(57)【要約】【課題】ＥＧＲクーラの詰まりを抑制できるとともに、従来よりも吸気通路に還流させる排気の温度を目標温度に安定、かつ容易に調整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】内燃機関１の排気通路５から吸気通路４に排気の一部をＥＧＲガスとして還流させるＥＧＲ通路８と、ＥＧＲ通路８に設けられてＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１０Ａと、を備えた内燃機関の排気還流装置において、ＥＧＲクーラ１０Ａは、内部に形成された流路Ｌを流れるＥＧＲガスを冷却する冷却部１８と、上流側端部１４ａを塞ぐ冷却管１４の本数を変更することにより流路Ｌの断面積を変更するスライド弁１６とを備える。【選択図】図２
2009036063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路から吸気通路に排気の一部をＥＧＲガスとして還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられてＥＧＲガスを冷却する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クーラは、内部に形成された流路を流れるＥＧＲガスを冷却する冷却部と、前記流路の断面積及び前記流路の長さの少なくともいずれか一方を変更する冷却能力変更手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項２】
前記冷却部は、冷媒を流す冷媒室と、前記冷媒室内を貫通するように配置されるとともにＥＧＲガスが内部を通過し、前記流路を形成する複数の冷却管と、を備え、
前記冷却能力変更手段は、前記複数の冷却管のうちＥＧＲガスの通過を許可する本数を変更して前記流路の断面積を変更す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】
前記複数の冷却管は、所定方向に向かって並び、かつ少なくとも一方の端部が同一平面上に揃うように配置され、
前記冷却能力変更手段として、前記同一平面上に揃えられた前記複数の冷却管の一方の端部と対向するように配置され、前記複数の冷却管の一方の端部を全て塞ぐ全閉位置と前記複数の冷却管の一方の端部を全て開放する全開位置との間で駆動される弁体を前記所定方向に往復動させて前記複数の冷却管のうちＥＧＲガスの通過を許可する本数を変更するスライド弁手段が設けられることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項４】
前記スライド弁手段は、前記弁体にて２本以上の冷却管の一方の端部を塞いだときにそれら一方の端部を塞いだ冷却管のうちの一の冷却管の他方の端部から前記一の冷却管内に流入したＥＧＲガスが前記一の冷却管の一方の端部と前記弁体との隙間から漏れ、その後前記弁体にて一方の端部を塞いだ冷却管のうちの他の冷却管の一方の端部から前記他の冷却管内に流入し、前記他の冷却管の他方の端部から排出されることが阻止されるように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項５】
前記冷却部にて冷却すべきＥＧＲガスの量が少ないほど、またＥＧＲガスに含まれる粒子状物質の量が多いほど、前記複数の冷却管のうちＥＧＲガスの通過を許可する冷却管の本数が減少するように前記冷却能力変更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２〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項６】
前記ＥＧＲクーラは、前記冷却部を迂回させてＥＧＲガスを前記冷却部の下流に導くバイパス通路と、前記バイパス通路を全閉する全閉位置と前記バイパス通路を全開する全開位置との間で開度を変更可能なバイパス弁手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記冷却能力変更手段にて前記複数の冷却管のうちＥＧＲガスの通過が許可される冷却管の本数を減少させるほど前記バイパス通路を通過するＥＧＲガスの量が増加するように前記バイパス弁手段の開度を制御することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項７】
前記複数の冷却管は、互いに異なる本数の冷却管にて形成される２つの冷却管群に分かれており、
前記ＥＧＲクーラは、前記冷却部を迂回させてＥＧＲガスを前記冷却部の下流に導く第１バイパス通路及び第２バイパス通路をさらに備え、
前記冷却能力変更手段として、前記２つの冷却管群の一方の冷却管群を形成する冷却管の一方の端部をそれぞれ閉塞するとともに前記第１バイパス通路を開放する閉塞位置と前記一方の冷却管群を形成する冷却管の一方の端部をそれぞれ開放するとともに前記第１バイパス通路を閉塞する開放位置との間で切り替え可能な第１切替弁、及び前記２つの冷却管群の他方の冷却管群を形成する冷却管の一方の端部をそれぞれ閉塞するとともに前記第２バイパス通路を開放する閉塞位置と前記他方の冷却管群を形成する冷却管の一方の端部をそれぞれ開放するとともに前記第２バイパス通路を閉塞する開放位置との間で切り替え可能な第２切替弁が設けられることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項８】
前記流路が複数の区間に分割され、
前記冷却能力変更手段は、前記複数の区間のうちＥＧＲガスを通過させるべき区間の数を変更して前記流路の長さを変更す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９】
前記流路が第１区間と第２区間とに分割され、
前記ＥＧＲクーラは、前記冷却部を迂回させてＥＧＲガスを前記第２区間の下流に導く第１バイパス通路と、前記第１区間と前記第２区間の間の流路から前記第２区間の下流にＥＧＲガスを導く第２バイパス通路と、をさらに備え、
前記冷却能力変更手段として、ＥＧＲガスを前記第１区間に導く導入位置とＥＧＲガスを前記第１バイパス通路に導くバイパス位置とに切り替え可能な第１弁手段と、前記第２区間へのＥＧＲガスの流入を許可するとともに前記第２バイパス通路へのＥＧＲガスの流入を阻止する許可位置と前記第２区間へのＥＧＲガスの流入を阻止するとともに前記第２バイパス通路へのＥＧＲガスの流入を許可する阻止位置とに切り替え可能な第２弁手段と、が設けられ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。
【請求項１０】
前記冷却部にて冷却すべきＥＧＲガスの量が少ないほど、またＥＧＲガスに含まれる粒子状物質の量が多いほど、ＥＧＲガスを通過させるべき流路の長さが短くなるように前記第１弁手段及び前記第２弁手段をそれぞれ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９に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記第１弁手段を前記導入位置に切り替えるとともに前記第２弁手段を前記許可位置に切り替えて前記第１区間及び前記第２区間の両方の区間にＥＧＲガスを導く最長状態、前記第１弁手段を前記導入位置に切り替えるとともに前記第２弁手段を前記阻止位置に切り替えて前記第１区間のみにＥＧＲガスを導く中間状態、及び前記第１弁手段を前記バイパス位置に切り替えるとともに前記第２弁手段を前記阻止位置に切り替えて前記第１バイパス通路にＥＧＲガスを導く最短状態に前記ＥＧＲクーラの状態が切り替わるように前記第１弁手段及び前記第２弁手段をそれぞれ制御し、
前記冷却部にて冷却すべきＥＧＲガスの量が少なくなるに従って、またＥＧＲガスに含まれる粒子状物質の量が多くなるに従って、前記ＥＧＲクーラの状態を前記最長状態、前記中間状態、前記最短状態の順に切り替えることを特徴とする請求項１０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、吸気通路から排気通路に排気の一部をＥＧＲガスとして還流させるＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路に設けられてＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラとを備えた内燃機関の排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＧＲクーラとバイパスパイプとが並行に配設されるようにこれらをＥＧＲバルブとバイパスバルブとで挟持し、エンジンから排出された排気の温度に応じてＥＧＲバルブ及びバイパスバルブをそれぞれ制御してエンジンの吸気系に戻される排気の温度を調整する排気ガス再循環装置が知られている（特許文献１参照）。また、冷却部とバイパス部とが並行に設けられ、吸気管に戻される排気の温度が所定の温度になるように揺動弁の位置を調整して冷却部を通過する排気の流量とバイパス部を通過する排気の流量とをそれぞれ調整する排気ガス再循環制御装置が知られている（特許文献２参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献３〜５が存在する。
【０００３】
【特許文献１】国際公開第０３／０６０３１４号パンフレット
【特許文献２】特開２００６−３７７６５号公報
【特許文献３】特開２００５−２７３５６４号公報
【特許文献４】特開２００５−９８２７８号公報
【特許文献５】特開２００３−１１３７４２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１及び２の装置のようにＥＧＲクーラを通過させて冷却した排気とＥＧＲクーラをバイパスさせた排気との混合比を変化させて吸気通路に還流させる排気の温度を調整する場合、ＥＧＲクーラとバイパス通路とで流れ抵抗が大きく異なるため、それぞれを流れる排気の流量が安定せず、吸気通路に還流される排気の温度を目標温度に安定に調整することが困難である。また、ＥＧＲクーラを通過させるべき排気の流量が少ない場合、ＥＧＲクーラ内における排気の流速が低下し、排気に含まれるススなどの粒子状物質がＥＧＲクーラ内に付着し易くなる。そのため、粒子状物質によるＥＧＲクーラの詰まりが発生し易くなるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、ＥＧＲクーラの詰まりを抑制できるとともに、従来よりも吸気通路に還流させる排気の温度を目標温度に安定、かつ容易に調整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】
本発明の内燃機関の排気還流装置は、内燃機関の排気通路から吸気通路に排気の一部をＥＧＲガスとして還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられてＥＧＲガスを冷却する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クーラは、内部に形成された流路を流れるＥＧＲガスを冷却する冷却部と、前記流路の断面積及び前記流路の長さの少なくともいずれか一方を変更する冷却能力変更手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
本発明の排気還流装置によれば、冷却部の流路の断面積及び流路の長さの少なくともいずれか一方を変更できるので、例えば冷却部に導かれるＥＧＲガスの温度や流量に応じてＥＧＲクーラによるＥＧＲガスの冷却性能を変更できる。この場合、冷却部から流出するＥＧＲガスの温度を変化させることができるので、冷却していないＥＧＲガスと冷却したＥＧＲガスとの比でＥＧＲガスの温度を調整するものと比較してＥＧＲガスの温度の制御精度を向上させることができる。そのため、例えば内燃機関の排気の温度に応じて流路の断面積や長さを変化させてＥＧＲクーラの冷却性能を変更することにより、従来よりも吸気通路に還流させる排気、すなわちＥＧＲガスの温度を目標温度に安定、かつ容易に調整できる。また、例えば冷却部の前後の圧力差に応じて流路の断面積や長さを変化させ、冷却部の流れ抵抗を変化させることにより、冷却部を通過するＥＧＲガスの流量を安定、かつ容易に調整することもできる。これによってもＥＧＲガスの温度を目標温度に安定、かつ容易に調整できる。さらに、本発明の排気還流装置によれば、冷却部を通過させるべきＥＧＲガスの流量が少ない場合は、流路の断面積を減少させて冷却部内におけるＥＧＲガスの流速を高めたり、流路の長さを短くしてＥＧＲガスを速やかに冷却部から排出したりできるので、粒子状物質などが流路内に付着することを抑制できる。そのため、ＥＧＲクーラの詰まりを抑制することができる。
【０００８】
本発明の排気還流装置の一形態において、前記冷却部は、冷媒を流す冷媒室と、前記冷媒室内を貫通するように配置されるとともにＥＧＲガスが内部を通過し、前記流路を形成する複数の冷却管と、を備え、前記冷却能力変更手段は、前記複数の冷却管のうちＥＧＲガスの通過を許可する本数を変更して前記流路の断面積を変更してもよい（請求項２）。このように複数の冷却管にて流路を形成し、それら複数の冷却管のうちＥＧＲガスの通過を許可する冷却管の本数を変更することにより、流路の断面積を容易に変更することができる。
【０００９】
この形態において、前記複数の冷却管は、所定方向に向かって並び、かつ少なくとも一方の端部が同一平面上に揃うように配置され、前記冷却能力変更手段として、前記同一平面上に揃えられた前記複数の冷却管の一方の端部と対向するように配置され、前記複数の冷却管の一方の端部を全て塞ぐ全閉位置と前記複数の冷却管の一方の端部を全て開放する全開位置との間で駆動される弁体を前記所定方向に往復動させて前記複数の冷却管のうちＥＧＲガスの通過を許可する本数を変更するスライド弁手段が設けられていてもよい（請求項３）。この場合、複数の冷却管のうちＥＧＲガスの通過を許可する冷却管の本数を一つのスライド弁手段で変更することができる。
【００１０】
また、前記スライド弁手段は、前記弁体にて２本以上の冷却管の一方の端部を塞いだときにそれら一方の端部を塞いだ冷却管のうちの一の冷却管の他方の端部から前記一の冷却管内に流入したＥＧＲガスが前記一の冷却管の一方の端部と前記弁体との隙間から漏れ、その後前記弁体にて一方の端部を塞いだ冷却管のうちの他の冷却管の一方の端部から前記他の冷却管内に流入し、前記他の冷却管の他方の端部から排出されることが阻止されるように設けられていてもよい（請求項４）。このようにスライド弁手段を設けることにより、開口部を塞いだ冷却管同士によって流路とは別の流路が形成されることを防止できる。そのため、ＥＧＲガスの無駄な冷却を抑制したり、開口部を塞いだ冷却管が詰まることを抑制できる。
【００１１】
複数の冷却管を備えた熱交換器が冷却部として設けられる本発明の排気還流装置の一形態においては、前記冷却部にて冷却すべきＥＧＲガスの量が少ないほど、またＥＧＲガスに含まれる粒子状物質の量が多いほど、前記複数の冷却管のうちＥＧＲガスの通過を許可する冷却管の本数が減少するように前記冷却能力変更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５）。このように冷却能力変更手段を制御することにより、冷却管内への粒子状物質などの付着を適切に抑制することができる。
【００１２】
この形態において、前記ＥＧＲクーラは、前記冷却部を迂回させてＥＧＲガスを前記冷却部の下流に導くバイパス通路と、前記バイパス通路を全閉する全閉位置と前記バイパス通路を全開する全開位置との間で開度を変更可能なバイパス弁手段と、をさらに備え、前記制御手段は、前記冷却能力変更手段にて前記複数の冷却管のうちＥＧＲガスの通過が許可される冷却管の本数を減少させるほど前記バイパス通路を通過するＥＧＲガスの量が増加するように前記バイパス弁手段の開度を制御してもよい（請求項６）。このようにバイパス通路を設けることにより、ＥＧＲクーラによる温度の調整幅を広げることができる。また、バイパス弁手段の開度とＥＧＲガスの通過が許可される冷却管の本数とを関連付けて調整するので、例えばバイパス通路を通過する流量と冷却部を通過する流量との合計が同じになるようにこれらを調整することにより、ＥＧＲクーラを通過するＥＧＲガスの流量を一定流量に維持しつつＥＧＲクーラから流出するＥＧＲガスの温度を変化させることができる。
【００１３】
複数の冷却管を備えた熱交換器が冷却部として設けられる本発明の排気還流装置の一形態において、前記複数の冷却管は、互いに異なる本数の冷却管にて形成される２つの冷却管群に分かれており、前記ＥＧＲクーラは、前記冷却部を迂回させてＥＧＲガスを前記冷却部の下流に導く第１バイパス通路及び第２バイパス通路をさらに備え、前記冷却能力変更手段として、前記２つの冷却管群の一方の冷却管群を形成する冷却管の一方の端部をそれぞれ閉塞するとともに前記第１バイパス通路を開放する閉塞位置と前記一方の冷却管群を形成する冷却管の一方の端部をそれぞれ開放するとともに前記第１バイパス通路を閉塞する開放位置との間で切り替え可能な第１切替弁、及び前記２つの冷却管群の他方の冷却管群を形成する冷却管の一方の端部をそれぞれ閉塞するとともに前記第２バイパス通路を開放する閉塞位置と前記他方の冷却管群を形成する冷却管の一方の端部をそれぞれ開放するとともに前記第２バイパス通路を閉塞する開放位置との間で切り替え可能な第２切替弁が設けられていてもよい（請求項７）。この場合、第１切替弁の位置と第２切替弁の位置との組み合わせによって流路の断面積を４段階に切り替えることができる。第１切替弁及び第２切替弁の両方をそれぞれ開放位置に切り替えることにより流路の断面積を最大にできる。一方、第１切替弁及び第２切替弁の両方をそれぞれ閉塞位置に切り替えることにより流路の断面積を最小にできる。また、２つの冷却管群のうち冷却管の本数の多い一方の冷却管群の切替弁を開放位置に切り替えるとともに他方の冷却管群の切替弁を閉塞位置に切り替えることにより流路の断面積を２番目に大きい値に調整でき、一方の冷却管群の切替弁を閉塞位置に切り替えるとともに他方の冷却管群の切替弁を開放位置に切り替えることにより流路の断面積を３番目に大きい値に調整できる。このようにこれらの切替弁の位置の切り替えによって流路の断面積を容易に変更することができる。
【００１４】
本発明の排気還流装置の一形態においては、前記流路が複数の区間に分割され、前記冷却能力変更手段は、前記複数の区間のうちＥＧＲガスを通過させるべき区間の数を変更して前記流路の長さを変更してもよい（請求項８）。このように流路を複数の区間に分割することにより、容易に流路の長さを変更することができる。
【００１５】
この形態においては、前記流路が第１区間と第２区間とに分割され、前記ＥＧＲクーラは、前記冷却部を迂回させてＥＧＲガスを前記第２区間の下流に導く第１バイパス通路と、前記第１区間と前記第２区間の間の流路から前記第２区間の下流にＥＧＲガスを導く第２バイパス通路と、をさらに備え、前記冷却能力変更手段として、ＥＧＲガスを前記第１区間に導く導入位置とＥＧＲガスを前記第１バイパス通路に導くバイパス位置とに切り替え可能な第１弁手段と、前記第２区間へのＥＧＲガスの流入を許可するとともに前記第２バイパス通路へのＥＧＲガスの流入を阻止する許可位置と前記第２区間へのＥＧＲガスの流入を阻止するとともに前記第２バイパス通路へのＥＧＲガスの流入を許可する阻止位置とに切り替え可能な第２弁手段と、が設けられていてもよい（請求項９）。この場合、第１弁手段の位置と第２弁手段の位置との組み合わせによって３段階に流路の長さを変更できる。第１弁手段を導入位置に切り替えるとともに第２弁手段を許可位置に切り替えることにより、第１区間及び第２区間の両方の区間にＥＧＲガスを流すことができる。すなわち、流路の長さが最大になる。第１弁手段を導入位置に切り替えるとともに第２弁手段を阻止位置に切り替えることにより、第１区間のみにＥＧＲガスを流すことができる。この場合、流路の長さが２番目に大きい値になる。そして、第１弁手段をバイパス位置に切り替えることにより、ＥＧＲガスの全量を第１バイパス通路に導くことができる。この場合、冷却部へのＥＧＲガスの導入が阻止され、流路の長さがゼロすなわち最小になる。このように、この形態によれば、流路の長さを２つの弁手段で容易に変更することができる。
【００１６】
また、前記冷却部にて冷却すべきＥＧＲガスの量が少ないほど、またＥＧＲガスに含まれる粒子状物質の量が多いほど、ＥＧＲガスを通過させるべき流路の長さが短くなるように前記第１弁手段及び前記第２弁手段をそれぞれ制御する制御手段をさらに備えていてもよい（請求項１０）。ＥＧＲガスの量が少ないほど、また粒子状物質の量が多いほど、流路内に粒子状物質が付着し易くなるので、このように流路の長さを変更し、流路からＥＧＲガスを速やかに排出させることにより、流路内への粒子状物質の付着を適切に抑制することができる。
【００１７】
この形態において、前記制御手段は、前記第１弁手段を前記導入位置に切り替えるとともに前記第２弁手段を前記許可位置に切り替えて前記第１区間及び前記第２区間の両方の区間にＥＧＲガスを導く最長状態、前記第１弁手段を前記導入位置に切り替えるとともに前記第２弁手段を前記阻止位置に切り替えて前記第１区間のみにＥＧＲガスを導く中間状態、及び前記第１弁手段を前記バイパス位置に切り替えるとともに前記第２弁手段を前記阻止位置に切り替えて前記第１バイパス通路にＥＧＲガスを導く最短状態に前記ＥＧＲクーラの状態が切り替わるように前記第１弁手段及び前記第２弁手段をそれぞれ制御し、前記冷却部にて冷却すべきＥＧＲガスの量が少なくなるに従って、またＥＧＲガスに含まれる粒子状物質の量が多くなるに従って、前記ＥＧＲクーラの状態を前記最長状態、前記中間状態、前記最短状態の順に切り替えてもよい（請求項１１）。ＥＧＲクーラの状態をこのような順序で切り替えることにより流路内に粒子状物質が付着し易い状態になるほど、流路の長さを短くできる。そのため、流路内への粒子状物質の付着を適切に抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
以上に説明したように、本発明の排気還流装置によれば、冷却部の流路の断面積及び流路の長さの少なくともいずれか一方を変更できるので、従来よりも吸気通路に還流させるＥＧＲガスの温度を目標温度に安定、かつ容易に調整できる。また、内燃機関の運転状態が流路内に粒子状物質などが付着し易い状態になった場合、冷却部の流路の断面積及び長さの少なくともいずれか一方を変更することによって粒子状物質などが流路内に付着することを抑制できる。そのため、ＥＧＲクーラの詰まりを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（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の概略を示す図である。図１に示した内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１は、車両に走行用動力源として搭載されるディーゼルエンジンであり、複数（図１では４つ）の気筒２が設けられる機関本体３と、各気筒２にそれぞれ接続される吸気通路４及び排気通路５とを備えている。吸気通路４には、吸気濾過用のエアフィルタ６、吸入空気量を調整するためのスロットル弁７が設けられている。図１に示したように排気通路５と吸気通路４とは、ＥＧＲ通路８にて接続されている。ＥＧＲ通路８は、排気通路５から排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路４に還流させる周知のものである。ＥＧＲ通路８には、吸気通路４に還流させるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲ弁９及びＥＧＲガスと冷却水とを熱交換させてＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１０Ａが設けられている。
【００２０】
図２は、ＥＧＲクーラ１０Ａの内部を拡大して示す図である。ＥＧＲクーラ１０Ａは、内部にＥＧＲガスが導かれるケーシング１１と、ケーシング１１内に冷媒としての冷却水が流通する冷媒室１２が形成されるように設けられる仕切り板１３、１３と、冷媒室１２を貫通するように配置されて内部をＥＧＲガスが通過する複数の冷却管１４とを備えている。図２に示したように複数の冷却管１４は、ケーシング１１内に一方向に並べて配置されている。また、これら複数の冷却管１４は、上流側端部１４ａ及び下流側端部１４ｂがそれぞれ同一平面上に揃うように配置されている。冷却管１４内にはＥＧＲガスから冷却水への熱の伝達が促進されるようにフィン１５が設けられている。ケーシング１１内には、図２の左側に設けられた導入口１１ａからＥＧＲガスが導かれる。その後、ＥＧＲガスは複数の冷却管１４内を通過して図２の右側に設けられた排出口１１ｂから排出される。そのため、複数の冷却管１４にてＥＧＲガスの流路Ｌが形成される。一方、冷媒室１２内には、図２の下側に設けられた冷却水導入口１２ａから冷却水が導かれる。その後、冷却水は、複数の冷却管１４の間を通過して図２の上側に設けられた冷却水排出口１２ｂから排出される。このように冷却水を流すことにより、複数の冷却管１４を通過しているＥＧＲガスと冷却水との間で熱交換を行わせ、ＥＧＲガスを冷却することができる。そのため、冷媒室１２及び複数の冷却管１４にて本発明の冷却部１８が形成される。なお、冷却水は、例えば機関本体３を冷却すべくエンジン１に設けられる冷却系の冷却水が使用される。
【００２１】
図２に示したようにＥＧＲクーラ１０Ａには、複数の冷却管１４の上流側端部１４ａに沿ってＥＧＲガスの流れと交差する方向に往復動自在に設けられるスライド弁１６が設けられている。スライド弁１６は、弁体１６ａを全ての冷却管１４の上流側端部１４ａを塞ぐ全閉位置と、全ての冷却管１４の上流側端部１４ａを開放する全開位置との間で駆動するアクチュエータ１７を備えている。
【００２２】
図３は、図２の範囲Ａを拡大して示した図である。図３に示したようにスライド弁１６は、弁体１６ａが冷却管１４の上流側端部１４ａを塞ぐ位置に駆動されたときに弁体１６ａと上流側端部１４ａとの間に殆ど隙間ができないように設けられる。また、スライド弁１６は、弁体１６ａによって２本以上の冷却管１４の上流側端部１４ａを塞いだときにそれらの冷却管１４の上流側端部１４ａから漏れたＥＧＲガスが上流側端部１４ａを塞いだ他の冷却管１４の上流側端部１４ａに流入することが制限されるように設けられる。すなわち、上流側端部１４ａを塞いだ冷却管１４の下流側端部１４ｂからＥＧＲガスが流入し、その冷却管１４の上流側端部１４ａ及び他の冷却管１４の上流側端部１４ａを経由して他の冷却管１４の下流側端部１４ｂから排出されるＥＧＲガスの流れが形成されないようにスライド弁１６が設けられる。
【００２３】
スライド弁１６の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０にて制御される。ＥＣＵ２０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、エンジン１に設けられている各種センサからの出力信号を参照してスロットル弁７及びＥＧＲ弁９等を制御し、これによりエンジン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。ＥＣＵ２０は、例えばエンジン１の回転数及び負荷に基づいて吸気通路４に還流すべきＥＧＲガス量を算出し、その算出した量のＥＧＲガスが吸気通路４に還流されるようにＥＧＲ弁９の開度を制御する。このＥＧＲガスの制御は、例えばエンジン１の負荷及び回転数がそれぞれ大きいほど還流すべきＥＧＲガスの量を増加させる周知の制御方法で行えばよい。ＥＣＵ２０には、各種センサとしてエンジン１の機関回転速度（回転数）に対応する信号を出力するクランク角センサ２１、吸入空気量に対応する信号を出力するエアフローメータ２２などが接続される。
【００２４】
ＥＣＵ２０によるスライド弁１６の動作制御の概要について説明する。スライド弁１６は、吸気通路４に還流されるＥＧＲガスの温度が目標温度に安定に調整されるようにその位置が調整される。なお、ＥＧＲガスの目標温度は、排気エミッションが改善されるようにエンジン１の運転状態に応じて適宜設定される。ＥＧＲガスの温度は、ＥＧＲガスを通過させる冷却管１４の本数を調整して流路Ｌの断面積を変更することにより変化させることができる。例えば、スライド弁１６の弁体１６ａを全開位置側に移動させてＥＧＲガスを通過させる冷却管１４の本数を増加させ、流路Ｌの断面積を増加させた場合、ＥＧＲガスの温度を低下させることができる。一方、スライド弁１６の弁体１６ａを全閉位置側に移動させてＥＧＲガスを通過させる冷却管１４の本数を減少させ、流路Ｌの断面積を減少させた場合はＥＧＲガスの温度を上昇させることができる。そこで、例えばＥＧＲクーラ１０ＡとＥＧＲ弁９との間のＥＧＲ通路８にＥＧＲガスの温度に対応する信号を出力する温度センサを設け、この温度センサにて検出されるＥＧＲガスの温度がエンジン１の運転状態に適した目標温度に調整されるようにスライド弁１６を制御する。以降、この制御を通常制御と称することがある。
【００２５】
また、スライド弁１６は、複数の冷却管１４の詰まりが抑制されるようにエンジン１の運転状態に基づいて制御される。エンジン１の運転状態によっては冷却管１４内に粒子状物質などが付着し易くなり、冷却管１４が詰まり易くなる場合がある。例えば、吸気通路４に還流すべきＥＧＲガスの量が少ない場合、冷却管１４内を通過する際のＥＧＲガスの流速が低下して粒子状物質などが付着し易くなる。そのため、冷却管１４が詰まり易くなる。また、例えば、ＥＧＲガス中、すなわち排気中の炭化水素（ＨＣ）の量が多い場合も冷却管１４内に粒子状物質が付着し易くなるため、冷却管１４が詰まり易くなる。そこで、このように冷却管１４が詰まり易い場合は、冷却管１４を通過する際のＥＧＲガスの流速が上昇するようにスライド弁１６の位置を調整する。すなわち、冷却管１４が詰まり易い場合は、スライド弁１６の弁体１６ａを全閉位置側に移動させ、ＥＧＲガスを通過させる冷却管１４の本数を減少させる。これにより、流路Ｌの断面積を減少させることができるので、冷却管１４内のＥＧＲガスの流速を上昇させることができる。以降、この制御を流速上昇制御と称することがある。
【００２６】
図４は、ＥＣＵ２０がスライド弁１６の動作を上述したように制御するべくエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行する弁制御ルーチンを示している。ＥＣＵ２０は、この制御ルーチンを実行することにより、本発明の制御手段として機能する。
【００２７】
図４の制御ルーチンにおいてＥＣＵ２０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。エンジン１の運転状態としては、エンジン１の回転数及び吸入空気量などが取得される。次のステップＳ１２においてＥＣＵ２０は、エンジン１の運転状態が冷却管１４の詰まりが発生し易い運転状態か否か判定する。すなわち、ＥＧＲガスの流量が少ない運転状態、又は排気中のＨＣが多くなる運転状態でエンジン１が運転されているか否かを判定する。エンジン１の運転状態が冷却管１４の詰まりが発生し易い運転状態と判断した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ２０はスライド弁１６を流速上昇制御で制御する。この際、スライド弁１６の弁体１６ａは、例えば複数の冷却管１４のうち１本のみが開放され、残りが全て塞がれる位置にアクチュエータ１７にて駆動される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２８】
一方、エンジン１の運転状態が冷却管１４の詰まりが発生し難い運転状態と判断した場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ２０はスライド弁１６を通常制御で制御する。この際は、上述したようにＥＧＲクーラ１０Ａから排出されたＥＧＲガスの温度に応じてスライド弁１６の弁体１６ａの位置が制御される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２９】
このＥＧＲクーラ１０Ａによれば、ＥＧＲガスを通過させる冷却管１４の本数を変化させ、これによりＥＧＲガスが通過する流路Ｌの断面積の大きさを変化させることができるので、ＥＧＲガスの温度や流量に応じてＥＧＲクーラ１０Ａの冷却性能を適宜変化させることができる。そのため、例えば、エンジン１の排気の温度に応じて流路Ｌの断面積を変化させ、これによってＥＧＲクーラ１０Ａの冷却性能を変更することにより、ＥＧＲクーラ１０Ａから排出されるＥＧＲガスの温度を従来より安定、かつ容易に目標温度に調整することができる。また、例えばエンジン１の運転状態などによりＥＧＲ通路８の両端の圧力差が変化しても、流路Ｌの断面積を変化させ、流路Ｌの流れ抵抗を変化させることができるので、ＥＧＲクーラ１０Ａを通過するＥＧＲガスの流量を安定、かつ容易に調整できる。そのため、ＥＧＲガスの温度をさらに安定に目標温度に調整できる。
【００３０】
また、エンジン１が冷却管１４に詰まりが発生し易い運転状態で運転されている場合、ＥＧＲガスを通過させる冷却管１４の本数を減少させて冷却管１４を通過するＥＧＲガスの流速を上昇させるので、冷却管１４内への粒子状物質などの付着を抑制できる。そのため、冷却管１４の詰まりを抑制できる。なお、このようにＥＧＲクーラ１０Ａの流路Ｌの断面積を変化させることにより、スライド弁１６が本発明の冷却能力変更手段に相当する。
【００３１】
図５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。図５は、その変形例のＥＧＲクーラ１０Ｂを拡大して示している。なお、図５において図２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５に示したようにこの変形例のＥＧＲクーラ１０Ａは、冷媒室１２及び複数の冷却管１４にて形成される冷却部３０を迂回させてＥＧＲガスを冷却部３０の下流に導くバイパス通路３１と、バイパス通路３１を開閉するバイパス弁手段としての開閉弁３２とを備える点が図２に示したＥＧＲクーラ１０Ａと異なる。開閉弁３２の動作はＥＣＵ２０にて制御され、ＥＣＵ２０は例えば吸気通路４にエンジン１の暖機時など温度の高いＥＧＲガスを導入する必要がある場合に開閉弁３２を開弁させる。
【００３２】
このＥＧＲクーラ１０ＢによればＥＧＲガスをバイパス通路３１に導くことにより、ＥＧＲガスを殆ど冷却することなくＥＧＲクーラ１０Ｂから排出させることができる。そのため、図２のＥＧＲクーラ１０Ａと比較してより高い温度のＥＧＲガスを吸気通路４に導入することができる。
【００３３】
なお、開閉弁３２とスライド弁１６とを関連させて動作させてもよい。例えば、スライド弁１６の弁体１６ａにて上流側端部１４ａが塞がれた冷却管１４の本数に応じて開閉弁３２の開度を制御し、弁体１６ａが全開位置側に駆動されて上流側端部１４ａが塞がれた冷却管１４の本数が少なくなるほど開閉弁３２を閉じ側に制御する。このように開閉弁３２の開度を制御することにより、冷却管１４内におけるＥＧＲガスの流速が低下することを抑制できるので、冷却管１４の詰まりを抑制することができる。
【００３４】
（第２の形態）
次の図６〜図１０を参照して本発明の第２の形態に係る排気還流装置について説明する。なお、この形態においてもエンジン１については図１が参照される。図６は、第２の形態に係る排気還流装置のＥＧＲクーラ１０Ｃを拡大して示している。なお、図６において図２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６に示したようにＥＧＲクーラ１０Ｃでは、ケーシング１１の中央に冷媒室１２が形成されて冷却部４０が設けられる。また、その冷却部４０の一方の側（図６の上側）に第１バイパス通路４１が設けられ、他方の側（図６の下側）に第２バイパス通路４２が設けられる。すなわち、ＥＧＲクーラ１０Ｃでは、ケーシング１１の内部がＥＧＲガスの流れ方向と交差する方向に３段に区分され、図６において上から順に第１バイパス通路４１、冷却部４０、第２バイパス通路４２が設けられる。第２バイパス通路４２の高さは、第１バイパス通路４１の高さよりも高く設定される。そのため、第２バイパス通路４２の流路断面積は、第１バイパス通路４１の流路断面積よりも広く設定される。
【００３５】
図６に示したように冷却部４０には複数の冷却管１４が冷媒室１２を貫通するように設けられ、これら冷却管１４によって冷却部４０にＥＧＲガスが流れる流路Ｌが形成される。また、冷却部４０には冷却管１４に沿って配置される壁部４３が設けられ、この壁部４３によって冷却部４０の複数の冷却管１４は第１冷却管群４４と第２冷却管群４５とに区分される。第１冷却管群４４と第２冷却管群４５とは冷却管１４の本数が異なり、第１冷却管群４４よりも第２冷却管群４５の方が冷却管１４の本数が多い。
【００３６】
また、ＥＧＲクーラ１０Ｃは、第１切替弁４６と第２切替弁４７とを備えている。第１切替弁４６は回転軸４６ａと２枚の弁体４６ｂとを備え、図６に示したように２枚の弁体４６ｂは回転軸４６ａに約９０°離して取り付けられている。第２切替弁４７も同様に回転軸４７ａと２枚の弁体４７ｂとを備えており、２枚の弁体４７ｂは回転軸４７ａに約９０°離して取り付けられている。第１切替弁４６は、第１冷却管群４４の各冷却管１４の上流側端部１４ａをそれぞれ開放させるとともに第１バイパス通路４１を閉塞させる開放位置Ｐ１１と、第１冷却管群４４の各冷却管１４の上流側端部１４ａをそれぞれ閉塞させるとともに第１バイパス通路４１を開放させる閉塞位置Ｐ１２（図７参照）とに切り替えることができる。第２切替弁４７は、第２冷却管群４５の各冷却管１４の上流側端部１４ａをそれぞれ開放させるとともに第２バイパス通路４２を閉塞させる開放位置Ｐ２１と、第２冷却管群４５の各冷却管１４の上流側端部１４ａをそれぞれ閉塞させるとともに第２バイパス通路４２を開放させる閉塞位置Ｐ２２（図８参照）とに切り替えることができる。また、第１切替弁４６は、その位置を閉塞位置Ｐ１２に切り替えた際に弁体４６ｂと冷却管１４の上流側端部１４ａとの間に殆ど隙間ができないように設けられる。第２切替弁４７も同様に、その位置を閉塞位置Ｐ２２に切り替えた際に弁体４７ｂと冷却管１４の上流側端部１４ａとの間に殆ど隙間ができないように設けられる。
【００３７】
このＥＧＲクーラ１０Ｃによれば、複数の冷却管１４によって冷却部４０に形成される流路Ｌの断面積を４段階に調整することができる。図６に示したように第１切替弁４６を開放位置Ｐ１１に切り替えるとともに第２切替弁４７を開放位置Ｐ２１に切り替えることにより、全ての冷却管１４の上流側端部１４ａが開放される。そのため、流路Ｌの断面積が最大になる。また、この場合は第１バイパス通路４１及び第２バイパス通路４２の両方が閉塞されるので、ＥＧＲガスの全量が冷却部４０に導かれる。以下、この状態を第１状態と称することがある。
【００３８】
図７は、第１切替弁４６を閉塞位置Ｐ１２に切り替え、かつ第２切替弁４７を開放位置Ｐ２１に切り替えた状態のＥＧＲクーラ１０Ｃを示している。この場合、ＥＧＲガスは、第１バイパス通路４１及び第２冷却管群４５に導かれる。上述したように第２冷却管群４５に配置される冷却管１４の本数は、第１冷却管群４４に配置される冷却管１４の本数よりも多い。そのため、流路Ｌの断面積は２番目に大きい値となる。以下、この状態を第２状態と称することがある。
【００３９】
図８は、第１切替弁４６を開放位置Ｐ１１に切り替え、かつ第２切替弁４７を閉塞位置Ｐ２２に切り替えた状態のＥＧＲクーラ１０Ｃを示している。この場合、ＥＧＲガスは、第２バイパス通路４２及び第１冷却管群４４に導かれる。そのため、流路Ｌの断面積は３番目に大きい値となる。以下、この状態を第３状態と称することがある。
【００４０】
図９は、第１切替弁４６を閉塞位置Ｐ１２に切り替え、かつ第２切替弁４７を閉塞位置Ｐ２２に切り替えた状態のＥＧＲクーラ１０Ｃを示している。この場合、全ての冷却管１４の上流側端部１４ａが閉塞されるので、流路Ｌの断面積は０、すなわち最小になる。一方、第１バイパス通路４１及び第２バイパス通路４２の両方が開放されるので、ＥＧＲガスは全量がバイパス通路４１、４２に導かれる。以下、この状態を第４状態と称することがある。
【００４１】
第１切替弁４６の動作及び第２切替弁４７の動作は、ＥＣＵ２０にて制御される。ＥＣＵ２０は、例えばエンジン１の回転数及び負荷に基づいてＥＧＲクーラ１０Ｃの状態が切り替わるように第１切替弁４６及び第２切替弁４７を制御する。この制御は、例えば図１０に一例を示したエンジン１の回転数及び負荷とＥＧＲクーラ１０Ｃの各状態との関係をＥＣＵ２０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、このマップを参照して行えばよい。図１０に一例を示した関係は、予め実験などにより求めてＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶させておく。図１０に示したようにエンジン１の回転数が大きくなるに従って、また負荷が大きくなるに従って、ＥＧＲクーラ１０Ｃの状態が第１状態、第２状態、第３状態、第４状態の順に切り替わるように第１切替弁４６及び第２切替弁４７がそれぞれ制御される。また、ＥＣＵ２０は、エンジン１が冷却管１４に詰まりが発生し易い運転状態で運転されている場合、ＥＧＲガスを通過させる冷却管１４の本数を減少させるべくＥＧＲクーラ１０Ｃの状態を第１状態、第２状態、第３状態、第４状態の順に順次切り替えてもよい。このようにＥＧＲクーラ１０Ｃの状態を切り替えることにより、冷却管１４を通過しているときのＥＧＲガスの流速を高め、冷却管１４内への粒子状物質などの付着を抑制できる。
【００４２】
第２の形態の排気還流装置においても、ＥＧＲクーラ１０Ｃの流路Ｌの断面積をＥＧＲガスの温度や流量に応じて変化させ、これによりＥＧＲクーラ１０Ｃの冷却性能を変化させることができる。そのため、第１の形態と同様にＥＧＲガスの温度を従来より安定、かつ容易に目標温度に調整することができる。また、エンジン１が冷却管１４に詰まりが発生し易い運転状態で運転されている場合は、ＥＧＲガスを通過させる冷却管１４の本数を減少させて冷却管１４内を通過するＥＧＲガスの流速を高めることができるので、冷却管１４の詰まりを抑制できる。このようにＥＧＲクーラ１０Ｃの流路Ｌの断面積を変化させることにより、第１切替弁４６及び第２切替弁４７が本発明の冷却能力変更手段に相当する。なお、第２の形態のＥＧＲクーラ１０Ｃでは、ＥＧＲクーラに設けられる冷却管群の数は２つに限定されない。３つ以上の冷却管群を設け、これら冷却管群のうちＥＧＲガスを通過させる冷却管群の数を適宜に変更してもよい。この場合、流路の断面積をさらに細かく調整することができる。
【００４３】
（第３の形態）
図１１〜図１４を参照して本発明の第３の形態に係る排気還流装置について説明する。なお、この形態においてもエンジン１については図１が参照される。図１１は、第３の形態に係る排気還流装置のＥＧＲクーラ１０Ｄを拡大して示している。なお、図１１において図２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１１に示したようにＥＧＲクーラ１０Ｄは、ＥＧＲ通路８と接続されるメイン通路５０と、メイン通路５０に一端が接続されるとともに他端が中間室５１に接続され、かつ中間室５１にて連通される第１冷却部５２及び第２冷却部５３と、中間室５１と第２冷却部５３の接続位置より下流のメイン通路５０とを接続する第２バイパス通路としてのバイパス通路５４とを備えている。
【００４４】
第１冷却部５２は、冷却水が流通する第１冷媒室５５と第１冷媒室５５を貫通するように設けられる複数の冷却管１４とを備えている。第２冷却部５３は、冷却水が流通する第２冷媒室５６と第２冷媒室５６を貫通するように設けられる複数の冷却管１４とを備えている。図１１に示したように第１冷却部５２と第２冷却部５３とは、第１冷却部５２とメイン通路５０との接続位置が第２冷却部５３とメイン通路５０との接続位置よりも上流側に配置され、互いに隣接するように配置される。また、第１冷却部５２に配置される冷却管１４の本数及び長さと第２冷却部５３に配置される冷却管１４の本数及び長さとは、ほぼ同じに設定される。このＥＧＲクーラ１０ＤではＥＧＲガスを第１冷却部５２、第２冷却部５３の順に通過させることができるので、この形態では第１冷却部５２の冷却管１４と第２冷却部５３の冷却管１４とによって流路Ｌが形成される。そのため、第１冷却部５２及び第２冷却部５３の両方が本発明の冷却部に相当する。そして、第１冷却部５２が本発明の第１区間に相当し、第２冷却部５３が第２区間に相当する。
【００４５】
また、ＥＧＲクーラ１０Ｄは、メイン通路５０に設けられ、メイン通路５０を塞いでＥＧＲガスを第１冷却部５２に導く導入位置Ｐ３１とメイン通路５０を開放するとともに第２冷却部５３からのＥＧＲガスの流出を阻止するバイパス位置Ｐ３２（図１３参照）との間で切り替え可能な第１弁手段としての第１切替弁５７と、バイパス通路５４へのＥＧＲガスの流入を阻止するとともに第２冷却部５３へのＥＧＲガスの流入を許可する許可位置Ｐ４１とバイパス通路５４へのＥＧＲガスの流入を許可するとともに第２冷却部５３へのＥＧＲガスの流入を阻止する阻止位置Ｐ４２（図１２参照）との間で切り替え可能な第２弁手段としての第２切替弁５８とを備えている。
【００４６】
このＥＧＲクーラ１０Ｄによれば、第１切替弁５７及び第２切替弁５８の位置を切り替えることにより、ＥＧＲクーラ１０ＤによるＥＧＲガスの冷却性能を変化させることができる。図１１は、第１切替弁５７を導入位置Ｐ３１に切り替え、かつ第２切替弁５８を許可位置Ｐ４１に切り替えた状態のＥＧＲクーラ１０Ｄを示している。この場合、ＥＧＲガスは図１１に矢印Ａで示したようにメイン通路５０から第１冷却部５２に導かれ、その後第１冷却部５２及び第２冷却部５３を通過してメイン通路５０に戻される。ＥＧＲガスは第１冷却部５２の冷却管１４及び第２冷却部５３の冷却管１４を通過するので、ＥＧＲクーラ１０Ｄにおける流路Ｌの長さは第１冷却部５２の冷却管１４の長さと第２冷却部５３の冷却管１４の長さを合計した長さとなり、流路Ｌの長さが最大になる。そのため、この状態が本発明の最長状態に相当する。また、ＥＧＲガスの全量が両方の冷却部５２、５３を通過するので、ＥＧＲクーラ１０Ｄの冷却性能が最も高くなる。以下、この状態を第１１状態と称することがある。
【００４７】
図１２は、第１切替弁５７を導入位置Ｐ３１に切り替え、かつ第２切替弁５８を阻止位置Ｐ４２に切り替えた状態のＥＧＲクーラ１０Ｄを示している。この場合、図１２に矢印Ｂで示したようにＥＧＲガスの全量が第１冷却部５２に導かれ、その後バイパス通路５４を介してメイン通路５０に導かれる。そのため、この状態ではＥＧＲクーラ１０Ｄにおける流路Ｌの長さが第１冷却部５２の冷却管１４の長さとなり、２番目に長い値になる。そのため、この状態が本発明の中間状態に相当する。また、この状態では、ＥＧＲガスの全量が第１冷却部５２に導かれて冷却されるので、ＥＧＲクーラ１０Ｄの冷却性能が２番目に高い値となる。以下、この状態を第１２状態と称することがある。
【００４８】
図１３は、第１切替弁５７をバイパス位置Ｐ３２に切り替え、かつ第２切替弁５８を阻止位置Ｐ４２に切り替えた状態のＥＧＲクーラ１０Ｄを示している。この場合、図１３に矢印Ｃで示したようにＥＧＲガスの一部が第１冷却部５２に導かれ、残りのＥＧＲガスはそのままメイン通路５０を通過する。第１冷却部５２に導かれたＥＧＲガスは、第１冷却部５２で冷却され、その後バイパス通路５４を介してメイン通路５０に導かれる。そのため、この状態では第１冷却部５２に導かれた一部のＥＧＲガスのみが冷却されるので、ＥＧＲクーラ１０Ｄの冷却性能が３番目に高い値となる。以下、この状態を第１３状態と称することがある。
【００４９】
図１４は、第１切替弁５７をバイパス位置Ｐ３２に切り替え、かつ第２切替弁５８を許可位置Ｐ４１に切り替えた状態のＥＧＲクーラ１０Ｄを示している。この場合、第１切替弁５７によって第２冷却部５３からのＥＧＲガスの排出が阻止されるとともに第２切替弁５８によって中間室５１からバイパス通路５４へのＥＧＲガスの排出が阻止される。そのため、メイン通路５０から第１冷却部５２へのＥＧＲガスの流れを阻害し、ＥＧＲガスの全量を図１４に矢印Ｄで示したようにメイン通路５０を通過させてＥＧＲクーラ１０Ｄから排出させることができる。この状態ではＥＧＲクーラ１０Ｄにおける流路Ｌの長さが０すなわち最小になる。そのため、この状態が本発明の最短状態に相当する。また、この状態ではＥＧＲクーラ１０ＤにてＥＧＲガスの冷却が行われないため、ＥＧＲクーラ１０Ｄの冷却性能が最も低くなる。以下、この状態を第１４状態と称することがある。なお、このようにＥＧＲガスを第１冷却部５２及び第２冷却部５３を迂回させてこれら冷却部５２、５３の下流に導くことにより、メイン通路５０が本発明の第１バイパス通路として機能する。
【００５０】
ＥＧＲクーラ１０Ｄの第１切替弁５７及び第２切替弁５８は、ＥＣＵ２０にて制御される。ＥＣＵ２０は、上述した第２の形態と同様にエンジン１の回転数及び負荷に応じてＥＧＲクーラ１０Ｄの状態が切り替わるように第１切替弁５７及び第２切替弁５８を制御する。この形態では、エンジン１の回転数が大きくなるに従って、またエンジン１の負荷が大きくなるに従ってＥＧＲクーラ１０Ｄの状態が第１１状態、第１２状態、第１３状態、第１４状態の順に切り替わるように第１切替弁５７及び第２切替弁５８が制御される。そこで、例えば図１０に一例を示した関係の第１状態を第１１状態に、第２状態を第１２状態に、第３状態を第１３状態に、第４状態を第１４状態にそれぞれ代えたマップをＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶させておき、このマップを参照して第１切替弁５７及び第２切替弁５８をそれぞれ制御すればよい。また、ＥＣＵ２０は、エンジン１が冷却管１４に詰まりが発生し易い運転状態で運転されている場合、冷却管１４を通過しているときのＥＧＲガスの流速を高めるべくＥＧＲクーラ１０Ｄの状態を切り替える。この場合、ＥＣＵ２０は、例えば第１１形態、第１３形態、第１２形態、第１４形態の順にＥＧＲクーラ１０Ｄの状態を切り替える。このようにＥＧＲクーラ１０Ｄの状態を切り替えることにより冷却管１４を通過しているときのＥＧＲガスの流速を順に高くし、第１４形態では第１冷却部５２及び第２冷却部５３へのＥＧＲガスの流入を阻止できるので、冷却管１４内への粒子状物質などの付着を抑制できる。
【００５１】
第３の形態の排気還流装置では、ＥＧＲクーラ１０Ｄの流路Ｌの長さをＥＧＲガスの温度や流量に応じて変化させ、これによりＥＧＲクーラ１０Ｄの冷却性能を変化させることができる。そのため、他の形態と同様にＥＧＲガスの温度を従来より安定、かつ容易に目標温度に調整することができる。また、エンジン１が冷却管１４に詰まりが発生し易い運転状態で運転されている場合は、冷却管１４内を通過しているときのＥＧＲガスの流速が高くなるようにＥＧＲクーラ１０Ｄの状態を切り替えるので、冷却管１４の詰まりを抑制できる。なお、このようにＥＧＲクーラ１０Ｄの流路Ｌの長さを変化させることにより、第１切替弁５７及び第２切替弁５８が本発明の冷却能力変更手段に相当する。
【００５２】
第３の形態では、ＥＧＲクーラ１０Ｄに設ける冷却部の数は２つに限定されない。３つ以上の冷却部を設け、これら冷却部のうちＥＧＲガスを通過させる冷却部の数を変化させて流路の長さを変更してもよい。この場合、流路の長さをより細かく調整することができる。また、各冷却部に配置する冷却管の本数、冷却管の長さ、及び冷却管の内径は互いに異なっていてもよい。この場合、各冷却部の冷却能力が互いに異なるため、ＥＧＲガスを通過させる冷却部の組み合わせによってさらにＥＧＲガスの温度の制御精度を向上させることができる。
【００５３】
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、本発明はディーゼルエンジンに限らず、ガソリンその他の燃料を利用する各種の内燃機関に適用してよい。上述した各形態では、ＥＧＲクーラの流路の断面積又は流路の長さのいずれかを変更してＥＧＲクーラの冷却能力を変化させたが、例えば第３の形態の各冷却部に第１の形態のスライド弁を設け、これらをそれぞれ制御してＥＧＲクーラの流路の断面積及び流路の長さの両方を変更してもよい。この場合、ＥＧＲガスの温度の制御精度をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【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】図１のＥＧＲクーラの内部を拡大して示す図。
【図３】図２の範囲Ａを拡大して示す図。
【図４】ＥＣＵが実行する弁制御ルーチンを示すフローチャート。
【図５】第１の形態に係る排気還流装置の変形例の要部を示す図。
【図６】本発明の第２の形態に係る排気還流装置のＥＧＲクーラが第１状態のときの内部を拡大して示す図。
【図７】第２の形態のＥＧＲクーラが第２状態のときの内部を示す図。
【図８】第２の形態のＥＧＲクーラが第３状態のときの内部を示す図。
【図９】第２の形態のＥＧＲクーラが第４状態のときの内部を示す図。
【図１０】エンジンの回転数及び負荷とＥＧＲクーラの状態との対応関係の一例を示す図。
【図１１】本発明の第３の形態に係る排気還流装置のＥＧＲクーラが第１１状態のときの内部を拡大して示す図。
【図１２】第３の形態のＥＧＲクーラが第１２状態のときの内部を示す図。
【図１３】第３の形態のＥＧＲクーラが第１３状態のときの内部を示す図。
【図１４】第３の形態のＥＧＲクーラが第１４状態のときの内部を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
１  内燃機関
４  吸気通路
５  排気通路
８  ＥＧＲ通路
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ  ＥＧＲクーラ
１２  冷媒室
１４  冷却管
１６  スライド弁（スライド弁手段、冷却能力変更手段）
１６ａ  弁体
１８  冷却部
２０  エンジンコントロールユニット（制御手段）
３０  冷却部
３１  バイパス通路
３２  開閉弁（バイパス弁手段）
４０  冷却部
４１  第１バイパス通路
４２  第２バイパス通路
４４  第１冷却管群
４５  第２冷却管群
４６  第１切替弁（冷却能力変更手段）
４７  第２切替弁（冷却能力変更手段）
５０  メイン通路（第１バイパス通路）
５２  第１冷却部（第１区間）
５３  第２冷却部（第２区間）
５４  バイパス通路（第２バイパス通路）
５７  第１切替弁（第１弁手段、冷却能力変更手段）
５８  第２切替弁（第２弁手段、冷却能力変更手段）
Ｌ  流路
【図１】
2009036063.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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