(57)【要約】【課題】ＤＰＦ装置の差圧センサ検出用の圧力センサが、高温の排気ガスと触れることによって劣化することを防止する。【解決手段】排気通路に設置した排気微粒子捕集用のフィルタ１と、排気通路から分岐した分岐配管３と、分岐配管３に接続され前記排気通路内の圧力を検出する圧力検出手段２と、を備えるディーゼルエンジンの排気装置において、分岐配管３に設けられたオリフィス部１０と、オリフィス部１０より排気通路に近い部分に設けられ、分岐配管３内の状態変化に応じてオリフィス部１０の連通を遮断する連通遮断手段４と、を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設置した排気微粒子捕集用のフィルタと、
前記排気通路から分岐した分岐配管と、
前記分岐配管に接続され前記排気通路の圧力を検出する圧力検出手段と、を備えるディーゼルエンジンの排気装置において、
前記分岐配管に設けられたオリフィス部と、
前記オリフィス部より前記排気通路に近い部分に設けられ、前記分岐配管内の状態変化に応じて前記オリフィス部の連通を遮断する連通遮断手段と、を備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気装置。
【請求項２】
前記連通遮断手段は、
前記オリフィス部の連通を遮断する遮断部材と、
前記遮断部材を閉じ方向に強制的に付勢する手段と、
前記遮断部材を開位置に保持するとともに所定温度に達した場合に変形する変形部材と、で構成され、
通常運転時には前記変形部材が付勢手段の動きを制限することによって前記遮断部材と前記オリフィス部との間に空間が確保されて前記オリフィス部が連通した状態となり、
前記分岐配管内の温度が所定値に達した場合には前記変形部材が変形し、前記遮断部材が前記付勢手段により付勢されて前記オリフィス部の連通を遮断する請求項１に記載のディーゼルエンジンの排気装置。
【請求項３】
前記連通遮断手段は、
前記オリフィス部の連通を遮断する遮断部材と、
前記遮断部材を開方向に弾性的に付勢する手段と、で構成され、
通常運転時には前記付勢手段が前記オリフィス部との間に空間を確保するように前記遮断部材を支持することによって前記オリフィス部が連通した状態となり、
前記分岐配管内にガス流動が生じて前記遮断部材のフィルタ側とオリフィス側とに差圧が生じると、差圧に応動して前記遮断部材が前記付勢手段を押し縮めてオリフィス部の連通を遮断する請求項１に記載のディーゼルエンジンの排気装置。
【請求項４】
前記オリフィス部は、前記分岐配管の排気通路側の端部付近に設けられた請求項１〜３のいずれか一つに記載のディーゼルエンジンの排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気微粒子フィルタ（ＤＰＦ）装置に関し、特にＤＰＦの上下流の差圧を検出するための圧力センサの保護に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＰＦ装置のフィルタに捕集されている微粒子の量を検出する方法として、ＤＰＦ装置の上流と下流の排気通路の圧力を検出し、その差圧から推定する方法が知られている。
【０００３】
ところが、圧力センサと排気ガスとが直接触れる構造では、圧力センサが排気中の水蒸気による腐食等により劣化する恐れがあった。
【０００４】
そこで、特許文献１には上記問題を解決する手段として、排気通路と圧力センサとを結ぶ配管の途中に、圧力に応動し、かつ前記圧力センサと排気ガスとを分離するベローズまたはダイアフラム（以下、ベローズ等という）を設けることによって、圧力センサには排気圧のみを伝達し、圧力センサと排気中の水蒸気とが直接触れることが無いようにする構造が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１２９９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の構造では、前記分岐配管と圧力センサとの接続部のシール性が低下した場合等には、前記分岐配管内を高温の排気ガスが流れ、この排気ガスの熱によってベローズ等が劣化して圧力センサ内に排気ガスが流入し、圧力センサが劣化する恐れがあった。
【０００６】
そこで、本発明では、配管途中のシール性の劣化等によって、前記分岐配管内に排気ガスの流れが生じた場合でも、圧力センサの劣化を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のエンジンの排気装置は、排気通路に設置した排気微粒子捕集用のフィルタと、前記排気通路から分岐した分岐配管と、前記分岐配管に接続され前記排気通路の圧力を検知する圧力検出手段（圧力センサ）と、を備えるディーゼルエンジンの排気装置において、前記分岐配管に設けられたオリフィス部と、前記オリフィス部より前記排気通路に近い部分に設けられ、前記分岐配管内の状態変化に応じて前記オリフィス部の連通を遮断する連通遮断手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、経年劣化等によるシール性の低下等により、排気通路と圧力センサとを接続する分岐配管に排気ガスの流れが生じた場合には、排気ガスが流れることによる前記分岐配管内の状態変化に応じて、連通遮断手段によって前記分岐配管の連通を遮断するので、圧力センサが高温の排気ガスに接することによって劣化することを防止できる。
【０００９】
また、前記分岐配管にオリフィス部を設けるので、前記連通遮断手段が連通を遮断するまでの間に前記分岐配管を流れる排気ガスの量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本実施形態のシステムの概略図である。
【００１２】
１はディーゼルエンジンの排気ガス中の微粒子（以下、ＰＭという）を捕集する排気微粒子捕集フィルタ（以下、ＤＰＦという）、６、７はディーゼルエンジンの排気を流す排気通路（排気通路６が上流側、排気通路７が下流側）、２はＤＰＦ１の上流側と下流側の差圧を検出する差圧検出手段としての差圧センサ、３は差圧センサ２とＤＰＦ１の入口および出口を結ぶ分岐配管としてのセンサ配管である。なお、ＤＰＦ１は排気ガス浄化用の触媒を担持したものを用いる。
【００１３】
上流側、下流側のセンサ配管３は、それぞれ差圧センサ２側の配管８、９とシリコンチューブ５により接続されている。
【００１４】
センサ配管３のＤＰＦ１近傍には、入口側、出口側ともに後述する連通遮断手段としての排気ガス遮断弁４が設けられる。
【００１５】
差圧センサ２の内部は閉空間となっているため、通常運転時にはセンサ配管３と差圧センサ２で構成される空間に排気ガスの流れは発生せず、排気圧のみが差圧センサ２に伝達される。
【００１６】
ＤＰＦ１の内部には捕集した微粒子が堆積し、堆積量が多くなるにつれてＤＰＦ１内の排気流路が狭くなり、ＤＰＦ１の上下流の差圧が大きくなる。
【００１７】
また、ＤＰＦ１の捕集能力には限界があるので、堆積量が所定値に達したら燃料噴射時期リタード等の方法によって排気温度を上昇させてＤＰＦ１を加熱し、堆積している微粒子を燃焼させて、捕集能力を再生する必要がある。
【００１８】
そこで、堆積量が所定値に達したときのＤＰＦ１上下流の差圧を予め求めておき、差圧センサ２によりＤＰＦ１の上下流の差圧を検出し、この差圧が予め設定した値に達した場合には堆積量が所定値に達したと判断して、前述したように微粒子を燃焼させる。
【００１９】
次に、排気ガス遮断弁４について図２を参照して説明する。
【００２０】
図２は排気ガス遮断弁４およびその周辺のセンサ配管３の概略図である。なお、ＤＰＦ１の上流側、下流側ともに同様の構造である。
【００２１】
排気ガス遮断弁４は、センサ配管３の途中に設けられたオリフィス部１０の排気通路６、７側に設けられており、オリフィス部１０を閉塞可能な形状の遮断部材としての弁体１７と、シャフト１６により弁体１７と接続される受部材１３と、センサ配管３の内壁に取り付けられシャフト１６を摺動可能に支持する板材１４と、板材１４と弁体１７の間に設けられ、弁体１７をオリフィス部１０方向に押付ける強制的付勢手段としてのバネ１２とから構成される。板材１４には複数の孔１５が設けられている。
【００２２】
弁体１７の形状は、図２に示すように上面がオリフィス部１０の流路断面より小さく、下面がオリフィス部１０の流路断面より大きい略円錐形状である。
【００２３】
また、バネ１２を押し縮めた状態で板材１４と受部材１３との間に熱可塑性の樹脂で作られた変形部材としての樹脂スペーサ１１を挟むことによって、弁体１７とオリフィス部１０との間に空間が確保されている。なお、樹脂スペーサ１１は排気ガス温度と略同等の温度で変形する樹脂で成形する。
【００２４】
上記のように構成される排気ガス遮断弁４の作用について説明する。
【００２５】
通常時には前述したようにセンサ配管３および差圧センサ２は閉空間となっているため排気ガスが流れず、弁体１７とオリフィス部１０との間の空間および板材１４の孔１５を通って排気圧のみが差圧センサ２に伝達される。
【００２６】
ところが、経年劣化によりシリコンチューブ５と差圧センサ２との接続部のシール性が低下した場合等には、センサ配管３の排気通路側と差圧センサ２側とに圧力差が生じることによって、センサ配管３を排気ガスが流れるようになり、排気ガスの熱によってセンサ配管３は加熱される。
【００２７】
このとき、図３に示すように排気ガスの熱によって樹脂スペーサ１１は変形し、弁体１７がバネ１２によってオリフィス部１０に押付けられてセンサ配管３の連通を遮断する。
【００２８】
なお、センサ配管３に排気ガスが流れ始めてから樹脂スペーサ１１が変形するまでには時間がかかるが、オリフィス部１０により流路が絞られているので、差圧センサ２に流れる排気ガスの量を少量に抑えることができる。
【００２９】
これにより、差圧センサ２が排気ガスの熱によって劣化することを防止できる。
【００３０】
排気ガス遮断弁４の別の例について図４を参照して説明する。
【００３１】
図４は図３と同様に排気ガス遮断弁４およびその周辺のセンサ配管３の概略図である。
【００３２】
図４に示す排気ガス遮断弁４は、遮断部材としてのボール１８と弾性的な付勢手段としてのバネ１２とで構成される。
【００３３】
バネ１２の一方の端部はオリフィス部１０の壁面に固定され、他方の端部はボール１８に接続されており、バネ１２は、通常運転時にはボール１８がオリフィス部１０から離れた状態となり、センサ配管３に排気ガスが流れたときには押し縮められる程度の弾性係数とする。
【００３４】
これにより、通常運転時には、ボール１８とオリフィス部１０との間に空間を介して差圧センサ２に圧力が伝達され、前述したシール性の低下等の理由によってセンサ配管３に排気ガスの流れが生じると、バネ１２は押し縮められ、ボール１８はオリフィス部１０に押付けられてオリフィス部１０を塞ぎ、センサ配管３の連通を遮断する。
【００３５】
以上により本実施形態では、以下に示すような効果が得られる。
【００３６】
排気通路６、７に設置したＤＰＦ１と、排気通路６、７から分岐したセンサ配管３と、センサ配管３に接続され排気通路６、７の圧力を検出する差圧センサ２と、を備えるディーゼルエンジンの排気装置において、センサ配管３に設けられたオリフィス部１０と、オリフィス部１０より排気通路６、７に近い部分に設けられ、センサ配管３内の状態変化に応じてオリフィス部１０の連通を遮断する排気ガス遮断弁４と、を備えるので、シール性の低下等の理由によりセンサ配管３に排気ガスの流れが生じてたときに、排気ガス遮断弁４によりオリフィス部１０の連通を遮断することができる。これにより差圧センサ２に排気ガスが流入することを防止し、差圧センサ２が高温の排気ガスに触れることによって劣化することを防止できる。なお、センサ配管３にオリフィス部１０を設けて、この部分の通気抵抗を大きくしてあるので、排気遮断弁４が完全に閉じるまでの間にセンサ配管３を流れる排気ガスの量を低減することができる。
【００３７】
排気ガス遮断弁４を、オリフィス部１０の連通を遮断する弁体１７と、弁体１７を閉じ方向に強制的に付勢するバネ１２と、弁体１７を開位置に保持するとともに所定温度に達した場合に変形する樹脂スペーサ１１とで構成し、通常運転時には樹脂スペーサ１１がバネ１２の動きを制限することによって弁体１７とオリフィス部１０との間に空間が確保されてオリフィス部１０が連通した状態となる構成としたので、シール性の低下等の理由によってセンサ配管３に排気ガスの流れが生じたときにも、差圧センサ２が高温の排気ガスに触れることによって劣化することを防止できる。
【００３８】
排気ガス遮断弁４の別の形態として、オリフィス部１０の連通を遮断するボール１８と、ボール１８を弾性的に付勢するバネ１２とで構成し、バネ１２の弾性係数を、通常運転時にはオリフィス部１０との間に空間を確保するようにボール１８を付勢し、シール性の低下等により配管内にガス流動が生じたときには押し縮められてオリフィス部１０の連通を遮断する程度に設定することによって、前記と同様に差圧センサ２が高温の排気ガスと触れることによって劣化することを防止できる。
【００３９】
排気ガス遮断弁４をセンサ配管３のＤＰＦ１側付近、つまり排気通路６、７に近く排気ガスの温度が高い部分、かつ排気通路６、７から分岐した直後で排気ガスの圧力が高い部分に設けたので、排気遮断弁４が完全に閉じるまでの時間を短縮することができる。
【００４０】
なお、弁体１７の形状は略円錐形状に限られるわけではなく、オリフィス部１０を閉塞できる形状であれば、例えば半球状であっても構わない。ボール１８の形状についても同様である。
【００４１】
また、ＤＰＦ１は排気ガス浄化用の触媒を担持したものを用いて説明したが、排気浄化用触媒が別体であっても構わない。
【００４２】
また、本実施形態では差圧センサ２によってＤＰＦ１の上下流の差圧を検出しているが、上流側と下流側にそれぞれ圧力センサを設け、各圧力センサの検出値からＤＰＦ１の上下流の差圧を算出する方法もある。この場合にも、上流側と下流側の排気通路６、７と各圧力センサとを接続する配管について本実施形態の排気ガス遮断弁４を適用することができる。
【００４３】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、配管を流れる流体の圧力を検出する圧力検出装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施形態のシステムの概略図である。
【図２】通常状態の排気ガス遮断弁を表す図である。
【図３】排気ガス遮断弁の配管破損時の状態を表す図である。
【図４】排気ガス遮断弁の別の例を表す図である。
【図５】図４の排気ガス遮断弁の配管破損時の状態を表す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１    排気微粒子捕集フィルタ
２    差圧センサ
３    センサ配管
４    排気ガス遮断弁
５    シリコンチューブ
６    排気通路
７    排気通路
１０  オリフィス部
１１  樹脂スペーサ
１２  バネ
１３  受部材
１４  板材
１５  孔
１６  シャフト
１７  弁体
１８  ボール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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