JP5979076B2 - エンジンの排気還流装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの排気還流装置に関し、特に、排気通路を流通する排気ガスの一部を吸気通路に還流するためのＥＧＲ通路上に、還流する排気ガスを冷却するＥＧＲクーラが配設されたクーラ通路と、上記ＥＧＲクーラをバイパスするバイパス通路とが備えられたエンジンの排気還流装置に関する。

従来、窒素酸化物の発生低減や、吸入空気の暖機効果等のために、エンジンの排気通路を流通する排気ガスの一部を吸気通路に還流するためのＥＧＲ通路が備えられた排気還流装置（ＥＧＲ装置）が周知である。

例えば、特許文献１に開示されるＥＧＲ装置は、排気通路と吸気通路とを結ぶＥＧＲ通路として、還流する排気ガス（ＥＧＲガス）を冷却するＥＧＲクーラが配設されたクーラ通路と、ＥＧＲクーラをバイパスするバイパス通路とが備えられ、クーラ通路の排気ガス流通方向の下流部（本明細書および特許請求の範囲において、「上流」、「下流」というときは、特に断らない限り、そこを流れるガスの流通方向に関していう）とバイパス通路の下流部との接続部に、両通路の切換えを行う切換弁が配設され、この切換弁のさらに下流に、排気還流量を制御するためのＥＧＲ弁が設けられている。このＥＧＲ装置によれば、クーラ通路を通過した低温のＥＧＲガスとバイパス通路を通過した高温のＥＧＲガスのいずれか一方のＥＧＲガスが吸気通路に還流され、その還流量がＥＧＲ弁によって調整される。

また、特許文献２に開示されるＥＧＲ装置は、同様に、ＥＧＲ通路としてクーラ通路とバイパス通路とが備えられ、クーラ通路の排気ガス流通方向の上流部とバイパス通路の上流部との接続部に、ＥＧＲガスを両通路に所定の流量比で分岐させる２方分岐流路が配設され、クーラ通路の下流部とバイパス通路の下流部との接続部に、クーラ通路を通過した低温ＥＧＲガスとバイパス通路を通過した高温ＥＧＲガスとを合流させ、フラップ型バルブでスワール流が生成するように混合する排気ガス混合比制御弁が設けられている。このＥＧＲ装置によれば、クーラ通路からの低温ＥＧＲガスとバイパス通路からの高温ＥＧＲガスとが所定の比率で合流され、フラップ型バルブによって効率よく混合される。

特開２００８−２４８８７８号公報（段落００３９、図１） 特開２００５−２７３５６４号公報（段落００３０、段落００３２、段落００５４、図２）

ところで、近年、ガソリンエンジンの分野において、点火プラグの火花点火によって混合気を強制的に燃焼させる火花点火燃焼（ｓｐａｒｋ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ：ＳＩ燃焼）に代えて、ピストンの圧縮によりつくり出される高温・高圧の環境下で混合気を自着火により燃焼させる圧縮自己着火燃焼（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｓｅｌｆ−ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ：ＣＩ燃焼）の実用化が進められている。ＣＩ燃焼は、混合気が同時多発的に自着火する燃焼であり、火炎伝播により徐々に燃焼が拡がるＳＩ燃焼に比べて燃焼期間が短く、熱効率に優れるという利点がある。

しかし、ＣＩ燃焼は、燃料噴射量が少なく熱発生量が少ないエンジンの低負荷域では起き難く、燃料噴射量が多く熱発生量が多いエンジンの高負荷域では混合気が自着火するタイミングが早くなり過ぎて異常燃焼や過大な燃焼騒音が生じるという問題がある。そこで、適正なＣＩ燃焼が実行可能な領域を拡大するために、クーラ通路からの低温ＥＧＲガスとバイパス通路からの高温ＥＧＲガスとを負荷に応じて所定の割合で均質に混合することにより、吸気通路に還流するＥＧＲガスの温度を高い精度で調整し、ひいては燃焼室の温度を高い精度で調整する必要がある。

この点、特許文献１のＥＧＲ装置では、クーラ通路を通過した低温ＥＧＲガスまたはバイパス通路を通過した高温ＥＧＲガスのいずれか一方のみが吸気通路に還流されるので、吸気通路に還流するＥＧＲガスの温度を負荷に応じて調整することができない。また、特許文献２のＥＧＲ装置では、クーラ通路からの低温ＥＧＲガスとバイパス通路からの高温ＥＧＲガスとが所定の比率で合流・混合されるものの、そのために、特殊な通路選択用切替弁（フラップ型バルブ）とこの切替弁周辺の通路とを必要とするので、コストアップや重量増大、および、両通路からのＥＧＲガスの混合比率の精度が高くできない等の不具合を招く。

なお、このような問題は、ＣＩ燃焼が行われるエンジンに限らず、ＳＩ燃焼が行われるエンジンでも起こり得る問題である。また、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジンでも起こり得る問題である。つまり、燃焼形態やエンジンの種類を問わず、適正な燃焼が実行可能な領域を拡大するために、クーラ通路からの低温ＥＧＲガスとバイパス通路からの高温ＥＧＲガスとを所定の割合で精度よく均質に混合することにより、吸気通路に還流するＥＧＲガスの温度を負荷等の運転条件に応じて高い精度で調整しようとする場合に起こり得る問題である。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、特殊なバルブ等を用いることなく、適正な燃焼が実行可能な領域を拡大するために、クーラ通路からの低温ＥＧＲガスとバイパス通路からの高温ＥＧＲガスとを所定の割合で精度よく均質に混合することの可能なエンジンの排気還流装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、エンジンの排気通路を流通する排気ガスの一部を吸気通路に還流するためのＥＧＲ通路として、還流する排気ガスを冷却するＥＧＲクーラが配設されたクーラ通路と、上記ＥＧＲクーラをバイパスするバイパス通路とが備えられたエンジンの排気還流装置であって、上記クーラ通路の下流部と上記バイパス通路の下流部とが合流する合流部が備えられ、上記クーラ通路および上記バイパス通路は、そのいずれか一方の通路の合流部側の出口開口の流路軸線が上記合流部の吸気通路側の出口開口の流路軸線と平行になり、かつ、他方の通路の合流部側の出口開口の流路軸線が上記合流部の吸気通路側の出口開口の流路軸線と所定の角度をもって交差するように配置され、上記合流部内に、上記一方の通路の出口開口側に入口開口を有し、上記合流部の出口開口側に上記入口開口よりも開口面積が大きい出口開口を有する漏斗状部材が収容され、上記漏斗状部材は、その軸線が上記合流部の出口開口の流路軸線に平行になるように配置されており、上記他方の通路の出口開口から導出されたＥＧＲガスが上記漏斗状部材の周面に衝突した後に方向転換して上記漏斗状部材の入口開口から内部に導入されるように、上記漏斗状部材の周面と対向する位置に上記他方の通路の出口開口が設けられている、エンジンの排気還流装置である（請求項１）。

本発明によれば、クーラ通路を通過した低温ＥＧＲガスおよびバイパス通路を通過した高温ＥＧＲガスが合流部で合流する。その場合に、クーラ通路およびバイパス通路のうちのいずれか一方の通路から合流部に入ったＥＧＲガス（一方のＥＧＲガス）は、合流部を直線的に通過する。これに対し、クーラ通路およびバイパス通路のうちの他方の通路から合流部に入ったＥＧＲガス（他方のＥＧＲガス）は、合流部内に収容された漏斗状部材の存在により、漏斗状部材の周面に衝突した後、合流部の上流側（一方の通路の出口開口側）に戻って漏斗状部材の入口開口から漏斗状部材の中空空間に入り、一方の通路から合流部に入った一方のＥＧＲガスと合流し、混合され、混合されたＥＧＲガスが漏斗状部材の出口開口（合流部の出口開口）から合流部の外に出る。そのため、このような他方のＥＧＲガスの合流部内の乱雑な動きに伴って、低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとの混合が促進される。そのため、一方のＥＧＲガスの合流部内の短い移動距離の間に、低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとが効率よく均質に混合され、混合後のＥＧＲガスが合流部から吸気通路に還流される。このように、低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとが均質に混合されるので、常に同じ性状・同じ温度のＥＧＲガスが吸気通路から気筒に還流され、燃焼安定性が確保される。

また、低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとが短い距離で効率よく混合されるので、当該排気還流装置をコンパクトに構成でき、エンジンへの搭載性が確保される。

その上で、本発明によれば、漏斗状部材は、合流部の上流側の入口開口の開口面積が相対的に小さく、合流部の下流側の出口開口の開口面積が相対的に大きくされているので、合流部の上流側が先細りの形状を呈し、合流部の下流側が末広がりの形状を呈している。そのため、漏斗状部材の周面に衝突した他方のＥＧＲガスは、一方のＥＧＲガスの流れに対して逆行するように、漏斗状部材の周面の傾斜に沿って、合流部の上流側に円滑・容易に戻ることができる。

また、漏斗状部材は、合流部の下流側が広がっているので、漏斗状部材の中空空間に入った一方のＥＧＲガスと他方のＥＧＲガスとが混合した後のＥＧＲガスが、漏斗状部材の出口開口ひいては合流部の出口開口から流れの幅方向に広がるように合流部の外に出る。そのため、混合後の調温されたＥＧＲガスが漏斗状部材の内周面の傾斜に沿って、合流部の下流側に円滑・容易に移動することができる。

以上により、本発明によれば、特殊なバルブ等を用いることなく、適正な燃焼が実行可能な領域を拡大するために、クーラ通路からの低温ＥＧＲガスとバイパス通路からの高温ＥＧＲガスとを所定の割合で精度よく均質に混合することの可能なエンジンの排気還流装置が提供される。

本発明において、好ましくは、上記一方の通路はクーラ通路であり、上記他方の通路はバイパス通路である（請求項２）。

この構成によれば、合流部における低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとの混合割合の調整、ひいては吸気通路に還流するＥＧＲガスの温度の調整を高い精度で行うことができる。その理由は、次のようである。

すなわち、クーラ通路に配設されるＥＧＲクーラは水冷式の熱交換器であるため、ＥＧＲガスが通過する通路は通路断面積の小さいチューブ状に形成されている。クーラ通路に流れ込んだＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ内を多数のチューブに分かれて流通し、その過程で、冷却水との熱交換によって冷却される。そのため、クーラ通路の流通抵抗は、このようなＥＧＲクーラが配設されていないバイパス通路の流通抵抗よりも大きくなる。ここで、流通抵抗とは、圧力損失を力で表した値である。

その結果、例えば、クーラ通路を流通する排気ガスの流量を調整する低温ＥＧＲバルブをクーラ通路に配設し、バイパス通路を流通する排気ガスの流量を調整する高温ＥＧＲバルブをバイパス通路に配設した場合に、両ＥＧＲバルブを相互に同じ開度開いても、クーラ通路を流れるＥＧＲガスの量はバイパス通路を流れるＥＧＲガスの量よりも少なくなる。そのため、合流部における低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとの混合割合を精度よく調整することが難しくなり、ひいては吸気通路に還流するＥＧＲガスの温度を精度よく調整することが難しくなる。

そこで、本発明では、流通抵抗がバイパス通路よりも大きいクーラ通路を合流部の出口開口の流路軸線に一致又は平行に配置し、流通抵抗がクーラ通路よりも小さいバイパス通路を合流部の出口開口の流路軸線に交差して配置したものである。これにより、流通抵抗がバイパス通路よりも大きいクーラ通路を通過した低温ＥＧＲガスは、合流部を直線的に通過するから、合流部を通過することに起因する流通抵抗の増大が抑制される。一方、流通抵抗がクーラ通路よりも小さいバイパス通路を通過した高温ＥＧＲガスは、交差方向の流れの指向性が打ち消され、合流部を方向転換して通過するから、合流部を通過することに起因して流通抵抗が増大する。そのため、クーラ通路とバイパス通路との流通抵抗の差が縮小し、クーラ通路の低温ＥＧＲバルブとバイパス通路の高温ＥＧＲバルブとを独立して制御することにより、合流部における低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとの混合割合の調整、ひいては吸気通路に還流するＥＧＲガスの温度の調整を高い精度で行うことができる。

本発明において、好ましくは、上記漏斗状部材の軸線に対し、上記他方の通路の出口開口の流路軸線がオフセットしている（請求項３）。

この構成によれば、他方の通路から合流部に入った他方のＥＧＲガスは、漏斗状部材の周面に衝突した後、漏斗状部材の周面に沿って旋回流が発生し、この状態で、合流部の上流側に戻って漏斗状部材の入口開口から漏斗状部材の中空空間に入り、一方の通路から合流部に入った一方のＥＧＲガスと合流し、混合される。そのため、他方のＥＧＲガスの旋回流によって、低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとが十分攪拌され、両ＥＧＲガスの混合がより一層促進される。

本発明において、好ましくは、上記合流部と複数の気筒の各独立吸気通路との間に、気筒毎に分岐した分配通路が配設され、各分配通路の上流部は上記合流部の出口開口に接続し、下流部は各独立排気通路に接続している（請求項４）。

この構成によれば、合流部で合流・混合されたＥＧＲガスが分配通路を介して複数の気筒の各独立吸気通路に供給されるので、合流部で調量・調温されたＥＧＲガスが比較的短時間で気筒毎に燃焼室に供給される。そのため、吸気通路に還流するＥＧＲガスの切換え応答性が向上し、負荷の急激な変化にも対応できる。

上記合流部および漏斗状部材のより具体的な構造としては、例えば次のようなものが好適である。すなわち、上記合流部は、円筒状の本体部と、本体部における上記一方の通路とは反対側の端部に設けられたフランジ部とを有し、上記漏斗状部材は、上記合流部のフランジ部と結合される平板部と、平板部から上記一方の通路側に突出する円錐台形状のテーパ周壁部とを有することが好ましい（請求項５）。

以上説明したように、本発明は、特殊なバルブ等を用いることなく、適正な燃焼が実行可能な領域を拡大するために、クーラ通路からの低温ＥＧＲガスとバイパス通路からの高温ＥＧＲガスとを所定の割合で精度よく均質に混合することの可能なエンジンの排気還流装置を提供するので、ＣＩ燃焼が行われるエンジンに限らず、また、燃焼形態やエンジンの種類に拘らず、内燃機関の技術の発展向上に寄与するものである。

本発明の一実施形態にかかるエンジンの要部を示す図である。 上記エンジンに備わる排気還流装置の吸気通路側の具体的構成を示す平面図である。 上記図２の符号ＩＩＩからの矢視図である。 上記排気還流装置の吸気通路側の具体的構成を示す排気通路側からの斜視図である。 上記図２の符号Ｖからの矢視図である。 上記図２の符号ＶＩからの矢視断面図である。 上記排気還流装置のミキサに収容されたミキシングプレートの斜視図である。 上記図６の符号ＶＩＩＩからの矢視断面図である。 上記図８の符号ＩＸからの矢視断面図である。 上記エンジンの負荷と燃焼室内の充填ガス成分比率との関係を示すマップである。 実施形態の作用の説明図である。

（１）全体構成
図１は、本発明の一実施形態にかかるエンジンの要部を示す図である。本図に示されるエンジンは、圧縮自己着火式エンジンであり、走行用の動力源として車両に搭載される４サイクルのガソリンエンジンである。具体的に、このエンジンは、紙面に直交する方向に列状に並ぶ複数の気筒２（図１にはそのうちの１つの気筒のみを示す）を有するエンジン本体１と、エンジン本体１に空気を導入するための吸気通路２０と、エンジン本体１で生成された排気ガスを排出するための排気通路３０と、排気通路３０を流通する排気ガスの一部を吸気通路２０に還流するための排気還流装置（ＥＧＲ装置）４０とを備えている。

エンジン本体１は、複数の気筒２が内部に形成されたシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上部に設けられたシリンダヘッド４と、各気筒２に往復摺動可能に挿入されたピストン５とを有している。

ピストン５の上方に燃焼室１０が形成され、この燃焼室１０にインジェクタ１１からの噴射によって燃料が供給される。そして、噴射された燃料が燃焼室１０で燃焼し、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン５が上下方向に往復運動する。なお、本実施形態のエンジンはガソリンエンジンであるため、燃料としてはガソリンが用いられる。ただし、燃料の全てがガソリンである必要はなく、例えばアルコール等の副成分が燃料に含まれていてもよい（例えばＥ３等の混合燃料等）。

ピストン５は、エンジン本体１の出力軸であるクランク軸１５とコネクティングロッド１６を介して連結されており、上記ピストン５の往復運動に応じてクランク軸１５が中心軸回りに回転するようになっている。

シリンダヘッド４に、吸気通路２０から供給される空気（吸気）を各気筒２の燃焼室１０に導入するための吸気ポート６と、各気筒２の燃焼室１０で生成された排気ガスを排気通路３０に導出するための排気ポート７と、吸気ポート６の燃焼室１０側の開口を開閉する吸気弁８と、排気ポート７の燃焼室１０側の開口を開閉する排気弁９とが設けられている。

吸気弁８および排気弁９は、それぞれ、シリンダヘッド４に配設された一対のカムシャフト等を含む動弁機構１８，１９により、クランク軸１５の回転に連動して開閉駆動される。

吸気弁８用の動弁機構１８には、吸気弁８のリフト量を連続的に（無段階で）変更することが可能な可変機構１８ａが組み込まれている。このような構成の可変機構１８ａは、連続可変バルブリフト機構（ＣＶＶＬ）などとして既に公知であり、具体的な構成例として、吸気弁８駆動用のカムをカム軸の回転と連動して往復揺動運動させるリンク機構と、リンク機構の配置（レバー比）を可変的に設定するコントロールアームと、コントロールアームを電気的に駆動することによって上記カムの揺動量（吸気弁８を押し下げる量と期間）を変更するステッピングモータとを備えたものを挙げることができる。

排気弁９用の動弁機構１９には、吸気行程中に排気弁９を押し下げる機能を有効または無効にする切替機構１９ａが組み込まれている。すなわち、この切替機構１９ａは、排気弁９を排気行程だけでなく吸気行程でも開弁可能にするとともに、この吸気行程中の排気弁９の開弁動作を実行するか停止するかを切り替える機能を有している。

このような構成の切替機構１９ａは既に公知であり、その具体例として、排気弁９駆動用の通常のカム（排気行程中に排気弁９を押し下げるカム）とは別に吸気行程中に排気弁９を押し下げるサブカムと、このサブカムの駆動力が排気弁９に伝達されるのを有効または無効にするいわゆるロストモーション機構とを備えたものを挙げることができる。

シリンダヘッド４には、燃焼室１０に向けて燃料を噴射するインジェクタ１１と、インジェクタ１１から噴射された燃料と空気との混合気に対し火花放電による点火エネルギーを供給する点火プラグ１２とが、各気筒２につきそれぞれ１組ずつ設けられている。

インジェクタ１１は、ピストン５の上面を臨むような姿勢でシリンダヘッド４に設けられている。各気筒２のインジェクタ１１にはそれぞれ燃料供給管１３が接続されており、各燃料供給管１３を通じて供給される燃料が、インジェクタ１１の先端部に設けられた複数の噴孔（図示省略）から噴射されるようになっている。

より具体的に、燃料供給管１３の上流側には、クランク軸１５の回転により駆動されるプランジャー式の燃料ポンプであるサプライポンプ１４が設けられ、このサプライポンプ１４と燃料供給管１３との間には、全気筒２に共通の蓄圧用のコモンレール（図示省略）が設けられている。そして、このコモンレール内で蓄圧された燃料が各気筒２のインジェクタ１１に供給されることにより、各インジェクタ１１からは、最大で１２０ＭＰａ程度の高い圧力の燃料が噴射可能となされている。

吸気通路２０は、１本の共通通路２１と、共通通路２１の下流端部（吸気の流通方向下流側の端部）に接続された所定容積のサージタンク２４と、サージタンク２４から下流側に延びて各気筒２の吸気ポート６とそれぞれ連通する複数本の独立通路（独立吸気通路）２５（図１にはそのうちの１本のみを示す）とを有している。共通通路２１におけるサージタンク２４よりも上流側には、共通通路２１を流通する吸気の流量を調整するスロットル弁２９が設けられている。

排気通路３０は、各気筒２の排気ポート７とそれぞれ連通する複数本の独立通路（独立排気通路）３１（図１にはそのうちの１本のみを示す）と、各独立通路３１の下流端部（排気ガスの流通方向下流側の端部）が集合した排気集合部３２と、排気集合部３２から下流側に延びる１本の共通通路３３とを有している。

（２）ＥＧＲ装置の構成
次に、図１を参照して、ＥＧＲ装置４０の構成を説明する。

ＥＧＲ装置（排気還流装置）４０は、ＥＧＲ通路４１とミキサ（合流部）４５とＥＧＲクーラ４７とクーラ側ＥＧＲバルブ（低温ＥＧＲバルブ）４８とバイパス側ＥＧＲバルブ（高温ＥＧＲバルブ）４９とを有している。

ＥＧＲ通路４１は、排気通路３０と吸気通路２０とを互いに連通し、排気通路３０を流通する排気ガスの一部を吸気通路２０に還流するための通路である。ＥＧＲ通路４１は、上流通路４２とクーラ通路４３とバイパス通路４４と分配通路４６とを有している。

上流通路４２は、ＥＧＲ通路４１の最も上流側の部分であり、排気通路３０の排気集合部３２から分岐している。

クーラ通路４３およびバイパス通路４４は、上流通路４２の下流端部から２つに分岐した部分であり、クーラ通路４３には、ＥＧＲクーラ４７およびクーラ側ＥＧＲバルブ４８が上流側からこの順に配設され、バイパス通路４４には、バイパス側ＥＧＲバルブ４９が配設されている。バイパス通路４４は、ＥＧＲクーラ４７およびクーラ側ＥＧＲバルブ４８の双方をバイパスするように設けられている。

クーラ側ＥＧＲバルブ４８は、電動式のバルブであり、その開閉動作に応じて、クーラ通路４３を通じて吸気通路２０に還流される排気ガス（ＥＧＲガス）の流量を調整する。同様に、バイパス側ＥＧＲバルブ４９は、電動式のバルブであり、その開閉動作に応じて、バイパス通路４４を通じて吸気通路２０に還流される排気ガス（ＥＧＲガス）の流量を調整する。

クーラ通路４３およびバイパス通路４４の下流端部がミキサ４５で合流し、分配通路４６は、ミキサ４５から下流側に延び、各気筒２の各独立吸気通路２５の数に対応して複数本に分岐し（図１にはそのうちの１本のみを示す）、各独立吸気通路２５と１対１で接続している。

以上のようなＥＧＲ装置４０において、クーラ側ＥＧＲバルブ４８およびバイパス側ＥＧＲバルブ４９の双方が閉じられると、ＥＧＲ通路４１を流通する排気ガスの流れが遮断されて、吸気通路２０へと還流される排気ガスの量は実質的にゼロになる。一方、クーラ側ＥＧＲバルブ４８が開かれてバイパス側ＥＧＲバルブ４９が閉じられたときには、排気ガスはクーラ通路４３のみを通って吸気通路２０へと還流される。このため、吸気通路２０に還流される排気ガスは、その全てが、ＥＧＲクーラ４７によって冷却された低温の排気ガスとなる（低温ＥＧＲガス）。また、バイパス側ＥＧＲバルブ４９が開かれてクーラ側ＥＧＲバルブ４８が閉じられたときには、排気ガスはバイパス通路４４のみを通って吸気通路２０へと還流される。このため、吸気通路２０に還流される排気ガスは、その全てが、ＥＧＲクーラ４７によって冷却されない高温の排気ガスとなる（高温ＥＧＲガス）。

これらの状態からクーラ側ＥＧＲバルブ４８およびバイパス側ＥＧＲバルブ４９の双方が開かれたときには、排気ガスはクーラ通路４３およびバイパス通路４４に分かれた後に吸気通路２０へと還流される。このため、吸気通路２０に還流される排気ガスは、ＥＧＲクーラ４７によって冷却された低温ＥＧＲガスと、ＥＧＲクーラ４７によって冷却されない高温ＥＧＲガスとが混合したものになる（これを「混合ＥＧＲガス」という）。

ところで、本実施形態にかかるエンジンは、ＣＩ燃焼が行われる圧縮自己着火式エンジンであるため、燃焼期間が短く、熱効率に優れるという利点がある反面、エンジンの低負荷域ではＣＩ燃焼が起き難く、エンジンの高負荷域では混合気が自着火するタイミングが早くなり過ぎて異常燃焼や過大な燃焼騒音が生じるという問題がある。そこで、適正なＣＩ燃焼が実行可能な領域を拡大するために、負荷に応じて、適量・適温のＥＧＲガスを吸気通路２０に還流して、燃焼室１０の温度を高い精度で調整する必要がある。

具体的に、本実施形態では、図１０に示すように、エンジンの負荷が最低負荷Ｌｍｉｎから最高負荷Ｌｍａｘに推移するに従って、燃焼室１０に充填されるガス成分（新気、低温ＥＧＲガス（図中Ｃ−ＥＧＲと記す）、高温ＥＧＲガス（図中Ｈ−ＥＧＲと記す））のうち、温度が最も低い新気の比率が増大し、温度が新気より高いＥＧＲガスの比率が減少する。また、ＥＧＲガスのうちでも、高温ＥＧＲガスの比率が減少し、低温ＥＧＲガスの比率が増大する。これにより、本実施形態にかかる圧縮自己着火式エンジンでは、全エンジン負荷域に亘って適正なＣＩ燃焼が図られる。

図１に戻り、ＥＧＲクーラ４７は、クーラ通路４３を流通するＥＧＲガスを冷却するための水冷式の熱交換器である。すなわち、ＥＧＲクーラ４７では、その内部に導入される冷却水との熱交換によってＥＧＲガスが冷却される。冷却水としてエンジン本体１を冷却するためのエンジン冷却水が用いられている。

具体的に、ＥＧＲクーラ４７において、ＥＧＲガスが通過する通路は通路断面積の小さいチューブ状に形成されている。クーラ通路４３に流れ込んだＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ４７内を多数のチューブに分かれて流通し、その過程で、冷却水との熱交換によって冷却される。そのため、クーラ通路４３の流通抵抗は、ＥＧＲクーラが配設されていないバイパス通路４４の流通抵抗よりも大きい。ここで、流通抵抗とは、圧力損失を力で表した値である。そのため、クーラ通路４３に配設したクーラ側ＥＧＲバルブ４８とバイパス通路４４に配設したバイパス側ＥＧＲバルブ４９とを同じ開度開いても、クーラ通路４３を流れるＥＧＲガス（低温ＥＧＲガス）の量はバイパス通路４４を流れるＥＧＲガス（高温ＥＧＲガス）の量よりも少なくなる。

その結果、ミキサ４５で合流する低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとの混合割合を精度よく調整することが難しくなり、ひいては吸気通路２０に還流するＥＧＲガスの温度を精度よく調整することが難しくなるという問題がある。このことは、図１０に示す特性に従ってエンジン制御を実行しても、適正なＣＩ燃焼が難しくなるという問題につながる。そこで、本実施形態では、上記問題に対処するための対策が講じられている。これについては後述する。

本実施形態では、ＥＧＲ装置４０の吸気通路２０側は、具体的には、図２〜図５に示すように構成されている。すなわち、気筒２の数、吸気通路２０における独立吸気通路２５の数、ＥＧＲ装置４０における分配通路４６の数は４である。

吸気通路２０のサージタンク２４および４本の独立吸気通路２５はインテークマニホールド２８で形成されている（図２、図３参照）。インテークマニホールド２８はシリンダヘッド４の外部側面に結合されている。各独立吸気通路２５と連通する吸気ポート６はシリンダヘッド４内に形成されている。

ＥＧＲ通路４１の上流通路４２は、その一部がシリンダヘッド４内に形成されている（図２参照）。シリンダヘッド４の外部には、上流通路４２の下流端部から分岐するようにクーラ通路４３およびバイパス通路４４が形成されている。クーラ通路４３は分岐部から水平方向に延び、バイパス通路４４は分岐部から上方に延びたのち水平方向に延びている。

クーラ通路４３の下流部は、クーラ側ＥＧＲバルブ４８に向けて上昇するように斜めに傾斜している（図３参照）。ＥＧＲクーラ４７は、このクーラ通路４３の傾斜部に配設されている。クーラ側ＥＧＲバルブ４８は、ＥＧＲクーラ４７で冷却された低温ＥＧＲガスを９０°の角度で曲げてミキサ４５に供給する。

バイパス通路４４の下流部は、バイパス側ＥＧＲバルブ４９からミキサ４５に向けて上昇するように斜めに傾斜している（図３参照）。バイパス通路４４は、ミキサ４５の側部に接続している（図２参照）。バイパス側ＥＧＲバルブ４９は、バイパス通路４４の上流部から供給された高温ＥＧＲガスを９０°の角度で曲げてバイパス通路４４の下流部に供給する。

ミキサ４５は、インテークマニホールド２８の上方に位置し、クーラ側ＥＧＲバルブ４８におけるシリンダヘッド４側の面から水平方向に僅かに延びるクーラ通路４３の下流端部でクーラ側ＥＧＲバルブ４８と接続している（図２参照）。つまり、クーラ通路４３は、ミキサ４５の上流側の端部に接続している。

ミキサ４５のシリンダヘッド４側の部分の下部から４本の分配通路４６が分岐し、シリンダヘッド４の外部において、各気筒２の各独立吸気通路２５に上方から１対１で接続している（図４、図５参照）。

このように、ＥＧＲ装置４０の吸気通路２０側において、ミキサ４５は、最も高い位置に配置されている。これにより、ＥＧＲガスに含有される水分が冷えてＥＧＲ通路４１内に生成する凝縮水は、ミキサ４５を通過した後は、気筒２側に向かって流れ、ミキサ４５を通過する前は、排気通路３０側に向かって流れる。これにより、ミキサ４５内に凝縮水が溜るのが抑制される。

（３）ミキサの構成
次に、図６〜図９を参照して、ミキサ４５の構成を説明する。

ミキサ４５は、上述のように、クーラ通路４３の下流端部とバイパス通路４４の下流端部とが合流する部分である。

ミキサ４５は、中空円柱状（円筒状）の本体部５１ｂを備える合流ケース５１を有する。合流ケース５１の上流側の端部にフランジ部５１ａが設けられ、このフランジ部５１ａを介して、クーラ側ＥＧＲバルブ４８のシリンダヘッド４側の端部が図示しないボルト・ナット等により結合されている。なお、図６および図８に示すように、ミキサ４５の上流側の端部に接続しているクーラ通路４３の下流端部はクーラ側ＥＧＲバルブ４８のケース内に形成されている。

合流ケース５１は、クーラ通路４３側の入口開口（ミキサ入口）５１ｄおよび吸気通路２０側の出口開口（ミキサ出口）５１ｅを有する。両開口５１ｄ，５１ｅとも円形であり、入口開口５１ｄの開口面積よりも出口開口５１ｅの開口面積が大きい値に形成されている。合流ケース５１は、クーラ通路４３のミキサ４５側の出口開口４３ａと合流ケース５１のクーラ通路４３側の入口開口５１ｄとがＥＧＲガスの流れ方向の一方側から見て相互に重なり合うように配置されている。以下では、上記両開口４３ａ，５１ｄの流路軸線（符号Ａ）のことを「ミキサ入口の流路軸線」という。

合流ケース５１の下流側の端部にフランジ部５１ｃが設けられ、このフランジ部５１ｃを介して、筒状部材としてのミキシングプレート５２が図示しないボルト・ナット等により結合されている。

ＥＧＲ通路４１の４本の分配通路４６は、その各上流端部同士が１つに集合しており、この集合部のことを特に排出ケース５３という。ミキシングプレート５２のフランジ部５２ａに排出ケース５３のフランジ部５３ａが結合されている。排出ケース５３は、ミキサ４５側に円形の入口開口５３ｂを有し、吸気通路２０側（独立吸気通路２５側）に４本の分配通路４６が接続されている。

合流ケース５１は、排出ケース５３のミキサ４５側の入口開口５３ｂと合流ケース５１の吸気通路２０側の出口開口５１ｅとがＥＧＲガスの流れ方向の一方側から見て相互に重なり合うように配置されている。以下では、上記両開口５３ｂ，５１ｅの流路軸線（符号Ｏ）のことを「ミキサ出口の流路軸線」という。４本の分配通路４６は、上記ミキサ出口の流路軸線（符号Ｏ）に対し、気筒列方向に対称形に配置されている。

図７に示すように、ミキシングプレート５２は、平板部５２ａとテーパ周壁部５２ｂとを有する。平板部５２ａは、合流ケース５１のフランジ部５１ｃと結合される部分である。そのため、平板部５２ａには、図示しないボルトが挿通されるボルト孔５２ｅが設けられている。

テーパ周壁部５２ｂは、平板部５２ａからクーラ通路４３側に突出するように円錐台形状に形成されている。テーパ周壁部５２ｂは、合流ケース５１の中空空間Ｓ内に突入するように配置されている。ミキシングプレート５２は、クーラ通路４３側の入口開口５２ｃおよび吸気通路２０側の出口開口５２ｄを有する。クーラ通路４３側の入口開口５２ｃはテーパ周壁部５２ｂの突出先端に形成され、吸気通路２０側の出口開口５２ｄはテーパ周壁部５２ｂの基部に形成されている。両開口５２ｃ，５２ｄとも円形であり、入口開口５２ｃの開口面積よりも出口開口５２ｄの開口面積が大きい値に形成されている。

テーパ周壁部５２ｂが円錐台形状に形成されているため、テーパ周壁部５２ｂの中空空間５２ｓは、クーラ通路４３側が先細りの形状を呈し、吸気通路２０側が末広がりの形状を呈して、全体として漏斗状に形成されている。

ミキシングプレート５２のクーラ通路４３側の入口開口５２ｃは、その流路軸線が上記ミキサ入口の流路軸線（符号Ａ）と一致するように、より詳しくは、両者の軸線が互いに平行でかつＥＧＲガスの流れ方向の一方側から見て互いに重なり合うように、配置されている。同様に、ミキシングプレート５２の吸気通路２０側の出口開口５２ｄは、その流路軸線が上記ミキサ出口の流路軸線（符号Ｏ）と一致するように、より詳しくは、両者の軸線が互いに平行でかつＥＧＲガスの流れ方向の一方側から見て互いに重なり合うように、配置されている。その結果、ミキシングプレート５２は、その軸線が上記ミキサ入口の流路軸線（符号Ａ）および上記ミキサ出口の流路軸線（符号Ｏ）と一致するように配置されている。

なお、図６および図７において、符号５２ｆは、ミキサ４５内、より詳しくは、合流ケース５１の中空空間Ｓ内に溜った凝縮水を気筒２側に抜くための水抜き穴である。

上述のように、ミキサ４５の側部に接続しているバイパス通路４４の下流端部は、具体的には、合流ケース５１の本体部５１ｂに接続している。その場合に、バイパス通路４４の下流端部は、そのミキサ４５側の出口開口４４ａの流路軸線（符号Ｂ）が上記ミキサ出口の流路軸線（符号Ｏ）に対し直交するように、つまり９０°の角度をもって交差するように、配置されている（図８、図９参照）。また、バイパス通路４４の下流端部は、上記ミキシングプレート５２の軸線、つまり、上記ミキサ入口の流路軸線（符号Ａ）および上記ミキサ出口の流路軸線（符号Ｏ）に対し、上記バイパス通路４４の出口開口４４ａの流路軸線（符号Ｂ）が上方にオフセットするように配置されている（図６、図９参照）。

なお、本実施形態では、クーラ通路４３をミキサ４５に対して平行に接続し、バイパス通路４４をミキサ４５に対して交差するように接続しているが、本発明は、バイパス通路４４をミキサ４５に対して平行に接続し、クーラ通路４３をミキサ４５に対して交差するように接続することを排除するものではない（後述する「（５）他の実施形態」参照）。

（４）作用
以上説明したとおり、本実施形態においては、エンジンの排気通路３０を流通する排気ガスの一部を吸気通路２０に還流するためのＥＧＲ通路４１として、還流する排気ガス（ＥＧＲガス）を冷却するＥＧＲクーラ４７が配設されたクーラ通路４３と、上記ＥＧＲクーラ４７をバイパスするバイパス通路４４とが備えられたエンジンの排気還流装置（ＥＧＲ装置）４０において、次のような特徴的構成を採用した。

上記クーラ通路４３の下流端部と上記バイパス通路４４の下流端部とが合流するミキサ４５が備えられている。上記クーラ通路４３のミキサ４５側の出口開口４３ａの流路軸線Ａが上記ミキサ４５の吸気通路２０側の出口開口５１ｅの流路軸線Ｏと平行になり、かつ、上記バイパス通路４４のミキサ４５側の出口開口４４ａの流路軸線Ｂが上記ミキサ４５の吸気通路２０側の出口開口５１ｅの流路軸線Ｏと９０°の角度をもって交差するように配置されている。

上記ミキサ４５内に、上記クーラ通路４３の出口開口４３ａ側に入口開口５２ｃを有し、上記ミキサ４５の出口開口５１ｅ側に上記入口開口５２ｃよりも開口面積が大きい出口開口５２ｄを有するミキシングプレート５２が収容され、上記ミキシングプレート５２は、その軸線が上記ミキサ４５の出口開口５１ｅの流路軸線Ｏに平行になるように配置されている。

この構成によれば、クーラ通路４３を通過した低温ＥＧＲガスおよびバイパス通路４４を通過した高温ＥＧＲガスがミキサ４５で合流する。その場合に、クーラ通路４３からミキサ４５に入った低温ＥＧＲガスは、ミキサ４５を直線的に通過する。これに対し、バイパス通路４４からミキサ４５に入った高温ＥＧＲガスは、ミキサ４５内に収容されたミキシングプレート５２の存在により、ミキシングプレート５２の周面（テーパ周壁部５２ｂ）に衝突した後、ミキサ４５の上流側（クーラ通路４３の出口開口４３ａ側）に戻って（図６、図８の中空空間Ｓ内の矢印参照）ミキシングプレート５２の入口開口５２ｃからミキシングプレート５２の中空空間（合流室）５２ｓに入り、クーラ通路４３からミキサ４５に入った低温ＥＧＲガスと合流し、混合され、混合されたＥＧＲガスがミキシングプレート５２の出口開口５２ｄ（ミキサ４５の出口開口５１ｅ）からミキサ４５の外に出る。そのため、このような高温ＥＧＲガスのミキサ４５内の乱雑な動きに伴って、低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとの混合が促進される。そのため、低温ＥＧＲガスのミキサ４５内の短い移動距離の間に、低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとが効率よく均質に混合され、混合後のＥＧＲガスがミキサ４５から吸気通路２０に還流される。このように、低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとが均質に混合されるので、常に同じ性状・同じ温度のＥＧＲガスが吸気通路２０から気筒２に還流され、燃焼安定性が確保される。

また、低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとが短い距離で効率よく混合されるので、当該ＥＧＲ装置４０の重厚長大化が回避され、当該ＥＧＲ装置４０をコンパクトに構成でき、エンジンへの搭載性が確保される。

その上で、本実施形態においては、ミキシングプレート５２は、ミキサ４５の上流側の入口開口５２ｃの開口面積が相対的に小さく、ミキサ４５の下流側の出口開口５２ｄの開口面積が相対的に大きくされているので、ミキサ４５の上流側が先細りの形状を呈し、ミキサ４５の下流側が末広がりの形状を呈している。そのため、ミキシングプレート５２の周面（テーパ周壁部５２ｂ）に衝突した高温ＥＧＲガスは、低温ＥＧＲガスの流れに対して逆行するように、ミキシングプレート５２の周面（テーパ周壁部５２ｂ）の傾斜に沿って、ミキサ４５の上流側に円滑・容易に戻ることができる。

また、ミキシングプレート５２は、ミキサ４５の下流側が広がっているので、ミキシングプレート５２の中空空間（合流室）５２ｓに入った低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとが混合した後のＥＧＲガスが、ミキシングプレート５２の出口開口５２ｄひいてはミキサ４５の出口開口５１ｅから流れの幅方向に広がるようにミキサ４５の外に出る。そのため、混合後の調温されたＥＧＲガスがミキシングプレート５２の内周面の傾斜に沿って、ミキサ４５の下流側に円滑・容易に移動することができる。

以上により、本実施形態によれば、特殊なバルブ等を用いることなく、適正なＣＩ燃焼が実行可能な領域を拡大するために、クーラ通路４３からの低温ＥＧＲガスとバイパス通路４４からの高温ＥＧＲガスとを所定の割合で精度よく均質に混合することの可能なエンジンのＥＧＲ装置４０が提供される。

また、本実施形態によれば、クーラ通路４３がミキサ４５に対して平行に接続され、バイパス通路４４がミキサ４５に対して直交するように接続されている。

この構成によれば、ミキサ４５における低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとの混合割合の調整、ひいては吸気通路２０に還流するＥＧＲガスの温度の調整を高い精度で行うことができる。

すなわち、クーラ通路４３に配設されるＥＧＲクーラ４７は水冷式の熱交換器であるため、ＥＧＲガスが通過する通路は通路断面積の小さいチューブ状に形成されている。クーラ通路４３に流れ込んだＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ４７内を多数のチューブに分かれて流通し、その過程で、冷却水との熱交換によって冷却される。そのため、クーラ通路４３の流通抵抗は、このようなＥＧＲクーラが配設されていないバイパス通路４４の流通抵抗よりも大きくなる。その結果、クーラ通路４３を流通する低温ＥＧＲガスの流量を調整する低温ＥＧＲバルブ４８をクーラ通路４３に配設し、バイパス通路４４を流通する高温ＥＧＲガスの流量を調整する高温ＥＧＲバルブ４９をバイパス通路４４に配設した場合に、両ＥＧＲバルブ４８，４９を相互に同じ開度開いても、クーラ通路４３を流れる低温ＥＧＲガスの量はバイパス通路４４を流れる高温ＥＧＲガスの量よりも少なくなる。そのため、ミキサ４５における低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとの混合割合を精度よく調整することが難しくなり、ひいては吸気通路２０に還流するＥＧＲガスの温度を精度よく調整することが難しくなる。

この問題に対処するため、本実施形態では、流通抵抗がバイパス通路４４よりも大きいクーラ通路４３をミキサ４５の出口開口５１ｅの流路軸線に一致して配置し、流通抵抗がクーラ通路４３よりも小さいバイパス通路４４をミキサ４５の出口開口５１ｅの流路軸線に直交して配置したものである。これにより、流通抵抗がバイパス通路４４よりも大きいクーラ通路４３を通過した低温ＥＧＲガスは、ミキサ４５を直線的に通過するから、ミキサ４５を通過することに起因する流通抵抗の増大が抑制される。一方、流通抵抗がクーラ通路４３よりも小さいバイパス通路４４を通過した高温ＥＧＲガスは、直交方向の流れの指向性が打ち消され、ミキサ４５を方向転換して通過するから、ミキサ４５を通過することに起因して流通抵抗が増大する。そのため、クーラ通路４３とバイパス通路４４との流通抵抗の差が縮小し、クーラ通路４３の低温ＥＧＲバルブ４８とバイパス通路４４の高温ＥＧＲバルブ４９とを独立して制御することにより、ミキサ４５における低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとの混合割合の調整、ひいては吸気通路２０に還流するＥＧＲガスの温度の調整を高い精度で行うことができる。

以上のように、本実施形態では、クーラ通路４３をミキサ４５に対して平行に接続し、バイパス通路４４をミキサ４５に対して交差するように接続している。これにより得られる作用を図１１を参照して説明する。

図１１（ａ）は、本実施形態と異なり、バイパス通路４４をミキサ４５に対して平行に接続し、クーラ通路４３をミキサ４５に対して交差するように接続した場合を示している。この場合、バイパス通路４４を通過した高温ＥＧＲガスはミキサ４５を直線的に進む。すなわち、ミキサ入口５１ｄから入った高温ＥＧＲガスはミキサ４５内で方向転換することなくミキサ出口５１ｅから出る。そのため、バイパス通路４４を流れる高温ＥＧＲガスの流通抵抗は増大しない。一方、クーラ通路４３を通過した低温ＥＧＲガスはミキサ４５を直線的に進むことができない。すなわち、ミキサ４５の側部から入った低温ＥＧＲガスはミキサ４５内で方向転換しなければミキサ出口５１ｅから出ることができない。そのため、クーラ通路４３を流れる低温ＥＧＲガスの流通抵抗はＥＧＲクーラ４７による流通抵抗に加えてより一層増大する。その結果、次のような不具合が生じる。

図１１（ｃ）に示すように、クーラ側ＥＧＲバルブ（低温ＥＧＲバルブ（図中Ｃ弁と記す））４８の開度を１００％、バイパス側ＥＧＲバルブ（高温ＥＧＲバルブ（図中Ｈ弁と記す））４９の開度を０％に制御すると、ミキサ出口５１ｅから出る混合ＥＧＲガスの温度が低温ＥＧＲガスの温度となり、クーラ側ＥＧＲバルブ４８の開度を０％、バイパス側ＥＧＲバルブ４９の開度を１００％に制御すると、混合ＥＧＲガスの温度が高温ＥＧＲガスの温度となり、クーラ側ＥＧＲバルブ４８の開度およびバイパス側ＥＧＲバルブ４９の開度をそれぞれ０％超〜１００％未満の間で、足すと１００％となるように、制御すると、混合ＥＧＲガスの温度が低温ＥＧＲガスの温度超〜高温ＥＧＲガスの温度未満の間で変化する。

図１１（ａ）のように、高温ＥＧＲガスの流通抵抗が小さく、低温ＥＧＲガスの流通抵抗が大きい場合、例えば、いま、クーラ側ＥＧＲバルブ４８の開度が１００％、バイパス側ＥＧＲバルブ４９の開度が０％であるとすると、この状態からバイパス側ＥＧＲバルブ４９を少し開いただけで、それまでクーラ通路４３のみを流れていたＥＧＲガスは流通抵抗の小さいバイパス通路４４に多量に流れ込み、その結果、図１１（ｃ）に破線で示すように、混合ＥＧＲガスの温度が急激に上昇する。つまり、ＥＧＲバルブ４８，４９の開度に対する混合ＥＧＲガスの温度が比例して変化しない（リニアに変化しない）から、吸気通路２０に還流する混合ＥＧＲガスの温度調整が難しいという問題がある。

これに対し、図１１（ｂ）に示すように、クーラ通路４３をミキサ４５に対して平行に接続し、バイパス通路４４をミキサ４５に対して交差するように接続すると、クーラ通路４３を通過した低温ＥＧＲガスはミキサ４５を直線的に進む。すなわち、ミキサ入口５１ｄから入った低温ＥＧＲガスはミキサ４５内で方向転換することなくミキサ出口５１ｅから出る。そのため、クーラ通路４３を流れる低温ＥＧＲガスの流通抵抗は増大しない。一方、バイパス通路４４を通過した高温ＥＧＲガスはミキサ４５を直線的に進むことができない。すなわち、ミキサ４５の側部から入った高温ＥＧＲガスはミキサ４５内で方向転換しなければミキサ出口５１ｅから出ることができない。そのため、バイパス通路４４を流れる高温ＥＧＲガスの流通抵抗は増大する。その結果、クーラ通路４３とバイパス通路４４との流通抵抗の差が縮小し、図１１（ｃ）に実線で示すように、ＥＧＲバルブ４８，４９の開度に対する混合ＥＧＲガスの温度が比例して変化する（リニアに変化する）ようになる。これにより、クーラ通路４３のＣ弁４８とバイパス通路４４のＨ弁４９とを独立して制御することにより、ミキサ４５における低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとの混合割合の調整、ひいては吸気通路２０に還流するＥＧＲガスの温度の調整を高い精度で行うことができる。

また、本実施形態によれば、上記ミキシングプレート５２の軸線に対し、上記バイパス通路４４の出口開口４４ａの流路軸線Ｂがオフセットしている。

この構成によれば、バイパス通路４４からミキサ４５に入った高温ＥＧＲガスは、ミキシングプレート５２の周面（テーパ周壁部５２ｂ）に衝突した後、ミキシングプレート５２の周面（テーパ周壁部５２ｂ）に沿って旋回流が発生し（図９の中空空間Ｓ内の矢印参照）、この状態で、ミキサ４５の上流側に戻ってミキシングプレート５２の入口開口５２ｃからミキシングプレート５２の中空空間（合流室）５２ｓに入り、低温ＥＧＲガスと合流し、混合される（図９の中空空間５２ｓ内の矢印参照）。そのため、高温ＥＧＲガスの旋回流によって、低温ＥＧＲガスと高温ＥＧＲガスとが十分攪拌され、両ＥＧＲガスの混合がより一層促進される。

また、本実施形態によれば、上記ミキサ４５と複数の気筒２の各独立吸気通路と２５の間に、気筒２毎に分岐した分配通路４６が配設され、各分配通路４６の上流部は上記ミキサ４５の出口開口５１ｅに接続し、下流部は各独立排気通路２５に接続している。

この構成によれば、ミキサ４５で合流・混合されたＥＧＲガスが分配通路４６を介して複数の気筒２の各独立吸気通路２５に供給されるので、ミキサ４５で調量・調温されたＥＧＲガスが比較的短時間で気筒２毎に燃焼室１０に供給される。そのため、吸気通路２０に還流するＥＧＲガスの切換え応答性が向上し、負荷の急激な変化にも対応できる。

（５）他の実施形態
上記実施形態では、クーラ通路４３の出口開口４３ａとミキサ４５の出口開口５１ｅとを互いの流路軸線Ａ，Ｏが一致するように配置したが、相互に所定の間隔で平行になるように配置してもよい。ここで、所定の間隔とは、クーラ通路４３の流通抵抗が大幅に増大しない範囲内で予め定められた間隔である。同様に、ミキシングプレート５２の入口開口５２ｃとミキサ入口の流路軸線（符号Ａ）、ミキシングプレート５２の出口開口５２ｄと合流ケース５１の出口開口５１ｅ、ミキシングプレート５２の軸線とミキサ入口の流路軸線（符号Ａ）、ミキシングプレート５２の軸線とミキサ出口の流路軸線（符号Ｏ）、排出ケース５３の入口開口５３ｂとミキサ出口の流路軸線（符号Ｏ）も、相互に所定の間隔で平行になるように配置してもよい。

また、上記実施形態では、ミキサ出口の流路軸線（符号Ｏ）に対し、バイパス通路４４の出口開口４４ａの流路軸線（符号Ｂ）を直交するように配置したが、９０°以外の他の所定の角度をもって交差するように配置してもよい。ここで、所定の角度とは、クーラ通路４３とバイパス通路４４との流通抵抗の差が縮小する程度にバイパス通路４４の流通抵抗が増大する範囲内で予め定められた角度である。

また、上記実施形態では、クーラ通路４３をミキサ４５に対して平行に接続し、バイパス通路４４をミキサ４５に対して交差するように接続したが、バイパス通路４４をミキサ４５に対して平行に接続し、クーラ通路４３をミキサ４５に対して交差するように接続することも可能である。

また、上記実施形態では、エンジンは、ＣＩ燃焼が行われる圧縮自己着火式エンジンであったが、ＳＩ燃焼が行われる火花点火式エンジンや、ディーゼルエンジン等でもよい。つまり、燃焼形態やエンジンの種類は問わない。これらのうち、特に、ガソリンもしくはアルコール含有ガソリンを燃料とするＣＩ燃焼が行われるエンジンが最も好ましい結果が得られる。また、ディーゼルエンジンも好ましい。

２ 気筒
４ シリンダヘッド
６ 吸気ポート
８ 吸気弁
２０ 吸気通路
２１ 共通通路
２４ サージタンク
２５ 独立通路（独立吸気通路）
２８ インテークマニホールド
２９ スロットル弁
３０ 排気通路
３２ 排気集合部
４０ ＥＧＲ装置（排気還流装置）
４１ ＥＧＲ通路
４２ 上流通路
４３ クーラ通路
４３ａ 出口開口
４４ バイパス通路
４４ａ 出口開口
４５ ミキサ（合流部）
４６ 分配通路
４７ ＥＧＲクーラ
４８ クーラ側ＥＧＲバルブ（低温ＥＧＲバルブ）
４９ バイパス側ＥＧＲバルブ（高温ＥＧＲバルブ）
５１ 合流ケース
５１ｄ 入口開口（ミキサ入口）
５１ｅ 出口開口（ミキサ出口）
５２ ミキシングプレート（漏斗状部材）
５２ａ 平板部
５２ｂ テーパ周壁部
５２ｃ 入口開口
５２ｄ 出口開口
５２ｆ 水抜孔
５２ｓ 中空空間（合流室）
５３ 排出ケース
Ａ ミキサ入口の流路軸線（クーラ通路の出口開口の流路軸線）
Ｂ バイパス通路の出口開口の流路軸線
Ｏ ミキサ出口の流路軸線（合流部の出口開口の流路軸線）
Ｓ 中空空間

Claims (5)

1. エンジンの排気通路を流通する排気ガスの一部を吸気通路に還流するためのＥＧＲ通路として、還流する排気ガスを冷却するＥＧＲクーラが配設されたクーラ通路と、上記ＥＧＲクーラをバイパスするバイパス通路とが備えられたエンジンの排気還流装置であって、
   上記クーラ通路の下流部と上記バイパス通路の下流部とが合流する合流部が備えられ、
   上記クーラ通路および上記バイパス通路は、そのいずれか一方の通路の合流部側の出口開口の流路軸線が上記合流部の吸気通路側の出口開口の流路軸線と平行になり、かつ、他方の通路の合流部側の出口開口の流路軸線が上記合流部の吸気通路側の出口開口の流路軸線と所定の角度をもって交差するように配置され、
   上記合流部内に、上記一方の通路の出口開口側に入口開口を有し、上記合流部の出口開口側に上記入口開口よりも開口面積が大きい出口開口を有する漏斗状部材が収容され、
   上記漏斗状部材は、その軸線が上記合流部の出口開口の流路軸線に平行になるように配置されており、
   上記他方の通路の出口開口から導出されたＥＧＲガスが上記漏斗状部材の周面に衝突した後に方向転換して上記漏斗状部材の入口開口から内部に導入されるように、上記漏斗状部材の周面と対向する位置に上記他方の通路の出口開口が設けられている、エンジンの排気還流装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの排気還流装置において、
   上記一方の通路はクーラ通路であり、上記他方の通路はバイパス通路である、エンジンの排気還流装置。
3. 請求項１または２に記載のエンジンの排気還流装置において、
   上記漏斗状部材の軸線に対し、上記他方の通路の出口開口の流路軸線がオフセットしている、エンジンの排気還流装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジンの排気還流装置において、
   上記合流部と複数の気筒の各独立吸気通路との間に、気筒毎に分岐した分配通路が配設され、
   各分配通路の上流部は上記合流部の出口開口に接続し、下流部は各独立排気通路に接続している、エンジンの排気還流装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のエンジンの排気還流装置において、
   上記合流部は、円筒状の本体部と、本体部における上記一方の通路とは反対側の端部に設けられたフランジ部とを有し、
   上記漏斗状部材は、上記合流部のフランジ部と結合される平板部と、平板部から上記一方の通路側に突出する円錐台形状のテーパ周壁部とを有する、エンジンの排気還流装置。
   

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