(57)【要約】【課題】  従来のＥＧＲシステムは、圧縮空気の空気流にＥＧＲガス流が合流する際に、エジェクタののど部の外周のエッジでＥＧＲガスの流れに剥離や渦が生じ、ＥＧＲガス流の圧力損失が増加するという課題があった。【解決手段】  ＥＧＲシステムに使用されるエジェクタ４は、ノズル９の外径徐変部６２の少なくとも一部が、ハウジング７の外部から導入孔１０を通して見える位置に配置されている。これによって、導入孔１０からハウジング７内に導入されるＥＧＲガスは、ノズル９の外径等径部６１の外壁に衝突することなく減圧室８内に導入される。このとき、ノズル９の外径徐変部６２が、導入孔１０からのＥＧＲガスをガイドし、空気圧縮装置から供給される圧縮空気の空気流にＥＧＲガスを効率良く混合させることができる。【選択図】  図５
2016104977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）内燃機関の排気通路（１４、１５）から吸気通路（１１、１２、１８、２０、７１、７３）へＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ流路（３２）と、
（ｂ）前記吸気通路から空気が導入される管状のノズル（９）、およびこのノズルの先端側部分（５２）が挿入配置されて、前記ノズルの先端開口（３９）から噴出される空気流によって発生した負圧を利用してＥＧＲガスを吸引する負圧発生室（８）を有し、
前記負圧発生室内に吸引したＥＧＲガスを、前記負圧発生室内に噴出された空気流と混合して前記内燃機関へ供給するエジェクタ（４）と
を備えた内燃機関の排気循環装置において、
少なくとも外気を含む空気を圧縮して生成した圧縮空気を前記ノズルに供給する空気圧縮装置（３）を備え、
前記エジェクタは、その外部へ向かって開口し、前記ＥＧＲ流路と前記負圧発生室とを連通する導入孔（１０）を有し、
前記ノズルは、その先端側部分の外周に位置する開始点（Ａ）から前記先端開口の外周に設けられる先端外周縁（Ｂ）に向かって徐々に外径が小さくなる外径徐変部（６２）を有し、
前記外径徐変部は、前記エジェクタの外部から前記導入孔を通して少なくとも一部が見える位置に配置されていることを特徴とする内燃機関の排気循環装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の排気循環装置において、
前記外径徐変部は、その開始点から前記先端外周縁に向かって傾斜した円錐テーパ面を有し、
前記円錐テーパ面の延長線（Ｌ１、Ｌ２）は、前記エジェクタの内壁に交差する前に、前記エジェクタの中心軸線上の一点（Ｏ）で交わるようになっていることを特徴とする内燃機関の排気循環装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の内燃機関の排気循環装置において、
前記外径徐変部の開始点は、前記導入孔の孔壁面を延長した先に設けられていることを特徴とする内燃機関の排気循環装置。
【請求項４】
請求項１から３のうちのいずれか１つに記載の内燃機関の排気循環装置において、
前記内燃機関の排気通路に設置されたタービン（１６）、および前記内燃機関の吸気通路に設置されたコンプレッサ（１３）を有するターボチャージャ（Ｔ）を備え、
前記空気圧縮装置は、前記コンプレッサよりも下流側の吸気通路（１２、１８）に設置されていることを特徴とする内燃機関の排気循環装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の排気循環装置において、
前記吸気通路は、前記空気圧縮装置よりも上流側の吸気通路（１２）と前記エジェクタよりも下流側の吸気通路（２０）とを連通し、且つ前記空気圧縮装置および前記エジェクタを迂回するバイパス流路（１９）を有し、
前記バイパス流路を開閉するバイパスバルブ（２）を備えたことを特徴とする内燃機関の排気循環装置。
【請求項６】
請求項１から３のうちのいずれか１つに記載の内燃機関の排気循環装置において、
前記内燃機関の排気通路に設置されたタービン、および前記内燃機関の吸気通路に設置されたコンプレッサを有するターボチャージャを備え、
前記空気圧縮装置は、前記コンプレッサよりも上流側の吸気通路（１１、７１）に設置されていることを特徴とする内燃機関の排気循環装置。
【請求項７】
請求項６に記載の内燃機関の排気循環装置において、
前記吸気通路は、前記空気圧縮装置よりも上流側の吸気通路（１１）と前記エジェクタよりも下流側の吸気通路（７３）とを連通し、且つ前記空気圧縮装置および前記エジェクタを迂回するバイパス流路（７２）を有し、
前記バイパス流路を開閉するバイパスバルブ（２）を備えたことを特徴とする内燃機関の排気循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気循環装置に関するもので、特に内燃機関（エンジン）の気筒から排出される排出ガス（排気）の一部をＥＧＲガスとして吸気系へ再循環させる排出ガス（排気）再循環装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、内燃機関（エンジン）の気筒から排出される排出ガス（排気）の一部をＥＧＲガスとして吸気系へ再循環させ、エアクリーナを通過した吸入空気（新気）に混入させて燃焼温度を下げることによって窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するＥＧＲシステムが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
特許文献１には、「低圧ループＥＧＲシステム」が記載されている。このＥＧＲシステムには、ターボチャージャのタービンよりも下流側の排気通路とコンプレッサよりも上流側の吸気通路とを連通するＥＧＲ流路が設けられている。
【０００３】
このＥＧＲ流路の出口は、エアクリーナを通過した吸気が流れる吸気通路に接続されている。この吸気通路は、分岐点で２つの第１、第２流路に分岐させた後に、コンプレッサの上流側の合流点で再び合流させる構造となっている。第１流路にＥＧＲ流路の出口が接続されている。第１流路とＥＧＲ流路との間には、ノズル、ディフューザ、減圧室を有するエジェクタが設置されている。
そして、エジェクタの入口圧が出口圧よりも高い時に、第１流路を流れる新気がノズルからディフューザへ向けて噴出され、減圧室に負圧が発生して、ＥＧＲ流路から減圧室、ディフューザおよび第１流路へＥＧＲガスが吸い出されるように構成されている。
一方、第２流路には、吸気絞り弁が設置されている。この吸気絞り弁の開度を絞ることで、第１流路と第２流路との合流部に負圧を発生させ、吸気通路へのＥＧＲガスの還流を促すように構成されている。このような構造により、ＥＧＲガス量の上限を引き上げることができ、燃費の改善効果を備える。
【０００４】
また、特許文献２には、コンプレッサよりも下流側の吸気通路に、ＥＧＲガスを引き込むエジェクタを配置した構成が記載されている。
エジェクタは、ＥＧＲ流路の接続部を設けたケーシングに一体成形されている。ケーシングの内部には、下流側に向けて縮径し、その開口端がケーシングの合流室に向けて開口する筒状ののど部が設けられている。合流室には、接続部に設けたＥＧＲ導入孔が連通している。
そして、合流室の内部には、絞り部が設けられている。これにより、ＥＧＲガスは、ＥＧＲ導入孔からエジェクタののど部の開口端の直下流に導入される。そして、のど部の下流側の絞り部で圧縮空気が導入されたＥＧＲガスと混合し、吸気マニホールド側へ速やかに送り出されるようになっている。
【０００５】
［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１のＥＧＲシステムにおいては、コンプレッサよりも上流側の吸気通路にエジェクタが配置されているため、エジェクタの入口圧を大気圧以上に高めることができない。これにより、エジェクタ効果による、吸気通路へのＥＧＲガスの引き込み量が所望のレベルに到達しない可能性がある。すなわち、ＥＧＲガス量の上限を期待する程、引き上げることができず、燃費の改善効果への寄与が限定される可能性がある。
また、特許文献２のＥＧＲシステムにおいては、ＥＧＲ導入孔からＥＧＲガスが導入されるＥＧＲ流路の流路断面積が徐々に小さくなり、エジェクタののど部の外周とケーシングの内壁との間の、最小断面積流路をＥＧＲガスが流れる時に、ＥＧＲガス流の圧力損失が増加する可能性がある。
また、圧縮空気の空気流にＥＧＲガス流が合流する際に、エジェクタののど部の下流端がピン角となっているので、のど部の外周のエッジでＥＧＲガスの流れに剥離や渦が生じる。これにより、ＥＧＲガス流の圧力損失が増加する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−００２３７７号公報
【特許文献２】特開２００５−１４７０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ＥＧＲガスをより多く引き込むことのできる内燃機関の排気循環装置を提供することにある。また、ＥＧＲガス流の圧力損失を低減することのできる内燃機関の排気循環装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、エジェクタの負圧発生室内に、ノズルの先端側部分が挿入配置されている。また、少なくとも外気を含む空気を圧縮して生成した圧縮空気をノズルに供給する空気圧縮装置を備えている。すなわち、エジェクタは、空気圧縮装置よりも下流側の吸気通路に設置されている。
これによって、空気圧縮装置からエジェクタへ、大気圧以上の圧縮空気を供給することができるので、ノズルの入口圧を大気圧以上の空気圧に高めることができる。
【０００９】
ここで、ノズルの先端開口から負圧発生室内に噴出される圧縮空気の空気流によって負圧発生室内に負圧が発生する。そして、この発生した負圧でエジェクタの導入孔からＥＧＲガスが引き込まれる。そして、エジェクタは、負圧発生室内に吸引したＥＧＲガスを、ノズルの先端開口から負圧発生室内に噴出された空気流と混合して内燃機関へ供給する。  これにより、エジェクタ効果による、ＥＧＲ流路から吸気通路へのＥＧＲガスの引き込み量が所望のレベル以上に増加する。
したがって、ＥＧＲ流路から吸気通路へＥＧＲガスをより多く引き込むことができるので、ＥＧＲガス量の上限を引き上げることができる。これにより、燃費の改善効果に対して大きな寄与が期待できる。
【００１０】
また、ノズルは、開始点（起点）から先端外周縁に向かって徐々に外径が小さくなる外径徐変部を有している。また、ノズルの外径徐変部は、エジェクタの外部から導入孔を通して少なくとも一部が見える位置に配置されている。なお、エジェクタの外部から導入孔を通して少なくとも一部が見える位置とは、エジェクタの外部（ノズルの半径方向外側）から導入孔を通してエジェクタの内部（ノズル）を見たとき、ノズルの外径徐変部のうちで少なくとも一部が見える位置のことである。
これによって、導入孔からエジェクタ内に導入されるＥＧＲガスは、ノズルの外壁に衝突することなく負圧発生室内に導入される。このとき、ノズルの外径徐変部が、導入孔からのＥＧＲガスをガイドし、空気圧縮装置から供給される圧縮空気の空気流にＥＧＲガスを効率良く混合させることができる。
したがって、ノズルの外壁への衝突によるＥＧＲガス流の圧力損失や淀みを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】内燃機関の制御装置（以下エンジン制御システム）の概略構成を示した構成図である（実施形態１）。
【図２】エジェクタとＥＧＲパイプを示した正面図である（実施形態１）。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である（実施形態１）。
【図４】エジェクタとＥＧＲパイプを示した平面図である（実施形態１）。
【図５】エジェクタを示した断面図である（実施形態１）。
【図６】（ａ）〜（ｃ）はエジェクタ内におけるＥＧＲガスと圧縮空気の流れを示した模式図である（実施形態１）。
【図７】導入孔壁面Ｂに対して始点Ａの位置を変化させた時のＥＧＲ率を示した説明図である（実施形態１、比較例１及び２）。
【図８】エンジン制御システムの概略構成を示した構成図である（実施形態２）。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
【００１３】
［実施形態１の構成］
図１ないし図７は、本発明を適用した実施形態１を示したものである。
【００１４】
本実施形態のエンジン制御システムは、エアクリーナ１、ターボチャージャＴ、バイパスバルブ２、空気圧縮装置３、エジェクタ４、スロットルバルブ５、インタークーラ６、排気循環装置（以下ＥＧＲシステム）およびエンジン制御装置（電子制御装置：以下ＥＣＵ）等を備えている。
本実施形態のエジェクタ４は、エンジンＥの吸気通路に設置されている。このエジェクタ４は、ＥＧＲパイプＰが接続される円筒状のハウジング７、およびこのハウジング７の負圧発生室（以下減圧室８）内に圧縮空気を噴出する円管状のノズル９等により構成されている。
【００１５】
エアクリーナ１は、外部より導入される新気（外気とも言う）中に含まれる異物を濾過するエレメントを有している。このエアクリーナ１は、コンプレッサ１３よりも上流側の吸気通路１１に設置されている。
ターボチャージャＴは、エンジンＥの吸気通路１１、１２間に設置されたコンプレッサ１３およびエンジンＥの排気通路１４、１５間に設置されたタービン１６を備えたターボ過給機である。
【００１６】
コンプレッサ１３は、吸気通路１１と吸気通路１２とを連通する吸気流路（図示せず）を流れる空気を圧縮し、圧縮空気をエンジンＥの気筒へ供給する。
タービン１６は、タービンシャフト１７を介して、コンプレッサ１３と一体回転可能に連結している。このタービン１６は、排気通路１４と排気通路１５とを連通する排気流路（図示せず）を流れる排気の圧力と流量により回転駆動される。
そして、タービン１６が回転駆動されると、タービンシャフト１７を介してタービン１６に連結されたコンプレッサ１３も回転する。そして、コンプレッサ１３が回転すると、吸気流路を通過する空気をコンプレッサ１３で圧縮する。
【００１７】
エンジンＥのインテークマニホールドの分岐部に接続する吸気管には、エアクリーナ１、コンプレッサ１３、バイパスバルブ２、空気圧縮装置３、エジェクタ４、スロットルバルブ５およびインタークーラ６等が設置されている。
ここで、コンプレッサ１３よりも下流側の吸気通路１２は、分岐部で２つの第１、第２吸気通路（流路１８、１９）に分岐している。流路１８、１９は、スロットルバルブ５よりも上流側の合流部で合流して、インテークマニホールドよりも上流側の吸気通路２０と連通するように構成されている。
【００１８】
スロットルバルブ５は、吸気絞り弁の弁体を構成している。このスロットルバルブ５は、モータ等の電動アクチュエータやメカアクチュエータによって開閉（回転）駆動される。また、アクチュエータには、スロットルバルブ５の回転角度に相当するスロットル開度を検出するスロットル開度センサが内蔵されている。
スロットルバルブ５の開度は、ＥＣＵによって通電制御される。これにより、エンジンＥの気筒に連通する吸気通路２０を流れる圧縮空気（吸気とも言う）の流量が調整される。
【００１９】
インタークーラ６は、コンプレッサ１３または空気圧縮装置３で圧縮されて温度上昇した圧縮空気を例えば冷却水等の冷却媒体を用いて冷却する冷却用熱交換器である。これにより、エンジンＥの気筒に供給される吸気の充填効率を上げることができる。
なお、バイパスバルブ２、空気圧縮装置３、エジェクタ４および流路１８、１９の詳細は、後述する。
【００２０】
エンジンＥのエキゾーストマニホールドの集合部に接続する排気管には、タービン１６、排気浄化装置（三元触媒等の触媒：以下触媒）２１、ウェイストゲートバルブ２２およびマフラー（図示せず）等が設置されている。
触媒２１は、排気通路１５を流れる排気中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ成分等を浄化するものである。なお、排気浄化装置として、三元触媒の代わりに、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、酸化触媒（ＤＯＣ）またはＮＯｘ触媒を使用しても良い。あるいはこれらを２つ以上直列配置しても良い。
【００２１】
ウェイストゲートバルブ２２は、タービン１６を迂回して、排気通路１４と排気通路１５とを連通するウェイストゲート流路２３に設置されている。このウェイストゲートバルブ２２は、排気流量制御弁である。また、ウェイストゲートバルブ２２は、コンプレッサ１３の過給圧が設定値を越えた際に開弁して、エンジンＥの気筒から排出された排気をタービン１６より迂回させる過給圧制御弁である。
ウェイストゲートバルブ２２の開度は、ＥＣＵによって通電制御される。これにより、ウェイストゲート流路２３を流れる排気の流量が調整される。よって、ウェイストゲートバルブ２２の開弁時には、過給圧を下げることができる。
【００２２】
ＥＧＲシステムは、「低圧ループ（ＬＰＬ）−ＥＧＲシステム」を備えている。
ＥＧＲシステムは、第１、第２ＥＧＲ流路３１、３２、ＥＧＲクーラ３３、流路切替バルブ３４およびＥＧＲバルブ３５等を備えている。
第１ＥＧＲ流路３１は、タービン１６よりも下流側（実施形態１では触媒２１よりも下流側）の排気通路１５とコンプレッサ１３よりも上流側の吸気通路１１とを連通している。
第２ＥＧＲ流路３２は、タービン１６よりも下流側の排気通路１５とコンプレッサ１３よりも下流側の流路１８に配設されたエジェクタ４の導入孔（後述する）とを連通している。
【００２３】
ＥＧＲクーラ３３は、第１、第２ＥＧＲ流路３１、３２の共用流路、つまり流路切替バルブ３４よりも上流側のＥＧＲ流路に配置されている。このＥＧＲクーラ３３は、タービン１６よりも下流側の排気通路１５から取り入れたＥＧＲガスを例えば冷却水等の冷却媒体を用いて冷却する冷却用熱交換器である。
流路切替バルブ３４は、第１、第２ＥＧＲ流路３１、３２の分岐部に設置されている。この流路切替バルブ３４は、第１ＥＧＲ流路３１と第２ＥＧＲ流路３２とを選択的に切り替える２位置３方向切替弁である。
流路切替バルブ３４の切替位置は、ＥＣＵによって通電制御される。この流路切替バルブ３４は、モータ等の電動アクチュエータによって切替駆動される。
流路切替バルブ３４が閉弁すると、ＥＧＲ流路が第１ＥＧＲ流路３１に切り替えられる。また、流路切替バルブ３４が開弁すると、ＥＧＲ流路が第２ＥＧＲ流路３２に切り替えられる。
【００２４】
ＥＧＲバルブ３５は、流路切替バルブ３４よりも下流側の第１ＥＧＲ流路３１に設置されている。このＥＧＲバルブ３５は、モータ等の電動アクチュエータによって開閉駆動（回転駆動とも言う）される。また、アクチュエータには、ＥＧＲバルブ３５の回転角度に相当するＥＧＲ開度を検出するＥＧＲ開度センサが内蔵されている。
ＥＧＲバルブ３５の開度は、ＥＣＵによって通電制御される。これにより、第１ＥＧＲ流路３１を流れるＥＧＲガスの流量が調整される。
【００２５】
次に、本実施形態のバイパスバルブ２および流路１８、１９の詳細を図１ないし図７に基づいて説明する。
バイパスバルブ２は、流路１９の途中に設置されている。このバイパスバルブ２は、モータ等の電動アクチュエータによって開閉駆動される。
バイパスバルブ２の開度は、ＥＣＵによって通電制御される。これにより、流路１８をバイパスする空気流の流量を調整できる。よって、エジェクタ４に吸引されるＥＧＲガスの流量を調整することができる。
流路１８は、流路１９と並列して配置されている。この流路１８は、コンプレッサ１３よりも下流側の吸気通路１２とエンジンＥの吸気通路２０とを連通している。
流路１９は、空気圧縮装置３およびエジェクタ４を通らずに、コンプレッサ１３よりも下流側の吸気通路１２とエンジンＥの吸気通路２０とを連通している。
【００２６】
次に、本実施形態の空気圧縮装置３の詳細を図１に基づいて説明する。
空気圧縮装置３は、コンプレッサ１３よりも下流側で、且つエジェクタ４よりも上流側の流路１８に設置されている。
空気圧縮装置３は、電動過給機（例えば電動スーパーチャージャまたは電動コンプレッサ）により構成されている。この空気圧縮装置３は、コンプレッサ１３から供給される空気を圧縮して圧縮空気を生成し、この生成した圧縮空気をノズル９に供給する。
【００２７】
空気圧縮装置３で生成された圧縮空気は、エジェクタ４に供給される。また、空気圧縮装置３は、モータ等の電動アクチュエータによって回転駆動される。このアクチュエータは、ＥＣＵによって通電制御される。
ＥＣＵには、ＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、モータ駆動回路およびバルブ駆動回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが内蔵されている。
マイクロコンピュータには、ドライバーによるアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ等の各種センサが接続されている。
【００２８】
次に、本実施形態のエジェクタ４の詳細を図１および図２に基づいて説明する。
エジェクタ４は、空気圧縮装置３よりも下流側の流路１８に設置されている。このエジェクタ４は、第２ＥＧＲ流路３２を形成するＥＧＲパイプＰが接続される円筒状のハウジング７、およびこのハウジング７内に形成される減圧室８内に圧縮空気の空気流を噴出するノズル９を備えている。
エジェクタ４は、ノズル９から減圧室８内に噴出される圧縮空気の空気流によって発生した負圧を利用して、ＥＧＲガス導入孔（以下導入孔１０）から減圧室８内に大量にＥＧＲガスを吸引するものである。そして、減圧室８内に吸引したＥＧＲガスは、ノズル９から減圧室８内に噴出された圧縮空気の空気流と混合された後、エンジンＥの気筒へ供給される。
【００２９】
ここで、ノズル９の内部には、空気圧縮装置３から圧縮空気を導入し、且つその圧縮空気の空気流を減圧室８へ向かって噴出するノズル孔３６が形成されている。このノズル孔３６は、ノズル９の軸線方向に真っ直ぐに延びる空気流路である。また、ノズル孔３６は、入口開口３７、絞り部３８および先端開口３９を備えている。
入口開口３７は、ノズル孔３６の上流側の開口端に設けられている。この入口開口３７は、ノズル９の外部へ向かって開口している。また、入口開口３７は、空気圧縮装置３で圧縮された圧縮空気をエジェクタ４内に取り入れる取入れ口である。
絞り部３８は、ノズル孔３６の流路断面積を絞ることで、ノズル孔３６を流れる圧縮空気を減圧し、静圧から動圧へ変換する。
先端開口３９は、ノズル孔３６の下流側の開口端に設けられている。この先端開口３９は、ノズル９の外部へ向かって開口している。また、先端開口３９は、圧縮空気の空気流を減圧室８へ向かって噴出する噴出口である。
【００３０】
ハウジング７には、ＥＧＲパイプＰの結合フランジ４１を接続するＥＧＲ管接続部４２、およびノズル９の結合フランジ４３を接続する吸気管接続部４４が設けられている。
結合フランジ４１は、ＥＧＲ管接続部４２との間にガスケット４５ａが挟み込まれている。この結合フランジ４１は、複数のボルト４５によりＥＧＲ管接続部４２に締結固定されている。
結合フランジ４３は、吸気管接続部４４との間にガスケット４６ａが挟み込まれている。この結合フランジ４３は、複数のボルト４６により吸気管接続部４４に締結固定されている。
【００３１】
ＥＧＲパイプＰは、内部に第２ＥＧＲ流路３２が形成された直管部４７を備えている。この直管部４７の下流端には、ハウジング７に接続する結合フランジ４１が設けられている。また、直管部４７の上流端には、流路切替バルブ３４に接続する結合フランジ４８が設けられている。この結合フランジ４８は、複数のボルト４９により流路切替バルブ３４のＥＧＲ管接続部（図示せず）に締結固定されている。結合フランジ４８は、流路切替バルブ３４のＥＧＲ管接続部との間にガスケット４９ａが挟み込まれている。
なお、流路切替バルブ３４と結合フランジ４８との間に、ＥＧＲパイプＰとは別体構造のＥＧＲパイプが接続されていても構わない。
【００３２】
ノズル９は、吸気通路の途中、特に空気圧縮装置３よりも下流側の流路１８に設置されている。このノズル９の軸線方向の中央部外周には、結合フランジ４３が設けられている。
結合フランジ４３よりも上流側には、吸気管（図示せず）を介して空気圧縮装置３に接続する基端側部分５１が設けられている。この基端側部分５１は、ハウジング７の外部に配置されている。
結合フランジ４３よりも下流側には、減圧室８内に配置される先端側部分５２が設けられている。
【００３３】
ハウジング７の内部には、ノズル９の軸線方向の先端側部分５２が差し込まれる減圧室８が形成されている。このハウジング７には、その外部へ向かって開口し、第２ＥＧＲ流路３２と減圧室８とを連通する導入孔１０が形成されている。
減圧室８は、ノズル９から噴出した圧縮空気と導入孔１０から吸引したＥＧＲガスとを混合する混合部を兼ねている。
ハウジング７には、減圧室８よりも下流側にディフューザ５３が設けられている。このディフューザ５３は、減圧室８の下流端を起点とし、この起点から出口開口５５に向かって徐々に内径が大きくなる昇圧部５４を備えている。この昇圧部５４は、圧縮空気とＥＧＲガスとの混合ガスの流速を低下させて圧力を上昇させる部位である。
【００３４】
エジェクタ４の減圧室８内には、ノズル９の先端側部分５２が挿入配置されている。この先端側部分５２には、軸線方向の外径が一定の外径等径部６１、およびこの外径等径部６１よりも先端側に設けられる外径徐変部６２が設けられている。
また、ノズル９の内壁には、入口開口３７と内径が略同一の内径等径部から絞り部３８まで延びる内径徐変部６３、および軸線方向の内径が一定の内径等径部６４が設けられている。
内径徐変部６３の内周面は、ノズル孔３６の内周に位置する開始点から絞り部３８に向かって徐々に内径が小さくなる円錐テーパ面となっている。また、内径等径部６４は、内径徐変部６３から先端開口３９まで延びている。
【００３５】
外径徐変部６２の外周面は、外径等径部６１の終端に位置する外径徐変部６２の始点（起点：以下開始点）Ａから外径徐変部６２の終点である先端外周縁Ｂに向かって徐々に外径が小さくなる円錐テーパ面となっている。
外径徐変部６２の開始点Ａは、ノズル９の先端側部分５２の外周に位置している。この開始点Ａは、外径等径部６１の円筒面と外径徐変部６２の円錐テーパ面との間の円環状の稜線に設けられている。
外径徐変部６２の先端外周縁Ｂは、ノズル９の先端開口３９の外周に設けられている。この先端外周縁Ｂは、先端開口３９の開口周縁に設けられる円環状の先端面と外径徐変部６２の円錐テーパ面との間の円環状の稜線に設けられている。また、円環状の先端面と円錐テーパ面との交差角度は、直角（ピン角とも言う）よりも大きい鈍角となっている。
【００３６】
円錐テーパ面は、開始点Ａから先端外周縁Ｂに向かって傾斜した傾斜面である。
外径徐変部６２は、ハウジング７の外部から導入孔１０を通して少なくとも一部が見える位置に配置されている。すなわち、外径徐変部６２は、エジェクタ４の外部（ノズル９の半径方向外側）から導入孔１０を通してエジェクタ４の内部（ノズル９）を見たとき、外径徐変部６２のうちの少なくとも一部が見える位置に配置されている。
外径徐変部６２の円錐テーパ面の延長線Ｌ１、Ｌ２は、ハウジング７の内壁に交差する前に、エジェクタ４の中心軸線上の一点Ｏで交わるようになっている。
外径徐変部６２の開始点Ａは、ハウジング７の導入孔１０の孔壁面を延長した延長線Ｌ３の先に設けられていることが望ましい。
【００３７】
［実施形態１の作用］
次に、本実施形態のＥＧＲシステムの作用を図１ないし図７に基づいて簡単に説明する。
【００３８】
ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）されると、先ずエンジンＥの運転状況（エンジン情報）を算出するのに必要な各種センサ信号を取得する。そして、エンジンＥの運転状況およびＲＯＭに格納されたプログラムに基づいて、バイパスバルブ２、空気圧縮装置３、スロットルバルブ５、ウェイストゲートバルブ２２、流路切替バルブ３４、ＥＧＲバルブ３５の各アクチュエータを通電制御する。
例えば目標ＥＧＲ量は、エアフローメータから出力されるセンサ信号（新気流量信号）、クランク角度センサから出力されるセンサ信号（エンジン回転信号）より測定されたエンジン回転速度、アクセル開度センサまたはスロットル開度センサから出力されるセンサ信号（エンジン負荷信号）等に対応して設定される。
【００３９】
ＥＣＵは、エンジンＥの運転領域が、エンジン負荷が低負荷で、且つエンジン回転速度が低速回転の領域の時、流路切替バルブ３４を閉弁し、且つＥＧＲバルブ３５を全閉することで、新気に対するＥＧＲガスの導入を止める。これにより、エンジンＥの各気筒の燃焼状態が安定する。
このとき、ドライバーがアクセルペダルを踏み込んで加速要求が成されたら、ＥＣＵは、バイパスバルブ２を全閉し、且つ空気圧縮装置３のアクチュエータをオン（ＯＮ）する。また、流路切替バルブ３４を開弁し、且つＥＧＲバルブ３５を全閉する。これにより、排気通路１５から第２ＥＧＲ流路３２、流路１８を通って吸気通路２０にＥＧＲガスが吸引される。
【００４０】
一方、ＥＣＵは、エンジンＥの運転領域が、エンジン負荷が中負荷で、且つエンジン回転速度が中速回転の領域の時、空気圧縮装置３のアクチュエータをオフ（ＯＦＦ）し、バイパスバルブ２を全開する。このとき、流路切替バルブ３４を閉弁する。そして、ＥＣＵは、ＥＧＲバルブ３５の開度を、エンジンＥの運転状況に対応して調整する。
また、ＥＣＵは、エンジンＥの運転領域が、エンジン負荷が高負荷で、且つエンジン回転速度が高速回転の領域の時、空気圧縮装置３のアクチュエータをＯＦＦし、バイパスバルブ２を全開する。このとき、流路切替バルブ３４を閉弁し、且つＥＧＲバルブ３５を全閉する。これにより、エンジンＥの出力低下を回避できる。
【００４１】
エンジンＥの運転が開始されると、吸気通路１１を通って吸気が気筒に吸い込まれ、気筒から排気通路１５を通って排気が排出される。
そして、エンジンＥの気筒から排出された排気の圧力（排気エネルギー）によって、ターボチャージャＴのタービン１６が回転駆動される。
そして、タービン１６の回転がタービンシャフト１７を介してコンプレッサ１３に伝達されると、コンプレッサ１３が回転する。
【００４２】
そして、コンプレッサ１３が回転すると、エアクリーナ１を通過した新気がコンプレッサ１３に吸引される。このとき、流路切替バルブ３４を閉弁し、且つＥＧＲバルブ３５を開弁している時には、排気通路１５からＥＧＲクーラ３３を通って第１ＥＧＲ流路３１にＥＧＲガスが流れ込む。そして、第１ＥＧＲ流路３１に流れ込んだＥＧＲガスは、コンプレッサ１３よりも上流側の吸気通路１１に導入される。吸気通路１１に導入されたＥＧＲガスは、エアクリーナ１を通過した新気と混合してコンプレッサ１３に吸引される。なお、ＥＧＲバルブ３５が全閉している場合には、新気のみがコンプレッサ１３に吸引される。
【００４３】
そして、コンプレッサ１３に吸引された新気または新気＋ＥＧＲガスは、コンプレッサ１３で圧縮された後、吸気通路１２に送り出される。
そして、空気圧縮装置３のアクチュエータがＯＦＦされ、バイパスバルブ２が全開している場合、新気または新気＋ＥＧＲガスは、吸気通路１２から流路１９、吸気通路２０を通ってエンジンＥの気筒へと送り込まれる。
【００４４】
一方、流路切替バルブ３４を開弁し、バイパスバルブ２を全閉し、且つ空気圧縮装置３のアクチュエータをＯＮしている場合には、タービン１６より排気通路１５へ流出したＥＧＲガスがＥＧＲクーラ３３を通って第２ＥＧＲ流路３２にＥＧＲガスが流れ込む。
そして、第２ＥＧＲ流路３２に流れ込んだＥＧＲガスは、コンプレッサ１３よりも下流側に配置されたエジェクタ４の導入孔１０へ向かう。
このとき、空気圧縮装置３のアクチュエータがＯＮされると、コンプレッサ１３で圧縮された空気が更に圧縮されるため、大気圧よりも高い圧縮空気が生成される。この圧縮空気は、エジェクタ４の入口開口３７からノズル９のノズル孔３６内に導入されて、絞り部３８で減圧されて高速な圧縮空気の空気流となる。
【００４５】
この圧縮空気の空気流が、ノズル９の先端開口３９から減圧室８内に噴出されると、減圧室８内に負圧が発生する。この減圧室８に発生した負圧によってハウジング７の導入孔１０からＥＧＲガスが吸引される。
そして、減圧室８内で高速な圧縮空気の空気流とＥＧＲガスとを混合しながらディフューザ５３で圧力を上昇させる。そして、圧縮空気とＥＧＲガスとの混合ガスは、ハウジング７の出口開口５５からエジェクタ４よりも下流側の流路１８に送り出される。
そして、混合ガスは、流路１８から吸気通路２０を通ってエンジンＥの気筒へと送り込まれる。
【００４６】
［実施形態１の効果］
以上のように、本実施形態のＥＧＲシステムにおいては、ターボチャージャＴのコンプレッサ１３よりも下流側の流路１８に、コンプレッサ１３から供給された空気を圧縮して大気圧よりも高い圧縮空気を生成する空気圧縮装置３と、この空気圧縮装置３から供給される圧縮空気の空気流を噴出するノズル９を有するエジェクタ４とを備えている。すなわち、エジェクタ４は、空気圧縮装置３よりも下流側の流路１８に設置されている。
これによって、空気圧縮装置３からエジェクタ４のノズル９へ、大気圧よりも高い圧縮空気を供給することができるので、ノズル９の入口圧を大気圧よりも高い空気圧に高めることができる。
【００４７】
ここで、空気圧縮装置３から供給された圧縮空気は、ノズル９の先端開口３９から減圧室８内に噴出される。そして、減圧室８内に噴出された圧縮空気の空気流によって減圧室８内に負圧が発生する。そして、この発生した負圧でハウジング７の導入孔１０からＥＧＲガスが引き込まれる。そして、エジェクタ４は、減圧室８内に吸引したＥＧＲガスを、ノズル９の先端開口３９から減圧室８内に噴出された圧縮空気の空気流と混合してエンジンＥの気筒へ送り込む。
これにより、エジェクタ効果による、第２ＥＧＲ流路３２から流路１８へのＥＧＲガスの引き込み量が所望のレベル以上に増加する。
したがって、第２ＥＧＲ流路３２から流路１８へＥＧＲガスをより多く引き込むことができるので、ＥＧＲガス量の上限を引き上げることができる。これにより、燃費の改善効果に対して大きな寄与が期待できる。
【００４８】
また、ノズル９の先端側部分５２には、開始点Ａから先端外周縁Ｂに向かって徐々に外径が小さくなる外径徐変部６２が設けられている。また、ノズル９の外径徐変部６２は、エジェクタ４のハウジング７の外部から導入孔１０を通して少なくとも一部が見える位置に配置されている。
これによって、導入孔１０からハウジング７内に導入されるＥＧＲガスは、ノズル９の外径等径部６１の外壁に衝突することなく減圧室８内に導入される。このとき、ノズル９の外径徐変部６２が、導入孔１０からのＥＧＲガスをガイドし、空気圧縮装置３から供給される圧縮空気の空気流にＥＧＲガスを効率良く混合させることができる。したがって、従来の技術と比べて、ＥＧＲガス量を大幅に増加することができる。
【００４９】
また、外径徐変部６２の円錐テーパ面の延長線Ｌ１、Ｌ２は、ハウジング７の内壁に交差する前に、エジェクタ４の中心軸線上の一点Ｏで交わるようになっている。また、外径徐変部６２の開始点Ａは、エジェクタ４の導入孔１０の孔壁面Ｃを延長した延長線Ｌ３の先に設けられている。これにより、導入孔１０から減圧室８内に導入されるＥＧＲガスが流れるエジェクタ内流路における流路断面積の減少を抑制できるので、ＥＧＲガス流の圧力損失を低減することができる。
【００５０】
また、圧縮空気の空気流にＥＧＲガス流が合流する際に、エジェクタ４の外径徐変部６２の下流端（先端外周縁Ｂ）がピン角となっていないので、先端外周縁ＢでＥＧＲガスの流れに剥離や渦が生じることはない。これにより、ＥＧＲガス流の圧力損失の増加を抑制することができる。
したがって、ノズル９の外径等径部６１の外壁への衝突によるＥＧＲガス流の圧力損失や淀みを低減することができる。
【００５１】
［実施形態１の実験結果］
次に、図６に示したように、ノズル９の外径等径部６１の終点である、外径徐変部６２の開始点Ａの位置を種々変化させて、ＥＧＲ率＝ＥＧＲガス／（ＥＧＲガス＋圧縮空気）がどのように変化するかについて調査した実験について説明する。
この実験は、ノズル９の外径徐変部６２の開始点Ａの位置を変化させ、ＥＧＲ率＝ＥＧＲガス／（ＥＧＲガス＋圧縮空気）について調査したもので、その実験結果を図６および図７のグラフに示した。
【００５２】
先ず、ノズル９の外径徐変部６２がハウジング７の外部から導入孔１０を通して見えない位置にある場合のＥＧＲ率を調査した。ここで、図６（ａ）に示したエジェクタ４は、外径徐変部６２の開始点Ａが、エジェクタ４の導入孔１０の孔壁面Ｃを延長した延長線Ｌ３の先よりも、図示左側に引っ込んでいる位置に配置された比較例１である。
この場合、図６（ａ）に示したように、ノズル９の先端開口３９から減圧室８内に噴出される圧縮空気の空気流と、導入孔１０から減圧室８内に引き込まれるＥＧＲガス流とが直角に衝突する（エリア１０１）ため、圧縮空気の空気流およびＥＧＲガス流に乱れが発生する。これにより、ノズル９が図示左側に引っ込んでいると、図７のグラフからも確認できるように、ＥＧＲ率が悪化する傾向にあることが分かる。
【００５３】
次に、ノズル９の外径徐変部６２がハウジング７の外部から導入孔１０を通して見えない位置にある場合のＥＧＲ率を調査した。ここで、図６（ｃ）に示したエジェクタ４は、外径徐変部６２の開始点Ａが、エジェクタ４の導入孔１０の孔壁面Ｄを延長した延長線Ｌ４の先よりも、図示右側に突き出している位置に配置された比較例２である。
この場合、図６（ｃ）に示したように、導入孔１０から減圧室８内に引き込まれるＥＧＲガス流が、ハウジング７の外部から導入孔１０を通して見える外径等径部６１の外壁面に衝突する（エリア１０２）ため、ＥＧＲガス流に淀みが発生する。
【００５４】
また、ノズル９のエッジ１０３がハウジング７の内壁に接近するため、導入孔１０から減圧室８内に導入されるＥＧＲガスが流れるエジェクタ内流路に絞り部１０４が形成される。このため、エジェクタ内流路における流路断面積が減少するため、ＥＧＲガス流の圧力損失が増加する。ノズル９が図示右側に突き出していると、図７のグラフからも確認できるように、ＥＧＲ率が悪化する傾向にあることが分かる。
【００５５】
そして、ノズル９の外径徐変部６２の少なくとも一部がハウジング７の外部から導入孔１０を通して見える位置にある場合のＥＧＲ率を調査した。ここで、図６（ｂ）に示したエジェクタ４は、ノズル９の外径徐変部６２の少なくとも一部がハウジング７の外部から導入孔１０を通して見える位置に配置された実施形態１である。
この場合、図６（ｂ）に示したように、導入孔１０からハウジング７内に導入されるＥＧＲガスは、ノズル９の外径等径部６１の外壁に衝突することなく減圧室８内に導入される。また、ノズル９の外径徐変部６２が、導入孔１０からのＥＧＲガスを圧縮空気の空気流に効率良く混合させるガイドとして機能し、ＥＧＲガス流が綺麗な流れを形成する（エリア１００）。これにより、ノズル９の外径徐変部６２の少なくとも一部がハウジング７の外部から導入孔１０を通して見える位置にある場合には、ＥＧＲ率が良好となる傾向にあることが分かる。
【００５６】
したがって、エジェクタ４の導入孔１０の孔壁面Ｃ、Ｄに対して外径徐変部６２の開始点Ａの位置を、エジェクタ４の軸線方向に種々変化させると、エジェクタ４の減圧室８内に導入することが可能なＥＧＲガス量は変化する。このため、導入孔１０の孔壁面Ｃ、Ｄに対するノズル９の外径徐変部６２の開始点Ａを最適な位置に設定することが、大量なＥＧＲガスの効率的な導入（吸引）に結び付けることができる。
なお、ノズル９の外径徐変部６２の少なくとも一部がハウジング７の外部から導入孔１０を通して見える位置とは、エジェクタ４の導入孔１０の孔壁面Ｃ、Ｄ間に外径徐変部６２における開始点Ａまたは先端外周縁Ｂが配置される位置のことである。すなわち、外径徐変部６２における開始点Ａまたは先端外周縁Ｂのいずれかが、ハウジング７の外部から導入孔１０を通して見える位置（例えば図７のグラフのＩ−ＩＩの範囲）に配置されていれば良い。
【００５７】
［実施形態２の構成］
図８は、本発明を適用した実施形態２を示したものである。
ここで、実施形態１と同じ符号は、同一の構成または機能を示すものであって、説明を省略する。
【００５８】
本実施形態の吸気管には、エアクリーナ１、バイパスバルブ２、空気圧縮装置３、エジェクタ４、コンプレッサ１３、スロットルバルブ５およびインタークーラ６等が設置されている。
ここで、エアクリーナ１よりも下流側の吸気通路１１は、分岐部で２つの第１、第２吸気通路（流路７１、７２）に分岐している。流路７１、７２は、コンプレッサ１３よりも上流側の合流部で合流して、コンプレッサ１３よりも上流側の吸気通路７３と連通するように構成されている。また、コンプレッサ１３の下流端は、インテークマニホールドよりも上流側の吸気通路１２と連通している。
【００５９】
バイパスバルブ２は、流路７２の途中に設置されている。このバイパスバルブ２の開度は、ＥＣＵによって電動アクチュエータを通電制御することで調整される。これにより、実施形態１と同様に、流路７１をバイパスする空気流の流量を調整できる。よって、エジェクタ４に吸引されるＥＧＲガスの流量を調整することができる。
流路７１は、流路７２と並列して配置されている。この流路７１は、エアクリーナ１よりも下流側の吸気通路１１と吸気通路７３とを連通している。
流路７２は、空気圧縮装置３およびエジェクタ４を通らずに、吸気通路１１と吸気通路７３とを連通している。
【００６０】
空気圧縮装置３は、コンプレッサ１３およびエジェクタ４よりも上流側の流路７１に設置されている。この空気圧縮装置３は、電動アクチュエータによって回転駆動される。
エジェクタ４は、コンプレッサ１３よりも上流側の流路７１に設置されている。
以上のように、本実施形態のＥＧＲシステムにおいては、実施形態１と同様な効果を奏する。
【００６１】
［変形例］
本実施形態では、過給機として、内燃機関（エンジン）の排気圧を利用して、内燃機関（エンジン）の各気筒毎の燃焼室内に供給される吸入空気を圧縮して過給するターボチャージャＴを採用した例を説明をしたが、過給機として、電動モータの駆動力を利用して、タービン１６とコンプレッサ１３を駆動する電動式（アシスト過給方式）のターボチャージャＴを用いても良い。
【００６２】
また、内燃機関として、多気筒ディーゼルエンジンまたは多気筒ガソリンエンジンを用いても良い。また、内燃機関として、多気筒エンジンだけでなく、単気筒エンジンを用いても良い。
なお、ＥＧＲシステムとして、「ＬＰＬ−ＥＧＲシステム」に加えて「高圧ループ（ＨＰＬ）−ＥＧＲシステム」を備えても良い。
【００６３】
本実施形態では、外径徐変部６２の開始点Ａから終点である先端外周縁Ｂまでのノズル外周面を、ノズル９の軸線方向に対して所定の傾斜角度分だけ傾斜した円錐テーパ面形状に形成しているが、外径徐変部６２の開始点Ａから先端外周縁Ｂまでのノズル外周面を、開始点Ａから先端外周縁Ｂに向かって徐々に外径が小さくなる凸曲面または凹曲面に形成しても良い。
【００６４】
本実施形態では、空気圧縮装置３として、例えば電動スーパーチャージャや電動コンプレッサ等の電動過給機を採用しているが、ターボチャージャＴのコンプレッサを使用しても良い。
また、空気圧縮装置３として、エンジン駆動式のスーパーチャージャを使用しても良い。この場合、エンジンＥのクランクシャフトとスーパーチャージャの駆動軸との間に電磁クラッチ等のクラッチ機構を介装しても良い。これにより、エンジンＥからスーパーチャージャへの動力の伝達および遮断を切り替えることができる。
【符号の説明】
【００６５】
Ｅ  エンジン（内燃機関）
Ｔ  ターボチャージャ
３  空気圧縮装置
４  エジェクタ
７  ハウジング
８  減圧室（負圧発生室）
９  ノズル
１０  導入孔
３１  第１ＥＧＲ流路
３２  第２ＥＧＲ流路
【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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【図７】
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【図８】
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