(57)【要約】【課題】本発明は、ＥＧＲガスの導入に伴う吸気通路への異物の流入をより好適に抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。【解決手段】パティキュレートフィルタより下流側の排気通路に接続されたＥＧＲ通路にＥＧＲフィルタ１８が設けられている。そして、ＥＧＲフィルタ１８が、ＥＧＲガスが流通するガス流通部１８ａと多孔体で形成された多孔体部１８ｂとが断面方向に交互に複数積層されて構成されている。さらに、ガス流通部１８ａに、その流路断面の一部を塞ぐことでＥＧＲガスの流れを多孔体部１８ｂに指向させる指向部材２２が設けられている。【選択図】図２
2010156272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に一端が接続され、該内燃機関の吸気通路におけるターボチャージャのコンプレッサより上流側に他端が接続されたＥＧＲ通路と、
該ＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲガス中の異物を除去するＥＧＲフィルタと、を備え、
前記ＥＧＲ通路の一端が排気通路におけるパティキュレートフィルタよりも下流側に接続されており、
前記ＥＧＲフィルタが、
ＥＧＲガスが流通するガス流通部と多孔体で形成された多孔体部とが断面方向に交互に複数積層されて構成されており、
且つ、前記ガス流通部の途中に設けられ、その流路断面の一部を塞ぐことでＥＧＲガスの流れを前記多孔体部に指向させる指向部材を有する
ことを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲフィルタの前記ガス流通部が、断面形状が波型であって耐熱性の部材が前記多孔体部の間に挟まれることで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項３】
前記ＥＧＲフィルタに酸化機能を有する触媒が担持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項４】
内燃機関の排気通路におけるパティキュレートフィルタよりも下流側に一端が接続され該内燃機関の吸気通路におけるターボチャージャのコンプレッサより上流側に他端が接続されたＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲガス中の異物を除去するＥＧＲフィルタであって、
ＥＧＲガスが流通するガス流通部と多孔体で形成された多孔体部とが断面方向に交互に複数積層されて構成されており、
且つ、前記ガス流通部の途中に設けられ、その流路断面の一部を塞ぐことでＥＧＲガスの流れを前記多孔体部に指向させる指向部材を有する
ことを特徴とするＥＧＲフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のＥＧＲ装置及びＥＧＲフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関の排気管から排出する排ガスを吸気通路に再循環させる還流管に、排ガス中の微粒子を捕集する捕集手段を設ける技術が開示されている。また、この特許文献１には、捕集手段によって捕集した微粒子を燃焼分解する技術も開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、エンジンの排ガスの一部を回収し、再び吸気に混合する回収排気管路の途中に排ガスを冷却するための熱交換器を設置し、該熱交換器の排ガスとの接触部に酸化触媒を担持させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２２７３２４
【特許文献２】特開２０００−１４６４６５
【特許文献３】特表２００５−５３３９６３
【特許文献４】特開２００２−３６４３３５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＥＧＲ装置によって排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導入する場合、その排ガスに粒子状物質（Particulate Matter：以下、ＰＭと称する）が含まれていると、ＥＧＲガスと共に該ＰＭも吸気通路に流入ことになる。この場合、吸気通路内へのＰＭの付着や気筒内にＰＭが流入することによる気筒内の磨耗率の増加等の悪影響を及ぼす虞がある。
【０００５】
また、ＥＧＲ通路と排気通路とを溶接した際に発生したスパッタ、排気通路に設けられたパティキュレートフィルタや触媒の破片等の異物がＥＧＲガスと共に吸気通路におけるターボチャージャのコンプレッサより上流側に流入すると、該異物の衝突によりコンプレッサのインペラの破損を招く虞がある。
【０００６】
そこで、このようなＰＭ、スパッタ、パティキュレートフィルタや触媒の破片等の異物の吸気通路への流入を抑制するために、ＥＧＲ通路にフィルタ（ＥＧＲフィルタ）を設ける場合がある。しかしながら、この場合、ＰＭによってＥＧＲフィルタの目詰まりが生じる虞がある。また、これによりＥＧＲ通路での圧損の増加を招く虞がある。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、ＥＧＲガスの導入に伴う吸気通路への異物の流入をより好適に抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明においては、ＥＧＲ通路の排気通路側の端部が排気通路におけるパティキュレートフィルタより下流側に接続されており、該ＥＧＲ通路にＥＧＲフィルタが設けられている。そして、ＥＧＲフィルタが、ＥＧＲガスが流通するガス流通部と多孔体で形成された多孔体部とが断面方向に交互に複数積層されて構成されている。さらに、ガス流通部に、その流路断面の一部を塞ぐことでＥＧＲガスの流れを多孔体部に指向させる指向部材が設けられている。
【０００９】
より詳しくは、第一の発明に係るＥＧＲ装置は、
内燃機関の排気通路に一端が接続され、該内燃機関の吸気通路におけるターボチャージャのコンプレッサより上流側に他端が接続されたＥＧＲ通路と、
該ＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲガス中の異物を除去するＥＧＲフィルタと、を備え、
前記ＥＧＲ通路の一端が排気通路におけるパティキュレートフィルタよりも下流側に接続されており、
前記ＥＧＲフィルタが、
ＥＧＲガスが流通するガス流通部と多孔体で形成された多孔体部とが断面方向に交互に複数積層されて構成されており、
且つ、前記ガス流通部の途中に設けられ、その流路断面の一部を塞ぐことでＥＧＲガスの流れを前記多孔体部に指向させる指向部材を有する
ことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、パティキュレートフィルタを通過した排ガスがＥＧＲ通路に流入する。そのため、ＥＧＲガス中に含まれるＰＭの量を抑制することが出来る。さらに、パティキュレートフィルタを通過したＰＭを含むＥＧＲガス中の異物がＥＧＲフィルタによって除去される。そのため、吸気通路へのＰＭの流入をより高い確率で抑制することが出来、また、吸気通路へのＰＭ以外の異物の流入も抑制することが出来る。
【００１１】
また、ＥＧＲガス中に含まれるＰＭの量が抑制されることにより、ＥＧＲフィルタの目詰まりも抑制することが出来る。また、パティキュレートフィルタにおけるＰＭの酸化により、パティキュレートフィルタより下流側の排ガスの温度、即ちＥＧＲガスの温度は比較的高い。そのため、ＥＧＲフィルタのおけるＰＭの酸化が促進される。これによっても、ＥＧＲフィルタの目詰まりが抑制されることになる。
【００１２】
また、ＥＧＲフィルタ内においては、ＥＧＲガスが多孔体部を通過することにより、大幅な圧損の増加を抑制しつつ、より多くの又より小さい異物を捕集することが出来る。
【００１３】
さらに、指向部材はガス流通部の流路断面の一部を塞ぐものであるため、指向部材とガス流通部の壁面との間には間隙が形成されている。これによれば、ＥＧＲフィルタによる圧損の増加をより効果的に抑制することが出来る。また、この間隙の大きさを調整することにより、ＥＧＲフィルタ内の流路抵抗や捕集する異物の大きさを調整することも出来る。
【００１４】
本発明に係るＥＧＲフィルタのガス流通部を、断面形状が波型の部材を多孔体部の間に挟みこむことで形成してもよい。また、ＥＧＲフィルタはＰＭの酸化によりその温度が高温となるため、該部材は耐熱性の部材であることが好ましい。
【００１５】
本発明に係るＥＧＲフィルタには、酸化機能を有する触媒を担持させてもよい。これにより、ＥＧＲフィルタにおけるＰＭの酸化をより促進させることが出来る。
【００１６】
第二の発明に係るＥＧＲフィルタは、
内燃機関の排気通路におけるパティキュレートフィルタよりも下流側に一端が接続され該内燃機関の吸気通路におけるターボチャージャのコンプレッサより上流側に他端が接続されたＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲガス中の異物を除去するＥＧＲフィルタであって、
ＥＧＲガスが流通するガス流通部と多孔体で形成された多孔体部とが断面方向に交互に複数積層されて構成されており、
且つ、前記ガス流通部の途中に設けられ、その流路断面の一部を塞ぐことでＥＧＲガスの流れを前記多孔体部に指向させる指向部材を有する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＥＧＲガスの導入に伴う吸気通路への異物の流入をより好適に抑制することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１９】
（内燃機関およびその吸排気系の概略構成）
図１は、本実施形態に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は４つの気筒２を有する車両駆動用のディーゼルエンジンである。各気筒２には該気筒２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁３が設けられている。
【００２０】
内燃機関１には、インテークマニホールド５およびエキゾーストマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド５には吸気通路４が接続されている。エキゾーストマニホールド７には排気通路６が接続されている。
【００２１】
吸気通路４にはターボチャージャ８のコンプレッサ８ａが設置されている。排気通路６にはターボチャージャ８のタービン８ｂが設置されている。
【００２２】
吸気通路に４におけるコンプレッサ８ａよりも上流側にはエアフローメータ１０が設けられている。吸気通路４におけるコンプレッサ８ａよりも下流側にはスロットル弁９が設けられている。
【００２３】
排気通路６には、排ガス中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタ１１が設けられている。パティキュレートフィルタ１１には、酸化機能を有する触媒が担持されている。
【００２４】
また、本実施形態に係る内燃機関１の吸排気系には、高圧ＥＧＲ通路１２及び低圧ＥＧＲ通路１５が設けられている。尚、本実施形態においては、低圧ＥＧＲ通路１５が本発明に係るＥＧＲ通路に相当する。高圧ＥＧＲ通路１２は、その一端がエキゾーストマニホールド７に接続されており、その他端がインテークマニホールド５に接続されている。
【００２５】
高圧ＥＧＲ通路１２には、ＥＧＲ弁１３及びＥＧＲクーラ１４が設けられている。ＥＧＲ弁１３によって、高圧ＥＧＲ通路１２を通ってエキゾーストマニホールド７からインテークマニホールド５に導入されるＥＧＲガス量が制御される。  低圧ＥＧＲ通路１５には、ＥＧＲ弁１６及びＥＧＲクーラ１７が設けられている。ＥＧＲ弁１６によって、低圧ＥＧＲ通路１５を通って排気通路６から吸気通路４に導入されるＥＧＲガス量が制御される。
【００２６】
また、低圧ＥＧＲ通路１５に流入するＥＧＲガスには、ＰＭに加え、排気通路６に低圧ＥＧＲ通路１５を溶接した際に発生したスパッタやパティキュレートフィルタ１１の破片等の異物が含まれる場合がある。低圧ＥＧＲ通路１５を流れるＥＧＲガスと共にＰＭが吸気通路４に流入すると、該ＰＭが吸気通路４やコンプレッサ８ａ等に付着したり、該ＰＭが気筒２内に流入することによって気筒２内の磨耗率が増加したりする虞がある。また、該ＥＧＲガスと共にスパッタやパティキュレートフィルタ１１の破片のような固体の異物が吸気通路４に流入すると、該異物の衝突によりコンプレッサ８ａのインペラの破損を招く虞がある。そこで、本実施形態においては、ＥＧＲガス中のこれらの異物（ＰＭ、スパッタ、パティキュレートフィルタ１１の破片等）を除去するために、低圧ＥＧＲ通路１５にＥＧＲフィルタ１８が設けられている。
【００２７】
（ＥＧＲフィルタの概略構成）
以下、本実施形態に係るＥＧＲフィルタ１８の概略構成について図２に基づいて説明する。図２（ａ）は、図１におけるＡ−Ａ´断面を示す図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＢ−Ｂ´断面の一部を示す図である。図２（ｂ）において、矢印はＥＧＲガスの流れを表している。
【００２８】
ＥＧＲフィルタ１８は、ガス流通部１８ａと多孔体部１８ｂ（図２（ａ）、（ｂ）の斜線部）とが断面方向に交互に複数積層されて構成されている。ガス流通部１８ａは、断面形状が波型の耐熱金属製部材（以下、波型部材と称する）２１が多孔体部１８ｂの間に挟まれることで形成された空間である。ＥＧＲガスは該ガス流通部１８ａ内を上流側から下流側に向けて流れる。
【００２９】
尚、図２（ａ）には波型部材２１の一部が図示されているのみであって、実際には全てのガス流通部１８ａに全周に渡って波型部材２１が配置されている。また、波型部材２１の材質としては、ＡＬ（５〜７％程度）とＣＬ（２０％程度）とを含んだ合金を例示することが出来る。
【００３０】
多孔体部１８ｂは、耐熱性の多孔体部材によって形成されており、ＥＧＲガスが通過することが可能となっている。そして、ガス流通部１８ａの途中には、その流路断面の一部を塞ぐことでＥＧＲガスの流れを多孔体部１８ｂに指向させる指向部材２２が設けられている。
【００３１】
指向部材２２は、一端が他端よりもＥＧＲガスの流れに沿って上流側に位置するように傾斜している。また、その一端はガス流通部１８ａの壁面（又は多孔体部１８ｂの壁面）に接続されているが、その他端とガス流通部１８ａの壁面（又は多孔体部１８ｂの壁面）との間には間隙２３が形成されている。尚、指向部材２２は、波型部材２１と同様の耐熱金属製の部材である。
【００３２】
上記のような指向部材２２が設けられることにより、ＥＧＲフィルタ１８内において、図２（ｂ）の矢印で示すようなＥＧＲガスの流れが生じる。つまり、ガス流通部１８ａを流れるＥＧＲガスの多くが多孔体部１８ｂを通過し、該ＥＧＲガスの一部が指向部材２２とガス流通部１８ａの壁面との間の間隙２３を流れる。
【００３３】
（本実施形態の作用効果）
本実施形態によれば、低圧ＥＧＲ通路１５にＥＧＲフィルタ１８が設けられているため、ＥＧＲガスの導入に伴う吸気通路４への異物の流入を抑制することが出来る。また、本実施形態においては、低圧ＥＧＲ通路１５の一端がパティキュレートフィルタ１１より下流側の排気通路６に接続されているため、パティキュレートフィルタ１１を通過した排ガスが低圧ＥＧＲ通路１５に流入する。従って、ＥＧＲガス中に含まれるＰＭの量自体を抑制することが出来る。これにより、吸気通路４へのＰＭの流入をより高い確率で抑制することが可能となる。また、ＰＭによるＥＧＲフィルタ１８の目詰まりも抑制することが可能となる。
【００３４】
さらに、パティキュレートフィルタ１１におけるＰＭの酸化により、パティキュレートフィルタ１１より下流側の排ガスの温度、即ちＥＧＲガスの温度は比較的高い。そのため、ＥＧＲフィルタ１８のおけるＰＭの酸化が促進される。これによっても、ＥＧＲフィルタ１８の目詰まりが抑制されることになる。
【００３５】
また、本実施形態に係るＥＧＲフィルタ１８は多孔体部１８ｂを有しており、指向部材
２２によりＥＧＲガスの多くが該多孔体部１８ｂを通過するようになっている。ＥＧＲガスが多孔体部１８ｂを通過すると、ＥＧＲガスに含まれる異物が該多孔体部１８ｂに捕集される。従って、本実施形態によれば、大幅な圧損の増加を抑制しつつ、より多くの又より小さい異物をＥＧＲフィルタ１８に捕集することが出来る。
【００３６】
さらに、指向部材２２とガス流通部１８ａの壁面との間には間隙２３が形成されている。これによれば、ＥＧＲフィルタ１８による圧損の増加をより効果的に抑制することが出来る。また、この間隙２３の大きさを調整することにより、ＥＧＲフィルタ１８内の流路抵抗や捕集する異物の大きさを調整することも出来る。
【００３７】
また、上記のように、本実施形態の場合、ＥＧＲフィルタ１８に流入するＥＧＲガスの温度は比較的高温となるが、波型部材２１、指向部材２２及び多孔体部１８ｂは耐熱性の部材であるため、熱によるＥＧＲフィルタ１８の劣化・破損を抑制することが出来る。
【００３８】
また、ＥＧＲフィルタ１８は低圧ＥＧＲ通路１５に設けられるフィルタであるため、比較的小径で小型のものでよい。そのため、搭載性が高く、また、搭載コストも低い。さらに、ＥＧＲガスに対してはＥＧＲフィルタ１８がパティキュレートフィルタの機能を有することになる。そのため、ＥＧＲフィルタ１８を設けない構成とした場合と比較して、パティキュレートフィルタ１１の容量を小さくすることが出来る。
【００３９】
（変形例）
本実施形態に係るＥＧＲフィルタ１８においては、図３に示すように、ＥＧＲガスと接する部分に酸化触媒２４を担持させてもよい。これによれば、ＥＧＲフィルタ１８におけるＰＭの酸化をより促進させることが出来る。その結果、ＥＧＲフィルタ１８による圧損の増加をより効果的に抑制することが可能となる。
【００４０】
尚、酸化触媒２４に代えて他の酸化機能を有する触媒を担持させても同様の効果を奏することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施形態に係るＥＧＲフィルタの概略構成を示す図である。図２（ａ）は、図１におけるＡ−Ａ´断面を示す図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＢ−Ｂ´断面の一部を示す図である。
【図３】実施形態の変形例に係るＥＧＲフィルタの一部を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
４・・・吸気通路
６・・・排気通路
８・・・ターボチャージャ
８ａ・・コンプレッサ
８ｂ・・タービン
１１・・パティキュレートフィルタ
１２・・高圧ＥＧＲ通路
１５・・低圧ＥＧＲ通路
１８・・ＥＧＲフィルタ
１８ａ・・ガス流通部
１８ｂ・・多孔体部
２１・・波型部材
２２・・指向部材
【図１】
2010156272.tif 000003
【図２】
2010156272.tif 000004
【図３】
2010156272.tif 000005