(57)【要約】  本発明はディーゼルシステムの排気路へディーゼル燃料を供給する調量構造体（３０）に関する。本発明によれば、調量構造体は、電気的に駆動され、ディーゼル燃料の供給を受ける制御弁（３１）と、当該の制御弁からディーゼル燃料を受け取って排気路へ送出する調量弁（３２）と、当該の制御弁と当該の調量弁とのあいだを空間的に分離しかつ液圧式に結合する延長管（４８）とを有しており、当該の制御弁からのディーゼル燃料は当該の延長管を通って当該の調量弁へ送出される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルシステムの排気路へディーゼル燃料を供給する
調量構造体において、
当該の調量構造体は、
電気的に駆動され、ディーゼル燃料の供給を受ける制御弁と、
該制御弁からディーゼル燃料を受け取って排気路へ送出する調量弁と、
該制御弁と該調量弁とのあいだを空間的に分離しかつ液圧式に結合する延長管と
を有しており、
前記制御弁からのディーゼル燃料が前記延長管を通って前記調量弁へ送出される
ことを特徴とする調量構造体。
【請求項２】
前記制御弁は燃料インジェクタである、請求項１記載の調量構造体。
【請求項３】
前記調量弁はポペット弁である、請求項１記載の調量構造体。
【請求項４】
前記ポペット弁は全体が金属から成る、請求項３記載の調量構造体。
【請求項５】
前記ポペット弁は排気マニホールドに結合されている、請求項４記載の調量構造体。
【請求項６】
前記ポペット弁は前記排気マニホールドへのはめ込みのためのねじ山を有する、請求項５記載の調量構造体。
【請求項７】
前記延長管は金属管である、請求項１記載の調量構造体。
【請求項８】
前記延長管は可撓性の管である、請求項１記載の調量構造体。
【請求項９】
前記可撓性の管はファイバガラスの編組によって形成されたテフロンホースである、請求項８記載の調量構造体。
【請求項１０】
前記制御弁の駆動を電子制御する制御ユニットが設けられている、請求項１記載の調量構造体。
【請求項１１】
前記ポペット弁は開放位置でバルブボディから外側へ延びるバルブメンバを有している、請求項３記載の調量構造体。
【請求項１２】
ディーゼル機関の排気路へディーゼル燃料を供給する
調量構造体において、
当該の調量構造体は、
ディーゼル燃料を排気路へ送出する調量弁と、
該調量弁への燃料供給を制御する制御手段と、
該調量弁と該制御手段とのあいだを空間的に分離しかつ液圧式に結合する結合手段と
を有しており、
前記制御手段からのディーゼル燃料が前記結合手段を介して前記調量弁へ送出される
ことを特徴とする調量構造体。
【請求項１３】
前記制御手段は燃料インジェクタである、請求項１２記載の調量構造体。
【請求項１４】
前記調量弁はポペット弁である、請求項１２記載の調量構造体。
【請求項１５】
前記ポペット弁は全体が金属から成る、請求項１４記載の調量構造体。
【請求項１６】
前記ポペット弁は排気マニホールドに結合されている、請求項１５記載の調量構造体。
【請求項１７】
前記ポペット弁は前記排気マニホールドへのはめ込みのためのねじ山を有する、請求項１６記載の調量構造体。
【請求項１８】
前記延長管は金属管である、請求項１２記載の調量構造体。
【請求項１９】
前記延長管は可撓性の管である、請求項１２記載の調量構造体。
【請求項２０】
前記可撓性の管はファイバガラスの編組によって形成されたテフロンホースである、請求項１９記載の調量構造体。
【請求項２１】
前記制御弁の動作を電子制御する制御ユニットが設けられている、請求項１３記載の調量構造体。
【請求項２２】
前記ポペット弁は開放位置でバルブボディから外側へ延びるバルブメンバを有している、請求項１４記載の調量構造体。
【請求項２３】
排気路の粒子状物質を低減するために、ディーゼルシステムの排気路へディーゼル燃料を供給する方法において、
ディーゼルシステムの排気路に結合された調量弁を設けるステップ、
電気的に駆動されてディーゼル燃料を前記調量弁へ供給するために該調量弁と協働する制御弁を設けるステップ、
該制御弁と該調量弁とのあいだを空間的に分離して排気路内の該制御弁で生じる熱が該調量弁で生じる熱よりも小さくなるようにするステップ、および
前記制御弁を駆動して、前記制御弁から前記調量弁へ、さらに該調量弁から前記排気路へディーゼル燃料を供給するステップ
を有する
ことを特徴とするディーゼルシステムの排気路へディーゼル燃料を供給する方法。
【請求項２４】
前記調量弁としてポペット弁を用いる、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記制御弁として燃料インジェクタを用いる、請求項２３記載の方法。
【請求項２６】
前記制御弁と前記調量弁とのあいだを空間的に分離しかつ液圧式に結合する手段として延長管を用いる、請求項２３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は２００６年３月１７日付の米国出願第６０７８３５５８号の優先権を主張するものであり、引用によりその内容を含むものとする。
【０００２】
発明の属する技術分野
本発明は自動車のディーゼル機関の粒子状物質を捕集および低減する装置に関連する。
【０００３】
発明の背景
米国政府は自動車から大気中に放出される汚染物質である炭化水素ＨＣ、一酸化炭素ＣＯおよび窒素酸化物ＮＯｘの放出量の規制を近年ますます強めている。
【０００４】
ディーゼル機関には、排気路内の粒子状物質を捕集するディーゼルパーティキュレートフィルタＤＰＦが設けられている。また、従来、排気ガス中にディーゼル燃料を噴射して粒子状物質すなわちＮＯｘの放出量を低減する排気調量弁が当該のシステムの排気マニホールドに取り付けられている。しかし、排気マニホールドの温度は６００℃に達するので、排気調量弁の寿命を保証するために水冷装置が必要となっている。
【０００５】
したがって、排気調量弁に対する水冷装置の必要をなくす要求が高まっている。
【０００６】
発明の概要
本発明の課題は、水冷装置の必要のない排気調量弁を提供することである。
【０００７】
この課題は、ディーゼルシステムの排気路へディーゼル燃料を供給する調量構造体において、当該の調量構造体は、電気的に駆動され、ディーゼル燃料の供給を受ける制御弁と、該制御弁からディーゼル燃料を受け取って排気路へ送出する調量弁と、該制御弁と該調量弁とのあいだを空間的に分離しかつ液圧式に結合する延長管とを有しており、前記制御弁からのディーゼル燃料が前記延長管を通って前記調量弁へ送出される構成により解決される。
【０００８】
この課題はまた、排気路の粒子状物質を低減するために、ディーゼルシステムの排気路へディーゼル燃料を供給する方法において、ディーゼルシステムの排気路に結合された調量弁を設け、電気的に駆動されてディーゼル燃料を前記調量弁へ供給するために該調量弁と協働する制御弁を設け、該制御弁と該調量弁とのあいだを空間的に分離して排気路内の該制御弁で生じる熱が該調量弁で生じる熱よりも小さくなるようにし、前記制御弁を駆動して、前記制御弁から前記調量弁へ、さらに該調量弁から前記排気路へディーゼル燃料を供給することにより解決される。
【０００９】
本発明の調量構造体およびディーゼルシステムの排気路へディーゼル燃料を供給する方法のその他の特徴および利点は、実施例、図および特許請求の範囲から得られる。ここで、全ての特徴は単独でも任意に組み合わせても本発明の対象となりうる。
【００１０】
図面の簡単な説明
本発明を以下に図示の実施例に則して詳細に説明する。図では同様の機能を有する要素には同様の参照番号を付してある。
【００１１】
図１には本発明の調量構造体を含む排気ガス浄化装置の実施例の概略図が示されている。図２には調量構造体の斜視図が示されている。図３には調量構造体の拡大断面図が示されている。図４には調量構造体を含む調量装置のブロック図が示されている。
【００１２】
実施例の説明
図１には、自動車用のマルチシリンダディーゼル機関１０が示されており、排気路１２および吸気路１３が設けられている。吸気路１３は吸入空気を各シリンダへ供給する。排気路１２および吸気路１３は従来のディーゼル機関と同様に排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）の管路１４へ接続されている。
【００１３】
ディーゼル機関１０にはコモンレール燃料噴射装置１６が設けられている。燃料噴射装置１６には、サプライポンプ１８，コモンレール２０および各シリンダに対するインジェクタ２２が設けられている。サプライポンプ１８によって加圧された燃料はコモンレール２０を介して各インジェクタ２２へ分配される。
【００１４】
ＥＧＲ装置の管路１４の下流では排気路１２内に可変容量ターボチャージャ２４が設けられている。また、吸気路１３内に可変容量ターボチャージャ２４の一部であるコンプレッサ２６が配置されている。可変容量ターボチャージャ２４の図示されていないタービンは排気ガス流のエネルギを回転エネルギへ変換し、当該の回転エネルギを用いてコンプレッサ２６を駆動する。
【００１５】
排気ガス中の粒子状物質を捕集するディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦフィルタ）２８は可変容量ターボチャージャ２４の下流の排気路１２内に配置されている。ディーゼル燃料により当該のＤＰＦフィルタに捕集された粒子状物質が燃焼され、粒子状物質の蓄積容量が再生される。
【００１６】
図１によれば、調量構造体３０はＤＰＦフィルタ２８の上流の排気路１２内に配置されている。図２によれば、調量構造体３０は制御弁３１，調量弁３２およびそのあいだに配置された延長管４８を有する。調量弁３２は有利にはポペット弁である。図３によれば、ポペット弁３２は開放位置においてバルブボディ３６から外側へ延びるバルブメンバ３４を有しており、燃料を排気路１２へ流す。ポペット弁の端部３８は例えばねじ込みにより図２の排気マニホールド４０内へ挿入される。ポペット弁３２は有利には全体が金属、例えばステンレススチールから成っており、排気マニホールド４０の高温に対して耐性を有する。ポペット弁３２は排気路内に特定のスプレーコンフィグレーションを形成するように構成され配置されている。
【００１７】
制御弁３１は有利にはガソリン燃料に対する電気的インジェクタであって、精密オリフィスを有さない。インジェクタからの特定のスプレー状の噴流は必要とされておらず、単純なペン状の噴流があれば充分である。好適なインジェクタは米国特許第６６８５１１２号明細書に記載されたタイプのものであり、当該の明細書の内容は引用により本発明に含まれるものとする。制御弁３１は燃料流入口４２および燃料流出口４４を有する。燃料流入口４２は、図１に示されているタンク４６からディーゼル燃料を受け取る。延長管４８の一方の端部は燃料流出口４４に接続されており、延長管４８の他方の端部は調量弁３２の流入口５０に接続されている。制御弁３１は調量弁３２へ流れる燃料の流速を制御したり燃料流を遮断したりする。
【００１８】
延長管４８は排気マニホールド４０の熱から制御弁３１を離して配置するのに充分な長さを有している。延長管４８は金属管またはファイバガラスの編組によって形成されたテフロンホースなどの可撓性の管であり、２３０℃の耐熱性を有する。可撓性の延長管を利用することにより、制御弁３１をシャーシに取り付け、調量弁３２を排気路に組み込むことができる。こうした構成はその大部分を置換可能である。別の実施例として、制御弁および調量弁をディーゼル機関に取り付け、金属製の延長管を用いることもできる。延長管４８，制御弁３１および調量弁３２のあいだの全ての接続部は有利には溶接部である。
【００１９】
図４には本発明の調量構造体３０を用いた調量装置５３のブロック図が示されている。電気的接続は破線によって示されている。電子制御ユニットＥＣＵ５４は、燃料タンク２８からのディーゼル燃料が制御弁３１へ送出されるように燃料ポンプ５６を周期的に制御する。さらに電子制御ユニットＥＣＵ５４は制御弁３１を制御し、延長管４８を介してディーゼル燃料を調量弁３２ひいては排気路１２へ送出し、粒子状物質の放出量、特にＮＯｘの放出量を低減する。燃料インジェクタを制御する電子制御ユニットＥＣＵ５４に代えて、個別のコントローラにより燃料インジェクタを制御してもよい。
【００２０】
本発明の調量構造体３０はオイルダイリューションを低減する。また、小さな粒子状物質捕集手段が用いられ、水冷装置や高温環境におけるＯリングおよびポリマーが省略されるので、システムコストが低減される。
【００２１】
前述した実施例は説明のための例示であり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。本発明の方法および装置については、特許請求の範囲に規定された本発明の内容から離れることなく種々に修正ないし変更することができ、当該の修正ないし変更も本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の調量構造体を含む排気ガス浄化装置の実施例の概略図である。
【図２】調量構造体の斜視図である。
【図３】調量構造体の拡大断面図である。
【図４】調量構造体を含む調量装置のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2009541627.tif 000006
【国際調査報告】
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2009541627.tif 000008