(57)【要約】【課題】ＥＧＲクーラ内部で凝縮水の発生を抑え、その内部の凝縮水を蒸発させて流下させることで、除去すること。【解決手段】エンジン1のＥＧＲ装置は、ＥＧＲ通路11、ＥＧＲ弁12及びＥＧＲクーラ16を備える。ＥＧＲクーラ16はクーラ内ガス通路16aとクーラ内冷却水通路16bを含む。クーラ内冷却水通路16bには、エンジン1の冷却水循環装置からクーラ冷却水循環通路17を介して冷却水が循環する。クーラ冷却水循環通路17からクーラ内冷却水通路16bへの冷却水の流れは、切替弁18によりクーラ内冷却水通路16bと冷却水バイパス通路19との間で切り替えられる。電子制御装置40は、クーラ内壁面温度が第１基準温度を超えたときにＥＧＲ弁12の開弁を許可し、その後、クーラ内壁面温度が第１基準温度より高い第２基準温度を超えたときに冷却水をクーラ内冷却水通路16bへ流すように切替弁18の開弁切り替えを許可する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流して前記エンジンへ還流させる排気還流通路と、
前記排気還流通路に設けられ、前記排気還流通路における前記排気還流ガスの流量を調節するための排気還流弁と、
前記排気還流通路に設けられ、前記排気還流通路を流れる前記排気還流ガスを冷却するための排気還流クーラと、
前記排気還流クーラは、その内部に前記排気還流ガスが流れるクーラ内ガス通路と、冷却水が流れるクーラ内冷却水通路とを含むことと、
前記エンジンには、前記エンジンを冷却するために冷却水を循環させる冷却水循環装置が設けられることと、
前記冷却水循環装置から前記クーラ内冷却水通路へ前記冷却水を循環させるためのクーラ冷却水循環通路と、
前記クーラ冷却水循環通路から前記クーラ内冷却水通路に対する前記冷却水の流れを制御するためのクーラ冷却水制御弁と
を備えたエンジンの排気還流装置において、
前記クーラ内ガス通路の壁面の温度を検出するための壁面温度検出手段と、
前記検出される壁面の温度が第１の基準温度を超えたときに前記排気還流弁の開弁を許可し、その後、前記検出される壁面の温度が前記第１の基準温度より高い第２の基準温度を超えたときに前記クーラ冷却水制御弁の開弁を許可する開弁許可手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの排気還流装置。
【請求項２】
前記壁面温度検出手段は、前記冷却水の温度を検出するための冷却水温検出手段又は前記排気ガスの温度を検出するための排気ガス温検出手段と、前記検出される冷却水の温度又は排気ガスの温度に基づいて前記壁面の温度を推定するための壁面温度推定手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気還流装置。
【請求項３】
前記クーラ冷却水循環通路を循環する前記冷却水を前記クーラ内冷却水通路へ流れないようにバイパスするための冷却水バイパス通路と、
前記クーラ冷却水制御弁は、前記クーラ冷却水循環通路を循環する前記冷却水の流れを前記クーラ内冷却水通路と前記冷却水バイパス通路との間で切り替えるための切替弁であることと、
前記開弁許可手段は、前記クーラ冷却水制御弁の開弁を許可するときに、前記冷却水が前記クーラ内冷却水通路へ流れるように前記切替弁を切り替えることと
を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの排気還流装置。
【請求項４】
前記排気還流弁を冷却するために、前記切替弁から前記クーラ内冷却水通路へ流れる前記冷却水を、前記排気還流弁を経由して前記冷却水バイパス通路より下流の前記クーラ冷却水循環通路へ流すための排気還流弁冷却水通路を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの排気還流装置。
【請求項５】
前記切替弁は、前記クーラ内冷却水通路の入口近傍に設けられることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させる排気還流装置に係り、排気還流ガスを冷却するための排気還流クーラを備えたエンジンの排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載されるエンジンの排気還流装置（ＥＧＲ装置）が知られている。このＥＧＲ装置は、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させるＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガスの流量を調節するＥＧＲ弁と、ＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラとを備える。ＥＧＲクーラは、一般には、その内部に設けられたクーラ内冷却水通路にエンジンの冷却水を流すことで、クーラ内ガス通路を流れるＥＧＲガスを冷却するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４９７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載のＥＧＲ装置では、エンジンの冷間時始動時に、低温状態のＥＧＲクーラにＥＧＲガスが流れると、ＥＧＲガス中の水分が冷やされてＥＧＲクーラの内部に凝縮水が発生することがあった。この凝縮水によりＥＧＲクーラの内部が錆びたり、凝縮水がエンジンに吸い込まれてエンジンに失火が発生したりするおそれがあった。
【０００５】
図１０に、ＥＧＲクーラ６１を概略図により示す。エンジンの冷間始動時には、クーラ内冷却水通路６１ａに冷たい冷却水が流れる。この段階では冷却水が暖まっていないことから、ＥＧＲクーラ６１が冷却水により暖機されることはない。このため、クーラ内ガス通路６１ｂでは、ＥＧＲガスから凝縮水が発生し、その水滴６２が壁面に付着することになる。ここで、凝縮水は、冷却水温ＴＨＷが「６０℃」より低い場合に発生する傾向がある。このため、エンジンの冷間始動時に凝縮水の発生を抑えるには、冷却水とクーラ内ガス通路６１ｂの壁面が適度に暖まってからでなければ、ＥＧＲクーラ６１にＥＧＲガスを流すことができなかった。すなわち、図１１にタイムチャートで示すように、エンジン始動後に冷却水温ＴＨＷと、クーラ内ガス通路６１ｂの壁面温度（クーラ内壁面温度）ＴＣＷが共に「６０℃」を超えた「７０℃」に近付くまで（時刻ｔ０）待たなければならなかった。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、排気還流クーラの内部で凝縮水の発生を抑え、その内部で発生した凝縮水を除去することを可能としたエンジンの排気還流装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させる排気還流通路と、排気還流通路に設けられ、排気還流通路における排気還流ガスの流量を調節するための排気還流弁と、排気還流通路に設けられ、排気還流通路を流れる排気還流ガスを冷却するための排気還流クーラと、排気還流クーラは、その内部に排気還流ガスが流れるクーラ内ガス通路と、冷却水が流れるクーラ内冷却水通路とを含むことと、エンジンには、エンジンを冷却するために冷却水を循環させる冷却水循環装置が設けられることと、冷却水循環装置からクーラ内冷却水通路へ冷却水を循環させるためのクーラ冷却水循環通路と、クーラ冷却水循環通路からクーラ内冷却水通路に対する冷却水の流れを制御するためのクーラ冷却水制御弁とを備えたエンジンの排気還流装置において、クーラ内ガス通路の壁面の温度を検出するための壁面温度検出手段と、検出される壁面の温度が第１の基準温度を超えたときに排気還流弁の開弁を許可し、その後、検出される壁面の温度が第１の基準温度より高い第２の基準温度を超えたときにクーラ冷却水制御弁の開弁を許可する開弁許可手段とを備えたことを趣旨とする。
【０００８】
上記発明の構成によれば、クーラ内ガス通路の壁面の温度が、壁面温度検出手段により検出される。そして、その壁面の温度が、第１の基準温度を超えたときに開弁許可手段により排気還流弁の開弁が許可され、その後、その壁面の温度が第１の基準温度より高い第２の基準温度を超えたときに開弁許可手段によりクーラ冷却水制御弁の開弁が許可される。従って、クーラ内冷却水通路に冷却水が流れる前に、排気還流弁の開弁が許可されて、クーラ内ガス通路を排気還流ガスが流れる。これにより、冷却水による排気還流ガスの冷却が一旦遅れさせられ、クーラ内ガス通路の壁面への熱伝達が促進される。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、壁面温度検出手段は、冷却水の温度を検出するための冷却水温検出手段又は排気ガスの温度を検出するための排気ガス温検出手段と、検出される冷却水の温度又は排気ガスの温度に基づいて壁面の温度を推定するための壁面温度推定手段とを含むことを趣旨とする。
【００１０】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、冷却水温検出手段又は排気ガス温検出手段により検出される冷却水の温度又は排気ガスの温度に基づいてクーラ内ガス通路の壁面の温度が推定されるので、その壁面の温度を検出する専用の検出手段を設ける必要がない。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、クーラ冷却水循環通路を循環する冷却水をクーラ内冷却水通路へ流れないようにバイパスするための冷却水バイパス通路と、クーラ冷却水制御弁は、クーラ冷却水循環通路を循環する冷却水の流れをクーラ内冷却水通路と冷却水バイパス通路との間で切り替えるための切替弁であることと、開弁許可手段は、クーラ冷却水制御弁の開弁を許可するときに、冷却水がクーラ内冷却水通路へ流れるように切替弁を切り替えることとを備えたことを趣旨とする。
【００１２】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、開弁許可手段により切替弁が切り替えられてクーラ冷却水循環通路を流れる冷却水がクーラ内冷却水通路へ流れないときは、その冷却水が冷却水バイパス通路を経由してクーラ冷却水循環通路を循環する。従って、エンジンの始動後にはクーラ冷却水循環通路を常に冷却水が循環することになり、切替弁が切り替えられてクーラ冷却水循環通路からクーラ内冷却水通路へ冷却水が流れ始めるときは、それまでに循環することで暖められた冷却水がクーラ内冷却水通路へ流れる。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、排気還流弁を冷却するために、切替弁からクーラ内冷却水通路へ流れる冷却水を、排気還流弁を経由して冷却水バイパス通路より下流のクーラ冷却水循環通路へ流すための排気還流弁冷却水通路を更に備えたことを趣旨とする。
【００１４】
上記発明の構成によれば、  請求項３に記載の発明の作用に加え、切替弁からクーラ内冷却水通路へ流れる冷却水が、排気還流弁冷却水通路から排気還流弁を経由して循環する。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、切替弁は、クーラ内冷却水通路の入口近傍に設けられることを趣旨とする。
【００１６】
上記発明の構成によれば、請求項３に記載の発明の作用に加え、切替弁がクーラ内冷却水通路の入口近傍に設けられるので、切替弁からクーラ内冷却水通路へ流れる冷却水の熱損失が少なくなる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、排気還流クーラの内部における凝縮水の発生を抑えることができると共に、その内部に発生した凝縮水を除去することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、排気還流クーラに対する冷却水供給制御のための構成を簡略化することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、排気還流クーラに冷却水が流れ始めるときから凝縮水の発生を抑えることができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、排気還流クーラを機能させるときには排気還流弁の暖機も平行して行うことができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、排気還流クーラへ冷却水を供給するときは、冷却水の温度を低下させることなく冷却水を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係り、エンジンのＥＧＲ装置を示す概略構成図。
【図２】第１実施形態に係り、エンジンのＥＧＲ装置を示す概略構成図。
【図３】第１実施形態に係り、エンジンの冷却水循環装置を示す概略構成図。
【図４】第１実施形態に係り、ＥＧＲクーラに対する冷却水供給制御の内容の一例を示すフローチャート。
【図５】第１実施形態に係り、エンジン冷間始動後の冷却水温とクーラ内壁面温度の変化を示すタイムチャート。
【図６】第２実施形態に係り、エンジンのＥＧＲ装置を示す概略構成図。
【図７】第２実施形態に係り、エンジンのＥＧＲ装置を示す概略構成図。
【図８】第２実施形態に係り、エンジンの冷却水循環装置を示す概略構成図。
【図９】第３実施形態に係り、ＥＧＲクーラ等を示す概略構成図。
【図１０】従来例に係り、ＥＧＲクーラを示す概略図。
【図１１】従来例に係り、エンジン冷間始動後の冷却水温とクーラ内壁面温度の変化を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１実施形態＞
以下、本発明におけるエンジンの排気還流装置（ＥＧＲ装置）を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１と図２に、この実施形態におけるエンジンのＥＧＲ装置を概略構成図により示す。図１と図２は、冷却水の流れの経路が異なる。このＥＧＲ装置は、エンジン１から排気通路２へ排出される排気の一部を排気還流ガス（ＥＧＲガス）として吸気通路３へ流してエンジン１へ還流させる排気還流通路（ＥＧＲ通路）１１と、ＥＧＲ通路１１に設けられ、ＥＧＲ通路１１におけるＥＧＲガスの流量を調節するための排気還流弁（ＥＧＲ弁）１２と、ＥＧＲ通路１１に設けられ、ＥＧＲ通路１１を流れるＥＧＲガスを冷却するための排気還流クーラ（ＥＧＲクーラ）１６とを備える。ＥＧＲクーラ１６は、その内部にＥＧＲガスが流れるクーラ内ガス通路１６ａと、冷却水が流れるクーラ内冷却水通路１６ｂとを含む。エンジン１には、エンジン１を冷却するための冷却水を循環させる冷却水循環装置（図３参照）が設けられる。このＥＧＲ装置は、冷却水循環装置からＥＧＲクーラ１６のクーラ内冷却水通路１６ｂへ冷却水を循環させるためのクーラ冷却水循環通路１７と、クーラ冷却水循環通路１７からクーラ内冷却水通路１６ｂに対する冷却水の流れを制御するためのクーラ冷却水制御弁としての切替弁１８とを更に備える。
【００２５】
図１、図２に示すように、クーラ冷却水循環通路１７を流れる冷却水は、ＥＧＲクーラ１６の内部のクーラ内冷却水通路１６ｂへ選択的に流入可能に構成される。すなわち、このＥＧＲ装置は、クーラ冷却水循環通路１７を循環する冷却水をクーラ内冷却水通路１６ｂへ流れないようにバイパスするための冷却水バイパス通路１９を更に備える。そして、切替弁１８は、クーラ冷却水循環通路１７を循環する冷却水の流れを、クーラ内冷却水通路１６ｂと冷却水バイパス通路１７との間で切り替えるように構成される。
【００２６】
この実施形態で、ＥＧＲ弁１２は、ＥＧＲ通路１１の開度を調節するための弁体１２ａと、その弁体１２ａを開閉駆動するためのモータ１２ｂとを備える。また、切替弁１８は、冷却水の流路を切り換えるための弁体１８ａと、その弁体１８ａの位置を切り替えるためのモータ１８ｂとを備える。この実施形態で、切替弁１８は、クーラ内冷却水通路１６ｂの入口１６ｃの近傍に設けられる。
【００２７】
図３に、エンジン１の冷却水循環装置を概略構成図により示す。エンジン１は、シリンダブロック１ａとエンジンヘッド１ｂを含む。この冷却水循環装置は、エンジン１に冷却水を循環させてエンジン１を冷却するものであり、シリンダブロック１ａとエンジンヘッド１ｂには、ウォータジャケット等を含むエンジン冷却水通路５が設けられる。エンジン冷却水通路５の出口５ａと入口５ｂはメイン通路６に接続され、それらエンジン冷却水通路５とメイン通路６により、冷却水循環通路が構成される。メイン通路６の途中には、上記出口５ａから上記入口５ｂへ向けて順に、ラジエータ７、流量調整弁８及びウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）９が設けられる。エンジン冷却水通路５の出口５ａの近傍におけるメイン通路６と流量調整弁８との間には、エンジンバイパス通路１０が設けられる。ラジエータ７は、冷却水がエンジン１から得た熱量を熱交換により放出させる。流量調整弁８は、メイン通路６等における冷却水の循環流量を調整する。ウォータポンプ９は、エンジン１から動力を得て動作し、メイン通路６における冷却水に流れを付与する。ＥＧＲクーラ１６へ冷却水を循環させるクーラ冷却水循環通路１７は、メイン通路６において、エンジンバイパス通路１０の入口近傍とラジエータ７の入口近傍との間に設けられる。
【００２８】
図３において、ウォータポンプ９から吐出される冷却水は、エンジン冷却水通路５を介してシリンダブロック１ａとエンジンヘッド１ｂを流れ、更にメイン通路６を流れてラジエータ７及び流量調整弁８を経由してウォータポンプ９へ戻る。また、エンジン冷却水通路５の出口５ａからメイン通路６へ流れ出た冷却水の一部は、エンジンバイパス通路１０を流れ、流量調整弁８を経由してウォータポンプ９へ戻る。更に、エンジン冷却水通路５の出口５ａからメイン通路６へ流れ出た冷却水の一部は、クーラ冷却水循環通路１７等を経由してラジエータ７へ流れる。
【００２９】
この実施形態のＥＧＲ装置は、ＥＧＲ弁１２と切替弁１８を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）４０を備える。ＥＣＵ４０は、クーラ内ガス通路１６ａの壁面の温度に基づいてＥＧＲ弁１２の開弁と切替弁１８の開弁を許可するようになっている。すなわち、ＥＣＵ４０は、切替弁１８の開弁を許可するときは、図１に示すように、冷却水がクーラ内冷却水通路１６ｂへ流れるように切替弁１８を切り替え（開弁切り替え）、切替弁１８の開弁を禁止するときは、図２に示すように、冷却水が冷却水バイパス通路１９へ流れるように切替弁１８を切り替え（閉弁切り替え）るようになっている。この実施形態で、クーラ内ガス通路１６ａの壁面の温度を検出（算出）するために、エンジン１の冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出するための水温センサ４１がエンジン１に設けられる。また、エンジン１には、エンジン回転速度ＮＥを検出するための回転速度センサ４２が設けられる。更に、吸気通路３には、外気の温度（外気温）ＴＨＡを検出するための外気温センサ４３が設けられる。ＥＣＵ４０は、水温センサ４１の検出値に基づいてクーラ内ガス通路１６ａの壁面の温度を推定するようになっている。ＥＣＵ４０は、本発明の開弁許可手段と壁面温度推定手段に相当する。水温センサ４１とＥＣＵ４０は、クーラ内ガス通路１６ａの壁面の温度を検出するための本発明の壁面温度検出手段を構成する。
【００３０】
この実施形態では、エンジン１の冷間始動時に、ＥＧＲクーラ１６の内部で凝縮水が発生しないようにするために、ＥＣＵ４０が、ＥＧＲクーラ１６に対する冷却水の供給を次のように制御するようになっている。
【００３１】
図４に、ＥＧＲクーラ１６に対する冷却水供給制御の内容の一例をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１００で、ＥＣＵ４０は、エンジン１が始動するのを待って処理をステップ１１０へ移行する。
【００３２】
ステップ１１０では、ＥＣＵ４０は、切替弁１８をオンする。すなわち、クーラ冷却水循環通路１７を流れる冷却水が冷却水バイパス通路１９へ流れるように切替弁１８の弁体１８ａの位置を切り替える。
【００３３】
次に、ステップ１２０で、ＥＣＵ４０は、外気温センサ４３及び水温センサ４１の検出値に基づき、外気温ＴＨＡ及び冷却水温ＴＨＷを読み込む。
【００３４】
次に、ステップ１３０で、ＥＣＵ４０は、クーラ初期温度ＴＣＩを算出する。ＥＣＵ４０は、  外気温ＴＨＡ及び冷却水温ＴＨＷに基づいてこのクーラ初期温度ＴＣＩを算出（推定）することができる。
【００３５】
次に、ステップ１４０で、ＥＣＵ５０は、回転速度センサ４２の検出値に基づき、エンジン回転速度ＮＥとエンジントルクＥＴＲを読み込む。
【００３６】
次に、ステップ１５０で、ＥＣＵ４０は、排気ガス熱量ＱＥＧを算出する。ＥＣＵ４０は、エンジン回転速度ＮＥとエンジントルクＥＴＲに基づいてこの排気ガス熱量ＱＥＧを算出する。
【００３７】
次に、ステップ１６０で、ＥＣＵ４０は、現在のクーラ内壁面温度ＴＣＷを算出（推定）する。ＥＣＵ４０は、クーラ初期温度ＴＣＩと排気ガス熱量ＱＥＧに基づいてこのクーラ内壁面温度ＴＣＷを算出（推定）することができる。
【００３８】
そして、ステップ１７０で、ＥＣＵ４０は、現在のクーラ内壁面温度ＴＣＷが「７０℃」より高くなるのを待って処理をステップ１８０へ移行する。この「７０℃」という値は一例であり、本発明の第１の基準温度に相当する。
【００３９】
ステップ１８０では、ＥＣＵ４０は、ＥＧＲ弁１２の開弁を許可する。従って、ＥＧＲ実行条件が成立したときは、ＥＧＲ弁１２を開弁することができる。ＥＧＲ弁１２の開弁を許可する前は、ＥＧＲ弁１２の開弁が禁止されており、ＥＧＲ実行条件が成立してもＥＧＲ弁１２を開弁することができない。
【００４０】
次に、ステップ１９０で、ＥＣＵ４０は、クーラ内壁面温度ＴＣＷが「１００℃」より高くなり、かつ、ＥＧＲ弁１２が開弁済みとなるのを待ってＥＣＵ４０は処理ステップ２００へ移行する。この「１００℃」という値は一例であり、本発明の第２の基準温度に相当する。このステップ１９０の判断は、ＥＧＲクーラ１６の内部で凝縮水の発生を抑制できる条件が成立したことと、ＥＧＲクーラ１６の内部を熱いＥＧＲガスが流れて凝縮水を蒸発させて流下させることで、除去できることを確認するためのものである。
【００４１】
ステップ２００で、ＥＣＵ４１は、冷却水温ＴＨＷが「６０℃」より高くなるのを待って処理をステップ２１０へ移行する。このステップ２００の判断は、「６０℃」未満のＥＧＲガスによる凝縮水発生を抑制できる条件が成立したことを確認するためのものである。
【００４２】
そして、ステップ２１０では、ＥＣＵ４０は、切替弁１８をオフする。すなわち、クーラ冷却水循環通路１７を流れる冷却水がクーラ内冷却水通路１６ｂへ流れるように切替弁１８の弁体１８ａの位置を切り替える。その後、ＥＣＵ４０は、処理ステップ１００へ戻す。
【００４３】
上記した制御によれば、ＥＣＵ４０は、検出（推定）されるクーラ内壁面温度ＴＣＷが第１の基準温度（７０℃）を超えたときにＥＧＲ弁１２の開弁を許可し、その後、検出（推定）されるクーラ内壁面温度ＴＣＷが第１の基準温度（７０℃）より高い第２の基準温度（１００℃）を超えたときに切替弁１８の開弁を許可する、すなわちクーラ冷却水循環通路１７からクーラ内冷却水通路１６ｂへ冷却水が流れるような切替弁１８の切り替えを許可するようになっている。
【００４４】
以上説明したこの実施形態におけるエンジンのＥＧＲ装置によれば、ＥＧＲクーラ１６のクーラ内ガス通路１６ａの壁面の温度（クーラ内壁面温度ＴＣＷ）が、エンジン１の冷却水温ＴＨＷ等に基づき算出（推定）される。そして、そのクーラ内壁面温度ＴＣＷが、第１の基準温度（７０℃）を超えたときに、ＥＣＵ４０によりＥＧＲ弁１２の開弁が許可され、その後、そのクーラ内壁面温度ＴＣＷが第１の基準温度（７０℃）より高い第２の基準温度（１００℃）を超えたときに、ＥＣＵ４０により切替弁１８の開弁切り替えが許可される。従って、ＥＧＲクーラ１６のクーラ内冷却水通路１６ｂに冷却水が流れる前に、ＥＧＲ弁１２の開弁が許可されて、クーラ内ガス通路１６ａをＥＧＲガスが流れる。これにより、冷却水によるＥＧＲガスの冷却が一旦遅れさせられ、クーラ内ガス通路１６ａの壁面への熱伝達が促進される。すなわち、ＥＧＲクーラ１６において、ＥＧＲガスを冷却水で冷却する前に、一時的にＥＧＲガスを冷却水で冷却することなく熱いまま流すようにしている。この結果、エンジン１の冷間始動時に、ＥＧＲクーラ１６の内部における凝縮水の発生を抑えることができると共に、ＥＧＲクーラ１６の内部に発生した凝縮水を蒸発させて流下させることで、除去することができる。これにより、凝縮水によりＥＧＲクーラ１６の内部が錆びたり、凝縮水がエンジン１に吸い込まれてエンジン１に失火が起きたりすることを未然に防止することができる。
【００４５】
図５に、エンジン１の冷間始動後の冷却水温ＴＨＷとクーラ内壁面温度ＴＣＷの変化をタイムチャートにより示す。エンジン始動後、冷却水温ＴＨＷは、時刻ｔ３にならないと「７０℃」近くに達しないが、クーラ内壁面温度ＴＣＷは、時刻ｔ３以前の時刻ｔ１で第１の基準温度である「７０℃」に達し、その後、時刻ｔ２で第２の基準温度である「１００℃」に達する。従来例では、時刻ｔ３でＥＧＲ弁を開弁し、ＥＧＲを開始していた。これに対し、この実施形態では、時刻ｔ１でＥＧＲ弁１２の開弁を許可してＥＧＲを開始し、時刻ｔ２で切替弁１８の開弁を許可して（開弁切り替えを許可して）ＥＧＲクーラ１６へ冷却水を供給するようにしている。このため、従来例に対し、ＥＧＲの開始の早期化と、ＥＧＲクーラ１６によるＥＧＲガスの冷却開始の早期化を図ることができる。
【００４６】
この実施形態では、水温センサ４１により検出される冷却水温ＴＨＷに基づいてクーラ内壁面温度ＴＣＷが算出（推定）されるので、その壁面温度ＴＣＷを検出する専用の検出手段を設ける必要がない。このため、ＥＧＲクーラ１６に対する冷却水供給制御のための構成を簡略化することができる。
【００４７】
この実施形態では、ＥＣＵ４０により切替弁１８が切り替えられてクーラ冷却水循環通路１７を流れる冷却水がＥＧＲクーラ１６のクーラ内冷却水通路１６ｂへ流れないときは、その冷却水が冷却水バイパス通路１９を経由してクーラ冷却水循環通路１７を循環することになる。従って、エンジン１の始動後には、クーラ冷却水循環通路１７を常に冷却水が循環することになり、切替弁１８が切り替えられてクーラ冷却水循環通路１７からクーラ内冷却水通路１６ｂへ冷却水が流れ始めるときは、それまでに循環することで暖められた冷却水がクーラ内冷却水通路１６ｂへ流れることになる。この結果、ＥＧＲクーラ１６に冷却水が流れ始めるときから凝縮水の発生を抑えることができる。
【００４８】
この実施形態では、切替弁１８がＥＧＲクーラ１６のクーラ内冷却水通路１６ｂの入口１６ｃの近傍に設けられるので、切替弁１８からクーラ内冷却水通路１６ｂへ流れる冷却水の熱損失が少なくなる。この結果、ＥＧＲクーラ１６へ冷却水を供給するときは、冷却水の温度を低下させることなく冷却水を供給することができる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明におけるエンジンのＥＧＲ装置を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００５０】
以下に説明する各実施形態において、第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。
【００５１】
図６と図７に、この実施形態におけるエンジンのＥＧＲ装置を概略構成図により示す。図６と図７は、冷却水の流れの経路が異なる。図８に、エンジン１の冷却水循環装置を概略構成図により示す。この実施形態では、ＥＧＲ弁１２を冷却するために、切替弁１８からクーラ内冷却水通路１６ｂへ流れる冷却水を、ＥＧＲ弁１２を経由して冷却水バイパス通路１９より下流のクーラ冷却水循環通路１７へ流すための排気還流弁冷却水通路（ＥＧＲ弁冷却水通路）２０Ａ，２０Ｂを更に備える点で、第１実施形態の構成と異なる。すなわち、図６、図７に示すように、クーラ内冷却水通路１６ｂの入口１６ｃの近傍とＥＧＲ弁１２との間に第１のＥＧＲ弁冷却水通路２０Ａが設けられ、冷却水バイパス通路１９より下流のクーラ冷却水循環通路１７とＥＧＲ弁１２との間に第２のＥＧＲ弁冷却水通路２０Ｂが設けられる。第１及び第２のＥＧＲ弁冷却水通路２０Ａ，２０Ｂは、ＥＧＲ弁１２の内部で連通し、冷却水が循環するように構成される。
【００５２】
以上説明したこの実施形態におけるエンジンのＥＧＲ装置によれば、第１実施形態の作用効果に加え、次のような作用効果を有する。すなわち、この実施形態では、図６に示すように、切替弁１８からＥＧＲクーラ１６のクーラ内冷却水通路１６ｂへ流れる冷却水が、ＥＧＲ弁冷却水通路２０Ａ，２０ＢからＥＧＲ弁１２を経由して循環する。この結果、ＥＧＲクーラ１６を機能させるときには、ＥＧＲ弁１２の暖機も平行して行うことができる。
【００５３】
この実施形態では、図７に示すように、ＥＧＲクーラ１６のクーラ内冷却水通路１６ｂへ冷却水を流さないときは、クーラ内冷却水通路１６ｂの入口１６ｃと出口１６ｄとの間の冷却水の温度差がある。そして、この温度差により第１のＥＧＲ弁冷却水通路２０Ａの中で冷却水が対流し、その対流効果によりＥＧＲ弁１２が冷却水により加熱される。この結果、ＥＧＲクーラ１６へ冷却水を供給しないときも、ＥＧＲ弁１２を冷却水により暖機することができる。
【００５４】
＜第３実施形態＞
次に、本発明におけるエンジンのＥＧＲ装置を具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００５５】
図９に、ＥＧＲクーラ１６等を概略構成図により示す。この実施形態では、冷却水バイパス通路１９を省略し、切替弁１８の代わりにクーラ冷却水制御弁としての電動式の開閉弁２１を設けた点で第１及び第２の実施形態におけるＥＧＲ装置と構成が異なる。すなわち、開閉弁２１は、クーラ冷却水循環通路１７からＥＧＲクーラ１６のクーラ内冷却水通路１６ｂへの冷却水の供給を制御するために、同通路１６ｂを開閉可能に構成される。そして、この実施形態では、ＥＣＵ４０は、クーラ内壁面温度ＴＣＷが第１の基準温度（７０℃）を超えたときにＥＧＲ弁１２の開弁を許可し、その後、クーラ内壁面温度ＴＣＷが第１の基準温度より高い第２の基準温度（１００℃）を超えたときに開閉弁２１の開弁を許可するようになっている。
【００５６】
従って、この実施形態でも、エンジンの冷間始動時には、ＥＧＲクーラ１６のクーラ内冷却水通路１６ｂに冷却水が流れる前に、ＥＧＲ弁１２の開弁が許可されて、クーラ内ガス通路１６ａをＥＧＲガスが流れる。これにより、冷却水によるＥＧＲガスの冷却が一旦遅れさせられ、クーラ内ガス通路１６ａの壁面への熱伝達が促進される。すなわち、ＥＧＲクーラ１６において、ＥＧＲガスを冷却水で冷却する前に、一時的にＥＧＲガスを冷却水で冷却することなく熱いまま流すようにしている。この結果、エンジン１の冷間始動時に、ＥＧＲクーラ１６の内部における凝縮水の発生を抑えることができると共に、ＥＧＲクーラ１６の内部に発生した凝縮水を蒸発させて流下させることで、除去することができる。これにより、凝縮水によりＥＧＲクーラ１６の内部が錆びたり、凝縮水がエンジン１に吸い込まれてエンジン１に失火が起きたりすることを未然に防止することができる。
【００５７】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
【００５８】
例えば、前記第１実施形態では、外気温ＴＨＡと冷却水温ＴＨＷからクーラ初期温度ＴＣＩを算出し、その初期温度ＴＣＩと排気ガス熱量ＱＥＧからクーラ内壁面温度ＴＣＷを算出（推定）するようにした。これに対し、図１、図２に２点鎖線で示すように、エンジンの排気ガス温度（ＴＨＧ）を検出するための排気ガス温度検出手段に相当する排気ガス温センサ４３を排気通路２に設け、そのセンサ４３により検出される排気ガス温度ＴＨＧに基づいてクーラ初期温度ＴＣＩを算出し、その初期温度ＴＣＩと排気ガス熱量ＱＥＧからクーラ内壁面温度ＴＣＷを算出（推定）するように構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
この発明は、自動車用のガソリンエンジンやディーゼルエンジンに利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  エンジン
２  排気通路
３  吸気通路
５  エンジン冷却水通路
６  メイン通路
１１  ＥＧＲ通路（排気還流通路）
１２  ＥＧＲ弁（排気還流弁）
１６  ＥＧＲクーラ（排気還流クーラ）
１６ａ  クーラ内ガス通路
１６ｂ  クーラ内冷却水通路
１６ｃ  入口
１７  クーラ冷却水循環通路
１８  切替弁（クーラ冷却水制御弁）
１９  冷却水バイパス通路
２０Ａ  第１のＥＧＲ弁冷却水通路
２０Ｂ  第２のＥＧＲ弁冷却水通路
２１  開閉弁（クーラ冷却水制御弁）
４０  ＥＣＵ（開弁許可手段、壁面温度推定手段、壁面温度検出手段）
４１  水温センサ（壁面温度検出手段、冷却水温度検出手段）
４４  排気ガス温センサ（壁面温度検出手段、排気ガス温検出手段）
【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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【図１１】
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