のルーチンを一旦終了する。
【００３６】
一方、ステップＳ１４０で否定判別されると、そのまま「リターン」に抜けて、この処理のルーチンを一旦終了する。
【００３７】
また、ステップＳ１２０で、冷却水温ＴＨＷが所定値Ｔａより小さいと判別された場合には、ＣＰＵは、ステップＳ１７０に処理を進める。ステップＳ１７０では、ＣＰＵは、ステップＳ１１０で計測された出力電流値Ｉ２が、所定値Ｉａ（例えば、０．１ｍＡ）以下であるか否かを判別する。この判別は、出口側の第２のペルチェ素子ユニット５２で測定される温度が所定温度以下であるか否かを判別するものであり、ここで肯定判別された場合には、ＣＰＵは、ステップＳ１８０に処理を進めて、駆動回路４６に対して、前述した第２の回路状態となるように制御信号を出力して、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２を加熱動作となるように駆動する。これにより、ＥＧＲガスの温度は高められる。その後、所定期間ＴＭ２（例えば、１０秒）だけ遅延処理を行なった後、駆動回路４６に対して、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２への電流の印加を停止させる指令を出力する（ステップＳ１９０）。その後、「リターン」に抜けて、この処理のルーチンを一旦終了する。
【００３８】
一方、ステップＳ１７０で否定判別されると、そのまま「リターン」に抜けて、この処理のルーチンを一旦終了する。
【００３９】
図６は、上記ＥＧＲガス温制御処理によって実現される動作の一例を示すタイミングチャートである。図示するように、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２の出力電流値Ｉ１，Ｉ２の電流差Ｄが低下して所定値Ｄａ以下となったときに（時刻ｔ１）、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２への印加電流は、値０から所定値Ａ１に立ち上げられる。この動作は、ＥＧＲガス温制御処理におけるステップＳ１４０，Ｓ１５０で実現される。この結果、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２は冷却動作に切り替わる。
【００４０】
その後、所定期間ＴＭ１の経過後（時刻ｔ２）、印加電流は値０に下げられる。この動作は、ステップＳ１６０で実現される。印加電流の供給を中断したのは、駆動回路４６を第３の回路状態にしてペルチェ素子ユニット５０，５２からの出力電流値Ｉ１，Ｉ２を計測する（ステップＳ１１０）ためである。
【００４１】
その後、所定時間後繰り返し実行されるＥＧＲガス温制御処理において、上記電流差Ｄが所定値Ｄａ以下と判断されたときには（時刻ｔ３）、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２への印加電流は、再び値０から所定値Ａ１に立ち上げられる。なお、時刻ｔ１，ｔ３においては、冷却水温ＴＨＷは、所定値Ｔａ以上で、エンジン回転速度ＮＥは、所定値ＮＥａ以上であるものとする。
【００４２】
一方、図中、１点鎖線に示すように、時刻ｔ３において、電流差Ｄが所定値Ｄａを上回っている場合には、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２への印加電流は、値０のままである。
【００４３】
図７は、上記ＥＧＲガス温制御処理によって実現される動作の他の例を示すタイミングチャートである。図示するように、第２のペルチェ素子ユニット５２の出力電流値Ｉ２が所定値Ｉａ以下となったときに（時刻ｔ１１）、第２のペルチェ素子ユニット５０，５２への印加電流は、値０から所定値Ａ２に立ち下げられる（印加電流が逆方向に流される）。この動作は、ＥＧＲガス温制御処理におけるステップＳ１７０，Ｓ１８０で実現される。この結果、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２は加熱動作に切り替わる。
【００４４】
その後、所定期間ＴＭ２の経過後（時刻ｔ１２）、印加電流は値０に上げられる。この動作は、ステップＳ１９０で実現される。印加電流の供給を中断したのは、駆動回路４６を第３の回路状態にしてペルチェ素子ユニット５０，５２からの出力電流値Ｉ１，Ｉ２を計測するためである。
【００４５】
続いて、所定時間後繰り返し実行されるＥＧＲガス温制御処理において、上記出力電流値Ｉ２が所定値Ｉａを上回ったと判断されたときには（時刻ｔ１３）、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２への印加電流は、再び値０から所定値Ａ２に立ち下げられる。一方、図中、２点鎖線に示すように、時刻ｔ１３において、出力電流値Ｉ２が所定値Ｉａを上回っている場合には、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２への印加電流は、値０のままである。
【００４６】
Ｄ．作用・効果：
以上のように構成されたエンジン１のＥＧＲ装置３０によれば、ＥＧＲクーラ３６にペルチェ素子ユニット５０，５２が設けられていることから、ペルチェ素子ユニット５０，５２によって、ＥＧＲクーラ３６に対して温度を高めたり低めたりといった温度変化を与えることができる。このために、その温度変化によって、排ガス還流通路３２を介して再循環する排ガスの温度を変化させることができる。したがって、少ない部品点数で、再循環される排ガスの温度を調整することができる。
【００４７】
特に、ＥＧＲクーラ３６だけでは、エンジン１が高負荷・高回転域で運転されたとき、冷却能力が不足することがあるが、このＥＧＲ装置３０によれば、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２を冷却動作に制御することで、ＥＧＲクーラ３６で冷却された排ガスをより一層冷却することができる。また、極低温時においては、冷却水温もまた極低温であることから、再循環する排ガスが必要以上に冷却されて、排ガスの清浄効果が充分に得られなことがあるが、このＥＧＲ装置３０では、ペルチェ素子ユニット５０，５２を加熱動作に制御することで、ＥＧＲクーラ３６で冷却された排ガスの温度を高めることができる。したがって、このＥＧＲ装置３０によれば、上述した運転条件における冷却能力の不足や、冷却のし過ぎといった問題の解消を図ることができる。
【００４８】
また、このＥＧＲ装置３０によれば、ＥＧＲクーラ３６のガス入口側とガス出口側に設けられた第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２によって、ＥＧＲクーラ３６のガス入口側とガス出口側との温度差を検出して、この温度差に応じて第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２の動作を制御する。このために、温度差が小さくＥＧＲクーラ３６の冷却能力が低いときには、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２を冷却動作とすることで、再循環される排ガスの冷却能力を高めることができる。
【００４９】
この実施例では、熱電変換素子としてペルチェ素子を用いているが、ペルチェ素子は、構造が簡単であることから、ＥＧＲ装置３０全体としての構成をより一層簡単とすることができる。また、ペルチェ素子ユニットによってＥＧＲガスの温度を計測しているが、この構成によれば、センサを用いてＥＧＲガスを直接計測する場合に較べて、耐久性に優れているといった効果も奏する。排ガス還流通路３２の内側は、熱やすすを直接受け、また振動も受けることから、センサに対して高い耐久性が要求されるが、この構成によれば、耐久性が問題となることもない。
【００５０】
Ｅ．変形例：
なお、本発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５１】
（１）上述した実施例では、ＥＧＲクーラ３０に２つのペルチェ素子ユニット５０，５２を設けていたが、これに換えて、１つのペルチェ素子ユニットだけを設ける構成としてもよい。このペルチェ素子ユニットにより測定した出力電流値が所定値Ｔ１を上回った時には、そのペルチェ素子ユニットを冷却動作で駆動し、ペルチェ素子ユニットにより測定した出力電流値が所定値Ｔ２（＜Ｔ１）を下回った時には、そのペルチェ素子ユニットを加熱動作で駆動する。この構成によっても、簡単な構成で、再循環される排ガスの温度を調整することができる。
【００５２】
（２）また、ＥＧＲクーラ３０の入口側と出口側とに２つのペルチェ素子ユニット５０，５２を設けていたが、これに換えて、３以上のペルチェ素子ユニットを設ける構成としてもよい。例えば、ＥＧＲクーラ３０の入口側と出口側とその中間部とに３つのペルチェ素子ユニットを設けた構成とすることができる。この構成によれば、ＥＧＲガスの温度調整をより緻密に行なうことができる。
【００５３】
（３）上述した実施例では、ペルチェ素子ユニット５０，５２は、ＥＧＲクーラ３６に設けていたが、これに換えて、排ガス還流通路３２に設けた構成とすることもできる。要は、ＥＧＲ装置３０で再循環される排ガスの温度を変化させることができる部位であればいずれの位置でもよい。また、ＥＧＲクーラ３６と排ガス還流通路３２とのそれぞれに設ける構成とすることもできる。
【００５４】
（４）上述した実施例では、ペルチェ素子ユニット５０，５２は、複数のペルチェ素子の集合体であるが、必ずしも、複数備える必要もなく、単一のペルチェ素子によって構成することもできる。
【００５５】
（５）上述した実施例では、エンジン１の冷却水を用いて冷却を行なうＥＧＲクーラ３６で主にＥＧＲガスの冷却を行ない、第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２により、補助的にＥＧＲガスの温度を調整するよう構成していたが、これに換えて、ＥＧＲクーラ３６を無くして、ペルチェ素子ユニットだけでＥＧＲガスの温度を調整する構成とすることもできる。例えば、排ガス還流通路３２に一のペルチェ素子ユニットを設けた構成とする。この構成によれば、より一層簡単な構成で、再循環される排ガスの温度を調整することができる。
【００５６】
（６）上述した実施例では、本発明の駆動手段と制御手段とを駆動回路４６とＥＣＵ４０とで個別に構成していたが、これに換えて、一の電子制御ユニットで駆動手段と制御手段との双方の働きを成す構成とすることもできる。
【００５７】
（７）上述した実施例では、熱電変換素子としてペルチェ素子を用いていたが、これに換えて、Ｐ型、Ｎ型の半導体素子による構成等の他の熱電変換素子を用いる構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての排ガス再循環装置３０を備えたエンジン１の全体構成を示す説明図である。
【図２】第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２を模式的に示す説明図である。
【図３】第１のペルチェ素子ユニット５０を示す説明図である。
【図４】ＥＣＵ４０のＣＰＵにより実行されるＥＧＲガス温制御処理を示すフローチャートである。
【図５】第１および第２のペルチェ素子ユニット５０，５２で測定される電流差Ｄと上記ＥＧＲガスの温度差ＴＤとの関係を示すグラフである。
【図６】ＥＧＲガス温制御処理によって実現される動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】ＥＧＲガス温制御処理によって実現される動作の他の例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…エンジン
１０…吸気通路
１４…サージタンク
１６…スロットルボディ
１８…エアクリーナ
２０…排気通路
２２…排気マニホールド
２４…排気管
３０…排ガス再循環（ＥＧＲ）装置
３２…排ガス還流通路
３６…ＥＧＲクーラ
３８…冷却水循環通路
４０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）
４２…回転速度センサ
４４…水温センサ
４６…駆動・制御回路
５０…第１のペルチェ素子ユニット
５０ａ…Ｐ型半導体
５０ｂ…Ｎ型半導体
５０ｃ…金属片
５０ｄ…第１の金属電極
５０ｅ…第２の金属電極
５２…第２のペルチェ素子ユニット
５４…第１の板材
５６…第２の板材
【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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