(57)【要約】本発明は、自動車用、特に実用車用の排気システム（１）に関する。排気システム（１）は、自動車に取り付け可能な第１ハウジング（４）内に設けられた排気ガス後処理装置（２）と、第２ハウジング（５）内に設けられて排気ガス後処理装置（２）に流体的に連通する排気ガス蒸発装置（３）と、排気ガス後処理装置（２）に流体的に連通する流体入口（７）および排気ガス蒸発装置（３）に流体的に連通する流体出口（８）を有して排気ガス後処理装置（２）を排気ガス蒸発装置（３）に流体的に接続する接続ライン（６）とを備えている。蒸発装置バイパスライン（１０）は、分岐点（９）において接続ライン（６）から分岐している。接続ライン（６）は、流体入口（７）を流体出口（８）に流体的に連通させる第１位置と、流体入口（７）を蒸発装置バイパスライン（１０）に流体的に連通させる第２位置との間を移動可能な弁装置（１１）を有している。排気ガス蒸発装置（３）は、第２ハウジング（５）内に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用、特に商用車用の排気システム（１）であって、
上記自動車に取り付けられ得る第１ハウジング（４）内に設けられた排気ガス後処理装置（２）と、
上記排気ガス後処理装置（２）に流体的に連通しかつ第２ハウジング（５）内に設けられた排気ガス蒸発装置（３）と、
上記２つのハウジング（４，５）に設けられ、それぞれの該ハウジング（４，５）を上記自動車に固定できる少なくとも１つの固定要素（１７）と、
上記２つのハウジング（４，５）を互いに固定する少なくとも１つの固定要素（１８）と、
上記第１および第２ハウジング（４，５）の間に少なくとも一部が設けられ、上記排気ガス後処理装置（２）に流体的に連通する流体入口（７）および上記排気ガス蒸発装置（３）に流体的に連通する流体出口（８）を有し、上記排気ガス後処理装置（２）を上記排気ガス蒸発装置（３）に流体的に接続する接続ライン（６）と、
上記接続ライン（６）から分岐点（９）において分岐して上記排気システム（１）の外部（Ｕ）に流体的に連通する蒸発装置バイパスライン（１０）と、
上記接続ライン（６）に設けられ、上記流体入口（７）が上記流体出口（８）に流体的に連通する第１位置と、上記流体入口（７）が上記蒸発装置バイパスライン（１０）に流体的に連通する第２位置との間を調節可能な弁装置（１１）とを備えている
ことを特徴とする排気システム。
【請求項２】
請求項１において、
上記分岐点（９）は、上記排気ガス後処理装置（２）の上記第１ハウジング（４）と、上記排気ガス蒸発装置（３）の上記第２ハウジング（５）との間に設けられている
ことを特徴とする排気システム。
【請求項３】
請求項１または２において、
上記接続ライン（６）および上記蒸発装置バイパスライン（１０）は、上記排気ガス蒸発装置（３）の上記第２ハウジング（５）に一体形成されている
ことを特徴とする排気システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
上記弁装置（１１）は、上記分岐点（９）に設けられ、２つのフラップセクション（１３ａ，１３ｂ）と該２つのフラップセクション（１３ａ，１３ｂ）の回転に対して固定して設けられた弁軸（１２）とを含み、上記第１位置と上記第２位置との間を回転的に調節可能な１つの、特に正確に１つのバタフライ弁（１５）を有している
ことを特徴とする排気システム。
【請求項５】
請求項４において、
上記２つのフラップセクション（１３ａ，１３ｂ）は、上記弁装置（１１）の上記第１位置において上記接続ライン（６）のライン壁部セクション（２８ａ）を形成しかつ上記第２位置において上記蒸発装置バイパスライン（１０）のライン壁部セクション（２８ｂ）を形成するように構成されている
ことを特徴とする排気システム。
【請求項６】
請求項４または５において、
上記接続ライン（６）と上記蒸発装置バイパスライン（１０）との間に、該接続ライン（６）と該蒸発装置バイパスライン（１０）との間の移行領域（３０）を区画する湾曲構造の共通ライン壁部セクション（２９）が一体形成されており、
上記移行領域（３０）では、第２フラップセクション（１３ｂ）が、上記弁装置（１１）を調節するために上記第１位置と上記第２位置との間で調節され得るように構成されている
ことを特徴とする排気システム。
【請求項７】
自動車用、特に商用車用の排気システム（１）であって、
共通のハウジング（４）内に設けられた排気ガス後処理装置（２）および該排気ガス後処理装置（２）に流体的に連通する排気ガス蒸発装置（３）と、
上記ハウジング（４）に設けられ、該ハウジング（４）を上記自動車に固定できる少なくとも１つの固定要素（１７）と、
上記ハウジング（４）内に設けられ、上記排気ガス後処理装置（２）に流体的に連通する流体入口（７）および上記排気ガス蒸発装置（３）に流体的に連通する流体出口（８）を有し、上記排気ガス後処理装置（２）を上記排気ガス蒸発装置（３）に流体的に接続する接続ライン（６）と、
上記接続ライン（６）から分岐点（９）において分岐して上記排気システム（１）の外部（Ｕ）に流体的に連通する蒸発装置バイパスライン（１０）と、
上記接続ライン（６）に設けられ、上記流体入口が上記流体出口（８）に流体的に連通する第１位置と、上記流体入口が上記蒸発装置バイパスライン（１０）に流体的に連通する第２位置との間を調節可能な弁装置（１１）とを備えている
ことを特徴とする排気システム。
【請求項８】
自動車用、特に商用車用の排気システム（１）であって、
共通のハウジング（４）内に設けられた排気ガス後処理装置（２）および該排気ガス後処理装置（２）に流体的に連通する排気ガス蒸発装置（３）と、
上記ハウジング（４）に設けられ、該ハウジング（４）を上記自動車に固定できる少なくとも１つの固定要素（１７）と、
上記排気ガス後処理装置（２）に流体的に連通する流体入口（７）および上記排気ガス蒸発装置（３）に流体的に連通する流体出口（８）を有し、上記排気ガス後処理装置（２）を上記排気ガス蒸発装置（３）に流体的に接続する接続ライン（６）と、
上記排気ガス後処理装置（２）を上記排気システム（１）の外部（Ｕ）に流体的に連通させる蒸発装置バイパスライン（１０）と、
上記接続ライン（６）および上記蒸発装置バイパスライン（１０）に設けられ、上記接続ライン（６）を排気ガスが流通するように開放しかつ上記蒸発装置バイパスライン（１０）を閉じる第１位置と、上記接続ライン（６）を閉じかつ上記蒸発装置バイパスライン（１０）を排気ガスが流通するように開放する第２位置との間を調節可能な弁装置（１１）とを備えている
ことを特徴とする排気システム。
【請求項９】
請求項８において、
上記ハウジング（４）に設けられ、該ハウジング（４）を第１および第２ハウジング内部空間（２１ａ，２１ｂ）に分割する隔壁（２０）を備え、
上記排気ガス後処理装置（２）は、上記第１ハウジング内部空間（２１ａ）に設けられ、
上記排気ガス蒸発装置（３）は、上記第２ハウジング内部空間（２１ｂ）に設けられ、
上記隔壁（２０）に設けられ、上記接続ライン（６）によって貫通される第１開口（２２ａ）と、
上記隔壁（２０）に設けられ、上記バイパス接続ライン（１０）によって貫通される第２開口（２２ｂ）とを備えている
ことを特徴とする排気システム。
【請求項１０】
請求項９において、
上記隔壁（２０）と対向して位置する上記第２ハウジング内部空間（２１ｂ）のハウジング壁（２３）に設けられ、上記蒸発装置バイパスライン（１０）によって貫通される第３開口（２２ｃ）を備え、
上記蒸発装置バイパスライン（１０）は、上記第２ハウジング内部空間（２１ｂ）から流体的に分離された態様で、該第２ハウジング内部空間（２１ｂ）内を延びている
ことを特徴とする排気システム。
【請求項１１】
請求項１０において、
上記排気ガス後処理装置（２）の上記ハウジング壁（２３）に設けられた貫通孔（１６）を備え、
上記排気ガス蒸発装置（３）は、上記貫通孔（１６）を通じて上記ハウジング（４）内に挿入可能であり、
上記排気ガス蒸発装置（３）が上記ハウジング（４）内に挿入された状態で、該排気ガス蒸発装置（３）の固定フランジ（１７）、特に固定プレート（２５）が、上記ハウジング壁（２３）に固定されて上記貫通孔（１６）を塞ぐように構成されている
ことを特徴とする排気システム。
【請求項１２】
請求項１、２または７において、
上記弁装置（１１）は、上記接続ライン（６）に調節可能に取り付けられた弁軸（１２）と、該弁軸（１２）に取り付けられ、上記第１位置において上記蒸発装置バイパスライン（１０）を閉じかつ上記流体出口（８）を開放し、上記第２位置において上記蒸発装置バイパスライン（１０）を開放しかつ上記流体出口（８）を閉じる弁フラップ（１３）とを有している
ことを特徴とする排気システム。
【請求項１３】
請求項１、２または７において、
上記弁装置（１１）は、
上記蒸発装置バイパスライン（１０）の上記分岐点（９）と上記接続ライン（６）の上記流体出口（８）との間に設けられ、２つのフラップセクション（１３．１ａ，１３．２ａ）と該２つのフラップセクション（１３．１ａ，１３．２ａ）の回転に対して固定して設けられた弁軸（１２ａ）とを含み、上記第１位置において上記接続ライン（６）を排気ガスが流通するように開放しかつ上記第２位置において上記接続ライン（６）を閉じる第１バタフライ弁（１５ａ）と、
上記蒸発装置バイパスライン（１０）に設けられ、２つのフラップセクション（１３．１ｂ，１３．２ｂ）と該２つのフラップセクション（１３．１ｂ，１３．２ｂ）の回転に対して固定して設けられた弁軸（１２ｂ）とを含み、上記第１位置において上記蒸発装置バイパスライン（１０）を閉じかつ上記第２位置において上記蒸発装置バイパスライン（１０）を排気ガスが流通するように開放する第２バタフライ弁（１５ｂ）とを有している
ことを特徴とする排気システム。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれか１項において、
上記弁装置（１１）は、
上記接続ライン（６）に設けられ、２つのフラップセクション（１３．１ａ，１３．２ａ）と該２つのフラップセクション（１３．１ａ，１３．２ａ）の回転に対して固定して設けられた弁軸（１２ａ）とを含み、上記第１位置において上記接続ライン（６）を排気ガスが流通するように開放しかつ上記第２位置において上記接続ライン（６）を閉じる第１バタフライ弁（１５ａ）と、
上記蒸発装置バイパスライン（１０）に設けられ、２つのフラップセクション（１３．１ｂ，１３．２ｂ）と該２つのフラップセクション（１３．１ｂ，１３．２ｂ）の回転に対して固定して設けられた弁軸（１２ｂ）とを含み、上記第１位置において上記蒸発装置バイパスライン（１０）を閉じかつ上記第２位置において上記蒸発装置バイパスライン（１０）を排気ガスが流通するように開放する第２バタフライ弁（１５ｂ）とを有している
ことを特徴とする排気システム。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項において、
上記排気システムは、上記弁装置（１１）を上記第１位置と上記第２位置との間で調節し得る電気、油圧または空気圧駆動式のアクチュエータ（１４）を備えている
ことを特徴とする排気システム。
【請求項１６】
請求項１２〜１５のいずれか１項において、
上記弁装置（１１）は、上記弁フラップ（１３）または上記フラップセクション（１３．１ａ，１３．１ｂ，１３．２ａ，１３．２ｂ）を上記第２位置へと付勢する付勢装置を有している
ことを特徴とする排気システム。
【請求項１７】
内燃エンジンと、
上記内燃エンジンと連動する請求項１〜１６のいずれか１項に記載の排気システム（１）とを備えている
ことを特徴とする自動車、特に商用車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用、特に商用車用の排気システムに関する。さらに、本発明は、このタイプの排気システムを備えた自動車、特に商用車に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の内燃エンジンは、効率を向上させるために、燃焼動作の間に生成される排気ガスからの熱回収を行う。排気ガス蒸発装置として知られているものはこの動作原理に基づいている。この排気ガス蒸発装置は、内燃エンジンと連動する排気システムの一部であって、排気ガスと液体作動媒体との両方がこれを流通する。ここで、高温排気ガスは存在する液体作動媒体を気相状態に蒸発させ、蒸発後にランキンプロセスの過程で膨張が生じ、その結果として機械的仕事が生み出される。この機械的仕事は、効率を向上させるために、内燃エンジンのドライブトレインに結合され得る。
【０００３】
従来の排気ガス蒸発装置は、典型的には十分な大きさのハウジングを備えていて、内燃エンジンの排気ガスセクションにおいて動作する別の構成要素と共に車両フレームに取り付けられている。このタイプの別の構成要素は、往々にして、排気ガス蒸発装置の上流に接続された排気ガス後処理装置である。それは、排気ガス内に存在する汚染物質を、それらが排気ガス蒸発装置に導入されて続いて排気ガス蒸発装置によって自動車の外部に放出される前に、処理して浄化する役割を果たす。当該排気ガス後処理装置は、また通常、別個のハウジングを備えていて、排気ガス蒸発装置と似たような態様で適当な固定手段によって車体に固定されている。排気ガス後処理装置間の必要な流体接続は、一般的に、排気ガス後処理装置と排気ガス蒸発装置との間に設けられた適当に構成された排気ガス管を介して行われる。
【０００４】
このタイプの排気システムにおける問題は、典型的には別個に構成されかつ各場合において個々のハウジングを備えた構成要素が大きな設置スペースを必要とすることである。しかしながら、当該設置スペースは現代の自動車において通常限られている。加えて、排気ガス後処理装置から出てきた排気ガスを必要に応じて排気ガス蒸発装置をまたいで車外に直接バイパスさせ、それによりランキン回路への熱入力を回避するために、排気ガスバイパスラインとして知られているものが一般に必要である。これは、例えば、システムの緊急スイッチオフの場合に安全性の理由のために必要になることがある。このタイプのバイパスラインを設けることは、また、特に当該バイパスラインを閉じるための弁装置と関連して、追加的な設置スペースを必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第２１１０５２７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の背景に対して、特許文献１は、内燃エンジンとこの内燃エンジンと連動する熱回収システムとを備えた商用車を開示している。この熱回収システムの媒体回路は、自動車の内燃エンジンの排気ガスセクション内に配置された消音器に設けられている。
【０００７】
本発明の目的は、排気ガス後処理装置と排気ガス蒸発装置とを備えた排気システムの改良された実施形態を提示することである。当該実施形態は、排気システムの機能性を制限することなく必要な設置スペースを低減することによって特徴付けられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、独立請求項の主題によって達成される。好ましい実施形態は従属請求項の主題である。
【０００９】
したがって、本発明の中核概念は、排気ガス処理装置および排気ガス蒸発装置に別個のハウジングを備え付けて当該ハウジング同士を直接隣り合わせて設けかつ互いに固定し、その結果としてそれらが１つの構造ユニットを形成するようにすることか、または代替的に、排気ガス後処理装置のハウジングを、当該排気ガス後処理装置の必須構成要素のみでなく排気ガス蒸発装置の必須構成要素をも収容できるように寸法決めすることである。前者の場合には、上記バイパスラインは少なくとも一部が２つのハウジングの間に設けられ、また後者の場合には、当該バイパスラインは排気ガス後処理装置のハウジング内に設けられる。両方の変形例が、排気ガス後処理ユニットと排気ガス蒸発装置とを、自動車にユニットとして取り付け可能な１つの構造ユニットとして構成することを可能とする。このことは必要な設置スペースの低減につながる。さらに、組み付けの複雑性がまたシンプル化される。自動車への固定は、例えばねじ接続を実現する適当な固定要素を介して行われてもよい。その代わりに、支持部として機能する片持ちアームと、このタイプの片持ちアームを固定するためのテンションストラップとによる取り付けがまた考えられる。
【００１０】
本発明に係る排気システムは、排気ガス後処理装置と、この排気ガス後処理装置の流体的に下流に接続された排気ガス蒸発装置とを備えている。ここで、排気ガス後処理装置は、自動車に取り付け可能な第１ハウジング内に設けられている。ここで、「排気ガス後処理装置」の語は、当該装置の全ての機能要素であって、それらに導入された排気ガスの後処理および浄化に役立つ全ての機能要素を含んでいる。この場合において、例えば、ディーゼル微粒子フィルタまたはＳＣＲ触媒コンバータが想定され得る。それに応じて、最初に述べた排気ガス蒸発装置の全ての機能要素が「排気ガス蒸発装置」の語に含まれていると理解されるべきである。
【００１１】
さらに、排気システムは、排気ガス後処理装置を排気ガス蒸発装置に流体的に接続する接続ラインを備えている。この接続ラインは、排気ガス後処理装置に流体的に連通する流体入口と、排気ガス蒸発装置に流体的に連通する流体出口とを有している。蒸発装置バイパスラインが分岐点において接続ラインから分岐しており、当該蒸発装置バイパスラインは排気システムの外部に流体的に連通している。本発明によると、接続ラインは、流体入口が流体出口に流体的に連通する第１位置と、流体入口がバイパスラインに流体的に連通する第２位置との間を調節可能な弁装置を有している。
【００１２】
本発明の第１の側面では、排気ガス蒸発装置は、排気ガス後処理装置の第１ハウジングとは別個の第２ハウジングを有している。ここで、接続ラインは少なくとも一部が第１および第２ハウジングの間に設けられており、２つのハウジングは少なくとも１つの固定要素によって互いに固定されている。したがって、互いに一体的に固定された２つのハウジングは、自動車に、例えば車体フレームに全体として取り付けられ得る構造ユニットを形成する。このことは同様に、ねじ接続またはテンションストラップを伴う片持ちアームのような第１および／または第２ハウジングに設けられた適当な固定要素によってなされてもよい。
【００１３】
一方、本発明の第２の側面では、排気ガス蒸発装置と接続ラインとが共通のハウジング内に設けられている。これは、排気ガス蒸発装置と排気ガス後処理装置との両方の機能要素が１つのハウジング内に配置されていることを意味する。このことは当該接続ラインにも当てはまる。その結果として、排気ガス後処理装置と排気ガス蒸発装置とは、また、本発明の第２の側面に係る構造ユニットを形成する。この構造ユニットは、改めて、共通のハウジングによって自動車に１つのユニットとして固定され得る。
【００１４】
本発明の第１の側面に係る１つの好ましい実施形態では、分岐点が、排気ガス後処理装置のハウジングと蒸発装置ハウジングとの間に配置されていてもよい。これにより、互いに対して隣り合って設けられた２つのハウジングの間に存在する設置スペースが有効活用され得る。
【００１５】
別の好ましい実施形態では、接続ラインと蒸発装置バイパスラインとが、排気ガス蒸発装置の第２ハウジングに一体形成されている。換言すれば、当該変形例では、接続ラインおよび蒸発装置バイパスラインを実現するために別個の構成要素を設けることが省略され得る。このことは、排気システムの生産の間における製造コストの低減につながる。
【００１６】
弁装置は、特に好ましくは、分岐点に設けられ、２つのフラップセクションと、それらの回転に対して固定して設けられた弁軸とを含む正確に１つのバタフライ弁を有していてもよい。このバタフライ弁は、第１位置と第２位置との間を回転的に調節され得る。この実施形態は、特に小さな設置スペースしか必要とせずに、制御可能な排気ガス分岐を実現することを可能とする。
【００１７】
１つの有利な展開では、２つのフラップセクションは、弁装置の第１位置において接続ラインのライン壁部セクションを形成するように構成されている。一方、それらは、第２位置において蒸発装置バイパスラインのライン壁部セクションを形成する。このタイプの構成は、また、特に小さな設置スペースしか必要としない。
【００１８】
湾曲構造の共通ライン壁部セクションが、特に好適には、接続ラインと蒸発装置バイパスラインとの間に一体形成されている。当該ライン壁部セクションは、接続ラインと蒸発装置バイパスラインとの間の移行領域を区画している。この移行領域では、第２フラップセクションが、弁装置を調節するために、第１位置と第２位置との間で移動可能に構成されている。
【００１９】
本発明の第３の側面によると、排気ガス後処理装置と排気ガス蒸発装置との間の接続ラインは、第１および第２の側面に係る排気ガスのようには、蒸発装置バイパスラインのための流体分岐を有していない。その代わりに、蒸発装置バイパスラインは、排気ガス後処理装置と排気システムの外部との間の直接接続を作り出す独立したラインとして構成されている。接続ラインと、さらにまた蒸発装置バイパスラインとは、第３の側面に係る排気システムにおける弁装置を有している。当該弁装置は、第１位置と第２位置との間を調節可能である。第１位置では、接続ラインが排気ガスによって流通されるように開放され、一方で蒸発装置バイパスラインが閉じられる。逆に、第２位置では、接続ラインが閉じられ、蒸発装置バイパスラインが排気ガスによって流通されるように開放される。
【００２０】
本発明の第３の側面に係る排気システムでは、排気ガス蒸発装置および接続ラインは、第２の側面に係る排気システムと同様に、排気ガス後処理装置のハウジング内に設けられている。少なくとも１つの固定要素が、また、排気ガス後処理装置のハウジングに設けられている。当該固定要素によって当該ハウジングが自動車に固定されてもよい。固定要素は、ねじ接続の一部であってもよく、またはテンションストラップを伴う片持ちアームであってもよい。
【００２１】
特に小さな設置スペースしか必要としない排気システムの１つの有利な構成では、ハウジングに、このハウジングを第１および第２ハウジング内部空間に分割する隔壁が設けられる。このケースでは、第１ハウジング内部空間に排気ガス後処理装置が収容され、第２ハウジング内部空間に排気ガス蒸発装置が収容される。当該隔壁には第１開口が設けられ、当該開口は接続ラインによって貫通され、その結果として流体入口が第１ハウジング内部空間に設けられ、流体出口が第２ハウジング内部空間に設けられる。第２開口が、蒸発装置バイパスラインのために隔壁に設けられる。
【００２２】
接続ラインおよび蒸発装置バイパスラインの出口は、特に好適には、排気ガス後処理装置のハウジングの同じハウジング壁に設けられている。当該出口のこのタイプの配置は、第３の側面に係る排気システムの１つの特に好ましい実施形態において、隔壁と対向して位置する第２ハウジング内部空間のハウジング壁に設けられた第３開口によって実現されてもよい。蒸発装置バイパスラインが当該第３開口を貫通する。さらに、蒸発装置バイパスラインは、第２ハウジング内部空間から流体的に分離された態様で当該第２ハウジング内部空間内を延びて第３開口を貫通しており、その結果として蒸発装置バイパスラインの出口がハウジングの外部に設けられてもよい。
【００２３】
蒸発装置バイパスラインを流通する排気ガスを排気システムの外部へ排出できるようにするために、別の好ましい実施形態において上述のハウジング壁に開口を設けることが提示されており、当該開口を通じて蒸発装置バイパスラインはハウジングを通って排気システムの外部へ案内される。
【００２４】
製造技術に関する利点は本発明の第３の側面に係る別の好ましい実施形態をもたらす。この実施形態では、ハウジングに貫通孔が設けられ、この貫通孔を通して排気ガス蒸発装置が当該ハウジング内に導入されてもよい。排気ガス蒸発装置がハウジング内に挿入された状態において、排気ガス蒸発装置の全ての機能要素を含む排気ガス蒸発装置は、当該排気ガス蒸発装置の一部である固定フランジ、特に固定プレートを介してハウジングに固定される。同時に、固定フランジは液密態様で当該貫通孔を塞ぐ。
【００２５】
本発明の第１および第２の側面に係る１つの好ましい実施形態では、弁装置は、接続ラインに調節可能に取り付けられた弁軸と、この弁軸に取り付けられた弁フラップとを有していてもよい。接続ラインへの弁軸の取り付けは、当該軸の回転によって弁フラップが第１位置と第２位置との間で調節可能となるようになされる。当該弁フラップは、第１位置において、蒸発装置バイパスラインを閉じかつ流体出口を開放する。一方、第２位置では、蒸発装置バイパスラインが開放されかつ流体出口が閉じられる。
【００２６】
これに対して代替的であって上述した３つ全ての側面に係る排気システムにおいて用いられ得る好ましい実施形態では、弁装置はバタフライ弁（当業者においてこの名称で知られている）の態様で構成されていてもよい。このタイプのバタフライ弁の基本的な特徴は、回転可能な弁軸に対する弁フラップのほぼ対称的な配置であって、当該軸は、バタフライ弁の平面視で当該軸の軸方向において第１フラップセクションと第２フラップセクションとの間に中央に置かれた態様で設けられている。ここで提示される弁装置は、第１および第２の側面に係る排気システムにおいて接続ラインに両方ともが設けられる当該タイプの２つのバタフライ弁を有している。２つの羽フラップとこれらの回転に対して固定して設けられた第１弁軸とを有する第１バタフライ弁が、接続ラインにおける分岐点と流体出口との間に設けられていて、第１位置において接続ラインを排気ガスが流通するように開放する一方、第２位置において当該接続ラインを閉じる。一方、第２バタフライ弁が、蒸発装置バイパスラインに設けられていて、第１位置において蒸発装置バイパスラインを閉じる一方、第２位置において当該蒸発装置バイパスラインを排気ガスが流通するように開放する。
【００２７】
第３の側面に係る排気システムでは、第１バタフライ弁が接続ラインに設けられ、第２バタフライ弁が蒸発装置バイパスラインに設けられる。
【００２８】
本発明の１つの有利な展開では、弁軸を調節するために、当該弁軸がフラップ弁の弁軸であろうとバタフライ弁の弁軸であろうと、電気、油圧または空気圧駆動式のアクチュエータを使用することが推奨される。当該アクチュエータは、排気ガス後処理装置のハウジング内の、または排気ガス蒸発装置および排気ガス後処理装置の２つのハウジングの間の適当な箇所に設けられていてもよい。アクチュエータは弁装置を駆動する役割を果たし、その結果として当該弁装置が第１位置と第２位置との間で調節され得る。アクチュエータの動作は、好ましくは、同様に上記ハウジングに設けられた制御ユニットの助けによって行われてもよい。しかしながら、その代わりに、アクチュエータの動作が排気システムと連動する内燃エンジンの制御ユニットによって行われることも考えられる。
【００２９】
１つの特に好ましい実施形態では、弁装置は、また、弁フラップまたはバタフライ弁を第２位置へと付勢する付勢装置を有していてもよい。このことは、アクチュエータまたはその制御ユニットに障害がある場合に流体出口が自動的に閉じられることによる、排気ガス蒸発装置のための「フェイルセーフ機能」の実現を可能とする。これにより、排気ガス蒸発装置の構成要素が故障時に保護され得る。
【００３０】
１つの特に好ましい実施形態では、ここで提示される排気システムと連動する内燃エンジンの低負荷モード時に、当該内燃エンジンによって生成される排気ガスが可能な限り完全に排気ガス蒸発装置に供給されることを保証するために、シール要素、特にシールリングが接続ラインに設けられていてもよい。当該シール要素は排気ガスの外部に対して接続ラインをシールする役割を果たす。フラップ弁の弁フラップまたはバタフライ弁の２つのフラップセクションは、第２位置において当該シールリングに支持されてもよい。
【００３１】
さらに、本発明は、内燃エンジンと、この内燃エンジンと連動する上述した特徴の１つあるいはそれ以上を有する排気システムとを備えた自動車、特に商用車に関する。
【００３２】
本発明の別の重要な特徴および利点は、従属請求項から、図面から、および図面を参照した関連する図の説明から明らかになるだろう。
【００３３】
上述したあるいは後述する特徴が、それぞれに特定された組み合わせにおいてのみでなく、本発明の範囲を逸脱することなく他の組み合わせにおいてまたは単独で使用され得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の第１の側面に係る排気システムの一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第２の側面に係る排気システムの一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第３の側面に係る排気システムの一例を示す斜視図である。
【図４】図４は、排気システムの弁装置を示しかつ当該弁装置が回動可能な弁フラップとして構成された回路図である。
【図５】図５は、図４と異なる弁装置を示す図であって、回動可能な弁フラップが２つのバラフライ弁に置き換えられたものを示す図である。
【図６】図６は、図５と異なる弁装置を示す図であって、１つだけのバタフライ弁を有するものである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の好ましい例示的な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。同一の参照符号は、同一のもしくは類似の、または機能的に同一の構成要素に関する。
【００３６】
図１は、本発明に係る排気システム１の第１例を示す斜視図である。同図は、排気ガス後処理装置２と、この排気ガス後処理装置２の流体的に下流に接続された排気ガス蒸発装置３とを備え、両装置２，３がそれぞれに別個のハウジング４，５を有している、排気システム１のモジュール構造を明示している。排気ガス後処理装置２の機能要素は当該排気ガス後処理装置２のハウジング４内に収容され、一方、排気ガス蒸発装置３の機能要素はハウジング５内に収容されている。当該要素は、明瞭化のために図１では詳しく示されていない。
【００３７】
図１から分かるように、排気システム１は、接続ライン６を備えている。この接続ライン６によって、排気ガス後処理装置２において処理された排気ガスが排気ガス蒸発装置３へと搬送され得る。この目的のために、接続ライン６は、排気ガス後処理装置２に流体的に連通する流体入口７と、排気ガス蒸発装置３に流体的に連通する流体出口８とを有している。排気システム１の外部Ｕに流体的に連通する蒸発装置バイパスライン１０が、分岐点９において接続ライン６から分岐している。排気ガス後処理装置２を出て接続ライン６へと導入された排気ガスは、したがって当該蒸発装置バイパスライン１０を介して、排気ガス蒸発装置３を流通する必要なくして、外部Ｕへと直接排出され得る。このことは排気システム１の上流に接続された内燃エンジンの特定の動作状態において、例えば当該内燃エンジンによって射出される排気ガスが、当該排気ガスが排気ガス蒸発装置３に導入されたときに、個々の温度に敏感な構成部品を損傷させるような温度値に到達した場合に、必要となり得る。
【００３８】
各場合において、少なくとも１つの固定要素１７が２つのハウジング４，５に設けられている。当該固定要素１７によって、当該ハウジングは自動車のフレーム部品２６に固定されていてもよい。配置を追加的に補強するために、２つのハウジング４，５を互いに固定する本発明に係る少なくとも１つの別の固定要素１８が設けられており、その結果それらは１つの構造ユニットを形成している。図面に示されている全ての固定要素１７，１８は、ねじ接続の一部であってもよい。代替例として、支持部として機能する片持ちアームと、この片持ちアームを固定するためのテンションストラップとによるハウジング４，５の取り付けがまた考えられる。
【００３９】
さらに、接続ライン６に設けられかつ図１において大まかに略図化された態様で単に示されている弁装置１１が、この文脈において本発明の本質的事項である。当該弁装置１１の動作方法は、しかしながら、回路図の態様における図４の説明を用いて明らかになる。しかしながら、第一に、図４に示すように、分岐点９は、排気ガス後処理装置２のハウジング４と排気ガス蒸発装置３のハウジング５との間に配置されていることに留意されたい。
【００４０】
図４に示すように、弁装置１は、接続ライン６に調節可能に取り付けられた弁軸１２と、この弁軸１２に当該弁軸１２と共に回転するように固定して取り付けられた弁フラップ１３とを有していてもよい。ここで、弁軸１２は、図１に示す第１位置と第２位置との間を回転可能に調節され得る。第１位置では、弁フラップ１３が蒸発装置バイパスライン１０を閉じると同時に流体出口８を開放する。第２位置（破線の弁フラップ１３’によって示されている）では、蒸発装置バイパスライン１０が排気ガスによって流通されるように開放される一方、流体出口８が弁フラップ１３’によって閉じられる。
【００４１】
弁装置１１または弁軸１２を第１位置と第２位置との間で調節するために、排気システム１は、図４において単に大まかに略図化して示された電気、油圧または空気圧駆動式のアクチュエータ１４を備えていてもよい。さらに、弁装置１１に付勢装置（図示せず）を設けることが有利である。この付勢装置によって、弁装置１１はフェイルセーフ機能の意味で第２位置へと付勢される。
【００４２】
図５は、弁装置１１の１つの変形例を示しており、図４のフラップ弁が２つのバタフライ弁１５ａ，１５ｂで置き換えられている。このタイプのバタフライ弁１５ａ，１５ｂでは、それぞれの弁軸１２ａ，１２ｂが、バタフライ弁１５ａ，１５ｂの平面視で当該軸１２ａ，１２ｂの軸方向Ａにおいて第１フラップセクション１３．１ａ，１３．１ｂと第２フラップセクション１３．２ａ，１３．２ｂとの間に中央に置かれた態様で設けられている。２つの第２フラップセクション１３．２ａ，１３．２ｂは、各場合において、関連する第１フラップセクション１３．１ａ，１３．１ｂと同じように構成されている。２つのバタフライ弁１５ａ，１５ｂは、それらが本発明の第１および第２の側面に係る排気システムにおいて使用される場合、接続ライン６内に設けられる。そして、第１バタフライ弁１５ａは、接続ライン６内において分岐点９と流体出口８との間に位置している。それは、分岐点９と流体出口８との間の接続ライン６を、第１位置において排気ガスが流通するように開放し、第２位置において閉じる。一方、第２バタフライ弁１５ｂは、蒸発装置バイパスライン１０に設けられている。それは、第１位置において蒸発装置バイパスライン１０を閉じる一方、第２位置において蒸発装置バイパスライン１０を排気ガスが流通するように開放し、その結果として排気ガスが外部Ｕに放出され得る。
【００４３】
接続ライン６を排気システム１の外部Ｕに対してシールするためのシール要素（明瞭化のために図示していない）、特にシールリングが、図４および図５に示す弁装置１１の構成要素として接続ライン６に設けられていてもよい。当該シール要素により、弁フラップ１３または第１バタフライ弁１５ａの２つのフラップセクション１３．１ａ，１３．１ｂが第２位置において支持される。
【００４４】
図６は、１つだけのバタフライ弁１５を有する、図１とは異なる弁装置の変形例を示している。図６の例示的なケースでは、接続ライン６と蒸発装置バイパスライン１０とは、排気ガス蒸発装置３の第２ハウジング５に一体形成されていてもよい。接続ライン６および蒸発装置バイパスライン１０を実現するための追加的な別個の構成要素を設けることがしたがって省略され、そのことが排気ガス蒸発装置３の組み付けを簡易化する。図６の例では、弁装置１１は、分岐点９に設けられていて、２つのフラップセクション１３ａ，１３ｂと、この２つのフラップセクション１３ａ，１３ｂの回転に対して固定して設けられた弁軸１２ａとを有している。ここで、バタフライ弁１５は第１位置と第２位置との間を回転的に調節可能であって、図６は第２位置にあるバタフライ弁１５を示している。バタフライ弁１５の第１位置は図６において破線を用いて示されている。図６が明示するように、２つのフラップセクション１３ａ，１３ｂは、第１位置において接続ライン６のライン壁部セクション２８ａを形成するように構成されている。一方、それらは第２位置において蒸発装置バイパスライン１０のライン壁部セクション２８ｂを形成する。このタイプの構成は特に小さな設置スペースしか必要としない。湾曲構造の共通ライン壁部セクション２９は、接続ライン６とバイパスライン１０との間に一体形成されている。ライン壁部セクション２９は接続ライン６と蒸発装置バイパスライン１０との間の移行領域３０を区画する。この移行領域３０には、第２フラップセクション１３ｂが、弁装置１１を調節するために第１位置と第２位置との間を移動できるように設けられている。
【００４５】
図２は、本発明の第２の側面に係る排気システム１の一例を示している。これは、主として、排気ガス後処理装置２および排気ガス蒸発装置３がそれぞれに別個のハウジングを有しておらず、図２に示すように、排気ガス蒸発装置３およびさらにまた接続ライン６が共通のハウジング４内に設けられているという点で、図１に係る排気システム１と異なる。第２の側面に係る排気システム１は、図４および図５を用いて説明した、第１の側面のそれと同様の弁装置１１を備えている。図２が明示するように、開口２２ｄが排気ガス後処理装置３のハウジングに設けられていてもよく、当該開口２２ｄを通じて蒸発装置バイパスライン１０が外部へ案内される。
【００４６】
最後に図３は、本発明の第３の側面に係る排気システム１の一例を示している。図３から分かるように、図１および図２に係る排気システム１のようには、接続ライン６は排気ガス後処理装置２と排気ガス蒸発装置との間に流体分岐３を有していない。その代わりに、蒸発装置バイパスライン１０は、図３の例示的なケースにおいて、排気ガス後処理装置２と排気システム１の外部Ｕとの間の流体直接接続を実現する独立したラインとして構成されている。図３の排気システム１は、また、接続ライン６と蒸発装置バイパスライン１０との両方に設けられ、第１位置と第２位置との間で調節可能な弁装置（明瞭化のために図３には示していない）を備えている。弁装置の第１位置では、接続ライン６が排気ガスを流通させるように開放され、一方で蒸発装置バイパスライン１０が閉じられる。逆に、第２位置では、接続ライン６が閉じられ、蒸発装置バイパスライン１０が排気ガスを流通させるように開放される。図５に関連して上述したバタフライ弁１５ａ，１５ｂが使用される場合、第１バタフライ弁１５ａが接続ライン６に設けられ、第２バタフライ弁１５ｂが当該接続ライン６から分離された蒸発装置バイパスライン１０に設けられる。
【００４７】
図３の排気システム１では、排気ガス蒸発装置３と接続ライン６とは、第２の側面に係る排気システム１の場合と同様に、共通のハウジング４内に設けられている。少なくとも１つの固定要素１７が同様に排気ガス後処理装置２のハウジング４に設けられており、当該固定要素１７によって当該ハウジング４が自動車のフレーム部品２６に固定されていてもよい。図３から分かるように、さらに、隔壁２０が排気ガス後処理装置２のハウジング４に設けられており、この隔壁２０はハウジング４を第１および第２ハウジング内部空間２１ａ，２１ｂに分割する。第１ハウジング内部空間２１ａには排気ガス後処理装置２が収容され、第２ハウジング内部空間２１ｂには排気ガス蒸発装置３が収容される。第１開口２２ａが隔壁２０に設けられており、この第１開口２２ａは接続ライン６によって貫通され、その結果として接続ライン６の流体入口７が第１ハウジング内部空間２１ａに設けられる。それに応じて、第２開口２２ｂが、この第２開口２２ｂを貫通するバイパス接続ライン１０のために隔壁２０に設けられている。最後に、第３開口２２ｃが、隔壁２０と対向して位置する第２ハウジング内部空間２１ａのハウジング壁２３に設けられている。当該第３開口２２ｃは、上記第２開口２２ｂと同様に、蒸発装置バイパスライン１０によって貫通されている。したがって、蒸発装置バイパスライン１０は、第２ハウジング内部空間２１ｂから流体的に分離された態様で、第２および第３開口２２ｂ，２２ｃの間にわたって第２ハウジング内部空間２１ｂ内を延びている。
【００４８】
以下の文章では、ハウジング壁２３に再び注意を向けられたい。当該ハウジング壁２３に貫通孔１６が設けられていることが見て取れる。この貫通孔１６を通じて、固定プレート２５として構成された固定フランジ２７を含む排気ガス蒸発装置３全体が、ハウジング４の第２ハウジング内部空間２１ｂ内に挿入され得る。固定プレート２５は、排気ガス蒸発装置３がハウジング４内に案内された状態で当該貫通孔１６を塞ぐ。固定フランジ２７は、排気ガス蒸発装置３全体を支持しかつそれ自体がハウジング壁２０に固定される。図３は、さらに、排気ガス蒸発装置３の排気ガス出口２４が、また、固定プレート２５に設けられていることを示している。
【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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【国際調査報告】
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