(57)【要約】【課題】排気通路に配置されたバルブ制御部が高温になり過ぎることを防止する。【解決手段】排気システム１は、エンジン１０の排気ガスが流れる排気通路２０と、排気通路２０に設けられており排気ガスの流れを調節する排気ブレーキバルブ３２と、排気ブレーキバルブ３２に連結しており、排気ブレーキバルブ３２の動作を制御するバルブ制御部３４と、冷却水が流れる冷却水通路７０と、排気通路２０を流れる排気ガスと、冷却水通路７０を流れる冷却水とを熱交換させる熱回収器６０と、を備え、冷却水通路７０は、熱回収器６０へ向かって流れる冷却水がバルブ制御部３４を冷却するようにバルブ制御部３４を通過している。【選択図】図１
2019070321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気ガスが流れる排気通路と、
前記排気通路に設けられており前記排気ガスの流れを調節するバルブと、
前記バルブに連結しており、前記バルブの動作を制御するバルブ制御部と、
冷却水が流れる冷却水通路と、
前記排気通路を流れる排気ガスと、前記冷却水通路を流れる冷却水とを熱交換させる熱交換器と、
を備え、
前記冷却水通路は、前記熱交換器へ向かって流れる前記冷却水が前記バルブ制御部を冷却するように前記バルブ制御部を通過している、
排気システム。
【請求項２】
前記バルブは、前記エンジンのブレーキ力を発生させる排気ブレーキのバルブである、
請求項１に記載の排気システム。
【請求項３】
前記バルブを迂回するように前記排気通路の分岐部から分岐しており、前記熱交換器が設けられた分岐通路を更に備え、
前記バルブ制御部は、前記バルブを全閉位置にすることで、前記排気ガスを前記排気通路から前記分岐通路へ向かわせる、
請求項２に記載の排気システム。
【請求項４】
前記熱交換器は、前記排気通路において前記バルブよりも下流側に設けられている、
請求項２に記載の排気システム。
【請求項５】
前記排気通路の分岐部から分岐しており、前記熱交換器が設けられた分岐通路を更に備え、
前記バルブは、前記分岐部に設けられ前記排気ガスの向きを切り替える切り替えバルブである、
請求項１に記載の排気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、排気通路に設けられたバルブを制御するバルブ制御部を含む排気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック等の車両においては、エンジンの排ガスが流れる排気通路に、開閉可能なバルブが設けられている。バルブとしては、例えば、排気ガスの流路を切り替える切り替えバルブや、補助ブレーキである排気ブレーキのバルブが設けられている。そして、バルブの動作は、例えばバルブに連結されたバルブ制御部によって制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、バルブ制御部がバルブに連結している場合には、バルブ制御部は、排気通路に隣接することになるので、排気通路を流れる排気ガスの熱にさらされる。そして、この熱によってバルブ制御部の温度が高くなり過ぎると、バルブ制御部が動作不良を引き起こす恐れがある。
【０００５】
そこで、本開示はこれらの点に鑑みてなされたものであり、排気通路に配置されたバルブ制御部が高温になり過ぎること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】
【０００６】
本開示の一の態様においては、エンジンの排気ガスが流れる排気通路と、前記排気通路に設けられており前記排気ガスの流れを調節するバルブと、前記バルブに連結しており、前記バルブの動作を制御するバルブ制御部と、冷却水が流れる冷却水通路と、前記排気通路を流れる排気ガスと、前記冷却水通路を流れる冷却水とを熱交換させる熱交換器と、を備え、前記冷却水通路は、前記熱交換器へ向かって流れる前記冷却水が前記バルブ制御部を冷却するように前記バルブ制御部を通過している、排気システムを提供する。
上記構成の排気システムによれば、バルブ制御部を通過している冷却水通路を流れる冷却水によって、バルブ制御部の熱を回収すると共に、排気ガスの熱がバルブ制御部に伝達され難くなる。これにより、排気ガスの熱に起因してバルブ制御部の温度が高くなることを抑制できるので、バルブ制御部の動作不良を抑制できる。
【０００７】
また、前記バルブは、前記エンジンのブレーキ力を発生させる排気ブレーキのバルブであることとしてもよい。
【０００８】
また、前記排気システムは、前記バルブを迂回するように前記排気通路の分岐部から分岐しており、前記熱交換器が設けられた分岐通路を更に備え、前記バルブ制御部は、前記バルブを全閉位置にすることで、前記排気ガスを前記排気通路から前記分岐通路へ向かわせることとしてもよい。
【０００９】
また、前記熱交換器は、前記排気通路において前記バルブよりも下流側に設けられていることとしてもよい。
【００１０】
また、前記排気システムは、前記排気通路の分岐部から分岐しており、前記熱交換器が設けられた分岐通路を更に備え、前記バルブは、前記分岐部に設けられ前記排気ガスの向きを切り替える切り替えバルブであることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、排気通路に配置されたバルブ制御部が高温になり過ぎることを防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の第１の実施形態に係る排気システム１の構成を示す模式図である。
【図２】排気ブレーキ部３０及び周辺部の構成を説明するための模式図である。
【図３】排気ブレーキ部３０及び周辺部の構成を説明するための模式図である。
【図４】第２の実施形態に係る排気システム１の構成を示す模式図である。
【図５】第３の実施形態に係る排気システム１の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１の実施形態＞
（排気システムの構成）
本開示の第１の実施形態に係る排気システムの構成について、図１を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、第１の実施形態に係る排気システム１の構成を示す模式図である。排気システム１は、ここではトラック等の車両に搭載されている。排気システム１は、エンジンの排気ガスを外部へ排出すると共に、排気ガスの熱を効果的に回収する機能を有する。排気システム１は、図１に示すように、エンジン１０と、排気通路２０と、排気ブレーキ部３０と、分岐通路４０と、熱回収器６０と、冷却水通路７０とを有する。
【００１５】
エンジン１０は、燃料と吸気の混合気を燃焼、膨張させて、動力を発生させる原動機である。エンジン１０は、ここではディーゼルエンジンであるが、これに限定されず、例えばガソリンエンジンであってもよい。エンジン１０は、燃焼後の排気ガスを排気通路２０へ排出する。
【００１６】
排気通路２０は、エンジン１０の排気ガスが流れる管路であり、排気ガスを車外へ排出させる。排気通路２０の端部には開放口２１が設けられており、排気ガスは、開放口２１から大気開放される。
【００１７】
排気ブレーキ部３０は、排気通路２０の途中に設けられており、通過する排気ガスの流れを調整してエンジン１０のブレーキ力を発生させる。すなわち、排気ブレーキ部３０は、補助ブレーキとして、ブレーキ力を発生させる。排気ブレーキ部３０は、後述する開閉可能な排気ブレーキバルブ３２（図２）を有し、排気ブレーキバルブ３２を閉じた状態（実際には、排気ブレーキバルブ３２を若干開いた状態）にすることで排気ガスの通気抵抗を大きくさせる。これにより、エンジン１０の排気圧力が高まり、大きいブレーキ力が発生する。
【００１８】
分岐通路４０は、排気ブレーキ部３０を迂回するように排気通路２０から分岐した管路である。分岐通路４０は、排気通路２０において排気ブレーキ部３０の上流側の分岐部２２と、排気ブレーキ部３０の下流部の合流部２３とに繋がっている。これにより、分岐部２２から分岐した排気ガスは、分岐通路４０を流れた後に、合流部２３から排気通路２０へ合流する。
【００１９】
熱回収器６０は、分岐通路４０に設けられており、分岐通路４０を流れる排気ガスの熱を回収する機能を有する。熱回収器６０に回収された熱は、発電に用いられたり、エンジン１０を暖機するために冷却水を温めることに用いられたりする。ここでは、熱回収器６０は、分岐通路４０を流れる排気ガスと、冷却水通路７０を流れる冷却水とを熱交換させる熱交換器の機能を有する。
【００２０】
冷却水通路７０は、エンジン１０の冷却水が流れる管路である。冷却水通路７０は、エンジン１０と熱回収器６０の間で冷却水が循環するように設けられている。例えば、熱回収器６０で温められた冷却水が冷却水通路７０を介してエンジン１０へ流れることで、エンジン１０の暖機が促進される。
【００２１】
（排気ブレーキ部３０及び周辺部の詳細構成）
排気ブレーキ部３０及び周辺部の詳細構成について、図２及び図３を参照しながら説明する。
【００２２】
図２及び図３は、排気ブレーキ部３０及び周辺部の構成を説明するための模式図である。図２には、ブレーキ力発生位置に位置する排気ブレーキバルブ３２が示され、図３には、全閉位置に位置する排気ブレーキバルブ３２が示されている。
【００２３】
排気ブレーキ部３０は、図２及び図３に示すように、排気ブレーキバルブ３２と、バルブ制御部３４とを有する。
排気ブレーキバルブ３２は、排気通路２０に開閉可能に設けられたバルブであり、通過する排気ガスの通気抵抗を大きくしてエンジン１０のブレーキ力を発生させる。排気ブレーキバルブ３２は、例えばバタフライバルブであり、全開位置と図２に示すブレーキ力発生位置と図３に示す全閉位置との間で回動する。
【００２４】
排気ブレーキバルブ３２の全開位置は、排気ブレーキバルブ３２が排気通路２０を開放する位置である。排気ブレーキバルブ３２が全開位置に位置する際には、エンジン１０からの排気ガスは、排気ブレーキ部３０を通過して、排気通路２０を開放口２１へ向かって流れる（図１参照）。
【００２５】
図２に示すブレーキ力発生位置は、排気ブレーキバルブ３２が僅かに開いた位置である。排気ブレーキバルブ３２がブレーキ力発生位置に位置する際には、排気通路２０の内壁との間の隙間が狭くなるので、排気ガスの通気抵抗が生じる。これにより、エンジン１０内の排気圧力が高まり、大きなブレーキ力が発生する。
【００２６】
図３に示す全閉位置は、排気ブレーキバルブ３２が排気通路２０を塞ぐ位置である。排気ブレーキバルブ３２が全閉位置に位置する際には、排気ガスは、分岐部２２から分岐通路４０へ流れて、熱回収器６０を通過し、この際に熱回収器６０において排気ガスが冷却水と熱交換される。
【００２７】
バルブ制御部３４は、排気ブレーキバルブ３２の回転軸３２ａに連結しており、排気ブレーキバルブ３２の動作を制御する電子制御装置である。バルブ制御部３４は、回転軸３２ａを回転させることで、全開位置とブレーキ力発生位置と全閉位置の間で排気ブレーキバルブ３２を回動させる。バルブ制御部３４は、例えば、制御基板と、制御基板を覆うケースとを含む。
【００２８】
バルブ制御部３４は、回転軸３２ａに連結しているため、図２に示すように排気通路２０に隣接している。このような配置の場合には、バルブ制御部３４が排気通路２０を流れる排気ガスの熱にさらされることになる。
本実施形態では、図２に示すように、冷却水通路７０がバルブ制御部３４を通過するように配置されている。具体的には、冷却水通路７０は、エンジン１０から熱回収器６０へ向かって流れる冷却水がバルブ制御部３４を冷却するように、バルブ制御部３４を通過している。これにより、冷却水通路７０を流れる冷却水によって、バルブ制御部３４の熱を回収できる。特に、熱回収器６０で温められる前の冷却水がバルブ制御部３４を通過することで、バルブ制御部３４の熱を効果的に回収できる。
【００２９】
また、冷却水通路７０は、防水性のある制御基板の裏面側（排気通路２０に対向する側）に、例えばチューブ状に配置されている。このように冷却水通路７０を設けることで、排気ガスの熱が制御基板に伝達されることをブロックできるので、制御基板の温度が上昇することを抑制できる。
【００３０】
なお、排気通路２０の分岐部２２には、逆止弁２５が開閉可能に設けられている。逆止弁２５は、軸を中心に回転することで、分岐部２２を開閉する。逆止弁２５は、排気ブレーキバルブ３２が全開位置及びブレーキ力発生位置（図２）に位置する際には、分岐部２２を閉じている。一方で、逆止弁２５は、排気ブレーキバルブ３２が全閉位置（図３）に位置する際（排気圧力が高まった際）には、排気圧力を受けて回転して分岐部２２を開いている。
【００３１】
（第１の実施形態における効果）
上述した排気システム１は、排気ブレーキバルブ３２に連結しており排気ブレーキバルブ３２の動作を制御するバルブ制御部３４と、エンジン１０と熱回収器６０の間で冷却水が循環する冷却水通路７０とを有する。そして、冷却水通路７０は、熱回収器６０へ向かって流れる冷却水がバルブ制御部３４を冷却するように、バルブ制御部３４を通過している。
上記の構成によれば、バルブ制御部３４を通過している冷却水通路７０を流れる冷却水によって、バルブ制御部３４の熱を回収できると共に、排気ガスの熱がバルブ制御部３４に伝達され難くなる。これにより、排気ガスの熱に起因してバルブ制御部３４の温度が高くなることを抑制できるので、バルブ制御部３４の動作不良を抑制できる。
【００３２】
＜第２の実施形態＞
本開示の第２の実施形態に係る排気システムの構成について、図４を参照しながら説明する。
【００３３】
図４は、第２の実施形態に係る排気システム１の構成を示す模式図である。上述した第１の実施形態では、熱回収器６０が分岐通路４０に設けられていた。これに対して、第２の実施形態では、図４に示すように、熱回収器６０が排気通路２０において排気ブレーキ部３０よりも下流側に設けられている。
【００３４】
そして、第２の実施形態でも、バルブ制御部３４を通過している冷却水通路７０を流れる冷却水によって、バルブ制御部３４の熱を回収できると共に、排気ガスの熱がバルブ制御部３４に伝達され難くなるので、バルブ制御部３４の温度が高くなることを抑制できる。また、第２の実施形態では、分岐通路４０が設けられないので、排気通路２０の構成が簡易なものとなる。
【００３５】
＜第３の実施形態＞
本開示の第３の実施形態に係る排気システムの構成について、図５を参照しながら説明する。
【００３６】
図５は、第３の実施形態に係る排気システム１の構成を示す模式図である。上述した第１の実施形態では、冷却水通路７０が、排気ブレーキバルブ３２の動作を制御するバルブ制御部３４を通過していた。これに対して、第３の実施形態では、図５に示すように、冷却水通路７０が、排気ガスの流路を切り替える切り替えバルブ８０の動作を制御するバルブ制御部８４を通過している。
【００３７】
切り替えバルブ８０は、排気通路２０の分岐部２２に設けられており、排気通路２０を流れる排気ガスの向きを切り替えるバルブである。バルブ制御部８４は、切り替えバルブ８０を動作させて、排気通路２０を流れる排気ガスを分岐部２２から分岐通路４０へ向かわせるか、又は熱回収器６０が設けられた分岐通路４０を経由せずそのまま流す。
【００３８】
第３の実施形態によれば、バルブ制御部８４を通過している冷却水通路７０を流れる冷却水によって、バルブ制御部８４の熱を回収できると共に、排気ガスの熱がバルブ制御部３４に伝達され難くなるので、バルブ制御部３４の温度が高くなることを抑制できる。
なお、冷却水通路７０は、バルブ制御部８４に加えて、排気ブレーキバルブ３２のバルブ制御部３４（図２）を通過してもよい。これにより、冷却水通路７０を流れる冷却水によって２つのバルブ制御部を冷却できる。
【００３９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００４０】
１    排気システム
１０    エンジン
２０    排気通路
２２    分岐部
３２    排気ブレーキバルブ
３４    バルブ制御部
４０    分岐通路
６０    熱回収器
７０    冷却水通路
８０    切り替えバルブ
８４    バルブ制御部
【図１】
2019070321.tif 000003
【図２】
2019070321.tif 000004
【図３】
2019070321.tif 000005
【図４】
2019070321.tif 000006
【図５】
2019070321.tif 000007