(57)【要約】【課題】ＥＧＲクーラの冷却能力の低下を抑制しつつ小型化を図ることができ、且つ排気浄化触媒の劣化の抑制および触媒性能の向上を図ることができる内燃機関のＥＧＲ装置を提供する。【解決手段】内燃機関のＥＧＲ装置（５）は、内燃機関（１０）から排出された排気の一部を内燃機関へ再循環させるＥＧＲ通路（２０）に配置され、ＥＧＲ通路を通過する排気を冷却するＥＧＲクーラ（４０）を備え、ＥＧＲクーラの内部には、排気が通過する内部ガス通路（４１）と、内部ガス通路の周囲に配置され、冷媒が通過する内部冷媒通路（４２）と、が設けられ、内部ガス通路には、内部冷媒通路の冷媒と内部ガス通路の排気との間で熱交換させる媒体である第１熱交換体（４５）と第１熱交換体よりも熱伝導率の低い第２熱交換体（４６）とが、第２熱交換体が第１熱交換体よりも排気流動方向上流側に位置するように設けられ、第２熱交換体には排気浄化触媒が担持されている。【選択図】図２
2013224586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出された排気の一部を前記内燃機関へ再循環させるＥＧＲ通路に配置され、前記ＥＧＲ通路を通過する前記排気を冷却するＥＧＲクーラを備え、
前記ＥＧＲクーラの内部には、前記排気が通過する内部ガス通路と、前記内部ガス通路の周囲に配置され、冷媒が通過する内部冷媒通路と、が設けられ、
前記内部ガス通路には、前記内部冷媒通路の前記冷媒と前記内部ガス通路の前記排気との間で熱交換させる媒体である第１熱交換体と前記第１熱交換体よりも熱伝導率の低い第２熱交換体とが、前記第２熱交換体が前記第１熱交換体よりも排気流動方向上流側に位置するように設けられ、
前記第２熱交換体には排気浄化触媒が担持されている内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項２】
前記第１熱交換体と前記第２熱交換体とが互いに接している請求項１記載の内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項３】
前記内燃機関の運転状態を示す指標に基づいて、前記内部冷媒通路における前記冷媒の流量を制御する制御装置をさらに備える請求項１または２に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項４】
前記指標は前記内燃機関の負荷であり、
前記制御装置は、前記内燃機関の前記負荷が所定値以上の場合には、前記内燃機関の前記負荷が前記所定値より小さい場合に比較して、前記内部冷媒通路における前記冷媒の流量が増大するように前記内部冷媒通路における前記冷媒の流量を制御する請求項３記載の内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項５】
前記第１熱交換体および前記第２熱交換体の材質の主成分は炭化珪素である請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のＥＧＲ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関における燃焼温度の上昇を抑制してエミッション悪化を抑制するために、内燃機関から排出された排気の一部を内燃機関へ再循環させるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置が知られている。また従来、このようなＥＧＲ装置において、内燃機関から排出後に内燃機関へ再循環する排気が通過するＥＧＲ通路に、ＥＧＲ通路を通過する排気を冷却するＥＧＲクーラを配置する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このようなＥＧＲクーラは、ＥＧＲクーラの内部に設けられた排気が通過する通路である内部ガス通路に、熱交換体を備えている。ＥＧＲクーラに流入した排気は熱交換体を媒体として冷媒との間で熱交換を行う。このようにしてＥＧＲクーラは、排気を冷却している。ＥＧＲクーラがＥＧＲ通路を通過する排気を冷却することで、内燃機関に再循環する排気の温度を低下させることができる。その結果、内燃機関における燃焼温度の上昇をより抑制することができる。
【０００４】
このようなＥＧＲクーラを備えるＥＧＲシステムにおいて、排気に含まれる煤等の粒子状物質がＥＧＲクーラを通過する際にＥＧＲクーラの特に熱交換体に堆積する場合がある。この場合、熱交換体に堆積した粒子状物質によって圧力損失の増加、熱交換効率の低下等が生じ、その結果、ＥＧＲクーラの冷却性能が低下するおそれがある。そこで、特許文献１に係る技術では、ＥＧＲ通路のＥＧＲクーラよりも排気流動方向上流側にＥＧＲクーラ用の排気浄化触媒を配置している。特許文献１に係る技術によれば、ＥＧＲクーラ用の排気浄化触媒によって排気中の粒子状物質の酸化分解を促進させて、ＥＧＲクーラに粒子状物質が堆積することを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０００５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に係る技術のように排気浄化触媒をＥＧＲクーラの排気流動方向上流側に配置した場合、ＥＧＲ装置が大型化してしまう。その結果、ＥＧＲ装置の車両への搭載性が悪化するおそれがある。また特許文献１に係る技術では、ＥＧＲ通路を通過する排気の熱によって加熱された排気浄化触媒が、排気浄化触媒における酸化分解反応時の反応熱によってさらに加熱されることで、排気浄化触媒の温度が過度に上昇するおそれがある。この場合、排気浄化触媒が劣化するおそれがある。また、排気に含まれる粒子状物質の堆積によるＥＧＲクーラの冷却性能の低下を抑制するためには、排気浄化触媒の触媒性能をさらに向上させることが望まれる。
【０００７】
本発明は、ＥＧＲクーラの冷却能力の低下を抑制しつつ小型化を図ることができ、且つ排気浄化触媒の劣化の抑制および触媒性能の向上を図ることができる内燃機関の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】
【０００８】
本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置は、内燃機関から排出された排気の一部を前記内燃機関へ再循環させるＥＧＲ通路に配置され、前記ＥＧＲ通路を通過する前記排気を冷却するＥＧＲクーラを備え、前記ＥＧＲクーラの内部には、前記排気が通過する内部ガス通路と、前記内部ガス通路の周囲に配置され、冷媒が通過する内部冷媒通路と、が設けられ、前記内部ガス通路には、前記内部冷媒通路の前記冷媒と前記内部ガス通路の前記排気との間で熱交換させる媒体である第１熱交換体と前記第１熱交換体よりも熱伝導率の低い第２熱交換体とが、前記第２熱交換体が前記第１熱交換体よりも排気流動方向上流側に位置するように設けられ、前記第２熱交換体には排気浄化触媒が担持されている。
【０００９】
本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置によれば、第１熱交換体よりも排気流動方向上流側に配置されている第２熱交換体に担持されている排気浄化触媒によって、排気中の粒子状物質の酸化分解を促進させて、第２熱交換体および第１熱交換体へのＨＣ（ハイドロカーボン）や粒子状物質の堆積を抑制することができる。それにより、ＥＧＲクーラの冷却能力の低下を抑制することができる。また、排気浄化触媒がＥＧＲクーラの内部に配置されていることから、ＥＧＲクーラよりも排気流動方向上流側のＥＧＲ通路に排気浄化触媒が設けられている場合に比較して、ＥＧＲ装置の小型化を図ることができる。また、内部冷媒通路によって第１熱交換体および第２熱交換体を冷却できることから、排気浄化触媒の温度が過度に上昇することを抑制することができる。それにより、排気浄化触媒の劣化を抑制することができる。また、排気浄化触媒を担持した第２熱交換体の熱伝導率は第１熱交換体の熱伝導率よりも低いことから、例えば排気浄化触媒が第１熱交換体にのみ担持されている場合のように排気浄化触媒が第２熱交換体に担持されていない場合に比較して、排気浄化触媒の床温を容易に上昇させることができる。その結果、排気浄化触媒の触媒性能を向上させることができる。
【００１０】
上記構成において、前記第１熱交換体と前記第２熱交換体とが互いに接していてもよい。この構成によれば、第１熱交換体と第２熱交換体とが互いに接していない場合に比較して、第１熱交換体と第２熱交換体との間の内部ガス通路に凝縮水が付着することを抑制することができる。
【００１１】
上記構成は、前記内燃機関の運転状態を示す指標に基づいて、前記内部冷媒通路における前記冷媒の流量を制御する制御装置をさらに備えていてもよい。この構成によれば、内燃機関の運転状態に基づいて排気浄化触媒の温度の過度の上昇を適切に抑制することができる。
【００１２】
上記構成において、前記指標は前記内燃機関の負荷であり、前記制御装置は、前記内燃機関の前記負荷が所定値以上の場合には、前記内燃機関の前記負荷が前記所定値より小さい場合に比較して、前記内部冷媒通路における前記冷媒の流量が増大するように前記内部冷媒通路における前記冷媒の流量を制御してもよい。
【００１３】
内燃機関の負荷が所定値以上の場合は、内燃機関の負荷が所定値より小さい場合に比較して、内燃機関から排出された排気の流量が増大する傾向があり、また排気の温度が高くなる傾向があることから、このような場合に、仮に内部冷媒通路における冷媒の流量を増大させない場合には、排気浄化触媒の温度が過度に上昇するおそれが高くなると考えられる。これに対して、この構成によれば、排気浄化触媒の温度が過度に上昇するおそれが高いと考えられる場合に、内部冷媒通路における冷媒の流量を増大させることができることから、排気浄化触媒の温度の過度の上昇を効果的に抑制することができる。
【００１４】
上記構成において、前記第１熱交換体および前記第２熱交換体の材質の主成分は炭化珪素であってもよい。この構成によれば、排気による第１熱交換体および第２熱交換体の腐食を効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＥＧＲクーラの冷却能力の低下を抑制しつつ小型化を図ることができ、且つ排気浄化触媒の劣化の抑制および触媒性能の向上を図ることができる内燃機関のＥＧＲ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施例１に係るＥＧＲ装置が内燃機関に適用された様子を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）は、実施例１に係るＥＧＲクーラを示す模式図である。図２（ｂ）は、ＥＧＲクーラ４０の内部を排気流動方向上流側から見た模式図である。
【図３】図３は、実施例１に係る制御装置が内部冷媒通路の冷媒流量を制御する際のフローチャートの一例を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、比較例１に係るＥＧＲ装置のＥＧＲクーラを示す模式図である。図４（ｂ）は、比較例２に係るＥＧＲ装置のＥＧＲクーラを示す模式図である。
【図５】図５（ａ）は、比較例３に係るＥＧＲ装置のＥＧＲクーラを示す模式図である。図５（ｂ）は、比較例４に係るＥＧＲ装置のＥＧＲクーラを示す模式図である。
【図６】図６は、実施例２に係るＥＧＲ装置のＥＧＲクーラを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の実施例１に係る内燃機関のＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置５（以下、ＥＧＲ装置５と称する）について説明する。図１は、ＥＧＲ装置５が内燃機関１０に適用された様子を示す模式図である。本実施例に係るＥＧＲ装置５は、車両に搭載されて用いられるものとする。但しＥＧＲ装置５の使用用途は、これに限定されるものではない。ＥＧＲ装置５は、ＥＧＲ通路２０と、ＥＧＲバルブ３０と、ＥＧＲクーラ４０と、冷媒通路（第１冷媒通路５０および第２冷媒通路５１）と、バイパス通路５５と、三方弁６０と、各種センサと、制御装置８０とを備えている。
【００１９】
本実施例に係る内燃機関１０はディーゼルエンジンである。但し内燃機関１０の種類は、これに限定されるものではない。例えば内燃機関１０は、ガソリンエンジンその他のエンジンであってもよい。内燃機関１０は、気筒１１を有するシリンダブロックと、シリンダブロックの上部に配置されたシリンダヘッドと、気筒１１に配置されたピストンとを備えている。また内燃機関１０は、各気筒１１に吸気を供給するための通路である吸気通路１２と、各気筒１１から排気を排出するための通路である排気通路１３とを備えている。なお、本実施例に係る気筒１１の数は、一例として４である。また気筒１１は、列状に配置されている。但し、気筒１１の数はこれに限定されるものではなく、例えば４つより多くてもよく、少なくてもよい。また気筒１１の配列状態も、図１の構成に限定されるものではない。
【００２０】
ＥＧＲ通路２０は、内燃機関１０から排出された排気の一部を内燃機関１０へ再循環させる通路である。本実施例に係るＥＧＲ通路２０は、吸気通路１２と排気通路１３とを連通している。それにより本実施例に係るＥＧＲ通路２０は、排気通路１３の排気の一部を吸気通路１２へ再循環させることで、内燃機関１０から排出された排気の一部を内燃機関１０へ再循環させている。具体的にはＥＧＲ通路２０は、ＥＧＲ通路２０の一端が内燃機関１０の内部において排気通路１３に接続し、ＥＧＲ通路２０の他端が内燃機関１０の外部において吸気通路１２に接続し、ＥＧＲ通路２０の通路途中の一部は内燃機関１０の内部を通過している。但しＥＧＲ通路２０の構成は、内燃機関１０から排出された排気の一部を内燃機関１０へ再循環させることができるものであれば、これに限定されるものではない。
【００２１】
ＥＧＲバルブ３０は、ＥＧＲ通路２０を開閉するバルブである。本実施例に係るＥＧＲバルブ３０は、ＥＧＲ通路２０の吸気通路１２への接続点に配置されている。但しＥＧＲバルブ３０のＥＧＲ通路２０への配置箇所は、これに限定されるものではない。例えばＥＧＲバルブ３０は、ＥＧＲ通路２０の通路途中に配置されていてもよい。ＥＧＲバルブ３０の動作は制御装置８０が制御する。制御装置８０がＥＧＲバルブ３０を開にした場合、内燃機関１０からの排気がＥＧＲ通路２０を通過して内燃機関１０へ再循環することが開始される。制御装置８０がＥＧＲバルブ３０を閉にした場合、内燃機関１０からの排気がＥＧＲ通路２０を通過して内燃機関１０へ再循環することは停止される。ＥＧＲバルブ３０の開度が大きくなるほど、内燃機関１０へ再循環する排気の流量は多くなる。
【００２２】
ＥＧＲクーラ４０は、ＥＧＲ通路２０に配置されている。ＥＧＲクーラ４０はＥＧＲ通路２０を通過する排気を冷却する装置である。本実施例に係るＥＧＲクーラ４０は、冷媒とＥＧＲ通路２０を通過する排気との間で熱交換させることで、排気を冷媒によって冷却している。なお本実施例においては、ＥＧＲクーラ４０に用いられる冷媒として、内燃機関１０を冷却する冷媒を用いている。但し、ＥＧＲクーラ４０に用いられる冷媒はこれに限定されるものではない。例えばＥＧＲ装置５は、内燃機関１０を冷却する冷媒とは別の冷媒をＥＧＲクーラ４０用の冷媒として用いてもよい。また、冷媒の種類は特に限定されるものではない。例えば冷媒として、水、不凍液等を用いることができる。本実施例においては、冷媒として水を用いる。ＥＧＲクーラ４０の詳細は後述する。
【００２３】
第１冷媒通路５０および第２冷媒通路５１は、ＥＧＲクーラ４０と内燃機関１０とを連通している。第１冷媒通路５０は、内燃機関１０を冷却後の冷媒をＥＧＲクーラ４０に導く通路である。第２冷媒通路５１は、ＥＧＲクーラ４０を経由後の冷媒を内燃機関１０に導く通路である。具体的には第１冷媒通路５０は、内燃機関１０に形成された冷媒通路であるウォータジャケットの冷媒排出口とＥＧＲクーラ４０の後述する冷媒供給口４３とを連通している。また第２冷媒通路５１は、ウォータジャケットの冷媒供給口とＥＧＲクーラ４０の後述する冷媒排出口４４とを連通している。冷媒は、ウォータジャケットを通過することで内燃機関１０を冷却した後に第１冷媒通路５０を通過してＥＧＲクーラ４０の内部に流入し、ＥＧＲクーラ４０において排気の熱を奪うことでＥＧＲ通路２０の排気を冷却し、次いで第２冷媒通路５１を通過して内燃機関１０のウォータジャケットに流入する。
【００２４】
バイパス通路５５は、ＥＧＲクーラ４０より冷媒流動方向上流側の冷媒通路（すなわち第１冷媒通路５０）の冷媒をＥＧＲクーラ４０をバイパスさせてＥＧＲクーラ４０より冷媒流動方向下流側の冷媒通路（すなわち第２冷媒通路５１）に導入する通路である。三方弁６０は、バイパス通路５５と第１冷媒通路５０との接続点に配置されている。三方弁６０は、内燃機関１０を経由後の冷媒の流動先を、第２バイパス通路５５とＥＧＲクーラ４０との間で切り替える弁である。すなわち、第２バイパス通路５５および三方弁６０は、ＥＧＲクーラ４０より冷媒流動方向上流側の冷媒通路の冷媒をＥＧＲクーラ４０をバイパスさせてＥＧＲクーラ４０より冷媒流動方向下流側の冷媒通路へ導入するバイパス手段としての機能を有している。三方弁６０の動作は、制御装置８０が制御する。
【００２５】
バイパス通路５５を通過する冷媒の流量（以下、冷媒バイパス流量と称する場合がある）が多くなるほど、ＥＧＲクーラ４０に流入する冷媒の流量は少なくなり、冷媒バイパス流量が少なくなるほど、ＥＧＲクーラ４０に流入する冷媒の流量は多くなる。よって、バイパス通路５５における冷媒バイパス流量を調整することで、ＥＧＲクーラ４０への冷媒の流入量を調整することができる。したがって、バイパス通路５５および三方弁６０は、ＥＧＲクーラ４０への冷媒の流入量を調整する冷媒流入量調整手段としての機能も有していることになる。なお、ＥＧＲ装置５は、三方弁６０を備える構成に代えて、流量調整弁がバイパス通路５５に配置された構成を備えていてもよい。この構成によっても、流量調整弁によってバイパス通路５５における冷媒バイパス流量を調整することができる。それにより、ＥＧＲクーラ４０への冷媒の流入量を調整することができる。
【００２６】
各種センサは、制御装置８０の制御に必要な情報を検出するセンサである。図１においては各種センサの一例として、クランクポジションセンサ７０が図示されている。クランクポジションセンサ７０は、内燃機関１０のクランク角を検出し、検出結果を制御装置８０に伝える。また図示はされていないが、内燃機関１０は各種センサとして、内燃機関１０が搭載された車両のアクセルの開度を検出するアクセルポジションセンサを備えている。アクセルポジションセンサは、アクセル開度を検出し、検出結果を制御装置８０に伝える。
【００２７】
制御装置８０は、内燃機関１０、三方弁６０およびＥＧＲバルブ３０を制御する制御部と、制御部の動作に必要な情報を記憶する記憶部とを有している。制御装置８０として、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）を用いることができる。本実施例においては、制御装置８０の一例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）８１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）８２およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）８３を備える電子制御装置を用いる。制御部の機能は、ＣＰＵ８１によって実現される。記憶部の機能は、ＲＯＭ８２およびＲＡＭ８３によって実現される。
【００２８】
制御部は、クランクポジションセンサ７０およびアクセルポジションセンサの検出結果に基づいて内燃機関１０の動作を制御する。具体的には制御部は、クランクポジションセンサ７０の検出結果に基づいて取得したクランク角に基づいて、所定のタイミングで内燃機関１０に燃料が噴射されるように燃料噴射手段（例えば燃料噴射弁）を制御することで、内燃機関１０の運転状態を制御する。また制御部は、アクセルポジションセンサの検出結果に基づいて取得したアクセル開度に基づいて、内燃機関１０に要求される負荷を取得し、取得した要求負荷に応じて内燃機関１０の燃料噴射量、内燃機関１０への吸入空気量等を制御することで内燃機関１０の運転状態を制御する。
【００２９】
また制御部は、所定のＥＧＲバルブ開条件が満たされた場合、ＥＧＲバルブ３０を開に制御する。それにより、内燃機関１０の排気はＥＧＲ通路２０および吸気通路１２を経由して内燃機関１０に再循環される。排気が内燃機関１０に再循環されることで、内燃機関１０における燃焼温度を低下させて、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００３０】
ＥＧＲバルブ開条件としては特に限定されるものではないが、本実施例においては一例として、内燃機関１０の負荷が所定の値以上であるとの条件を用いる。なお、この所定の値は、後述する図３のステップＳ１０の判定処理で用いられる負荷の基準値より小さい値である。制御装置８０の記憶部はこの所定の値を予め記憶しておき、制御部は内燃機関１０の負荷が記憶部の所定の値以上となったか否かを判定することで、ＥＧＲバルブ開条件が満たされたか否かを判定する。
【００３１】
また制御部は、三方弁６０を制御することで、ＥＧＲクーラ４０に流入する冷媒の流量を制御する。具体的には制御部は、バイパス通路５５を通過する冷媒バイパス流量が多くなるように三方弁６０を制御することで、ＥＧＲクーラ４０に流入する冷媒の流量を減少させることができ、冷媒バイパス流量が少なくなるように三方弁６０を制御することで、ＥＧＲクーラ４０に流入する冷媒の流量を多くすることができる。なお、制御部によるＥＧＲクーラ４０への冷媒流量の制御の詳細は後述する。
【００３２】
続いてＥＧＲクーラ４０の詳細について説明する。図２（ａ）はＥＧＲクーラ４０を示す模式図である。なお図２（ａ）は、ＥＧＲクーラ４０の内部を透視した状態で模式的に図示している。ＥＧＲクーラ４０の内部には、排気が通過する通路である内部ガス通路４１と、冷媒が通過する通路である内部冷媒通路４２とが設けられている。内部ガス通路４１は、ＥＧＲ通路２０に連通している。それによりＥＧＲクーラ４０より排気流動方向上流側のＥＧＲ通路２０を通過する排気は、ＥＧＲクーラ４０の内部ガス通路４１に流入し、内部ガス通路４１を通過後にＥＧＲクーラ４０より排気流動方向下流側のＥＧＲ通路２０に再び流入し、その後吸気通路１２に流入する。
【００３３】
内部冷媒通路４２は、内部ガス通路４１の周囲に設けられている。具体的には本実施例に係る内部ガス通路４１は、排気流動方向を高さ方向とする円柱形状を有しており、内部冷媒通路４２は、この円柱形状の内部ガス通路４１の側面（周壁面）の外側全体に設けられている。内部冷媒通路４２には、冷媒が供給される穴である冷媒供給口４３と、冷媒が排出される穴である冷媒排出口４４とが設けられている。
【００３４】
冷媒供給口４３には第１冷媒通路５０が接続されている。冷媒排出口４４には第２冷媒通路５１が接続されている。内燃機関１０を冷却後の冷媒は第１冷媒通路５０を通過して、冷媒供給口４３から内部冷媒通路４２に流入する。内部冷媒通路４２に流入した冷媒は、内部冷媒通路４２を通過後に、冷媒排出口４４から排出される。冷媒排出口４４から排出された冷媒は、第２冷媒通路５１を通過して内燃機関１０に供給される。
【００３５】
またＥＧＲクーラ４０は、第１熱交換体４５と第２熱交換体４６とを備えている。第１熱交換体４５および第２熱交換体４６は、内部ガス通路４１に配置されている。第２熱交換体４６は、第１熱交換体４５よりも排気流動方向上流側に位置している。また第１熱交換体４５と第２熱交換体４６とは、互いに接している。具体的には第１熱交換体４５の排気流動方向上流側の面は、第２熱交換体４６の排気流動方向下流側の面に接している。
【００３６】
第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の形状は特に限定されるものではないが、本実施例においては、内部ガス通路４１の円柱形状に合うように、内部ガス通路４１に配置された第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の外形も円柱形状を有している。また、本実施例に係る第１熱交換体４５および第２熱交換体４６全体の排気流動方向の長さ（すなわち第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の全長）は、内部ガス通路４１の全長と一致している。その結果、本実施例に係るＥＧＲクーラ４０の内部形状は、第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の側面（周壁面）を内部冷媒通路４２が囲んだ形状となっている。
【００３７】
図２（ｂ）は、ＥＧＲクーラ４０の内部を排気流動方向上流側から見た模式図である。なお、図２（ｂ）においては第２熱交換体４６が図示されているが、第１熱交換体４５も、排気流動方向上流側から見た場合、図２（ｂ）に示す第２熱交換体４６と同様の形状を有している。第１熱交換体４５および第２熱交換体４６は、排気が通過可能な構造を有している。この構造の一例として、第１熱交換体４５および第２熱交換体４６は、多孔質構造を有している。
【００３８】
多孔質構造の一例として、第１熱交換体４５および第２熱交換体４６は、複数の隔壁部材１００が格子状に組み合わされた構造を有している。この場合、排気は、第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の隔壁部材１００によって区画された複数の空間部１０１を流動する。また排気の熱は、主として隔壁部材１００を伝導する。
【００３９】
第１熱交換体４５および第２熱交換体４６（以下、総称して熱交換体と称する場合がある）は、内部冷媒通路４２の冷媒と内部ガス通路４１の排気との間で熱交換させる媒体としての機能を有している。具体的には第１熱交換体４５および第２熱交換体４６は、熱交換体を通過する内部ガス通路４１の排気の熱を奪し、熱交換体の熱は内部冷媒通路４２を通過する冷媒によって奪われる。より具体的には、図２（ｂ）の矢印で示すように、排気の熱は、内部冷媒通路４２の中心部（熱交換体の中心部）側から外側に向かって熱交換体を伝導し、その後、内部冷媒通路４２の冷媒によって吸収される。このようにして、ＥＧＲクーラ４０の内部において、排気の熱は第１熱交換体４５および第２熱交換体４６を媒体として冷媒に伝導する。なお本実施例に係る第１熱交換体４５および第２熱交換体４６は、多孔質構造を有していることから、排気に含まれるＨＣや煤等の粒子状物質を捕集するフィルタとしての機能も発揮することができる。
【００４０】
第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の材質（具体的には、本実施例においては、隔壁部材１００の材質）は、特に限定されるものではない。例えば第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の材質として、ステンレス、セラミックス等を用いることができる。但し、第１熱交換体４５および第２熱交換体４６は、耐腐食性の良好な材質であることが好ましい。このような耐腐食性の良好な材質の一例として、本実施例においては、セラミックスを主成分とする材質を用いる。すなわち、本実施例に係る第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の材質の主成分はセラミックスである。
【００４１】
セラミックスの具体例として、炭化珪素（ＳｉＣ）、コージェライト等を用いることができる。本実施例においては、セラミックスとして炭化珪素（ＳｉＣ）を用いる。すなわち、本実施例に係る第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の材質の主成分は、炭化珪素である。なお、熱交換体の材質の主成分が炭化珪素であるとは、熱交換体の材質が１００％炭化珪素であってもよく、炭化珪素以外に他の不純物を含んでいてもよいことを意味している。
【００４２】
また、第２熱交換体４６には、排気浄化触媒が担持されている。一方、本実施例に係る第１熱交換体４５には排気浄化触媒が担持されていない。但し、第１熱交換体４５にも排気浄化触媒が担持されていてもよい。すなわち、第１熱交換体４５および第２熱交換体４６のうち少なくとも第２熱交換体４６に排気浄化触媒が担持されていればよい。排気浄化触媒の種類は特に限定されるものではなく、例えば貴金属等の酸化触媒を用いることができる。貴金属の例として、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｒｄ）等を用いることができる。本実施例においては排気浄化触媒の一例として、白金を用いる。
【００４３】
また、第２熱交換体４６の熱伝導率は、第１熱交換体４５の熱伝導率よりも低く設定されている。第２熱交換体４６の熱伝導率を第１熱交換体４５の熱伝導率よりも低く設定する具体的手法は、特に限定されるものではない。例えば第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の材質、形状等を調整することで、第２熱交換体４６の熱伝導率を第１熱交換体４５の熱伝導率よりも低く設定することができる。例えば材質によって熱伝導率を異ならせる場合には、第２熱交換体４６の材質として第１熱交換体４５よりも熱伝導率の低い材質を用いればよい。形状によって熱伝導率を異ならせる場合には、第２熱交換体４６の形状を、第１熱交換体４５よりも熱が伝導し難い形状にすればよい。
【００４４】
本実施例においては、第２熱交換体４６の材質として第１熱交換体４５の材質よりも熱伝導率の低い材質を用いることで、第２熱交換体４６の熱伝導率を第１熱交換体４５の熱伝導率よりも低くしている。具体的には、第１熱交換体４５の材質として、第２熱交換体４６に用いられている炭化珪素よりも密度の高い炭化珪素（すなわち緻密な炭化珪素）を用いることで、第１熱交換体４５の材質の熱伝導率を第２熱交換体４６の材質の熱伝導率よりも高くし、その結果、第２熱交換体４６の材質の熱伝導率を第１熱交換体４５の材質の熱伝導率よりも低くしている。このようにして本実施例においては、第２熱交換体４６の熱伝導率を第１熱交換体４５の熱伝導率よりも低くしている。
【００４５】
なお、ＥＧＲクーラ４０内部における内部冷媒通路４２の配置態様は、内部冷媒通路４２を通過する冷媒によって内部ガス通路４１を通過する排気を冷却可能な態様であれば、図２（ａ）の形状に限定されるものではない。例えば本実施例において冷媒供給口４３および冷媒排出口４４の数はそれぞれ１つであるが、これに限定されるものではない。ＥＧＲクーラ４０は、複数の冷媒供給口４３を有していてもよく、複数の冷媒排出口４４を有していてもよい。
【００４６】
また、本実施例において内部冷媒通路４２における冷媒の流動方向と内部ガス通路４１における排気の流動方向とは、反対方向であるが、これに限定されるものではない。内部冷媒通路４２における冷媒の流動方向と内部ガス通路４１における排気の流動方向とは、同方向であってもよい。この場合、図２（ａ）において、冷媒排出口４４および冷媒供給口４３の位置を入れ替えれば、内部冷媒通路４２における冷媒の流動方向と内部ガス通路４１における排気の流動方向とを同方向にすることができる。
【００４７】
また本実施例において、内部冷媒通路４２は第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の側面全体を囲むように配置されているが、これに限定されるものではない。内部冷媒通路４２は、内部冷媒通路４２の壁面が第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の側面の少なくとも一部に接していればよい。この構成によっても、内部冷媒通路４２の冷媒によって第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の熱を奪うことは可能である。しかしながら、本実施例のように内部冷媒通路４２が第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の側面全体を囲むように配置されている方が、そうでない場合に比較して、第１熱交換体４５および第２熱交換体４６をより効果的に冷却することができる点で好ましい。
【００４８】
続いて、本実施例に係る制御装置８０によるＥＧＲクーラ４０への冷媒流量の制御の詳細について説明する。制御装置８０の制御部は、内燃機関１０の運転状態を示す指標に基づいて、ＥＧＲクーラ４０への冷媒流量を制御している。具体的には制御部は、内燃機関１０の運転状態を示す指標に基づいて、三方弁６０を制御することでバイパス通路５５における冷媒バイパス流量を制御し、その結果、ＥＧＲクーラ４０への冷媒流量を制御し、以って内部冷媒通路４２における冷媒の流量を制御している。
【００４９】
内燃機関１０の運転状態を示す指標は、特に限定されるものではなく、内燃機関１０の負荷、排気通路１３の排気の温度、ＥＧＲ通路２０の排気の温度、排気浄化触媒の温度、内燃機関１０を冷却する冷媒の温度等、内燃機関１０の運転状態と相関関係を有する種々の指標を用いることができる。本実施例においては内燃機関１０の運転状態を示す指標として、内燃機関１０の負荷を用いる。すなわち、本実施例に係る制御部は、内燃機関１０の負荷に基づいて、三方弁６０を制御することで内部冷媒通路４２における冷媒の流量を制御している。
【００５０】
また本実施例に係る制御部は、内燃機関１０の負荷に基づいて内部冷媒通路４２における冷媒の流量を制御する具体的手法の一例として、内燃機関１０の負荷が所定値以上の場合（以下、高負荷の場合と称する）には、内燃機関１０の負荷が所定値より小さい場合（高負荷でない場合）に比較して内部冷媒通路４２における冷媒の流量が増大するように内部冷媒通路４２における冷媒の流量を制御している。具体的には制御部は、内燃機関１０の負荷が高負荷の場合には、内燃機関１０の負荷が高負荷でない場合に比較して、第１冷媒通路５０の開口率が高くなるように（逆に言えば、バイパス通路５５の開口率が低くなるように）三方弁６０を制御することで、内部冷媒通路４２における冷媒の流量を増大させている。
【００５１】
図３は、制御装置８０が内部冷媒通路４２の冷媒流量を制御する際のフローチャートの一例を示す図である。制御装置８０は、図３のフローチャートを所定時間毎に繰り返し実行する。なお図３のフローチャートのスタート時点において、ＥＧＲバルブ３０は開になっているものとする。まず制御装置８０の制御部は、内燃機関１０の負荷が高負荷であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の具体的な実行手法は、特に限定されるものではないが、本実施例においては以下の手法を用いる。
【００５２】
まず制御部は、内燃機関１０の負荷を、内燃機関１０の回転数、内燃機関１０における燃料噴射量、内燃機関１０の吸入空気量等に基づいて取得することができる。本実施例に係る制御部は、一例として、内燃機関１０の回転数に基づいて内燃機関１０の負荷を取得するものとする。また制御装置８０の記憶部は、内燃機関１０の負荷が高負荷であるか否かの判定基準値である負荷の所定値を予め記憶しておく。本実施例においては、内燃機関１０の回転数に基づいて内燃機関１０の負荷を取得するため、この所定値も内燃機関１０の回転数に関連付けて規定されている。制御装置８０の制御部は、クランクポジションセンサ７０の検出結果に基づいて内燃機関１０の回転数を取得し、取得された回転数が記憶部の所定値以上となったか否かを判定することで、内燃機関１０の負荷が所定値以上であるか否か、すなわち内燃機関１０の負荷が高負荷であるか否かを判定する。
【００５３】
ステップＳ１０において内燃機関１０の負荷が高負荷であると判定されなかった場合、制御部は、内部冷媒通路４２における冷媒の流量が第１流量となるように三方弁６０を制御する（ステップＳ２０）。具体的には制御部は、第１冷媒通路５０の開口率が第１の開口率になるように三方弁６０を制御することで、内部冷媒通路４２における冷媒の流量を第１流量に制御する。次いで制御部は、フローチャートの実行を終了する。
【００５４】
ステップＳ１０において内燃機関１０の負荷が高負荷であると判定された場合、制御部は、内部冷媒通路４２における冷媒の流量が第１流量よりも大きい第２流量となるように三方弁６０を制御する（ステップＳ３０）。具体的には制御部は、第１冷媒通路５０の開口率が第１の開口率よりも大きい第２の開口率になるように三方弁６０を制御することで、内部冷媒通路４２における冷媒の流量を第２流量に制御する。次いで制御部は、フローチャートの実行を終了する。
【００５５】
続いてＥＧＲ装置５の作用効果について説明する。これまで説明したように、ＥＧＲ装置５において、ＥＧＲクーラ４０の内部には、内部ガス通路４１と、内部ガス通路４１の周囲に配置された内部冷媒通路４２とが設けられ、内部ガス通路４１には、第１熱交換体４５と第１熱交換体４５よりも熱伝導率の低い第２熱交換体４６とが、第２熱交換体４６が第１熱交換体４５よりも排気流動方向上流側に位置するように設けられ、第２熱交換体４６には排気浄化触媒が担持されている。
【００５６】
この構成によれば、第１熱交換体４５よりも排気流動方向上流側に配置されている第２熱交換体４６に担持されている排気浄化触媒によって、排気中のＨＣや粒子状物質の酸化分解を促進させて、第２熱交換体４６および第１熱交換体４５へのＨＣや粒子状物質の堆積を抑制することができる。それにより、ＨＣや粒子状物質の堆積によるＥＧＲクーラ４０の圧力損失の増加、ＥＧＲクーラ４０の熱交換効率の低下等を抑制することができることから、ＥＧＲクーラ４０の冷却能力の低下を抑制することができる。また、排気浄化触媒がＥＧＲクーラ４０の内部に配置されていることから、ＥＧＲクーラ４０よりも排気流動方向上流側のＥＧＲ通路２０に排気浄化触媒が設けられている場合に比較して、ＥＧＲ装置５の小型化を図ることができる。
【００５７】
また、内部冷媒通路４２によって第１熱交換体４５および第２熱交換体４６を冷却できることから、排気浄化触媒の温度が過度に上昇することを抑制することができる。それにより、排気浄化触媒の劣化を抑制することができる。また、排気浄化触媒を担持した第２熱交換体４６の熱伝導率は第１熱交換体の熱伝導率よりも低いことから、例えば排気浄化触媒が第１熱交換体４５にのみ担持されている場合のように排気浄化触媒が第２熱交換体４６に担持されていない場合に比較して、排気浄化触媒の床温を容易に上昇させることができる。その結果、排気浄化触媒の触媒性能を向上させることができる。
【００５８】
よって、ＥＧＲ装置５によれば、ＥＧＲクーラ４０の冷却能力の低下を抑制しつつ小型化を図ることができ、且つ排気浄化触媒の劣化の抑制および触媒性能の向上を図ることができる。
【００５９】
またＥＧＲ装置５によれば、第１熱交換体４５と第２熱交換体４６とが互いに接していることから、第１熱交換体４５と第２熱交換体４６とが互いに接していない場合に比較して、第１熱交換体４５と第２熱交換体４６との間の内部ガス通路４１に凝縮水が付着することを抑制することができる。それにより排気浄化触媒の劣化の抑制および触媒性能の向上をさらに図ることができる。また第１熱交換体４５と第２熱交換体４６とが互いに接していない場合に比較して、ＥＧＲクーラ４０の排気流動方向の長さ（全長）を小さくすることができる。それにより、ＥＧＲ装置５の小型化を図ることができる。
【００６０】
またＥＧＲ装置５によれば、内燃機関１０の運転状態に基づいて内部冷媒通路４２における冷媒の流量を制御する制御装置８０を備えていることから、内燃機関１０の運転状態に基づいて排気浄化触媒の温度の過度の上昇を適切に抑制することができる。
【００６１】
具体的には、制御装置８０は、内燃機関１０の負荷が所定値以上の場合（すなわち高負荷の場合）には、内燃機関の負荷が高負荷でない場合に比較して、内部冷媒通路４２における冷媒の流量が増大するように内部冷媒通路４２における冷媒の流量を制御している。ここで、内燃機関１０の負荷が高負荷の場合は、内燃機関１０の負荷が高負荷でない場合に比較して、内燃機関１０から排出された排気の流量が増大する傾向があり、また排気の温度が高くなる傾向があることから、このような場合に、仮に内部冷媒通路４２における冷媒流量を増大させない場合には、排気浄化触媒の温度が過度に上昇するおそれが高くなると考えられる。これに対して、ＥＧＲ装置５によれば、排気浄化触媒の温度が過度に上昇するおそれが高いと考えられる場合に、内部冷媒通路４２における冷媒の流量を増大させることができることから、排気浄化触媒の温度の過度の上昇を効果的に抑制することができる。
【００６２】
またＥＧＲ装置５によれば、第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の材質の主成分が炭化珪素であることから、排気による第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の腐食を効果的に抑制することができる。
【００６３】
続いて、比較例に係るＥＧＲ装置を用いて、本実施例に係るＥＧＲ装置５の作用効果を比較例に係るＥＧＲクーラと比較しつつ説明する。図４（ａ）は比較例１に係るＥＧＲ装置２００ａのＥＧＲクーラ２１０ａを示す模式図である。図４（ｂ）は比較例２に係るＥＧＲ装置２００ｂのＥＧＲクーラ２１０ｂを示す模式図である。図５（ａ）は比較例３に係るＥＧＲ装置２００ｃのＥＧＲクーラ２１０ｃを示す模式図である。図５（ｂ）は比較例４に係るＥＧＲ装置２００ｄのＥＧＲクーラ２１０ｄを示す模式図である。比較例に係るＥＧＲ装置２００ａ〜ＥＧＲ装置２００ｄは、実施例１に係るＥＧＲクーラ４０に代えて、ＥＧＲクーラ２１０ａ〜ＥＧＲクーラ２１０ｄをそれぞれ備えている点において、実施例１に係るＥＧＲ装置５と異なっており、それ以外の構成は実施例１に係るＥＧＲ装置５と同様である。
【００６４】
図４（ａ）に示すように比較例１に係るＥＧＲクーラ２１０ａは、第２熱交換体４６を備えずに第１熱交換体４５のみを備えている点において本実施例に係るＥＧＲクーラ４０と異なっている。なお、ＥＧＲクーラ２１０ａの第１熱交換体４５には、排気浄化触媒が担持されている。
【００６５】
ＥＧＲクーラ２１０ａにおいても、第１熱交換体４５に排気浄化触媒が担持されていることから、第１熱交換体４５におけるＨＣや粒子状物質の堆積を抑制してＥＧＲクーラ４０の冷却能力の低下を抑制することができる。また排気浄化触媒がＥＧＲクーラ４０の内部に配置されていることから、ＥＧＲクーラ２１０ａよりも排気流動方向上流側のＥＧＲ通路２０に排気浄化触媒が設けられている場合に比較して、ＥＧＲ装置２００ａの小型化を図ることができる。また、内部冷媒通路４２によって第１熱交換体４５を冷却できることから、排気浄化触媒の温度の過度の上昇を抑制することができる。それにより、排気浄化触媒の劣化を抑制することができる。
【００６６】
しかしながら、本実施例に係るＥＧＲクーラ４０と比較例１に係るＥＧＲクーラ２１０ａとを比較した場合、ＥＧＲクーラ４０の方が、第１熱交換体４５よりも熱伝導率の低い第２熱交換体４６が排気浄化触媒を担持していることから、第１熱交換体４５が排気浄化触媒を担持しているＥＧＲクーラ２１０ａに比較して、排気浄化触媒の床温を容易に上昇させることができる。その結果、ＥＧＲクーラ４０の方がＥＧＲクーラ２１０ａに比較して、排気浄化触媒の触媒性能をより向上させることができ、それにより、ＥＧＲクーラ４０の冷却能力の低下をより効果的に抑制することができる。
【００６７】
図４（ｂ）に示すように比較例２に係るＥＧＲクーラ２１０ｂは、第１熱交換体４５の中心部に第３熱交換体４７を備えている点において、比較例１に係るＥＧＲクーラ２１０ａと異なっている。また、ＥＧＲクーラ２１０ｂは、第３熱交換体４７に排気浄化触媒が担持されており、第１熱交換体４５には排気浄化触媒が担持されていない点においてもＥＧＲクーラ２１０ａと異なっている。第３熱交換体４７の材質の主成分は炭化珪素である。また第３熱交換体４７の熱伝導率は、第１熱交換体４５と同じである。第３熱交換体４７の全長は、第１熱交換体４５の全長と同じである。具体的には第３熱交換体４７の排気流動方向上流側の端部は第１熱交換体４５の排気流動方向上流側の端部と一致しており、第３熱交換体４７の排気流動方向下流側の端部は第１熱交換体４５の排気流動方向下流側の端部と一致している。
【００６８】
比較例２に係るＥＧＲクーラ２１０ｂにおいても、第３熱交換体４７に担持された排気浄化触媒によって排気中のＨＣや粒子状物質の酸化を促進させることができることから、ＥＧＲクーラ２１０ｂの冷却能力の低下を抑制することができる。また、排気浄化触媒がＥＧＲクーラ２１０ｂの内部に配置されていることから、ＥＧＲ装置２００ｂの小型化を図ることができる。また、内部冷媒通路４２によって第１熱交換体４５および第３熱交換体４７を冷却できることから、排気浄化触媒の温度の過度の上昇を抑制することができる。それにより、排気浄化触媒の劣化を抑制することができる。
【００６９】
またＥＧＲクーラ２１０ｂの内部の中心部は、内部冷媒通路４２の冷媒からの距離が遠いことから、ＥＧＲクーラ２１０ｂの中で温度が相対的に高くなり易い部分である。この点、ＥＧＲクーラ２１０ｂによれば、この中心部に排気浄化触媒が担持された第３熱交換体４７を備えていることから、効率的に排気浄化触媒の床温を上昇させて排気浄化触媒の触媒性能の向上を図ることができる。
【００７０】
しかしながら、本実施例に係るＥＧＲクーラ４０と比較例２に係るＥＧＲクーラ２１０ｂとを比較した場合、ＥＧＲクーラ４０の方がＥＧＲクーラ２１０ｂよりも製造が容易である。ＥＧＲクーラ４０の場合、ＥＧＲクーラ２１０ｂのような第３熱交換体４７の周囲に第１熱交換体４５を配置するとの高度な加工が不要なためである。よって本実施例に係るＥＧＲクーラ４０の方が製造コストを低く抑えることができる。またＥＧＲクーラ４０の場合、排気浄化触媒が担持された第２熱交換体４６が第１熱交換体４５よりも排気流動方向上流側に配置されていることから、ＥＧＲクーラ４０の方がＥＧＲクーラ２１０ｂよりも第１熱交換体４５へのＨＣや粒子状物質の堆積を効果的に抑制することができる。
【００７１】
図５（ａ）に示すように比較例３に係るＥＧＲクーラ２１０ｃは、第３熱交換体４７に代えて第２熱交換体４６を備えている点において、比較例２に係るＥＧＲクーラ２１０ｂと異なっている。ＥＧＲクーラ２１０ｃにおいて第２熱交換体４６の熱伝導率は、第１熱交換体４５の熱伝導率よりも低い。また第２熱交換体４６には、排気浄化触媒が担持されている。第２熱交換体４６の材質の主成分は炭化珪素である。ＥＧＲクーラ２１０ｃとＥＧＲクーラ２１０ｂとを比較した場合、ＥＧＲクーラ２１０ｃの方が、第３熱交換体４７よりも熱伝導率の低い第２熱交換体４６に排気浄化触媒が担持されていることから、ＥＧＲクーラ２１０ｂに比較して、排気浄化触媒の床温を容易に上昇させることができる。それにより、排気浄化触媒の触媒性能をより向上させることができる。しかしながら本実施例に係るＥＧＲクーラ４０と比較例３に係るＥＧＲクーラ２１０ｃとを比較した場合、ＥＧＲクーラ４０の方がＥＧＲクーラ２１０ｃよりも製造が容易である。よって、本実施例に係るＥＧＲクーラ４０の方が製造コストを低く抑えることができる。また、ＥＧＲクーラ４０の方がＥＧＲクーラ２１０ｃよりも第１熱交換体４５へのＨＣや粒子状物質の堆積を効果的に抑制することができる。
【００７２】
図５（ｂ）に示すように比較例４に係るＥＧＲクーラ２１０ｄは、第２熱交換体４６が第１熱交換体４５の排気流動方向下流側の端部にまで延伸していない点において、比較例３に係るＥＧＲクーラ２１０ｃと異なっている。ＥＧＲクーラ２１０ｄにおいても、ＥＧＲクーラ２１０ｃと同様の作用効果を発揮することができる。しかしながら本実施例に係るＥＧＲクーラ４０と比較例４に係るＥＧＲクーラ２１０ｄとを比較した場合、ＥＧＲクーラ４０の方がＥＧＲクーラ２１０ｄよりも製造が容易である。よって本実施例に係るＥＧＲクーラ４０の方が製造コストを低く抑えることができる。また、ＥＧＲクーラ４０の方がＥＧＲクーラ２１０ｄよりも第１熱交換体４５へのＨＣや粒子状物質の堆積を効果的に抑制することができる。
【実施例２】
【００７３】
本発明の実施例２に係る内燃機関１０のＥＧＲ装置５ａ（以下、ＥＧＲ装置５ａと称する）について説明する。ＥＧＲ装置５ａは、ＥＧＲクーラ４０に代えてＥＧＲクーラ４０ａを備えている点において、実施例１に係るＥＧＲクーラ４０と異なっている。ＥＧＲ装置５ａのその他の構成はＥＧＲ装置５と同様のため、説明を省略する。
【００７４】
図６はＥＧＲクーラ４０ａを示す模式図である。ＥＧＲクーラ４０ａは、第１熱交換体４５と第２熱交換体４６とが互いに接触していない点において、実施例１に係るＥＧＲクーラ４０と異なっている。その結果、内部ガス通路４１のうち第１熱交換体４５と第２熱交換体４６との間の部分は、熱交換体が配置されていない空間となっている。
【００７５】
さらにＥＧＲクーラ４０ａは、冷媒供給口として、第１熱交換体４５用の冷媒供給口４３ａと第２熱交換体４６用の冷媒供給口４３ｂとを備え、冷媒排出口として、第１熱交換体４５用の冷媒排出口４４ａと第２熱交換体４６用の冷媒排出口４４ｂとを備えている点においても、ＥＧＲクーラ４０と異なっている。この場合、第１冷媒通路５０のＥＧＲクーラ４０ａへの接続部分は２つに分岐して、それぞれ冷媒供給口４３ａおよび冷媒供給口４３ｂに接続している。また第２冷媒通路５１のＥＧＲクーラ４０ａへの接続部分は２つに分岐して、それぞれ冷媒排出口４４ａおよび冷媒排出口４４ｂに接続している。また、内部冷媒通路４２は、第１熱交換体４５側と第２熱交換体４６側との間で分離している。そのため、冷媒供給口４３ａから流入した冷媒は、第１熱交換体４５側の内部冷媒通路４２を通過して冷媒排出口４４ａから排出され、冷媒供給口４３ｂから流入した冷媒は、第２熱交換体４６側の内部冷媒通路４２を通過して冷媒排出口４４ｂから排出される。
【００７６】
但し、本実施例に係るＥＧＲクーラ４０ａは、第１熱交換体４５と第２熱交換体４６とが互いに接触していない構成であれば、冷媒供給口、冷媒排出口および内部冷媒通路４２の構成は図６の構成に限定されるものではない。例えばＥＧＲクーラ４０ａは、図２に示すＥＧＲクーラ４０と同様に、１つの冷媒供給口と１つの冷媒排出口とを備えていてもよい。
【００７７】
本実施例に係るＥＧＲ装置５ａにおいても、第１熱交換体４５よりも排気流動方向上流側に配置されている第２熱交換体４６に担持されている排気浄化触媒によって、排気中のＨＣや粒子状物質の酸化分解を促進させて、第２熱交換体４６および第１熱交換体４５へのＨＣや粒子状物質の堆積を抑制することができる。それにより、ＥＧＲクーラ４０ａの冷却能力の低下を抑制することができる。また排気浄化触媒がＥＧＲクーラ４０ａの内部に配置されていることから、排気浄化触媒が、ＥＧＲクーラ４０ａよりも排気流動方向上流側に配置されている場合に比較して、ＥＧＲ装置５ａの小型化を図ることができる。また、内部冷媒通路４２によって第１熱交換体４５および第２熱交換体４６を冷却できることから、排気浄化触媒の温度の過度の上昇を抑制することができる。それにより、排気浄化触媒の劣化を抑制することができる。また、排気浄化触媒を担持した第２熱交換体４６の熱伝導率は第１熱交換体の熱伝導率よりも低いことから、排気浄化触媒が第２熱交換体４６に担持されていない場合に比較して、排気浄化触媒の床温を容易に上昇させることができる。その結果、排気浄化触媒の触媒性能を向上させることができる。よって、ＥＧＲ装置５ａによれば、ＥＧＲクーラ４０ａの冷却能力の低下を抑制しつつ小型化を図ることができ、且つ排気浄化触媒の劣化の抑制および触媒性能の向上を図ることができる。
【００７８】
またＥＧＲ装置５ａにおいても、実施例１と同様に制御装置８０は、内燃機関１０の運転状態に基づいて、内部冷媒通路４２における冷媒の流量を制御する。それにより、ＥＧＲ装置５ａによれば、内燃機関１０の運転状態に基づいて排気浄化触媒の温度の過度の上昇を適切に抑制することができる。
【００７９】
またＥＧＲ装置５ａにおいても、実施例１と同様に制御装置８０は、内燃機関１０の負荷が所定値以上の場合（すなわち高負荷の場合）には、内燃機関１０の負荷が高負荷でない場合に比較して、内部冷媒通路４２における冷媒の流量が増大するように内部冷媒通路４２における冷媒の流量を制御する。具体的にはＥＧＲ装置５ａの制御装置８０は、図３のフローチャートを実行する。この構成により、ＥＧＲ装置５ａによれば、排気浄化触媒の温度が過度に上昇するおそれが高いと考えられる場合に、内部冷媒通路４２における冷媒の流量を増大させることができることから、排気浄化触媒の温度の過度の上昇を効果的に抑制することができる。
【００８０】
なお、実施例１および実施例２において制御部は、内燃機関１０の負荷に基づいて内部冷媒通路４２における冷媒の流量を制御しているが、制御部による冷媒の流量の制御手法は、これに限定されるものではない。例えば制御部は、排気通路１３の排気の温度、ＥＧＲ通路２０の排気の温度、排気浄化触媒の温度、内燃機関１０を冷却する冷媒の温度等、内燃機関１０の運転状態と相関関係を有する種々の指標に基づいて内部冷媒通路４２における冷媒の流量を制御してもよい。より具体的には制御部は、排気通路１３の排気の温度が所定温度以上の場合、ＥＧＲ通路２０の排気の温度が所定温度以上の場合、排気浄化触媒の温度が所定温度以上の場合、または冷媒の温度が所定温度以上の場合には、これらの温度が所定温度より小さい場合に比較して内部冷媒通路４２における冷媒の流量が増大するように内部冷媒通路４２における冷媒の流量を制御してもよい。
【００８１】
またＥＧＲ装置５ａにおいても、第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の材質の主成分は炭化珪素であることから、排気による第１熱交換体４５および第２熱交換体４６の腐食を効果的に抑制することができる。
【００８２】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００８３】
５  ＥＧＲ装置
１０  内燃機関
２０  ＥＧＲ通路
３０  ＥＧＲバルブ
４０  ＥＧＲクーラ
４１  内部ガス通路
４２  内部冷媒通路
４５  第１熱交換体
４６  第２熱交換体
４７  第３熱交換体
５０  第１冷媒通路
５１  第２冷媒通路
５５  バイパス通路
６０  三方弁
８０  制御装置
【図１】
2013224586.tif 000003
【図２】
2013224586.tif 000004
【図３】
2013224586.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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