特開 2024-84579 エンジンシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024084579

(43)【公開日】2024-06-25

(54)【発明の名称】エンジンシステム

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/19 20160101AFI20240618BHJP

   F02M 35/10 20060101ALI20240618BHJP

   F02M 35/12 20060101ALI20240618BHJP

   F02M 33/00 20060101ALI20240618BHJP

【ＦＩ】

F02M26/19

F02M35/10 301G

F02M35/10 311E

F02M35/10 311Z

F02M35/12 B

F02M33/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022198919

(22)【出願日】2022-12-13

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木村 翔平

【テーマコード（参考）】

3G062

【Ｆターム（参考）】

3G062ED04

(57)【要約】

【課題】燃料蒸発ガスの吸着材を用いて、吸気と再循環された排気ガスとの混合性を向上すること。
【解決手段】エンジンシステムは、エンジンと、エンジンに接続される吸気管と、エンジンに接続される排気管と、吸気管に設けられるスロットルバルブと、排気管を吸気管に接続し、排気ガスの一部を吸気管に再循環させるＥＧＲ配管であって、吸気の流れにおいて、スロットルバルブの上流の位置で吸気管に接続される、ＥＧＲ配管と、スロットルバルブとＥＧＲ配管との間の位置において、吸気管の内部に配置され、エンジンからの燃料蒸発ガスを吸着する吸着材と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、
前記エンジンに接続される吸気管と、
前記エンジンに接続される排気管と、
前記吸気管に設けられるスロットルバルブと、
前記排気管を前記吸気管に接続し、排気ガスの一部を前記吸気管に再循環させるＥＧＲ配管であって、吸気の流れにおいて、前記スロットルバルブの上流の位置で前記吸気管に接続される、ＥＧＲ配管と、
前記スロットルバルブと前記ＥＧＲ配管との間の位置において、前記吸気管の内部に配置され、前記エンジンからの燃料蒸発ガスを吸着する吸着材と、
を備える、エンジンシステム。

【請求項2】

前記エンジンシステムは、前記スロットルバルブと前記ＥＧＲ配管との間の前記位置において、前記吸気管の内部に配置されるレゾネータを備え、
前記吸着材は、前記レゾネータの内部に配置される、請求項１に記載のエンジンシステム。

【請求項3】

前記吸気の流れにおいて、前記ＥＧＲ配管の上流に配置されるエアクリーナと、
前記エアクリーナと前記ＥＧＲ配管との間の位置において、前記吸気管の内部に配置されるエアフローセンサと、
を備える、請求項１または２に記載のエンジンシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、車両は、燃料蒸発ガスが周囲環境に放出されるのを防止するために、吸着材を含むキャニスタを備える（例えば、特許文献１，２を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－１９４５７０号公報

【特許文献2】特開平８－４９３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

また、車両は、燃費抑制等の目的のために、排気ガスの一部を吸気管に再循環するための配管を備える場合がある。これは、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）と称される。より良いＥＧＲのためには、吸気と再循環された排気ガスとの混合性を向上することが望ましい。

【0005】

本発明は、燃料蒸発ガスの吸着材を用いて、吸気と再循環された排気ガスとの混合性を向上することができる、エンジンシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係るエンジンシステムは、
エンジンと、
前記エンジンに接続される吸気管と、
前記エンジンに接続される排気管と、
前記吸気管に設けられるスロットルバルブと、
前記排気管を前記吸気管に接続し、排気ガスの一部を前記吸気管に再循環させるＥＧＲ配管であって、吸気の流れにおいて、前記スロットルバルブの上流の位置で前記吸気管に接続される、ＥＧＲ配管と、
前記スロットルバルブと前記ＥＧＲ配管との間の位置において、前記吸気管の内部に配置され、前記エンジンからの燃料蒸発ガスを吸着する吸着材と、
を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、燃料蒸発ガスの吸着材を用いて、吸気と再循環された排気ガスとの混合性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係るエンジンシステムを示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す具体的な寸法、材料および数値等は、理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、明細書および図面において、実質的に同一の機能および構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0010】

図１は、本発明の一実施形態に係るエンジンシステム１００を示す概略図である。エンジンシステム１００は、本開示において、単に「システム」とも称され得る。システム１００は、例えば、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）、ガソリン自動車、または、ディーゼル自動車等、エンジンを備える車両５００に適用される。本実施形態では、車両５００は、ガソリン自動車である。システム１００は、エンジン１０を備える。

【0011】

エンジン１０は、シリンダ１１と、ピストン１２と、を含む。ピストン１２は、シリンダ１１内を往復移動する。シリンダ１１およびピストン１２は、燃焼室１３を画定する。ピストン１２は、コネクティングロッド１４によってクランクシャフト１５に接続される。

【0012】

上記のようなエンジン１０では、燃焼室１３において、空気および燃料（ガソリン）の混合気が燃焼し、これによって、ピストン１２がシリンダ１１内を往復移動する。ピストン１２の直線運動が、コネクティングロッド１４によってクランクシャフト１５に伝達され、クランクシャフト１５の回転運動に変換される。燃焼によって生じる排気ガスは、排気口１７から排気管３に排出される。なお、より良い理解のために、図１ではシリンダ１１およびピストン１２の１つの組のみが示されるが、エンジン１０は、シリンダ１１およびピストン１２の複数の組を含むことができる。

【0013】

エンジン１０は、吸気口１６と、排気口１７と、を含む。吸気口１６は、不図示の吸気マニホールドを介して吸気管２に接続され、排気口１７は、不図示の排気マニホールドを介して排気管３に接続される。吸気口１６には、吸気バルブ１６ａが設けられ、排気口１７には、排気バルブ１７ａが設けられる。吸気バルブ１６ａおよび排気バルブ１７ａの各々の動作は、例えば、不図示のカムシャフトによって制御される。カムシャフトは、例えばチェーン等を介してクランクシャフト１５によって回転される。

【0014】

エンジン１０は、燃料のインジェクタ１８を含む。インジェクタ１８は、燃焼室１３に対向するように配置され、燃焼室１３内に燃料を噴射する（いわゆる、直接噴射）。他の実施形態では、エンジン１０は、予混合エンジンであってもよい。インジェクタ１８の動作は、不図示のＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって制御される。

【0015】

インジェクタ１８は、燃料タンクＴに接続される。インジェクタ１８と燃料タンクＴとの間の配管には、ポンプＰが設けられる。また、燃料タンクＴには、燃料タンクＴからの燃料蒸発ガスを吸着するために、キャニスタＣが接続される。キャニスタＣによって、燃料タンクＴからの燃料蒸発ガスが周囲環境に放出されることが防止される。キャニスタＣは、例えば活性炭等の吸着材を含む。図１には示されないが、キャニスタＣは、吸気管２に接続されてもよく、吸着された燃料は、吸気管２内に噴射されてもよい。

【0016】

エンジン１０は、点火プラグ１９を含む。点火プラグ１９は、燃焼室１３に対向するように配置され、燃焼室１３において空気および燃料の混合気を着火する。点火プラグ１９の動作は、ＥＣＵによって制御される。

【0017】

吸気管２には、スロットルバルブ２１が設けられる。スロットルバルブ２１は、吸気の流量を調整する。スロットルバルブ２１の動作は、ＥＣＵによって制御される。

【0018】

排気管３は、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）配管４によって、吸気管２に接続される。ＥＧＲ配管４は、排気管３中の排気ガスの一部を、吸気管２に再循環する。本開示では、ＥＧＲ配管４は、吸気の流れにおいて、スロットルバルブ２１の上流の第１の位置Ｐ１で吸気管２に接続される。

【0019】

ＥＧＲ配管４には、ＥＧＲバルブ４１が設けられる。ＥＧＲバルブ４１は、ＥＧＲ配管４を流れる排気ガスの流量を調整する。ＥＧＲバルブ４１の動作は、ＥＣＵによって制御される。

【0020】

吸気の流れにおいて、ＥＧＲ配管４が接続される第１の位置Ｐ１の上流には、エアクリーナ２２が配置される。エアクリーナ２２は、吸気管２内に配置される、または、吸気管２に取り付けられる。エアクリーナ２２は、吸気から不純物を除去する。

【0021】

吸気管２の内部には、レゾネータ２３が配置される。レゾネータ２３は、吸気管２において、スロットルバルブ２１とＥＧＲ配管４が接続される第１の位置Ｐ１との間の第２の位置Ｐ２に配置される。すなわち、レゾネータ２３は、吸気の流れにおいて、スロットルバルブ２１の上流、かつ、ＥＧＲ配管４の接続位置Ｐ１の下流に位置する。レゾネータ２３は、空気が外部から吸気管２内に吸引されるときに発生する騒音を低減する。

【0022】

本開示では、レゾネータ２３の内部に吸着材２４が配置される。すなわち、吸着材２４は、スロットルバルブ２１とＥＧＲ配管４が接続される第１の位置Ｐ１との間の第２の位置Ｐ２において、吸気管２の内部に配置される。さらに言い換えると、吸着材２４は、吸気の流れにおいて、スロットルバルブ２１の上流、かつ、ＥＧＲ配管４の下流に位置する。吸着材２４は、燃料蒸発ガス、特に、エンジン１０からの燃料蒸発ガスを吸着する。例えば、吸着材２４は、活性炭であってもよい。例えば、エンジン１０からの燃料蒸発ガスが少量である場合には、吸着材２４は交換無しに使用されてもよい。

【0023】

吸気管２の内部には、エアフローセンサ２５が配置される。エアフローセンサ２５は、吸気管２において、エアクリーナ２２と、ＥＧＲ配管４が接続される第１の位置Ｐ１と、の間の第３の位置Ｐ３に配置される。すなわち、エアフローセンサ２５は、吸気の流れにおいて、ＥＧＲ配管４および吸着材２４（レゾネータ２３）の上流、かつ、エアクリーナ２２の下流に位置する。エアフローセンサ２５は、吸気管２を流れる吸気の流量を測定する。エアフローセンサ２５は、測定データをＥＣＵに送信する。

【0024】

上記のようなシステム１００では、インジェクタ１８から噴射された燃料の一部が、燃料蒸発ガスとして、吸気口１６から吸気管２に逆流し得る。しかしながら、システム１００は、吸気管２の内部に吸着材２４を備える。したがって、エンジン１０からの燃料蒸発ガスは、吸気管２内の吸着材２４によって吸着される。よって、エンジン１０からの燃料蒸発ガスが、周囲環境に放出されることを防止することができる。

【0025】

また、吸着材２４は、吸気管２において、ＥＧＲ配管４の下流に配置される。したがって、吸気および排気ガスの双方が、吸気口１６に到達する前に、吸着材２４を通過する。よって、吸気の流れ、および、排気ガスの流れの双方が、吸着材２４によって攪拌される。このため、吸気口１６に到達する前に、吸気および排気ガスが良く混合される。

【0026】

また、ＥＧＲ配管４の接続位置Ｐ１と吸気口１６との間には、スロットルバルブ２１および吸着材２４が配置される。したがって、例えば、ＥＧＲ配管４がスロットルバルブ２１の下流の位置で吸気管２に接続される場合に比して、ＥＧＲ配管４から吸気口１６までの流路の長さが増加する。よって、吸気口１６に到達する前に、吸気および排気ガスの混合時間が増加する。

【0027】

さらに、エアフローセンサ２５は、吸気の流れにおいて、ＥＧＲ配管４の接続位置Ｐ１の上流、すなわち、吸着材２４の上流に配置される。したがって、エアフローセンサ２５は、吸気の流れが吸着材２４によって攪拌される前に、吸気の流量を測定することができる。このため、エアフローセンサ２５は、吸気の流量を正確に測定することができる。

【0028】

以上、本実施形態に係るシステム１００は、エンジン１０と、エンジン１０に接続される吸気管２と、エンジン１０に接続される排気管３と、吸気管２に設けられるスロットルバルブ２１と、排気管３を吸気管２に接続し、排気ガスの一部を吸気管２に再循環させるＥＧＲ配管４であって、吸気の流れにおいて、スロットルバルブ２１の上流の位置Ｐ１で吸気管２に接続される、ＥＧＲ配管４と、スロットルバルブ２１とＥＧＲ配管４との間の位置Ｐ２において、吸気管２の内部に配置され、エンジン１０からの燃料蒸発ガスを吸着する吸着材２４と、を備える。このような構成によれば、吸着材２４は、吸気管２において、ＥＧＲ配管４の下流に配置される。したがって、吸気および排気ガスの双方が、吸気口１６に到達する前に、吸着材２４を通過する。よって、吸気の流れおよび排気ガスの流れの双方が、吸着材２４によって攪拌されるため、吸気口１６に到達する前に、吸気および排気ガスが良く混合される。このため、吸気と排気ガスとの混合性を向上することができる。また、このような構成によれば、ＥＧＲ配管４と吸気口１６との間には、スロットルバルブ２１および吸着材２４が配置される。したがって、例えば、ＥＧＲ配管４がスロットルバルブ２１の下流の位置で吸気管２に接続される場合に比して、ＥＧＲ配管４から吸気口１６までの流路の長さが増加する。よって、吸気口１６に到達する前に、吸気および排気ガスの混合時間が増加する。このことも、吸気と排気ガスとの混合性の向上に貢献する。

【0029】

また、システム１００は、スロットルバルブ２１とＥＧＲ配管４との間の位置Ｐ２において、吸気管２の内部に配置されるレゾネータ２３を備え、吸着材２４は、レゾネータ２３の内部に配置される。このような構成によれば、吸気管２において、吸着材２４を設けるためのスペースを省略することができる。これは、システム１００の小型化に貢献する。

【0030】

また、システム１００は、吸気の流れにおいて、ＥＧＲ配管４の上流に配置されるエアクリーナ２２と、エアクリーナ２２とＥＧＲ配管４との間の位置Ｐ３において、吸気管２の内部に配置されるエアフローセンサ２５と、を備える。このような構成によれば、エアフローセンサ２５は、吸気の流れにおいて、ＥＧＲ配管４の上流、すなわち、吸着材２４の上流に配置される。したがって、エアフローセンサ２５は、吸気の流れが吸着材２４によって攪拌される前に、吸気の流量を測定することができる。このため、エアフローセンサ２５は、吸気の流量を正確に測定することができる。

【0031】

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0032】

例えば、上記の実施形態では、吸着材２４は、レゾネータ２３の内部に配置される。他の実施形態では、吸着材２４は、レゾネータ２３の内部に配置されなくてもよく、システム１００は、吸着材２４を収容するために、レゾネータ２３とは別個のキャニスタを吸気管２の内部に備えてもよい。

【符号の説明】

【0033】

２ 吸気管
３ 排気管
４ ＥＧＲ配管
１０ エンジン
２１ スロットルバルブ
２２ エアクリーナ
２３ レゾネータ
２４ 吸着材
２５ エアフローセンサ
１００ エンジンシステム
Ｐ１ 吸気管へのＥＧＲ配管の接続位置
Ｐ２ 吸着材の位置
Ｐ３ エアフローセンサの位置

【図1】