(57)【要約】【課題】排気浄化用触媒の上流で燃料等のミスト状の触媒反応物質を添加し得るようにした車両に支障なく採用できる排気ブレーキを提供する。【解決手段】排気管の途中に排気浄化用触媒を備え且つ該排気浄化用触媒より上流でミスト状の触媒反応物質を排気ガス中に添加し得るようにした車両に採用するための排気ブレーキ１１に関し、バタフライ型の弁体１３の傾動軸１４を水平線ｘに対し所要の傾斜角θを付して傾斜配置し、その傾斜した傾動軸１４の下向きの一端をハウジング１２内で軸支し且つ上向きの他端をハウジング１２を回動自在に貫通させて外部の軸回動用アクチュエータと連結する。【選択図】        図３
2004204701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管の途中に排気浄化用触媒を備え且つ該排気浄化用触媒より上流でミスト状の触媒反応物質を排気ガス中に添加し得るようにした車両に採用するための排気ブレーキであって、バタフライ型の弁体の傾動軸を水平線に対し所要の傾斜角を付して傾斜配置し、その傾斜した傾動軸の下向きの一端をハウジング内で軸支し且つ上向きの他端をハウジングを回動自在に貫通させて外部の軸回動用アクチュエータと連結したことを特徴とする排気ブレーキ。
【請求項２】
ハウジングを貫通して外部に張り出した傾動軸の他端側露出部分の最下位置がハウジング内のガス通路の最上位置よりも高くなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の排気ブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の排気管に装備される排気ブレーキに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、排気管の途中に装備した排気浄化用触媒により排気浄化を図ることが行われている。例えば、この種の排気浄化用触媒としては、排気空燃比がリーンの時に排気ガス中のＮＯxを酸化して硝酸塩の状態で一時的に吸蔵し、排気ガス中の酸素濃度が低下した時に未燃ＨＣやＣＯ等の介在によりＮＯxを分解放出して還元浄化する性質を備えたＮＯx吸蔵還元触媒が知られている。
【０００３】
このＮＯx吸蔵還元触媒においては、ＮＯxの吸蔵量が増大して飽和量に達してしまうと、それ以上のＮＯxを吸蔵できなくなるため、定期的にＮＯx吸蔵還元触媒に流入する排気ガスの酸素濃度を低下させてＮＯxを分解放出させる必要がある。例えば、ガソリン機関に使用した場合であれば、機関の運転空燃比を低下（機関をリッチ空燃比で運転）することにより、排気ガス中の酸素濃度を低下し且つ排気ガス中の未燃ＨＣやＣＯ等の還元成分を増加してＮＯxの分解放出を促すことができる。
【０００４】
ただし、ＮＯx吸蔵還元触媒をディーゼル機関の排気浄化装置として使用した場合には、機関をリッチ空燃比で運転することが困難である。このため、ＮＯx吸蔵還元触媒の上流側で排気ガス中に燃料を添加することにより、その添加した燃料を高温の排気ガス中で熱分解させて多量の炭化水素を生成し、この炭化水素を還元剤としてＮＯx吸蔵還元触媒上で酸素と反応させることで排気ガス中の酸素濃度を低下させる必要がある。
【０００５】
他方、ディーゼル機関から排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）の低減対策として、パティキュレートフィルタに担持させた酸化触媒や、フロースルー型の酸化触媒といった排気浄化用触媒を排気管の途中に装備することが既に行われており、このような酸化触媒を使用すれば、パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートや排気ガス中のパティキュレートの酸化反応を促進し、該パティキュレートの燃焼除去による低減化を図ることができる。
【０００６】
ただし、このような酸化触媒には活性温度領域があり、この活性下限温度を下まわるような排気温度での運転状態が続くと、酸化触媒が活性化しないためにパティキュレートが良好に燃焼除去されないという不具合が起こり得るので、必要に応じ上流側の排気ガス中に燃料を添加し、この添加した燃料を高温の排気ガス中で熱分解させることで多量の炭化水素を生成し、この炭化水素を酸化触媒上で酸化反応させて反応熱により触媒床温度を積極的に上昇させることが提案されている。
【０００７】
以上に幾つかの例をあげて説明した通り、排気管の途中に装備した排気浄化用触媒（ＮＯx吸蔵還元触媒や酸化触媒、又はこれらを担持したパティキュレートフィルタ）の上流側に燃料を添加するという考え自体は従来より提案されているものであり、既に排気管途中にインジェクタで燃料添加を行う手段が下記の特許文献１等に提案されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２４０４２９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような燃料添加手段を備えたディーゼルエンジンで排気ブレーキを適用するに際し、上流側で添加した燃料がミスト状に導かれてハウジング内のガス通路の内壁や弁体の表面に付着し、これが弁体の傾動軸の貫通部分から滲み出て外部に漏れてしまう虞れがあった。
【００１０】
即ち、一般的な排気ブレーキの構造においては、バタフライ型の弁体の傾動軸がハウジングを回動自在に貫通して外部の軸回動用アクチュエータと連結され、この傾動軸の貫通部分がラビリンスシールにより封止されるようになっているので、排気ガスが流れている状態で内外の圧力差により燃料が漏れ出てしまうような不具合は通常において起こらないが、エンジン停止時における排気ガス流れがない状態では、粘性の高い付着燃料が自重によりゆっくりとした速度で低い側へ流動して水平姿勢の傾動軸をつたってラビリンスシールの隙間に入り込むので、ラビリンス効果が効かないまま時間をかけて外部まで流れ出してしまう現象が起こり得たのである。
【００１１】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、排気浄化用触媒の上流で燃料等のミスト状の触媒反応物質を添加し得るようにした車両に支障なく採用できる排気ブレーキを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排気管の途中に排気浄化用触媒を備え且つ該排気浄化用触媒より上流でミスト状の触媒反応物質を排気ガス中に添加し得るようにした車両に採用するための排気ブレーキであって、バタフライ型の弁体の傾動軸を水平線に対し所要の傾斜角を付して傾斜配置し、その傾斜した傾動軸の下向きの一端をハウジング内で軸支し且つ上向きの他端をハウジングを回動自在に貫通させて外部の軸回動用アクチュエータと連結したことを特徴とするものである。
【００１３】
而して、このようにすれば、ハウジング内のガス通路の内壁や弁体の表面に付着したミスト状の触媒反応物質が、エンジン停止時に自重によりゆっくりとした速度で低い側へ流動したとしても、弁体の傾動軸が一端側を下にして傾斜配置されているので、傾動軸をつたう触媒反応物質がハウジング外へ張り出した他端側へ向かわずに低い一端側へ向けて流れることになり、この傾動軸の一端側で貫通構造が採用されていないことにより触媒反応物質がハウジングの外部へ漏れ出なくなる。
【００１４】
また、本発明においては、ハウジングを貫通して外部に張り出した傾動軸の他端側露出部分の最下位置がハウジング内のガス通路の最上位置よりも高くなるように設定されていることが好ましい。
【００１５】
即ち、このようにすれば、ハウジング内のガス通路の最上位置に付着している最も大きな位置エネルギーを持つ触媒反応物質が自重により流下しても、自身の流下開始位置より高所となる傾動軸の他端側露出部分の最下位置まで流れ込むことは有り得ないため、より一層確実な触媒反応物質の漏出防止を図ることが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１中における符号の１はターボチャージャ２を搭載したディーゼルエンジン（内燃機関）を示しており、エアクリーナ３から導いた吸気４を吸気管５を通し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへ導いて加圧し、その加圧された吸気４をインタークーラ６を介しディーゼルエンジン１の各気筒に分配して導入するようにしてある。
【００１８】
また、このディーゼルエンジン１の各気筒から排気マニホールド７を介し排出された排気ガス８を排気管９を通して前記ターボチャージャ２のタービン２ｂへ送り、該タービン２ｂを駆動した排気ガス８を触媒再生型のパティキュレートフィルタ１０（パティキュレートフィルタに担持された酸化触媒：排気浄化用触媒）を通してパティキュレートを捕集した上で車外へ排出するようにしてある。
【００１９】
ここで、パティキュレートフィルタ１０は、セラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガス８のみが下流側へ排出されることになるが、排気ガス８中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタ１０の再生を図る必要がある。
【００２０】
しかしながら、排気温度の低い運転状態ばかりが続くような運行形態の車両（例えば都心部の渋滞路を運行する路線バス等）では、パティキュレートの処理量よりも捕集量が上まわってしまうことになり、パティキュレートフィルタ１０の再生が良好に進まずに目詰まりが起こる虞れが残っているので、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階でパティキュレートフィルタ１０より上流側の排気ガス８中に燃料（触媒反応物質）を添加してパティキュレートフィルタ１０を強制再生することが検討されている。
【００２１】
つまり、パティキュレートフィルタ１０より上流側で燃料を添加すれば、その添加された燃料がパティキュレートフィルタ１０の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上げられてパティキュレートが強制的に燃焼除去されることになる。
【００２２】
尚、ここに図示する例では、パティキュレートフィルタ１０の再生制御を行う必要が生じた際に、図示しないエンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：ElectronicControl Unit）による燃料噴射制御を通常モードから再生モードに切り替えて、圧縮上死点（クランク角０゜）付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を追加し、このポスト噴射により排気ガス８中に未燃の燃料（主としてＨＣ：炭化水素）を添加するようにしてある。
【００２３】
そして、排気管９のパティキュレートフィルタ１０の前段には、排気管９内の流路を開閉するための排気ブレーキ１１が装備されており、該排気ブレーキ１１は、図２及び図３に示す如く、排気管９の途中に介装されるハウジング１２内にバタフライ型の弁体１３を傾動自在に抱持した構造となっている。
【００２４】
より具体的には、ハウジング１２に対し傾動軸１４の両端が軸受１５，１６を介して夫々回動自在に軸支され、この傾動軸１４に前記バタフライ型の弁体１３が一体的に装着されるようになっている。
【００２５】
ただし、本形態例においては、通常の場合に水平姿勢で配置されている傾動軸１４が水平線ｘに対し所要の傾斜角θを付されて傾斜配置されており、しかも、その傾斜した傾動軸１４の下向きの一端がハウジング１２内で軸受１５を介して軸支され、上向きの他端がハウジング１２を軸受１６及びラビリンスシール１７を介し回動自在に貫通して外部に張り出されている。
【００２６】
更に、ハウジング１２の外部に張り出した傾動軸１４の他端は、前記ハウジング１２の側面に取付プレート１８を介して装備されたエアシリンダ１９（軸回動用アクチュエータ）のピストン２０の先端とリンク２１を介して連結されており、前記エアシリンダ１９の伸縮作動によりリンク２１及び傾動軸１４を介し前記弁体１３が傾動操作されるようになっている。
【００２７】
尚、特に本形態例では、前記傾動軸１４を傾斜配置するにあたり、ハウジング１２を貫通して外部に張り出した傾動軸１４の他端側露出部分の最下位置Ａが、ハウジング１２内のガス通路２２の最上位置Ｂよりも高さｈ分だけ高くなるように設定してある。
【００２８】
而して、このように排気ブレーキ１１を構成すれば、パティキュレートフィルタ１０を再生するためにディーゼルエンジン１側でのポスト噴射により排気ガス８中に添加されたミスト状の燃料が、ハウジング１２内のガス通路２２の内壁や弁体１３の表面に付着して、エンジン停止時に自重によりゆっくりとした速度で低い側へ流動したとしても、弁体１３の傾動軸１４が一端側を下にして傾斜配置されているので、傾動軸１４をつたう燃料がハウジング１２外へ張り出した他端側へ向かわずに低い一端側へ向けて流れることになり、この傾動軸１４の一端側で貫通構造が採用されていないことにより燃料が外部へ漏れ出なくなる。
【００２９】
従って、上記形態例によれば、ハウジング１２内のガス通路２２の内壁や弁体１３の表面に付着した燃料がハウジング１２の外部へ漏れ出ることを確実に防止することができるので、排気管９の途中に触媒再生型のパティキュレートフィルタ１０を備え且つ該パティキュレートフィルタ１０より上流でミスト状の燃料を排気ガス８中に添加し得るようにした車両にも支障なく排気ブレーキ１１を採用することができる。
【００３０】
特に本形態例においては、ハウジング１２を貫通して外部に張り出した傾動軸１４の他端側露出部分の最下位置Ａがハウジング１２内のガス通路２２の最上位置Ｂよりも高さｈ分だけ高くなるように設定されているので、ハウジング１２内のガス通路２２の最上位置Ｂに付着している最も大きな位置エネルギーを持つ燃料が自重により流下しても、自身の流下開始位置より高所となる傾動軸１４の他端側露出部分の最下位置Ａまで流れ込むことは有り得ないため、より一層確実な燃料の漏出防止を図ることができる。
【００３１】
尚、本発明の排気ブレーキは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、先の形態例においては、圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行うことで排気ガス中に燃料を触媒反応物質として添加するようにしているが、気筒内へのメイン噴射の時期を通常より遅らせることで排気ガス中に燃料を添加するようにしても良く、更には、このように気筒内への燃料噴射を制御して排気ガス中に未燃燃料分を多く残すことにより燃料添加を行う手段だけでなく、排気管の適宜位置にインジェクタを貫通装着し、このインジェクタにより排気ガス中に燃料等の触媒反応物質を直噴して添加するようにしても良いこと、また、触媒反応物質の添加を要する排気浄化用触媒には、触媒再生型のパティキュレートフィルタ以外にＮＯx還元触媒（選択還元型触媒）やＮＯx吸蔵還元触媒、パティキュレートフィルタにＮＯx吸蔵還元触媒を組み合わせたもの、酸化触媒等を採用しても良いこと、更に、軸回動用アクチュエータはエアシリンダに限定されないこと、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。
【００３２】
【発明の効果】
上記した本発明の排気ブレーキによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３３】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、ハウジング内のガス通路の内壁や弁体の表面に付着した燃料がハウジングの外部へ漏れ出ることを確実に防止することができるので、排気管の途中に排気浄化用触媒を備え且つ該排気浄化用触媒より上流でミスト状の触媒反応物質を排気ガス中に添加し得るようにした車両にも支障なく排気ブレーキを採用することができる。
【００３４】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、ハウジング内のガス通路の最上位置に付着している最も大きな位置エネルギーを持つ燃料が自重により流下しても、自身の流下開始位置より高所となる傾動軸の他端側露出部分の最下位置まで流れ込むことは有り得ないため、より一層確実な燃料の漏出防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１の排気ブレーキの詳細を示す斜視図である。
【図３】図２の排気ブレーキの断面図である。
【符号の説明】
１  ディーゼルエンジン
８  排気ガス
９  排気管
１０  触媒再生型のパティキュレートフィルタ（排気浄化用触媒）
１１  排気ブレーキ
１２  ハウジング
１３  弁体
１４  傾動軸
１９  エアシリンダ（軸回動用アクチュエータ）
２２  ガス通路
【図１】
2004204701.tif 000003
【図２】
2004204701.tif 000004
【図３】
2004204701.tif 000005