(57)【要約】  【課題】燃費の向上と空燃比制御における制御精度の向上を図ることができる内燃機関を提供する。  【解決手段】本発明の内燃機関は、新気を圧縮して吸気通路に出すコンプレッサを備える過給機と、過給機により圧縮された吸入空気の量を制御するスロットル弁と、コンプレッサ上流に設ける吸気絞り弁と、コンプレッサの上流で、かつ吸気絞り弁の下流に排気ガスの一部を再循環させる排気ガス再循環通路と、クランク室と排気ガス再循環通路とを接続するブローバイ通路とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
新気を圧縮して吸気通路に出すコンプレッサを備える過給機と、
過給機により圧縮された吸入空気の量を制御するスロットル弁と、
コンプレッサ上流に設ける吸気絞り弁と、
コンプレッサの上流で、かつ吸気絞り弁の下流に排気ガスの一部を再循環させる排気ガス再循環通路と、
クランク室と排気ガス再循環通路とを接続するブローバイ通路とを備える内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスの一部を吸入空気に混合するための排気ガス再循環通路（以下、ＥＧＲ通路と称する）を備える内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車に搭載されるエンジンでは、潤滑油の劣化や排気ガスの質の低下を防止するために、クランク室内に溜まるブローバイガスを混合気に混合することが知られている。例えば、特許文献１には、過給機付のディーゼルエンジンにおいて、吸気管の途中にブローバイガスパージポートを設け、そのブローバイガスパージポートとクランク室とを連通路により接続する構造が示されている。ブローバイガスパージポートは、吸気絞り弁の下流に設けられている。そして、例えばアイドル運転時においては、吸気絞り弁を閉じることにより吸気管負圧を増大させて、ブローバイガスパージポートに十分な吸気管負圧を発生させてブローバイガスを吸入空気に混合する。
【０００３】
ところで、同じく自動車に搭載されるエンジンでは、排気ガスの質及び燃費を改善させるために、排気ガスの一部を吸入空気に混合する排気ガス再循環機構（以下、ＥＧＲ機構と称する）を備えるものが知られている。ＥＧＲ機構は例えば、基本的には、排気ガスの一部を吸気通路に再循環させるＥＧＲ通路と、そのＥＧＲ通路に設けられる流量制御弁とを備えるものが一般的である。
【０００４】
このようなＥＧＲ機構のうち、例えばターボチャージャを備えるエンジンにあっては、ターボチャージャのタービンの下流からコンプレッサの上流に再循環させる排気ガス（以下、ＥＧＲガスと称する）を導入するようにＥＧＲ通路を備えるいわゆる低圧ループ式ＥＧＲ機構が挙げられる。
【０００５】
例えば、単気筒あるいは二気筒エンジンにおいては、それ以外の多気筒エンジンに比べて排気通路において気筒間隔が大きくなるために、排気脈動が大きくなる。そして、排気脈動が大きくなると、吸気通路におけるＥＧＲガスを含む総吸入空気に対する新気量の割合である新気率が不揃いになる。この結果、空燃比制御の精度が低下し、良好な燃焼が安定し難くなることがある。
【０００６】
このため、特許文献１の構成を組み合わせて、未燃焼のブローバイガスを混合することで新気率の不揃いを改善することが考えられる。しかしながら、排気脈動が大きい場合、特許文献１の構成によりブローバイガスを吸入空気に混合すれば量的には改善が見込めるものの、ブローバイガスが排気脈動を改善し得るものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平１‐１３６６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は以上の点に着目し、燃費の向上と空燃比制御における制御精度の向上を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明の内燃機関は、新気を圧縮して吸気通路に出すコンプレッサを備える過給機と、過給機により圧縮された吸入空気の量を制御するスロットル弁と、コンプレッサ上流に設ける吸気絞り弁と、コンプレッサの上流で、かつ吸気絞り弁の下流に排気ガスの一部を再循環させる排気ガス再循環通路と、クランク室と排気ガス再循環通路とを接続するブローバイ通路とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、ブローバイ通路が排気ガス再循環通路に接続してあるので、ブローバイガスが再循環される排気ガスの一部に直接的に混合される。しかも、ブローバイガスが排出されるタイミングは、排気行程間であるので、ブローバイガスの圧力により排気脈動を緩和することが可能になる。したがって、新気率の不揃いを是正して、空燃比制御の精度を維持することが可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以上説明したような構成であり、ブローバイガスを再循環させる排気ガスと混合することにより、燃費を大幅に向上させることができるとともに、新気率の不揃いを是正して、空燃比制御の精度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の全体構成を示す構成説明図。
【図２】同実施形態の作用説明図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１４】
この実施形態のエンジン１００は、例えば自動車に搭載されるもので、ターボチャージャを備え、低圧ループ式による排気ガス再循環制御を実施できるものである。図１に示すように、エンジン１００は、エンジン本体１と、排気ガスで駆動されるタービン２及びタービン２に回転軸で接続されるコンプレッサ３を備える過給機であるターボチャージャ４と、タービン２の出口に接続される三元触媒５と、排気ガスの一部を吸入空気に混合するためのＥＧＲ通路６と、エアクリーナ７を介してコンプレッサ３に流入する新気の量を制御する吸気絞り弁８と、コンプレッサ３から吐き出される過給空気を冷却するインタークーラ９と、エンジン本体１の図示しない吸気ポートに接続されるサージタンク１０ａ付のインテークマニホルド１０と、インテークマニホルド１０に流入する過給空気の流量を制御するスロットル弁１１と、エアクリーナ７から吸気絞り弁８、コンプレッサ３、インタークーラ９及びスロットル弁１１を介してインテークマニホルド１０に至る吸気通路１２と、エンジン本体１の図示しない排気ポートに接続されて排気ガスをタービン２に導くエキゾーストマニホルド１３と、エキゾーストマニホルド１３からタービン２及び三元触媒５を介して外部に延びる排気通路１４と、図示しないクランク室とＥＧＲ通路６とを接続するブローバイガス通路１５とを備えている。
【００１５】
エンジン本体１は、２気筒３６０°位相のもので、火花点火式である。したがって、一方の気筒が圧縮行程にある場合、両気筒のピストンが上昇し、クランク室は負圧になるとともに、一方の気筒が吸入行程にある場合は、両気筒のピストンが降下し、クランク室は加圧されることになる。なお、図示しないが、クランク室が負圧になる際に、クランク室内の換気を目的として、新気を導入するためにクランク室に接続される通路が、エンジン１００には設けてある。
【００１６】
ＥＧＲ通路６は、その一方の端部つまりＥＧＲガスの取り入れ側の端部が、三元触媒５の下流において排気通路１４に接続され、他方の端部つまりＥＧＲガスの取り出し側の端部が、吸気絞り弁８の下流で、かつコンプレッサ３の上流において接続される。このＥＧＲ通路６には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１６と、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁１７とが、上流から下流にかけてこの順で配置してある。
【００１７】
ブローバイガス通路１５は、その一方の端部つまり少なくとも未燃燃料と新気との混合気であるブローバイガスの取り入れ側の端部が、クランク室に接続されるとともに、他方の端部つまりブローバイガスの取り出し側の端部が、ＥＧＲ通路６に接続されている。ブローバイガス通路１５の他方の端部は、ＥＧＲ通路６のＥＧＲ弁１７より下流の位置において、ＥＧＲ通路６に接続される。ブローバイガス通路１５の他方の端部には、ＥＧＲ通路６を流れるＥＧＲガスがブローバイガス通路１５に流入することを禁止する逆止弁１５ａが取り付けてある。
【００１８】
このような構成において、エンジン１００を運転すると、スロットル弁１１を全開にする高負荷運転領域及びアイドリング運転領域を除く運転領域でＥＧＲ制御を実行する。再循環させるＥＧＲガス量は、吸気絞り弁８の開度を制御することにより、吸気絞り弁８の下流のＥＧＲ通路６の接続位置における負圧の状態を変化させ、しかもＥＧＲ弁１７の開度を制御することにより決定する。
【００１９】
ＥＧＲ通路６のＥＧＲガスは、図２に示すように、排気行程毎にその量が増加する。つまり、ピストンが上昇する毎にＥＧＲ通路６内のガス圧力が最大になるとともにＥＧＲガス量が最大になる。その後、排気行程にあった気筒が吸気行程になるとＥＧＲガス量は変化しない。この後に、吸気行程の際に膨張行程にあった気筒が排気行程に移ると、再度、ＥＧＲ通路６内のガス圧力は上昇し、同時にＥＧＲガス量は増加する。このように、ガス圧力の上昇と降下を繰り返すので、大きな変化幅でＥＧＲガスは脈動する。
【００２０】
このようにしてＥＧＲガスが、吸気絞り弁８の下流の負圧により吸気通路１２に流入する際に、ブローバイガス通路１５を介してクランク室内のブローバイガスがＥＧＲ通路６に流入する。ブローバイガスは、図２に示すように、ＥＧＲガスが減少している間、つまりピストンが降下するタイミングにおいて、そのガス圧力が上昇してその量が増加する。これにより、ＥＧＲ通路６からは、ＥＧＲガスとブローバイガスとが混合した既燃分及び未燃分のガスが吸気通路１２に流入することとなる。この一方で、ブローバイガス通路１５の取り出し側の端部には逆止弁１５ａが取り付けてあるので、ピストンが上昇する際にＥＧＲ通路６からクランク室にＥＧＲガスが流入することはない。
【００２１】
したがって、ブローバイガスを効率よく吸気通路１２に流入させる、言い換えれば新気に混合することができる。それゆえ、クランク室内の換気状態を良好にすることができる。また、ブローバイガスは未燃燃料及び酸素を含有するガスであるので、シリンダ内における火炎伝播速度を向上させることができる。このため、燃費を大幅に向上させることができる。
【００２２】
さらに、ブローバイガス通路１５は、ＥＧＲ弁１７より下流の、吸気絞り弁８下流の吸気絞り弁８に近いＥＧＲ通路６に接続されているので、ＥＧＲ弁１７を閉じている場合においても、吸気絞り弁８の下流が負圧になることによりブローバイガスを新気に混合することができ、クランク室を換気することができる。この一方、クランク室が負圧になる、つまりＥＧＲガス量が増加するタイミングにおいて、ブローバイガス通路１５は逆止弁１５ａを備えているので、ＥＧＲガスがクランク室に流入することを抑制することができる。
【００２３】
このように、ブローバイガスを新気に混合している場合に、上述したように、ＥＧＲガスのガス圧力の挙動と、ブローバイガスのガス圧力の挙動とが、１８０°位相がずれた状態であるので、ＥＧＲガスの脈動をブローバイガスの脈動が打ち消すことになる。このため、ＥＧＲ通路６から吸気通路１２に流入するブローバイガスを含むＥＧＲガスのガス圧力の脈動は、平準化されるものとなる。したがって、ブローバイガスを含むＥＧＲガスを、１サイクルの間、ほぼ同じ量で新気に混合することができるので、吸気通路１２における新気率の誤差を小さくすることができる。これにより、吸入空気量に対する燃料噴射量を正確に設定することができ、空燃比制御の制御精度を向上させることができる。
【００２４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
過給機としては、スーパーチャージャであってもよい。
【００２６】
ＥＧＲガスとブローバイガスとを均質に混合する場合は、ＥＧＲ通路６とブローバイガス通路１５との接続部分を、単に二本の通路を接続する場合の接続部分の容積よりも大なる容積のチャンバを設ける構造にするものが好ましい。
【００２７】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の活用例として、単気筒及び二気筒のエンジンが好適である。
【符号の説明】
【００２９】
４…ターボチャージャ
３…コンプレッサ
１…スロットル弁
８…吸気絞り弁
６…ＥＧＲ通路
１５…ブローバイ通路
【図１】
2012097683.tif 000003
【図２】
2012097683.tif 000004