ＤＰＦ装着車両の排気装置
【課題】ＤＰＦの排ガス系路下流側に配設される排気管に分岐部を設け、該分岐部にて排気管の排ガス排出口を車幅方向中央部と、車両側面部に位置させ、車両の走行状態により、分岐部に配設した開閉弁により排ガス排出口を切換えるようにして、車両装置部品に対する熱害を防止すると共に、車両走行時のエンジン出力向上による燃料消費量を低減させることを目的とする。
【解決手段】エンジン９からの排ガスを浄化するＤＰＦと、該ＤＰＦの下流側に位置し、排ガス温度を検知する温度検知器と、ＤＰＦの下流側に接続され、車体３下部で車幅方向中間部に第１排出口１１１を有する第１排気管１１と、第１排出口１１１とＤＰＦとの間から排ガスを分岐する分岐部Ｚと、一端が分岐部Ｚに接続し、他端が車体３の側面部に第２排出口１２１を有した第２排気管と、分岐部Ｚ近傍に配設され、排ガスの流れを切替える開閉弁１６とを備え、ＤＰＦの再生時は排ガス温度が所定値を超えた場合に排ガスを第２排気管に導くようにしたことを特徴とする。
【解決手段】エンジン９からの排ガスを浄化するＤＰＦと、該ＤＰＦの下流側に位置し、排ガス温度を検知する温度検知器と、ＤＰＦの下流側に接続され、車体３下部で車幅方向中間部に第１排出口１１１を有する第１排気管１１と、第１排出口１１１とＤＰＦとの間から排ガスを分岐する分岐部Ｚと、一端が分岐部Ｚに接続し、他端が車体３の側面部に第２排出口１２１を有した第２排気管と、分岐部Ｚ近傍に配設され、排ガスの流れを切替える開閉弁１６とを備え、ＤＰＦの再生時は排ガス温度が所定値を超えた場合に排ガスを第２排気管に導くようにしたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排ガス中に含まれる公害物質を捕捉して、その公害物質を燃焼させるＤＰＦ装着車両の排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン（以後「エンジン」と称す）の排気系には、エンジンから排出される排ガスに含まれ、有害物質とされるディーゼル排気微粒子〔以後「ＰＭ（Particulate Matter）」と称す〕及びＮＯｘ（窒素酸化物）が含まれており、ＰＭはディーゼルパティキュレートフィルタ〔以後「ＤＰＦ(Diesel Ｐarticulate Ｆilter)」と称す〕にて補足される。ＤＰＦで浄化された排ガスは、ＤＰＦ及び酸化触媒等を配設した排ガス浄化装置に接続された排気管の排出口から外部に排出される。
ＤＰＦに捕捉されたＰＭは、ＤＰＦに堆積して、堆積量が多くなると排ガスの流通抵抗が大きくなり、それに伴い、排気マニホールド内での内圧が高くなり、エンジンのポンピングロスが高くなり、エンジン出力に影響が生じる。
堆積したＰＭを焼却してＤＰＦの流通抵抗を元に戻す、ＤＰＦ強制再生が実施されることがある。
【０００３】
ところが、ＤＰＦ強制再生は停車時又は、車両走行中に実施する場合とがあり、強制再生時、ＤＰＦからはＰＭ等が燃焼した高温の排ガスが排気管から排出される。
強制再生を行うと、ＤＰＦに堆積したＰＭと、該ＰＭを燃焼させるためのＨＣ添加により、排ガス処理装置８から排出される排ガス温度は約６００〜８５０℃になる。（排ガス処理装置の出口温度）
また、図８（Ａ）に示すとおり、排気管の長さを短くして排ガス排出口を車体の下に開口した場合、排気管の長さが短く排ガスの流通抵抗が小さいので、エンジンのポンピングロスが小さくして、エンジンの出力効果の向上を期待したものがある。
また、図８（Ｂ）に示すとおり、車体の側部に排気管の排ガス排出口を開口した場合、法規制により排ガス出口角度の制限により排気管の平面形状をＳ字形状にして、排ガス排出口を車両前方側に移動させて、排ガスが車両後輪に直接かからないようにようにしている。
【０００４】
先行技術として、実開平５−１２６２４号公報（特許文献１）が開示されている。
この特許文献１の技術によると、本願添付の図９に示すとおり、消音マフラ０２０の下流側にその一端を接続され、他端の開口０１４を大気に開放された平面形状が略Ｓ字形状をなすテールパイプ（排気管）０１２が形成されている。該テールパイプ０１２の開口０１４に隣接する湾曲部０１８に半径方向内側の内周壁に、パイプ軸線Ｍ−Ｍに対し角度をなして傾斜した内向きに隆起した条状の突起０１６が形成されている。
突起０１６によって排出される排ガスを旋回させることにより、テールパイプ０１２の開口０１４から排出される排ガスは円錐状に拡散され、拡散角度はθ１→θ２に広がり、周囲の外気との混合を促進させて、排ガス温度を下げ、後輪タイヤ、種々の車体部品の熱害を防止するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平５−１２６２４号公報（特許文献１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、ＤＰＦ強制再生は停車時又は、車両走行中に実施する場合とがあり、強制再生時、ＤＰＦからはＰＭ等が燃焼した高温の排ガスが排気管を介して排出される。
また、図８（Ａ）に示すとおり、排気管の長さを短くして排ガス排出口を車体の下に開口した場合、排気管の長さが短く排ガスの流通抵抗が小さいので、エンジンのポンピングロスが小さくなるが、車体の下部に排出された排ガスは、車両走行中は走行風によって車体下部から排出されるが、停車中は車体下部に滞留し、車両装置部品に対し熱害を起す。
また、図８（Ｂ）に示すとおり、車体の側部に排気管の排ガス排出口を開口した場合、法規制により排ガス出口角度の制限があり、排気管を平面形状がＳ字上に屈曲させるために全体を延長しなければならず、車両装置部品に対する熱害は発生しないが、排気管が長くなった分排ガス流通抵抗が増大し、エンジンのポンピングロスが大きくなり、エンジン出力に影響を与える不具合を有している。
【０００７】
そこで、本発明はこのような不具合に鑑み成されたもので、ＤＰＦの排ガス系路下流側に配設される排気管に分岐部を設け、該分岐部からの排気管の排ガス排出口を車幅方向中央部と、車両側面部に位置させ、車両の走行状態により、分岐部に配設した開閉弁によって排ガス排出口を切換えるようにして、車両装置部品に対する熱害を防止すると共に、車両走行時のエンジン出力向上による燃料消費量を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はかかる目的を達成するもので、車両に搭載されたディーゼルエンジンから排出される排ガス中の粒子状物質を浄化するＤＰＦと、該ＤＰＦの排ガス系路下流側に位置し、排ガスの温度を検知する温度検知手段と、前記ＤＰＦの下流側に接続され、排ガスの排出口が車体下部に開口した第１排出口を有する第１排気管と、前記第１排出口と前記ＤＰＦとの間から排ガスの通路を分岐する分岐部と、一端が前記分岐部に接続し、他端が車体側面部に開口した第２排出口を有した第２排気管と、前記分岐部近傍に配設され、排ガスの流れを前記第１排気管と第２排気管とに切替える開閉弁と、前記ＤＰＦの再生時、排ガス温度が所定値を超えた場合には排ガスを前記第２排気管に導くようにした制御装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
かかる発明において、排ガス後処理装置の再生時は高温になった排ガスを車体側面部から車体外方に放出するようにしたので、車体下部に装着されている車両走行用装置部品に対する熱害防止となる効果を有する。
【００１０】
また、本願発明において好ましくは、前記第１排気管は略直線状で、前記第２排気管は略Ｓ字状に形成されるとよい。
【００１１】
このような構成にすることにより、前記第１排気管は直線状に形成されているので、排ガスの流通抵抗が小さくなり、エンジンの排気マニホールド部における排ガスの排圧が低くなり、エンジンのポンピングロスが減少する。
また、第２排気管はＳ字状に形成することにより、第２排出口と後輪タイヤとの間隔を大きくとることができ、タイヤ（ゴム）への熱害を防止する。
【００１２】
また、本願発明において好ましくは、前記開閉弁は前記第１排気管の前記分岐部の下流側に配設された第１開閉弁と、前記第２排気管に配設された第２開閉弁とを備え、
前記制御装置は、排ガス温度が所定値以上で、車速が所定値以下の場合には、前記第１開閉弁を閉じ、前記第２開閉弁を開とし、排ガス温度が所定値以下で、車速が所定値以上の場合には、前記第１開閉弁を開とし、前記第２開閉弁を閉するようにするとよい。
【００１３】
このような構成にすることにより、排ガス温度が所定値以上で、且つ停車状態の場合は排ガスを車体側面部から車体外方に放出することにより、車体下側に装着されている車両走行用装置部品に対する熱害防止となる効果を有する。
更に、排ガス温度が所定値以下で、且つ走行状態の場合は、車体下部に走行風の流れが生じ、排気熱がこもらないと共に、略直線状の第１排気管に排ガスを流すことで排気管内での排気抵抗が減少し、エンジンの排気マニホールド部における排ガスの排圧が低くなり、エンジンのポンピングロスが減少する。
また、排気ターボチャージャ搭載エンジンの場合には、排気ターボチャージャ入口と排出口との圧力差が大きくなり、過給効率が向上し、エンジン出力向上に伴う燃料消費量低減が可能となり、車両稼働経費の節減が可能となる。
【００１４】
また、本願発明において好ましくは、前記開閉弁は前記分岐部に配設され、開閉弁が前記第１排気管側と前記第２排気管側とを移動して、常にいずれか一方を閉塞すると共に、前記制御装置は排ガス温度が所定値以上で、車速が所定値以下の場合、前記開閉弁は前記第１排気管側を閉とするとよい。
【００１５】
このような構成にすることにより、上述の効果に加え、開閉弁が１個ですみコスト低減が可能となる。
【００１６】
また、本願発明において好ましくは、前記開閉弁は前記第１排気管の前記分岐部の下流側に第１開閉弁を配設し、前記制御装置は排ガス温度が所定値以上で車速が所定値以下の場合は、前記第１開閉弁を閉とするとよい。
【００１７】
このような構成にすることにより、開閉弁が第１排気管の分岐部の下流側に１個配設した構造なので、排ガス温度が所定値以上で車両が停止状態時の場合は、車両下部の装着部品の熱害を防止すると共に、排ガス温度が所定値以下で、且つ走行状態の場合、排ガスは第１排気管と第２排気管両方にながれるため、排気管内での排気抵抗がさらに減少し、エンジンの排気マニホールド部における排ガスの排圧が低くなり、エンジンのポンピングロスが減少する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＤＰＦの排ガス系路下流側に配設される排気管に分岐部を設け、該分岐部からの排気管の排ガス排出口を車幅方向中央部と、車両側面部に位置させ、車両の走行状態により、分岐部に配設した開閉弁により排ガス排出口を切換えるようにしたので、車両停車時のＤＰＦ強制再生時に、車両装置部品に対する熱害を防止すると共に、車両走行時のエンジン出力向上による燃料消費量を低減させる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】は本発明を実施する一形態の車両外観図を示す。
【図２】は本発明の第１実施形態にかかる排気装置の構成概略で、車体を除いた平面図を示す。
【図３】は本発明の第１実施形態にかかる排気管分岐部の開閉弁作動状態図を示す。
【図４】は本発明の第２実施形態にかかる排気管分岐部の開閉弁作動状態図を示す。
【図５】は本発明の第３実施形態にかかる排気管分岐部の開閉弁作動状態図を示す。
【図６】（Ａ）は車両速度に対し、排ガス温度と熱害評価対象部品温度との関係を示し、（Ｂ）は車速に対し、排ガス排出口位置と燃料消費量との関係の概略説明図を示す。
【図７】は本発明の第１実施形態にかかる開閉弁作動フロー図を示す。
【図８】（Ａ）は従来技術で、排気口が車両中央に位置し、（Ｂ）は排気口が車両側面部に位置した排気装置の平面図を示す。
【図９】は従来技術の他の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。
但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
（第１実施形態）
【００２１】
（第１実施形態）
図１は本発明が採用される車両の一例としてのキャブオーバ型トラック（以後「車両」と略称する）外観図を示し、車両１は前側にエンジン９の上部に運転台２が配置され、運転台２の後方に荷物を収納するバン型ボデー３（以後「車体３」と略称する）が搭載されている。３１は前輪、３２は後輪である。排ガスはエンジン９の排気マニホールド９１から後方に向け排出され、前輪３１と後輪３２との間に配置されている排ガス処理装置８に導かれる。排ガス処理装置８の後端に排気管が接続されている。
排ガス処理装置８にはＤＰＦが内蔵されており、ＤＰＦの排気系下流側出口には排ガスの温度を検知する温度検出手段である温度検知器１０が配設されている。
５１は制御装置で、ＥＣＵ５（エンジンコントロールユニット）内に配設され、ＥＣＵ５からのＤＰＦの上流側と下流側の圧力情報と、ＤＰＦの排出側で排ガスの温度を検知する温度検出器１０及び、車速検出器４の検出結果に基づいて、後述する第１開閉弁16及び第２開閉弁１７を開閉制御する。
尚、図２では便宜上、ＥＣＵ５をシャシフレームＬＨ７の外側面に取付けてあるが、例えば、運転台２又は、断熱箱の中に収納されている。
【００２２】
車体３を取除いた状態の本実施形態にかかる排気装置の平面図を図２に示すように、排ガス処理装置８は車両１の前後方向に沿って後方へ延設され、車幅方向に間隔を有したシャシフレームＲＨ６とシャシフレームＬＨ７との間に配設されている。
排ガス処理装置８の後端には第１排気管１１が接続され、第１排気管１１は、第１排出口１１１を後方に向けて配設され、第１排出口１１１が排ガス処理装置８と後輪車軸３３との間に開口した全長が短い略直線状に形成されている。
第１排出口１１１は、図２に示すように後輪車軸３３から前方に十分に離れた位置に開口している。（十分に離れた位置とは、排ガスが第１排出口１１１から排出された後、周囲の空気と混合するために必要な間隔）
第１排気管１１の排ガス処理装置８取付け部と第１排出口１１１との中間部には第１排気管１１内を流れる排ガスの分岐部Ｚを設けてある。
一端が分岐部Ｚに接続され、他端である第２排出口１２１が車体３の外側面近傍で、後輪タイヤ３２から間隔を置くように前輪３１と後輪３２との間に位置するように平面視がＳ字状に形成された第２排気管１２が配設されている。
第２排出口１２１は車体３の外方向で、後方に向けて排ガスを排出するように規制が課されている。
さらに、第２排出口１２１を後輪タイヤ３２から間隔を有することにより、排ガスが後輪タイヤ３２に直接かかるのを防止する。
【００２３】
図３の（Ａ）及び、（Ｂ）に示すように、第１排気管１１分岐部Ｚの下流側には、第１排気管１１の排ガス流路を閉塞して、第１排気管内の排ガスの流通を止める第１開閉弁１６が配設されている。
また、第２排気管１２側の分岐部Ｚ下流側には、第２排気管１２の流路を閉塞して、第２排気管１２内の排ガスの流通を止める第２開閉弁１７が配設されている。
１３は排ガス処理装置８の上流側の排ガス圧力を検知する第１圧力センサ、１４は排ガス処理装置８の下流側の排ガス圧力を検知する第２圧力センサである。
第１圧力センサ１３と第２圧力センサ１４とによって検知された情報はＥＣＵ５に入力され、排ガス処理装置８の上流側の圧力と、下流側の圧力との差（Ｐａ）に基づいてＤＰＦ強制再生実施の判断がされる。
制御装置５にはＥＣＵ５からのＤＰＦの上流側と下流側の圧力情報と、車速検出器４からの車速情報と、ＤＰＦの下流側の排ガス温度を検知する温度検出器１０から排ガス温度情報が入力される。車速情報及び、排ガス温度の検出結果に基づいて制御装置５は第１開閉弁１６と第２開閉弁１７を開閉制御する。
尚、車速検出器４はタイヤの回転又は変速機等から検出する公知の技術である。
そして、図３（Ａ）に示すように、車両１の通常走行時で、非ＤＰＦ強制再生時においては、第１開閉弁１６を開に、開閉弁１７を閉にすることにより、排ガスは車体下部のシャシフレームＲＨ６とシャシフレームＬＨ７との間に排出される。
ＤＰＦ強制再生が行われていないので、ＤＰＦから排出される排ガスは比較的に低いと共に、車両１が通常走行なので、排ガスは走行風によって、車体後方へ流されるので、車体下部に配設されている走行用部品への熱害が防止される。
また、第１排気管は短く、直線状に形成されているので、排ガスの流通抵抗が小さくなり、エンジンの排気マニホールド部における排ガスの排圧が低くなり、エンジンのポンピングロスが減少する。
【００２４】
一方、図３（Ｂ）に示すように、停車時にＤＰＦ強制再生を行う場合には、第１排気管１１の開閉弁１６を閉にして、第２排気管１２の開閉弁１７を開にすることで、ＤＰＦ強制再生に伴って排出される高温の排ガスは車体３の側面から車両外方へ排出されるので、車体下部に装着されている走行用部品への排ガスによる熱害のおそれはなくなる。
【００２５】
上述のように排ガスの排出口を車両の走行状況によって切替えることにより、図６（Ａ）の車両速度に対する排ガス温度と熱害評価対象部品温度との関係図、図６（Ｂ）の車速に対する排ガス排出口位置と燃料消費量との関係の概略説明図に基づいて、その効果を説明する。
図６（Ａ）は、横軸に車速ｋｍ／ｈ、縦軸に熱害評価対象部品温度℃（熱害を受ける対象部品の許容される耐熱温度）を基軸としたもので、特性曲線（ａ及びｂ）は、車体下部排出ａ（ＤＰＦ強制再生時 ＤＰＦ排出口の排ガス温度が一例として６００℃）、及び車体外側排出ｂで表され、その値は車両下部に配設されている部品に与える熱害温度を実車試験にて測定したものである。
図６（Ｂ）は横軸に車両走行速度ｋｍ／ｈ、燃料消費量Ｍを縦軸にして排ガス排出口位置が車体下部排出ｆ（第１排出口１１１）の場合の燃料消費量と、車体側面部排出ｅ（第２排出口１２１）の場合の燃料消費量Ｍとの違いを比較したものである。
【００２６】
図６（Ａ）において、例えば、車体下部に配設されている走行用部品の耐熱温度がＴとする。
ＤＰＦ排出口の排ガス温度が一例として６００℃（ＤＰＦ強制再生時）として、車速が０〜Ｓｋｍ／ｈ（低速）の間は車体下部における走行風による冷却効果が得られないので、車体下部に装着されている部品に対する熱害が発生する可能性が高い。
従って、排ガスの排出位置は車体外側排出ｂに基づいて車体外側位置の第２排出口１２１に切換えることにより、車体下部に装着されている部品の熱害発生防止が可能となる。
車両速度がＳｋｍ／ｈを越える（中高速）と、車体下部の走行風による冷却効果が大きくなり、車体下部に装着されている部品は排ガスによる熱害発生の可能性が少なくなる。
従って、車速がＳｋｍ／ｈ以上の場合、排ガスの排出位置は車体下部排出ａに基づいて車体下部の第１排出口１１１に切換えることにより、後述する燃料消費量削減効果を得る。
排ガスの排出口が第２排出口１２１から第１排出口１１１に切替えられると、図６（Ｂ）に示すように、燃料消費量Ｍは、車速Ｓｋｍ／ｈ時に、車体外側排出ｅのＭ２位置から、車体下部排出ｆのＭ１位置に減少して省エネルギーになる。
尚、車両が低速から中高速になる場合を説明したが、中高速から低速なる場合は上述に対し逆になる。
【００２７】
図７は第１実施形態にかかる開閉弁作動フロー図を示し、ステップＳ１からスタートし、ステップＳ２において、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット：図示省略）でＤＰＦの入口と出口との差圧（Ｐａ）大きくなりＤＰＦ強制再生が必要となり、ＤＰＦ強制再生フラグ＝１がたちＤＰＦ強制再生の条件が整ったと判断する。ステップＳ３において、ＤＰＦ入口と出口との差圧（Ｐａ）が所定値以上あるか否かを比較する。差圧（Ｐａ）が所定値以下の場合には、ＤＰＦにおけるＰＭの体積量は少ないと判断して、ＤＰＦの強制再生は行われないので、ＮＯを選択してステップＳ８に進み、ステップＳ８において、第１開閉弁１６が開、第２開閉弁１７が閉となり車体下部に排ガスを排出して燃料消費量の低減を目指す。
一方、差圧（Ｐａ）が所定値以上ある場合は、ＤＰＦにおけるＰＭ堆積量が多いと判断し、ＹＥＳを選択し、ステップＳ４に進む。ステップＳ４においてＤＰＦの強制再生を実施する。
【００２８】
ステップＳ５において、ＤＰＦ出口の排ガス温度が所定値を超えているか否かを判断する。ＤＰＦ出口の排ガス温度が所定値を超えていない場合には、熱害が発生しないと判断し、ＮＯを選択してステップＳ８に進む。
ところが、ＤＰＦ出口の排ガス温度が所定値を超えている場合には、ＹＥＳを選択してステップＳ６に進む。ステップＳ６においては、車速（ｋｍ／ｈ）が所定値を越えているか否かを判断する。車速が所定値を越えている場合、排ガスは車両１の走行風によって車体外へ流されるため熱害は発生しないので、ＮＯを選択してステップＳ８に進む。
車速（ｋｍ／ｈ）が所定値を越えていない場合には、車体下部に排ガスが滞留する可能性が高いため、ＹＥＳを選択してステップＳ７に進み、ステップＳ７にて第１開閉弁１６が閉、第２開閉弁１７を開にして、排ガスを車体側面部外方に排出して、車体下部に装着されている走行用部品の排ガスによる熱害を防止するようになっている。ステップＳ９にてリターンする。
【００２９】
本実施形態によると、排ガス後処理装置の再生時は高温になった排ガスを車体側面部から車体外方に放出するようにしたので、車体下部に装着されている車両走行用装置部品に対する熱害防止となる効果を有する。
また、排ガスの排出口を第２排出口１２１から第１排出口１１１に切替えることによって、排ガスは、直線状に形成された第１排気管１１を流通するので、排ガスの流通抵抗が小さくなり、エンジン９の排気マニホールド９１における排ガスの排圧が低くなり、エンジンのポンピングロスが減少することにより出力が向上し、車両走行時の燃料消費量を減少でき省エネルギー効果を有する。
また、第２排気管１２はＳ字状に形成することにより、第２排出口１２１と後輪３２との間隔を大きくとることができ、タイヤ（ゴム）への熱害を防止する。
【００３０】
（第２実施形態）
第１実施形態と同じものは同じ符号を付して内容の説明を省略する。
排気管の車両への取付位置、排気管形状は第１実施形態と同じなので説明を省略する。図４に第２実施形態である分岐部Ｚの概略構造を示し、図４（Ａ）は車両が通常走行、非ＤＰＦ強制再生時における排ガス流路を切替える開閉弁Ｃ１８の開閉状態図である。
開閉弁Ｃ１８は分岐部の第１排気管１１と第２排気管１２との接続部に配設されている。
【００３１】
車両１が通常走行時、非ＤＰＦ強制再生時の場合、開閉弁Ｃ１８は第２排気管１２側に移動して、第２排気管１２の排気通路を閉塞し、第１排気管１１の排気通路を開状態に維持した状態になり、排ガスは車体下部に排出される。
図４（Ｂ）は車両１が停車、ＤＰＦ強制再生時における排ガス流路を切替える開閉弁Ｃ１８の開閉状態図を示し、開閉弁Ｃ１８が第１排気管１１側に移動して、第１排気管１１の排ガス流路を閉塞し、第２排気管１２の排気通路を開状態に維持した状態になり、排ガスは車体外側に排出される。
開閉弁Ｃ１８の作動制御は第１実施形態と同じなので、説明は省略する。
【００３２】
本第２実施形態によると、第１実施形態に記載の効果に加え、開閉弁Ｃ１８の使用が１個ですみコスト低減が可能となる。
【００３３】
（第３実施形態）
第１実施形態と同じものは同じ符号を付して内容の説明を省略する。
排気管の車両への取付位置、排気管形状は第１実施形態と同じなので説明を省略する。図５に第３実施形態である分岐部Ｚの概略構造を示し、図５（Ａ）は車両が通常走行、非ＤＰＦ強制再生時における排ガス流路を切替える第１開閉弁１６の開閉状態図である。第１開閉弁１６は分岐部の第１排気管１１と第２排気管１２との接続部下流の第１排気管１１に配設されている。
【００３４】
車両１が通常走行時、非ＤＰＦ強制再生時の場合、第１開閉弁１６は開状態で、第１排気管１１及び第２排気管共に排ガス流路は開いた状態になる。
一方、図５（ｂ）は車両停車、ＤＰＦ強制再生時に排ガス流路の切替を実施する開閉弁Ａ１１の作動状態を示し、第１排気管１１に配設された第１開閉弁１６で第１排気管１１の排ガス流路を閉塞する。
従って、排ガスは第２排気管１２側に流れ、第２排出口１２１から車体側面部の外方へ排出され、車体下部に配設された走行用部品への排ガスによる熱害が防止される。
尚、本実施形態における、開閉弁１６の制御は基本的に同じで、図７において、ステップＳ７の「車体下部に排出」を「車体下部及び、車体側部外方に排出」に変わる以外同じなので、説明は省略する。
【００３５】
本第３実施形態によると、車体下部に装着されている車両走行用装置部品に対する熱害防止効果、第１開閉弁１６の使用が１個ですみコスト低減が可能となると共に、第１排気管１１に配設された第１開閉弁１６を開状態にした時、排ガスは第１排気管１１及び第２排気管の排ガス流通路を通過できるので、排気管内での排気抵抗が減少し、エンジンの排気マニホールド部における排ガスの排圧が低くなり、エンジンのポンピングロスが減少する。
また、排気ターボチャージャ搭載エンジンの場合には、排気ターボチャージャ入口と排出口との圧力差が大きくなり、過給効率が向上し、エンジン出力向上に伴う燃料消費量低減が可能となり、車両稼働経費の節減が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
ＤＰＦを備えた排ガス処理装置を搭載した車両の排気装置とその方法に適用すると有効に利用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１ 車両
２ 運転台
３ 車体
４ 車速検出器
５ 制御装置
６ シャシフレームＲＨ
７ シャシフレームＬＨ
８ 排ガス処理装置
９ エンジン
１０ 温度検出器（温度検知手段）
１１ 第１排気管
１２ 第２排気管
１６ 第１開閉弁
１７ 第２開閉弁
１８ 第３開閉弁
３１ 前輪
３２ 後輪
３３ 後輪車軸
１１１ 第１排出口
１２１ 第２排出口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排ガス中に含まれる公害物質を捕捉して、その公害物質を燃焼させるＤＰＦ装着車両の排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン（以後「エンジン」と称す）の排気系には、エンジンから排出される排ガスに含まれ、有害物質とされるディーゼル排気微粒子〔以後「ＰＭ（Particulate Matter）」と称す〕及びＮＯｘ（窒素酸化物）が含まれており、ＰＭはディーゼルパティキュレートフィルタ〔以後「ＤＰＦ(Diesel Ｐarticulate Ｆilter)」と称す〕にて補足される。ＤＰＦで浄化された排ガスは、ＤＰＦ及び酸化触媒等を配設した排ガス浄化装置に接続された排気管の排出口から外部に排出される。
ＤＰＦに捕捉されたＰＭは、ＤＰＦに堆積して、堆積量が多くなると排ガスの流通抵抗が大きくなり、それに伴い、排気マニホールド内での内圧が高くなり、エンジンのポンピングロスが高くなり、エンジン出力に影響が生じる。
堆積したＰＭを焼却してＤＰＦの流通抵抗を元に戻す、ＤＰＦ強制再生が実施されることがある。
【０００３】
ところが、ＤＰＦ強制再生は停車時又は、車両走行中に実施する場合とがあり、強制再生時、ＤＰＦからはＰＭ等が燃焼した高温の排ガスが排気管から排出される。
強制再生を行うと、ＤＰＦに堆積したＰＭと、該ＰＭを燃焼させるためのＨＣ添加により、排ガス処理装置８から排出される排ガス温度は約６００〜８５０℃になる。（排ガス処理装置の出口温度）
また、図８（Ａ）に示すとおり、排気管の長さを短くして排ガス排出口を車体の下に開口した場合、排気管の長さが短く排ガスの流通抵抗が小さいので、エンジンのポンピングロスが小さくして、エンジンの出力効果の向上を期待したものがある。
また、図８（Ｂ）に示すとおり、車体の側部に排気管の排ガス排出口を開口した場合、法規制により排ガス出口角度の制限により排気管の平面形状をＳ字形状にして、排ガス排出口を車両前方側に移動させて、排ガスが車両後輪に直接かからないようにようにしている。
【０００４】
先行技術として、実開平５−１２６２４号公報（特許文献１）が開示されている。
この特許文献１の技術によると、本願添付の図９に示すとおり、消音マフラ０２０の下流側にその一端を接続され、他端の開口０１４を大気に開放された平面形状が略Ｓ字形状をなすテールパイプ（排気管）０１２が形成されている。該テールパイプ０１２の開口０１４に隣接する湾曲部０１８に半径方向内側の内周壁に、パイプ軸線Ｍ−Ｍに対し角度をなして傾斜した内向きに隆起した条状の突起０１６が形成されている。
突起０１６によって排出される排ガスを旋回させることにより、テールパイプ０１２の開口０１４から排出される排ガスは円錐状に拡散され、拡散角度はθ１→θ２に広がり、周囲の外気との混合を促進させて、排ガス温度を下げ、後輪タイヤ、種々の車体部品の熱害を防止するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平５−１２６２４号公報（特許文献１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、ＤＰＦ強制再生は停車時又は、車両走行中に実施する場合とがあり、強制再生時、ＤＰＦからはＰＭ等が燃焼した高温の排ガスが排気管を介して排出される。
また、図８（Ａ）に示すとおり、排気管の長さを短くして排ガス排出口を車体の下に開口した場合、排気管の長さが短く排ガスの流通抵抗が小さいので、エンジンのポンピングロスが小さくなるが、車体の下部に排出された排ガスは、車両走行中は走行風によって車体下部から排出されるが、停車中は車体下部に滞留し、車両装置部品に対し熱害を起す。
また、図８（Ｂ）に示すとおり、車体の側部に排気管の排ガス排出口を開口した場合、法規制により排ガス出口角度の制限があり、排気管を平面形状がＳ字上に屈曲させるために全体を延長しなければならず、車両装置部品に対する熱害は発生しないが、排気管が長くなった分排ガス流通抵抗が増大し、エンジンのポンピングロスが大きくなり、エンジン出力に影響を与える不具合を有している。
【０００７】
そこで、本発明はこのような不具合に鑑み成されたもので、ＤＰＦの排ガス系路下流側に配設される排気管に分岐部を設け、該分岐部からの排気管の排ガス排出口を車幅方向中央部と、車両側面部に位置させ、車両の走行状態により、分岐部に配設した開閉弁によって排ガス排出口を切換えるようにして、車両装置部品に対する熱害を防止すると共に、車両走行時のエンジン出力向上による燃料消費量を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はかかる目的を達成するもので、車両に搭載されたディーゼルエンジンから排出される排ガス中の粒子状物質を浄化するＤＰＦと、該ＤＰＦの排ガス系路下流側に位置し、排ガスの温度を検知する温度検知手段と、前記ＤＰＦの下流側に接続され、排ガスの排出口が車体下部に開口した第１排出口を有する第１排気管と、前記第１排出口と前記ＤＰＦとの間から排ガスの通路を分岐する分岐部と、一端が前記分岐部に接続し、他端が車体側面部に開口した第２排出口を有した第２排気管と、前記分岐部近傍に配設され、排ガスの流れを前記第１排気管と第２排気管とに切替える開閉弁と、前記ＤＰＦの再生時、排ガス温度が所定値を超えた場合には排ガスを前記第２排気管に導くようにした制御装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
かかる発明において、排ガス後処理装置の再生時は高温になった排ガスを車体側面部から車体外方に放出するようにしたので、車体下部に装着されている車両走行用装置部品に対する熱害防止となる効果を有する。
【００１０】
また、本願発明において好ましくは、前記第１排気管は略直線状で、前記第２排気管は略Ｓ字状に形成されるとよい。
【００１１】
このような構成にすることにより、前記第１排気管は直線状に形成されているので、排ガスの流通抵抗が小さくなり、エンジンの排気マニホールド部における排ガスの排圧が低くなり、エンジンのポンピングロスが減少する。
また、第２排気管はＳ字状に形成することにより、第２排出口と後輪タイヤとの間隔を大きくとることができ、タイヤ（ゴム）への熱害を防止する。
【００１２】
また、本願発明において好ましくは、前記開閉弁は前記第１排気管の前記分岐部の下流側に配設された第１開閉弁と、前記第２排気管に配設された第２開閉弁とを備え、
前記制御装置は、排ガス温度が所定値以上で、車速が所定値以下の場合には、前記第１開閉弁を閉じ、前記第２開閉弁を開とし、排ガス温度が所定値以下で、車速が所定値以上の場合には、前記第１開閉弁を開とし、前記第２開閉弁を閉するようにするとよい。
【００１３】
このような構成にすることにより、排ガス温度が所定値以上で、且つ停車状態の場合は排ガスを車体側面部から車体外方に放出することにより、車体下側に装着されている車両走行用装置部品に対する熱害防止となる効果を有する。
更に、排ガス温度が所定値以下で、且つ走行状態の場合は、車体下部に走行風の流れが生じ、排気熱がこもらないと共に、略直線状の第１排気管に排ガスを流すことで排気管内での排気抵抗が減少し、エンジンの排気マニホールド部における排ガスの排圧が低くなり、エンジンのポンピングロスが減少する。
また、排気ターボチャージャ搭載エンジンの場合には、排気ターボチャージャ入口と排出口との圧力差が大きくなり、過給効率が向上し、エンジン出力向上に伴う燃料消費量低減が可能となり、車両稼働経費の節減が可能となる。
【００１４】
また、本願発明において好ましくは、前記開閉弁は前記分岐部に配設され、開閉弁が前記第１排気管側と前記第２排気管側とを移動して、常にいずれか一方を閉塞すると共に、前記制御装置は排ガス温度が所定値以上で、車速が所定値以下の場合、前記開閉弁は前記第１排気管側を閉とするとよい。
【００１５】
このような構成にすることにより、上述の効果に加え、開閉弁が１個ですみコスト低減が可能となる。
【００１６】
また、本願発明において好ましくは、前記開閉弁は前記第１排気管の前記分岐部の下流側に第１開閉弁を配設し、前記制御装置は排ガス温度が所定値以上で車速が所定値以下の場合は、前記第１開閉弁を閉とするとよい。
【００１７】
このような構成にすることにより、開閉弁が第１排気管の分岐部の下流側に１個配設した構造なので、排ガス温度が所定値以上で車両が停止状態時の場合は、車両下部の装着部品の熱害を防止すると共に、排ガス温度が所定値以下で、且つ走行状態の場合、排ガスは第１排気管と第２排気管両方にながれるため、排気管内での排気抵抗がさらに減少し、エンジンの排気マニホールド部における排ガスの排圧が低くなり、エンジンのポンピングロスが減少する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＤＰＦの排ガス系路下流側に配設される排気管に分岐部を設け、該分岐部からの排気管の排ガス排出口を車幅方向中央部と、車両側面部に位置させ、車両の走行状態により、分岐部に配設した開閉弁により排ガス排出口を切換えるようにしたので、車両停車時のＤＰＦ強制再生時に、車両装置部品に対する熱害を防止すると共に、車両走行時のエンジン出力向上による燃料消費量を低減させる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】は本発明を実施する一形態の車両外観図を示す。
【図２】は本発明の第１実施形態にかかる排気装置の構成概略で、車体を除いた平面図を示す。
【図３】は本発明の第１実施形態にかかる排気管分岐部の開閉弁作動状態図を示す。
【図４】は本発明の第２実施形態にかかる排気管分岐部の開閉弁作動状態図を示す。
【図５】は本発明の第３実施形態にかかる排気管分岐部の開閉弁作動状態図を示す。
【図６】（Ａ）は車両速度に対し、排ガス温度と熱害評価対象部品温度との関係を示し、（Ｂ）は車速に対し、排ガス排出口位置と燃料消費量との関係の概略説明図を示す。
【図７】は本発明の第１実施形態にかかる開閉弁作動フロー図を示す。
【図８】（Ａ）は従来技術で、排気口が車両中央に位置し、（Ｂ）は排気口が車両側面部に位置した排気装置の平面図を示す。
【図９】は従来技術の他の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。
但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
（第１実施形態）
【００２１】
（第１実施形態）
図１は本発明が採用される車両の一例としてのキャブオーバ型トラック（以後「車両」と略称する）外観図を示し、車両１は前側にエンジン９の上部に運転台２が配置され、運転台２の後方に荷物を収納するバン型ボデー３（以後「車体３」と略称する）が搭載されている。３１は前輪、３２は後輪である。排ガスはエンジン９の排気マニホールド９１から後方に向け排出され、前輪３１と後輪３２との間に配置されている排ガス処理装置８に導かれる。排ガス処理装置８の後端に排気管が接続されている。
排ガス処理装置８にはＤＰＦが内蔵されており、ＤＰＦの排気系下流側出口には排ガスの温度を検知する温度検出手段である温度検知器１０が配設されている。
５１は制御装置で、ＥＣＵ５（エンジンコントロールユニット）内に配設され、ＥＣＵ５からのＤＰＦの上流側と下流側の圧力情報と、ＤＰＦの排出側で排ガスの温度を検知する温度検出器１０及び、車速検出器４の検出結果に基づいて、後述する第１開閉弁16及び第２開閉弁１７を開閉制御する。
尚、図２では便宜上、ＥＣＵ５をシャシフレームＬＨ７の外側面に取付けてあるが、例えば、運転台２又は、断熱箱の中に収納されている。
【００２２】
車体３を取除いた状態の本実施形態にかかる排気装置の平面図を図２に示すように、排ガス処理装置８は車両１の前後方向に沿って後方へ延設され、車幅方向に間隔を有したシャシフレームＲＨ６とシャシフレームＬＨ７との間に配設されている。
排ガス処理装置８の後端には第１排気管１１が接続され、第１排気管１１は、第１排出口１１１を後方に向けて配設され、第１排出口１１１が排ガス処理装置８と後輪車軸３３との間に開口した全長が短い略直線状に形成されている。
第１排出口１１１は、図２に示すように後輪車軸３３から前方に十分に離れた位置に開口している。（十分に離れた位置とは、排ガスが第１排出口１１１から排出された後、周囲の空気と混合するために必要な間隔）
第１排気管１１の排ガス処理装置８取付け部と第１排出口１１１との中間部には第１排気管１１内を流れる排ガスの分岐部Ｚを設けてある。
一端が分岐部Ｚに接続され、他端である第２排出口１２１が車体３の外側面近傍で、後輪タイヤ３２から間隔を置くように前輪３１と後輪３２との間に位置するように平面視がＳ字状に形成された第２排気管１２が配設されている。
第２排出口１２１は車体３の外方向で、後方に向けて排ガスを排出するように規制が課されている。
さらに、第２排出口１２１を後輪タイヤ３２から間隔を有することにより、排ガスが後輪タイヤ３２に直接かかるのを防止する。
【００２３】
図３の（Ａ）及び、（Ｂ）に示すように、第１排気管１１分岐部Ｚの下流側には、第１排気管１１の排ガス流路を閉塞して、第１排気管内の排ガスの流通を止める第１開閉弁１６が配設されている。
また、第２排気管１２側の分岐部Ｚ下流側には、第２排気管１２の流路を閉塞して、第２排気管１２内の排ガスの流通を止める第２開閉弁１７が配設されている。
１３は排ガス処理装置８の上流側の排ガス圧力を検知する第１圧力センサ、１４は排ガス処理装置８の下流側の排ガス圧力を検知する第２圧力センサである。
第１圧力センサ１３と第２圧力センサ１４とによって検知された情報はＥＣＵ５に入力され、排ガス処理装置８の上流側の圧力と、下流側の圧力との差（Ｐａ）に基づいてＤＰＦ強制再生実施の判断がされる。
制御装置５にはＥＣＵ５からのＤＰＦの上流側と下流側の圧力情報と、車速検出器４からの車速情報と、ＤＰＦの下流側の排ガス温度を検知する温度検出器１０から排ガス温度情報が入力される。車速情報及び、排ガス温度の検出結果に基づいて制御装置５は第１開閉弁１６と第２開閉弁１７を開閉制御する。
尚、車速検出器４はタイヤの回転又は変速機等から検出する公知の技術である。
そして、図３（Ａ）に示すように、車両１の通常走行時で、非ＤＰＦ強制再生時においては、第１開閉弁１６を開に、開閉弁１７を閉にすることにより、排ガスは車体下部のシャシフレームＲＨ６とシャシフレームＬＨ７との間に排出される。
ＤＰＦ強制再生が行われていないので、ＤＰＦから排出される排ガスは比較的に低いと共に、車両１が通常走行なので、排ガスは走行風によって、車体後方へ流されるので、車体下部に配設されている走行用部品への熱害が防止される。
また、第１排気管は短く、直線状に形成されているので、排ガスの流通抵抗が小さくなり、エンジンの排気マニホールド部における排ガスの排圧が低くなり、エンジンのポンピングロスが減少する。
【００２４】
一方、図３（Ｂ）に示すように、停車時にＤＰＦ強制再生を行う場合には、第１排気管１１の開閉弁１６を閉にして、第２排気管１２の開閉弁１７を開にすることで、ＤＰＦ強制再生に伴って排出される高温の排ガスは車体３の側面から車両外方へ排出されるので、車体下部に装着されている走行用部品への排ガスによる熱害のおそれはなくなる。
【００２５】
上述のように排ガスの排出口を車両の走行状況によって切替えることにより、図６（Ａ）の車両速度に対する排ガス温度と熱害評価対象部品温度との関係図、図６（Ｂ）の車速に対する排ガス排出口位置と燃料消費量との関係の概略説明図に基づいて、その効果を説明する。
図６（Ａ）は、横軸に車速ｋｍ／ｈ、縦軸に熱害評価対象部品温度℃（熱害を受ける対象部品の許容される耐熱温度）を基軸としたもので、特性曲線（ａ及びｂ）は、車体下部排出ａ（ＤＰＦ強制再生時 ＤＰＦ排出口の排ガス温度が一例として６００℃）、及び車体外側排出ｂで表され、その値は車両下部に配設されている部品に与える熱害温度を実車試験にて測定したものである。
図６（Ｂ）は横軸に車両走行速度ｋｍ／ｈ、燃料消費量Ｍを縦軸にして排ガス排出口位置が車体下部排出ｆ（第１排出口１１１）の場合の燃料消費量と、車体側面部排出ｅ（第２排出口１２１）の場合の燃料消費量Ｍとの違いを比較したものである。
【００２６】
図６（Ａ）において、例えば、車体下部に配設されている走行用部品の耐熱温度がＴとする。
ＤＰＦ排出口の排ガス温度が一例として６００℃（ＤＰＦ強制再生時）として、車速が０〜Ｓｋｍ／ｈ（低速）の間は車体下部における走行風による冷却効果が得られないので、車体下部に装着されている部品に対する熱害が発生する可能性が高い。
従って、排ガスの排出位置は車体外側排出ｂに基づいて車体外側位置の第２排出口１２１に切換えることにより、車体下部に装着されている部品の熱害発生防止が可能となる。
車両速度がＳｋｍ／ｈを越える（中高速）と、車体下部の走行風による冷却効果が大きくなり、車体下部に装着されている部品は排ガスによる熱害発生の可能性が少なくなる。
従って、車速がＳｋｍ／ｈ以上の場合、排ガスの排出位置は車体下部排出ａに基づいて車体下部の第１排出口１１１に切換えることにより、後述する燃料消費量削減効果を得る。
排ガスの排出口が第２排出口１２１から第１排出口１１１に切替えられると、図６（Ｂ）に示すように、燃料消費量Ｍは、車速Ｓｋｍ／ｈ時に、車体外側排出ｅのＭ２位置から、車体下部排出ｆのＭ１位置に減少して省エネルギーになる。
尚、車両が低速から中高速になる場合を説明したが、中高速から低速なる場合は上述に対し逆になる。
【００２７】
図７は第１実施形態にかかる開閉弁作動フロー図を示し、ステップＳ１からスタートし、ステップＳ２において、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット：図示省略）でＤＰＦの入口と出口との差圧（Ｐａ）大きくなりＤＰＦ強制再生が必要となり、ＤＰＦ強制再生フラグ＝１がたちＤＰＦ強制再生の条件が整ったと判断する。ステップＳ３において、ＤＰＦ入口と出口との差圧（Ｐａ）が所定値以上あるか否かを比較する。差圧（Ｐａ）が所定値以下の場合には、ＤＰＦにおけるＰＭの体積量は少ないと判断して、ＤＰＦの強制再生は行われないので、ＮＯを選択してステップＳ８に進み、ステップＳ８において、第１開閉弁１６が開、第２開閉弁１７が閉となり車体下部に排ガスを排出して燃料消費量の低減を目指す。
一方、差圧（Ｐａ）が所定値以上ある場合は、ＤＰＦにおけるＰＭ堆積量が多いと判断し、ＹＥＳを選択し、ステップＳ４に進む。ステップＳ４においてＤＰＦの強制再生を実施する。
【００２８】
ステップＳ５において、ＤＰＦ出口の排ガス温度が所定値を超えているか否かを判断する。ＤＰＦ出口の排ガス温度が所定値を超えていない場合には、熱害が発生しないと判断し、ＮＯを選択してステップＳ８に進む。
ところが、ＤＰＦ出口の排ガス温度が所定値を超えている場合には、ＹＥＳを選択してステップＳ６に進む。ステップＳ６においては、車速（ｋｍ／ｈ）が所定値を越えているか否かを判断する。車速が所定値を越えている場合、排ガスは車両１の走行風によって車体外へ流されるため熱害は発生しないので、ＮＯを選択してステップＳ８に進む。
車速（ｋｍ／ｈ）が所定値を越えていない場合には、車体下部に排ガスが滞留する可能性が高いため、ＹＥＳを選択してステップＳ７に進み、ステップＳ７にて第１開閉弁１６が閉、第２開閉弁１７を開にして、排ガスを車体側面部外方に排出して、車体下部に装着されている走行用部品の排ガスによる熱害を防止するようになっている。ステップＳ９にてリターンする。
【００２９】
本実施形態によると、排ガス後処理装置の再生時は高温になった排ガスを車体側面部から車体外方に放出するようにしたので、車体下部に装着されている車両走行用装置部品に対する熱害防止となる効果を有する。
また、排ガスの排出口を第２排出口１２１から第１排出口１１１に切替えることによって、排ガスは、直線状に形成された第１排気管１１を流通するので、排ガスの流通抵抗が小さくなり、エンジン９の排気マニホールド９１における排ガスの排圧が低くなり、エンジンのポンピングロスが減少することにより出力が向上し、車両走行時の燃料消費量を減少でき省エネルギー効果を有する。
また、第２排気管１２はＳ字状に形成することにより、第２排出口１２１と後輪３２との間隔を大きくとることができ、タイヤ（ゴム）への熱害を防止する。
【００３０】
（第２実施形態）
第１実施形態と同じものは同じ符号を付して内容の説明を省略する。
排気管の車両への取付位置、排気管形状は第１実施形態と同じなので説明を省略する。図４に第２実施形態である分岐部Ｚの概略構造を示し、図４（Ａ）は車両が通常走行、非ＤＰＦ強制再生時における排ガス流路を切替える開閉弁Ｃ１８の開閉状態図である。
開閉弁Ｃ１８は分岐部の第１排気管１１と第２排気管１２との接続部に配設されている。
【００３１】
車両１が通常走行時、非ＤＰＦ強制再生時の場合、開閉弁Ｃ１８は第２排気管１２側に移動して、第２排気管１２の排気通路を閉塞し、第１排気管１１の排気通路を開状態に維持した状態になり、排ガスは車体下部に排出される。
図４（Ｂ）は車両１が停車、ＤＰＦ強制再生時における排ガス流路を切替える開閉弁Ｃ１８の開閉状態図を示し、開閉弁Ｃ１８が第１排気管１１側に移動して、第１排気管１１の排ガス流路を閉塞し、第２排気管１２の排気通路を開状態に維持した状態になり、排ガスは車体外側に排出される。
開閉弁Ｃ１８の作動制御は第１実施形態と同じなので、説明は省略する。
【００３２】
本第２実施形態によると、第１実施形態に記載の効果に加え、開閉弁Ｃ１８の使用が１個ですみコスト低減が可能となる。
【００３３】
（第３実施形態）
第１実施形態と同じものは同じ符号を付して内容の説明を省略する。
排気管の車両への取付位置、排気管形状は第１実施形態と同じなので説明を省略する。図５に第３実施形態である分岐部Ｚの概略構造を示し、図５（Ａ）は車両が通常走行、非ＤＰＦ強制再生時における排ガス流路を切替える第１開閉弁１６の開閉状態図である。第１開閉弁１６は分岐部の第１排気管１１と第２排気管１２との接続部下流の第１排気管１１に配設されている。
【００３４】
車両１が通常走行時、非ＤＰＦ強制再生時の場合、第１開閉弁１６は開状態で、第１排気管１１及び第２排気管共に排ガス流路は開いた状態になる。
一方、図５（ｂ）は車両停車、ＤＰＦ強制再生時に排ガス流路の切替を実施する開閉弁Ａ１１の作動状態を示し、第１排気管１１に配設された第１開閉弁１６で第１排気管１１の排ガス流路を閉塞する。
従って、排ガスは第２排気管１２側に流れ、第２排出口１２１から車体側面部の外方へ排出され、車体下部に配設された走行用部品への排ガスによる熱害が防止される。
尚、本実施形態における、開閉弁１６の制御は基本的に同じで、図７において、ステップＳ７の「車体下部に排出」を「車体下部及び、車体側部外方に排出」に変わる以外同じなので、説明は省略する。
【００３５】
本第３実施形態によると、車体下部に装着されている車両走行用装置部品に対する熱害防止効果、第１開閉弁１６の使用が１個ですみコスト低減が可能となると共に、第１排気管１１に配設された第１開閉弁１６を開状態にした時、排ガスは第１排気管１１及び第２排気管の排ガス流通路を通過できるので、排気管内での排気抵抗が減少し、エンジンの排気マニホールド部における排ガスの排圧が低くなり、エンジンのポンピングロスが減少する。
また、排気ターボチャージャ搭載エンジンの場合には、排気ターボチャージャ入口と排出口との圧力差が大きくなり、過給効率が向上し、エンジン出力向上に伴う燃料消費量低減が可能となり、車両稼働経費の節減が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
ＤＰＦを備えた排ガス処理装置を搭載した車両の排気装置とその方法に適用すると有効に利用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１ 車両
２ 運転台
３ 車体
４ 車速検出器
５ 制御装置
６ シャシフレームＲＨ
７ シャシフレームＬＨ
８ 排ガス処理装置
９ エンジン
１０ 温度検出器（温度検知手段）
１１ 第１排気管
１２ 第２排気管
１６ 第１開閉弁
１７ 第２開閉弁
１８ 第３開閉弁
３１ 前輪
３２ 後輪
３３ 後輪車軸
１１１ 第１排出口
１２１ 第２排出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたディーゼルエンジンから排出される排ガス中の粒子状物質を浄化するＤＰＦと、該ＤＰＦの排ガス系路下流側に位置し、排ガスの温度を検知する温度検知手段と、
前記ＤＰＦの下流側に接続され、排ガスの排出口が車体下部に開口した第１排出口を有する第１排気管と、
前記第１排出口と前記ＤＰＦとの間から排ガスの通路を分岐する分岐部と、
一端が前記分岐部に接続し、他端が車体側面部に開口した第２排出口を有した第２排気管と、
前記分岐部近傍に配設され、排ガスの流れを前記第１排気管と第２排気管とに切替える開閉弁と、
前記ＤＰＦの再生時、排ガス温度が所定値を超えた場合には、排ガスを前記第２排気管に導くようにした制御装置とを備えたことを特徴とするＤＰＦ装着車両の排気装置。
【請求項２】
前記第１排気管は略直線状で、前記第２排気管は略Ｓ字状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のＤＰＦ装着車両の排気装置。
【請求項３】
前記開閉弁は前記第１排気管の前記分岐部の下流側に配設された第１開閉弁と、前記第２排気管に配設された第２開閉弁とを備え、
前記制御装置は、排ガス温度が所定値以上で、前記車両が停止状態時の場合には、前記第１開閉弁を閉じ、前記第２開閉弁を開とし、排ガス温度が所定値以下で、車速が所定値以上の場合には、前記第１開閉弁を開とし、前記第２開閉弁を閉じるようにしたことを特徴とする請求項１又は、２記載のＤＰＦ装着車両の排気装置。
【請求項４】
前記分岐部に配設され、開閉弁が前記第１排気管側と前記第２排気管側とを移動して、常にいずれか一方を閉塞する第３開閉弁を備え、前記制御装置は排ガス温度が所定値以上で、車速が所定値以下の場合には、前記第３開閉弁は前記第１排気管側を閉とするようにしたことを特徴とする請求項１又は、２記載のＤＰＦ装着車両の排気装置。
【請求項５】
前記開閉弁は前記第１排気管の前記分岐部の下流側に第１開閉弁を配設し、前記制御装置は排ガス温度が所定値以上で車速が所定値以下の場合は、前記第１開閉弁を閉とするようにしたことを特徴とする請求項１又は、２記載のＤＰＦ装着車両の排気装置。
【請求項１】
車両に搭載されたディーゼルエンジンから排出される排ガス中の粒子状物質を浄化するＤＰＦと、該ＤＰＦの排ガス系路下流側に位置し、排ガスの温度を検知する温度検知手段と、
前記ＤＰＦの下流側に接続され、排ガスの排出口が車体下部に開口した第１排出口を有する第１排気管と、
前記第１排出口と前記ＤＰＦとの間から排ガスの通路を分岐する分岐部と、
一端が前記分岐部に接続し、他端が車体側面部に開口した第２排出口を有した第２排気管と、
前記分岐部近傍に配設され、排ガスの流れを前記第１排気管と第２排気管とに切替える開閉弁と、
前記ＤＰＦの再生時、排ガス温度が所定値を超えた場合には、排ガスを前記第２排気管に導くようにした制御装置とを備えたことを特徴とするＤＰＦ装着車両の排気装置。
【請求項２】
前記第１排気管は略直線状で、前記第２排気管は略Ｓ字状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のＤＰＦ装着車両の排気装置。
【請求項３】
前記開閉弁は前記第１排気管の前記分岐部の下流側に配設された第１開閉弁と、前記第２排気管に配設された第２開閉弁とを備え、
前記制御装置は、排ガス温度が所定値以上で、前記車両が停止状態時の場合には、前記第１開閉弁を閉じ、前記第２開閉弁を開とし、排ガス温度が所定値以下で、車速が所定値以上の場合には、前記第１開閉弁を開とし、前記第２開閉弁を閉じるようにしたことを特徴とする請求項１又は、２記載のＤＰＦ装着車両の排気装置。
【請求項４】
前記分岐部に配設され、開閉弁が前記第１排気管側と前記第２排気管側とを移動して、常にいずれか一方を閉塞する第３開閉弁を備え、前記制御装置は排ガス温度が所定値以上で、車速が所定値以下の場合には、前記第３開閉弁は前記第１排気管側を閉とするようにしたことを特徴とする請求項１又は、２記載のＤＰＦ装着車両の排気装置。
【請求項５】
前記開閉弁は前記第１排気管の前記分岐部の下流側に第１開閉弁を配設し、前記制御装置は排ガス温度が所定値以上で車速が所定値以下の場合は、前記第１開閉弁を閉とするようにしたことを特徴とする請求項１又は、２記載のＤＰＦ装着車両の排気装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２２５１７３（Ｐ２０１２−２２５１７３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９０８９３（Ｐ２０１１−９０８９３）
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（５９８０５１８１９）ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト (1,147)
【氏名又は名称原語表記】Ｄａｉｍｌｅｒ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｍｅｒｃｅｄｅｓｓｔｒａｓｓｅ １３７，７０３２７ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（５９８０５１８１９）ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト (1,147)
【氏名又は名称原語表記】Ｄａｉｍｌｅｒ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｍｅｒｃｅｄｅｓｓｔｒａｓｓｅ １３７，７０３２７ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
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