(57)【要約】【課題】  ＥＧＲクーラにおいて発生する凝縮水を確実に排水するととともに、ＥＧＲシステムの機能に悪影響を与えることのない構成を有する、ＥＧＲシステムを提供することにある。【解決手段】  帰還通路５のＥＧＲクーラ用触媒７とＥＧＲクーラ６との間に、第１連結点Ｐ１が設けられ、タービン２２に連結される排気通路３に第２連結点Ｐ２が設けられ、この第１連結点Ｐ１と第２連結点Ｐ２とを連結するように、補助通路１０１が配設されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排出される排気ガスの一部を、帰還通路に設けられたＥＧＲクーラ用触媒、ＥＧＲクーラを順次通過させて、前記エンジンの吸気側に排気ガスを帰還させるＥＧＲシステムであって、
前記ＥＧＲクーラ用触媒と前記ＥＧＲクーラとの間に位置する前記帰還通路の第１連結点と、前記エンジンからの排気ガスの排出側に設けられる第２連結点との間を連結するための補助通路を有し、
前記補助通路は、前記第２連結点から前記第１連結点に向かう流体の流れを阻止し、前記第１連結点から前記第２連結点に向かう流体の流れは許容するように設けられる、ＥＧＲシステム。
【請求項２】
前記エンジンの駆動時には、前記第２連結点は、前記第１連結点における前記ＥＧＲクーラ用触媒から吐出される排気ガス圧よりも、ガス圧が低くなるように設けられている、請求項１に記載のＥＧＲシステム。
【請求項３】
前記第２連結点は、前記エンジンからの排気経路において、圧力損失が生じる領域の下流側に設けられている、請求項２に記載のＥＧＲシステム。
【請求項４】
前記第２連結点は、前記ＥＧＲクーラ用触媒の排気取入れ側に設けられ、
前記補助通路には、前記第２連結点から前記第１連結点に向かう排ガスの流れを阻止する逆止弁が設けられる、請求項１に記載のＥＧＲシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation:排気ガス再循環）システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＧＲシステムは、排気ガスをエンジンの吸気側に帰還させることで、排気ガス中に含まれるＮＯｘを低減させる装置である。より多くの量の排気ガスをエンジンの吸気側に帰還させるため、排気ガスを帰還させる帰還通路には、高温状態にある排気ガスの温度を下げるためのＥＧＲクーラが設けられている。また、ＥＧＲクーラの上流側には、排気ガス中に含まれるカーボン等をトラップするためのＥＧＲクーラ用触媒が設けられている。このような技術は、下記特許文献１に記載されている。
【０００３】
また、上記ＥＧＲシステムの１つの問題点として、ＥＧＲクーラにおいて発生する凝縮水がＥＧＲクーラ用触媒に戻り、ＥＧＲクーラ用触媒が劣化するおそれがある。この問題を解決するため、下記特許文献２に開示される発明においては、凝縮水を排気ガス通路に排出するための排水通路が設けられている。具体的な内容を、図６に示す。
【０００４】
このＥＧＲシステムは、エンジン１の排気通路３から分岐し、吸気通路２に連結される帰還通路５が設けられている。この帰還通路５には、ＥＧＲクーラ用触媒７およびＥＧＲクーラ６が設けられている。また、ＥＧＲクーラ６から吸気通路２に至る帰還通路５には、ＥＧＲバルブ９が設けられている。さらに、このＥＧＲシステムにおいては、上述した凝縮水のＥＧＲクーラ用触媒７への戻りを防止するため、ＥＧＲクーラ用触媒７のガス排出側の帰還通路５から、ＥＧＲクーラ用触媒７のガス吸込側に至る排水通路１０が設けられている。
【０００５】
しかし、上記排水通路１０を設けた場合に、エンジンの駆動時に、排水通路１０の連結点Ｐ１０と連結点Ｐ１１とのガス圧を比較すると、ＥＧＲクーラ用触媒７のガス圧欠損により、連結点Ｐ１１の方がガス圧が高い。そのため、通路面積がＥＧＲクーラ用触媒７の方が大きい場合であっても、排ガスの一部は、ＥＧＲクーラ用触媒７を通過せずに、排水通路１０の方に直接流れ込むおそれがある。これにより、多量のカーボン等を含んだ排ガスが直接ＥＧＲクーラ６内に流れ込み、ＥＧＲクーラ６内に、カーボン等が蓄積され、目詰まりを発生させるおそれがある。
【０００６】
また、ＥＧＲクーラ用触媒７を通過する排ガスの量が減少する結果、ＥＧＲクーラ用触媒７が設計どおりに昇温せず、触媒に機能を十分に発揮させることができないおそれもある。
【特許文献１】特開平１１−１２５１４８号公報
【特許文献２】特開２００３−０６５１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明が解決しようとする課題は、排水通路を逆流する排ガスに起因する、ＥＧＲクーラのカーボン等による目詰まり、および、ＥＧＲクーラ用触媒の昇温不良にある。したがって、この発明の目的は、上記課題を解決するためになされたものであり、ＥＧＲクーラにおいて発生する凝縮水を確実に排水するととともに、ＥＧＲシステムの機能に悪影響を与えることのない構成を有する、ＥＧＲシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に基づいた、ＥＧＲシステムにおいては、エンジンから排出される排気ガスの一部を、帰還通路に設けられたＥＧＲクーラ用触媒、ＥＧＲクーラーを順次通過させて、エンジンの吸気側に排気ガスを帰還させるＥＧＲシステムであって、以下の構成を備えている。上記ＥＧＲクーラ用触媒と上記ＥＧＲクーラーとの間に位置する上記帰還通路の第１連結点と、上記エンジンからの排気ガスの排出側に設けられる第２連結点との間を連結するための補助通路を有し、上記補助通路は、上記第２連結点から上記第１連結点に向かう流体の流れを阻止し、上記第１連結点から上記第２連結点に向かう流体の流れは許容するように設けられている。
【０００９】
また、他の形態におけるＥＧＲシステムにおいては、上記エンジンの駆動時には、上記第２連結点は、上記第１連結点における上記ＥＧＲクーラ用触媒から吐出される排気ガス圧よりも、ガス圧が低くなるように設けられている。たとえば、上記第２連結点は、上記エンジンからの排気経路において、圧力損失が生じる領域の下流側に設けられている。
【００１０】
また、他の形態におけるＥＧＲシステムにおいては、上記第２連結点は、上記ＥＧＲクーラ用触媒の排気取入れ側に設けられ、上記補助通路には、上記第２連結点から上記第１連結点に向かう排ガスの流れを阻止する逆止弁が設けられている。
【発明の効果】
【００１１】
以上、この発明に基づいたＥＧＲシステムによれば、第２連結点から第１連結点に向かう、流体としての排ガスの流れを阻止し、第１連結点から第２連結点に向かう、ＥＧＲクーラにおいて発生する流体としての凝縮水の流れを許容する補助通路を設けることで、エンジンの駆動時に、ＥＧＲクーラ用触媒内で発生した凝縮水を、第１連結点から第２連結点に向かう方向に沿って、排気ガス通路に逃がすことができる。さらに、この補助通路は、第２連結点から第１連結点に向かう気体（排ガス）の流れを阻止することから、エンジンからの排気ガスが、補助通路に流れ込むことは無く、設計どおりに排気ガスを帰還通路に導くことが可能となる。その結果、所定量の排ガスが、ＥＧＲクーラ用触媒を通過するため、ＥＧＲクーラ用触媒を設計どおりに昇温させることが可能となる。また、カーボン等を含んだ排ガスが直接ＥＧＲクーラ内に流れ込むことはないため、ＥＧＲクーラのカーボン等の付着による目詰まりを発生させることもない。
【００１２】
また、この発明に基づいたＥＧＲシステムの他の形態によれば、エンジンの駆動時に、第２連結点は、第１連結点におけるＥＧＲクーラ用触媒から吐出される排気ガス圧よりも、ガス圧が低くなるように設けられること、または、第２連結点は、エンジンからの排気経路において、圧力損失が生じる領域の下流側に設けられることにより、第２連結点から第１連結点に向かう排ガスの流れを阻止し、第１連結点から第２連結点に向かう凝縮水の流れを許容する補助通路を確実に得ることを可能とする。また、ＥＧＲシステムが稼動していない場合であっても、エンジンから排出される排気ガスは、ＥＧＲクーラ用触媒および補助通路を経由する排気経路が存在することから、ＥＧＲクーラ用触媒を予め余熱させておくことができ、カーボン等の浄化効率を向上させることが可能となる。
【００１３】
また、この発明に基づいたＥＧＲシステムの他の形態によれば、補助通路に、第２連結点から第１連結点に向かう排ガスの流れを阻止する逆止弁を設けることにより、第２連結点から第１連結点に向かう排ガスの流れを阻止し、第１連結点から第２連結点に向かう凝縮水の流れを許容する補助通路を確実に得ることを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に基づいた各実施の形態について、図を参照しながら説明する。なお、上述した背景技術におけるＥＧＲシステムと同一箇所、相当箇所については、図において同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さないこととする。
（実施の形態１）
まず、図１を参照して、実施の形態１におけるＥＧＲシステムについて説明する。なお、図１は、本実施の形態におけるＥＧＲシステムの構成を示すブロック図である。
【００１５】
（本実施の形態におけるＥＧＲシステムの構成）
本実施の形態におけるＥＧＲシステムにおいては、エンジン１の吸気側と排気側との間に、ターボチャージャ２０が設けられている。具体的には、エンジン１の吸気経路側においては、吸気通路２が、ターボチャージャ２０のコンプレッサ２１に連結され、コンプレッサ２１とエンジン１の吸気側とが通路１１により連結されている。また、エンジン１の排気経路側においては、エンジン１の排気側とターボチャージャ２０のタービン２２とが通路１２により連結されている。タービン２２には、排気通路３が連結されている。帰還通路５は、エンジン１の排気側に設けられた通路１２から分岐し、エンジン１の吸気側に設けられた通路１１に連結している。帰還通路５には、ＥＧＲクーラ用触媒７、ＥＧＲクーラ６、およびＥＧＲバルブ９が設けられている。
【００１６】
さらに、本実施の形態におけるＥＧＲシステムにおいては、帰還通路５のＥＧＲクーラ用触媒７とＥＧＲクーラ６との間に、第１連結点Ｐ１が設けられ、タービン２２に連結される排気通路３に第２連結点Ｐ２が設けられ、この第１連結点Ｐ１と第２連結点Ｐ２とを連結するように、配設されている。
【００１７】
（作用）
上記構成からなるＥＧＲシステムのエンジン１の駆動時において、第１連結点Ｐ１と第２連結点Ｐ２とにおける排ガスのガス圧を比較した場合、第２連結点Ｐ２は、エンジン１からの排気経路側において、圧力損失が生じるターボチャージャ２０領域の下流側に設けられていることから、第２連結点Ｐ２は、第１連結点Ｐ１におけるＥＧＲクーラ用触媒７から吐出される排気ガス圧よりもガス圧が低くなる。
【００１８】
その結果、タービン２２から排気通路３に排出された排ガスが補助通路１０１に流れ込むことはなく、第２連結点Ｐ２から第１連結点Ｐ１に向かう排ガスの流れは阻止される。一方、第１連結点Ｐ１から第２連結点Ｐ２に向かう排ガスおよび凝縮水の流れは許容されていることから、ＥＧＲクーラ６内で発生した凝縮水を、第１連結点Ｐ１から第２連結点Ｐ２に向かう方向に沿って排気通路３に逃がすことができる。
【００１９】
また、ＥＧＲバルブ９が閉じられ、ＥＧＲシステムが稼動していない場合であっても、帰還通路５、ＥＧＲクーラ用触媒７、補助通路１０１、および、排気通路３という経路により、エンジン１から排出される排気ガスを排気通路３へ排出できることから、ＥＧＲクーラ用触媒７を排気ガスにより予め余熱させておくことができ、カーボン等の浄化効率を向上させることができる。
【００２０】
なお、補助通路１０１の具体的構成としては、ＥＧＲクーラ６内で発生した凝縮水を、補助通路１０１に効率よく導くために、凝縮水は、帰還通路５の管内壁面に沿って垂下することから、第１連結点Ｐ１においては、管内壁面において凝縮水を集める領域を設け、この領域に補助通路１０１を連結する構成が一案として考えられる。
【００２１】
（効果）
以上、本実施の形態におけるＥＧＲシステムによれば、大きな圧力損失が生じるターボチャージャ２０領域を利用し、その下流側に補助通路１０１を連結させることにより、排ガスの補助通路１０１への逆流を防止し、また、ＥＧＲクーラ６内で発生した凝縮水の排気通路３への排出を可能としている。
（実施の形態２）
次に、図２を参照して、実施の形態２におけるＥＧＲシステムについて説明する。なお、図２は、本実施の形態におけるＥＧＲシステムの構成を示すブロック図である。
【００２２】
（本実施の形態におけるＥＧＲシステムの構成）
本実施の形態におけるＥＧＲシステムにおいては、排気通路３にマニホールド触媒コンバータ４ａとアンダフロア触媒４ｂとが設けられている。また、帰還通路５のＥＧＲクーラ用触媒７とＥＧＲクーラ６との間に、第１連結点Ｐ１が設けられ、マニホールド触媒コンバータ４ａとアンダフロア触媒４ｂとに間に第２連結点Ｐ２が設けられ、この第１連結点Ｐ１と第２連結点Ｐ２とを連結するように、補助通路１０２ａが配設されている。
【００２３】
（作用）
上記構成からなるＥＧＲシステムのエンジン１の駆動時において、第１連結点Ｐ１と第２連結点Ｐ２とにおける排ガスのガス圧を比較した場合、第２連結点Ｐ２は、エンジン１からの排気経路側において、圧力損失が生じるマニホールド触媒コンバータ４ａの下流側に設けられていることから、第２連結点Ｐ２は、第１連結点Ｐ１におけるＥＧＲクーラ用触媒７から吐出される排気ガス圧よりもガス圧が低くなる。
【００２４】
その結果、エンジン１から排気通路３に排出された排ガスが補助通路１０２ａに流れ込むことはなく、第２連結点Ｐ２から第１連結点Ｐ１に向かう排ガスの流れは阻止される。一方、第１連結点Ｐ１から第２連結点Ｐ２に向かう排ガスおよび凝縮水の流れは許容されていることから、ＥＧＲクーラ６内で発生した凝縮水を、第１連結点Ｐ１から第２連結点Ｐ２に向かう方向に沿って排気通路３に逃がすことができる。なお、補助通路１０２ａの具体的構成は、上記実施の形態１の場合と同様である。
【００２５】
また、ＥＧＲバルブ９が閉じられ、ＥＧＲシステムが稼動していない場合であっても、帰還通路５、ＥＧＲクーラ用触媒７、補助通路１０２ａ、および、排気通路３という経路により、エンジン１から排出される排気ガスを排気通路３へ排出できることから、ＥＧＲクーラ用触媒７を排気ガスにより予め余熱させておくことができ、カーボン等の浄化効率を向上させることができる。
【００２６】
（効果）
以上、本実施の形態におけるＥＧＲシステムによっても、大きな圧力損失が生じるマニホールド触媒コンバータ４ａを利用し、その下流側に補助通路１０２ａを連結させることにより、排ガスの補助通路１０２ａへの逆流を防止し、また、ＥＧＲクーラ６内で発生した凝縮水の排気通路３への排出を可能としている。なお、図２においては、マニホールド触媒コンバータ４ａとアンダフロア触媒４ｂとに間に第２連結点Ｐ２を設ける場合について説明したが、図３に示すように、アンダフロア触媒４ｂの下流側に第２連結点Ｐ２を設け、第１連結点Ｐ１とこの第２連結点Ｐ２との間を補助通路１０２ｂで連結する構成を採用した場合であっても、同様の効果を得ることができる。
（実施の形態３）
次に、図４を参照して、実施の形態３におけるＥＧＲシステムについて説明する。なお、図４は、本実施の形態におけるＥＧＲシステムの構成を示すブロック図である。
【００２７】
（本実施の形態におけるＥＧＲシステムの構成）
本実施の形態におけるＥＧＲシステムにおいては、排気通路３に排気絞り弁１０３を設けられている。また、帰還通路５のＥＧＲクーラ用触媒７とＥＧＲクーラ６との間に、第１連結点Ｐ１が設けられ、排気絞り弁１０３の下流側に第２連結点Ｐ２が設けられ、この第１連結点Ｐ１と第２連結点Ｐ２とを連結するように、補助通路１０４が配設されている。
【００２８】
（作用）
上記構成からなるＥＧＲシステムのエンジン１の駆動時において、第１連結点Ｐ１と第２連結点Ｐ２とにおける排ガスのガス圧を比較した場合、第２連結点Ｐ２は、エンジン１からの排気経路側において、圧力損失を積極的に生じさせることが可能な排気絞り弁１０３の下流側に設けられていることから、第２連結点Ｐ２は、第１連結点Ｐ１におけるＥＧＲクーラ用触媒７から吐出される排気ガス圧よりもガス圧を低することが可能となる。
【００２９】
その結果、エンジン１から排気通路３に排出された排ガスが補助通路１０４に流れ込むことはなく、第２連結点Ｐ２から第１連結点Ｐ１に向かう排ガスの流れは阻止される。一方、第１連結点Ｐ１から第２連結点Ｐ２に向かう排ガスおよび凝縮水の流れは許容されていることから、ＥＧＲクーラ６内で発生した凝縮水を、第１連結点Ｐ１から第２連結点Ｐ２に向かう方向に沿って排気通路３に逃がすことができる。なお、補助通路１０４の具体的構成は、上記実施の形態１の場合と同様である。
【００３０】
また、ＥＧＲバルブ９が閉じられ、ＥＧＲシステムが稼動していない場合であっても、帰還通路５、ＥＧＲクーラ用触媒７、補助通路１０４、および、排気通路３という経路により、エンジン１から排出される排気ガスを排気通路３へ排出できることから、ＥＧＲクーラ用触媒７を排気ガスにより予め余熱させておくことができ、カーボン等の浄化効率を向上させることができる。
【００３１】
（効果）
以上、本実施の形態におけるＥＧＲシステムによれば、積極的に大きな圧力損失を生じさせることが可能な排気絞り弁１０３の下流側に補助通路１０４を連結させることにより、排ガスの補助通路１０４への逆流を防止し、また、ＥＧＲクーラ６内で発生した凝縮水の排気通路３への排出を可能としている。
（実施の形態４）
次に、図５を参照して、実施の形態４におけるＥＧＲシステムについて説明する。なお、図５は、本実施の形態におけるＥＧＲシステムの構成を示すブロック図である。
【００３２】
（本実施の形態におけるＥＧＲシステムの構成）
本実施の形態におけるＥＧＲシステムにおいては、帰還通路５のＥＧＲクーラ用触媒７とＥＧＲクーラ６との間に第１連結点Ｐ１が設けられ、ＥＧＲクーラ用触媒７と排気通路３との間である排気取入れ側に第２連結点Ｐ２が設けられ、この第１連結点Ｐ１と第２連結点Ｐ２とを連結するように、補助通路１０５が配設されている。さらに、この補助通路１０５には、第２連結点Ｐ２から第１連結点Ｐ１に向かう排ガスの流れを阻止する逆止弁１０５ａが設けられている。
【００３３】
（作用・効果）
上記構成からなるＥＧＲシステムにおいては、上記したように補助通路１０５に逆止弁１０５ａが設けられていることから、第２連結点Ｐ２から第１連結Ｐ１に向かう排ガスの流れを確実に阻止し、また、ＥＧＲクーラ６内で発生した凝縮水を、第１連結点Ｐ１から第２連結点Ｐ２に向かう方向に沿って排気通路３に逃がすことができる。なお、エンジン１の駆動時においては、圧力差の関係から逆止弁１０５ａは常時閉ざされた状態となり、圧力差の生じないエンジン１の停止時に、逆止弁１０５ａよりも上方の補助通路１０５内に溜まった凝縮水の自重により、逆止弁１０５ａが開放されることにより凝縮水を排気通路３に排水することになる。なお、補助通路１０５の具体的構成は、上記実施の形態１の場合と同様である。
【００３４】
（効果）
以上、本実施の形態におけるＥＧＲシステムによれば、補助通路１０５に逆止弁１０５ａを設けることにより、排ガスの補助通路１０５への逆流を防止し、また、ＥＧＲクーラ６内で発生した凝縮水の排気通路３への排出を可能としている。
【００３５】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。また、各実施の形態に示す構成を適宜組み合わせて用いることも可能である。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明に基づいた実施の形態１におけるＥＧＲシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】この発明に基づいた実施の形態２におけるＥＧＲシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】この発明に基づいた実施の形態２の他の形態におけるＥＧＲシステムの構成を示すブロック図である。
【図４】この発明に基づいた実施の形態３におけるＥＧＲシステムの構成を示すブロック図である。
【図５】この発明に基づいた実施の形態４におけるＥＧＲシステムの構成を示すブロック図である。
【図６】背景の技術におけるＥＧＲシステムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  エンジン、２  吸気通路、３  排気通路、４ａ  マニホールド触媒コンバータ、４ｂ  アンダフロア触媒、５  帰還通路、６  ＥＧＲクーラ、７  ＥＧＲクーラ用触媒、９  ＥＧＲバルブ、１１，１２  通路、２０  ターボチャージャ、２１  コンプレッサ、２２  タービン、１０１，１０２ａ，１０２ｂ，１０４，１０５  補助通路、１０３  排気絞り弁、１０５ａ  逆止弁、Ｐ１  第１連結点、Ｐ２  第２連結点。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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