JP5494510B2 - 排気還流装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両に搭載される内燃機関に用いられる排気還流装置に関する。

従来、内燃機関から排出される排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を低減するために、排気の一部を吸気路に導く排気還流装置（Exhaust Gas Recirculation 装置）がある。排気の一部が燃焼室に供給されることによって、燃焼室内の温度上昇が抑制されるので、ＮＯｘの発生が抑制される。

一方、内燃機関の運転状態によっては、排気中に未燃燃料と煤とが含まれる場合がある。排気中に含まれる未燃燃料と煤とが組み合わさることによって、排気還流装置において排気が流動する流路中にデポジットが堆積する。

このため、排気還流装置は、排気を浄化するための触媒を備えている。触媒は、活性温度まで温度が上昇することによって性能が充分に発揮される。触媒の温度を活性温度まで早く昇温するために、触媒を収容するハウジングを排気マニホールドに当接させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２５７９０５号公報

一方、吸気路や排気還流路には、スロットルバルブや温度センサなどの電子部品が設けられている。吸気路に導かれる排気の温度がこれら部品の耐熱温度をこえることは好ましくない。また内燃機関から排出される排気の悪化を回避するため、内燃機関を常に最適な運転状態に保つために、吸気温度を検出し，それに応じて燃料の噴射時期や噴射量、噴射回数、着火時期、吸入空気量や排気還流量の調整など、複数のパラメータを同時に制御しており、制御が複雑な上、制御項目が多くばらつきが発生しやすい。

このため、本願発明は、デポジットを抑制しつつ，吸気路に導かれる排気の温度を容易に調整できる排気還流装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明の排気還流装置は、内燃機関の燃焼室に連通し排気系の一部を構成する排気通路と、前記排気系から排気の一部を吸気通路へ導く排気還流通路と、前記排気還流通路に形成される触媒装置と、前記排気通路の一部と前記触媒装置とを覆うカバー部材と、前記カバー部材に形成される開口を開閉することによって前記開口の開度を調整する開閉扉部材と、前記開閉扉部材を制御して前記吸気通路へ導かれる前記排気の温度を調整する温度調整手段と、前記温度調整手段を制御する制御手段と、前記燃焼室へ供給される空気と前記排気との混合気の温度を検出する混合気温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記混合気の温度が所定温度となるように前記開口の開度を制御する。

請求項２に記載の発明の排気還流装置は、請求項１に記載の発明において、前記触媒装置の昇温が必要か否かを判定する昇温判定手段を備える。前記制御手段は、前記昇温判定手段が前記触媒装置の昇温が必要であると判定した場合、前記開閉扉部材を制御して前記開口の開度を小さくする。

請求項３に記載の発明の排気還流装置は、請求項２に記載の発明において、前記昇温判定手段は、前記燃焼室を冷却する冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段を備え、前記冷媒温度検出手段で検出される前記冷媒の温度に基づいて、前記触媒装置の昇温が必要であるかまたは不要であるかを判定する。

請求項４に記載の発明の排気還流装置は、請求項１に記載の発明において、前記排気還流通路において前記触媒装置の下流に設けられ前記排気を冷却する冷却装置と、前記排気還流通路において前記触媒装置の下流に設けられて前記冷却装置を迂回する迂回通路とを備える。前記制御手段は、前記混合気の温度が前記所定温度となるように、前記開口の開度と前記迂回通路を流れる前記排気の流量とを制御する。

請求項５に記載の発明の排気還流装置では、請求項４に記載の発明において、前記制御手段は、前記混合気の温度が前記所定温度より小さい場合は、前記開口の開度を最小にした後に前記迂回通路を流れる前記排気の流量を変更する。

請求項６に記載の発明の排気還流装置では、請求項４または５に記載の発明において、前記制御手段は、前記混合気の温度が前記所定温度より大きい場合は、前記迂回通路を流れる前記排気の流量を０にした後に前記開口の開度を変更する。

本発明によれば、デポジットを抑制しつつ，吸気路に導かれる排気の温度を容易に調整できる排気還流装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る排気還流装置を備える内燃機関システムを示す概略図。 図１中に示されるＦ２―Ｆ２線に沿って示す内燃機関システムの断面図。 図１に示された排気還流装置のカバー部材を車体上下方向に沿って上側から見た状態を示す平面図。 図２に示すＦ４−Ｆ４線に沿って示す排気還流装置の断面図。 図２に示された排気還流装置を図４と同じに切断した状態を示すとともに開口の最大開き状態を示す断面図。 図１に示された排気還流装置の動作を示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態に係る排気還流装置を備える内燃機関システムを示す概略図。 図７に示された排気還流装置の動作を示すフローチャート。 図７に示された開口と開閉板とを拡大して示す断面図。 本発明の第３の実施形態に係る排気還流装置を備える内燃機関システムを示す概略図。 本発明の第４の実施形態に係る排気還流装置を備える内燃機関システムを示す概略図。 図１１に示された排気還流装置の動作を示すフローチャート。 本発明の第５の実施形態に係る排気還流装置を備える内燃機関システムを示す概略図。 図１３に示された排気還流装置の動作を示すフローチャート。

本発明の第１の実施形態に係る排気還流装置を、図１〜６を用いて説明する。図１は、内燃機関システム１０を示す概略図である。図１に示すように、内燃機関システム１０は、内燃機関２０と、吸気系３０と、排気系４０と、排気還流装置５０とを備えている。内燃機関２０は、自動車１に搭載されている。自動車１は、排気還流装置を備える車両の一例である。

図１中、自動車１のエンジンルーム２の外郭を２点鎖線で示している。自動車１は、内燃機関２０の図示しないクランクシャフトから得られる回転力によって車輪を駆動し、走行可能となる。内燃機関２０は、本実施形態では一例として、４気筒のレシプロ式の内燃機関であり、燃焼室２１〜２４を備えている。内燃機関２０は、シリンダヘッド２５と、図示しないシリンダブロックとを備えている。図１中、燃焼室２１〜２４を点線で示している。内燃機関２０の内部には、燃焼室２１〜２４を冷却する冷媒が流れる冷媒流路が形成されている。本実施形態では、冷媒の一例として冷却水Ｃが用いられる。

吸気系３０は、燃焼室２１〜２４に空気、または、空気と後述する排気還流装置５０によって吸気系３０に戻される排気Ｇとの混合気とを導く吸気通路３８と、スロットルバルブ３１とを備える。吸気通路３８は、吸気マニホールド３２を備える。吸気マニホールド３２は、シリンダヘッド２５に固定されており、燃焼室２１〜２４に連通する枝部３３〜３６と、枝部３３〜３６が合流する合流部３７とを備えている。合流部３７は、枝部３３〜３６が１つになる部位である。

吸気通路３８において吸気マニホールド３２の上流には、スロットルバルブ３１が設けられている。スロットルバルブ３１は、開度を調整することによって、燃焼室２１〜２４に供給される空気、または、空気と排気Ｇとの混合気の量を調整する。

排気系４０は、燃焼室２１〜２４に連通する排気通路４１を備えている。排気通路４１は、排気マニホールド４２を備えている。排気マニホールド４２は、燃焼室２１〜２４に連通している。排気マニホールド４２は、燃焼室２１〜２４に連通する枝部４３〜４６と、枝部４３〜４６が合流する合流部４８とを備えている。合流部４８は、枝部４３〜４６が１つになる部位である。図１中、合流部４８は、２点鎖線で囲って示されている。また、図１中、排気マニホールド４２において合流部４８と合流部４８の近傍である２点鎖線で示す範囲Ｆ２１を拡大して示している。範囲２１中においても合流部４８を２点鎖線で示している。

なお、図１中では、排気通路４１において排気マニホールド４２以外の部分４１ａは、一部のみ図示されている。排気マニホールド４２については、後で具体的に説明する。

内燃機関２０は、吸気マニホールド３２に対して排気マニホールド４２が車体後側に位置するように、かつ、燃焼室２１〜２４が並ぶ方向が車幅方向沿うように配置され、固定されている。

図１に示すように、排気還流装置５０は、燃焼室２１〜２４から排出される排気Ｇの一部を、吸気系３０に導く。図２は、図１中に示されるＦ２―Ｆ２線に沿って示す、内燃機関システム１０の断面図である。図２は、排気還流装置５０のカバー部材９０の内側を示している。

図１，２に示すように、排気還流装置５０は、排気マニホールド４２と、上流側排気還流通路６０と、触媒装置７０と、下流側排気還流通路８０と、カバー部材９０と、排気Ｇの温度を調節する制御手段１７０とを備えている。

上流側排気還流通路６０は、排気マニホールド４２に連通するとともに、触媒装置７０に連通する。下流側排気還流通路８０は、触媒装置７０に連通するとともに吸気通路３８に連通する。上流側排気還流通路６０と、触媒装置７０と、下流側排気還流通路８０とは、排気Ｇを吸気系３０へ導く排気還流通路１２０を構成する。

図１，２に示すように、排気マニホールド４２は、枝部４３〜４６が車幅方向に並でおり、それゆえ、車幅方向に長い形状である。合流部４８は、排気マニホールド４２において枝部４３〜４６が並ぶ方向（本実施形態では、車幅方向）にそって中央に配置されている。

上流側排気還流通路６０は、第１の連結通路部６１と、上流側蛇腹管部材６２とを備えている。第１の連結通路部６１は、例えば管部材で形成される。第１の連結通路部６１の上流端６３は、排気マニホールド４２の複数の枝部４３〜４６において枝部４３〜４６が並ぶ方向の一端に配置される枝部４６に連通している。また、第１の連結通路部６１は、枝部４６の車体上側の壁部に固定されている。

ここで、車体上下方向Ａについて説明する。車体上下方向Ａは、排気還流装置５０を備える車両（本実施形態では自動車１）が、重力の作用する方向に垂直な平面上に配置されたときに重力の作用する方向と平行な方向である。そして、重力の作用する方向を下方向とし、重力の働く方向に逆らう方向を上方向とする。

排気還流装置５０の説明に戻る。第１の連結通路部６１は、排気マニホールド４２の車体上方において、枝部４３〜４６の並ぶ方向に延びている。第１の連結通路部６１の全体は、図１，２に示すように、排気マニホールド４２に車体上下方向Ａに重なる。

上流側蛇腹管部材６２は、第１の連結通路部６１の下流端に連通している。上流側蛇腹管部材６２は、排気マニホールド４２に対して車体上下方向Ａに沿って上方に配置されている。上流側蛇腹管部材６２は、枝部４３〜４６が並ぶ方向に延びている。上流側蛇腹管部材６２の全体は、車体上下方向Ａに沿って排気マニホールド４２に重なっている。上流側蛇腹管部材６２は、蛇腹形状であることによって、当該上流側蛇腹管部材６２の延びる方向に伸縮可能である。上流側蛇腹管部材６２の下流端は、触媒装置７０に連通している。

触媒装置７０は、排気マニホールド４２に対して車体上下方向Ａに沿って上方に配置されている。なお、触媒装置７０は、排気マニホールド４２に接触していない。触媒装置７０は、ハウジング７１と、触媒７２と、複数のフィン７３とを備えている。ハウジング７１は、後述される触媒７２を収容する本体部７１ａと、上流側蛇腹管部材６２に連通する上流側連通部７１ｂと、後述する下流側排気還流通路８０に連通する下流側連通部７１ｃとを備えている。本体部７１ａは、例えば円筒形状である。

触媒７２は、ハウジング７１の本体部７１ａ内に収容されている。図２では、本体部７１ａの一部が切りかかれており、内部に収容される触媒７２の一部が示されている。上流側連通部７１ｂが上流側蛇腹管部材６２の下流端に連通している。触媒装置７０（ハウジング７１）の略全体は、車体上下方向Ａに沿って排気マニホールド４２に重なっている。なお、触媒装置７０の全体が車体上下方向Ａに排気マニホールド４２に重なっていてもよい。触媒７２の略全体は、車体上下方向Ａに、排気マニホールド４２に重なっている。なお、触媒７２の全体は車体上下方向Ａに排気マニホールド４２に重なってもよい。また、ハウジング７１の本体部７１ａの上流側端部７４は、車体上下方向Ａに沿って排気マニホールド４２の合流部４８に重なっている。このため、触媒７２の上流側端部は、車体上下方向Ａに排気マニホールド４２に重なっている。

複数のフィン７３は、内側にハウジング７１が嵌る複数貫通孔を有している。貫通孔の縁部全域は、ハウジング７１の外周面に接触している。各フィン７３は、車体上下方向Ａに延びており、ハウジング７１の延びる方向に互いに離間して配置されている。複数のフィン７３は、本体部７１ａに均等に配置されている。各フィン７３は、排気マニホールド４２に接触しない。

フィン７３と排気マニホールド４２との間の隙間について説明する。内燃機関２０が運転を開始し、排気マニホールド４２内と触媒装置７０内とを排気Ｇが流動すると、排気マニホールド４２とハウジング７１とは、排気Ｇの熱によって熱膨張をする。ハウジング７１と排気マニホールド４２とが熱膨張をしていない状態での各フィン７３と排気マニホールド４２との間の隙間は、内燃機関２０の運転時に各フィン７３と排気マニホールド４２とが熱膨張をしても、各フィン７３と排気マニホールド４２とが接触しないように考慮されて設定されている。この隙間は、実験などによって求めることができる。

図１に示すように、下流側排気還流通路８０は、下流側蛇腹管部材８１と、第２の連結通路部８２とを備えている。図２に示すように、下流側蛇腹管部材８１の上流端は、触媒装置７０のハウジング７１の下流側連通部７１ｃに連通している。図１，２に示すように、下流側蛇腹管部材８１は、排気マニホールド４２に対して車体上下方向Ａに沿って車体上方に配置されている。そして、下流側蛇腹管部材８１の略全体は、車体上下方向Ａに沿って排気マニホールド４２に重なっている。なお、下流側蛇腹管部材８１の全体は、上流側蛇腹管部材６２のように、車体上下方向Ａに沿って排気マニホールド４２に重なってもよい。下流側蛇腹管部材８１は、枝部４３〜４６が延びる方向に沿って延びている。下流側蛇腹管部材８１は、延びる方向に伸縮可能である。

第２の連結通路部８２は、例えば管部材で形成される。第２の連結通路部８２は、下流側蛇腹管部材８１の下流端に連通している。図１に示すように、第２の連結通路部８２は、吸気系３０においてスロットルバルブ３１の下流であって吸気マニホールド３２の上流に連通している。

図１中、カバー部材９０は、２点鎖線で示している。図３は、カバー部材９０を車体上下方向Ａに沿って上側から見た平面図である。図１〜３に示すように、カバー部材９０は、排気マニホールド４２の全体と、上流側排気還流通路６０の全体と、下流側蛇腹管部材８１の全体と、第２の連結通路部８２の上流端部とを覆っている。図４は、図２に示すＦ４−Ｆ４線に沿って示す排気還流装置５０の断面図である。なお、図４中では、吸気系３０は省略されている。

図１〜４に示すように、カバー部材９０は、車体上下方向Ａに沿って上側に位置する上壁部９２と、周壁部９３とを備えている。カバー部材９０は、図示しないブラケットによって、例えば排気マニホールド４２に固定されている。

周壁部９３は、触媒装置７０と内燃機関２０との間に配置される第１の縦壁部９４と、触媒装置７０を挟んで内燃機関２０と反対側に配置される第２の縦壁部９５と、第１，２の縦壁部９４，９５を連結する第３，４の縦壁部９６，９７を備えている。

図４に示すように、第１の縦壁部９４は、排気マニホールド４２の車体上下方向Ａに沿って上端から上方に延びている。第１の縦壁部９４の下端と排気マニホールド４２との間の隙間は、小さい。または、第１の縦壁部９４の下端は、排気マニホールド４２に固定されて隙間がなくてもよい。第２〜４の縦壁部９５〜９７は、車体上下方向Ａに沿って排気マニホールド４２の下端と略同じ位置まで延びている。または、第２〜４の縦壁部９５〜４７は、車体上下方向Ａに沿って排気マニホールド４２の下端と同じ位置または排気マニホールド４２の下端よりも下方の位置まで延びてもよい。第２の縦壁部９５と排気マニホールド４２との間の隙間は小さい。または、第２の縦壁部９５は排気マニホールド４２に接触しており、それゆえ、排気マニホールドと第２の縦壁部９５との間に隙間がなくてもよい。

同様に、第３，４の縦壁部９６，９７と排気マニホールド４２との間に隙間がなくてもよい。言い換えると、カバー部材９０と排気マニホールド４２との間に隙間がなくてもよい。

上壁部９２は、周壁部９３の上端に設けられており、周壁部９３の上端を覆っている。図２，３に示すように、上壁部９２には、開口９１が設けられている。開口９１は、車体上下方向Ａに触媒装置７０の触媒７２の少なくとも一部と重なる大きさを有している。本実施形態では、開口９１は、枝部４３〜４６が並ぶ方向に長い長孔である。

制御手段１７０は、冷媒Ｌの温度を検出する冷媒温度検出センサ１８０と、カバー部材９０に形成される開口９１を開閉する開閉装置１００と、制御部１９０とを備えている。冷媒温度検出センサ１８０は、内燃機関２０に設けられている。

開閉装置１００は、開口９１を開閉する。開閉装置１００は、一例として、開口９１を覆う開閉板１０１と、開閉板１０１の姿勢（位置）を変化することによって開口９１が開く状態と開口９１が開閉板１０１によって覆われて閉じる状態とを切り替え可能な駆動装置１０２とを備えている。開閉板１０１は、本発明で言う開閉扉部材の一例である。

開閉板１０１は、車体上下方向Ａに見たときに開口９１より若干小さい大きさを有する。開閉板１０１は、回転軸１０３が設けられている。回転軸１０３は、枝部４３〜４６が並ぶ方向に延びている。回転軸１０３の両端部１０４，１０５は、開閉板１０１が開口９１にセットされたときに開口９１よりも外側に出る。回転軸１０３は、開閉板１０１において長手方向と直交する方向に沿って中央に配置されている。開口９１の縁部には、回転軸１０３の両端部１０４，１０５を回転可能に支持する軸受部１０６，１０７が設けられている。

回転軸１０３の両端部１０４，１０５が軸受部１０６，１０７に支持されている状態において開閉板１０１が回転軸１０３回りに回転することによって、開口９１の開度が調整される。また、開口９１は、最大開き状態Ｐ１と、最小開き状態Ｐ２とが切り替わる。図３，４に示す状態は、開口９１の最小開き状態Ｐ２を示している。図５は、排気還流装置５０を、図４と同じに切断した状態を示すとともに、開口９１の最大開き状態Ｐ１を示している。

最大開き状態Ｐ１は、開口９１において開閉板１０１によって覆われていない面積が最大となる状態であり、開口９１の開度が最大となる状態である。最大開き状態Ｐ１では、開閉板１０１の姿勢は、車体上下方向Ａに沿う。最小開き状態Ｐ２は、開閉板１０１が車体前後方向に沿う姿勢になることによって開口９１が開閉板１０１によって覆われて最も閉じた状態である。言い換えると、開口９１が全閉した状態である。最小開き状態Ｐ２では、開口９１の開度は、最小となる。本実施形態では、最も閉じた状態とは、図４に示すように、開口９１と開閉板１０１との間に隙間があり、完全に開口９１が密閉された状態ではないが開口９１が最も覆われた状態を示す。

駆動装置１０２は、回転軸１０３を回転駆動するアクチュエータである。本実施形態では、アクチュエータの一例として電動モータが用いられる。回転軸１０３は、駆動装置１０２によって回転される。また、駆動装置１０２は、回転軸１０３の回転角度を検出する回転角度検出センサ１０２ａを備えている。

図１，２に示すように、制御部１９０は、冷媒温度検出センサ１８０と、駆動装置１０２と、回転角度検出センサ１０２ａとに接続されている。

制御部１９０は、冷媒温度検出センサ１８０の検出結果が送信される。冷媒温度検出センサ１８０は、本発明で言う冷媒温度検出手段の一例である。制御部１９０は、冷媒温度検出センサ１８０の検出結果に基づいて、冷却水Ｃの温度を検出するとともに冷却水Ｃの温度に基づいて内燃機関２０の暖機運転が完了したか否かを判定する。

制御部１９０と冷媒温度検出センサ１８０とは、冷却水Ｃの温度に基づいて触媒装置７０の昇温が必要か否かを判定する。制御部１９０と冷媒温度検出センサ１８０とは、本発明で言う昇温判定手段の一例を構成する。

暖機運転の完了を判定する冷却水Ｃ温度の閾値Ｔｗｈは、予め制御部１９０に記憶されている。制御部１９０は、冷却水Ｃの温度が閾値Ｔｗｈ以下であると、内燃機関２０の暖機運転が完了していないと判定する。内燃機関２０の温度がＴｗｈより大きいと、内燃機関２０の暖機運転が完了したと判定する。暖機運転の完了を判定する温度の閾値Ｔｗｈは、予め実験などによって得ることができる。制御部１９０は、本発明で言う制御手段の一例を構成する。

制御部１９０は、駆動装置１０２を制御して、開閉板１０１を回転する。制御部１９０は、回転角度検出センサ１０２ａの検出角度が送信される。制御部１９０は、回転角度検出センサ１０２ａの結果に基づいて開閉板１０１の姿勢を検出する。このことによって、制御部１９０は、開口９１の開度を得ることができる。より具体的には、制御部１９０は、開口９１が最大開き状態Ｐ１であるのか、または、最小開き状態Ｐ２であるのかなどを得ることができる。なお、開口９１の開度は、開閉板１０１の姿勢によって変化する。開口９１の開度は、開閉板１０１の姿勢に応じて予め決定されており制御部１９０に記憶されている。制御部１９０は、開閉板１０１の姿勢から、開口９１の開度を求めることができる。また、制御部１９０は、内燃機関２０の動作開始および動作完了を検出する。駆動装置１０２ａと回転角度検出センサ１０２ａとは、本発明で言う温度調整手段を構成する。

つぎに、排気還流装置５０の動作を説明する。図６は、排気還流装置５０の動作を示すフローチャートである。まず、内燃機関２０が運転開始後、内燃機関２０の暖気運転が完了するまでの動作を説明する。なお、暖機運転は、冷却水Ｃの温度が暖機運転の完了を判定する温度である、閾値Ｔｗｈをこえると、完了したと判定される。次に説明される動作の一例は、冷却水Ｃの温度が閾値Ｔｗｈ以下のときの動作である。

図６に示すように、ステップＳＴ１では、内燃機関２０が駆動しているか否かが判定される。制御部１９０は、上記のように、内燃機関２０の開始および完了を検出する。この制御では、内燃機関２０が駆動されるので、制御部１９０は、内燃機関２０が駆動していると判定する。ついで、ステップＳＴ２に進む。

ステップＳＴ２では、制御部１９０は、フラグが１であるか否かを判定する。内燃機関２０の直後では、フラグは０に設定されている。内燃機関２０の駆動開始後初めてステップＳＴ２に到達した場合では、フラグは０のままであるので、制御部１９０は、フラグが１ではないと判定する。ついで、ステップＳＴ３に進む。ステップＳＴ３では、制御部１９０は、フラグを１にセットする。ついで、ステップＳＴ４に進む。

ステップＳＴ４では、制御部１９０は、駆動装置１０２を制御して開閉板１０１を回転するとともに回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて開閉板１０１の姿勢を調整して開口９１を最小開き状態Ｐ２にする。ついで、ステップＳＴ５に進む。

ステップＳＴ５では、制御部１９０は、冷媒温度検出センサ１８０に検出結果である冷却水Ｃの温度が暖機運転の完了を判定する閾値Ｔｗｈより大きいか否かを判定する。この状態は、冷却水Ｃの温度が閾値Ｔｗｈ以下であるので、ステップＳＴ６に進む
冷却水Ｃの温度が閾値Ｔｗｈ以下ということは、内燃機関２０を昇温する必要がある。制御部１９０は、内燃機関２０を昇温するために、触媒装置７０を昇温して排気Ｇの温度を上げて冷却水Ｃの温度を上げる必要があると判定する。つまり、触媒装置７０を昇温する必要があると判定する。

ステップＳＴ６では、制御部１９０は、駆動装置１０２を制御するとともに回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて、開口９１を最小開き状態Ｐ２にする。内燃機関２０の開始後、冷却水Ｃの温度が閾値Ｔｗｈをこえない状態では、開口９１は、最小開き状態Ｐ２が維持される。言い換えると、開閉板１０１の姿勢は、開口９１が最小開き状態Ｐ２に維持されるように、維持される。ついで、ステップＳＴ１に戻る。内燃機関２０の暖機運転が完了するまでは、上記ステップＳＴ１〜ＳＴ６の動作が繰り返される。なお、内燃機関２０の駆動開始後ステップＳＴ２に２回目に到達すると、その時点ではフラグは１に設定されているので、ステップＳＴ２からステップＳＴ５に進む。

ステップＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ５，ＳＴ６が繰り返される間は、排気マニホールド４２は、排気Ｇの熱によって昇温される。昇温された排気マニホールド４２によって、排気マニホールド４２の周囲の空気は昇温される。排気マニホールド４２の周囲はカバー部材９０によって囲まれているため、排気マニホールド４２の熱は、排気マニホールド４２の周囲の空気（カバー部材９０の内側の空気）に効率よく伝達される。このため、内燃機関２０の運転開始時のように排気Ｇの温度が低い場合であっても、カバー部材９０の内側の温度は、早く昇温される。

昇温された空気は、車体上下方向Ａに沿って上方に流れるとともに、触媒装置７０に当たる。昇温された空気が当たることによって、触媒装置７０（触媒７２）は、昇温される。運転開始時のように排気Ｇの温度が低い場合であっても、触媒７２は効率よく昇温される。また、排気マニホールド４２から放射される放射熱が触媒装置７０に到達することによって、触媒７２が昇温される。また、ハウジング７１に複数のフィン７３が設けられることによって、触媒装置７０における熱を受け取る表面積が大きくなるので、触媒７２がより一層早期に昇温される。

排気マニホールド４２によって暖められた空気と、排気マニホールド４２から放射される放射熱は、上記のように触媒７２を昇温すると同様に、カバー部材９０の内側に収容される上流側排気還流通路６０（第１の連結通路部６１と上流側蛇腹管部材６２）と、下流側排気還流通路８０（第２の連結通路部８２の一部と下流側蛇腹管部材８１）とを昇温する。

上流側蛇腹管部材６２は、蛇腹形状であることによって表面積が大きい。このため、上流側蛇腹管部材６２は、排気マニホールド４２から供給される熱が効率よく伝達されるので、早期に昇温される。この結果、触媒７２に導かれる排気Ｇを昇温できるので、触媒７２を早期に昇温できる。

第１の連結通路部６１と、上流側蛇腹管部材６２と、触媒装置７０のハウジング７１と、下流側蛇腹管部材８１と、第２の連結通路部８２とは、昇温されることによって熱膨張をする。上流側蛇腹管部材６２と下流側蛇腹管部材８１とは、第１の連結通路部６１と上流側蛇腹管部材６２と触媒装置７０のハウジング７１と下流側蛇腹管部材８１と第２の連結通路部８２とが並ぶ方向に伸縮可能な蛇腹形状である。このため、上流側蛇腹管部材６２と下流側蛇腹管部材８１とは、上記の各構成要素の熱膨張に合わせて伸縮する。このことによって、上記構成要素の熱膨張が吸収される。

排気マニホールド４２を流れる排気Ｇの一部は、排気還流通路１２０を通って吸気系３０に導かれる。排気還流通路１２０を流れる排気Ｇは、上流側排気還流通路６０と、触媒装置７０と、下流側排気還流通路８０とを通ることによって昇温されるとともに、触媒７２を通ることによって浄化される。昇温されて浄化された排気Ｇが燃焼室２１〜２４に導かれる。

つぎに、冷却水Ｃの温度が、暖機運転を判定する閾値Ｔｗｈより大きくなった場合の動作を説明する。冷却水Ｃの温度が閾値Ｔｗｈより大きくなると、制御部１９０は、ステップＳＴ５において、内燃機関２０の暖機運転が完了したと判定する。ついで、ステップＳＴ７に進む。

内燃機関２０の昇温は必要ないので、制御部１９０は、触媒装置７０の昇温は必要ないと判定する。ステップＳＴ７では、制御部１９０は、駆動装置１０２を制御するとともに回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて開閉板１０１の姿勢を調整し、開口９１を最大開き状態Ｐ１にする。ついで、ステップＳＴ１に戻る。冷却水Ｃの温度が、暖機運転の完了を判定する閾値Ｔｗｈより大きい間は、ステップＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ５，ＳＴ７を繰り返す。

ステップＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ５，ＳＴ７を繰り返す間、開口９１が最大開き状態Ｐ１になることによって、開口９１を通してカバー部材９０の外側の空気がカバー部材９０内に導かれる。カバー部材９０内に導かれる空気によって、触媒７２が冷却される。自動車１が走行している状態では、開閉板１０１が、表面が車体上下方向Ａに沿う姿勢になることによって、車体前方から供給される走行風Ｗは、開閉板１０１に当りカバー部材９０内に導かれる。そして、カバー部材９０内を流動した後、開口９１から排出される。開閉板１０１は、走行風をカバー部材９０内に導くガイドとして機能する。

カバー部材９０内の温度が低くなると、カバー部材９０内に収容される構成要素の熱膨張が解除されて縮む。カバー部材９０内の構成要素が縮むと、上流側蛇腹管部材６２と下流側蛇腹管部材８１とが延びることによって、熱膨張による変化が吸収される。

また、下流側蛇腹管部材８１は蛇腹形状であることによって表面積が大きいので、開口９１を開くことによって、触媒７２を通過することによって触媒反応熱によって昇温された排気Ｇを冷却する。排気Ｇは、冷却されることによって密度を向上された後、燃焼室２１〜２４に導かれる。このように、開口９１が最大開き状態Ｐ１になることによって、排気還流装置５０は、排気Ｇを冷却する冷却装置として機能する。

また、暖機運転が完了するまでの動作中、または、暖機運転が完了した後の動作中に内燃機関２０の駆動が停止されると、ステップＳＴ１からステップＳＴ８に進む。ステップＳＴ８では、制御部１９０は、フラグを０にセットする。ついで、制御部１９０の動作が完了する。

このように構成される排気還流装置５０では、開閉板１０１の姿勢を調整することによって排気Ｇの温度を調整できる。言い換えると、排気還流装置５０は、デポジットを抑制しつつ，吸気路に導かれる排気の温度を容易に調整できる。

また、冷媒温度検出センサ１８０の検出結果に基づいて内燃機関２０の暖機運転が完了するまで開口９１が最小開き状態Ｐ２となることによって、排気Ｇの温度を効率よく触媒装置７０の触媒７２に伝達することができるので、触媒７２を早期に活性化することができる。さらに、触媒７２が早期に活性化することによって、吸気通路３８に導かれる排気Ｇに起因する吸気系３０の汚損を抑制することができる。

また、内燃機関２０の暖気運転が完了していない状態であっても、排気還流装置５０によって排気Ｇの温度が昇温されるので、燃焼室２１〜２４に導かれる空気と排気Ｇとの混合気の温度を昇温することができる。この結果、内燃機関２０の暖機運転を促進することができる。

排気還流装置５０によって内燃機関２０の暖機運転が促進されることによって、内燃機関２０の運転直後に暖機を促進するべく燃焼室２１〜２４に供給される燃料の量を増加することがない、または、燃料の増加量を小さくすることができる。この結果、燃費を改善することができる。さらに、上記のように燃焼室２１〜２４に供給される燃料の増加をなくす、または、燃料の増加量を小さくすることによって、排気Ｇ中の未燃燃料の増加をなくす、または、増加量を小さくすることができる。

また、内燃機関２０の暖機運転完了後は、排気還流装置５０が排気Ｇを冷却する冷却装置として機能することによって燃焼室２１〜２４に供給される排気Ｇの密度を大きくすることができる。この結果、ＮＯｘの発生を抑制することができる。

また、排気マニホールド４２と触媒７２とがカバー部材９０の内側に収容されることによって、排気マニホールド４２の周囲の空気が効率よく昇温される。さらに、触媒装置７０が車体上下方向Ａに排気マニホールド４２に重なることによって、排気マニホールド４２によって昇温された空気が触媒装置７０に当る。このことによって、排気マニホールド４２の熱が触媒装置７０を昇温することに効率よく用いられるので、触媒７２を早期に活性温度まで昇温することができる。また、触媒装置７０を排気マニホールド４２に直接接触させることがないので、これらを接触させることによって生じる負担の発生を防止できる。

ここで言う負担は、排気マニホールド４２と触媒装置７０とが接触する場合、熱膨張によって排気マニホールド４２と触媒装置７０との接触部どうしが互いに押圧することによって生じる、排気マニホールド４２への負担と触媒装置７０の負担である。

さらに、触媒装置７０の略全体が車体上下方向Ａに沿って排気マニホールド４２に重なることによって、排気マニホールド４２の熱が効率よく触媒７２に伝達される。なお、触媒装置７０の少なくとも一部が車体上下方向Ａに排気マニホールド４２に重なることによって、排気マニホールド４２によって昇温された空気が効率よく触媒装置７０に当り、排気マニホールド４２の熱が効率よく触媒７２に伝達される。好ましくは、触媒装置７０の全体が車体上下方向Ａに重なることによって、排気マニホールド４２の熱がより一層効率よく触媒７２に伝達される。

さらに、触媒７２の略全体が車体上下方向Ａに排気マニホールド４２に重なることによって、触媒７２が効率よく昇温される。なお、触媒７２の少なくとも一部が車体上下方向Ａに排気マニホールド４２に重なることによって、排気マニホールド４２の熱が効率よく触媒７２に伝達される。好ましくは、触媒７２の全体が車体上下方向Ａに排気マニホールド４２に重なることによって、排気マニホールド４２の熱がより一層効率よく触媒７２に伝達される。

また、上流側蛇腹管部材６２が用いられることによって、触媒７２に導かれる排気Ｇを昇温することによって触媒７２を早期に昇温できるとともに、カバー部材９０内の部品の熱膨張を吸収することができる。

また、下流側蛇腹管部材８１が用いられることによって、開口９１を開くことによって触媒７２の反応熱によって昇温された排気Ｇを冷却することができるとともに、カバー部材９０内の部品の熱膨張を吸収することができる。

また、触媒装置７０の少なくとも一部（本実施形態では、上流側端部７４）が、車体上下方向Ａに排気マニホールド４２の合流部４８に重なることによって、触媒７２が効率よく昇温される。この点について具体的に説明する。合流部４８は、枝部４３〜４６が合流する部位であるので、内燃機関２０の運転時では合流部４８には常に排気Ｇが流動している。このため、車体上下方向Ａに合流部４８と重なることによって、触媒７２が効率よく昇温される。さらに、触媒７２の少なくとも一部（実施形態では、上流側端部）が合流部４８と車体上下方向Ａに重なることによって、触媒７２が効率よく昇温される。

また、触媒装置７０のハウジング７１に複数のフィン７３が設けられることによって、排気マニホールド４２の熱が効率よく触媒７２に伝達されるので、触媒７２が効率よく昇温される。本実施形態では、複数のフィン７３が設けられているが、フィン７３は、例えば１つでもよい。少なくとも１つのフィン７３が設けられることによって、触媒７２が効率よく昇温される。なお、フィン７３は、本実施形態のように複数設けられると触媒７２はさらに効率よく昇温される。

なお、暖機運転完了後は、排気Ｇ中の未燃燃料やＣＯは少ない状態であるので、冷却されることによって触媒７２の温度が活性温度より低くなっても、排気還流装置５０および吸気系３０が排気Ｇによって汚れることはない。

つぎに、本発明の第２の実施形態に係る排気還流装置を、図７〜９を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態の排気還流装置は、混合気温度検出センサをさらに備える。さらに、制御部１９０の動作が第１の実施形態と異なる。これらの点が第１の実施形態と異なる。他は、第１の実施形態と同じである。このため、本実施形態では、排気還流装置は、符号５０ａを付す。制御部に符号１９０ａを付す。

図７は、排気還流装置５０ａを示す概略図である。図７に示すように、および、上記したように、排気還流装置５０ａは、第１の実施形態で説明した排気還流装置５０に対して、混合気温度検出センサ２００を備えている点と、制御部１９０にかえて制御部１９０ａを備える点が異なる。本実施形態では、制御手段１７０に代えて、制御部１９０ａと、冷媒温度検出センサ１８０と、開閉装置１００と、混合気温度検出センサ２００とによって、制御手段１７０ａが構成されている。

混合気温度検出センサ２００は、吸気マニホールド３２に設けられており、吸気マニホールド３２内の温度を検出する。混合気温度検出センサ２００は、本発明で言う混合気温度検出手段の一例である。

制御部１９０ａは、冷媒温度検出センサ１８０と、駆動装置１０２と、回転角度検出センサ１０２ａと、混合気温度検出センサ２００とに接続されている。制御部１９０ａは、冷媒温度検出センサ１８０の検出結果が送信される。制御部１９０ａは、冷媒温度検出センサ１８０の検出結果に基づいて、冷却水Ｃの温度を検出するとともに、内燃機関２０の暖機運転が完了したか否かを判定する。暖機運転の完了を判定する冷却水Ｃの温度の閾値Ｔｗｈは、予め制御部１９０ａに記憶されている。制御部１９０ａは、冷却水Ｃの温度がＴｗｈ以下であると、内燃機関２０の暖機運転が完了していないと判定する。冷却水Ｃの温度がＴｗｈより大きいと、内燃機関２０の暖機運転が完了したと判定する。暖機運転の完了を判定する温度の閾値Ｔｗｈは、予め実験などによって得ることができる。

制御部１９０ａと冷媒温度検出センサ１８０とは、冷却水Ｃの温度に基づいて触媒装置７０の昇温が必要か否かを判定する。制御部１９０ａと冷媒温度検出センサ１８０とは、本発明で言う昇温判定手段の一例を構成する。

制御部１９０ａは、駆動装置１０２を制御して、開閉板１０１を回転する。制御部１９０ａは、回転角度検出センサ１０２ａの検出角度が送信される。制御部１９０ａは、回転角度検出センサ１０２ａの結果に基づいて開閉板１０１の姿勢を検出する。このことによって、制御部１９０ａは、開口９１の開度を得ることができる。より具体的には、制御部１９０は、開口９１が最大開き状態Ｐ１であるのか、または、最小開き状態Ｐ２であるのかなどを得ることができる。なお、開口９１の開度は、開閉板１０１の姿勢によって変化する。開口９１の開度は、開閉板１０１の姿勢に応じて予め決定されており、制御部１９０ａに記憶されている。制御部１９０ａは、開閉板１０１の姿勢から開口９１の開度を求めることができる。制御部１９０ａは、内燃機関２０の動作開始および動作完了を検出する。

制御部１９０ａは、混合気温度検出センサ２００の検出結果が送信される。制御部１９０ａは、混合気温度検出センサ２００の検出結果に基づいて吸気マニホールド３２内の混合気Ｍの温度を検出する。

図８は、本実施形態の制御部１９０ａの動作を示すフローチャートである。制御部１９０ａの動作として、内燃機関２０の暖機運転が完了するまでの動作と、内燃機関２０の暖機運転が完了した後の動作とがある。

まず、内燃機関２０の暖気運転が完了するまでの動作について説明する。図８に示すように、内燃機関２０が駆動すると、制御部１９０ａは、ステップＳＴ２１で内燃機関２０が始動したと判定する。ついで、ステップＳＴ２２に進む
ステップＳＴ２２では、制御部１９０ａは、フラグが１に設定されているか否かを判定する。内燃機関２０の始動直後であると、フラグは０に設定されている。このため、制御部１９０ａは、フラグが１には設定されていないと判定する。ついで、ステップＳＴ２３に進む。

制御部１９０ａは、ステップＳＴ２３で、フラグを１に設定する。ついで、ステップＳＴ２４に進む。ステップＳＴ２４では、制御部１９０ａは、駆動装置１０２を制御して開閉板１０１を回転させるとともに回転角度検出センサ１０２ａの結果に基づいて開閉板１０１の姿勢を調整して、開口９１を最小開き状態Ｐ２にする。ついで、ステップＳＴ２５に進む。

ステップＳＴ２５では、制御部１９０ａは、内燃機関２０の暖機運転が完了したか否かを判定する。具体的には、制御部１９０ａは、冷媒温度検出センサ１８０の検出結果に基づいて、冷却水Ｃの温度が閾値Ｔｗｈ以下であるか否かを判定する。この説明では内燃機関２０の暖機運転は完了していないので、ついで、ステップＳＴ２６に進む。

ステップＳＴ２６では、制御部１９０ａは、混合気Ｍの温度が、暖機運転中最適温度であるか否かを判定する。暖機運転中最適温度とは、内燃機関２０の暖気運転中において、吸気通路３８に供給される排気Ｇの温度が吸気系３０にとって最適であるように考慮された温度である。

この点について具体的に説明すると、吸気系３０には、混合気温度検出センサ２００や、スロットルバルブ３１などが設けられている。これらの装置、部品は、耐えられる上限温度が高くないものがある。混合気Ｍの温度が暖機運転中最適温度である状態では、吸気系３０に導かれる排気Ｇの温度は、吸気系３０が耐えられる上限温度より小さくなる。

本実施形態では、混合気Ｍの温度が下限温度ＴｉＬｃ以上であってかつ上限温度ＴｉＨｃ以下（ＴｉｌｃとＴｉＨｃとを含む）の場合に、暖機運転中最適温度であると判定される。暖機運転中最適温度は、本発明で言う所定温度の一例である。混合気Ｍの温度が暖機運転中最適温度に達していない場合（下限温度ＴｉＬｃ未満）は、ついで、ステップＳＴ２７を経て、ステップＳＴ２８に進む。

冷却水Ｃの温度が、閾値Ｔｗｈ以下であって、かつ、下限温度ＴｉＬｃ未満であることは、混合気Ｍの温度を昇温する必要がる。制御部１９０ａは、混合気Ｍの温度を昇温するために触媒装置７０を昇温して排気Ｇの温度を昇温する必要があると判定する。つまり、制御部１９０ａは、触媒装置７０を昇温する必要があると判定する。

ステップＳＴ２８では、制御部１９０ａは、開口９１の開度が最小であるか否か、つまり、最小開き状態Ｐ２であるか否かを判定する。具体的には、制御部１９０ａは、回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて開閉板１０１の姿勢を検出し、開口９１の開度を検出する。内燃機関２０の駆動開始後、暖機運転中最適温度に達していない運転状態では、開口９１は最小開き状態Ｐ２であるので、ついで、ステップＳＴ２１に戻る。

このように、内燃機関２０の駆動開始後、暖機運転が完了しておらず、かつ、混合気Ｍの温度が暖機運転中最適温度未満の場合は、上記のように、ステップＳＴ２１，ＳＴ２２，ＳＴ２３，ＳＴ２４，ＳＴ２５，ＳＴ２６，ＳＴ２７，ＳＴ２８が繰り返されるので、開口９１は、最小開き状態Ｐ２が保たれる。開口９１が最小開き状態Ｐ２に保たれることによって、第１の実施形態で説明したように、排気Ｇが昇温されるので、内燃機関２０の暖機運転が促進される。この結果、混合気の温度が、早期に暖機運転中最適温度に達する。なお、内燃機関２０の駆動開始後、ステップＳＴ２２でフラグが１に設定されると、次回以降ステップＳＴ２２からステップＳＴ２５に進む。

つぎに、内燃機関２０の暖機運転が完了しておらず、かつ、混合気Ｍの温度が暖機運転中最適温度である状態の動作を説明する。内燃機関２０の駆動開始後、混合気Ｍの温度が暖機運転中最適温度になると、制御部１９０ａは、混合気Ｍの温度の昇温が不要であるので、触媒装置７０の温度の昇温は不要であると判定する。このため、ステップＳＴ２６からステップＳＴ２１に進む。混合気Ｍの温度が暖機運転中最適温度である場合は、ステップＳＴ２１，ＳＴ２２，ＳＴ２５，ＳＴ２６が繰り返される。この結果、排気Ｇの温度の上昇にともなって混合気Ｍの温度がさらに上昇する。

つぎに、内燃機関２０の暖機運転が完了しておらず、かつ、混合気Ｍの温度が暖機運転中最適温度をこえた状態の動作を説明する。この状態では、ステップＳＴ２７からステップＳＴ２９に進む。この状態では、制御部１９０ａは、混合気Ｍの温度の昇温は不要であるので触媒装置７０の温度の昇温が不要であると判定する。ステップＳＴ２９では、制御部１９０ａは、回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて開閉板１０１の姿勢を検出して開口９１の開度を検出する。制御部１９０ａは、開口９１の開度が最大、つまり開口９１が最大開き状態Ｐ１であるか否かを判定する。

内燃機関２０の駆動開始後、内燃機関２０の暖機運転が完了しておらず、かつ、暖機運転中最適温度を初めてこえた状態では、開口９１が最小開き状態Ｐ２のまま維持されているので、制御部１９０ａは、開口９１は最大開き状態Ｐ１ではないと判定する。ついで、ステップＳＴ３０に進む。

ステップＳＴ３０では、制御部１９０ａは、開口９１の開度が大きくなるように開閉番１０１を開き方向に開くべく駆動装置１０２を制御する。ここで開口９１の開度を大きくするための駆動装置１０２の制御について説明する。

図９は、開口９１と開閉板１０１とを示す拡大図である。図９に示すように、制御部１９０ａは、開口９１の開度を大きくするべく駆動装置１０２を制御する場合、開閉板１０１を、開口９１が最大開き状態Ｐ１に近づく方向に、予め決定されている所定角度α回転する。なお、図９中、最小開き状態Ｐ２にある開閉板１０１を実線で示す。

ステップＳＴ３０の動作の説明に戻る。制御部１９０ａは、駆動装置１０２を制御するとともに回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて、開閉板１０１を開き方向に所定角度α回転する。開閉板１０１が開き方向に所定角度α回転されると、ついで、ステップＳＴ２１に戻る。好ましくは、所定角度αは、Ｋ＝１以上の自然数としたとき、最小開き状態Ｐ２と最大開き状態Ｐ１との間での開閉板１０１の回転角度がα×Ｋとなるように設定される。開閉板１０１を、所定角度αを複数回回転した後に最大開き状態Ｐ１になるようにする場合は、Ｋを例えば４，５などの複数回にする。

内燃機関２０の暖機運転が完了しておらず、かつ、混合気Ｍの温度が暖機運転中最適温度より大きい場合は、ステップＳＴ２１，ＳＴ２２，ＳＴ２３，ＳＴ２５，ＳＴ２６，ＳＴ２７，ＳＴ２９，ＳＴ３０の動作が繰り得返される。この動作によって、開口９１の開度が次第に大きくなるので、排気還流装置５０ａが冷却される。このことによって、吸気通路３８に導かれる排気Ｇが冷却されるので混合気Ｍの温度が冷却される。

ステップＳＴ２９において制御部１９０ａが、開口９１が最大開き状態Ｐ１となったと判定すると、言い換えると開口９１の開度が最大になったと判定すると、ステップＳＴ２９からステップＳＴ２１に戻る。

つぎに、内燃機関２０の暖気運転が完了する前において混合気Ｍの温度が暖機運転中最適温度をこえた後、開口９１の開度が大きくなることに伴って、再び暖機運転中最適温度になった状態の動作を説明する。この状態では、開口９１の開度は、ステップＳＴ３０を通過した回数に応じて、最大開き状態Ｐ１に向かって開度が大きくなっている。

この状態では、制御部１９０ａは、ステップＳＴ２６で、混合気Ｍの温度が暖機運転中最適温度であると判定し、ついで、ステップＳＴ２１に戻る。このように、混合気Ｍの温度が暖機運転中最適温度である開度は維持される。

つぎに、内燃機関２０の暖機運転が完了しておらず、かつ、混合気Ｍの温度が暖機運転中最適温度以上になった後に混合気Ｍの温度が暖機運転中温度未満になった状態の動作を説明する。

この状態では、開閉板１０１は、開口９１は、最大開き状態Ｐ１、最小開き状態Ｐ２、または、最大開き状態Ｐ１と最小開き状態Ｐ２との間のいずれかの位置にある。この動作では、ステップＳＴ２７からステップＳＴ２８に進む。ステップＳＴ２８では、制御部１９０ａは、開口９１が最小開き状態Ｐ２、言い換えると開口９１の開度が最小であるか否かを判定する。具体的には、制御部１９０ａは、回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて、開閉板１０１の姿勢を検出し、開口９１の開度を検出する。制御部１９０ａは、開口９１が最小開き状態Ｐ２ではないと判定すると、ついで、ステップＳＴ３１に進む。

ステップＳＴ３１では、制御部１９０ａは、開閉板１０１を閉じる方向に所定角度α回転する。この結果、開口９１は、最小開き状態Ｐ２に近づく。ついで、ステップＳＴ２１に進む。

混合気Ｍの温度が、暖機運転中最適温度未満である状態では、上記ステップＳＴ２１，ＳＴ２２，ＳＴ２３，ＳＴ２４，ＳＴ２５，ＳＴ２６，ＳＴ２７，ＳＴ２８，ＳＴ３１を繰り返す。この繰り返しの途中で開口９１の開度が最小となると、言い換えると、開口９１が最小開き状態Ｐ２になると、ステップＳＴ２８からステップＳＴ２１に戻る。

このように、開口９１の開度が閉じ方向に回転することによって、カバー部材９０内の温度が上昇し、それゆえ、排気Ｇの温度が昇温される。この結果、混合気Ｍの温度が上昇する。

内燃機関２０の暖機運転が完了していない状態では、上記のように開閉板１０１の姿勢が調整されることによって、排気Ｇの温度が早期に昇温されるとともに、混合気Ｍの温度が暖機運転中最適温度となる。

つぎに、内燃機関２０の暖機運転が完了した後の動作を説明する。制御部１９０ａは、ステップＳＴ２５で、冷媒温度検出センサ１８０の検出結果に基づいて、冷媒の温度が閾値Ｔｗｈより大きいと判定すると、内燃機関２０の暖機運転が終了したと判定して、ついで、ステップＳＴ３２に進む。

ステップＳＴ３２では、混合気Ｍの温度が、暖機運転完了後最適温度であるか否かを判定する。暖機運転完了後最適温度は、暖機運転完了後に吸気系３０に導かれる排気Ｇの温度が吸気系３０にとって最適な温度となるように設定されている。この点について具体的に説明すると、吸気系３０には、混合気温度検出センサ２００や、スロットルバルブ３１などが設けられている。これらの装置、部品は、耐えられる上限温度が高くないものがある。混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度である状態では、吸気系３０に導かれる排気Ｇの温度は、吸気系３０が耐えられる上限温度より小さくなる。本実施形態では、暖機運転完了後最適温度は、下限値ＴｉＬｈ以上であって、かつ、上限値ＴｉＨｈ以下（ＴｉＬｈと、ＴｉＨｈとを含む）である。暖機運転完了後最適温度は、本発明で言う所定温度の一例である。

ここで、暖機運転完了を判定する温度Ｔｗｈと、暖機運転中最適温度と、暖機運転完了後最適温度とについて説明する。なお、第１の実施形態、本実施形態、本実施形態以降に説明される実施形態においても、暖機運転完了を判定する温度Ｔｗｈと、暖機運転中最適温度と、暖機運転完了後最適温度は、同様である。

まず、内燃機関２０の暖機運転と、暖機完了を判定する温度について説明する。内燃機関２０が暖まると、内燃機関２０内を循環する冷却水Ｃの温度が上昇する。そのため、内燃機関２０の暖気度合いを推定する指標として，冷却水温が用いられている。冷却水温は図示しないラジエータやサーモスタットにより約８０〜９０℃（摂氏温度）となるように制御されている。

内燃機関２０の始動時の水温は，ほぼ大気温度である。大気温度は、地域により異なるが、−３５℃〜５０℃である。内燃機関２０の始動直後は、燃焼安定性が悪く、未燃成分ＨＣ,ＣＯの排出量が多いので、排気が悪化する。また、内燃機関２０が冷たいので、ピストン−シリンダ間、クランクベアリング−クランクシャフト間、カムベアリング−カムシャフト間など摺動部のクリアランスが狭い。このため、フリクションが多く、燃費が悪化する。

これら問題を早期に改善するために、内燃機関２０の暖気促進を行う。内燃機関２０の始動後水温が上昇して、冷態時の上記問題点が解消される時の冷却水温がおおよそ６５℃である。本実施形態では、内燃機関２０の暖気完了時の冷却水温度である温度Ｔｗｈは、一例として、６５℃（摂氏温度）である。なお、暖機運転の完了を判定する温度は、車種によっても異なる場合がある。

つぎに、暖機運転中最適温度と、暖機運転完了後最適温度とについて説明する。暖気運転中最適温度は、ＴｉＬｃ以上であって、かつＴｉＨｃ以下である。暖気運転完了後最適温度は、ＴｉＬｈ以上であって、かつ、ＴｉＨｈ以下である。

内燃機関２０の暖気運転中は、燃焼安定性が低い、燃焼温度が低い、失火や一部消炎が起きやすいという理由のため、未燃成分ＨＣ，ＣＯの排出が多い。このため暖かい混合気Ｍを筒内へ導入することで暖気促進を促進して未燃成分ＨＣ，ＣＯの排出量を低減するため、混合気Ｍの最適温度を高めに設定する。このことによって、内燃機関２０の暖気運転促進のために燃料を増量することがなくなる、または、燃料を増量する場合であっても増量する量を少量にできる。

一方、内燃機関２０の暖気運転完了後は，燃焼温度が高いとＮＯｘ排出量が増大するため、筒内へ吸入する混合気温度を低くし、ＮＯｘを低減する。ＮＯｘは、燃焼温度の指数関数で増加する。このため１２００℃付近からそれ以上の温度では爆発的に発生量が増える。

上記理由により、本実施形態では、暖機運転中最適温度は、暖機運転完了後最適温度よりも、高く設定されている。本実施形態では、ＴｉＬｃは、５０℃であり、ＴｉＨｃは、７０℃である。本実施形態では、ＴｉＬｈは、25℃であり、ＴｉＨｈは、４５℃である。

排気還流装置５０の動作の説明に戻る。ここで、まず、混合気Ｍの温度が、暖機運転完了後最適温度未満である状態の動作を説明する。この場合、ステップＳＴ３２からステップＳＴ３３を経てステップＳＴ３４に進む。混合気Ｍの温度が下限値ＴｉＬｈ未満であるため、制御部１９０ａは、排気Ｇの温度を昇温するために触媒装置７０の温度の昇温が必要であると判定する。混合気温度検出センサ２００は、本発明で言う昇温判定手段の一例である。

ステップＳＴ３４では、制御部１９０ａは、開口９１が最小開き状態Ｐ２である否かを判定する。具体的には、制御部１９０ａは、回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて開閉板１０１の姿勢を検出し、開口９１の開度を検出する。制御部１９０ａは、開口９１が最小開き状態Ｐ２であると判定すると、ステップＳＴ２１に戻る。開口９１の開度が最小、つまり最小開き状態Ｐ２ではないと判定すると、ついで、ステップＳＴ３５に進む。

ステップＳＴ３５では、制御部１９０ａは、開口９１の開度を小さくするべく、開閉板１０１を、閉じる方向に所定角度α回転する。ついで、ステップＳＴ２１に戻る。

暖機運転完了後、排気Ｇの温度が暖機運転完了後最適温度未満であると、ステップＳＴ２５，ＳＴ３２，ＳＴ３４,ＳＴ３５の動作が繰り返されることによって開口９１の開度が小さくなるので、カバー部材９０内の温度が上昇する。この結果、排気Ｇの温度が上昇することにともなって混合気Ｍの温度が上昇する。

つぎに、内燃機関２０の暖機運転完了後、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度になった状態での動作を説明する。制御部１９０ａは、ステップＳＴ３２で混合気温度検出センサ２００の検出結果に基づいて混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度であると判定すると、混合気Ｍの温度の昇温は不要であるので触媒装置７０の温度の昇温が不要であると判定する。ついでステップＳＴ２１に戻る。このように、暖機運転完了後、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度であると判定されると、開口９１の開度はそのままの状態が維持される。言い換えると、開閉板１０１の姿勢が維持される。

つぎに、内燃機関２０の暖機運転完了後、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度をこえた状態での動作を説明する。制御部１９０ａは、混合気温度検出センサ２００の検出結果に基づいて混合気Ｍの検出温度が暖機運転完了後最適温度をこえたと判定すると、ステップＳＴ３３からステップＳＴ３６に進む。制御部１９０ａは、混合気Ｍの温度が上限値ＴｉＨｈより大きいので、混合気Ｍの温度の昇温は不要であるので触媒装置７０の温度の昇温が不要であると判定する。

ステップＳＴ３６では、制御部１９０ａは、回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて開口９１が最大開き状態Ｐ１であるか否か、言い換えると開口９１の開度が最大であるか否かを判定する。制御部１９０ａは、開口９１の開度が最大であると判定すると、ついでステップＳＴ２１に戻る。また、ステップＳＴ３６において、開口９１の開度が最大でない場合は、ステップＳＴ３７に進む。ステップＳＴ３７では、制御部１９０ａは、回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて駆動装置１０２を制御して、開閉板１０１を開き方向に所定角度α回転する。

混合気Ｍの温度が、暖機運転完了後最適温度より大きい場合、開口９１の開度が大きくなるように開閉板１０１の姿勢が調整されることによって、吸気通路３８に供給される排気Ｇが冷却されるので、混合気Ｍの温度が下がる。内燃機関２０の暖機運転完了後、開閉板１０１の姿勢が上記のように調整されることによって、混合気Ｍの温度は、暖機運転完了後最適温度に維持される。

図８に示すフローチャートにしたがって動作している最中、内燃機関２０の駆動が停止されると、ステップＳＴ２１からステップＳ８に進む。ステップＳＴ３８では、制御部１９０ａは、フラグを０にセットする。ついで、動作が完了する。

本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、暖機運転が完了する前と完了後とにおいて、開閉板１０１の姿勢を調整して混合気Ｍの温度を暖機運転中最適温度または暖機運転完了後最適温度に維持する。このため、導かれる排気Ｇの温度によって吸気系３０に不具合が生じることが抑制される。

つぎに、本発明の第３の実施形態に係る排気還流装置を、図１０を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、排気還流装置用クーラ１３０を備える点が、第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同じである。上記異なる点について具体的に説明する。

なお、本実施形態の排気還流装置に符号５０ｂを付す。上記したように、排気還流装置５０ｂは、第１の実施形態で説明された排気還流装置５０に対して、排気還流装置用クーラ１３０を備える点のみ異なる。他の構造は、排気還流装置５０と同じである。

図１０は、排気還流装置５０ｂを示す平面図である。図１０に示すように。排気還流装置５０ｂは、第１の実施形態で説明された排気還流装置５０に対して、さらに排気還流装置用クーラ１３０を備える。

排気還流装置用クーラ１３０は、第２の連結通路部８２中に組み込まれており、下流側蛇腹管部材８１の下流であって、かつ、排気還流通路１２０と吸気通路３８との合流部の上流の位置に配置されている。排気Ｇは、排気還流装置用クーラ１３０内を流動する。排気還流装置用クーラ１３０は、カバー部材９０の外側に配置されている。排気還流装置用クーラ１３０は、排気還流装置用クーラ１３０内を流れる排気Ｇを冷却する。排気還流装置用クーラ１３０は、本発明で言う冷却装置の一例である。

排気還流装置用クーラ１３０は、内燃機関２０を冷却するために用いられる冷媒を共通して用いて内部を流動する排気Ｇを冷却する。本実施形態では冷媒として冷却水Ｃが用いられる。冷却水Ｃは、排気還流装置用クーラ１３０の内部と内燃機関２０の内部とを循環しており、排気還流装置用クーラ１３０内を流動する排気Ｇと、内燃機関２０とを冷却する。

本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、冷態時では、カバー部材９０によって効率よく昇温された排気Ｇが排気還流装置用クーラ１３０を流動する。このため、排気還流装置用クーラ１３０を流れる冷却水Ｃが排気Ｇによって昇温されるので、内燃機関２０の暖機運転を促進することができる。

また、内燃機関２０の温態時では、触媒７２を通過する際の触媒反応によって昇温された排気Ｇを排気還流装置用クーラ１３０によって冷却することによって、多くの排気Ｇを燃焼室２１〜２４に供給することができる。

なお、第２の実施形態で説明された排気還流装置５０ａが、本実施形態のように、排気還流装置用クーラ１３０を備えていてもよい。この場合、第２の実施形態の効果に加えて、上記した排気還流装置用クーラ１３０による効果を得ることができる。

つぎに、本発明の第４の実施形態に係る排気還流装置を、図１１，１２を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、排気還流装置用クーラ１３０と、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０と、流路切替バルブ装置１５０とを備える点と、制御部１９０に代えて制御部１９０ｃを備える点とが、第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同じである。上記異なる点について具体的に説明する。

このため、本実施形態の排気還流装置に符号５０ｃを付す。上記したように、排気還流装置５０ｃは、第１の実施形態で説明された排気還流装置５０に対して、排気還流装置用クーラ１３０と、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０と、流路切替バルブ装置１５０とを備える点と、制御部１９０にかえて制御部１９０ｃを備える点のみ異なる。他の構造は、第１の実施形態の排気還流装置５０と同じである。

本実施形態では、制御手段１７０に代えて、制御部１９０ｃと、開閉装置１００と、冷媒温度検出センサ１８０と、排気還流装置用クーラ１３０と、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０と、流路切替バルブ装置１５０とが、制御手段１７０ｃを構成する。

図１１は、排気還流装置５０ｃを示す概略図である。図１１に示すように、排気還流装置用クーラ１３０は、第２の連結通路部８２中に組み込まれており、下流側蛇腹管部材８１の下流であって、かつ、排気還流通路１２０と吸気通路３８との合流部の上流の位置に配置されている。排気Ｇは、排気還流装置用クーラ１３０内を流動する。排気還流装置用クーラ１３０は、カバー部材９０の外側に配置されている。排気還流装置用クーラ１３０は、排気還流装置用クーラ１３０内を通過する排気Ｇを冷却する。排気還流装置用クーラ１３０は、本発明で言う冷却装置の一例である。

排気還流装置用クーラ１３０は、内燃機関２０を冷却するために用いられる冷媒を共通して用いて内部を流動する排気Ｇを冷却する。本実施形態では冷媒として冷却水Ｃが用いられる。冷却水Ｃは、排気還流装置用クーラ１３０の内部と内燃機関２０の内部とを循環しており、排気還流装置用クーラ１３０内を流動する排気Ｇと、内燃機関２０とを冷却する。

排気還流装置用クーラバイパス通路１４０は、下流側排気還流通路８０の一部を構成する。排気還流装置用クーラバイパス通路１４０は、排気還流装置用クーラ１３０を迂回する。具体的には、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０の上流端は、第２の連結通路部８２において排気還流装置用クーラ１３０よりも上流に連通している。排気還流装置用クーラバイパス通路１４０の下流端は、第２の連結通路部８２において排気還流装置用クーラ１３０よりも下流に連通している。排気還流装置用クーラバイパス通路１４０は、本発明で言う迂回通路の一例である。

流路切替バルブ装置１５０は、駆動装置１５１と、第１のバルブ１５２と、第２のバルブ１５３と、回転角度検出センサ１５７を備えている。

第１のバルブ１５２は、バタフライ弁であって、弁本体１５４と、回転軸１５５とを備えている。弁本体１５４は、回転軸１５５に一体に設けられており、回転軸１５５の回転に合わせて回転する。弁本体１５４は、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０内に配置されている。

回転軸１５５が回転することによって排気還流装置用クーラバイパス通路１４０内で弁本体１５４が回転し、それゆえ、弁本体１５４の姿勢が変化する。このことによって、第１のバルブ１５２が開閉される。第１のバルブ１５２が開閉されることによって、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０が開閉されるとともに、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０の開度を調整可能である。

第１のバルブ１５２を開くとは、弁本体１５４の姿勢を調整して排気Ｇが排気還流装置用クーラバイパス通路１４０を通過するようにすることである。第１のバルブ１５２が最大に開く状態とは、弁本体１５４の姿勢が調整されて開度が最大になる状態である。第１のバルブ１５２を全閉にするとは、開度が最小になり排気Ｇが排気還流装置用クーラバイパス通路１４０を通過しなくなる状態である。つまり、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０を流れる排気Ｇの流量が０（零）となる状態である。

第２のバルブ１５３は、バタフライ弁であって、弁本体１５６と、回転軸１５５とを備えている。回転軸１５５は、第１，２のバルブ１５２，１５３で共通して用いられる。弁本体１５６は、回転軸１５５に一体に設けられており、回転軸１５５の回転に合わせて回転する。

弁本体１５６は、下流側排気還流通路８０において、排気還流装置用クーラ１３０の下流であってかつ排気還流装置用クーラバイパス通路１４０との合流部１６０よりも上流の位置に配置されている。回転軸１５５が回転することによって下流側排気還流通路８０内で弁本体１５６が回転し、それゆえ弁本体１５６の姿勢が変化する。このことによって、第２のバルブ１５３が開閉される。第２のバルブ１５３が開閉されることによって、下流側排気還流通路８０を開閉可能であるとともに、下流側排気還流通路８０の開度を調整可能である。

第２のバルブ１５３を開くとは、弁本体１５６の姿勢を調整して排気Ｇが排気還流装置用クーラ１３０を通過する状態にすることである。第２のバルブ１５３の全開状態とは、第２のバルブ１５３の開度が最大になる状態である。第２のバルブ１５３の全閉状態とは、開度が最小になり、排気Ｇが排気還流装置用クーラ１３０を通過しなくなる状態である。

ここで、回転軸１５５上の弁本体１５４，１５６の姿勢について説明する。第１,２のバルブ１５２，１５３は、一方が全閉状態となり通路を閉じて排気Ｇの流れを止めているとき、他方が全開状態となり通路を開いて排気Ｇを流すように設けられている。具体的には、図１１に示すように、弁本体１５４が排気還流装置用クーラバイパス通路１４０を塞ぐ全閉姿勢のとき、弁本体１５６は、下流側排気還流通路８０を最大に開く姿勢となる。この状態では、触媒装置７０を通過した排気Ｇは、全て、排気還流装置用クーラ１３０を通過する。この状態は、本発明でいう第２の状態である。

同様に、回転軸１５５が回転されることによって弁本体１５６が下流側排気還流通路８０を塞ぐ全閉姿勢のとき、弁本体１５４は、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０を最大に開く姿勢となる。この状態では、触媒装置７０を通過した排気Ｇは、全て、排気還流装置用クーラ１３０を迂回して排気還流装置用クーラバイパス通路１４０を通過する。

駆動装置１５１は、回転軸１５５を回転する。回転角度検出センサ１５７は、回転軸１５５の回転角度を検出する。

制御部１９０ｃは、冷媒温度検出センサ１８０と、駆動装置１０２と、回転角度検出センサ１０２ａと、駆動装置１５１と、回転角度検出センサ１５７とに接続されている。

制御部１９０ｃは、冷媒温度検出センサ１８０の検出結果が送信される。制御部１９０ｃは、冷媒温度検出センサ１８０の検出結果に基づいて、冷却水Ｃの温度を検出するとともに、内燃機関２０の暖機運転が完了したか否かを判定する。

制御部１９０ｃと冷媒温度検出センサ１８０とは、冷却水Ｃの温度に基づいて触媒装置７０の昇温が必要か否かを判定する。制御部１９０ｃと冷媒温度検出センサ１８０とは、本発明で言う昇温判定手段の一例を構成する。

制御部１９０ｃは、駆動装置１０２を制御して、開閉板１０１を回転する。制御部１９０ｃは、回転角度検出センサ１０２ａの検出角度が送信される。制御部１９０ｃは、回転角度検出センサ１０２ａの結果に基づいて開閉板１０１の姿勢を検出する。このことによって、制御部１９０ｃは、開口９１の開度を得ることができる。より具体的には、制御部１９０ｃは、開口９１が最大開き状態Ｐ１であるのか、または、最小開き状態Ｐ２であるのかをなどを得ることができる。なお、開口９１の開度は、開閉板１０１の姿勢によって変化する。開口９１の開度は、開閉板１０１の姿勢に応じて予め決定されており制御部１０ｃに記憶されている。制御部１９０ｃは、開閉板１０１の姿勢から開口９１の開度を求めることができる。制御部１９０は、内燃機関２０の動作開始および動作完了を検出する。

制御部１９０ｃは、駆動装置１５１を制御して、回転軸１５５を回転する。制御部１９０ｃは、回転角度検出センサ１５７の検出結果が送信される。制御部１９０ｃは、回転角度検出センサ１５７の検出結果に基づいて、弁本体１５４，１５６の姿勢を検出する。弁本体１５４，１５６の姿勢を検出することによって、第１，２のバルブ１５２，１５３の開度、言い換えると排気還流装置用クーラバイパス通路１４０の開度と下流側排気還流通路８０との開度とを検出する。

つぎに、排気還流装置５０ｃの動作を説明する。図１２は、排気還流装置５０ｃの動作を示すフローチャートである。まず、内燃機関２０の暖機運転が完了するまでの動作を説明する。図１２に示すように、制御部１９０ｃは、ステップＳＴ４１で、内燃機関２０が駆動を開始したか否かを判定する。この状態では内燃機関２０は駆動しているので、ついでステップＳＴ４２に進む。

ステップＳＴ４２では、制御部１９０ｃは、フラグが１にセットされているか否かを判定する。内燃機関２０の駆動開始直後では、フラグは０のままであり、１にはセットされていない。このため、制御部１９０ｃは、フラグが１ではないと判定する。ついで、ステップＳＴ４３に進む。ステップＳＴ４３では、制御部１９０ｃは、フラグを１にセットする。ついで、ステップＳＴ４４に進む。

ステップＳＴ４４では、制御部１９０ｃは、駆動装置１０２を制御するとともに回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて、開口９１の開度を最大にする。言い換えると、開口９１を最大開き状態Ｐ１にする。そして、制御部１９０ｃは、駆動装置１５１を制御するとともに回転角度検出センサ１５７の検出結果に基づいて第１のバルブ１５２を最大に開くとともに第２のバルブ１５３を全閉状態にする。このことによって、排気Ｇは、排気還流装置用クーラ１３０を通過することなく、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０を通過する。この状態を、図１２のステップＳＴ４４では、クーラバイパスＯＮと記載している。ついで、ステップＳＴ４５に進む。

ステップＳＴ４５では、制御部１９０ｃは、内燃機関２０の暖機運転が完了したか否かを判定する。具体的には、制御部１９０ｃは、冷媒温度検出センサ１８０の検出結果に基づいて、冷却水Ｃが閾値Ｔｗｈより大きいか否かを判定する。この説明では暖機運転が完了していない状態であるので、制御部１９０ｃは、冷却水Ｃの温度が閾値Ｔｗｈ以下であると判定する。ついで、ステップＳＴ４６に進む。

冷却水Ｃの温度が閾値Ｔｗｈ以下であると内燃機関２０を昇温する必要があるので、制御部１９０ｃは、排気Ｇを昇温するために触媒装置７０の昇温が必要であると判定する。ステップＳＴ４６では、制御部１９０ｃは、駆動装置１０２を制御するとともに回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて開口９１の開度を最小、言い換えると開口９１を最小開き状態Ｐ２にする。そして、制御部１９０ｃは、駆動装置１５１を制御するとともに回転角度検出センサ１５７の検出結果に基づいて、第１のバルブ１５２を全開状態にするとともに第２のバルブ１５３を全閉状態にする。このことによって、排気Ｇは、排気還流装置用クーラ１３０を通過することなく排気還流装置用クーラバイパス通路１４０を通過する。図１２のステップＳＴ４６では、この第１，２のバルブ１５２，１５３の状態を、クーラバイパスＯＮと表している。ついで、ステップＳＴ４１に戻る。

内燃機関２０の暖機運転が完了するまでは、ステップＳＴ４１、ＳＴ４２，ＳＴ４３，ＳＴ４４，ＳＴ４５，ＳＴ４６を繰り返す。なお、フラグが１にセットされた後は、ステップＳＴ４２からステップＳＴ４５に進む。ステップＳＴ４１、ＳＴ４２，ＳＴ４３，ＳＴ４４，ＳＴ４５，ＳＴ４５が繰り返されることによって、開口９１の開度が最小となり、クーラバイパスＯＮの状態が維持される。開口９１の開度が最小となることによって排気Ｇの温度が早期に昇温される。さらに、クーラバイパスＯＦＦとなることによって、排気Ｇは排気還流装置用クーラ１３０を迂回して通過しないので、排気Ｇが排気還流装置用クーラ１３０によって冷却されることがない。以上のことより、内燃機関２０の暖機運転が促進される。

つぎに、内燃機関２０の暖機運転が完了した後の動作を説明する。制御部１９０ｃは、ステップＳＴ４５で、冷媒温度検出センサ１８０の検出結果に基づいて、冷却水Ｃの温度が、閾値Ｔｗｈをこえたと判定すると、ステップＳＴ４７に進む。

冷却水Ｃの温度が閾値Ｔｗｈより大きいと内燃機関２０を昇温する必要がないので、制御部１９０ｃは、触媒装置７０の昇温が不要であると判定する。ステップＳＴ４７では、制御部１９０ｃは、駆動装置１０２を制御するとともに回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて開口９１の開度を最大にする。そして、制御部１９０ｃは、駆動装置１５１を制御するとともに回転角度検出センサ１５７の検出結果に基づいて第１のバルブ１５２を全閉状態にして第２のバルブ１５３を全開状態にする。このことによって、排気Ｇは、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０を通過することなく排気還流装置用クーラ１３０を通過する。図１２のステップＳＴ４７では、この第１，２のバルブ１５２，１５３の状態を、クーラバイパスＯＦＦと表している。

暖機運転が完了した後は、上記ステップＳＴ４１，ＳＴ４２，ＳＴ４３，ＳＴ４４，ＳＴ４５，ＳＴ４７の動作が繰り返される。開口９１の開度が最大になることによって、排気Ｇが冷却される。さらに、排気Ｇが排気還流装置用クーラ１３０を通ることによって排気Ｇが冷却される。

制御部１９０ｃは、ステップＳＴ４１で内燃機関２０の駆動が停止されたと判定すると、ついでステップＳＴ４８に進む。ステップＳＴ４８では、制御部１９０ｃは、フラグを０にセットする。ついで、排気還流装置５０ｃの動作が終了する。

本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果をえることができる。さらに、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０を備えることによって、内燃機関２０の暖機運転が完了していないときなどの冷態時に排気還流装置用クーラ１３０を迂回できるので、燃焼室２１〜２４に高温の混合気Ｍを供給することができる。このことによって、ＮＯｘの発生を抑制することができる。

つぎに、本発明の第５の実施形態に係る排気還流装置を、図１３，１４を用いて説明する。なお、第４の実施形態と同様の機能を有する構成は、第４の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態の排気還流装置は、混合気Ｍの温度を検出する混合気温度検出センサ２００を備える点と、制御部１９０ｃにかえて制御部１９０ｄを備える点のみが第４の実施形態の排気還流装置５０ｃと異なる。他の構造は、排気還流装置５０ｃと同じである。このため、本実施形態の排気還流装置に符号５０ｄを付す。上記異なる点のみ具体的に説明する。

図１３は、排気還流装置５０ｄを示す平面図である。図１３に示すように、かつ、上記したように、排気還流装置５０ｄは、混合気温度検出センサ２００を備える点と、制御部１９０ｃにかえて制御部１９０ｄを備える点とのみが、第４の実施形態の排気還流装置５０ｃと異なる。

本実施形態では、制御手段１７０ｃに代えて、制御部１９０ｄと、冷媒温度検出センサ１８０と、開閉装置１００と、混合気温度検出センサ２００と、排気還流装置用クーラ１３０と、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０と、流路切替バルブ装置１５０とから制御手段１７０ｄが構成される。

混合気温度検出センサ２００は、燃焼室２１〜２４に供給される空気と排気Ｇとの混合気Ｍの温度を検出する。混合気温度検出センサ２００は、吸気マニホールド３２に設けられている。

制御部１９０ｄは、冷媒温度検出センサ１８０と、駆動装置１０２と、回転角度検出センサ１０２ａと、駆動装置１５１と、回転角度検出センサ１５７と、混合気温度検出センサ２００とに接続されている。

制御部１９０ｄは、冷媒温度検出センサ１８０の検出結果が送信される。制御部１９０は、冷媒温度検出センサ１８０の検出結果に基づいて、冷却水Ｃの温度を検出するとともに、内燃機関２０の暖機運転が完了したか否かを判定する。

制御部１９０ｄと冷媒温度検出センサ１８０とは、冷却水Ｃの温度に基づいて触媒装置７０の昇温が必要か否かを判定する。制御部１９０ｄと冷媒温度検出センサ１８０とは、本発明で言う昇温判定手段の一例を構成する。

制御部１９０ｄは、駆動装置１０２を制御して、開閉板１０１を回転する。制御部１９０ｄは、回転角度検出センサ１０２ａの検出角度が送信される。制御部１９０ｄは、回転角度検出センサ１０２ａの結果に基づいて開閉板１０１の姿勢を検出する。このことによって、制御部１９０ｄは、開口９１の開度を得ることができる。より具体的には、制御部１９０ｄは、開口９１が最大開き状態Ｐ１であるのか、または、最小開き状態Ｐ２であるのかなどを得ることができる。なお、開口９１の開度は、開閉板１０１の姿勢応じて予め決定されており、制御部１９０ｄに記憶されている。制御部１９０ｄは、開閉板１０１の姿勢から開口９１の開度を求めることができる。また、制御部１９０ｄは、内燃機関２０の動作開始および動作完了を検出する。

制御部１９０ｄは、駆動装置１５１を制御して、回転軸１５５を回転する。制御部１９０ｄは、回転角度検出センサ１５７の検出結果が送信される。制御部１９０ｄは、回転角度検出センサ１５７の検出結果に基づいて、弁本体１５４，１５６の姿勢を検出する。第１，２のバルブ１５２，１５３の開度は、回転軸１５５の姿勢に応じて予め決定されており、制御部１９０ｄに記憶されている。制御部１９０ｄは、弁本体１５４，１５６の姿勢を検出することによって、第１，２のバルブ１５２，１５３の開度、言い換えると、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０の開度と下流側排気還流通路８０との開度とを検出する。

また、第１，２のバルブ１５２，１５３の開度を検出することによって、排気還流装置用クーラ１３０を流れる排気Ｇの流量と、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０を流れる排気Ｇの流量との合計に対する、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０を流れる排気Ｇの流量の割合を検出する。上記の排気還流装置用クーラバイパス通路１４０を流れる排気Ｇの流量の割合は、第１，２のバルブ１５２，１５３の開度に応じて予め決定されており、制御部１９０ｄに記憶されている。制御部１９０ｄは、第１，２のバルブ１５２，１５３の開度に基づいて、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０を流れる排気Ｇの流量の割合を求めることができる。

このように、制御部１９０ｄは、回転軸１５５の回転を制御することによって、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０に流れる排気Ｇの流量を制御することができる。

制御部１９０ｄは、混合気温度検出センサ２００の検出結果が送信される。制御部１９０ｄは、混合気温度検出センサ２００の検出結果に基づいて吸気マニホールド３２内の混合気Ｍの温度を検出する。

つぎに、排気還流装置５０ｄの動作を説明する。図１４は、排気還流装置５０ｄの動作を示すフローチャートである。

まず、内燃機関２０の駆動開始後から暖機運転が完了するまでの動作を説明する。図１４に示すように、制御部１９０ｄは、ステップＳＴ５１で内燃機関２０が駆動されたと判定すると、ステップＳＴ５２に進む。

ステップＳＴ５２では、制御部１９０ｄは、フラグが１にセットされているか否かを判定する。内燃機関２０の駆動開始直後では、フラグは０にセットされており１ではない。このため、制御部１９０ｄは、フラグが１にセットされていないと判定し、ついでステップＳＴ５３に進む。ステップＳＴ５３では、制御部１９０ｄは、フラグを１にセットする。ついで、ステップＳＴ５４に進む。

ステップＳＴ５４では、制御部１９０ｄは、駆動装置１０２を制御するとともに回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて、開口９１の開度を最小にする。言い換えると、開口９１を最小開き状態Ｐ２にする。そして、制御部１９０ｄは、駆動装置１５１を制御するとともに回転角度検出センサ１５７の検出結果に基づいて、第１のバルブ１５２を全開状態にするとともに第２のバルブ１５３を全閉状態にする。このことによって、排気Ｇは、排気還流装置用クーラ１３０を通過することなく、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０を通過する。なお、図１４中のステップＳＴ５４中では、排気還流装置用クーラバイパス通路１４０が開き、かつ、下流側排気還流通路８０が閉じる状態を、バイパス率１００％として表している。バイパス率とは、第１のバルブ１５２を通過する排気Ｇの流量と第２のバルブ１５３を通過する排気Ｇの流量との合計値に対する第１のバルブ１５２を通過する排気Ｇの流量の割合を百分率であらわすものである。第１のバルブ１５２が全開状態で第２のバルブ１５３が全閉状態であると、バイパス率は、１００％となる。第１のバルブ１５２が全閉状態で第２のバルブ１５３が全開状態であると、バイパス率は、０％となる。バイパス率は、回転軸１５５の姿勢に応じて予め決定されており、制御部１９０ｄに記憶されている。制御部１９０ｄは、回転軸１５５の姿勢に基づいてバイパス率を求めることができる。ついで、ステップＳＴ５５に進む。

ステップＳＴ５５では、制御部１９０ｄは、冷媒温度検出センサ１８０の検出結果に基づいて、冷却水Ｃの温度が閾値Ｔｗｈより大きいか否かを判定する。この状態は、内燃機関２０の暖機運転が完了していない状態であるので、制御部１９０ｄは、冷却水Ｃの温度が閾値Ｔｗｈ以下であると判定する。ついで、ステップＳＴ５６に進む。

冷却水Ｃの温度が閾値Ｔｗｈ以下であると内燃機関２０を昇温する必要があるので、制御部１９０ｄは、排気Ｇを昇温するために触媒装置７０の昇温が必要であると判定する。ステップＳＴ５６では、制御部１９０ｄは、駆動装置１０２を制御するとともに回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて、開口９１の開度を最小、言い換えると開口９１を最小開き状態Ｐ２にする。そして、制御部１９０ｄは、駆動装置１５１を制御するとともに回転角度検出センサ１５７の検出結果に基づいて、バイパス率を１００％にするべく第１のバルブ１５２を全開状態にして第２のバルブ１３５を全閉状態にする。ついで、ステップＳＴ５１に戻る。

内燃機関２０の暖機運転が完了するまでは、ステップＳＴ５１，ＳＴ５２，ＳＴ５３，ＳＴ５４，ＳＴ５５，ＳＴ５６が繰り返される。このことによって、開口９１の開度が最小になるので排気Ｇの温度が早期昇温して触媒装置７０が早期に活性化するとともに、排気Ｇが排気還流装置用クーラ１３０を迂回するので、高温の混合気Ｍが燃焼室２１〜２４に供給されてＮＯｘの発生を抑制することができる。なお、フラグが１にセットされた後は、ステップＳＴ５２からステップＳＴ５５に進む。

つぎに、内燃機関２０の暖機運転が完了した後、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度未満である状態の動作を説明する。この状態では、開口９１の開度は、最小であり、バイパス率は１００％である。なお、ここで言う暖気運転完了後最適温度は、第２の実施形態で説明されたものと同じであり、本発明で言う所定温度の一例である。

制御部１９０ｄは、ステップＳＴ５５で、冷媒温度検出センサ１８０の検出結果に基づいて冷却水Ｃの温度が閾値Ｔｗｈより大きいと判定すると、内燃機関２０の暖機運転が完了したと判定し、ついで、ステップＳＴ５７に進む。

ステップＳＴ５７では、制御部１９０ｄは、混合気温度検出センサ２００の検出結果に基づいて、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度であるか否かを判定する。この説明では、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度未満であるので、制御部１９０ｄは、混合気Ｍが暖機運転完了後最適温度未満であると判定し、ついでステップＳＴ５８を経てステップＳＴ５９に進む。

混合気Ｍの温度が下限値ＴｉＬｈ未満であるため、制御部１９０ｄは、排気Ｇを昇温するために触媒装置７０を昇温する必要があると判定する。ステップＳＴ５９では、制御部１９０ｄは、回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて、開口９１の開度が最小であるか否かを判定する。暖機運転が完了したすぐ後では、開口９１の開度は最小であるので、ついで、ステップＳＴ６０に進む。混合気温度検出センサ２００は、本発明で言う昇温判定手段の一例である。

ステップＳＴ６０では、制御部１９０ｄは、回転角度検出センサ１５７の検出結果に基づいて、バイパス率が１００％であるか否かを判定する。具体的には、制御部１９０ｄは、第１のバルブ１５２が全開状態であり、かつ、第２のバルブ１５３が全閉状態であるか否かを判定する。

暖機運転が完了したすぐ後は、第１のバルブ１５２の開度が最大状態であり、かつ、第２のバルブ１５３の開度が最小状態であるので、ステップＳＴ５１に戻る。暖気運転が完了した後、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度になるまでは、ステップＳＴ５１，ＳＴ５２，ＳＴ５５，ＳＴ５７，ＳＴ５８，ＳＴ５９，ＳＴ６０の動作が繰り替えされる。このことによって、開口９１の開度が最小に保たれるとともに、第１のバルブ１５２が全開状態となり、かつ、第２のバルブ１５３が全閉状態となるので、排気Ｇの温度が上昇し、それゆえ、混合気Ｍの温度が上昇する。

つぎに、内燃機関２０の暖機運転完了後、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度になった状態での動作を説明する。制御部１９０ｄは、ステップＳＴ５７で、混合気温度検出センサ２００の検出結果に基づいて混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度であるか否かを判定する。この説明では、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度であるので、制御部１９０ｄは、触媒装置７０の昇温が不要であると判定する。ついで、ステップＳＴ５１に戻る。

内燃機関２０の暖機運転完了後、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度である場合は、ステップＳＴ５１，ＳＴ５２，ＳＴ５５，ＳＴ５７を繰り返す。このことによって、開口９１の開度とバイパス率とが維持されるので、混合気Ｍの温度が、暖機運転完了後最適温度に維持される。

ついで、内燃機関２０の暖機運転完了後、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度をこえた状態での動作を説明する。この状態では、開口９１の開度は最小であるとともに、バイパス率は１００％である。

制御部１９０ｄは、ステップＳＴ５８で、混合気温度検出センサ２００の検出結果に基づいて混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度より大きくなったと判定すると、ついでステップＳＴ６１に進む。

混合気Ｍの温度が上限値ＴｉＨｈより大きいため排気Ｇを昇温する必要がないので、制御部１９０ｄは、触媒装置７０の昇温が不要であると判定する。ステップＳＴ６１では、制御部１９０ｄは、バイパス率が０であるか否かを判定する。具体的には、制御部１９０ｄは、回転角度検出センサ１５７の検出結果に基づいて、バイパス率を検出する。この状態は、バイパス率は１００％であるので、ついで、ステップＳＴ６２に進む。

ステップＳＴ６２では、制御部１９０ｄは、駆動装置１０２を制御するとともに回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて開口９１の開度を維持する。そして、制御部１９０ｄは、バイパス率が小さくなるように、第１のバルブ１５２の開度を小さくし、かつ、第２のバルブ１５３の開度を大きくする。

具体的には、制御部１９０ｄは、駆動装置１５１を制御して、回転軸１５５を第１のバルブ１５２が閉じる方向でかつ第２のバルブ１５３が開く方向に回転する。このとき、回転軸１５５を所定角度β回転する。所定角度βは、予め決定されている値である。好ましくは、所定角度βは、Ｌ＝１以上の自然数としたとき、第１のバルブ１５２の最大開度（全開状態）と最小開度（全閉状態）との間での回転軸１５５の回転角度が、Ｌ×βとなる値である。回転軸１５５を所定角度β回転する動作を複数回行った後に最小開度から最大開度になるようにする場合は、Ｌを例えば４，５回などの複数回に設定する。回転軸１５５が、第１のバルブ１５２が開く方向かつ第２のバルブ１５３が閉じる方向に所定角度β回転されると、ついで、ステップＳＴ５１に戻る。

内燃機関２０の暖機運転の完了後、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度をこえる状態では、ステップＳＴ５１，ＳＴ５２，ＳＴ５３，ＳＴ５４，ＳＴ５５，ＳＴ５７，ＳＴ５８，ＳＴ６１，ＳＴ６２の動作が繰り返されることによって、開口９１の開度が維持されるとともに、バイパス率が徐々に小さくなる。このことによって、排気還流装置用クーラ１３０を通過する排気Ｇの割合が多くなるので、吸気通路３８に到達する排気Ｇの温度が徐々に低下する。排気Ｇの温度が低下することによって、排気Ｇの温度は、暖機運転完了後最適温度に近づく。

つぎに、上記のようにステップＳＴ５１，ＳＴ５２，ＳＴ５３，ＳＴ５４，ＳＴ５５，ＳＴ５７，ＳＴ５８，ＳＴ６１，ＳＴ６２の動作を繰り返した結果、バイパス率が０、つまり第１のバルブ１５２が全閉となりかつ第２のバルブ１５３が全開となったが、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度をこえている状態での動作を説明する。

この状態では、バイパス率が０パーセントであり、開口９１の開度が最小であり、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度をこえている状態であるので、制御部１９０ｄは、ステップＳＴ６１からステップＳＴ６３に進む。

ステップＳＴ６３では、制御部１９０ｄは、開口９１の開度が最大であるか否かを判定する。具体的には、制御部１９０ｄは、回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて、開口９１の開度を検出する。この説明では、開口９１の開度は、最小であるので、制御部１９０ｄは、開口９１の開度が最小であることを検出し、開口９１の開度が最大ではないと判定する。ついで、ステップＳＴ６４に進む。

ステップＳＴ６４では、制御部１９０ｄは、バイパス率を維持する。そして、制御部１０ｄは、駆動装置１０２を制御しつつ回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて、開口９１の開度を大きくする。具体的には、制御部１９０ｄは、駆動装置１０２を制御しつつ回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて、回転軸１０３を開く方向に所定角度α回転する。所定角度αは、第２の実施形態で説明したものと同じであるので説明を省略する。ついで、ステップＳＴ５１に戻る。

暖機運転完了後、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度をこえておりかつバイパス率が０パーセントである場合は、上記のようにステップＳＴ５１，ＳＴ５２，ＳＴ５３，ＳＴ５４，ＳＴ５５，ＳＴ５６，ＳＴ５７，ＳＴ５８，ＳＴ６１，ＳＴ６３，ＳＴ６４の動作が繰り返されることによって、開口９１の開度が徐々に大きくなる。このことによって排気Ｇが冷却される。

つぎに、上記動作によって、混合気Ｍの温度が暖機運転完了最適温度未満となった状態、つまり、内燃機関２０の暖機運転の完了後、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度をこえた後、上記動作によって冷却されて暖機運転完了最適温度未満となった状態での動作を説明する。

この状態では、開口９１の開口度は、最小ではなく、バイパス率は、０％である。このため、制御部１９０ｄは、ステップＳＴ５８からステップＳＴ５９に進む。ステップＳＴ５９では、制御部１９０ｄは、開口９１の開度が最小ではないと判定し、ステップＳＴ６５に進む。

ステップＳＴ６５では、制御部１９０ｄは、バイパス率を維持しつつ、開口９１の開度を小さくするべく駆動装置１０２を制御する。具体的には、制御部１９０ｄは、駆動装置１０２を制御しつつ回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて回転軸１０３を閉じる方向に所定角度α回転する。ついで、ステップＳＴ５１に戻る。

内燃機関２０の暖機運転の完了後、混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度をこえた後、上記動作によって冷却されて暖機運転完了最適温度未満となった状態では、上記ステップＳＴ５１，ＳＴ５２，ＳＴ５３，ＳＴ５４，ＳＴ５５，ＳＴ５７，ＳＴ５８，ＳＴ５９，ＳＴ６５の動作が繰り返されることによって、開口９１の開度が徐々に小さくなるので、排気Ｇが昇温される。この結果、混合気Ｍの温度が、昇温される。

つぎに、上記動作によって開口９１の開度が最小となったにも関わらず混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最適温度まで昇温されていない状態での動作を説明する。この状態では、バイパス率は０％であり、開口９１の開度は最小である。

この状態では、制御部１９０ｄは、ステップＳＴ５９において、開口９１の開度が最小であると判定し、ステップＳＴ６０に進む。ステップＳＴ６０では、制御部１９０ｄは、バイパス率が１００％であるか否かを判定する。具体的には、制御部１９０ｄは、回転角度検出センサ１５７の検出結果に基づいてバイパス率を検出する。この説明では、バイパス率は、０％であるので、制御部１９０ｄは、バイパス率は１００％ではないと判定し、ステップＳＴ６６に進む。

ステップＳＴ６６では、制御部１９０ｄは、駆動装置１０２を制御しつつ回転角度検出センサ１０２ａの検出結果に基づいて開口９１の開度を維持する。制御部１９０ｄは、バイパス率が大きくなるように、第１，２のバルブ１５２，１５３を制御する。具体的には、制御部１９０ｄは、駆動装置１５１を制御するとともに回転角度検出センサ１５７の検出結果に基づいて、回転軸１５５を第１のバルブ１５２が開くとともに第２のバルブ１５３が閉じる方向に所定角度β回転する。回転軸１５５が所定角度β回転されると、ついで、ステップＳＴ５１に戻る。

混合気Ｍの温度が暖機運転完了後最低温度まで昇温されるまでは、上記ステップＳＴ５１，ＳＴ５２，ＳＴ５３，ＳＴ５４，ＳＴ５５，ＳＴ５７，ＳＴ５８，ＳＴ５９，ＳＴ６０，ＳＴ６７の動作が繰り返される。この結果、バイパス率が徐々に大きくなることによって、排気Ｇが昇温されるので、混合気Ｍが暖機運転完了後最適温度まで昇温される。

内燃機関２０の駆動が停止されると、ステップＳＴ５１からステップＳＴ６７に進む。ステップＳＴ６７では、制御部１９０ｄは、フラグを０に設定し、制御が終了する。

本実施形態では、第２，４の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、内燃機関２０の暖機運転完了後に混合気Ｍの温度を暖機運転完了後最適温度になるように調整することができる。

また、混合気Ｍの温度を調整するために、排気還流装置用冷却装置１３０と、排気還流装置用冷却装置バイパス通路１４０とを用いることによって、混合気Ｍの温度を効率よく調整することができる。

また、混合気Ｍの温度が所定温度より小さい場合に、バイパス率の上昇より開口９１を優先して閉じることで、混合気Ｍの昇温にあたって触媒７２の温度をより早く高温にして活性状態にすることができるため、排気の浄化の点でより有利となる。

また、混合気Ｍの温度が所定温度より大きい場合に、バイパス率の低下を優先することで開口９１を開く機会を低くし、混合気Ｍの冷却にあたって触媒７２の温度をなるべく低下させず高温を保って活性状態を保つことができるため、排気の浄化の点でより有利となる。

なお、上記の所定温度は、本発明で言う所定温度であり、本実施形態では、一例として、暖機運転完了後最適温度である。

なお、上記各実施形態では、内燃機関２０は、複数気筒の一例として、４気筒を備える構造である。しかしながら、上記各実施形態において、内燃機関２０は、単気筒（１気筒）のみ備える構造であってもよい。この場合、排気系４０は、排気マニホールドを備えない。

この構造の場合、排気通路４１の一部が、上記各実施形態で説明された排気マニホールドと同様に用いられる。上記排気通路４１の一部は、好ましくは、排気通路４１において、燃焼室の近傍の位置である。例えば、排気通路４１において燃焼室に連結される部分である。

そして、触媒装置７０は、排気通路４１の一部から離間した位置であって、かつ、少なくとも一部が車体上下方向に排気通路の上記一部に重なる位置に配置される。そして、カバー部材９０が、この排気通路４１の上記一部と触媒装置７０とを覆う。排気マニホールド４２にかえて用いられる排気通路４１の上記一部と触媒装置７０との位置関係は、上記各実施形態で説明された排気マニホールド４２と触媒装置７０との位置関係と同じでよい。同様に、排気マニホールド４２にかえて用いられる排気通路４１の上記一部とカバー部材９０との位置関係は、上記各実施形態で説明された排気マニホールド４２とカバー部材９０との位置関係と同じでよい。このことによって、上記各実施形態において内燃機関２０が単気筒構造であっても、各実施形態と同じ作用と効果とが得られる。

内燃機関２０が単気筒構造であり排気マニホールドを備えない場合、排気通路４１には、１つの燃焼室から排出される排気Ｇが流動する。このため、排気通路４１には、常にではないが、略常に排気Ｇが流れる。言い換えると、排気通路４１が、排気マニホールド４２の合流部４８によって得られる作用と同様の作用を有するようになる。

また、第１〜５の実施形態では、制御部１９０，１９０ｃ，１９０ｄは、本発明で言う制御手段と昇温判定手段の２つの機能を有している。しかしながら、これに限定されない。昇温判定手段として、冷媒温度検出センサ１８０の検出結果に基づいて触媒装置７０の昇温が必要であるか否かを判定する、制御部１９０，１９０ｃ，１９０ｄとは異なる判定部があってもよい。

また、第１〜５の実施形態では、本発明で言う所定温度の一例として、暖機運転中最適温度と暖機運転完了後最適温度とが用いられた。暖機運転中最適温度と暖機運転完了後最適温度については、一例を、第２の実施形態で詳細に説明している。しかしながら、所定温度は、例えば、範囲を有さない１つの温度であってもよい。

この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
内燃機関の燃焼室に連通し排気系の一部を構成する排気通路と、
前記排気系から排気の一部を吸気通路へ導く排気還流通路と、
前記排気還流通路に形成される触媒装置と、
前記排気通路の一部と前記触媒装置とを覆うカバー部材と、
前記カバー部材に形成される開口を開閉することによって前記開口の開度を調整する開閉扉部材と、
前記開閉扉部材を制御して前記吸気通路へ導かれる前記排気の温度を調整する温度調整手段と、
前記温度調整手段を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする排気還流装置。
［２］
前記触媒装置の昇温が必要か否かを判定する昇温判定手段を備え、
前記制御手段は、前記昇温判定手段が前記触媒装置の昇温が必要であると判定した場合、前記開閉扉部材を制御して前記開口の開度を小さくする
ことを特徴とする１に記載の排気還流装置。
［３]
前記昇温判定手段は、前記燃焼室を冷却する冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段を備え、前記冷媒温度検出手段で検出される前記冷媒の温度に基づいて、前記触媒装置の昇温が必要であるかまたは不要であるかを判定する
ことを特徴とする２に記載の排気還流装置。
［４］
前記燃焼室へ供給される空気と前記排気との混合気の温度を検出する混合気温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記混合気の温度が所定温度となるように前記開口の開度を制御することを特徴とする１から３のうちのいずれか１に記載の排気還流装置。
［５］
前記排気還流通路において前記触媒装置の下流に設けられ前記排気を冷却する冷却装置と、
前記排気還流通路において前記触媒装置の下流に設けられて前記冷却装置を迂回する迂回通路と
を備え、
前記制御手段は、前記混合気の温度が前記所定温度となるように、前記開口の開度と前記迂回通路を流れる前記排気の流量とを制御する
ことを特徴とする４に記載の排気還流装置。
［６］
前記制御手段は、前記混合気の温度が前記所定温度より小さい場合は、前記開口の開度を最小にした後に前記迂回通路を流れる前記排気の流量を変更する
ことを特徴とする５に記載の排気還流装置。
［７］
前記制御手段は、前記混合気の温度が前記所定温度より大きい場合は、前記迂回通路を流れる前記排気の流量を０にした後に前記開口の開度を変更する
ことを特徴とする５または６に記載の排気還流装置。

２０…内燃機関、２１〜２４…燃焼室、４０…排気系、４１…排気通路、４２…排気マニホールド（排気通路の一部）、５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ…排気還流装置、７０…触媒装置、９０…カバー部材、９１…開口、１０１…開閉板（開閉扉部材）、１０２…駆動装置（温度調整手段）、１０２ａ…回転角度検出センサ（温度調整手段）、１２０…排気還流通路、１３０…排気還流装置用クーラ（冷却装置）、１４０…排気還流装置用クーラバイパス（迂回通路）、１７０，１７０ａ，１７０ｃ，７０ｄ…制御手段、１８０…冷媒温度検出センサ（昇温判定手段、冷媒温度検出手段）、１９０，１９０ａ，１９０ｃ，１９０ｄ…制御部（昇温判定手段）、２００…混合気温度検出センサ（混合気温度検出手段）、Ｃ…冷却水（冷媒）、Ｇ…排気、Ｍ…混合気。

Claims (6)

1. 内燃機関の燃焼室に連通し排気系の一部を構成する排気通路と、
   前記排気系から排気の一部を吸気通路へ導く排気還流通路と、
   前記排気還流通路に形成される触媒装置と、
   前記排気通路の一部と前記触媒装置とを覆うカバー部材と、
   前記カバー部材に形成される開口を開閉することによって前記開口の開度を調整する開閉扉部材と、
   前記開閉扉部材を制御して前記吸気通路へ導かれる前記排気の温度を調整する温度調整手段と、
   前記温度調整手段を制御する制御手段と、
   前記燃焼室へ供給される空気と前記排気との混合気の温度を検出する混合気温度検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記混合気の温度が所定温度となるように前記開口の開度を制御する
   ことを特徴とする排気還流装置。
2. 前記触媒装置の昇温が必要か否かを判定する昇温判定手段を備え、
   前記制御手段は、前記昇温判定手段が前記触媒装置の昇温が必要であると判定した場合、前記開閉扉部材を制御して前記開口の開度を小さくする
   ことを特徴とする請求項１に記載の排気還流装置。
3. 前記昇温判定手段は、前記燃焼室を冷却する冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段を備え、前記冷媒温度検出手段で検出される前記冷媒の温度に基づいて、前記触媒装置の昇温が必要であるかまたは不要であるかを判定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の排気還流装置。
4. 前記排気還流通路において前記触媒装置の下流に設けられ前記排気を冷却する冷却装置と、
   前記排気還流通路において前記触媒装置の下流に設けられて前記冷却装置を迂回する迂回通路と
   を備え、
   前記制御手段は、前記混合気の温度が前記所定温度となるように、前記開口の開度と前記迂回通路を流れる前記排気の流量とを制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の排気還流装置。
5. 前記制御手段は、前記混合気の温度が前記所定温度より小さい場合は、前記開口の開度を最小にした後に前記迂回通路を流れる前記排気の流量を変更する
   ことを特徴とする請求項４に記載の排気還流装置。
6. 前記制御手段は、前記混合気の温度が前記所定温度より大きい場合は、前記迂回通路を流れる前記排気の流量を０にした後に前記開口の開度を変更する
   ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の排気還流装置。

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