(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管内を流れる排気ガスの圧力を測定するための排気圧力測定装置であって、排気管の外部に配置した圧力センサを前記排気管の圧力測定箇所と加圧空気供給源とに対し選択的に接続流路を切り換え得るよう電磁三方弁を介して接続し、排気ガスの圧力の非測定時に該電磁三方弁から圧力センサに到るまでの流路に加圧空気供給源からの加圧空気を前記電磁三方弁の切換により蓄圧し得るように構成したことを特徴とする排気圧力測定装置。
【請求項２】
大型車両に搭載されているエアブレーキ用エアタンクを加圧空気供給源としたことを特徴とする請求項１に記載の排気圧力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気圧力測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策として、図２に示す如く、ディーゼルエンジン１からの排気ガス２が流通する排気管３の途中にパティキュレートフィルタ４を装備することが考えられている。
【０００３】
図３に示すように、パティキュレートフィルタ４は、コージェライト等の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５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５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５を区画する多孔質薄壁６を透過した排気ガス２のみが下流側へ排出されて、前記多孔質薄壁６の内側表面にパティキュレートが捕集されるようにしてある。
【０００４】
そして、斯かるパティキュレートフィルタ４においては、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４の再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ないため、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る酸化触媒をパティキュレートフィルタ４に一体的に担持させたり、パティキュレートフィルタ４の前段に酸化触媒を別体で配置するようにした触媒再生型のパティキュレートフィルタ４を採用することが検討されている。
【０００５】
即ち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタ４を採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となるのである。
【０００６】
ただし、斯かる触媒再生型のパティキュレートフィルタ４を採用した場合であっても、該パティキュレートフィルタ４に付帯して装備される酸化触媒には活性温度領域があり、少なくとも約２００℃以上の排気温度を必要とするので、これを下まわるような排気温度での運転状態（特に軽負荷の運転領域に排気温度が約２００℃を下まわる領域が拡がっている）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、パティキュレートフィルタ４が目詰まりを起こしてしまう虞れは依然として残っている。
【０００７】
このため、排気温度を強制的に上昇させるような何らかの手段を講じて、パティキュレートフィルタ４に捕集されたパティキュレートの良好な燃焼除去を行い、これによりパティキュレートフィルタ４の再生化を図り得るようにすることが検討されているが、このような排気温度を上昇させる手段を実用化するに際しては、パティキュレートフィルタ４が過捕集状態になりつつあることを事前に検知する手段が必要不可欠である。
【０００８】
一般的に、パティキュレートフィルタ４が過捕集状態になりつつあることを検知するにあたっては、図２中に二点鎖線で示す如く、パティキュレートフィルタ４より上流側の排気管３に圧力センサ７を直接的に設置して排気ガス２の圧力を検出し、その検出される排気ガス２の圧力に基づいてパティキュレートフィルタ４の捕集状況を推定することが考えられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように圧力センサ７を設置して排気ガス２の圧力を検出するとしても、ディーゼルエンジンの排気ガス２中には、パティキュレートの一組成である煤や微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）が含まれているため、煤により圧力センサ７の検出口が詰まって正確な圧力検出が行えなかったり、サルフェートの結露により圧力センサ７に腐食が生じて短期間に使用不能になったりすることが懸念された。
【００１０】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、圧力センサの煤による詰まりやサルフェートの結露による腐食を未然に回避して排気ガスの圧力を正確に測定し得るようにした寿命の長い排気圧力測定装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排気管内を流れる排気ガスの圧力を測定するための排気圧力測定装置であって、排気管の外部に配置した圧力センサを前記排気管の圧力測定箇所と加圧空気供給源とに対し選択的に接続流路を切り換え得るよう電磁三方弁を介して接続し、排気ガスの圧力の非測定時に該電磁三方弁から圧力センサに到るまでの流路に加圧空気供給源からの加圧空気を前記電磁三方弁の切換により蓄圧し得るように構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
従って、本発明では、排気ガスの圧力の非測定時に、電磁三方弁により加圧空気供給源と圧力センサとの流路を接続して該圧力センサを圧力測定箇所側に対し断絶状態としておくと、電磁三方弁から圧力センサに到るまでの流路に加圧空気供給源からの加圧空気が蓄圧された状態となるので、圧力センサにより排気ガスの圧力の測定を行いたい時に、電磁三方弁を切り替えて圧力センサを圧力測定箇所側に対し開放すると、電磁三方弁から圧力センサに到るまでの流路に蓄圧されていた加圧空気が勢いよく圧力測定箇所側へ放出され、この加圧空気の放出により電磁三方弁から圧力測定箇所に到るまでの流路内の排気ガスが煤等と一緒に排気管側へ掃気され、煤による詰まりやサルフェートの結露による腐食の心配がない清浄な環境下で圧力センサによる排気ガスの圧力測定を行うことが可能となる。
【００１３】
そして、このような圧力センサによる排気ガスの圧力測定を極短時間のうちに完了した後に、再び電磁三方弁を切り替えて元の状態に戻し、圧力センサを圧力測定箇所側に対し断絶状態に保持すると、電磁三方弁から圧力測定箇所に到るまでの流路が先詰まりの状態となっていることにより排気管側からの排気ガスの侵入が極力阻止され、また、排気ガスが徐々に入り込んできた場合でも、電磁三方弁により圧力センサへの排気ガスの到達が確実に阻止されることになる。
【００１４】
また、本発明においては、大型車両に搭載されているエアブレーキ用エアタンクを加圧空気供給源とすると良く、このようにすれば、加圧空気供給源を新たに設けなくても既存設備の有効利用を図ることが可能となる。
【００１５】
【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。
【００１６】
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、本形態例においては、エアブレーキ用のエアタンク８を搭載した大型トラックやバス等の大型車両に適用した場合を例示しており、図示する如く、排気管３の外部に配置した圧力センサ７を、前記排気管３におけるパティキュレートフィルタ４の入側（圧力測定箇所）と前記既存のエアタンク８とに対し選択的に接続流路を切り換え得るよう電磁三方弁９を介して接続した構造としてある。
【００１７】
ここで、前記電磁三方弁９は、三つのポート１０，１１，１２を有しており、このうちの一つのポート１０が前記エアタンク８に対しフィルタ付きエアドライヤ１３等を介して連絡管１４により接続され、また、ポート１１が前記パティキュレートフィルタ４入側の圧力取出管１５に対し連絡管１６により接続されており、更には、ポート１２が前記圧力センサ７に対し連絡管１７により接続されている。
【００１８】
そして、前記電磁三方弁９におけるポート１０内には、該ポート１０の軸心方向に沿い移動自在に可動鉄心１８が遊嵌されていると共に、該可動鉄心１８の一端部に装備した弁体１９がポート１０及びポート１１の何れかを選択的に閉塞し得るようにしてあり、この弁体１９によりポート１０及びポート１１の何れか一方が閉塞された際には、ポート１０及びポート１１の他方がポート１２に連通するようになっている。
【００１９】
更に、前記可動鉄心１８の周囲には、該可動鉄心１８を取り巻くようにソレノイド２０が装備されており、該ソレノイド２０に電流を流して励磁した際に、電磁力により可動鉄心１８が付勢バネ２１の圧縮力に抗してソレノイド２０側に引き込まれるようにしてある。
【００２０】
即ち、ソレノイド２０を非励磁とした場合には、ここに図示している如く、弁体１９がポート１１に着座して該ポート１１を閉塞し且つポート１０とポート１２とが連通され、ソレノイド２０を励磁した場合には、弁体１９がポート１１から浮上してポート１０を閉塞し且つポート１１とポート１２とが連通されるようになっている。
【００２１】
而して、排気ガス２の圧力の非測定時に、電磁三方弁９のソレノイド２０を非励磁としてポート１１を閉塞し且つポート１０とポート１２とを連通せしめ、これによりエアタンク８と圧力センサ７との流路を接続して該圧力センサ７をパティキュレートフィルタ４の入側に対し断絶状態としておくと、電磁三方弁９から圧力センサ７に到るまでの連絡管１７にエアタンク８からの約５〜９ｋｇ／ｃｍ2（≒５×９．８×１０4Ｐａ〜９×９．８×１０4Ｐａ）の加圧空気２２が蓄圧された状態となる。
【００２２】
次いで、圧力センサ７により排気ガス２の圧力の測定を行いたい時に、電磁三方弁９のソレノイド２０を励磁してポート１０を閉塞し且つポート１１とポート１２とを連通せしめ、これにより流路を切り替えて圧力センサ７をパティキュレートフィルタ４の入側に対し開放すると、前記連絡管１７に蓄圧されていた加圧空気２２が勢いよくパティキュレートフィルタ４の入側へ放出され、この加圧空気２２の放出により電磁三方弁９からパティキュレートフィルタ４の入側に到るまでの連絡管１６内の排気ガス２が煤等と一緒に排気管３側へ掃気され、煤による詰まりやサルフェートの結露による腐食の心配がない清浄な環境下で圧力センサ７による排気ガス２の圧力測定を行うことが可能となる。
【００２３】
ここで、連絡管１７に蓄圧されていた加圧空気２２により確実に連絡管１６内の排気ガス２を煤等と一緒に排気管３側へ掃気させるに際しては、下記の数式
［数１］
ｋＰ0＜π／４・（Ｄb2・ｂ）／（Ｄa2・ａ＋Ｄb2・ｂ）・Ｐ1
ａ：圧力測定箇所から電磁三方弁までの流路の長さ
Ｄa：圧力測定箇所から電磁三方弁までの流路の内径
ｂ：圧力センサから電磁三方弁までの流路の長さ
Ｄb：圧力センサから電磁三方弁までの流路の内径
ｋ：１以上の係数
Ｐ0：排気ガスの圧力
Ｐ1：加圧空気の圧力
を満たすように各種寸法関係を考慮する必要があることは勿論である。
【００２４】
例えば、比較的簡単な手法としては、ａ、Ｄa、Ｄbが決まっている場合に、連絡管１７の長さを適切に選定してｂの値を調整するようにすれば、加圧空気２２による連絡管１６の確実な掃気を実現することが可能となる。
【００２５】
そして、このような圧力センサ７による排気ガス２の圧力測定を極短時間のうちに完了した後に、再び電磁三方弁９を切り替えて元の状態に戻し、圧力センサ７をパティキュレートフィルタ４の入側に対し断絶状態に保持すると、前記連絡管１６が先詰まりの状態となっていることにより排気管３側からの排気ガス２の侵入が極力阻止され、また、排気ガス２が徐々に入り込んできた場合でも、電磁三方弁９により圧力センサ７への排気ガス２の到達が確実に阻止されることになる。
【００２６】
従って、上記形態例によれば、電磁三方弁９からパティキュレートフィルタ４の入側に到る連絡管１６内の排気ガス２を加圧空気２２により煤等と一緒に掃気して清浄な環境下で圧力センサ７による排気ガス２の圧力測定を行うことができ、しかも、排気ガス２の圧力の非測定時には、電磁三方弁９により圧力センサ７をパティキュレートフィルタ４の入側に対し断絶状態として保護することができるので、圧力センサ７の煤による詰まりやサルフェートの結露による腐食を未然に回避することができ、これによって、排気ガス２の圧力を正確に測定することができ且つ圧力センサ７の寿命を従来より大幅に延ばすことができる。
【００２７】
また、本形態例では、エアブレーキ用のエアタンク８を加圧空気供給源として利用しているので、加圧空気供給源を新たに設けなくても既存設備の有効利用を図ることができ、排気ガス２の圧力を正確に測定することが可能な寿命の長い排気圧力測定装置を安価なコストで実施することができる。
【００２８】
尚、本発明の排気圧力測定装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、排気管の圧力測定箇所はパティキュレートフィルタの入側に限定されないこと、また、加圧空気供給源には既存のエアタンク以外のものも採用して良いこと、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。
【００２９】
【発明の効果】
上記した本発明の排気圧力測定装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３０】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、電磁三方弁から圧力測定箇所に到るまでの流路内の排気ガスを加圧空気により煤等と一緒に掃気して清浄な環境下で圧力センサによる排気ガスの圧力測定を行うことができ、しかも、排気ガスの圧力の非測定時には、電磁三方弁により圧力センサを圧力測定箇所側に対し断絶状態として保護することができるので、圧力センサの煤による詰まりやサルフェートの結露による腐食を未然に回避することができ、これによって、排気ガスの圧力を正確に測定することができ且つ圧力センサの寿命を従来より大幅に延ばすことができる。
【００３１】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、加圧空気供給源を新たに設けなくても既存設備の有効利用を図ることができ、排気ガスの圧力を正確に測定することが可能な寿命の長い排気圧力測定装置を安価なコストで実施することができる。
【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】  従来例を示す概略図である。
【図３】  図２のパティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。
【符号の説明】
２  排気ガス
３  排気管
７  圧力センサ
８  エアタンク（加圧空気供給源）
９  電磁三方弁
１７  連絡管（流路）
２２  加圧空気
【図１】
0003849916.tif 000002
【図２】
0003849916.tif 000003
【図３】
0003849916.tif 000004