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JP2011508849A - 内燃エンジンを搭載している自動車のｅｇｒ回路 - Google Patents

内燃エンジンを搭載している自動車のｅｇｒ回路 Download PDF

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Abstract

粒子フィルタを、車体下の排気通路に配置して、エンジンから遠ざけるとともに、単一の弁板を備えているＥＧＲ用三方弁を、排気側から吸気側へ、即ち、タービンの下流から、ターボ過給機の圧縮機の上流へ移動配置する。
【課題】ＥＧＲ回路の三方弁を、電子機器で冷却する必要の無い、低コストの弁とする。
【解決手段】ＥＧＲ回路の三方弁を、圧縮機の上流に配置し、三方弁の出口を圧縮機に接続して、三方弁の２つの入口から、外気と、清浄化され冷却された排気ガスを導入させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の内燃エンジンのＥＧＲ回路に関し、この自動車は、エンジン、燃焼ガスの排気マニホールド、ターボ過給機のタービン、排気ガス再循環（ＥＧＲ）回路、圧縮機からの空気が導入されるエンジンの吸気マニホールドを備えており、ＥＧＲ回路は、クーラと、排気ガスの一部と外気の混合物の圧力を高めるターボ過給機の圧縮機とを備えている。
ＥＧＲ回路の目的は、ガソリンと空気の混合ガスの燃焼を緩慢にして、エネルギーの一部を吸収することにより、燃焼温度を低下させて、二酸化窒素の排出量を減少させることである。ＥＧＲ回路のクーラにより、高速（高負荷）の燃焼温度を低下させている。
通常、ＥＧＲ回路は、ターボ圧縮機のタービンの下流にある低圧の三方弁と、ガスが再発生する前に、排気ガス中の煤煙を捕獲して清浄にする粒子フィルタとを備えている。
本発明の独創性は、特別ではあるが、発明を特徴づける上で無視されてきた課題に由来しているところにある。
従来、粒子フィルタは、エンジンの近くにあり、もっと言えば、エンジンに組み込まれており、ＥＧＲ弁は、排気管の下流に配置されていた。このＥＧＲ弁として、１つの弁板（シングルフラップ）を備えている三方弁と、２つの弁板（ダブルフラップ）を備えている三方弁が知られているが、これらは、かなり複雑である。
出願人が自らに課した課題は、清浄化されたガスをエンジンに戻すに際して、粒子フィルタを、車体の下の排気通路に配置して、エンジンから遠ざけることである。
この実情のため、出願人は、エンジンに関する粒子フィルタの位置は別にして、単一の弁板を備えているＥＧＲ用三方弁を、排気側から吸気側へ、言い換えると、タービンの下流から、ターボ過給機の圧縮機の上流へ移動させることを考えていた。
従って、本発明は、タービンの下流の排気ガスを清浄化する粒子フィルタと、単一の弁板を有する低圧の三方弁を備えている前述のＥＧＲ回路に関し、三方弁を圧縮機の上流に配置し、三方弁の出口を圧縮機に接続し、三方弁の２つの入口から、冷たい空気と、清浄化され冷却された排気ガスを導入させることを特徴としている。
本発明のＥＧＲ回路の好ましい実施例において、三方弁と、単一の弁板は、次の３つの作動モードの１つにより駆動されている。
≡）外気のみをエンジンに吸入させる。
≡）外気とＥＧＲガスの混合物を吸入させる。
≡）ＥＧＲガスのみをエンジンに吸入させる。
本発明によるＥＧＲ用三方弁は、高温ではなく、低温の弁であり、冷却する必要の無い電子機器を備える低コストの弁である。
本発明のＥＧＲ回路の好ましい実施例に関する次の詳細な説明と、添付図面により、本発明をよりよく理解できると思う。
本発明のＥＧＲ回路の概略図である。 外気のみを吸入させている状態の、図１の回路における１枚弁板の三方弁を示す。 外気とＥＧＲガスの混合物を吸入させている状態の、図１の回路における１枚弁板の三方弁を示す。 ＥＧＲガスのみを吸入させている状態の、図１の回路における１枚弁板の三方弁を示す。
図１の回路は、排気マニホールド２と吸気マニホールド３を備えている自動車のエンジン１、排気マニホールド２の下流のタービン５を備えているターボ過給機４、吸気マニホールド３の上流にある圧縮機６、タービン５の下流にあり、反対側が自動車のマフラーに接続されている粒子フィルタ７、出口が圧縮機６に接続されており、２つの入口が、ＥＧＲクーラ９の出口と、外気入口１１に接続されている、低圧の三方弁１０を備えている。
低圧の三方弁１０は、第１外気入口１５、清浄化された再循環ＥＧＲ排気ガス用第２入口１６、および、エンジンの吸気マニホールド３に接続されている出口１７を備えている。この場合、本体１４の断面は、ほぼ円形をしており、本体１４の内部の単一の弁板１８は、アクチュエータ（図示せず）により、軸２１を中心として回転駆動されるようになっている。この弁板１８は、２つの入口１５，１６の一方又は他方を、部分的に又は全面的に閉じるようになっている。このアクチュエータは、制御装置により制御される。弁板１８の位置を検知するための位置センサが、弁内に設けられている。
図２においては、外気（１５）のみを、吸気マニホールド３に吸入させている。入口１６は、弁板１８により閉じられている。
図３においては、外気（１５）と排気ガス（１６）の混合物を、吸気マニホールド３に吸入させている。吸気側と排気側の圧力差が充分に大きいので、ＥＧＲ比は良好である。
図４において、吸気側と排気側の圧力差を大きくして、ＥＧＲ比を良好にするために、排気ガスのみを吸気マニホールド３に吸入させている。外気入口１５は、弁板１８により閉じられている。
この三方弁１０を、本発明の思想から逸脱しない範囲で、前述の実施例とは異なる形態とすることができ、特に、ダクト１５，１６，１７の数と位置を変更することができる。同様に、単一の弁板１８を、ダクト１５，１６，１７の配置に応じて、曲線形にしたり、複数の傾斜端部を備えるものとすることができる。
１ エンジン
２ 排気マニホールド
３ 吸気マニホールド
４ ターボ過給機
５ タービン
６ 圧縮機
７ 粒子フィルタ
８ ＥＧＲ分岐回路
９ ＥＧＲクーラ
１０ 三方弁
１１ 外気入口
１４ 本体
１５ 第１入口
１６ 第２入口
１７ 出口
１８ 弁板
２１ 軸

Claims (2)

  1. エンジン（１）、燃焼ガスの排気マニホールド（２）、ターボ過給機（４）のタービン（５）、排気ガス再循環（ＥＧＲ）分岐回路（８）、この分岐回路（８）は、クーラ（９）と、導入された排気ガスの一部と外気からなる混合物の圧力を高めるターボ過給機の圧縮機（６）を備えており、圧縮機からの気体が導入されるエンジンの吸気マニホールド（３）、タービン（５）の下流の排気ガスを清浄にする粒子フィルタ（７）、および、単一の弁板を有する低圧の三方弁（１０）を備えている自動車の内燃エンジンのＥＧＲ回路において、出口（１７）が圧縮機（６）に接続され、２つの入口（１５，１６）に、外気と、清浄化され冷却された排気ガスを導入しうる三方弁（１０）を、圧縮機（６）の上流に配置したことを特徴とするＥＧＲ回路。
  2. 前記三方弁（１０）と、その単一の弁板（１８）は、
    ≡）外気のみをエンジンに吸入させる、
    ≡）外気とＥＧＲガスの混合物を吸入させる、
    ≡）ＥＧＲガスのみをエンジンに吸入させる、
    の３つの作動モードのいずれか１つに駆動されるようになっていることを特徴とする請求項１記載のＥＧＲ回路。
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