(57)【要約】      （修正有）【課題】排気ガスの一部を吸気装置へ導入する排気還流装置において、吸気装置へ導入される排気ガスを確実に冷却することができる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の排気ガスを排気装置６から吸気装置５へ導入させる還流通路２４を備えた排気還流装置１９において、還流通路２４は、吸気装置５に貯留された水分が還流通路２４へ導入されるように、吸気装置５に接続された排出口２６を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2015028316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスを排気装置から吸気装置へ導入させる還流通路を備えた排気還流装置において、前記還流通路は、前記吸気装置に貯留された水分が前記還流通路へ導入されるように、前記吸気装置に接続された排出口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】
前記還流通路は、前記吸気装置の内壁から突出して設けられ、この突出部分であって前記排出口と前記内壁との間に設けられた水抜き穴と、前記水抜き穴より上流側に設けられた絞り部とを備え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】
前記還流通路に備えられ前記排気ガスの通過と遮断とを切り替える還流弁と、前記内燃機関の停止中に少なくとも一定時間、前記還流弁を開弁状態にする制御装置とを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２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】
本発明は内燃機関の排気還流装置に係り、特に、吸気装置に導入される排気ガスが冷却される過程で発生した水分を利用して排気ガスを冷却することができる内燃機関の排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関においては、燃焼室の過度な高温に伴うノッキングを防止するため、もしくは、窒素酸化物の生成を抑制するために、排気ガスの一部を吸気装置へ戻す排気還流装置が知られている。このように、排気還流装置によって排気ガスを吸気装置に戻すと、燃焼室は導入された吸気ガス中の不燃ガスの割合が増加するため、燃焼温度が低下する。この燃焼温度の低下により、内燃機関はノッキングの発生と窒素酸化物の生成とが抑制される。
【０００３】
ところで、排気還流装置が吸気装置へ導入させた排気ガスには、水分が含まれることがある。例えば、特許文献１においては、還流通路に配置されたインタークーラ（冷却装置）により排気ガスが冷却される過程で凝縮水（水分）が発生し、この凝縮水がインタークーラの詰まりや腐食を引き起こすとしている。なお、凝縮水はインタークーラによって発生する他、還流された高温の排気ガスが低温の吸気と接触することによっても発生する。この場合、凝縮水は、吸気マニホールド又はサージタンクに貯留される。
【０００４】
また、このような凝縮水は、吸気管に排出されて燃焼室へ入ると、失火などの原因となる恐れがある。そこで、このような失火を防止するために、排気ガスが均一に燃焼室へ導かれるようにする必要がある。排気ガスを均一に導くための技術には、例えば、特許文献２が知られている。具体的には、スロットルバルブに排気ガスの排出口を配置することで吸気流速が早い位置に排気ガスを排出することができ、これにより排気ガスが拡散して均一に燃焼室へ運ばれる構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１５１２７
【特許文献２】特開２００３−２６９２６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に開示されるように、高温の排気ガスをそのまま燃焼室へ導入すると、排気ガスの充填効率が悪くなる。このため、排気還流装置はインタークーラ（冷却装置）を備え、排気ガスを冷却してから燃焼室へ送るようにしている。しかしながら、一般的に排気ガスが通過する還流通路は、内燃機関の近傍に設けられるため、冷却能力が不十分となる問題があった。
【０００７】
そこで、この発明は、上記の問題に鑑みて成されたものであり、吸気装置へ導入される排気ガスを確実に冷却することができる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】
【０００８】
この発明は、内燃機関の排気ガスを排気装置から吸気装置へ導入させる還流通路を備えた排気還流装置において、前記還流通路は、前記吸気装置に貯留された水分が前記還流通路へ導入されるように、前記吸気装置に接続された排出口を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、吸気装置内で冷たい吸気との接触により排気ガスが冷却される過程で水分が発生した場合、水分は排出口から還流通路内に導入されるため、水分で還流通路を冷却することができる。
従って、この発明は、排気ガスが水分で冷却された還流通路を通過するため、吸気装置に導入される排気ガスの十分な冷却を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は内燃機関の排気還流装置の概略構成図である。（実施例）
【図２】図２は還流通路の突出部分の拡大断面図である。（実施例）
【図３】図３は制御装置による還流弁制御のフローチャートである。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１２】
図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。図１において、内燃機関１は、燃焼室２を備え、燃焼室２に連通する吸気ポート３と排気ポート４とを備えている。内燃機関１は、燃焼室２に吸気ポート３を介して吸気装置５により吸気を供給され、燃焼室２から排気ポート４を介して排気ガスを排気装置６により排出する。
内燃機関１は、吸気装置５として、エアクリーナと吸気管７とスロットルボディ８とサージタンク９と吸気マニホルド１０とを順次に接続し、燃焼室２に供給する吸気が流れる吸気通路１１を備えている。スロットルボディ８には、スロットルバルブ１２を備えている。また、内燃機関１は、排気装置６として、排気マニホルド１３と触媒１４と排気管１５とマフラ１６と後部排気管１７とを順次に接続し、燃焼室２から排出される排気ガスが流れる排気通路１８を備えている。
前記内燃機関１は、排気装置６から排気ガスを吸気装置５へ戻す排気還流装置１９を備えている。内燃機関１の排気還流装置１９は、サージタンク９により形成される吸気通路１１の部分と、排気管１５により形成される排気通路１８の部分とが上下において対向するように配置している。サージタンク９には、排気管１５と対向する下部の内壁２０に、下方に突出する窪部２１を設けている。窪部２１の下方に位置する排気管１５の上部には、接続部２２を設けている。上下において対向するサージタンク９の窪部２１と排気管１５の接続部２２とは、上下方向に延びる還流管２３で接続している。
前記還流管２３は、排気通路１８から排気ガスを吸気通路１１へ導入させる還流通路２４を備えている。上下方向に延びる還流通路２４は、排気管１５の排気通路１８を流れる排気ガスが流入されるように、排気通路１８に接続された排気ガスの流入口２５を下端に備え、流入された排気ガスが吸気通路１１に導入されるように、吸気通路１１に接続された排気ガスの排出口２６を上端に備えている。
排気還流装置１９は、排気通路１８の排気ガスを流入口２５から還流通路２４に流入させ、排出口２６から吸気通路１１に導入することで、燃焼室２に導入された吸気ガス中の不燃ガスの割合を増加させて燃焼温度を低下させる。これにより、排気還流装置１９は、内燃機関１のノッキングの発生と窒素酸化物の生成とを抑制する。
【００１３】
前記内燃機関１は、排気還流装置１９の還流通路２４によって排気通路１８から吸気通路１１に高温の排気ガスが導入された際に、吸気通路１１の冷たい吸気との接触で排気ガスが冷却される過程で水分が発生することがである。
排気還流装置１９は、サージタンク９の吸気通路１１に発生して貯留された水分が還流通路２４へ導入されるように、吸気通路１１に接続された排出口２６を備えている。排気還流装置１９は、吸気通路１１内で冷たい吸気との接触により排気ガスが冷却されて水分が発生した場合、水分は排出口２６から還流通路２４内に導入されるため、水分で還流通路２４を冷却することができる。
従って、排気還流装置１９は、排気ガスが水分で冷却された還流通路２４を通過するため、吸気通路１１に導入される排気ガスの十分な冷却を行うことができる。
【００１４】
前記内燃機関１の排気還流装置１９は、還流管２３の下端側を排気管１５の接続部２２に接続し、上端側をサージタンク９の窪部２１の底を貫通させて内壁２０から上方の吸気通路１１内に突出させている。排気通路１８から排気ガスを吸気通路１１へ導入させる還流通路２４は、排出口２６を吸気通路１１内に突出された還流管２３の上端に、吸気流に向かい交差するように配置している。
これにより、排気還流装置１９は、吸気通路１１の吸気流速が早い位置で吸気流に向かい交差するように排気ガスを導入することができ、排気ガスを吸気に拡散して均一に燃焼室２へ流入させることができる。このため、排気還流装置１９は、燃焼室２の燃焼温度を低下させて、内燃機関１のノッキングの発生と窒素酸化物の生成とを抑制することができる。
【００１５】
また、前記内燃機関１の排気還流装置１９は、図２に示すように、還流通路２４の上端を吸気通路１１の内壁２０に設けた窪部２１から内部に突出させている。還流通路２４の吸気通路１１内へ突出した部分には、先端に排出口２６を設け、窪部２１に接する基端にスリット形状の水抜き穴２７を設けている。この水抜き穴２７よりも上流側の還流通路２４には、絞り部２８が設けられている。
このように、排気還流装置１９は、還流通路２４の吸気通路１１内への突出部分であって、排出口２６が設けられた突出先端と窪部２１が設けられた内壁２０に接する突出基端との間に水抜き穴２７を設け、この水抜き穴２７より上流側の還流通路２４に絞り部２８を設けている。
これにより、排気還流装置１９は、水抜き穴２７の上流側に設けた絞り部２８を排気ガスが通過する際、排気ガスの気流が絞り部２８で絞られて、水抜き穴２７の部分において還流管２３の中心側を流れることになるため、還流管２３の外周側に設けた水抜き穴２７から吸気通路１１内に排気ガスが排出されることが無くなる。
従って、排気還流装置１９は、サージタンク９の吸気通路１１に発生した水分を還流通路２４に導入する場合、水抜き穴２７から還流通路２４に導入される水分の流れを排気ガスによって阻害することが無く、導入された水分により排気ガスを十分に冷却することができる。
【００１６】
さらに、前記内燃機関１の排気還流装置１９は、サージタンク９の窪部２１と排気管１５の接続部２２との間で上下方向に延びる還流管２３に、排気ガスの通過と遮断とを切り替える還流弁２９を備え、排気ガスを冷却するインタークーラ（冷却装置）３０を備えている。
前記還流弁２９は、制御装置３１により開閉を制御される。制御装置３１は、信号入力部３２から入力するイグニッションスイッチ等の各種信号に基づき内燃機関１の運転状態に応じて還流弁２９を開閉し、排気通路１８から還流通路２４を介して吸気通路１１に導入される排気ガスの還流量（ＥＧＲ量）を制御する。この制御装置３１は、内燃機関１の停止中に少なくとも一定時間、還流弁２９を開弁状態にする。また、前記インタークーラ３０は、還流通路２４に流入した排気ガスを、外気あるいは内燃機関１の冷却水等との熱交換で冷却する。
内燃機関１の排気還流装置１９は、制御装置３１によって、内燃機関１の運転状態に応じて還流弁２９を開閉し、排気通路１８から還流通路２４を介して吸気通路１１に導入される排気ガスの還流量を制御することで、内燃機関１のノッキングの発生と窒素酸化物の生成とを抑制することができる。
【００１７】
前記内燃機関１の排気還流装置１９は、制御装置３１によって、図３に示すように、制御のプログラムがスタートすると（１００）、信号入力部３２から入力する信号でイグニッションスイッチがＯＮになったかを判断する（１０１）。
この判断（１０１）がＮＯの場合は、この判断（１０１）を繰り返す。この判断（１０１）がＹＥＳの場合は、還流弁２９を閉じ（１０２）、内燃機関１の始動許可信号を内燃機関制御装置に送信し（１０３）、内燃機関制御装置による内燃機関１の始動を許可する。内燃機関１が始動されて運転中には、運転状態に応じて還流弁２９を開閉し、吸気通路１１に導入される排気ガスの還流量（ＥＧＲ量）を制御する（１０４）。
排気ガスの還流量を制御中に（１０４）、制御装置３１によって、内燃機関１が停止したかを判断する（１０５）。この判断（１０５）は、具体的には、イグニッションスイッチがＯＦＦになった、あるいは内燃機関１がアイドルストップ状態であるか、によって判断する。
この判断（１０５）がＮＯの場合は、この判断（１０５）を繰り返す。この判断（１０５）がＹＥＳの場合は、還流弁２９を一定時間だけ開き（１０６）、プログラムをエンドにする（１０７）。なお、還流弁２９は、一定時間が経過した後、閉弁しても良い。
このように、内燃機関１の排気還流装置１９は、制御装置３１によって、内燃機関１の停止中に少なくとも一定時間、還流弁２９を開弁状態にするため、例えば内燃機関１の停止中に結露によって吸気通路１１内に生じた水分を還流通路２４へ導入することができ、還流通路２４へ導入された水分によって、内燃機関１の始動直後であっても排気ガスの冷却効果を得ることができる。
【００１８】
なお、この発明は、上述実施例に限定されることなく、応用改変が可能である。
例えば、内燃機関１の気筒別に排気ガスを分配させる排気還流装置１９では、吸気ポート３や吸気マニホルド１０、サージタンク９の下部に吸気通路１１内部に突き出した形状の還流通路２４の排出口２６を設置した場合に、同様の機能を得ることが可能である。また、水抜き穴２７は、スリット形状以外の丸穴・パターン穴などの形状でも、同様の機能を得ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
この発明は、吸気装置へ導入される排気ガスを確実に冷却することができるものであり、通路内の生成される液体を排出する装置に応用することができる。
【符号の説明】
【００２０】
１  内燃機関
２  燃焼室
５  吸気装置
６  排気装置
９  サージタンク
１１  吸気通路
１５  排気管
１８  排気通路
１９  排気還流装置
２０  内壁
２１  窪部
２２  接続部
２３  還流管
２４  還流通路
２５  流入口
２６  排出口
２７  水抜き穴
２８  絞り部
２９  還流弁
３０  インタークーラ
３１  制御装置
３２  信号入力部
【図１】
2015028316.tif 000003
【図２】
2015028316.tif 000004
【図３】
2015028316.tif 000005