(57)【要約】【課題】減圧バルブを用いた場合でも所望の圧力に減圧できるＳＣＲ用のエア回路を提供する【解決手段】エア回路１は、電磁バルブ１０側に入力部としての流路５９ａが設けられ、流路５９ａには減圧バルブ５５が設けられている。減圧バルブ５５には流路５９ｂが設けられており、流路５９ｂにはエアタンク５３が設けられている。  エアタンク５３には流路５９ｃが設けられており、流路５９ｃは出力部である流路２１に連結されている。  減圧バルブ５５とエアタンク５３とは、流路５９ｄを介しても連結されており、減圧バルブ５５は、減圧バルブ５５より出力部側であるエアタンク５３内の圧力を参照して減圧を行うため、圧力６３ａは、従来の減圧バルブ８５を用いた場合の圧力６３ｂよりも高く保つことができる。  従って、ピストン７３が完全に出力部７７を閉鎖することができなくても減圧バルブ５５はエアを所望の圧力に減圧できる【選択図】図４
2007270636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転により高圧エアを発生させるエア圧源と、
前記エアにより作動可能な作動手段と、
前記エア圧源から前記作動手段へのエアの流れを可能にすべく連通された供給通路と、
前記供給通路に設けられ、前記エア圧源から流れたエアを貯留可能な貯留手段と、
前記供給通路の前記貯留手段よりも上流側に設けられ、前記エア圧源からのエアを減圧して前記貯留手段に供給する減圧弁と、
を備え、
前記減圧弁は、前記貯留手段内のエア圧に基づいて前記エア圧源からのエアの減圧量を変更することを特徴とするエア回路。
【請求項２】
前記減圧弁は、前記貯留手段内のエア圧と、前記エア圧源から前記減圧弁に入力されるエア圧との差に基づいて前記エア圧源からのエアの減圧量を変更することを特徴とする請求項１記載のエア回路。
【請求項３】
前記減圧弁は、閉鎖した場合に前記エア圧源からのエア圧を減圧し、開放した場合に前記エア圧源からのエア圧を減圧しないように構成されると共に、
前記貯留手段内のエア圧が所定圧力以上の場合に前記減圧弁が閉鎖し、前記貯留手段内のエア圧が所定圧力よりも小さい場合に前記減圧弁が開放するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のエア回路。
【請求項４】
前記作動手段は、
内燃機関の排気系に連通する供給通路を介して尿素水を供給する還元剤供給手段と、
前記還元剤供給手段から供給される前記尿素水の供給部位より上流の供給通路に前記エアを供給するエア供給手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載のエア回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧エアにより作動可能な装置のエア回路構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりにより、トラック等の車両の排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の人体、環境への影響が懸念されている。
【０００３】
これに対し、従来はエンジンの改良等によって排気ガス中のＮＯｘ量を減少させる試みがなされてきたが、近年では、車両の排気管にＮＯｘの浄化装置を設け、ＮＯｘを分解することによって排気ガス中のＮＯｘ量を減少させている。
【０００４】
浄化装置には種々の方式があるが、ＳＣＲ（Selective Catalytic
Reduction）と呼ばれる方式が広く用いられている。
【０００５】
ＳＣＲは、尿素水等の還元剤を用いてＮＯｘを水と窒素に分解する方式であり、尿素水をエアと混合して霧状にしたものを排気管内に導入し、ＮＯｘを分解している。
【０００６】
ここで、尿素水と混合するエアは、エンジンの動力を利用したコンプレッサによって供給されるが、コンプレッサの供給するエア圧が、ＳＣＲが必要とするエア圧よりも高い場合は圧力を減圧するための減圧バルブが必要となる。
【０００７】
また、コンプレッサはエンジンの動力を利用しているため、エンジンが停止するとエアの供給も停止されることになるが、エンジン停止後も、配管内の残留尿素を除去する必要があることから、コンプレッサと配管の間にエアタンクを設ける必要がある。
これは、エンジン停止後に、供給通路や尿素水供給装置内に、尿素が残留した場合、その残留尿素水が凍結する可能性があり、そうなると、次回の作動の際に、悪影響を及ぼしかねないからである。
【０００８】
そこで、従来はコンプレッサと配管の間に減圧バルブとエアタンクからなるエア回路を設けている。
図５は従来の浄化装置のエア回路８１を示す図であって、図６および図７は図５の減圧バルブ８５を示す図である。
【０００９】
図５に示すように、エア回路８１は、コンプレッサに連通する流路８３ａに減圧バルブ８５が設けられ、減圧バルブ８５には流路８３ｂが設けられている。
流路８３ｂにはエアタンク８７が設けられており、エアタンク８７には配管が連結されている。
【００１０】
図６に示すように、減圧バルブ８５は圧力室７１を有し、圧力室７１内にはピストン７３がＥ１、Ｅ２方向に移動可能に設けられている。
ピストン７３にはバネ７４が設けられ、バネ７４はピストン７３をＥ２方向に押圧している。
【００１１】
圧力室７１の側壁には、エアが入力される入力部７５およびエアが出力される出力部７７が設けられている。
入力部７５は図５の流路８３ａに連結され、出力部７７は流路８３ｂに連結されている。
【００１２】
また、出力部７７には流路７９が設けられており、流路７９の一端は、圧力室７１の底面に連結されている。
【００１３】
入力部７５からＢ方向にエアが流入すると、エアは圧力室７１を介して出力部７７に流入し、Ｃ方向に流れて出力部７７から出力される。
【００１４】
一方、出力部７７に流入したエアの一部は、流路７９をＤ方向に流れ、ピストン７３をＥ１方向に押圧する。
そして、エアの押圧する力がバネ７４の押圧する力に打ち勝つと、ピストン７３はＥ１方向に移動する。
【００１５】
移動したピストンは出力部７７を閉鎖し始め、出力部７７の圧力が一定以上になると、図７に示すように、ピストン７３は出力部７７を完全に閉鎖する。
この状態では、入力部７５から出力部７７へのエアの流入は停止する。
【００１６】
一方、この状態から出力部７７のエアの圧力が下がると、流路７９に流入したエアがピストン７３を押圧する力も下がるため、ピストン７３はバネ７４に押圧されてＥ２方向に移動し、再び出力部７７は開放される。
【００１７】
従って、出力部７７の圧力は常に一定圧力以下に保たれる。
このような構造としては、以下のようなものが知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３-２９３７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、減圧バルブ８５は、ピストン７３が出力部７７を徐々に閉鎖する構造となっているため、閉鎖直前の圧力になると出力部７７からのエアの流出量が減少する。
【００１９】
従って、ＳＣＲのように、常にエアを消費するようなシステムに用いると、減少した流出量とＳＣＲが消費するエア量が平衡してしまい、ピストン７３が完全に出力部７７を閉鎖することができず、出力部７７の圧力が所望の圧力にならないという問題があった。
【００２０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、減圧バルブを用いた場合でも所望の圧力に減圧できるＳＣＲ用のエア回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前述した目的を達成するために、本発明は、内燃機関の回転により高圧エアを発生させるエア圧源と、前記エアにより作動可能な作動手段と、前記エア圧源から前記作動手段へのエアの流れを可能にすべく連通された供給通路と、前記供給通路に設けられ、前記エア圧源から流れたエアを貯留可能な貯留手段と、前記供給通路の前記貯留手段よりも上流側に設けられ、前記エア圧源からのエアを減圧して前記貯留手段に供給する減圧弁と、を備え、前記減圧弁は、前記貯留手段内のエア圧に基づいて前記エア圧源からのエアの減圧量を変更することを特徴とするエア回路である。
前記減圧弁は、前記貯留手段内のエア圧と、前記エア圧源から前記減圧弁に入力されるエア圧との差に基づいて前記エア圧源からのエアの減圧量を変更する。
【００２２】
前記減圧弁は、閉鎖した場合に前記エア圧源からのエア圧を減圧し、開放した場合に前記エア圧源からのエア圧を減圧しないように構成されると共に、前記貯留手段内のエア圧が所定圧力以上の場合に前記減圧弁が閉鎖し、前記貯留手段内のエア圧が所定圧力よりも小さい場合に前記減圧弁が開放するように構成される。
前記作動手段は、内燃機関の排気系に連通する供給通路を介して尿素水を供給する還元剤供給手段と、前記還元剤供給手段から供給される前記尿素水の供給部位より上流の供給通路に前記エアを供給するエア供給手段と、を有する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、減圧弁において、所望の減圧ができず、不必要に減圧弁が開くようなことがなくなり、エアタンクへエアを正確に供給できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るエア回路１を備えた浄化システム３の構成を示す図であって、図２はエア回路１の詳細図、図３は減圧バルブ５５の詳細図である。
また、図４はエア回路１内のエアの圧力を示す図である。
【００２５】
図１に示すように、浄化システム３はエンジン５を有し、エンジン５には、排気管２９が設けられている。
排気管２９の、エンジン５との接続部近傍にはＮＯｘセンサ３５が設けられている。
【００２６】
排気管２９には触媒コンバータ３１が設けられており、触媒コンバータ３１内には触媒３３が設けられている。
触媒３３には触媒温度センサ３９が設けられている。
触媒コンバータ３１の下流側にはＮＯｘセンサ３７が設けられている。
【００２７】
エンジン５の出力軸７にはコンプレッサクラッチ９が設けられており、コンプレッサクラッチ９にはコンプレッサ１１が設けられている。
コンプレッサ１１には電磁バルブ１０が設けられており、電磁バルブ１０にはエア回路１が設けられている。
【００２８】
エア回路１には流路２１が設けられている。
流路２１の端部には添加ノズル２７が設けられており、添加ノズル２７は排気管２９の内部に設けられている。
【００２９】
また、流路２１には電磁バルブ２５が設けられており、電磁バルブ２３には尿素水タンク２３が設けられている。
【００３０】
エンジン５はトラック等の車両を運転するための駆動装置であるが、浄化システム３においては、コンプレッサ１１を始動させ、エアを供給するための動力源として機能する。
【００３１】
排気管２９は、エンジンの燃焼によって生じた排気ガスを車外に排出する管である。
触媒コンバータ３１は排気ガス中のＮＯｘを分解する部分であり、触媒３３がＮＯｘを分解する。
【００３２】
ＮＯｘセンサ３５、３７は、排気ガス中のＮＯｘ濃度を測定するセンサである。
触媒温度センサ３９は触媒３３の温度を測定するセンサである。
【００３３】
コンプレッサクラッチ９はエンジン５の動力のコンプレッサ１１への伝達を行う。
コンプレッサ１１はエンジン５からの動力を利用してエアを供給する。
電磁バルブ１０、電磁バルブ２３は電気信号によって開閉するバルブである。
【００３４】
尿素水タンク２３は尿素を貯蔵するタンクである。
添加ノズル２７は尿素とエアを混合し、霧状にして触媒３３に吹き付ける装置である。
【００３５】
一方、浄化システム３は浄化装置ＥＣＵ４１を有している。
浄化装置ＥＣＵ４１には、ＮＯｘセンサ３５、３７が測定したＮＯｘ濃度を示す信号であるＮＯｘ濃度信号１０１、１０３および、触媒温度センサ３９が測定した、触媒３３の温度を示す信号である触媒温度信号１０５が入力されるようになっている。
【００３６】
また、浄化装置ＥＣＵ４１にはＯＮ／ＯＦＦ信号１１１が、後述するエンジンＣＵ４３を介して入力されるようになっている。
【００３７】
一方、浄化装置ＣＰＵ４１はバルブの開閉を示す信号であるバルブ開閉信号１０７、１０９を電磁バルブ１０、２５に出力する。
【００３８】
電磁バルブ１０、２５はバルブ開閉信号１０７、１０９が入力されるとバルブの開閉を行う。
【００３９】
浄化装置ＥＣＵ４１は、浄化システム３を動作させるためのコンピュータであり、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random
Access Memory）等を備えている。
【００４０】
浄化装置ＥＣＵ４１は、ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って、ＮＯｘ濃度信号１０１、１０３および触媒温度信号１０５を基に触媒コンバータ３３に供給するエア量および尿素量を決定する。
【００４１】
そして、必要な量のエアおよび尿素を供給するために、バルブ開閉信号１０７、１０９を電磁バルブ１０、２５に出力し、電磁バルブ１０、２５を開閉させる。
【００４２】
例えば、電磁バルブ１０、２５が開くと、電磁バルブ１０からはコンプレッサ１１から供給されたエアがエア回路１を介して流路２１に流入する。
一方、電磁バルブ２５からは、尿素水タンク２３から供給された尿素が流路２１に流入する。
【００４３】
そして、添加ノズル２７でエアと尿素は混合されて霧状となり、触媒３３に吹き付けられる。
触媒３３に吹き付けられた尿素はＮＯｘを水と窒素に分解する。
【００４４】
図２に示すように、エア回路１は、電磁バルブ１０側に入力部としての流路５９ａが設けられ、流路５９ａには減圧バルブ５５が設けられている。
なお、流路５９ａは、図３に示す減圧バルブ５５の入力部７５に連結されている。
【００４５】
減圧バルブ５５には流路５９ｂが設けられており、流路５９ｂにはエアを保持するエアタンク５３が設けられている。
【００４６】
エアタンク５３には流路５９ｃが設けられており、流路５９ｃは出力部としての流路２１に連結されている。
なお、流路５９ｂは、図３に示す減圧バルブ５５の出力部７７に連結されている。
【００４７】
一方、減圧バルブ５５とエアタンク５３とは、流路５９ｄを介しても連結されており、図３に示すように、流路５９ｄは減圧バルブ５５の圧力室７１の底面に連結されている。
【００４８】
従って、流路５９ｄにはエアタンク５３からエアが流入するため、減圧バルブ５５は、エアタンク５３内の圧力によってピストン７３が上下し、出力部７７の開放、閉鎖を行う。
【００４９】
ここで、図４に示すように、減圧バルブ５５が閉鎖する圧力である、減圧バルブ調整圧力６１はバルブ固有の値である。
一方、エア回路１内のエアの圧力６３ａは、入力部である電磁バルブ１０側が最も高く、出力部である流路２１側が最も低い。
【００５０】
従って、より出力部側であるエアタンク５３の圧力によって出力部７７の開放、閉鎖を行うことにより、圧力６３ａは、バルブ内の出力部７７の圧力で出力部７７の開放、閉鎖を行う従来の減圧バルブ８５を用いた場合の圧力６３ｂよりも高く保つことができる。
【００５１】
従って、ピストン７３が完全に出力部７７を閉鎖することができなくても減圧バルブ５５はエアを所望の圧力に減圧できる。
【００５２】
なお、流路５９ｄは、減圧バルブ５５よりも出力側（流路２１側）に連結されていればよいので、エアタンク５３ではなく、流路５９ｂ、５９ｃに連結してもよい。
【００５３】
このように、本実施の形態によれば、浄化システム３のエア回路１は、流路５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、減圧バルブ５５およびエアタンク５３を有し、減圧バルブ５５は、流路５９ｄを介してエアタンクの圧力を参照して減圧を行う。
【００５４】
従って、閉鎖を行う従来の減圧バルブ８５を用いた場合よりも圧力を高く保つことができ、ピストン７３が完全に出力部７７を閉鎖することができなくても、エアを所望の圧力に減圧できる。
【００５５】
以上、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】浄化システム３の構成を示す図
【図２】エア回路１の詳細図
【図３】減圧バルブ５５の詳細図
【図４】エア回路１内のエアの圧力を示す図
【図５】従来の浄化装置のエア回路８１を示す図
【図６】減圧バルブ８５を示す図
【図７】減圧バルブ８５を示す図
【符号の説明】
【００５７】
１…………エア回路
３…………浄化システム
５…………エンジン
１０………電磁バルブ
１１………コンプレッサ
２１………流路
２３………尿素水タンク
２５………電磁バルブ
２７………添加ノズル
２９………排気管
３１………触媒コンバータ
３３………触媒
４１………浄化装置ＥＣＵ
５３………エアタンク
５５………減圧バルブ
５９ａ……流路
５９ｂ……流路
５９ｃ……流路
５９ｄ……流路
７１………圧力室
７３………ピストン
７４………バネ
７５………入力部
７７………出力部
【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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【図６】
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【図７】
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