(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の排気ガス還流装置に関し、吸気管負圧が小さい状態であっても多量のＥＧＲが可能であるとともに、機関の運転を安定させることを目的とする。【解決手段】直列４気筒エンジンにおいて、１番気筒の排気ガスを２番気筒に還流させるＥＧＲ通路１３と、２番気筒の排気ガスを４番気筒に還流させるＥＧＲ通路１４と、３番気筒の排気ガスを１番気筒に還流させるＥＧＲ通路１５と、４番気筒の排気ガスを３番気筒に還流させるＥＧＲ通路１６とを備える。各ＥＧＲ通路１３，１４，１５，１６の長さは、相互に等しい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒内燃機関の気筒毎に、当該気筒の排気ガスを、当該気筒が排気行程にあるときに吸気行程にある他の気筒に還流させる個別の排気ガス還流通路を備え、
前記気筒毎の個別の排気ガス還流通路の長さが相互に等しくされていることを特徴とする内燃機関の排気ガス還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガス還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のＷＯＴ（Wide Open Throttle）時は、ノックが起き易い。このため、点火時期を遅角してノックを防止する必要があるので、トルク低下や燃費悪化を招く。これを回避するため、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）を多く入れることにより、点火時期をＭＢＴ（Minimum advance for the Best Torque）まで進めたいところであるが、ＷＯＴ時は吸気管負圧が小さいため、ＥＧＲが少量しか入らない。
【０００３】
上記のような事情は、小排気量エンジン車や、ハイブリッド車、オートマチックトランスミッション車、ＣＶＴ車などの、低回転高負荷域が多用されるエンジンの場合にも同様である。
【０００４】
特開平１０−２５２４８６号公報には、直列４気筒エンジンの気筒毎に、当該気筒の排気ポートと、当該気筒が排気行程にあるときに吸気行程にある他の気筒の吸気ポートとを接続する個別のＥＧＲ通路を備えたＥＧＲ装置が開示されている。このようなＥＧＲ装置によれば、吸気管負圧が小さい場合であっても、排気脈動を利用して、多量のＥＧＲを入れることができる。すなわち、排気ブローダウン時の高圧の排気ガスを、上記個別のＥＧＲ通路を介して、そのときに吸気行程にある気筒の吸気ポートに送ることができるので、筒内に多量のＥＧＲガスを導入することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５２４８６号公報
【特許文献２】特開平６−４２４１０号公報
【特許文献３】特開平８−３１９９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記公報に開示されたＥＧＲ装置では、１番気筒および４番気筒の排気ポートおよび吸気ポートがＥＧＲ通路によって相互に接続され、２番気筒および３番気筒の排気ポートおよび吸気ポートがＥＧＲ通路によって相互に接続されている（同公報の図１参照）。このＥＧＲ装置では、１番気筒および４番気筒の間のＥＧＲ通路の長さが、２番気筒および３番気筒の間のＥＧＲ通路の長さより長い。このため、１番気筒および４番気筒と、２番気筒および３番気筒とで、ＥＧＲガスが入るタイミングや、ＥＧＲガスの流入量が相違してしまう。その結果、１番気筒および４番気筒と、２番気筒および３番気筒とで燃焼状態が相違することとなるので、トルク変動やエンジン回転数変動などの弊害を生じ易い。
【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、吸気管負圧が小さい状態であっても多量のＥＧＲが可能であるとともに、機関の運転を安定させることのできる内燃機関の排気ガス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】
【０００８】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の排気ガス還流装置であって、
多気筒内燃機関の気筒毎に、当該気筒の排気ガスを、当該気筒が排気行程にあるときに吸気行程にある他の気筒に還流させる個別の排気ガス還流通路を備え、
前記気筒毎の個別の排気ガス還流通路の長さが相互に等しくされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明によれば、多気筒内燃機関の気筒毎に、当該気筒の排気ガスを、当該気筒が排気行程にあるときに吸気行程にある他の気筒に還流させる個別の排気ガス還流通路を設けたことにより、吸気管負圧の小さい高負荷時であっても、各気筒に多量のＥＧＲガスを流入させることができる。このため、ノックを改善し、点火時期をＭＢＴに近づけることができるので、トルクが向上し、燃費も改善する。また、部分負荷領域においても、より大量のＥＧＲが可能となり、燃費の改善が図れる。更に、第１の発明によれば、上記気筒毎の個別の排気ガス還流通路の長さを相互に等しくしたことにより、ＥＧＲガスの到達時間が各気筒で相互に等しくなるので、ＥＧＲガスが入るタイミングや、ＥＧＲガスの流入量を、各気筒で相互に等しくすることができる。その結果、各気筒の燃焼状態が均質となるので、トルク変動やエンジン回転数変動などを確実に防止することができ、安定した運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の内燃機関の排気ガス還流装置を示す図である。
【図２】直列４気筒エンジンの各気筒の各行程のタイミングを表した図である。
【図３】ＥＧＲ通路に設けられた制御バルブの開弁期間の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２の内燃機関の排気ガス還流装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の内燃機関の排気ガス還流装置を示す図である。以下では、本発明を直列４気筒エンジンの排気ガス還流装置に適用した場合の実施形態を説明する。図２は、直列４気筒エンジンの各気筒の各行程のタイミングを表した図である。
【００１３】
図１には、本実施形態における直列４気筒エンジンのシリンダヘッド１０が示されている。シリンダヘッド１０には、１番（＃１）〜４番（＃４）の各気筒毎に、排気ポート１１と、吸気ポート１２とが設けられている。
【００１４】
シリンダヘッド１０の内部には、４本のＥＧＲ通路（排気ガス還流通路）１３，１４，１５，１６が設けられている。これらのＥＧＲ通路１３，１４，１５，１６は、後述するように、気筒毎の個別のＥＧＲ通路であり、１気筒分のＥＧＲガスしか通らないため、通路径が小さい。このため、シリンダヘッド１０の内部にも配置スペースを容易に確保することができる。
【００１５】
ＥＧＲ通路１３は、１番気筒の排気ポート１１と、２番気筒の吸気ポート１２とを接続し、これらを連通させている。図２に示すように、１番気筒が排気行程にあるとき、２番気筒は吸気行程にある。１番気筒の排気行程時には、ブローダウンにより、１番気筒の排気ポート１１は高圧となる。その高圧の排気ガスは、ＥＧＲ通路１３を通って２番気筒の吸気ポート１２に送られる。このとき、２番気筒は吸気行程であるので、吸気弁が開いている。よって、ＥＧＲ通路１３を通って送られた高圧の排気ガス（ＥＧＲガス）は、２番気筒内に流入することができる。このように、ＥＧＲ通路１３によれば、１番気筒のブローダウン時の高圧を利用して、２番気筒にＥＧＲガスを流入させることができる。このため、吸気管負圧の小さい高負荷時であっても、２番気筒に多量のＥＧＲガスを流入させることができる。
【００１６】
ＥＧＲ通路１４は、２番気筒の排気ポート１１と、４番気筒の吸気ポート１２とを接続し、これらを連通させている。図２に示すように、２番気筒が排気行程にあるとき、４番気筒は吸気行程にある。従って、ＥＧＲ通路１４によれば、上述したＥＧＲ通路１３の場合と同様にして、２番気筒のブローダウン時の高圧を利用して、４番気筒にＥＧＲガスを流入させることができる。このため、吸気管負圧の小さい高負荷時であっても、４番気筒に多量のＥＧＲガスを流入させることができる。
【００１７】
ＥＧＲ通路１５は、３番気筒の排気ポート１１と、１番気筒の吸気ポート１２とを接続し、これらを連通させている。図２に示すように、３番気筒が排気行程にあるとき、１番気筒は吸気行程にある。従って、ＥＧＲ通路１５によれば、上述したＥＧＲ通路１３の場合と同様にして、３番気筒のブローダウン時の高圧を利用して、１番気筒にＥＧＲガスを流入させることができる。このため、吸気管負圧の小さい高負荷時であっても、１番気筒に多量のＥＧＲガスを流入させることができる。
【００１８】
ＥＧＲ通路１６は、４番気筒の排気ポート１１と、３番気筒の吸気ポート１２とを接続し、これらを連通させている。図２に示すように、４番気筒が排気行程にあるとき、３番気筒は吸気行程にある。従って、ＥＧＲ通路１６によれば、上述したＥＧＲ通路１３の場合と同様にして、４番気筒のブローダウン時の高圧を利用して、３番気筒にＥＧＲガスを流入させることができる。このため、吸気管負圧の小さい高負荷時であっても、３番気筒に多量のＥＧＲガスを流入させることができる。
【００１９】
以上説明したようにして、本実施形態によれば、吸気管負圧の小さい高負荷時であっても、各気筒に多量のＥＧＲガスを流入させることができる。このため、ノックを改善し、点火時期をＭＢＴに近づけることができるので、トルクが向上し、燃費も改善する。また、部分負荷領域においても、より大量のＥＧＲが可能となり、燃費の改善が図れる。
【００２０】
また、図１に示すように、上述したような気筒毎の個別のＥＧＲ通路１３，１４，１５，１６は、それらの長さが相互に等しくなるように形成されている。これにより、ＥＧＲガスの到達時間が各気筒で相互に等しくなるので、ＥＧＲガスが入るタイミングや、ＥＧＲガスの流入量を、各気筒で相互に等しくすることができる。その結果、各気筒の燃焼状態が均一となるので、トルク変動やエンジン回転数変動などを確実に防止することができ、安定した機関運転が可能となる。
【００２１】
また、本実施形態では、図１に示すように、各ＥＧＲ通路１３，１４，１５，１６の、吸気ポート１２への入口付近に、制御バルブ１７，１８，１９，２０を設置している。図３は、ＥＧＲ通路１３に設けられた制御バルブ１７の開弁期間の一例を示す図である。他の制御バルブ１８，１９，２０も図３と同様に制御すればよい。本実施形態では、これらの制御バルブ１７，１８，１９，２０の開弁期間を制御することにより、次のような効果が得られる。
１）吸気管内の新気が排気管へ流出することをより確実に防止することができる。
２）ＥＧＲガスが吸気通路上流へ逆流することをより確実に防止することができる。
３）ＥＧＲ量を高精度に制御することができる。
【００２２】
また、本実施形態では、前述したように、ＥＧＲ通路１３，１４，１５，１６がシリンダヘッド１０の内部に形成されている。シリンダヘッド１０の内部には、冷却水が循環するウォータージャケットが設けられている。このため、ＥＧＲ通路１３，１４，１５，１６は、ウォータージャケット内を通過する構造となる。このため、シリンダヘッド１０内に循環する冷却水によってＥＧＲガスを冷却することができるので、ＥＧＲクーラが不要となる。その結果、部品点数を削減でき、エンジンを小型化することができる。
【００２３】
なお、本発明では、このような構成に限らず、各ＥＧＲ通路がシリンダヘッドの外部を通過していてもよい。
【００２４】
また、本実施形態では、本発明を直列４気筒エンジンに適用した場合について説明したが、本発明は、直列３気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、直列６気筒エンジン、Ｖ型８気筒エンジン等の他の各種の多気筒エンジンに適用可能である。
【００２５】
また、本実施形態では、各ＥＧＲ通路１３，１４，１５，１６を介して接続される一対の気筒のうちの一方の気筒の排気行程と、他方の気筒の吸気行程とが完全に重なっているが、本発明では、排気ガス還流通路を介して接続される一対の気筒のうちの一方の気筒の排気行程の少なくとも一部（好ましくは排気行程初期）と、他方の気筒の吸気行程の少なくとも一部とが重なっていればよい。
【００２６】
また、本実施形態の各ＥＧＲ通路１３，１４，１５，１６は、一方の気筒の排気ポートと他方の気筒の吸気ポートとを接続しているが、本発明では、このような構成に限定されるものではない。例えば、本発明における排気ガス還流通路は、上記他方の気筒の筒内（燃焼室内）に直接に連通していてもよい。この場合、排気ガス還流通路の燃焼室への入口を、通常の吸気弁と同様にカムで駆動する弁によって開閉すればよい。
【００２７】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２の内燃機関の排気ガス還流装置を示す図である。図４に示すように、本実施形態の排気ガス還流装置は、シリンダヘッド１０内における各ＥＧＲ通路１３，１４，１５，１６の取り回しが異なること以外は、前述した実施の形態１と同様である。このため、説明を省略する。
【符号の説明】
【００２８】
１０  シリンダヘッド
１１  排気ポート
１２  吸気ポート
１３，１４，１５，１６  ＥＧＲ通路
１７，１８，１９，２０  制御バルブ
【図１】
2010209752.tif 000003
【図２】
2010209752.tif 000004
【図３】
2010209752.tif 000005
【図４】
2010209752.tif 000006