JP7385090B2

JP7385090B2 - 排気ガス再循環装置およびエンジン

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Publication number: JP7385090B2
Application number: JP2020135353A
Authority: JP
Inventors: 祐鈴木; 雅保高見; 智大鈴木
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2023-11-22
Anticipated expiration: 2040-08-07
Also published as: JP2022030991A

Description

本発明は、排気ガス再循環装置および排気ガス再循環装置を備えたエンジンに関する。

例えば、エンジンの排気系を流れる排気の一部を排気還流ガスとしてエンジンの吸気系に還流する排気ガス再循環装置が知られている。排気ガス再循環装置は、新規な吸気に排気還流ガスを混合させることで、排気ガス再循環装置が設けられていない場合と比較してシリンダ内の燃焼温度を低下させることができ、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑えることができる。

特許文献１には、排気ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）装置を備えたエンジンが開示されている。特許文献１に記載されたＥＧＲ装置は、エンジンの再循環排気ガス（ＥＧＲガス）と新気（エアクリーナからの外部空気）とを混合させて吸気マニホールドに供給するコレクタ（ＥＧＲ本体ケース）と、排気マニホールドにＥＧＲクーラを介して接続する再循環排気ガス管と、再循環排気ガス管にコレクタを連通させるＥＧＲバルブと、を備えている。また、特許文献１に記載されたＥＧＲ装置は、差圧センサと、吸気圧取出経路と、吸気圧導入通路と、排気圧取出配管と、排気圧導入通路と、を備えている。差圧センサは、吸気マニホールドから吸気圧取出経路および吸気圧導入通路を経た吸気ガスの圧力と、排気マニホールドから排気圧取出配管および排気圧導入通路を経た排気ガスの圧力と、の差圧を検出する。そして、差圧センサにて検出された差圧に基づいてＥＧＲバルブの開度が調節されることによって、吸気圧及び排気圧の変動に起因したＥＧＲガス供給量（ＥＧＲガス還流量）の変動が抑制される。

ここで、特許文献１に記載されたようなＥＧＲクーラを支持するとともに排気還流ガスの流路を形成するクーラーベースは、ＥＧＲバルブ、ＥＧＲクーラ、および排気ガス再循環装置の周辺部品などから構造上の制約を受けることがある。すなわち、ＥＧＲバルブ、ＥＧＲクーラ、および排気ガス再循環装置の周辺部品の互いの配置関係あるいは互いのクリアランス確保などを考慮すると、ＥＧＲバルブおよびＥＧＲクーラの位置を変更する必要性が生じたり、あるいは任意部品を追加する必要性が生じることに伴ってＥＧＲバルブおよびＥＧＲクーラの位置を変更する必要性が生じたりすることがある。そうすると、ＥＧＲクーラを支持するクーラーベースの位置を変更する必要性が生ずることがある。しかし、クーラーベースの位置を変更すると、エンジンが大型化するおそれがある。

そこで、クーラーベースを小型化あるいは薄型化することが一策として挙げられる。しかし、前述したように、クーラーベースは排気還流ガスの流路を形成するため、クーラーベースを小型化あるいは薄型化すると、クーラーベースに形成された流路を流れる排気還流ガスの流体力学的な影響が生ずるおそれがある。クーラーベースに形成された流路を流れる排気還流ガスの流体力学的な影響が生ずると、排気ガス再循環の基本的性能が変化するおそれがある。

特開２０１１－２３１７５４号公報

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、他の部品から構造上の制約を受けることを抑えつつ、排気ガス再循環の基本的性能が変化することを抑えることができる排気ガス再循環装置およびエンジンを提供することを目的とする。

前記課題は、エンジンの排気系を流れる排気の一部を排気還流ガスとして前記エンジンの吸気系に還流する排気ガス再循環装置であって、前記排気還流ガスを前記吸気系に還流する排気還流経路と、前記排気還流経路に設けられ前記排気還流経路を流れる前記排気還流ガスを冷却する冷却手段と、前記排気還流経路に設けられ前記排気還流経路を流れる前記排気還流ガスの流量を調整する流量調整手段と、前記エンジンのシリンダヘッドおよび前記冷却手段に固定され前記冷却手段を支持するとともに前記シリンダヘッドから排出された前記排気還流ガスを前記冷却手段へ導く内部流路を有するクーラーベースと、を備え、前記内部流路は、前記クーラーベースが前記冷却手段および前記流量調整手段から受ける構造上の制約を抑えつつ前記排気還流ガスの流体力学的な影響が生ずることを抑えることを特徴とする本発明に係る排気ガス再循環装置により解決される。

本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、クーラーベースは、排気還流ガスを冷却する冷却手段を支持するとともに、シリンダヘッドから排出された排気還流ガスを冷却手段へ導く内部流路を有する。クーラーベースの内部流路は、クーラーベースが冷却手段および流量調整手段から受ける構造上の制約を抑えつつ、排気還流ガスの流体力学的な影響が生ずることを抑える。これにより、冷却手段および流量調整手段の位置を変更する必要性が生じたり、任意部品を追加する必要性が生じることに伴って冷却手段および流量調整手段の位置を変更する必要性が生じたりする場合であっても、クーラーベースの内部流路は、クーラーベースが冷却手段および流量調整手段から受ける構造上の制約を抑えることができる。また、クーラーベースの内部流路を流れる排気還流ガスの流体力学的な影響が生ずることをクーラーベースの内部流路が抑えるため、排気ガス再循環の基本的性能が変化することを抑えることができる。

本発明に係る排気ガス再循環装置において、好ましくは、前記内部流路を流れる前記排気還流ガスの流れに対して直交する前記内部流路の断面積のうち最も狭い断面積は、前記冷却手段および前記流量調整手段の位置にかかわらず一定に保たれることを特徴とする。

本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、クーラーベースの内部流路の断面積のうち最も狭い断面積が冷却手段および流量調整手段の位置にかかわらず一定に保たれる。そのため、例えば冷却手段および流量調整手段の位置の変更に伴い、クーラーベースの薄型化あるいは小型化が図られ、クーラーベースの構造が変更された場合であっても、クーラーベースの内部流路を流れる排気還流ガスの流体力学的な影響が生ずることを抑えることができる。これにより、排気ガス再循環の基本的性能が変化することをより確実に抑えることができる。

本発明に係る排気ガス再循環装置において、好ましくは、前記クーラーベースは、前記排気還流ガスを前記内部流路に導入する第１開口部と、前記第１開口部から取り入れられ前記内部流路を流れた前記排気還流ガスを前記冷却手段へ向かって排出する第２開口部と、を有し、前記内部流路は、第１内部流路と、前記第１内部流路よりも前記排気還流ガスの流れの下流側に設けられた第２内部流路と、を有し、前記第１内部流路は、前記内部流路を流れる前記排気還流ガスの流れに対して直交する流路断面において相対的に前記第１開口部に近い位置に配置され略三角形を呈する第１領域と、前記流路断面において相対的に前記第１開口部から遠い位置に配置され略四角形を呈する第２領域と、を有し、前記第２内部流路は、前記流路断面において相対的に前記第１開口部に近い位置に配置され略四角形を呈する第１領域と、前記流路断面において相対的に前記第１開口部から遠い位置に配置され略四角形を呈する第２領域と、を有することを特徴とする。

本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、クーラーベースの内部流路のうちの第１内部流路は、内部流路を流れる排気還流ガスの流れに対して直交する流路断面において相対的に第１開口部に近い位置に配置され略三角形を呈する第１領域と、内部流路を流れる排気還流ガスの流れに対して直交する流路断面において相対的に第１開口部から遠い位置に配置され略四角形を呈する第２領域と、を有する。これにより、第１開口部からクーラーベースの内部に進入した排気還流ガスは、第１内部流路の第１領域において流速を高めつつ、第１内部流路の第２領域において比較的大流量で円滑に第２開口部へ向かって流れることができる。また、クーラーベースの内部流路のうちの第２内部流路は、内部流路を流れる排気還流ガスの流れに対して直交する流路断面において相対的に第１開口部に近い位置に配置され略四角形を呈する第１領域と、内部流路を流れる排気還流ガスの流れに対して直交する流路断面において相対的に第１開口部から遠い位置に配置され略四角形を呈する第２領域と、を有する。これにより、流速を高めつつ比較的大流量で円滑に第１内部流路を通過した排気還流ガスは、第２内部流路の第１領域および第２領域において比較的大流量で円滑に第２開口部に向かって流れることができる。

本発明に係る排気ガス再循環装置において、好ましくは、前記内部流路は、前記第１開口部から第１水平方向に導入された前記排気還流ガスの流れ方向を鉛直方向に変換し、前記流れ方向を前記鉛直方向に変換された前記排気還流ガスの流れ方向を前記第１水平方向とは異なる第２水平方向にさらに変換し、前記第２開口部から前記排気還流ガスを排出させることを特徴とする。

本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、クーラーベースの第１開口部から第１水平方向に導入された排気還流ガスは、クーラーベースの内部流路により流れ方向を鉛直方向に変換される。その後、排気還流ガスは、クーラーベースの内部流路により流れ方向を第１水平方向とは異なる第２水平方向にさらに変換される。これにより、クーラーベースは、エンジンの大型化を抑制するために薄型化を図りつつ、排気還流ガスの流速を高めるとともに排気還流ガスを比較的大流量で円滑に冷却手段へ導き、排気ガス再循環の基本的性能が変化することを抑えることができる。

本発明に係る排気ガス再循環装置は、好ましくは、前記冷却手段と前記流量調整手段との間における前記排気還流経路に設けられ前記冷却手段および前記流量調整手段から受ける構造上の制約を抑えるスペーサと、前記スペーサに接続され前記スペーサから前記排気還流ガスの圧力を取り出す排気圧取得経路と、前記排気圧取得経路に接続され、前記排気圧取得経路を通して取り出された前記排気還流ガスの圧力と前記吸気系にある吸気の圧力との差圧を検出する差圧検出手段と、をさらに備えたことを特徴とする。

本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、スペーサが、排気還流ガスを冷却する冷却手段と、排気還流ガスの流量を調整する流量調整手段と、の間における排気還流経路に設けられており、冷却手段および流量調整手段から受ける構造上の制約を抑える。また、排気圧取得経路が、スペーサに接続されており、スペーサから排気還流ガスの圧力を取り出す。そして、差圧検出手段が、排気圧取得経路に接続されており、排気圧取得経路を通して取り出された排気還流ガスの圧力と、吸気系にある吸気の圧力と、の差圧を検出する。そのため、排気圧取得経路は、スペーサに接続されることにより、冷却手段および流量調整手段ならびに排気ガス再循環装置の周辺部品から構造上の制約をほとんど受けることがない。このように、本発明に係る排気ガス再循環装置は、冷却手段および流量調整手段ならびに排気ガス再循環装置の周辺部品から構造上の制約を受けることを抑え、排気圧取得経路を容易に設置することができる。また、冷却手段および流量調整手段ならびに排気ガス再循環装置の周辺部品の構造を変更しなくとも、スペーサの構造を変更することにより、種々の形状の排気圧取得経路をスペーサに容易に接続することができる。つまり、冷却手段および流量調整手段ならびに排気ガス再循環装置の周辺部品の構造を変更しなくとも、スペーサの構造を変更することにより、種々の形状の排気圧取得経路に柔軟に対応することができる。

本発明に係る排気ガス再循環装置において、好ましくは、前記スペーサは、前記排気還流経路を流れる前記排気還流ガスの流れに対して交差する方向に貫通して形成された孔を有し、前記差圧検出手段は、前記スペーサの前記孔を通して取り出された前記排気還流ガスの圧力と前記吸気系にある前記吸気の圧力との差圧を検出することを特徴とする。

本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、スペーサの孔は、排気還流経路を流れる排気還流ガスの流れに対して交差する方向に貫通して形成されている。そのため、スペーサの孔が排気還流ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）により閉塞することを抑えることができる。これにより、差圧検出手段は、排気還流ガスの圧力（静圧）をより確実に取得し、排気還流ガスの圧力（静圧）と、吸気系にある吸気の圧力と、の差圧をより高い精度で検出することができる。

本発明に係る排気ガス再循環装置において、好ましくは、前記排気圧取得経路のうちの少なくとも前記スペーサに接続された部分は、金属製であることを特徴とする。

本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、排気圧取得経路のうちの少なくともスペーサに接続された部分が、排気還流経路を流れる排気還流ガスの熱により劣化したり硬化したりすることを抑えることができる。これにより、排気圧取得経路のうちのスペーサに接続された部分と、スペーサと、の間に隙間が生ずることを抑え、排気圧取得経路の外部の空気が排気圧取得経路の内部に進入することを抑えることができる。これにより、差圧検出手段は、排気還流ガスの圧力と吸気の圧力との差圧をより高い精度で検出することができる。また、排気圧取得経路のうちのスペーサに接続された部分が金属製であるため、排気圧取得経路をねじ構造を用いてスペーサに締結することができる。これにより、排気圧取得経路がスペーサから外れることを抑え、スペーサに対する排気圧取得経路の位置決めを容易に行うことができる。

本発明に係る排気ガス再循環装置において、好ましくは、前記排気圧取得経路のうちの少なくとも前記差圧検出手段に接続された部分は、可撓性を有する樹脂製であることを特徴とする。

本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、排気圧取得経路のうちの少なくとも差圧検出手段に接続された部分は、可撓性を有する樹脂製である。そのため、排気圧取得経路のうちの少なくともスペーサに接続された部分が金属製であっても、排気圧取得経路のうちの少なくとも差圧検出手段に接続された部分は、差圧検出手段の位置に柔軟に対応して、差圧検出手段に対して容易に接続可能とされている。

前記課題は、排気系を流れる排気の一部を排気還流ガスとして吸気系に還流する排気ガス再循環装置を備えたエンジンであって、前記排気ガス再循環装置は、前記排気還流ガスを前記吸気系に還流する排気還流経路と、前記排気還流経路に設けられ前記排気還流経路を流れる前記排気還流ガスを冷却する冷却手段と、前記排気還流経路に設けられ前記排気還流経路を流れる前記排気還流ガスの流量を調整する流量調整手段と、エンジンのシリンダヘッドおよび前記冷却手段に固定され前記冷却手段を支持するクーラーベースと、を備え、前記クーラーベースは、前記冷却手段および前記流量調整手段から受ける構造上の制約を抑えつつ前記排気還流ガスの流体力学的な影響が生ずることを抑える内部流路を有することを特徴とする本発明に係るエンジンにより解決される。

本発明に係るエンジンによれば、排気ガス再循環装置のクーラーベースは、排気還流ガスを冷却する冷却手段を支持するとともに、シリンダヘッドから排出された排気還流ガスを冷却手段へ導く内部流路を有する。クーラーベースの内部流路は、クーラーベースが冷却手段および流量調整手段から受ける構造上の制約を抑えつつ、排気還流ガスの流体力学的な影響が生ずることを抑える。これにより、冷却手段および流量調整手段の位置を変更する必要性が生じたり、任意部品を追加する必要性が生じることに伴って冷却手段および流量調整手段の位置を変更する必要性が生じたりする場合であっても、クーラーベースの内部流路は、クーラーベースが冷却手段および流量調整手段から受ける構造上の制約を抑えることができる。また、クーラーベースの内部流路を流れる排気還流ガスの流体力学的な影響が生ずることをクーラーベースの内部流路が抑えるため、排気ガス再循環の基本的性能が変化することを抑えることができる。

本発明によれば、他の部品から構造上の制約を受けることを抑えつつ、排気ガス再循環の基本的性能が変化することを抑えることができる排気ガス再循環装置およびエンジンを提供することができる。

本発明の実施形態に係る排気ガス再循環装置を備えるエンジンを示す模式図である。本実施形態に係る排気ガス再循環装置の具体的な構造例を示す斜視図である。本実施形態のスペーサの構造例を示す断面図である。本実施形態のＥＧＲクーラーベースの構造例を示す斜視図である。図４に表した切断面Ｂ－Ｂにおける断面図である。図４に表した切断面Ｃ－Ｃにおける断面図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る排気ガス再循環装置を備えるエンジンを示す模式図である。
まず、本実施形態に係る排気ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）装置３００を備えるエンジン１の概要を説明する。図１に示すエンジン１は、内燃機関であって、例えば産業用ディーゼルエンジンである。エンジン１は、例えばターボチャージャ付きの過給式の高出力な４気筒エンジン等の立型の直列の多気筒エンジンである。エンジン１は、例えば建設機械、農業機械、芝刈り機のような車両等に搭載される。

図１に示すエンジン１は、排気ガス再循環装置３００を備える。また、エンジン１は、シリンダヘッド２と、吸気マニホールド（インテークマニホールド）３と、排気マニホールド（エキゾーストマニホールド）４と、ターボチャージャ５と、インテークスロットルバルブ（吸気調整部）６と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット、制御部）１００と、を備える。「マニホールド」は、「マニホルド」とも呼ばれる。

排気ガス再循環装置３００は、ＥＧＲ経路２３と、ＥＧＲバルブ７と、ＥＧＲ冷却器８と、スペーサ４００と、排気圧取得経路５００と、ＥＧＲ差圧センサ２０３と、ＥＧＲクーラーベース５５０（図２参照）と、を備え、エンジン１の排気系を流れる排気ガスＥＧの一部を排気還流ガスＥＣＧとしてエンジン１の吸気系に還流する。本実施形態のＥＧＲ経路２３は、本発明の「排気還流経路」の一例である。本実施形態のＥＧＲバルブ７は、本発明の「流量調整手段」の一例である。本実施形態のＥＧＲ冷却器８は、本発明の「冷却手段」の一例である。本実施形態のＥＧＲ差圧センサ２０３は、本発明の「差圧検出手段」の一例である。本実施形態のＥＧＲクーラーベース５５０は、本発明の「クーラーベース」の一例である。排気ガス再循環装置３００の詳細については、後述する。

シリンダヘッド２は、例えば、第１気筒１１と、第２気筒１２と、第３気筒１３と、第４気筒１４と、を有する立型の直列の多気筒エンジンのシリンダヘッドである。本願明細書では、複数の気筒が並んだ方向すなわちクランク軸が延びた方向に沿ってみたとき、インテークスロットルバルブ６を通過した吸気ＡＲと、ＥＧＲバルブ７を通過した排気還流ガスＥＣＧと、が互いに混合される部位（混合部）２４から遠い位置に設けられた気筒から近い位置に設けられた気筒に向かって順に、第１気筒、第２気筒、第３気筒、第４気筒と称することにする。

図１に示すように、吸気マニホールド３は、吸気が流入する始端部３５１を一端に有する本管３５と、本管３５から分岐する第１枝管３１、第２枝管３２、第３枝管３３および第４枝管３４と、を有する。本管３５の長手方向は、第１気筒１１、第２気筒１２、第３気筒１３および第４気筒１４が並んだ方向すなわちクランク軸が延びた方向に沿っている。吸気マニホールド３の第１枝管３１と第２枝管３２と第３枝管３３と第４枝管３４とは、第１気筒１１と第２気筒１２と第３気筒１３と第４気筒１４とに対して、それぞれ接続されている。第１気筒１１と第２気筒１２と第３気筒１３と第４気筒１４との各燃焼室には、燃料噴射弁１５が設けられている。燃料噴射弁１５は、コモンレール１６に接続されている。図示しない燃料タンクの燃料は、燃料ポンプの動作により、コモンレール１６に送られる。コモンレール１６は、ＥＣＵ１００の制御により、燃料ポンプから送られてくる燃料を蓄圧する。コモンレール１６において蓄圧された燃料は、各燃料噴射弁１５から各燃焼室内に噴射される。

図１に示すように、ターボチャージャ５は、タービン５Ｔとブロア５Ｂとを有し、吸気マニホールド３へ送る吸気を過給する。すなわち、ブロア５Ｂの部分は、吸気配管２０と吸気通路２１とに接続されている。吸気通路２１は、インテークスロットルバルブ６を介して、吸気マニホールド３のインレットフランジ２２に接続されている。タービン５Ｔの部分は、排気通路４Ｂに接続されている。排気マニホールド４の排気通路４Ｂを通して導かれた排気ガスＥＧがターボチャージャ５のタービン５Ｔに供給されると、タービン５Ｔとブロア５Ｂとは、高速回転する。ブロア５Ｂが高速回転することで、ターボチャージャ５のブロア５Ｂに供給され圧縮された吸気ＡＲは、吸気通路２１を通じて吸気マニホールド３へ過給される。

タービン５Ｔから排出された排気ガスＥＧは、ＤＰＦ（Diesel particulate filter：ディーゼル微粒子捕集フィルタ）１９等を介してエンジン１の外部へ排出される。

ＥＣＵ１００は、インテークスロットルバルブ６と、ＥＧＲバルブ７と、コモンレール１６等の動作を制御する。インテークスロットルバルブ６は、アクセルペダルの踏み込み量に基づいて、ＥＣＵ１００の指令により、吸気マニホールド３のインレットフランジ２２に供給する吸気ＡＲの供給量を制御する。

前述したように、排気ガス再循環装置３００は、ＥＧＲ経路２３と、ＥＧＲバルブ７と、ＥＧＲ冷却器８と、スペーサ４００と、排気圧取得経路５００と、ＥＧＲ差圧センサ２０３と、を備える。

ＥＧＲ経路２３は、排気マニホールド４とインレットフランジ２２とに接続され、排気還流ガスＥＣＧを吸気系に還流する。具体的には、図１に示すように、ＥＧＲ経路２３の始端部２３Ｍは、排気マニホールド４に接続されている。あるいは、ＥＧＲ経路２３の始端部２３Ｍは、排気マニホールド４とタービン５Ｔとの間における排気通路４Ｂに接続されていてもよい。ＥＧＲ経路２３の末端部２３Ｎは、インテークスロットルバルブ６と吸気マニホールド３の始端部３５１との間におけるインレットフランジ２２に接続されている。そして、ＥＧＲ経路２３は、排気系の一部を構成する排気マニホールド４を流れる排気ガスＥＧの一部を排気還流ガスＥＣＧとして吸気系の一部を構成する吸気マニホールド３のインレットフランジ２２に還流する。

ＥＧＲバルブ７は、ＥＧＲ経路２３に設けられている。ＥＧＲバルブ７は、ＥＣＵ１００の指令により開度を調整し、ＥＧＲ経路２３を流れる排気還流ガスＥＣＧの流量を調整して、排気マニホールド４から吸気マニホールド３のインレットフランジ２２に供給する排気還流ガスＥＣＧの供給量を調整する。例えば、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ差圧センサ２０３により検出された差圧ＰＰに基づいてＥＧＲバルブ７の開度を調整する。これにより、吸気圧および排気圧の変動に起因する排気還流ガスＥＣＧの供給量の変動が抑制される。そのため、エンジン１から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）の量の低減効果がより高まる。

ＥＧＲ冷却器８は、ＥＧＲ経路２３に設けられ、ＥＧＲ経路２３を流れる排気還流ガスＥＣＧを冷却する。

スペーサ４００は、ＥＧＲ冷却器８と、ＥＧＲバルブ７と、の間におけるＥＧＲ経路２３に設けられ、ＥＧＲバルブ７、ＥＧＲ冷却器８、および排気ガス再循環装置３００の周辺部品などから受ける構造上の制約を抑える。スペーサ４００は、例えばステンレスや鉄等の耐熱性を有する金属で作られている。スペーサ４００の詳細については、後述する。

排気圧取得経路５００は、ＥＧＲ経路２３に設けられたスペーサ４００と、ＥＧＲ差圧センサ２０３と、に接続されている。排気圧取得経路５００は、流体を通す配管などであり、ＥＧＲ経路２３を流れる排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅをスペーサ４００から取り出してＥＧＲ差圧センサ２０３に伝える。

排気圧取得経路５００は、スペーサ４００に接続されている第１部分５０１と、第１部分５０１に接続されるとともにＥＧＲ差圧センサ２０３に接続されている第２部分５０２と、を有する。排気圧取得経路５００のうちの少なくともスペーサ４００に接続された第１部分５０１は、例えばステンレスや鉄等の耐熱性を有する金属で作られている。排気圧取得経路５００の残りの第２部分５０２は、可撓性を有する熱に強いエンジニアリングプラスチックやゴムなどの樹脂により作られている。

ＥＧＲ差圧センサ２０３は、排気圧取得経路５００と、吸気圧取得経路２３０と、に接続されている。吸気圧取得経路２３０は、流体を通す配管などであり、吸気マニホールド３と、圧力センサ２０１およびＥＧＲ差圧センサ２０３と、に接続されている。図１に表したように、吸気圧取得経路２３０は、吸気マニホールド３から圧力センサ２０１およびＥＧＲ差圧センサ２０３に向かって、圧力センサ２０１に接続された部分と、ＥＧＲ差圧センサ２０３に接続された部分と、に分岐している。吸気圧取得経路２３０は、吸気マニホールド３を流れる混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉを吸気マニホールド３から取り出して、圧力センサ２０１およびＥＧＲ差圧センサ２０３に伝える。混合吸気ＣＹＬは、インテークスロットルバルブ６を通過した吸気ＡＲと、ＥＧＲバルブ７を通過した排気還流ガスＥＣＧと、が互いに混合されたガスである。

ＥＧＲ差圧センサ２０３は、吸気マニホールド３内に設置された第１測圧部２１３における混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉと、ＥＧＲ経路２３内に設置された第２測圧部２２３における排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅと、の差圧ＰＰを検出して、ＥＣＵ１００に伝達する。本実施形態では、第１測圧部２１３は、第１気筒１１に接続された第１枝管３１と第２気筒１２に接続された第２枝管３２とに亘る領域Ｗ、例えば、第１気筒１１に接続された第１枝管３１と第２気筒１２に接続された第２枝管３２との間の位置ＰＳに設置されている。但し、第１測圧部２１３は、領域Ｗおよび位置ＰＳに設置されることに限定されるわけではない。第２測圧部２２３は、金属製のスペーサ４００内に設置されている。

ＥＧＲ差圧センサ２０３は、吸気圧取得経路２３０を通して取り出され伝わった第１測圧部２１３における混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉと、排気圧取得経路５００を通して取り出され伝わった第２測圧部２２３における排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅと、の差圧ＰＰを検出する。

また、本実施形態に係るエンジン１は、圧力センサ２０１と、温度センサ２０２と、を備える。本実施形態の圧力センサ２０１は、本発明の「圧力検出手段」の一例である。本実施形態の温度センサ２０２は、本発明の「温度検出手段」の一例である。

圧力センサ２０１は、吸気マニホールド３内に設置された第１測圧部２１３における混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉを検出して、ＥＣＵ１００に伝達する。具体的には、圧力センサ２０１は、吸気圧取得経路２３０を通して取り出され伝わった第１測圧部２１３における混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉを検出する。このように、ＥＧＲ差圧センサ２０３は、圧力センサ２０１により圧力Ｐｉを検出される混合吸気ＣＹＬと同じ位置にある混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉに基づいて差圧ＰＰを検出する。言い換えれば、圧力センサ２０１およびＥＧＲ差圧センサ２０３は、吸気マニホールド３内において互いに時間的に同期した第１測圧部２１３における混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉを検出する。

温度センサ２０２は、吸気マニホールド３内に設置され、吸気マニホールド３内の混合吸気ＣＹＬの温度Ｔｉを検出して、ＥＣＵ１００に伝達する。

本実施形態に係るエンジン１のＥＣＵ１００は、次に説明するようにして、吸気配管２０における吸気量ｍｆ_ａｉｒの測定結果が吸気配管２０の形状に依存することを抑え、吸気配管２０における吸気量ｍｆ_ａｉｒを安定的に測定することができる。なお、吸気量は、吸気配管を流れる空気（吸気）の流量であり、吸気流量やＭＡＦなどとも呼ばれる。

ＥＣＵ１００は、まず、圧力センサ２０１の検出する吸気マニホールド３内の混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉと、温度センサ２０２の検出する吸気マニホールド３内の混合吸気ＣＹＬの温度Ｔｉと、に基づいて、図１に示す第１気筒１１から第４気筒１４までのシリンダ内へ供給される混合吸気ＣＹＬの流量（吸気量ｍｆ_ｃｙｌ）を算出する。具体的には、ＥＣＵ１００は、気体の状態方程式を用いて、混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉと混合吸気ＣＹＬの温度Ｔｉとに基づいて混合吸気ＣＹＬの吸気量ｍｆ_ｃｙｌを算出する。

次に、ＥＣＵ１００は、混合吸気ＣＹＬの吸気量ｍｆ_ｃｙｌと、排気還流ガスＥＣＧの排気還流空気量ｍｆ_ｅｇｒと、に基づいて、図１に示す吸気配管２０を流れる吸気ＡＲの吸気量ｍｆ_ａｉｒを算出する。具体的には、ＥＣＵ１００は、前述の算出された吸気量ｍｆ_ｃｙｌと、ＥＧＲ経路２３を流れる排気還流ガスＥＣＧの排気還流空気量ｍｆ_ｅｇｒと、の差を演算することにより、図１に示す吸気配管２０を流れる吸気ＡＲの吸気量ｍｆ_ａｉｒを算出する。

排気還流空気量ｍｆ_ｅｇｒは、ＥＧＲバルブ７の開度と、差圧ＰＰ（混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉと排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅとの差圧）と、の関数として排気還流空気量テーブル（マップ）の形式でＥＣＵ１００のＲＯＭ等に予め記憶されている。ＥＣＵ１００は、演算を行うときに、ＥＧＲバルブ７の開度と、ＥＧＲ差圧センサ２０３により検出された差圧ＰＰと、に応じて、ＥＣＵ１００のＲＯＭ等に予め記憶された排気還流空気量テーブル（マップ）を読み込む。

このように、ＥＣＵ１００は、図１に示す圧力センサ２０１の検出する吸気マニホールド３内の混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉと、温度センサ２０２の検出する吸気マニホールド３内の混合吸気ＣＹＬの温度Ｔｉと、ＥＧＲ差圧センサ２０３により検出される差圧ＰＰ（混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉと排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅとの差圧）と、に基づいて、図１に示す吸気配管２０における新規な吸気ＡＲの吸気量ｍｆ_ａｉｒを演算することができる。

これにより、本実施形態に係るエンジン１のＥＣＵ１００は、吸気量ｍｆ_ａｉｒの測定結果が吸気配管２０の形状に依存することを抑え、吸気量ｍｆ_ａｉｒを安定的に測定することができる。
なお、前述した吸気量ｍｆ_ａｉｒの測定方法は、一例である。本実施形態に係るエンジン１の吸気量ｍｆ_ａｉｒの測定方法は、これだけに限定されるわけではない。

次に、本実施形態に係る排気ガス再循環装置３００の具体的な構造例を、図面を参照して説明する。
図２は、本実施形態に係る排気ガス再循環装置の具体的な構造例を示す斜視図である。
図３は、本実施形態のスペーサの構造例を示す断面図である。
なお、図３は、ＥＧＲ経路２３を流れる排気還流ガスＥＣＧの流れ方向に対して垂直な切断面Ａ－Ａ（図２参照）における断面図である。

図２に表したように、スペーサ４００は、ＥＧＲ冷却器８とＥＧＲバルブ７との間に取り付けられている。スペーサ４００は、ＥＧＲ経路２３において図２の矢印で示す排気還流ガスＥＣＧの流れ方向の途中に配置されている。より具体的には、スペーサ４００は、ＥＧＲ冷却器８の末端部８Ｍと、ＥＧＲバルブ７の始端部７Ｎと、の間に配置されている。スペーサ４００は、エンジン１の大型化を防ぐために、図２の矢印で示す排気還流ガスＥＣＧの流れ方向に関して、できる限り薄い肉厚（例えば１０ｍｍ程度の肉厚）になるように形成されている。

ところで、ＥＧＲ差圧センサ２０３が、スペーサ４００と排気圧取得経路５００とを用いて、ＥＧＲ冷却器８とＥＧＲバルブ７との間から取り出された排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅに基づいて差圧ＰＰを検出する理由のひとつは、ＥＧＲ冷却器８の劣化を検知できるようにするためである。例えば、ＥＧＲ冷却器８が少しでも粒子状物質により閉塞すると、ＥＧＲ冷却器８と、ＥＧＲ冷却器８よりも下流側に設けられたＥＧＲバルブ７と、の間にある排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅに基づいた差圧ＰＰが変化する。このため、排気圧取得経路５００が、ＥＧＲ冷却器８の下流側である末端部８Ｍと、ＥＧＲバルブ７の上流側である始端部７Ｎと、の間に設けられたスペーサ４００に接続されている。そして、ＥＧＲ差圧センサ２０３は、スペーサ４００内の第２測圧部２２３にある排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅに基づいて差圧ＰＰを検出する。

図３に表したように、排気圧取得経路５００の第１部分５０１は、スペーサ４００に接続される部分にオネジ部分５０３を有する。オネジ部分５０３がスペーサ４００のメネジ部分４０４にねじ構造で締結されることにより、排気圧取得経路５００の第１部分５０１は、スペーサ４００に接続される。また、図２に表したように、排気圧取得経路５００の第１部分５０１は、取付金具５２０を介してスペーサ４００に支持されている。取付金具５２０は、ボルト５２１がスペーサ４００のメネジ部分４０３に締結されることにより、スペーサ４００に固定され排気圧取得経路５００の第１部分５０１を支持する。取付金具５２０は、排気圧取得経路５００の第１部分５０１の位置がずれることを抑えるとともに、排気圧取得経路５００がエンジンの振動等によりスペーサ４００およびＥＧＲ差圧センサ２０３から外れることを抑える。

図３に表したように、オネジ部分５０３の座面が接触するスペーサ４００の取付面４０５と、取付金具５２０が載置されるスペーサ４００の載置面４０６と、は、互いにスペーサ４００の同じ側面（図３では左側面）に設けられている。これにより、作業者等は、排気圧取得経路５００をスペーサ４００に取り付ける作業と、取付金具５２０をスペーサ４００に取り付ける作業と、をエンジン１の外部の互いに同じ側から接近し行うことができる。より好ましくは、スペーサ４００の取付面４０５と、スペーサ４００の載置面４０６と、は、互いに同一平面上に存在する。これにより、スペーサ４００の取付面４０５と、スペーサ４００の載置面４０６と、を互いに同じ工程で機械加工を行うことができるとともに、スペーサ４００の構造の簡易化を図ることができる。

図３に表したように、スペーサ４００は、排気還流ガスＥＣＧを通す円形状のガス通し孔４０１と、ガス通し孔４０１を挟んでガス通し孔４０１の両側の位置に設けられた２つの取付用の孔４０２、４０２と、スペーサ４００内の第２測圧部２２３にある排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅを取り出すガス圧力取得孔４１０と、を有する。本実施形態のガス圧力取得孔４１０は、本発明の「孔」の一例である。

ガス通し孔４０１は、排気還流ガスＥＣＧを図３の紙面垂直方向に通す。また、例えば、図２に示すＥＧＲ冷却器８の末端部８Ｍに設けられた図示しない位置決めスタッドが孔４０２、４０２を通ることにより、スペーサ４００は、スタッドを用いて末端部８Ｍ側に位置決めされている。

ガス圧力取得孔４１０は、ＥＧＲ経路２３を流れる排気還流ガスＥＣＧの流れに対して交差する方向、例えば、垂直方向ＴＤにスペーサ４００を貫通して形成されている。図３に表したスペーサ４００の構造例では、ガス圧力取得孔４１０は、ＥＧＲ経路２３を流れる排気還流ガスＥＣＧの流れに対して垂直方向ＴＤに形成され、メネジ部分４０４を介してスペーサ４００を貫通している。本願明細書において、「ガス圧力取得孔４１０がスペーサ４００を貫通する」とは、ガス圧力取得孔４１０がメネジ部分４０４などの他の孔を介してガス通し孔４０１とスペーサ４００の外部とを連通させている状態を含むものとする。スペーサ４００内の第２測圧部２２３にある排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅは、ガス圧力取得孔４１０を通して取り出され、排気圧取得経路５００を通してＥＧＲ差圧センサ２０３に伝わる。言い換えれば、排気圧取得経路５００は、ガス圧力取得孔４１０を通して取り出された排気還流ガスＥＣＧの圧力ＰｅをＥＧＲ差圧センサ２０３に伝える。そして、ＥＧＲ差圧センサ２０３は、スペーサ４００のガス圧力取得孔４１０を通して取り出され排気圧取得経路５００により伝えられた第２測圧部２２３における排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅと、吸気圧取得経路２３０を通して取り出され伝わった第１測圧部２１３における混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉと、の差圧ＰＰを検出する。

なお、ガス圧力取得孔４１０の軸心の方向は、ＥＧＲ経路２３を流れる排気還流ガスＥＣＧの流れに対して垂直方向ＴＤに限定されるわけではない。ガス圧力取得孔４１０の軸心の方向は、ＥＧＲ経路２３を流れる排気還流ガスＥＣＧの流れに対して交差する方向であればよく、例えば、ＥＧＲ経路２３を流れる排気還流ガスＥＣＧの流れに逆らう方向の成分を有していてもよい。

図４は、本実施形態のＥＧＲクーラーベースの構造例を示す斜視図である。
図５は、図４に表した切断面Ｂ－Ｂにおける断面図である。
図６は、図４に表した切断面Ｃ－Ｃにおける断面図である。

ＥＧＲクーラーベース５５０は、シリンダヘッド２およびＥＧＲ冷却器８の始端部８Ｎに固定されており、ＥＧＲ冷却器８とＥＧＲバルブ７とスペーサ４００とを支持している。また、ＥＧＲクーラーベース５５０は、シリンダヘッド２から排出された排気還流ガスＥＣＧをＥＧＲ冷却器８へ導く内部流路を有する。図２の矢印で示す排気還流ガスＥＣＧは、ＥＧＲクーラーベース５５０、ＥＧＲ冷却器８およびスペーサ４００をこの順序に通り、ＥＧＲバルブ７へ送られる。具体的には、排気還流ガスＥＣＧは、シリンダヘッド２から排出された後、図４に表した矢印Ａ１１のようにＥＧＲクーラーベース５５０の第１開口部５５１から略水平方向にＥＧＲクーラーベース５５０の内部に入る。言い換えれば、ＥＧＲクーラーベース５５０の第１開口部５５１は、排気還流ガスＥＣＧを略水平方向にＥＧＲクーラーベース５５０の内部流路に導入する。矢印Ａ１１で示された略水平方向は、本発明の「第１水平方向」の一例である。その後、排気還流ガスＥＣＧは、ＥＧＲクーラーベース５５０の内部流路において、図４に表した矢印Ａ１２のように略鉛直方向に流れの方向を変換される。その後、排気還流ガスＥＣＧは、図４に表した矢印Ａ１３のように、略鉛直方向から略水平方向に流れの方向をさらに変換され、ＥＧＲクーラーベース５５０の第２開口部５５２から略水平方向にＥＧＲクーラーベース５５０の外部に排出され、ＥＧＲ冷却器８へ送られる。言い換えれば、ＥＧＲクーラーベース５５０の第２開口部５５２は、排気還流ガスＥＣＧを略水平方向にＥＧＲ冷却器８へ向かって排出する。矢印Ａ１３で示された略水平方向は、本発明の「第２水平方向」の一例である。例えば、図４に表した矢印Ａ１１の方向（第１水平方向）は、水平面内において図４に表した矢印Ａ１３の方向（第２水平方向）に対して略直交している。

ＥＧＲクーラーベース５５０については、スペーサ４００がＥＧＲバルブ７とＥＧＲ冷却器８との間に設けられていても、エンジン１の大型化を抑制するために、ＥＧＲクーラーベース５５０の薄型化が図られている。このとき、ＥＧＲクーラーベース５５０の薄型化の前後においてＥＧＲクーラーベース５５０の内部流路の断面積が変化することを抑え、ＥＧＲ経路２３を流れる排気還流ガスＥＣＧの流量、圧力および温度が変化することが抑えられている。言い換えれば、ＥＧＲクーラーベース５５０は、ＥＧＲバルブ７、ＥＧＲ冷却器８、および排気ガス再循環装置３００の周辺部品などから受ける構造上の制約を抑えつつ排気還流ガスＥＣＧの流体力学的な影響が生ずることを抑える内部流路を有する。例えば、図５に表したように、ＥＧＲクーラーベース５５０の内部流路の断面積のうち最も狭い第１内部流路５５３の断面積が、ＥＧＲクーラーベース５５０の薄型化の前後において同一に保たれている。本願明細書において「内部流路の断面積」とは、ＥＧＲクーラーベース５５０の内部流路を流れる排気還流ガスＥＣＧの流れに対して直交する流路断面の面積をいうものとする。これにより、ＥＧＲクーラーベース５５０の薄型化の前後において、第２測圧部２２３における排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅが変化することを抑えるとともに、ＥＧＲ差圧センサ２０３により検出される差圧ＰＰが変化することを抑えることができる。また、ＥＧＲクーラーベース５５０の薄型化の前後において、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気ガス再循環）の基本的性能が変化することを抑えることができる。

図５に表したように、ＥＧＲクーラーベース５５０の第１内部流路５５３は、ＥＧＲクーラーベース５５０の内部流路を流れる排気還流ガスＥＣＧの流れに対して直交する流路断面において、第１領域５５３ａと、第２領域５５３ｂと、を有する。本実施形態の第１内部流路５５３は、本発明の「内部流路」に含まれる。第１領域５５３ａは、第１内部流路５５３のうち相対的に第１開口部５５１に近い位置に配置された領域である。第１領域５５３ａは、第１内部流路５５３を流れる排気還流ガスＥＣＧの流れに対して直交する流路断面において略三角形を呈する。第２領域５５３ｂは、第１内部流路５５３のうち相対的に第１開口部５５１から遠い位置に配置された領域である。第２領域５５３ｂは、第１内部流路５５３を流れる排気還流ガスＥＣＧの流れに対して直交する流路断面において略四角形を呈する。このような第１内部流路５５３の形状により、第１開口部５５１からＥＧＲクーラーベース５５０の内部に進入した排気還流ガスＥＣＧは、第１内部流路５５３の第１領域５５３ａにおいて流速を高めつつ、第１内部流路５５３の第２領域５５３ｂにおいて比較的大流量で円滑に第２開口部５５２へ向かって流れることができる。

図６に表したように、ＥＧＲクーラーベース５５０の第２内部流路５５４は、第１内部流路５５３よりも排気還流ガスＥＣＧの流れの下流側に設けられ、排気還流ガスＥＣＧの流れの上流側において図５に表した第１内部流路５５３に接続されている。つまり、第１開口部５５１からＥＧＲクーラーベース５５０の内部に進入した排気還流ガスＥＣＧは、図５に表した第１内部流路５５３を流れた後に図６に表した第２内部流路５５４を流れる。第２内部流路５５４は、ＥＧＲクーラーベース５５０の内部流路を流れる排気還流ガスＥＣＧの流れに対して直交する流路断面において、第１領域５５４ａと、第２領域５５４ｂと、を有する。本実施形態の第２内部流路５５４は、本発明の「内部流路」に含まれる。第１領域５５４ａは、第２内部流路５５４のうち相対的に第１開口部５５１に近い位置に配置された領域である。第２領域５５４ｂは、第２内部流路５５４のうち相対的に第１開口部５５１から遠い位置に配置された領域である。第１領域５５４ａおよび第２領域５５４ｂのそれぞれは、第２内部流路５５４を流れる排気還流ガスＥＣＧの流れに対して直交する流路断面において略四角形を呈する。このような第２内部流路５５４の形状により、流速を高めつつ比較的大流量で円滑に第１内部流路５５３を通過した排気還流ガスＥＣＧは、第２内部流路５５４の第１領域５５４ａおよび第２領域５５４ｂにおいて比較的大流量で円滑に第２開口部５５２に向かって流れることができる。そして、排気還流ガスＥＣＧは、流れの方向を第１開口部５５１における進入方向（矢印Ａ１１参照）から第２開口部５５２における排出方向（矢印Ａ１３参照）へより円滑に変換された状態でＥＧＲ冷却器８へ導かれる。

このように、ＥＧＲクーラーベース５５０は、ＥＧＲクーラーベース５５０の内部に進入した排気還流ガスＥＣＧの流速を高めつつ、排気還流ガスＥＣＧを比較的大流量で円滑にＥＧＲ冷却器８へ導くことができる。このとき、図２および図４～図６に表したように、ＥＧＲクーラーベース５５０は、第１開口部５５１から略水平方向（図４に表した矢印Ａ１１参照）にＥＧＲクーラーベース５５０の内部に進入した排気還流ガスＥＣＧの流れの方向を略鉛直方向（図４に表した矢印Ａ１２参照）に変換し、さらに、略水平方向（図４に表した矢印Ａ１３参照）に変換して、第２開口部５５２から排気還流ガスＥＣＧを排出する。前述したように、例えば、図４に表した矢印Ａ１１の方向は、水平面内において図４に表した矢印Ａ１３に対して略直交している。これにより、ＥＧＲクーラーベース５５０は、エンジン１の大型化を抑制するために薄型化を図りつつ、排気還流ガスＥＣＧの流速を高めるとともに排気還流ガスＥＣＧを比較的大流量で円滑にＥＧＲ冷却器８へ導き、ＥＧＲ（排気ガス再循環）の基本的性能が変化することを抑えることができる。

ここで、ＥＧＲクーラーベースは、ＥＧＲバルブ７、ＥＧＲ冷却器８、および排気ガス再循環装置３００の周辺部品などから構造上の制約を受けることがある。すなわち、ＥＧＲバルブ７、ＥＧＲ冷却器８、および排気ガス再循環装置３００の周辺部品の互いの配置関係あるいは互いのクリアランス確保などを考慮すると、ＥＧＲバルブ７およびＥＧＲ冷却器８の位置を変更する必要性が生じたり、あるいは任意部品（本実施形態では例えばスペーサ４００）を追加する必要性が生じることに伴ってＥＧＲバルブ７およびＥＧＲ冷却器８の位置を変更する必要性が生じたりすることがある。そうすると、クーラーベースの位置を変更する必要性が生ずることがある。しかし、クーラーベースの位置を変更すると、エンジンが大型化するおそれがある。

そこで、クーラーベースを小型化あるいは薄型化することが一策として挙げられる。しかし、クーラーベースは排気還流ガスが流れる流路を内部に有するため、クーラーベースを小型化あるいは薄型化すると、クーラーベースの内部流路を流れる排気還流ガスの流体力学的な影響が生ずるおそれがある。クーラーベースの内部流路を流れる排気還流ガスの流体力学的な影響が生ずると、排気ガス再循環の基本的性能が変化するおそれがある。

これに対して、本実施形態に係る排気ガス再循環装置３００およびエンジン１によれば、ＥＧＲクーラーベース５５０の内部流路は、ＥＧＲクーラーベース５５０がＥＧＲ冷却器８およびＥＧＲバルブ７から受ける構造上の制約を抑えつつ、排気還流ガスＥＣＧの流体力学的な影響が生ずることを抑える。これにより、ＥＧＲ冷却器８およびＥＧＲバルブ７の位置を変更する必要性が生じたり、任意部品（本実施形態では例えばスペーサ４００）を追加する必要性が生じることに伴ってＥＧＲ冷却器８およびＥＧＲバルブ７の位置を変更する必要性が生じたりする場合であっても、ＥＧＲクーラーベース５５０の内部流路は、ＥＧＲクーラーベース５５０がＥＧＲ冷却器８およびＥＧＲバルブ７から受ける構造上の制約を抑えることができる。また、ＥＧＲクーラーベース５５０の内部流路を流れる排気還流ガスＥＣＧの流体力学的な影響が生ずることをＥＧＲクーラーベース５５０の内部流路が抑えるため、排気ガス再循環の基本的性能が変化することを抑えることができる。

また、ＥＧＲクーラーベース５５０の内部流路の断面積のうち最も狭い第１内部流路５５３の断面積がＥＧＲ冷却器８およびＥＧＲバルブ７の位置にかかわらず一定に保たれる。そのため、例えばＥＧＲ冷却器８およびＥＧＲバルブ７の位置の変更に伴い、ＥＧＲクーラーベース５５０の薄型化あるいは小型化が図られ、ＥＧＲクーラーベース５５０の構造が変更された場合であっても、ＥＧＲクーラーベース５５０の内部流路を流れる排気還流ガスＥＣＧの流体力学的な影響が生ずることを抑えることができる。これにより、排気ガス再循環の基本的性能が変化することをより確実に抑えることができる。

また、本実施形態に係る排気ガス再循環装置３００およびエンジン１によれば、スペーサ４００が、排気還流ガスＥＣＧを冷却するＥＧＲ冷却器８と、排気還流ガスＥＣＧの流量を調整するＥＧＲバルブ７と、の間におけるＥＧＲ経路２３に設けられており、ＥＧＲバルブ７およびＥＧＲ冷却器８ならびに排気ガス再循環装置３００の周辺部品から受ける構造上の制約を抑える。また、排気圧取得経路５００が、スペーサ４００に接続されており、スペーサ４００から排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅを取り出す。そして、ＥＧＲ差圧センサ２０３が、排気圧取得経路５００に接続されており、排気圧取得経路５００を通して取り出された排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅと、吸気系にある混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉと、の差圧ＰＰを検出する。そのため、排気圧取得経路５００は、スペーサ４００に接続されることにより、ＥＧＲ冷却器８およびＥＧＲバルブ７ならびに排気ガス再循環装置３００の周辺部品から構造上の制約をほとんど受けることがない。このように、本実施形態に係る排気ガス再循環装置３００およびエンジン１は、ＥＧＲ冷却器８およびＥＧＲバルブ７ならびに排気ガス再循環装置３００の周辺部品から構造上の制約を受けることを抑え、排気圧取得経路５００を容易に設置することができる。また、ＥＧＲ冷却器８およびＥＧＲバルブ７ならびに排気ガス再循環装置３００の周辺部品の構造を変更しなくとも、スペーサ４００の構造を変更することにより、種々の形状の排気圧取得経路５００をスペーサ４００に容易に接続することができる。つまり、ＥＧＲ冷却器８およびＥＧＲバルブ７ならびに排気ガス再循環装置３００の周辺部品の構造を変更しなくとも、スペーサ４００の構造を変更することにより、種々の形状の排気圧取得経路５００に柔軟に対応することができる。

また、スペーサ４００のガス圧力取得孔４１０が、ＥＧＲ経路２３を流れる排気還流ガスＥＣＧの流れに対して交差する方向に貫通して形成されている。そのため、スペーサ４００のガス圧力取得孔４１０が排気還流ガスＥＣＧに含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）により閉塞することを抑えることができる。これにより、ＥＧＲ差圧センサ２０３は、排気還流ガスＥＣＧの圧力（静圧）Ｐｅをより確実に取得し、排気還流ガスＥＣＧの圧力（静圧）Ｐｅと、吸気系にある混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉと、の差圧ＰＰをより高い精度で検出することができる。

また、排気圧取得経路５００のうちの少なくともスペーサ４００に接続された第１部分５０１は、金属製である。そのため、排気圧取得経路５００のうちの少なくともスペーサ４００に接続された第１部分５０１が、ＥＧＲ経路２３を流れる排気還流ガスＥＣＧの熱により劣化したり硬化したりすることを抑えることができる。これにより、排気圧取得経路５００のうちのスペーサ４００に接続された第１部分５０１と、スペーサ４００と、の間に隙間が生ずることを抑え、排気圧取得経路５００の外部の空気が排気圧取得経路５００の内部に進入することを抑えることができる。これにより、ＥＧＲ差圧センサ２０３は、排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅと混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉとの差圧ＰＰをより高い精度で検出することができる。また、排気圧取得経路５００のうちのスペーサ４００に接続された第１部分５０１が金属製であるため、排気圧取得経路５００をねじ構造を用いてスペーサ４００に締結することができる。これにより、排気圧取得経路５００がスペーサ４００から外れることを抑え、スペーサ４００に対する排気圧取得経路５００の位置決めを容易に行うことができる。

さらに、排気圧取得経路５００のうちの少なくともＥＧＲ差圧センサ２０３に接続された第２部分５０２は、可撓性を有する樹脂製である。そのため、排気圧取得経路５００のうちの少なくともスペーサ４００に接続された第１部分５０１が金属製であっても、排気圧取得経路５００のうちの少なくともＥＧＲ差圧センサ２０３に接続された第２部分５０２は、ＥＧＲ差圧センサ２０３の位置に柔軟に対応して、ＥＧＲ差圧センサ２０３に対して容易に接続可能とされている。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。上記実施形態の構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせたりすることができる。

１：エンジン、２：シリンダヘッド、３：吸気マニホールド、４：排気マニホールド、４Ｂ：排気通路、５：ターボチャージャ、５Ｂ：ブロア、５Ｔ：タービン、６：インテークスロットルバルブ、７：ＥＧＲバルブ、７Ｎ：始端部、８：ＥＧＲ冷却器、８Ｍ：末端部、８Ｎ：始端部、１１：第１気筒、１２：第２気筒、１３：第３気筒、１４：第４気筒、１５：燃料噴射弁、１６：コモンレール、２０：吸気配管、２１：吸気通路、２２：インレットフランジ、２３：ＥＧＲ経路、２３Ｍ：始端部、２３Ｎ：末端部、３１：第１枝管、３２：第２枝管、３３：第３枝管、３４：第４枝管、３５：本管、１００：ＥＣＵ、２０１：圧力センサ、２０２：温度センサ、２０３：ＥＧＲ差圧センサ、２１３：第１測圧部、２２３：第２測圧部、２３０：吸気圧取得経路、３００：排気ガス再循環装置、３５１：始端部、４００：スペーサ、４０１：ガス通し孔、４０２：孔、４０３、４０４：メネジ部分、４０５：取付面、４０６：載置面、４１０：ガス圧力取得孔、５００：排気圧取得経路、５０１：第１部分、５０２：第２部分、５０３：オネジ部分、５２０：取付金具、５２１：ボルト、５５０：ＥＧＲクーラーベース、５５１：第１開口部、５５２：第２開口部、５５３：第１内部流路、５５３ａ：第１領域、５５３ｂ：第２領域、５５４：第２内部流路、５５４ａ：第１領域、５５４ｂ：第２領域、ＡＲ：吸気、ＣＹＬ：混合吸気、ＥＣＧ：排気還流ガス、ＥＧ：排気ガス、ＰＰ：差圧、Ｐｅ、Ｐｉ：圧力、ＴＤ：垂直方向、Ｔｉ：温度、Ｗ：領域、ｍｆ_ａｉｒ、ｍｆ_ｃｙｌ：吸気量、ｍｆ_ｅｇｒ：排気還流空気量

Claims

エンジンの排気系を流れる排気の一部を排気還流ガスとして前記エンジンの吸気系に還流する排気ガス再循環装置であって、
前記排気還流ガスを前記吸気系に還流する排気還流経路と、
前記排気還流経路に設けられ前記排気還流経路を流れる前記排気還流ガスを冷却する冷却手段と、
前記排気還流経路に設けられ前記排気還流経路を流れる前記排気還流ガスの流量を調整する流量調整手段と、
前記エンジンのシリンダヘッドおよび前記冷却手段に固定され前記冷却手段を支持するとともに前記シリンダヘッドから排出された前記排気還流ガスを前記冷却手段へ導く内部流路を有するクーラーベースと、
を備え、
前記クーラーベースは、
前記排気還流ガスを前記内部流路に導入する第１開口部と、
前記第１開口部から取り入れられ前記内部流路を流れた前記排気還流ガスを前記冷却手段へ向かって排出する第２開口部と、
を有し、
前記内部流路は、
第１内部流路と、
前記第１内部流路よりも前記排気還流ガスの流れの下流側に設けられた第２内部流路と、
を有し、
前記第１内部流路は、
前記内部流路を流れる前記排気還流ガスの流れに対して直交する流路断面において相対的に前記第１開口部に近い位置に配置され略三角形を呈する第１領域と、
前記流路断面において相対的に前記第１開口部から遠い位置に配置され略四角形を呈する第２領域と、
を有し、
前記第２内部流路は、
前記流路断面において相対的に前記第１開口部に近い位置に配置され略四角形を呈する第１領域と、
前記流路断面において相対的に前記第１開口部から遠い位置に配置され略四角形を呈する第２領域と、
を有することを特徴とする排気ガス再循環装置。
前記内部流路を流れる前記排気還流ガスの流れに対して直交する前記内部流路の断面積のうち最も狭い断面積は、前記冷却手段および前記流量調整手段の位置にかかわらず一定に保たれることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス再循環装置。
前記内部流路は、前記第１開口部から第１水平方向に導入された前記排気還流ガスの流れ方向を鉛直方向に変換し、前記流れ方向を前記鉛直方向に変換された前記排気還流ガスの流れ方向を前記第１水平方向とは異なる第２水平方向にさらに変換し、前記第２開口部から前記排気還流ガスを排出させることを特徴とする請求項１または２に記載の排気ガス再循環装置。
前記冷却手段と前記流量調整手段との間における前記排気還流経路に設けられ前記冷却手段および前記流量調整手段から受ける構造上の制約を抑えるスペーサと、
前記スペーサに接続され前記スペーサから前記排気還流ガスの圧力を取り出す排気圧取得経路と、
前記排気圧取得経路に接続され、前記排気圧取得経路を通して取り出された前記排気還流ガスの圧力と前記吸気系にある吸気の圧力との差圧を検出する差圧検出手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の排気ガス再循環装置。
前記スペーサは、前記排気還流経路を流れる前記排気還流ガスの流れに対して交差する方向に貫通して形成された孔を有し、
前記差圧検出手段は、前記スペーサの前記孔を通して取り出された前記排気還流ガスの圧力と前記吸気系にある前記吸気の圧力との差圧を検出することを特徴とする請求項４に記載の排気ガス再循環装置。
前記排気圧取得経路のうちの少なくとも前記スペーサに接続された部分は、金属製であることを特徴とする請求項４または５に記載の排気ガス再循環装置。
前記排気圧取得経路のうちの少なくとも前記差圧検出手段に接続された部分は、可撓性を有する樹脂製であることを特徴とする請求項６に記載の排気ガス再循環装置。
排気系を流れる排気の一部を排気還流ガスとして吸気系に還流する排気ガス再循環装置を備えたエンジンであって、
前記排気ガス再循環装置は、
前記排気還流ガスを前記吸気系に還流する排気還流経路と、
前記排気還流経路に設けられ前記排気還流経路を流れる前記排気還流ガスを冷却する冷却手段と、
前記排気還流経路に設けられ前記排気還流経路を流れる前記排気還流ガスの流量を調整する流量調整手段と、
エンジンのシリンダヘッドおよび前記冷却手段に固定され前記冷却手段を支持するとともに前記シリンダヘッドから排出された前記排気還流ガスを前記冷却手段へ導く内部流路を有するクーラーベースと、
を備え、
前記クーラーベースは、
前記排気還流ガスを前記内部流路に導入する第１開口部と、
前記第１開口部から取り入れられ前記内部流路を流れた前記排気還流ガスを前記冷却手段へ向かって排出する第２開口部と、
を有し、
前記内部流路は、
第１内部流路と、
前記第１内部流路よりも前記排気還流ガスの流れの下流側に設けられた第２内部流路と、
を有し、
前記第１内部流路は、
前記内部流路を流れる前記排気還流ガスの流れに対して直交する流路断面において相対的に前記第１開口部に近い位置に配置され略三角形を呈する第１領域と、
前記流路断面において相対的に前記第１開口部から遠い位置に配置され略四角形を呈する第２領域と、
を有し、
前記第２内部流路は、
前記流路断面において相対的に前記第１開口部に近い位置に配置され略四角形を呈する第１領域と、
前記流路断面において相対的に前記第１開口部から遠い位置に配置され略四角形を呈する第２領域と、
を有することを特徴とするエンジン。