JP2017040224A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりもパッケージング性を向上でき、よりコンパクトなパッケージングが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供すること。
【解決手段】ＥＧＲ通路１１の上流側の外部近傍に設けられた差圧センサ本体部１４０と、ＥＧＲ通路１１の上流側に設けられ差圧センサ本体部１４０に接続される第１圧力検出部１４１と、ハウジング１３内に形成されるとともにＥＧＲ通路１１の下流側に接続通路１４４を介して接続される差圧検出用通路１４３と、差圧検出用通路１４３における接続通路１４４の反対側に設けられ、差圧センサ本体部１４０に接続される第２圧力検出部１４２と、を備える差圧センサ１４を備える内燃機関の排気浄化装置１である。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。

従来、内燃機関の排気通路を流通する排気の一部を内燃機関の吸気通路に還流するＥＧＲ技術が知られている。このＥＧＲ技術によれば、新気に排気を混合させることでシリンダ内の燃焼温度を低下させることができ、内燃機関から排出される排気中のＮＯｘを低減できるとされている。

上記ＥＧＲ技術では、排気通路を流通する排気の一部を吸気通路に還流するためのＥＧＲ通路と、還流する排気の流量を制御するためのＥＧＲ弁が設けられる。また、ＥＧＲ弁を制御するために、ＥＧＲ弁の上流側と下流側の圧力差を検出する差圧センサが設けられる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−０８４５１９号公報

しかしながら従来では、図６に示すように、ＥＧＲ弁１２の上流側と下流側の各圧力検出部１４１Ａ，１４２Ａと、差圧センサ本体部１４０Ａとを連結する差圧検出用通路１４１Ｂ，１４２Ｂが、ＥＧＲ通路１１とは別に設けられる。そのため、ＥＧＲ通路１１の外部に差圧検出用通路及び配線部品等を設ける必要があり、周辺部品とのクリアランスの確保に鑑みるとパッケージング性が悪いという課題があった。

また従来では、ブローバイオイル溜まりや凝縮水溜まり及びそれに伴う凍結を防止するために、差圧検出用通路１４１Ｂ，１４２ＢをＥＧＲ通路１１の上部に接続し、該差圧検出用通路１４２Ｂを駆け上がり構造（傾斜構造）とする必要があった。そのため、差圧センサ本体部１４０Ａの搭載位置が高くならざるを得ず、コンパクトなパッケージングが困難であるという課題があった。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりもパッケージング性を向上でき、よりコンパクトなパッケージングが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するため本発明は、内燃機関の排気系に設けられ、前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置（例えば、後述の排気浄化装置１）であって、前記内燃機関の排気通路を流通する排気の一部を、前記内燃機関の吸気通路に還流するＥＧＲ通路（例えば、後述のＥＧＲ通路１１）と、前記ＥＧＲ通路に設けられ、前記排気通路から前記吸気通路に還流する排気の流量を制御するためのＥＧＲ弁（例えば、後述のＥＧＲ弁１２）と、内部に前記ＥＧＲ通路が形成され且つ前記ＥＧＲ弁を格納するハウジング（例えば、後述のハウジング１３）と、前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲ弁の上流側と下流側の圧力差を検出するための差圧センサ（例えば、後述の差圧センサ１４）と、を備え、前記差圧センサは、前記ＥＧＲ弁の上流側及び下流側のうちの一方を一方側とし他方を他方側としたときに、前記ＥＧＲ通路の前記一方側の外部近傍に設けられた差圧センサ本体部（例えば、後述の差圧センサ本体部１４０）と、前記ＥＧＲ通路の前記一方側に設けられ、前記差圧センサ本体部に接続される第１圧力検出部（例えば、後述の第１圧力検出部１４１）と、前記ハウジング内に形成されるとともに前記ＥＧＲ通路の前記他方側に接続通路（例えば、後述の接続通路１４４）を介して接続される差圧検出用通路（例えば、後述の差圧検出用通路１４３）と、前記差圧検出用通路における前記接続通路の反対側に設けられ、前記差圧センサ本体部に接続される第２圧力検出部（例えば、後述の第２圧力検出部１４２）と、を備える内燃機関の排気浄化装置である。

（１）の発明では、ハウジングの内部に差圧検出用通路を設けるとともに、ＥＧＲ弁の上流側と下流側のいずれか一方側に、第１圧力検出部及び第２圧力検出部を集約させる。これにより、差圧検出用通路や配線部品をＥＧＲ通路の外部に設ける必要がなくなるため、装置のパッケージング性が向上する。
また、差圧検出用通路をハウジングの内部に設けるため、差圧センサ本体部の搭載位置を従来よりも低くできる。従って、（１）の発明によれば、よりコンパクトなパッケージングが可能である。

（２）前記差圧検出用通路は、前記第２圧力検出部側から前記接続通路側に向かうに従い下方に傾斜していることが好ましい。

（２）の発明では、差圧検出用通路を、第２圧力検出部側から接続通路側に向かうに従い下方に傾斜するように設ける。これにより、差圧検出用通路内におけるブローバイオイル溜まりや凝縮水溜まり及びそれに伴う凍結を防止でき、差圧を精度良く検出して高精度なＥＧＲ弁制御を可能としつつ、装置のパッケージング性を向上できる。

（３）前記接続通路は、前記ハウジング内において前記差圧検出用通路側から前記ＥＧＲ通路側に向かって下方に傾斜していることが好ましい。

（３）の発明では、ＥＧＲ通路と差圧検出用通路を接続する接続通路を、ハウジング内において差圧検出用通路側からＥＧＲ通路側に向かって下方に傾斜して形成する。これにより、ＥＧＲ通路と差圧検出用通路を接続する接続通路におけるブローバイオイル溜まりや凝縮水溜まり及びそれに伴う凍結を防止でき、上述の効果がより顕著に発揮される。

（４）前記接続通路の最下端部（例えば、後述の接続通路１４４の最下端部１４５）は、前記接続通路が接続された前記ＥＧＲ通路の中心軸（例えば、後述のＥＧＲ通路１１の中心軸Ｘ）方向の位置における最下端部に位置していることが好ましい。

（４）の発明では、接続通路の最下端部を、接続通路が接続されたＥＧＲ通路の軸方向の位置における最下端部に配置する。これにより、差圧検出用通路とＥＧＲ通路を接続する接続通路の位置を最も低い位置に配置できるため、差圧センサ本体部の搭載位置をさらに低くでき、さらにコンパクトなパッケージングが可能となる。

本発明によれば、従来よりもパッケージング性を向上でき、よりコンパクトなパッケージングが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の斜視図である。 上記実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の部分透過斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 上記実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の模式図である。 従来の内燃機関の排気浄化装置の模式図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の斜視図である。図２は、本実施形態に係る排気浄化装置１の部分透過斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る内燃機関（以下、「エンジン」という。）の排気浄化装置１は、ＥＧＲ装置１０を含んで構成される。

図示しない本実施形態のエンジンは、直列４気筒のディーゼルエンジンである。いずれも図示しない各気筒の燃焼室には、吸気管を介して吸気が供給されるとともに、各気筒に設けられた燃料噴射弁により燃料が直接噴射される。燃焼により生じた排気は、排気管を介して排出される。

また、本実施形態のエンジンは、吸気管に吸気を圧送する過給機を備える。過給機は、排気管に設けられたタービンと、吸気管に設けられたコンプレッサとにより構成される。タービンは、排気管を流通する排気の運動エネルギにより駆動される。コンプレッサは、タービンにより回転駆動され、吸気を加圧し吸気管内へ圧送する。

本実施形態に係る排気浄化装置１を構成するＥＧＲ装置１０は、タービンより下流側の排気管から排気の一部を取り出し、コンプレッサより上流側の吸気管内に排気を還流する低圧ＥＧＲ（ＬＰ−ＥＧＲ）装置である。図１に示すように排気浄化装置１（ＥＧＲ装置１０）は、ＥＧＲ通路１１と、ＥＧＲ弁１２と、ハウジング１３と、差圧センサ１４と、を備える。

ＥＧＲ通路１１は、タービンより下流側の排気管と、コンプレッサより上流側の吸気管とを接続する。これにより、タービンより下流側の排気管から排気の一部が取り出され、コンプレッサより上流側の吸気管内に排気が還流される。ＥＧＲ通路１１は、下方の排気管から上方に向かって延びた後、吸気管に向かって大きく湾曲するＥＧＲ管１１０と、後述するハウジング１３内に形成されたＥＧＲ弁通路１３０により構成される。

また、ＥＧＲ通路１１は、ＥＧＲ弁通路１３０が吸気管との接続部に向かうに従い下方に傾斜する掛け下がり構造となっている。これにより、ＥＧＲ通路１１内と、ＥＧＲ弁通路１３０におけるブローバイオイル溜まりや凝縮水溜まり及びそれに伴う凍結が回避される。

ＥＧＲ弁１２は、ＥＧＲ弁通路１３０の途中に設けられている。具体的にはＥＧＲ弁１２は、ＥＧＲ弁通路１３０の掛け下がり構造部の途中に設けられており、吸気管よりも上方に配置されている。このＥＧＲ弁１２は、図示しないアクチュエータを介してＥＣＵに接続される。ＥＧＲ弁１２は、その弁開度がＥＣＵにより電磁的に制御されることで、排気管から吸気管に還流する排気の流量を制御する。

ハウジング１３は、上記ＥＧＲ弁通路１３０が内部に形成されている。また、ハウジング１３は、ＥＧＲ弁通路１３０内の途中にＥＧＲ弁１２を格納している。

差圧センサ１４は、ＥＧＲ通路１１におけるＥＧＲ弁１２の上流側と下流側の圧力差を検出する。差圧センサ１４は、差圧センサ本体部１４０と、第１圧力検出部１４１と、第２圧力検出部１４２と、差圧検出用通路１４３と、を備える。

差圧センサ本体部１４０は、ＥＧＲ通路１１の上流側の外部に設けられている。より詳しくは、差圧センサ本体部１４０は、ＥＧＲ管１１０の湾曲部の上方に配置されている。

第１圧力検出部１４１は、ＥＧＲ通路１１の上流側に設けられている。より詳しくは、第１圧力検出部１４１は、ＥＧＲ管１１０の湾曲部の近傍で上記差圧センサ本体部１４０の下方に配置されている。この第１圧力検出部１４１は、第１配管１４１ａにより差圧センサ本体部１４０に接続される。これにより、第１圧力検出部１４１と後述の第２圧力検出部１４２との圧力差が検出される。

差圧検出用通路１４３は、ハウジング１３内に形成されている。この差圧検出用通路１４３は、ＥＧＲ通路１１の下流側に接続通路１４４を介して接続されている。これにより、この差圧検出用通路１４３には、下流側から上流側に向かって排気の一部が流通する。これら差圧検出用通路１４３及び接続通路１４４については、後段で詳述する。

第２圧力検出部１４２は、差圧検出用通路１４３の上流側に設けられている。より詳しくは、第２圧力検出部１４２は、上記第１圧力検出部１４１の近傍で上記差圧センサ本体部１４０の下方に配置されている。この第２圧力検出部１４２は、第２配管１４２ａにより差圧センサ本体部１４０に接続される。

次に、差圧検出用通路１４３及び接続通路１４４について詳述する。
差圧検出用通路１４３は、図２に示すように、ハウジング１３内においてＥＧＲ弁通路１３０の側方且つ下方に、ＥＧＲ弁通路１３０に沿って形成されている。また、この差圧検出用通路１４３は、図２及び図３に示すように、第２圧力検出部１４２側から接続通路１４４側に向かうに従い下方に傾斜している。これにより、差圧検出用通路１４３内におけるブローバイオイル溜まりや凝縮水溜まり及びそれに伴う凍結が回避されている。

接続通路１４４は、図２及び図４に示すように、ＥＧＲ弁通路１３０の側方から外側に延出するように形成されている。その先端部の幅は徐々に縮小し、先端部は先細り形状となっている。この接続通路１４４は、上述の差圧検出用通路１４３に連通している。これにより、ＥＧＲ通路１１（ＥＧＲ弁通路１３０）から接続通路１４４内に導入された排気の一部は、差圧検出用通路１４３内に導入され、第２圧力検出部１４２に流入する。

また、接続通路１４４は、図４に示すようにハウジング１３内において、差圧検出用通路１４３側からＥＧＲ通路１１（ＥＧＲ弁通路１３０）側に向かって下方に傾斜している。本実施形態では、接続通路１４４の最下端部１４５が、図４に示すように接続通路１４４が接続されたＥＧＲ通路１１の中心軸Ｘ方向の位置における最下端部に位置している。これにより、接続通路１４４内におけるブローバイオイル溜まりや凝縮水溜まり及びそれに伴う凍結が回避されている。

本実施形態の効果について、図５及び図６を参照して説明する。
ここで、図５は、本実施形態に係る排気浄化装置１の模式図である。図６は、従来の排気浄化装置１Ａの模式図である。

本実施形態では、図５の模式図から明らかであるように、ハウジング１３の内部に差圧検出用通路１４３を設けるとともに、ＥＧＲ弁１２の上流側に、第１圧力検出部１４１及び第２圧力検出部１４２を集約させた。これにより、図６の従来の排気浄化装置１Ａと比べて、差圧検出用通路１４３や配線部品をＥＧＲ通路１１の外部に設ける必要がなくなるため、装置のパッケージング性が向上する。
また、差圧検出用通路１４３をハウジング１３の内部に設けるため、差圧センサ本体部１４０の搭載位置を従来よりも低くできる。ひいては、図示しない車両のボンネットの高さを低くでき、歩行者保護ラインを確保できる。従って、本実施形態によれば、よりコンパクトなパッケージングが可能である。

また本実施形態では、差圧検出用通路１４３を、第２圧力検出部１４２側から接続通路１４４側に向かうに従い下方に傾斜するように設けた。これにより、差圧検出用通路１４３内におけるブローバイオイル溜まりや凝縮水溜まり及びそれに伴う凍結を防止でき、差圧を精度良く検出して高精度なＥＧＲ弁１２制御を可能としつつ、装置のパッケージング性を向上できる。

また本実施形態では、ＥＧＲ通路１１と差圧検出用通路１４３を接続する接続通路１４４を、ハウジング１３内において差圧検出用通路１４３側からＥＧＲ通路１１側に向かって下方に傾斜して形成した。これにより、ＥＧＲ通路１１と差圧検出用通路１４３を接続する接続通路１４４におけるブローバイオイル溜まりや凝縮水溜まり及びそれに伴う凍結を防止でき、上述の効果がより顕著に発揮される。

また本実施形態では、接続通路１４４の最下端部１４５を、接続通路１４４が接続されたＥＧＲ通路１１の軸方向の位置における最下端部に配置した。これにより、差圧検出用通路１４３とＥＧＲ通路１１を接続する接続通路１４４の位置を最も低い位置に配置できるため、差圧センサ本体部１４０の搭載位置をさらに低くでき、さらにコンパクトなパッケージングが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。

１…排気浄化装置
１１…ＥＧＲ通路
１２…ＥＧＲ弁
１３…ハウジング
１４…差圧センサ
１４０…差圧センサ本体部
１４１…第１圧力検出部
１４２…第２圧力検出部
１４３…差圧検出用通路
１４４…接続通路
１４５…接続通路の最下端部
Ｘ…ＥＧＲ通路の中心軸

Claims (4)

1. 内燃機関の排気系に設けられ、前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置であって、
   前記内燃機関の排気通路を流通する排気の一部を、前記内燃機関の吸気通路に還流するＥＧＲ通路と、
   前記ＥＧＲ通路に設けられ、前記排気通路から前記吸気通路に還流する排気の流量を制御するためのＥＧＲ弁と、
   内部に前記ＥＧＲ通路が形成され且つ前記ＥＧＲ弁を格納するハウジングと、
   前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲ弁の上流側と下流側の圧力差を検出するための差圧センサと、を備え、
   前記差圧センサは、
   前記ＥＧＲ弁の上流側及び下流側のうちの一方を一方側とし他方を他方側としたときに、
   前記ＥＧＲ通路の前記一方側の外部に設けられた差圧センサ本体部と、
   前記ＥＧＲ通路の前記一方側に設けられ、前記差圧センサ本体部に接続される第１圧力検出部と、
   前記ハウジング内に形成されるとともに前記ＥＧＲ通路の前記他方側に接続通路を介して接続される差圧検出用通路と、
   前記差圧検出用通路における前記接続通路の反対側に設けられ、前記差圧センサ本体部に接続される第２圧力検出部と、を備える内燃機関の排気浄化装置。
2. 前記差圧検出用通路は、前記第２圧力検出部側から前記接続通路側に向かうに従い下方に傾斜している請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 前記接続通路は、前記ハウジング内において前記差圧検出用通路側から前記ＥＧＲ通路側に向かって下方に傾斜している請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 前記接続通路の最下端部は、前記接続通路が接続された前記ＥＧＲ通路の中心軸方向の位置における最下端部に位置している請求項１から３いずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。

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