(57)【要約】【課題】排気ガスの流量調整を向上させる排気浄化装置を提供する。【解決手段】排気ガス９を再循環させるＥＧＲ流路１２に、旋回可能なバタフライ型の弁体１５を有するＥＧＲバルブ１４を配置し、弁体１５の前後の差圧が小さい場合であっても大量の排気ガス９を流し得るように構成する。【選択図】図２
2006125354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを再循環させるＥＧＲ流路に、旋回可能なバタフライ型の弁体を有するＥＧＲバルブを配置し、前記弁体の前後の差圧が小さい場合であっても大量の排気ガスを流し得るように構成したことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
吸気空気量、エンジン回転数、燃料噴射量のデータによりＥＧＲバルブのバタフライ型の弁体を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の排気浄化装置。
【請求項３】
制御装置に、ＥＧＲバルブのバタフライ型の弁体をデータの条件変化に応じて制御するマップを備え、前記マップは、ＮＯxの発生量を少なくするバルブ開度を、データの条件変化に対応して複数のポイントで決め、更に複数のポイントを繋ぎ合わせて形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再循環用の排気ガスの流量を調整するＥＧＲバルブを備えた排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、大型トラック等の大型車両のエンジンでは、排気側から排気ガスの一部を抜き出して吸気側へと戻し、その吸気側に戻された排気ガスでエンジン内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりＮＯx（窒素酸化物）の発生を低減するようにした、いわゆる排気ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）が行われている。
【０００３】
一般的に、この種の排気ガス再循環を行う場合には、排気マニホールドから排気管に亘る排気通路の適宜位置と、吸気管から吸気マニホールドに亘る吸気通路の適宜位置との間をＥＧＲ流路により接続し、排気ガスを再循環させるようにしている。
【０００４】
又、ＥＧＲ流路には、弁体を有するＥＧＲバルブを備えており、弁体の開閉によってＥＲＧ流路内の排気ガスの流量を調整している（例えば、下記の特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平８−９３５７５号公報
【０００５】
ここで、ＥＧＲバルブの一例を具体的に説明すると、図４に示す如く、ＥＧＲバルブ１０１は、ＥＧＲ流路１０２の一部を形成するハウジング１０３と、圧力源（図示せず）から圧力流体が加圧ポート１０４，１０５を介して給排されるシリンダ室１０６と、ハウジング１０３のＥＧＲ流路１０２を開閉し得るようシリンダ室１０６からＥＧＲ流路１０２側へ延在するバルブ本体１０７と、加圧ポート１０５からシリンダ室１０６の反バルブ側室１０６ａへ給排される圧力流体により作動するアウタピストン１０８と、バルブ本体１０７を支持してアウタピストン１０８内に摺動自在に嵌挿され且つ加圧ポート１０４からアウタピストン１０８の連通孔１０９を介して中間室１１０へ給排される圧力流体により作動するインナピストン１１１とを備えている。なお、図４中、１１２はインナピストン１１１のアウタピストン１０８に対する可動範囲を規制するストッパ、１１３はアウタピストン１０８のシリンダ室１０６に対する可動範囲を規制するストッパ部、１１４はシリンダ室１０６のバルブ側室１０６ｂを大気に開放する孔、１１５はインナピストン１１１を余勢するスプリングである。
【０００６】
このようなＥＧＲバルブ１０１において、圧力流体を加圧ポート１０４より連通孔１０９を介して中間室１１０へ供給した際には、インナピストン１１１のみがスプリング１１５の付勢力に抗してストッパ１１２で規制される位置まで移動し、バルブ本体１０７の弁体１０７ａを僅かに開いて排気ガスを再循環させる。又、圧力流体を加圧ポート１０５より反バルブ側室１０６ａへ供給した際には、アウタピストン１０８とインナピストン１１１との両方が一体的にスプリング１１５の付勢力に抗してストッパ部１１３で規制される位置まで移動し、バルブ本体１０７の弁体１０７ａを前述の場合より大きく開いて排気ガスを前述の場合より多量に再循環させる。更に又、圧力流体を加圧ポート１０４より中間室１１０へ供給すると共に加圧ポート１０５より反バルブ側室１０６ａへ供給した際には、移動したアウタピストン１０８内においてインナピストン１１１が更にスプリング１１５の付勢力に抗してストッパ１１２で規制される位置まで移動し、バルブ本体１０７の弁体１０７ａを全開として排気ガスを最大量で再循環させる。
【０００７】
このように一例のＥＧＲバルブ１０１は、バルブ本体１０７の開度を小、中、大の三段階に設定し得るようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、バルブ本体１０７を用いるＥＧＲバルブ１０１では、弁体１０７ａの開閉にかかわらず、弁体１０７ａの閉止面が常にＥＧＲ流路１０２に直交して配置されるため、ＥＧＲ流路１０２における弁体１０７ａの前後の差圧が小さい場合には、排気ガスを大量に流すことができず、排気ガスの流量調整が制限されるという問題があった。
【０００９】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、排気ガスの流量調整を向上させる排気浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、排気ガスを再循環させるＥＧＲ流路に、旋回可能なバタフライ型の弁体を有するＥＧＲバルブを配置し、前記弁体の前後の差圧が小さい場合であっても大量の排気ガスを流し得るように構成したことを特徴とする排気浄化装置、に係るものである。
【００１１】
本発明は、吸気空気量、エンジン回転数、燃料噴射量のデータによりＥＧＲバルブのバタフライ型の弁体を制御する制御手段を備えることが好ましい。
【００１２】
本発明は、制御装置に、ＥＧＲバルブのバタフライ型の弁体をデータの条件変化に応じて制御するマップを備え、前記マップは、ＮＯxの発生量を少なくするバルブ開度を、データの条件変化に対応して複数のポイントで決め、更に複数のポイントを繋ぎ合わせて形成されることが好ましい。
【００１３】
このように、本発明の排気浄化装置によれば、ＥＧＲ流路内でＥＧＲバルブのバタフライ型の弁体を排気ガスの流下方向に沿って傾斜させることにより、弁体の前後の差圧が小さい場合であっても大量の排気ガスを流し得るので、排気ガスの流量を少量から多量まで容易に変更させ、排気ガスの流量調整を向上させることができる。
【００１４】
本発明の排気浄化装置において、吸気空気量、エンジン回転数、燃料噴射量のデータによりＥＧＲバルブのバタフライ型の弁体を制御する制御手段を備えると、吸気空気量、エンジン回転数、燃料噴射量のデータにより好適にバタフライ型の弁体を調整して制御し得るので、排気ガスの流量調整を一層向上させることができる。
【００１５】
本発明の排気浄化装置において、制御装置に、ＥＧＲバルブのバタフライ型の弁体をデータの条件変化に応じて制御するマップを備え、前記マップは、ＮＯxの発生量を少なくするバルブ開度を、データの条件変化に対応して複数のポイントで決め、更に複数のポイントを繋ぎ合わせて形成されると、データの条件変化に対応して好適にバタフライ型の弁体を調整して制御し得るので、排気ガスの流量調整を一層向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
上記した本発明の排気浄化装置によれば、排気ガスの流量調整を向上させることができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１〜図３は本発明を実施する形態例を示すものである。
【００１９】
図１は、排気浄化装置の一例を示すものであり、図１中における符号１はディーゼル機関であるディーゼルエンジンを示し、ここに図示しているエンジン１では、ターボチャージャ２が備えられており、エアクリーナ３から導いた吸気４が吸気管５を介し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへと送られ、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４が更にインタークーラ６へと送られて冷却され、該インタークーラ６から更に吸気マニホールド７へと吸気４が導かれてディーゼルエンジン１の各気筒８（図１では直列６気筒の場合を例示している）に分配されるようになっている。
【００２０】
又、このディーゼルエンジン１の各気筒８から排出された排気ガス９は、排気マニホールド１０を介しターボチャージャ２のタービン２ｂへと送られ、該タービン２ｂを駆動した排気ガス９が排気管１１を介し車外へ排出されるようにしてあり、排気管１１の途中には、排気ガス９中のＮＯxを低減するよう、ケーシング１１ａにより抱持された種々の触媒やパティキュレートフィルタ等の後処理手段が装備されている。
【００２１】
更に、排気マニホールド１０における各気筒８の並び方向の一端部と、吸気マニホールド７に接続されている吸気管５の一端部との間には、ＥＧＲパイプ等のＥＧＲ流路１２を接続し、排気マニホールド１０から抜き出した排気ガス９の一部をＥＧＲクーラ１３及びＥＧＲバルブ１４を介して吸気管５に再循環するようにしている。
【００２２】
ここで、ＥＧＲバルブ１４は、ＥＧＲ流路１２の段差部１２ａに当接可能な径を有するバタフライ型の弁体１５を備えており、バタフライ型の弁体１５は、軸転可能な軸部１６を備えることにより、エンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を成す制御装置（制御手段）１７からの指令信号１４ａを受けてＥＧＲ流路１２内で所定の開度に旋回し得るようになっている。
【００２３】
一方、制御装置１７は、各気筒８に燃料を噴射する燃料噴射装置１８へ燃料噴射量の指令信号１８ａを与えると共に、エアクリーナ３とコンプレッサ２ａとの間で吸入空気量を計測するエアフローメータ１９からの検出信号１９ａ、エンジン１での回転センサ２０からの回転数信号２０ａと、アクセル開度をエンジン１の負荷として検出するアクセルセンサ２１（負荷センサ）からの負荷信号２１ａとを受けるようになっている。又、同時に、制御装置１７は、吸気マニホールド７の入側で吸気温度を検出する温度センサ２２からの検出信号２２ａと、吸気マニホールド７の入側で過給圧を検出する過給圧センサ２３からの検出信号２３ａとを受けるようにしても良い。
【００２４】
ここで、制御装置１７には、吸入空気量、エンジン回転数、エンジン負荷等のデータの条件変化に応じてＥＧＲバルブ１４のバタフライ型の弁体１５を制御するマップを備えており、マップは、ＮＯxの発生量を少なくするバルブ開度を、吸入空気量、エンジン回転数、エンジン負荷等のデータの条件変化に対応して複数のポイントで決め、この複数のポイントを繋ぎ合わせることにより形成されている。又、ＥＧＲバルブ１４のバタフライ型の弁体１５を制御するデータは、温度、過給圧等を用いても良い。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態例の作用を説明する。
【００２６】
各気筒８内での燃料の燃焼を抑制してＮＯxの発生を低減するよう、排気ガス９の一部を吸気管５に再循環させる際には、制御装置１７が、吸入空気量の検出信号１９ａ、エンジン回転数の回転数信号２０ａ、エンジン負荷の負荷信号２１ａ等の種々のデータにより、マップを介してＥＧＲバルブ１４のバタフライ型の弁体１５における最適な開度を決定し、制御装置１７から弁体１５の軸部１６へ指令信号１４ａを与えることにより、バタフライ型の弁体１５が、指令の開度まで旋回して排気ガス９の流量を調整し、排気ガス９を所望の流量で再循環させる。
【００２７】
ここで、ＥＧＲバルブ１４のバタフライ型の弁体１５がＥＧＲ流路１２を全閉にする際には、弁体１５の端部をＥＧＲ流路１２の段差部１２ａに当接させてＥＧＲ流路１２を好適に閉止しており、ＥＧＲバルブ１４のバタフライ型の弁体１５がＥＧＲ流路１２を全開にする際には、弁体１５を排気ガス９の流下方向に沿って傾斜させ、弁体１５の前後の差圧が小さい場合であっても大量の排気ガス９を流し得るようにしている。又、本発明に用いたＥＧＲバルブ１４と従来のＥＧＲバルブを、全閉から全開までの範囲で流量を実際に比較すると、図３に示す如く、本発明に用いたＥＧＲバルブ１４の方が、全閉から全開までの範囲で流量の増減量が大きいことが明らかである。
【００２８】
このように、本発明の形態例によれば、ＥＧＲ流路１２内でＥＧＲバルブ１４のバタフライ型の弁体１５を排気ガス９の流下方向に沿って傾斜させることにより、弁体１５の前後の差圧が小さい場合であっても大量の排気ガス９を流し得るので、排気ガス９の流量を少量から多量まで容易に変更させ、排気ガス９の流量調整を向上させることができる。
【００２９】
本発明の形態例において、吸気空気量、エンジン回転数、燃料噴射量のデータによりＥＧＲバルブ１４のバタフライ型の弁体１５を制御する制御手段の制御装置１７を備えると、吸気空気量、エンジン回転数、燃料噴射量のデータにより好適にバタフライ型の弁体１５を調整して制御し得るので、排気ガス９の流量調整を一層向上させることができる。
【００３０】
本発明の形態例において、制御装置１７に、ＥＧＲバルブ１４のバタフライ型の弁体１５をデータの条件変化に応じて制御するマップを備え、マップは、ＮＯxの発生量を少なくするバルブ開度を、データの条件変化に対応して複数のポイントで決め、更に複数のポイントを繋ぎ合わせて形成されると、データの条件変化に対応して好適にバタフライ型の弁体１５を調整して制御し得るので、排気ガス９の流量調整を一層向上させることができる。
【００３１】
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、ＥＧＲバルブは、ＥＧＲ流路に配置されるならば配置場所は特に限定されるものではないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を実施する形態例を示す概略図である。
【図２】本発明に用いるＥＧＲバルブを示す断面図である。
【図３】本発明に用いるＥＧＲバルブと従来のＥＧＲバルブにおける開度と流路の関係を示すグラフである。
【図４】従来のＥＧＲバルブを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
９    排気ガス
１２    ＥＧＲ流路
１４    ＥＧＲバルブ
１５    弁体
１７    制御装置（制御手段）
【図１】
2006125354.tif 000003
【図２】
2006125354.tif 000004
【図３】
2006125354.tif 000005
【図４】
2006125354.tif 000006