特許 7582166 ＥＧＲクーラ及びＥＧＲクーラシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】ＥＧＲクーラ及びＥＧＲクーラシステム

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/29 20160101AFI20241106BHJP

   F02M 26/50 20160101ALI20241106BHJP

   F28D 11/04 20060101ALI20241106BHJP

   F28G 3/14 20060101ALI20241106BHJP

   F28F 1/22 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

F02M26/29 311

F02M26/50 301

F28D11/04

F28G3/14

F28F1/22 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021190971

(22)【出願日】2021-11-25

(65)【公開番号】P2023077627

(43)【公開日】2023-06-06

【審査請求日】2024-02-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】荒田 洋平

【審査官】家喜 健太

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－９４５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１３３１９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ２６／２２ ， ２６／５０

Ｆ２８Ｄ １１／００

Ｆ２８Ｇ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関のＥＧＲシステムにおけるＥＧＲ配管に接続され、前記ＥＧＲ配管の上流側から流入したＥＧＲガスを、温度を低下させて前記ＥＧＲ配管の下流側へ吐出するＥＧＲクーラであって、
前記ＥＧＲクーラは、
ケースと、
前記ケースに収容された熱交換器と、
電動モータと、
を有しており、
前記熱交換器は、
前記電動モータの回転によって回転する回転軸部材と、
前記回転軸部材から径方向外側に向かって延びるフィンと、
前記フィンにおける径方向外側の端部に設けられたストッパと、
前記フィンが貫通して前記フィンに沿って径方向外側と内側との間を往復移動可能とされた摺動部と、
を有する、
ＥＧＲクーラ。

【請求項2】

請求項１に記載のＥＧＲクーラと、制御装置と、を有するＥＧＲクーラシステムであって、
前記ＥＧＲクーラは、前記熱交換器の前記回転軸部材が略水平になるように前記ＥＧＲ配管に接続され、
前記制御装置は、
前記電動モータを、前記内燃機関の停止後に所定期間回転させる、
ＥＧＲクーラシステム。

【請求項3】

請求項２に記載のＥＧＲクーラシステムであって、
前記制御装置は、前記電動モータを回転させる回転モードとして、回転の際に前記回転軸部材の上に達した前記フィンの前記摺動部に働く遠心力よりも前記摺動部に働く重力のほうが大きくなる低速回転モードを有する、
ＥＧＲクーラシステム。

【請求項4】

請求項３に記載のＥＧＲクーラシステムであって、
前記制御装置は、前記回転モードとして、回転の際に前記回転軸部材の上に達した前記フィンの前記摺動部に働く遠心力よりも前記摺動部に働く重力のほうが小さくなる高速回転モードを有する、
ＥＧＲクーラシステム。

【請求項5】

請求項４に記載のＥＧＲクーラシステムであって、
前記フィンは、平板状であり、前記平板状の面が前記回転軸部材の中心軸線に対して平行となるように設けられており、
前記制御装置は、
前記高速回転モードと前記低速回転モードを含む１セットを一方方向の回転で少なくとも一回実行し、前記１セットを前記一方方向の回転とは逆方向の回転で少なくとも一回実行する、
ＥＧＲクーラシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動的に洗浄作業を行ってメンテナンスフリーを実現するＥＧＲクーラ及びＥＧＲクーラシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

ＥＧＲシステムにおいては、排気ガスをＥＧＲクーラにより冷却したうえで吸気システムに戻すクールドＥＧＲが知られている。クールドＥＧＲでは、ホットＥＧＲに比較して内燃機関の燃焼温度をより低下させ、更なるＮＯｘ低減が期待できる。その反面、使用時間とともにＥＧＲクーラにおける熱交換器にデポジットが堆積して熱交換効率が低下するため、ＥＧＲクーラに対するメンテナンス（洗浄作業）が必要になる。

【0003】

ＥＧＲクーラに対するメンテナンスとしては、作業者が堆積してしまったデポジットを洗浄によって物理的に取り除くことがある。具体的には、ＥＧＲ配管からＥＧＲクーラを取り外したうえで洗浄し、洗浄後にＥＧＲクーラを付け直すという作業が行われる。このような作業は多大な労力と時間を要し、従来、メンテナンスを容易にする技術が考案されている。

【0004】

例えば特許文献１では、排気ガスを吸気側へ再循環させる経路途中に洗浄器具の挿入口を設けたＥＧＲクーラが開示されている。洗浄具挿入口から洗浄具を挿入することができるので、ＥＧＲクーラを取り付けた状態のまま洗浄作業を行うことを可能としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００２－３９０１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、引用文献１に記載の技術では、ＥＧＲクーラの着脱が不要となるのでメンテナンスが容易となり、その労力と時間が軽減されるものの、洗浄作業については作業者が実行しなければならない。洗浄作業自体が不要であり、ＥＧＲクーラをメンテナンスフリーとする技術が求められている。

【0007】

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、洗浄作業を不要としメンテナンスフリーを実現するＥＧＲクーラを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を達成するため、本発明の第１の発明は、内燃機関のＥＧＲシステムにおけるＥＧＲ配管に接続され、前記ＥＧＲ配管の上流側から流入したＥＧＲガスを、温度を低下させて前記ＥＧＲ配管の下流側へ吐出するＥＧＲクーラであって、前記ＥＧＲクーラは、ケースと、前記ケースに収容された熱交換器と、電動モータと、を有しており、前記熱交換器は、前記電動モータの回転によって回転する回転軸部材と、前記回転軸部材から径方向外側に向かって延びるフィンと、前記フィンにおける径方向外側の端部に設けられたストッパと、前記フィンが貫通して前記フィンに沿って径方向外側と内側との間を往復移動可能とされた摺動部と、を有する、ＥＧＲクーラである。

【0009】

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係るＥＧＲクーラと、制御装置と、を有するＥＧＲクーラシステムであって、前記ＥＧＲクーラは、前記熱交換器の前記回転軸部材が略水平になるように前記ＥＧＲ配管に接続され、前記制御装置は、前記電動モータを、内燃機関の停止後に所定期間回転させる、ＥＧＲクーラシステムである。

【0010】

次に、本発明の第３の発明は、上記第２の発明に係るＥＧＲクーラシステムであって、前記制御装置は、前記電動モータを回転させる回転モードとして、回転の際に前記回転軸部材の上に達した前記フィンの前記摺動部に働く遠心力よりも前記摺動部に働く重力のほうが大きくなる低速回転モードを有する、ＥＧＲクーラシステムである。

【0011】

次に、本発明の第４の発明は、上記第３の発明に係るＥＧＲクーラシステムであって、前記制御装置は、前記回転モードとして、回転の際に前記回転軸部材の上に達した前記フィンの前記摺動部に働く遠心力よりも前記摺動部に働く重力のほうが小さくなる高速回転モードを有する、ＥＧＲクーラシステムである。

【0012】

次に、本発明の第５の発明は、上記第４の発明に係るＥＧＲクーラシステムであって、前記フィンは、平板状であり、前記平板状の面が前記回転軸部材の中心軸線に対して平行となるように設けられており、前記制御装置は、前記高速回転モードと前記低速回転モードを含む１セットを一方方向の回転で少なくとも一回実行し、前記１セットを前記一方方向の回転とは逆方向の回転で少なくとも一回実行する、ＥＧＲクーラシステムである。

【発明の効果】

【0013】

第１の発明によれば、ＥＧＲクーラを熱交換器の回転軸部材が略水平になるように配置し、熱交換器を電動モータによって回転させれば、摺動部に遠心力と重力が作用し、遠心力と重力のバランスにより摺動部をフィンに沿って往復移動させることができる。そして、摺動部が摺動するたびに、フィンの表面に付着したデポジットが削ぎ落とされる。したがって、フィンに対してデポジットが堆積することがなくなり、ＥＧＲクーラの洗浄作業を不要とすることが可能となる。

【0014】

第２の発明によれば、内燃機関の動作中は摺動部に対しＥＧＲガスの風圧や車両の振動等が影響するが、停止中であれば摺動部に作用するのは遠心力と重力のみであり、これらのバランスだけ考慮すればよい。したがって、摺動部をフィンに沿って確実に往復移動させることができる。

【0015】

第３の発明によれば、重力を利用して、回転角度に応じて摺動部を往復移動させることができる。また、電動モータを高速に回転させる場合に比較して、低電力で摺動部を往復移動させることができる。また、電動モータを一定の速度で回転させ続ければ良く、電動モータの制御を簡易なものとすることができる。

【0016】

第４の発明によれば、より大きな遠心力を作用させることによって、自重で落ちるスピードよりも速いスピードで摺動部を動かすことができるので、自重で落ちるスピードでは削ぎ落とせないデポジットも削ぎ落すことができる。

【0017】

第５の発明によれば、一方方向の回転では平板状のフィンにおける両面のうち片方の面に付着したデポジットが、逆方向の回転ではもう一方の面に付着したデポジットがより削ぎ落される。その結果、フィンの両面について偏りなくデポジットを削ぎ落すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本実施形態に係るＥＧＲクーラシステムを有する内燃機関システムの概略構成を示す図である。

【図2】本実施形態に係るＥＧＲクーラの概略構成を示す図である。

【図3】本実施形態に係るＥＧＲクーラにおける熱交換器の斜視図である。

【図4】図２に示すＥＧＲクーラにおける冷却水経路を説明するための図であり、接続ノズルを接続した状態を示す図である。

【図5】図４に示すＥＧＲクーラにおいて接続ノズルを分離した状態を示す図である。

【図6】［全体処理］の処理手順の例を説明するフローチャートである。

【図7】［洗浄処理］の処理手順の例を説明するフローチャートである。

【図8】高速回転モードにおいて遠心力＞重力となることによる摺動部の運動（径方向外側への移動）を説明するための図である。

【図9】低速回転モードにおいて遠心力＜重力となることによる摺動部の運動（径方向内側への移動）を説明するための図である。

【図10】低速回転モードにおいて摺動部がストッパ側に落ちる運動（径方向外側への移動）を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

●［内燃機関システムの概略構成の例（図１）］
以下に本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。まず図１を用いて、本発明に係るＥＧＲクーラシステム１０を有する内燃機関システム２０の概略構成の例について説明する。本実施の形態の説明では、圧縮自己着火式燃機関の例として、車両に搭載された内燃機関２１（例えばディーゼルエンジン）を用いて説明する。

【0020】

内燃機関２１には、吸気管２２と排気管２３が接続されている。吸気管２２には、過給機２４のコンプレッサ２４ａが配置されており、コンプレッサ２４ａにより吸気が圧縮され、内燃機関２１に圧送される。排気管２３には、過給機２４のタービン２４ｂや浄化装置２５が配置されており、内燃機関２１から排出された排気ガスは、タービン２４ｂを回転駆動した後、浄化装置２５によって浄化され外気へと排出される。内燃機関２１には、回転センサ２８が設けられており、内燃機関２１のクランクシャフトの回転角度に応じた検出信号を制御装置３０に出力する。なお、内燃機関システム２０においては、その他種々の検出装置やアクチュエータが設けられているが、適宜省略している。

【0021】

ＥＧＲクーラシステム１０は、ＥＧＲクーラ１１と、制御装置３０と、を有する。排気管２３には、ＥＧＲ配管２６の流入側が接続されている。ＥＧＲ配管２６は、排気管２３と吸気管２２とを連通し、排気管２３を流れる排気ガスの一部を吸気管２２に還流させることが可能である。ＥＧＲ配管２６には、ＥＧＲクーラ１１、ＥＧＲ弁２７が配置されている。吸気管２２には、ＥＧＲ配管２６の流出側が接続されている。ＥＧＲクーラ１１は、ケース１２にてＥＧＲ配管２６と接続されており、ケース１２内に熱交換器１と電動モータ１３が収容されている。熱交換器１には、冷却水配管１４が接続されており、ポンプ１５によって冷却水が供給される。電動モータ１３は、制御装置３０からの電動モータ制御信号に基づいて、熱交換器１の回転軸部材２（図２参照、回転軸部材２のもう一方の端部は回転軸部材軸受１６で支持されている）に回転を伝える。ＥＧＲ弁２７は、制御装置３０からの制御信号に基づいて、ＥＧＲ配管２６の開度を調整することで、ＥＧＲ配管２６内を流れるＥＧＲガスの流量を調整する。着脱アクチュエータ１７は、制御装置３０からの着脱アクチュエータ制御信号に基づいて、冷却水配管１４の接続ノズル１４ａ（図４、図５参照）を動かす。

【0022】

制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、タイマ等を有している。制御装置３０は、イグニッションスイッチ２９からの制御信号を受け取り、内燃機関２１の始動や各種電気系統の制御を行う。制御装置３０は、上述した種々の検出装置からの検出信号を取り込み、上述した種々のアクチュエータへの制御信号を出力する。なお、制御装置３０の入出力は、上記の検出装置やアクチュエータに限定されるものではない。

【0023】

●［ＥＧＲクーラの概要（図２）］
図２は、本実施形態に係るＥＧＲクーラの概略構成を示す図である。ＥＧＲクーラ１１は、ケース１２と、熱交換器１と、電動モータ１３と、回転軸部材軸受１６と、を有している。ケース１２は、例えば大径円筒部１２ａと小径円筒部１２ｂ、１２ｃからなり、大径円筒部１２ａの両端に対し小径円筒部１２ｂ、１２ｃが接合された形状を有する。ＥＧＲ配管２６は、ケース１２における小径円筒部１２ｂ、１２ｃに接続されている。

【0024】

ケース１２における大径円筒部１２ａには、熱交換器１が収容されている。冷却水配管１４は、大径円筒部１２ａの内部まで延長され、接続ノズル１４ａを介して熱交換器１と接続されるように配置されている。ポンプ１５によって冷却水配管１４に吐出された冷却水は、熱交換器１の冷却水経路を形成する水路形成ユニット３（スリーブ部３ａ、パイプ部３ｂ）に供給される。ケース１２におけるＥＧＲガス流出側の小径円筒部１２ｃには、電動モータ１３が配置されている。ケース１２におけるＥＧＲガス流入側の小径円筒部１２ｂには、熱交換器１の回転軸部材軸受１６が配置されている。熱交換器１は、回転軸部材２の一方の端部が電動モータ１３に接続され、他方の端部が回転軸部材軸受１６にて回転可能に支持されており、電動モータ１３の回転によって回転する。ＥＧＲクーラ１１は、熱交換器１の回転軸部材２（図３参照）が略水平になるようにＥＧＲ配管２６（図１参照）に接続されている。

【0025】

●［熱交換器の構成（図３）］
図３は、本実施形態に係るＥＧＲクーラにおける熱交換器の斜視図である。熱交換器１は、電動モータ１３の回転によって回転する回転軸部材２を有する。回転軸部材２は、冷却水経路を形成する水路形成ユニット３に嵌合され固定されている。水路形成ユニット３は、スリーブ部３ａと、パイプ部３ｂとを備える。なお、図３では、説明の便宜上、第１フィン４ａ内のパイプ部３ｂのみが現わされているが、他のフィン４ｂ～４ｄの内部にもパイプ部３ｂがある。スリーブ部３ａは、両端に供給口３ｃと排出口３ｅの空間が設けられ、供給口３ｃと排出口３ｅの間に嵌合穴３ｄが設けられている。回転軸部材２は、嵌合穴３ｄに嵌合され固定されている。供給口３ｃと排出口３ｅの径は嵌合穴３ｄの径よりも大きく設定されている。パイプ部３ｂは、スリーブ部３ａにおける両端の供給口３ｃと排出口３ｅを連通するように設けられている。冷却水配管１４の接続ノズル１４ａ（図４、図５参照）は、着脱アクチュエータ１７によって作動し、スリーブ部３ａの両端に対して接続されたり（図４参照）、分離されたりする（図５参照）。水路形成ユニット３は、接続ノズル１４ａがスリーブ部３ａから分離された際、回転軸部材２と一体となって、クーラ回転軸線Ｌを回転軸として回転することができる。なお、内燃機関２１の運転中は、接続ノズル１４ａを接続し冷却水を循環させるので、熱交換器１を回転させることはしない。

【0026】

熱交換器１は、回転軸部材２から径方向外側に向かって延びるフィン４ａ～４ｄを有する。フィン４ａ～４ｄは、平板状であり、平板状の面が回転軸部材２のクーラ回転軸線Ｌに対して平行となるように設けられている。フィン４ａ～４ｄは、水路形成ユニット３のパイプ部３ｂに接しつつ、パイプ部３ｂを取り囲むように形成されている。これにより、温度の高いＥＧＲガスから温度の低い冷却水へ熱を移動させ、熱交換を実現することができる。フィン４ａ～４ｄは、水路形成ユニット３のスリーブ部３ａ周面に対し接合されており、例えば上下左右の４方向に向かって延びて４枚（上方向に延びる第１フィン４ａ、右方向に延びる第２フィン４ｂ、下方向に延びる第３フィン４ｃ、左方向に延びる第４フィン４ｄ）形成されている。フィンの枚数はこれに限定されるものではない。例えばフィンをさらに４枚追加し、合計８枚のフィンが等間隔に形成されるようにしてもよい。フィン４ａ～４ｄにおける径方向外側の端部には、ストッパ５が設けられている。

【0027】

摺動部６は、フィン４ａ～４ｄが貫通しており、フィン４ａ～４ｄに沿って径方向外側と内側との間を往復移動可能に装着されている。上述したように、熱交換器１の回転軸部材２は、略水平となるように配置されている。そのため、熱交換器１がクーラ回転軸線Ｌを回転軸として回転する際、フィン４ａ～４ｄの摺動部６には遠心力と重力が作用する。制御装置３０は、電動モータ１３を回転させる回転モードとして、熱交換器１が回転する際に回転軸部材２の上に達したフィン４ａ～４ｄ（図３では第１フィン４ａ）の摺動部６に働く遠心力よりも摺動部６に働く重力のほうが大きくなる低速回転モードを有する。摺動部６は、遠心力と重力のバランスにより、フィン４ａ～４ｄに沿ってスリーブ部３ａ周面とストッパ５との間を往復移動する。このような摺動部６の運動により、フィン４ａ～４ｄの表面に付着したデポジットが削ぎ落される。また、制御装置３０は、低速回転モードのほかに、熱交換器１が回転する際に摺動部６に働く重力よりも回転軸部材２の上に達したフィン４ａ～４ｄ（図３では第１フィン４ａ）の摺動部６に働く遠心力のほうが大きくなる高速回転モードを有する。

【0028】

●［冷却水経路の概要（図４～図５］
図４は、ＥＧＲクーラ１１において冷却水が流れる経路を説明するための図である。図４では、説明の便宜上、冷却水経路となる冷却水配管１４、接続ノズル１４ａ、スリーブ部３ａ、第１フィン４ａと第３フィン４ｃ第１フィン４ａと第３フィン４ｃ内のパイプ部３ｂの断面が示されている。図４に示すように、熱交換器１の冷却水経路は、冷却水配管１４の接続ノズル１４ａが水路形成ユニット３のスリーブ部３ａに接続されることで形成される。接続ノズル１４ａは、着脱アクチュエータ１７によって作動する。冷却水は、ポンプ１５から吐出された後、冷却水配管１４、接続ノズル１４ａを経て供給口３ｃに到達する。冷却水は、供給口３ｃからパイプ部３ｂに入り込み、排出口３ｅまで到達すると、接続ノズル１４ａ、冷却水配管１４を経て冷却水タンクＴ（図１参照）に戻る。このような冷却水経路が形成されるのは、内燃機関２１の動作中に限られる。制御装置３０は、内燃機関２１の動作中においては電動モータ１３によって熱交換器１を回転させることはない。

【0029】

図５は、接続ノズル１４ａが分離された状態を示す図である。制御装置３０は、着脱アクチュエータ１７により接続ノズル１４ａを分離する前に、ポンプ１５による冷却水の吐出を停止して冷却水の吸引（ポンプ１５の逆回転）を開始する。このような冷却水経路の水抜きにより、熱交換器１は、電動モータ１３による回転が可能な状態となる。

【0030】

●［本実施形態における制御装置３０の処理手順（図６～図７）］

【0031】

次に、図６に示すフローチャートを用いて、制御装置３０の処理の流れを説明する。制御装置３０（ＣＰＵ）は、例えば所定時間間隔（数［ｍｓ］～数１０［ｍｓ］間隔）にて、図６に示す［全体処理］を起動し、ステップＳ１１０に処理を進める。

【0032】

ステップＳ１１０にて制御装置３０は、回転センサ２８から取得した内燃機関２１のクランクシャフトの回転状況に基づいて、内燃機関２１が停止したか否かを判定する。制御装置３０は、内燃機関２１が停止している場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１１５へ処理を進め、内燃機関２１が停止していない場合（Ｎｏ）はステップＳ１８０へ処理を進める。

【0033】

ステップＳ１１５へ処理を進めた場合、制御装置３０は、ポンプ１５を停止して、ステップＳ１２０へ処理を進める。

【0034】

ステップＳ１２０にて制御装置３０は、ポンプ１５を逆回転させてポンプ１５による吸引を行い、冷却水経路の水抜きをして、ステップＳ１２５へ処理を進める。

【0035】

ステップＳ１２５にて制御装置３０は、着脱アクチュエータ１７に制御信号を出力して、水路形成ユニット３のスリーブ部３ａから接続ノズル１４ａを分離して、ステップＳ１３０へ処理を進める。

【0036】

ステップＳ１３０にて制御装置３０は、カウンタを初期化して、ステップＳ１３５へ処理を進める。なお、カウンタ値の初期値は０である。

【0037】

ステップＳ１３５にて制御装置３０は、［洗浄処理］を実行し、ステップＳ１４０へ処理を進める。なお、［洗浄処理］（図７）の詳細については後述する。

【0038】

ステップＳ１４０にて制御装置３０は、カウンタ値をインクリメント（＋１）し、ステップＳ１４５へ処理を進める。

【0039】

ステップＳ１４５にて制御装置３０は、カウンタ値が３と等しいか否かを判定する。制御装置３０は、カウンタ値が３と等しくない場合（Ｎｏ）はステップＳ１３５へ処理を進め、カウンタ値が３と等しい場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１５０へ処理を進める。カウンタ値と比較する数値「３」は、洗浄処理を繰り返す回数を示す。洗浄処理の回数はこれに限定されるものではない。例えば「１０」に設定して、より洗浄回数を増やすようにしてもよい。

【0040】

ステップＳ１５０にて制御装置３０は、電動モータ１３の電源をＯＦＦにして、ステップＳ１５５へ処理を進める。

【0041】

ステップＳ１５５にて制御装置３０は、着脱アクチュエータ１７によって接続ノズル１４ａを制御し、接続ノズル１４ａを水路形成ユニット３のスリーブ部３ａに接続して、図６に示す処理を終了する。

【0042】

ステップＳ１８０へ処理を進めた場合、制御装置３０は、電動モータ１３の電源をＯＦＦにして、ステップＳ１８５へ処理を進める。

【0043】

ステップＳ１８５にて制御装置３０は、着脱アクチュエータ１７に制御信号を出力して、水路形成ユニット３のスリーブ部３ａから接続ノズル１４ａを接続して、ステップＳ１９０へ処理を進める。

【0044】

ステップＳ１９０にて制御装置３０は、ポンプ１５を駆動して、図６に示す処理を終了する。

【0045】

●［洗浄処理（図７）］
次に図７を用いて、図６に示すフローチャートのステップＳ１３５の［洗浄処理］の詳細を説明する。制御装置３０は、洗浄処理として、高速回転モードと低速回転モードを含む１セットを一方方向の回転で実行し、その１セットを一方方向の回転とは逆方向の回転で実行する。図６に示すフローチャートのステップＳ１３５の処理を実行する際、制御装置３０は図７に示すステップＳ２１０へ処理を進める。

【0046】

ステップＳ２１０にて制御装置３０は、タイマを初期化してスタートし、ステップＳ２１５へ処理を進める。

【0047】

ステップＳ２１５にて制御装置３０は、電動モータ１３を一方方向の回転にて高速回転モードで制御し、ステップＳ２２０へ処理を進める。なお、電動モータ１３の回転は、熱交換器１の回転軸部材２に伝わり、熱交換器１がクーラ回転軸線Ｌを回転軸として回転する（図２参照）。制御装置３０は、例えば一方方向の回転として、熱交換器１の第１フィン４ａが第２フィン４ｂを追いかけるように電動モータ１３を右回転させる。回転速度は、回転の際に回転軸部材２の上に達したフィン４ａ～４ｄの摺動部６に働く遠心力よりも摺動部６に働く重力のほうが小さくなる回転速度であり、例えば１０回転／秒である。

【0048】

ステップＳ２２０にて制御装置３０は、第１所定時間が経過したか否かを判定する。制御装置３０は、例えば第１所定時間として５秒が経過したか否かを判定する。制御装置３０は、第１所定時間が経過していない場合は（Ｎｏ）はステップＳ２１５へ処理を進め、引き続き電動モータ１３を一方方向の回転（右回転）にて高速回転モードで制御する。第１所定時間が経過した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２２５へ処理を進める。

【0049】

ステップＳ２２５にて制御装置３０は、電動モータ１３を一方方向の回転（右回転）にて低速回転モードで制御し、ステップＳ２２５へ処理を進める。回転速度は、回転の際に回転軸部材２の上に達したフィン４ａ～４ｄの摺動部６に働く遠心力よりも摺動部６に働く重力のほうが大きくなる回転速度であり、例えば１回転／秒である。

【0050】

ステップＳ２３０にて制御装置３０は、第２所定時間が経過したか否かを判定する。制御装置３０は、例えば第２所定時間として３０秒が経過したか否かを判定する。制御装置３０は、第２所定時間が経過していない場合は（Ｎｏ）はステップＳ２２５へ処理を進め、引き続き電動モータ１３を一方方向の回転（右回転）にて低速回転モードで制御する。第２所定時間が経過した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２３５へ処理を進める。

【0051】

ステップＳ２３５にて制御装置３０は、電動モータ１３を反対方向の回転にて高速回転モードで制御し、ステップＳ２４０へ処理を進める。制御装置３０は、例えば反対方向の回転として、熱交換器１の第１フィン４ａが第４フィン４ｄを追いかけるように電動モータ１３を左回転させる。回転速度は、回転の際に回転軸部材２の上に達したフィン４ａ～４ｄの摺動部６に働く遠心力よりも摺動部６に働く重力のほうが小さくなる回転速度であり、例えば１０回転／秒である。

【0052】

ステップＳ２４０にて制御装置３０は、第３所定時間が経過したか否かを判定する。制御装置３０は、例えば第１所定時間として５秒が経過したか否かを判定する。制御装置３０は、第３所定時間が経過していない場合は（Ｎｏ）はステップＳ２３５へ処理を進め、引き続き電動モータ１３を反対方向の回転（左回転）にて高速回転モードで制御する。第３所定時間が経過した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２４５へ処理を進める。

【0053】

ステップＳ２４５にて制御装置３０は、電動モータ１３を反対方向の回転（左回転）にて低速回転モードで制御し、ステップＳ２５０へ処理を進める。回転速度は、回転の際に回転軸部材２の上に達したフィン４ａ～４ｄの摺動部６に働く遠心力よりも摺動部６に働く重力のほうが大きくなる回転速度であり、例えば１回転／秒である。

【0054】

ステップＳ２５０にて制御装置３０は、第４所定時間が経過したか否かを判定する。制御装置３０は、例えば第４所定時間として３０秒が経過したか否かを判定する。制御装置３０は、第４所定時間が経過していない場合は（Ｎｏ）はステップＳ２４５へ処理を進め、引き続き電動モータ１３を反対方向の回転（左回転）にて低速回転モードで制御する。第４所定時間が経過した場合（Ｙｅｓ）は、図７に示す処理を終了し、図６のステップＳ１４０へ処理を戻す。制御装置３０は、上述した全体処理にて洗浄処理を３回繰り返している。このような高速回転モードと低速回転モードを含む１セットを右回転と左回転にて実行し、さらに複数回行うことによって、フィン４ａ～４ｄの両面について偏りなくデポジットを削ぎ落すことができる。

【0055】

●［摺動部の運動による効果（図８～１０）］
図８は、高速回転モードにおいて遠心力＞重力となることによる摺動部６の運動（径方向外側への移動）を説明するための図である。図８以降では、第１フィン４ａのみに着目して説明する。図８に示すように、右回転で低速回転していた熱交換器１が、例えば第１フィン４ａを回転軸部材２の右側に向けた時に、反対方向の左回転の高速回転に切り替わったとする。摺動部６は、自重により第１フィン４ａに沿って滑り落ちた結果、回転軸部材２側に位置している（初期状態、回転角度０°）。初期状態から左回転にて熱交換器１が高速回転すると、摺動部６は、遠心力によって一気にストッパ５側（径方向外側への移動）へ移動する。例えば熱交換器１が回転角度９０°に至った時、摺動部６は、ストッパ５側へ移動しており、摺動部６に働く重力よりも遠心力のほうが大きい。この際、第１フィン４ａの各面に付着したデポジットが摺動部６によって削ぎ落される。このように、より大きな遠心力を作用させることによって、自重で落ちるスピードよりも速いスピードで摺動部６を動かし、摺動部６が自重で落ちるスピードでは削ぎ落とせないデポジットも削ぎ落すことができる。また、摺動部６は、第１フィン４ａの左側の面に押さえ付けられながら移動するので、特に、第１フィン４ａの左側の面に付着したデポジットが削ぎ落される（逆に、右回転での高速回転モードでは、特に、第１フィン４ａの右側の面に付着したデポジットが削ぎ落される）。摺動部６は、それ以降、高速回転が続く限り、常にストッパ５側に張り付いている。

【0056】

図９は、低速回転モードにおいて遠心力＜重力となることによる摺動部６の運動（径方向内側への移動）を説明するための図である。図９においても、第１フィン４ａのみに着目して説明する。図９に示すように、左回転で高速回転している熱交換器１が、例えば第１フィン４ａを再度回転軸部材２の右側に向けた時に、同じく左回転の低速回転に切り替わったとする。摺動部６は、遠心力によりストッパ５側に位置している。このタイミングを初期状態として説明する。この状態から熱交換器１が引き続き左回転にて低速回転を始めると、摺動部６は、自重によって回転軸部材２側へ移動し始める。例えば熱交換器１が第１フィン４ａを回転軸部材２の上側に向けた時に（初期状態からの回転角度は９０°）、摺動部６に働く遠心力よりも摺動部６に働く重力のほうが大きく、摺動部６は、回転軸部材２側まで滑り落ちる。このように運動する摺動部６によって、第１フィン４ａの各面に付着したデポジットが削ぎ落される。その後、摺動部６は、熱交換器１が第１フィン４ａを回転軸部材２の左側に向ける時まで（初期状態からの回転角度は１８０°）、回転軸部材２側の同位置に位置する。

【0057】

図１０は、低速回転モードにおいて摺動部６がストッパ５側に落ちる運動を説明するための図である。図１０においても、第１フィン４ａのみに着目して説明する。図１０に示すように、摺動部６は、第１フィン４ａが回転軸部材２の左側に向いた以降、再び自重によって今度はストッパ５側へ移動し、例えば熱交換器１が第１フィン４ａを回転軸部材２の下側に向けた時に（初期状態からの回転角度は２７０°）、ストッパ５側まで滑り落ちる。この際にも、第１フィン４ａの各面に付着したデポジットが摺動部６によって削ぎ落される。その後、摺動部６は、熱交換器１が第１フィン４ａを回転軸部材２の右側に向ける時まで（初期状態からの回転角度は３６０°）、回転軸部材２側の同位置に位置する。低速回転モードでは、電動モータ１３を高速に回転させる場合に比較して、低電力で摺動部６を往復移動させることができる。また、電動モータ１３を一定の速度で回転させ続ければ良く、電動モータ１３の制御を簡易なものとすることができる。

【0058】

以上に説明したように、ＥＧＲクーラ１１を熱交換器１の回転軸部材２が略水平になるように配置し、熱交換器１を電動モータ１３によって回転させる。摺動部６は、遠心力と重力が作用し、遠心力と重力のバランスによりフィン４ａ～４ｄに沿って往復移動する。摺動部６が摺動するたびに、フィン４ａ～４ｄの表面に付着したデポジットが削ぎ落とされる。したがって、フィン４ａ～４ｄに対してデポジットが堆積することがなくなり、ＥＧＲクーラ１１の洗浄作業を不要とすることが可能となる。

【0059】

また、ＥＧＲクーラシステム１０では、内燃機関２１の停止中に洗浄処理を行っている。内燃機関２１の動作中は摺動部６に対しＥＧＲガスの風圧や車両の振動等が影響するが、停止中であれば摺動部６に作用するのは遠心力と重力のみであり、これらのバランスだけ考慮すればよい。したがって、摺動部６をフィン４ａ～４ｄに沿って確実に往復移動させることができる。

【0060】

本発明のＥＧＲクーラシステム１０およびＥＧＲクーラ１１は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば制御装置３０による洗浄処理は、本実施の形態で説明したフローチャートに限定されるものではなく、例えば一方方向の回転として先に左回転を実施し、次に反対方向の回転として右回転を実施するようにしてもよい。

【0061】

また、ＥＧＲクーラ１１用の冷却水タンクＴを内燃機関２１用の冷却水タンクと別に設けるものとして説明したが、これに限定されず、１つの冷却水タンクを用いて、内燃機関２１を冷却した冷却水がＥＧＲクーラ１１に流れるようにしても良い。

【0062】

また、制御装置３０による洗浄処理において、先に低速回転モードを実施し、次に高速回転モードを実施するようにしてもよい。さらには、低速回転モードのみを実施するようにしてもよい。

【0063】

また、制御装置３０による洗浄処理において、第１所定時間、第３所定時間の例を５秒、第２所定時間、第４所定時間の例を３０秒として説明したが、これに限定されることはなく、任意の時間を設定してよい。

【0064】

また、制御装置３０による洗浄処理において、低速回転モードの回転速度の例を１回転／秒として説明した。しかし、回転の際に摺動部６に働く遠心力よりも回転軸部材２の上に達したフィン４ａ～４ｄの各摺動部６に働く重力のほうが大きくなる回転速度であれば、これに限定されることはない。

【0065】

また、制御装置３０による洗浄処理において、高速回転モードの回転速度の例を１０回転／秒として説明した。しかし、回転の際に摺動部６に働く重力よりも回転軸部材２の上に達したフィン４ａ～４ｄの各摺動部６に働く遠心力のほうが大きくなる回転速度であれば、これに限定されることはない。

【0066】

また、制御装置３０による全体処理において、内燃機関２１が停止したか否かの判定を回転センサ２８の信号に基づいて行うものとして説明したが、イグニッションスイッチ２９からのエンジン停止信号に基づいて判定してもよい。

【符号の説明】

【0067】

１ 熱交換器
２ 回転軸部材
３ 水路形成ユニット
３ａ スリーブ部
３ｂ パイプ部
３ｃ 供給口
３ｄ 嵌合穴
３ｅ 排出口
４ａ～４ｄ フィン
５ ストッパ
６ 摺動部
１０ ＥＧＲクーラシステム
１１ ＥＧＲクーラ
１２ ケース
１２ａ 大径円筒部
１２ｂ、１２ｃ 小径円筒部
１３ 電動モータ
１４ 冷却水配管
１４ａ 接続ノズル
１５ ポンプ
１６ 回転軸部材軸受
１７ 着脱アクチュエータ
２０ 内燃機関システム
２１ 内燃機関
２２ 吸気管
２３ 排気管
２４ 過給機
２４ａ コンプレッサ
２４ｂ タービン
２５ 浄化装置
２６ ＥＧＲ配管
２７ ＥＧＲ弁
２８ 回転センサ
２９ イグニッションスイッチ
３０ 制御装置
Ｌ クーラ回転軸線
Ｔ 冷却水タンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】