(57)【要約】【課題】フィルタを容易に洗浄することができる排気系を提供すること。【解決手段】本開示は、車両に搭載された内燃機関で生じた排ガスを大気中に導く排気通路と、前記排気通路を案内されてきた排ガスが上流側端面から下流側端面まで通過することで、当該排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、を備えた排気系に向けられる。ここで、前記排気通路において、前記下流側端面よりも前記排ガスの流れ方向の下流側には貫通孔が形成され、前記貫通孔には、開放／閉鎖が可能な蓋が取り付けられ、前記蓋の開放時、前記貫通孔を介して、前記下流側端面は、前記車両の前後左右のいずれか一つの方向を臨む。【選択図】図１
2018127931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された内燃機関で生じた排ガスを大気中に導く排気通路と、
前記排気通路を案内されてきた排ガスが上流側端面から下流側端面まで通過することで、当該排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、を備え、
前記排気通路において、前記下流側端面よりも前記排ガスの流れ方向の下流側には貫通孔が形成され、
前記貫通孔には、開放／閉鎖が可能な蓋が取り付けられ、
前記蓋の開放時、前記貫通孔を介して、前記下流側端面は、前記車両の前後左右のいずれか一つの方向を臨む、排気系。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記方向からの平面視で前記下流側端面と実質的に重なり合っている、請求項１に記載の排気系。
【請求項３】
前記排気通路は、
前記フィルタが配置され、前記方向に沿って延在する第一部分通路と、
前記第一部分通路の下流側端部の上端部分から上方に延在するよう、前記第一部分通路と流体連通可能に接続された第二部分通路と、を含み、
前記貫通孔は、前記第一部分通路の下流端に形成される、請求項１または２に記載の排気系。
【請求項４】
前記第一部分通路の下端部分において、前記フィルタよりも上流側には、少なくとも一つの排出口が形成されている、請求項３に記載の排気系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関の排気通路に、排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタを備えた排気系に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の排気系としては、例えば特許文献１に記載の排気浄化装置がある。この排気浄化装置において、ＤＰＦ組立体は、内燃機関（典型的にはディーゼルエンジン）の排ガス中に含まれる粒子状物質を捕集すべく、ケース内に固定的に収納されたＤＰＦを備えている。このＤＰＦ組立体は、排ガスの流出側で排気通路から分岐された洗浄剤供給部と、排ガスの流入側で排気通路から分岐された洗浄剤排出部とを備えている。ＤＰＦの洗浄時、ＤＰＦ組立体を排気通路途中に装着したまま、洗浄剤供給部側から洗浄剤が供給される。これにより、ＤＰＦ内部の堆積物（典型的には、サルファ系の燃え残り成分）を、ＤＰＦよりも低位置な部位となる洗浄剤排出部側にＤＰＦ洗浄剤と共に排出させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の排気浄化装置において、フィルタは縦方向に（即ち、フィルタにおいて排ガスが流れる方向が上下方向に沿うように）は配置されていた。しかし、フィルタは横方向にして車両下部に取り付けられることもある。このような場合でも、フィルタを容易に洗浄可能であることが求められる。
【０００５】
そこで、本開示の目的は、フィルタを容易に洗浄することができる排気系を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、車両に搭載された内燃機関で生じた排ガスを大気中に導く排気通路と、前記排気通路を案内されてきた排ガスが上流側端面から下流側端面まで通過することで、当該排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタと、を備えた排気系に向けられる。ここで、前記排気通路において、前記下流側端面よりも前記排ガスの流れ方向の下流側には貫通孔が形成され、前記貫通孔には、開放／閉鎖が可能な蓋が取り付けられ、前記蓋の開放時、前記貫通孔を介して、前記下流側端面は、前記車両の前後左右のいずれか一つの方向を臨む。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の排気系によれば、フィルタを容易に洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の排気系の構成を示す模式図
【図２】図１の排気系においてＤＰＦ（フィルタ）の洗浄時の様子を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、上記図面を参照して、本開示の排気系を詳説する。
【００１０】
＜１．定義等＞
各図において、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸は、車両の前後方向、左右方向および上下方向を示す。ｚ軸は特に、車両の下から上に向かう方向を示す。
ＤＯＣは、Ｄｉｅｓｅｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｃａｔａｌｙｓｔの頭字語である。また、ＤＰＦは、Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒの頭字語である。また、ＳＣＲは、Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎである。また、ＲＤＯＣは、Ｒｅａｒ  Ｄｉｅｓｅｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｃａｔａｌｙｓｔの頭字語である。
【００１１】
＜２．排気系の概略構成＞
各図において、排気系１は、ディーゼルエンジン等の内燃機関３と流体連通可能に接続され、大略的には、排気通路１１と、複数の後処理装置１３と、を備えている。
【００１２】
排気通路１１は、主として金属製の配管からなり、例えば、車両の下部に設けられる。この排気通路１１は、内燃機関３において燃料の燃焼により生じた排ガスを大気中に導く。
【００１３】
複数の後処理装置１３は、排気通路１１の途中に取り付けられて、排気通路１１を導かれてくる排ガスに対し所定の処理を行って、排気通路１１において排ガスの流れ方向の下流側に送り出す。本開示では、複数の後処理装置１３として、ＤＯＣ１３ａと、ＤＰＦ１３ｂと、ＳＣＲ１３ｃと、ＲＤＯＣ１３ｄとが例示される。これらは一般に、排気通路１１において上流側から、ＤＯＣ１３ａ、ＤＰＦ１３ｂ、ＳＣＲ１３ｃ、ＲＤＯＣ１３ｄの順で配置される。
【００１４】
ＤＯＣ１３ａは、例えば円柱形状を有し、セラミックで作製されたハニカム担体を有する。このハニカム担体には多数の貫通孔が形成される。各貫通孔は、円柱形状のＤＯＣ１３ａの中心軸方向において対向しあう上流側端面から下流型端面まで貫通する。また、貫通孔の表面（即ち、ハニカム壁面）には貴金属触媒が担持またはコーティングされる。
【００１５】
上記のようなＤＯＣ１３ａは、自身の中心軸が排ガスの流れ方向に沿うように配置されて、主に、排気通路１１を案内されてきた排ガス中の未燃焼ガスを酸化する。
【００１６】
ＤＰＦ１３ｂは、例えば、円柱形状を有し、セラミックで作製されたハニカム担体を有する。本開示では、ＤＰＦ１３ｂは、所謂ウォールフロー型フィルタである。ウォールフロー型では、ハニカム担体の上流側端面と下流側端面とは交互に封口され、このようなハニカム壁面が濾過面として使用される。なお、ハニカム壁面にも、貴金属触媒が担持またはコーティングされても良い。
【００１７】
上記のようなＤＰＦ１３ｂは、排気通路１１において上記ＤＯＣ１３ａの直ぐ下流側に、自身の中心軸が排ガスの流れ方向に沿うように配置される。ＤＰＦ１３ｂでは、排気通路１１を案内されてきた排ガスが上流側端面から下流側端面まで通過する。その過程で、ＤＰＦ１３ｂは、排ガス中の粒子状物質をハニカム壁面にて捕集する。
【００１８】
ＳＣＲ１３ｃは、例えば円柱形状を有し、セラミックで作製されたハニカム担体を有する。ハニカム壁面には、ゼオライトやバナジウム等の触媒が担持またはコーティングされる。
【００１９】
上記のようなＳＣＲ１３ｃは、排気通路１１において上記ＤＰＦ１３ｂの下流側に、自身の中心軸が排ガスの流れ方向に沿うように配置される。また、排気通路１１においてＤＰＦ１３ｂとＳＣＲ１３ｃとの間には、還元剤としての尿素水が噴射され、ＤＰＦ１３ｂを通過した排ガスに供給される。その結果、尿素がアンモニアに加水分解される。アンモニアを含む排ガスがＳＣＲ１３ｃを通過中、触媒の作用により窒素酸化物（所謂ＮＯｘ）が窒素と水に反応する。これにより、排ガス中の窒素酸化物が浄化される。
【００２０】
ＲＤＯＣ１３ｄは、上記ＤＯＣ１３ａと同様の構成を有しており、排気通路１１において上記ＳＣＲ１３ｃの直ぐ下流に配置されて、ＳＣＲ１３ｃからスリップしてきたアンモニアを酸化する。
【００２１】
上記のような各後処理装置１３で浄化された排ガスは、マフラー等を介して排気通路１１から大気に放出される。
【００２２】
＜３．ＤＰＦ洗浄用の構成＞
以下では、排気通路１１において、ＤＯＣ１３ａおよびＤＰＦ１３ｂが設けられる部分を、第一部分通路１１ａと呼ぶ。また、ＳＣＲ１３ｃおよびＲＤＯＣ１３ｄが設けられる部分を、第三部分通路１１ｃと呼ぶ。また、排気通路１１において、第一部分通路１１ａおよび第三部分通路１１ｃの間の部分を、第二部分通路１１ｂと呼ぶ。
【００２３】
第一部分通路１１ａはｙ軸方向に沿って延在している。第一部分通路１１ａの下流端には貫通孔１５が形成される。貫通孔１５は、好ましくは、ｙ軸方向からの平面視でＤＰＦ１１ｂの下流側端面と概ね同じ形状で重なり合っている。また、貫通孔１５と、下流側端面との間には遮るものが無く、貫通孔１５から下流側端面が見通せることがさらに好ましい。また、ＤＰＦ１３ｂの下流側端面から貫通孔１５までのｙ軸方向距離は極力短いことがさらに好ましい。
【００２４】
第一部分通路１１ａの下流端には、貫通孔１５を開放／閉鎖するための蓋１７が取り付けられる。この蓋１７の外側主面は、車両を基準としてｙ軸方向を臨んでいる。即ち、蓋１７を基準にｙ軸方向に整備者等が位置した時、整備者等と蓋１７との間には遮る物が何も無く、整備者等が蓋１７を見通せるようになっている。
【００２５】
蓋１７は、閉鎖時、ネジやボルト等（図示せず）により第一部分通路１１ａの下流端に固定される。ＤＰＦ１３ｂの洗浄時、整備者等がネジ等を取り外して蓋１７を取り外し、これにより、貫通孔１５は開放される。
【００２６】
また、第一部分通路１１ａの下端部（好ましくは、最下端部）には、少なくとも一つの排出口１９が形成される。本開示では、好ましい例として、少なくとも一つの排出口１９は、三個の排出口（即ち、第一排出口、第二排出口および第三排出口）１９ａ〜１９ｃを含む。なお、図示の都合上、参照符号「１９」、「１９ａ」、「１９ｂ」および「１９ｃ」は図２にのみ示される。
【００２７】
第一排出口１９ａは、第一部分通路１１ａにおいてＤＯＣ１３ａの直ぐ上流側に形成される。
【００２８】
第二排出口１９ｂは、第一部分通路１１ａにおいてＤＯＣ１３ａの下流側端面とＤＰＦ１３ｂの上流側端面との間に形成される。
【００２９】
第三排出口１９ｃは、第一部分通路１１ａにおいてＤＰＦ１３ｂの直ぐ下流側に形成される。
【００３０】
対応する排出口１９を開放／閉鎖するための蓋１１１が取り付けられる。各蓋１１１は、車両の下方を臨む。即ち、整備者等が車両の下方に位置した時、各蓋１１１を見通せるようになっている。本開示では、排出口１９ａ〜１９ｃに対応して蓋１１１ａ〜１１１ｃが設けられる。
【００３１】
第二部分通路１１ｂは、好ましくは、第一部分通路１１ａの下流側端部の上端部に接続される。この第二部分通路１１ｂは、最上流端からｚ軸方向に延在し屈曲した後に、第三部分通路１１ｃの上流側端部に接続される。
【００３２】
＜４．ＤＰＦ洗浄＞
車載の電子制御ユニット（図示せず）は、例えば、ＤＰＦ１３ｂの上流側および下流側の差圧を周知の方法で監視しており、監視結果に基づき、粒子状物質の燃焼除去のタイミングを、警告灯の点灯等により、車両の運転者等に知らせる。運転者等の操作に応じて、電子制御ユニットは、ＤＰＦ１３ｂに堆積した粒子状物質を、高温の排気ガス等で燃焼除去させる。
【００３３】
上記のようにして粒子状物質を燃焼除去しても、ＤＰＦ１３ｂの内部には、サルファ系の燃え残り成分等が残留する場合が多い。このような燃え残り成分に関しては、ＤＰＦ１３ｂを洗浄することで洗い流す必要がある。その場合、車両の整備者等は、まず、蓋１７および蓋１１１ａ〜１１１ｃを取り外す。
【００３４】
その後、整備者等は、貫通孔１５からＤＰＦ１３ｂの下流側端面に向かって（換言すると、排ガスの流れ方向とは逆方向に）、洗浄用流体（水、洗浄剤またはエアフロー）をホース等から噴出させる。これにより、ＤＰＦ１３ｂのハニカム壁面に堆積していた燃え残り成分等が洗い流されて、洗浄用流体と共に上流側端面から流出する。流出した洗浄用流体は、燃え残り成分等と共に、排出口１９ｂから排気系１の外部に排出される。また、場合によっては、洗浄用流体は、排出口１９ａ，１９ｃからも排出される。
【００３５】
ＤＰＦ１３ｂの洗浄が完了すると、整備者等は、蓋１７および蓋１１１ａ〜１１１ｃを取り付ける。
【００３６】
＜５．本排気系の作用・効果＞
上述の通り、本排気系１では、ＤＰＦ１３ｂが配置される第一部分通路１１ａは、ｙ軸方向（即ち、車両の左右方向）に沿って延在し、この下流端には、ｙ軸方向を臨む貫通孔１５が形成される。貫通孔１５とＤＰＦ１３ｂの下流側端面との間には、洗浄用流体の流れを遮るものが無く、貫通孔１５から下流側端面が見通せるようになっている。
【００３７】
上記のことから、蓋１７を取り外して貫通孔１５を開放した時、ＤＰＦ１３ｂは、貫通孔１５を介して、ｙ軸方向を臨むことになる。即ち、ＤＰＦ洗浄のために、車両のｙ軸方向に整備者等が位置した時、貫通孔１５と下流側端面との間には遮る物が何も無く下流側端面を見通せるため、整備者等は、ＤＰＦ１３ｂの下流側端面に洗浄用流体をかけやすくなっている。このように、本開示によれば、ＤＰＦ１３ｂを車体から取り外す事無く容易に洗浄することが出来る排気系１を提供することが可能となる。
【００３８】
また、上述の通り、本排気系１では、第一部分通路１１ａはｙ軸方向に沿って延在し、かつ、貫通孔１５は、ｙ軸方向からの平面視でＤＰＦ１１ｂの下流側端面と概ね同じ形状で重なり合っている。この構成によれば、ホース等を貫通孔１５に挿入し洗浄用流体を下流側端面にかける際、ホース等も洗浄用流体も他の部品と干渉しないし、整備者等は、ＤＰＦ１３ｂの下流側端面全域に貫通孔１５から洗浄用流体をかけやすくなる。
【００３９】
また、上述の通り、本排気系１では、第二部分通路１１ｂは、第一部分通路１１ａの上端部に接続されてｚ軸方向に延在する。この構成により、整備者等により供給された洗浄用流体が第三部分通路１１ｃに浸入し難くなる。
【００４０】
また、上述の通り、本排気系１では、第一部分通路１１ａにおけるＤＰＦ１３ｂの直ぐ上流側に排出口１９ｂが形成されており、この排出口１９ｂから洗浄用流体が排出される。この構成により、洗浄用流体を簡単に排気系１の外部に排出することが出来る。
【００４１】
＜６．付記＞
上述の説明では、蓋１７の開放時、ＤＰＦ１３ｂの下流側端面も貫通孔１５も、ｙ軸方向（即ち、車両の左右いずれかの方向）を臨むようになっていた。しかし、これに限らず、蓋１７の開放時、ＤＰＦ１３ｂの下流側端面および貫通孔１５は、ｘ軸方向（即ち、車両の前後いずれかの方向）を臨むようにしても良い。
【００４２】
ここで、「ｘ軸方向を臨む」という文言は、ＤＰＦ１３ｂの下流側端面および貫通孔１５がｘ軸方向に互いに正対するという意味だけでなく、ＤＰＦ１３ｂの下流側端面および貫通孔１５がｘ軸方向に対し傾斜した方向（但し、ｚ軸方向を除く）に互いに正対することも含む。この点については、「ｙ軸方向を臨む」という文言も同様である。
【００４３】
上述の説明では、各排出口１９は蓋１７を用いて開放／閉鎖されるとして説明した。しかし、これに限らず、各排出口１９は、電磁弁や電動弁により開放／閉鎖されても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本開示に係る排気系は、フィルタを容易に洗浄することが出来、ディーゼルエンジンを搭載した乗用車や商用車に好適である。
【符号の説明】
【００４５】
１  排気系
１１  排気通路
１３ｂ  ＤＰＦ（フィルタ）
１５  貫通孔
１７  蓋
１９  排出口
３  内燃機関
【図１】
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【図２】
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