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公開番号2025098598
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2023214839
出願日2023-12-20
発明の名称内燃機関の排気再循環装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類F02M 26/52 20160101AFI20250625BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】冷却水の温度が低い場合でも、凝縮水の発生が抑制された状態でEGRガスを吸気通路に導入する。
【解決手段】内燃機関1は、排気再循環装置200を備えている。排気再循環装置200は、排気の一部をEGRガスとして吸気通路4に導入するEGR通路10と、EGR通路10に設けられて内燃機関1の冷却水とEGRガスとで熱交換を行うEGRクーラ12と、吸気通路4とEGRクーラ12との間のEGR通路10に設けられたEGRバルブ230とを備えている。EGRバルブ230は、EGRガスが接触する感温部と、感温部に接触するEGRガスの温度が既定の温度よりも高いときに開弁してEGRガスの流れを許容する弁体とを有している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内燃機関の排気再循環装置であって、
前記内燃機関の排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導入するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に設けられて前記内燃機関の冷却水と前記ＥＧＲガスとで熱交換を行うＥＧＲクーラと、
前記吸気通路と前記ＥＧＲクーラとの間の前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブと、を備えており、
前記ＥＧＲバルブは、
前記ＥＧＲガスが接触する感温部と、
前記感温部に接触する前記ＥＧＲガスの温度が既定の温度よりも高いときに開弁して前記ＥＧＲガスの流れを許容する弁体と、を有する
内燃機関の排気再循環装置。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記感温部は、前記ＥＧＲガスの流れ方向において前記弁体よりも下流に配置されており、
前記弁体は、貫通孔を有する弁体である
請求項１に記載の内燃機関の排気再循環装置。
【請求項３】
前記感温部は、前記ＥＧＲガスの流れ方向において前記弁体よりも下流に配置されており、
前記ＥＧＲバルブは、前記弁体を迂回して前記ＥＧＲガスが流れるバイパス通路を有する
請求項１に記載の内燃機関の排気再循環装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、水素ガスを燃料とする内燃機関である
請求項１に記載の内燃機関の排気再循環装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、前記ＥＧＲバルブが開弁しているときに空気過剰率が１以下の混合気による燃焼を実施する
請求項１に記載の内燃機関の排気再循環装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気再循環装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているように、内燃機関の排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導入するＥＧＲ通路を有する排気再循環装置が知られている。この排気再循環装置は、ＥＧＲ通路に設けられて内燃機関の冷却水とＥＧＲガスとで熱交換を行うＥＧＲクーラを備えている。また、この排気再循環装置は、ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲバルブを備えている。このＥＧＲバルブは、冷却水の温度に応じて変形する弁アクチュエータと弁体とを有している。そして、冷却水の温度が所定値以上になると弁アクチュエータが変形して弁体が開弁状態になることにより、吸気通路にはＥＧＲガスが導入される。こうした排気再循環装置によって吸気通路にＥＧＲガスが導入されると、混合気の燃焼温度が低下するため、内燃機関で発生するＮＯｘの量が減少するようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－９２５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＥＧＲクーラを通過したＥＧＲガスの温度が露点温度以下になると、ＥＧＲガス中に凝縮水が発生する。そのため、ＥＧＲガスの温度が露点温度以下になる状態のときには、通常、ＥＧＲバルブは閉弁状態にされる。
【０００５】
ところで、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガス流量が多いほど、ＥＧＲクーラの冷却効率は低下する。そのため、ＥＧＲクーラを通過する際にＥＧＲガスの温度は下がりにくくなり、ＥＧＲガスの温度は露点温度を超えた状態になることがある。このようにしてＥＧＲガスの温度が高くなっている状態では、凝縮水が発生しにくいためにＥＧＲガスを導入することが可能である。しかし、上記従来の技術では、内燃機関の冷却水温度が低い場合にはＥＧＲバルブが開弁しないため、凝縮水が発生しにくい状態になっていてもＥＧＲガスを導入することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する内燃機関の排気再循環装置は、内燃機関の排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導入するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられて前記内燃機関の冷却水と前記ＥＧＲガスとで熱交換を行うＥＧＲクーラと、前記吸気通路と前記ＥＧＲクーラとの間の前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブと、を備えている。そして、前記ＥＧＲバルブは、前記ＥＧＲガスが接触する感温部と、前記感温部に接触する前記ＥＧＲガスの温度が既定の温度よりも高いときに開弁して前記ＥＧＲガスの流れを許容する弁体と、を有している。
【発明の効果】
【０００７】
この内燃機関の排気再循環装置は、冷却水の温度が低い場合でも、凝縮水の発生が抑制された状態でＥＧＲガスを吸気通路に導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一実施形態の内燃機関の排気再循環装置の構成を示す模式図である。
同実施形態のＥＧＲバルブの断面図である。
同実施形態の作用を説明するためのタイミングチャートである。図３（Ａ）はＥＧＲガスの温度及びＥＧＲクーラの水温の推移を示す。図３（Ｂ）はＥＧＲ通路の圧力損失の推移を示す。
同実施形態の変更例における制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
同実施形態の変更例におけるＥＧＲバルブの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、内燃機関の排気再循環装置を具体化した一実施形態について、図１～図３を参照して説明する。
＜内燃機関の構成＞
図１に、本実施形態における排気再循環装置が設けられた内燃機関１を示す。内燃機関１は、水素ガスを燃料とする内燃機関である。
【００１０】
内燃機関１は、機関燃料である水素ガスを燃焼室に供給する燃料噴射弁５を備えている。
内燃機関１には吸気通路４が接続されている。吸気通路４の途中にはサージタンク２が設けられている。また、吸気通路４にあってサージタンク２の上流側には、吸入空気量を調量するスロットル弁３が設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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