JP4019051B2 - 車両用圧縮空気供給装置 - Google Patents

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Description

この発明は、車両用圧縮空気供給装置に関する。
エアサスペンションを備える車両においては、図３に示すように、エンジン１により駆動されるコンプレッサ２からの圧縮空気をサプライリザーバ３に蓄え、サプライリザーバ３の圧縮空気をブレーキ系統４、エアサスペンションに供給するようになっている。
図中、５はエアサスペンション用のリザーバタンクを、６はサプライリザーバ３のエア圧が所定圧以上で開弁する圧力保護弁を示し、ブレーキ系統４への優先充填が必要なため、サプライリザーバ３のエア圧が所定圧に上昇するまで圧力保護弁６が閉じ、所定圧に達するとサプライリザーバ３のエアがエアサスペンション用のリザーバタンク５に供給されるようになっている。
一方、エンジンの排気系に設ける排気浄化装置として高いＮＯｘ浄化率を持つ選択還元型ＮＯｘ触媒（尿素還元型ＮＯｘ触媒）装置がある。
このような選択還元型ＮＯｘ触媒装置は、還元剤として尿素水溶液を圧縮空気と共に触媒に向け噴射して、ＮＯｘを浄化するようになっている（例えば、非特許文献１）。
自動車技術 Vol.57 No.9、2003 社団法人 自動車技術会 発行２００３年９月１日 ｐ９４〜９９
エアサスペンションを備える車両の場合、エアサスペンション系統に圧縮空気がほとんど蓄積されていない状態から充填を行う場合、サプライリザーバのエア圧が圧力保護弁の開弁圧を上回ってからエアサスペンション用のリザーバタンクに圧縮空気が供給されるが、エアサスペンションが機能するのに必要な空気圧力がエアサスペンション用のリザーバタンクに充填されるには２０分程度待つ必要があった。
したがって、新たに選択還元型ＮＯｘ触媒装置を設ける場合、サプライリザーバからその還元剤噴射装置に圧縮空気を供給しようとしても、エアサスペンション系統にエアの充填が行われている状態では、還元剤噴射装置にて安定したエア圧を確保することが難しい。また、還元剤噴射装置へのエア供給圧を下げたのでは、還元剤の適正な噴射圧を得にくくなる。
この発明は、このような問題点を解決することを目的としている。
第１の発明は、エンジンにより駆動されるコンプレッサからの圧縮空気をサプライリザーバに蓄え、サプライリザーバの圧縮空気をブレーキ装置、エアサスペンションならびに排気系にＮＯｘ還元剤を噴射する還元剤噴射装置に供給する車両において、サプライリザーバにブレーキ装置用のリザーバタンクを接続すると共に、サプライリザーバの圧縮空気を還元剤噴射装置用のリザーバタンクを介してエアサスペンション用のリザーバタンクに供給するべくサプライリザーバに還元剤噴射装置用のリザーバタンク、エアサスペンション用のリザーバタンクを直列に接続し、サプライリザーバと還元剤噴射装置用のリザーバタンクとの間にサプライリザーバの圧縮空気が所定圧以上のとき開弁する圧力保護弁を、還元剤噴射装置用のリザーバタンクとエアサスペンション用のリザーバタンクとの間に還元剤噴射装置用のリザーバタンクの圧縮空気が所定圧以上のとき開弁する圧力保護弁を設けたことを特徴とする。
第２の発明は、第１の発明において、前記還元剤噴射装置用のリザーバタンクとエアサスペンション用のリザーバタンクとの間に設けた圧力保護弁とエアサスペンション用のリザーバタンクとの間に、差圧が所定圧以下のときに閉弁する逆止弁を設けたことを特徴とする。
第３の発明は、第１の発明において、前記サプライリザーバと還元剤噴射装置用のリザーバタンクとを一体的に形成したことを特徴ことを特徴とする。
第１の発明においては、還元剤噴射装置用のリザーバタンクならびにエアサスペンション系統に圧縮空気がほとんど蓄積されていない状態から充填を行う場合に、還元剤噴射装置用のリザーバタンクに圧縮空気を速やかに充填して、還元剤噴射装置に要求のエアを速やかに供給することができると共に、容量の大きいエアサスペンション用のリザーバタンクに圧縮空気を充填している間でも、還元剤噴射装置に要求のエアを的確に供給することができる。したがって、選択還元型ＮＯｘ触媒装置によるＮＯｘの浄化に支障を来すようなことはなく、ＮＯｘを適切に浄化でき、未浄化排気ガスの排出を防止できる。
第２の発明においては、還元剤噴射装置用のリザーバタンクへのエアの供給を優先しながら、還元剤噴射装置に高い圧のエアを供給することができ、選択還元型ＮＯｘ触媒装置の性能を高めることができる。
第３の発明においては、設置スペースを小さくできる。
図１は圧縮空気供給装置の概略構成図、図２は選択還元型ＮＯｘ触媒（尿素還元型ＮＯｘ触媒）装置の構成図である。
図１において、１０はエンジン、１１はエンジン１０により駆動されるコンプレッサ、１２はコンプレッサ１１からの圧縮空気を蓄えるサプライリザーバである。
サプライリザーバ１２には、ブレーキ装置１３（ブレーキ系統）が接続される。
ブレーキ装置１３は、図示しないが、サプライリザーバ１２のエア圧が所定圧以上のとき開弁する圧力応動弁を介して、サプライリザーバ１２の圧縮空気がブレーキ装置用のリザーバタンクに充填され、そのブレーキ装置用のリザーバタンクの圧縮空気がブレーキ倍力装置等に供給されるようになっている。
また、サプライリザーバ１２には、選択還元型ＮＯｘ触媒装置の還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４とエアサスペンション用のリザーバタンク１５とが直列に、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４を上流に、エアサスペンション用のリザーバタンク１５を下流に接続される。
サプライリザーバ１２と還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４との間には、サプライリザーバ１２のエア圧が所定圧以上のとき開弁する第１の圧力保護弁１６が設けられる。
還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４とエアサスペンション用のリザーバタンク１５との間には、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４のエア圧が所定圧以上のとき開弁する第２の圧力保護弁１７が設けられる。また、第２の圧力保護弁１７とエアサスペンション用のリザーバタンク１５との間には、エアサスペンション用のリザーバタンク１５からの逆流を防止する逆止弁１８が設けられる。
図２のように選択還元型ＮＯｘ触媒装置は、エンジン１０の排気通路２０に選択還元型ＮＯｘ触媒２１が設置されると共に、ＮＯｘ還元剤として尿素タンク２２の尿素水溶液を還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４から供給される圧縮空気と共に噴射ノズル２３から選択還元型ＮＯｘ触媒２１に向け、噴射する還元剤噴射装置２４が設けられる。
噴射ノズル２３から圧縮空気と共に噴射された尿素水溶液は、熱分解および加水分解して、生成したアンモニアが還元剤となって、選択還元型ＮＯｘ触媒２１にてＮＯｘと還元反応して、ＮＯｘが浄化される。
また、エアサスペンション用のリザーバタンク１５の圧縮空気は、図示しないエアサスペンションに供給される。
コンプレッサ１１は、最大１０８０ＫＰａ程度の圧縮空気を吐出可能である。サプライリザーバ１２と還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４との間の第１の圧力保護弁１６ならびに還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４とエアサスペンション用のリザーバタンク１５との間の第２の圧力保護弁１７は、同一のものを用い、それぞれブレーキ装置用のリザーバタンクの圧力応動弁よりも高い、例えば６４０ＫＰａで開弁、６１０ＫＰａで閉弁するようになっている。また、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４の容量としては１５〜３０リッタのものを、エアサスペンション用のリザーバタンク１５の容量としては３０〜１５０リッタのものを用いている。
このように構成したため、コンプレッサ１１からサプライリザーバ１２に導入された圧縮空気は、サプライリザーバ１２から優先的にブレーキ装置用のリザーバタンクに供給される。
そして、サプライリザーバ１２のエア圧が還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４の入口の第１の圧力保護弁１６を開弁する圧力に達すると、サプライリザーバ１２の圧縮空気が還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４に供給されるようになるが、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４のエア圧がエアサスペンション用のリザーバタンク１５の入口の第２の圧力保護弁１７を開弁する圧力に達するまでは、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４の圧縮空気がエアサスペンション用のリザーバタンク１５に供給されることはなく、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４のエア圧がエアサスペンション用のリザーバタンク１５の入口の第２の圧力保護弁１７を開弁する圧力に達したときに、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４の圧縮空気がエアサスペンション用のリザーバタンク１５に供給されるようになる。
還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４は、エアサスペンション用のリザーバタンク１５に比べて容量が小さいため、圧縮空気を短時間で充填できる。また、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４に要求圧力の圧縮空気が貯まると、エアサスペンション用のリザーバタンク１５への圧縮空気の供給が開始されるが、このエアサスペンション用のリザーバタンク１５への圧縮空気の供給中、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４のエア圧は一定の圧力（要求圧力）を保持する。
そのため、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４ならびにエアサスペンション系統に圧縮空気がほとんど蓄積されていない状態から充填を行う場合に、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４に圧縮空気を速やかに充填することができ、還元剤噴射装置２４に要求のエアを速やかに供給することができると共に、容量の大きいエアサスペンション用のリザーバタンク１５に圧縮空気を充填している間でも、還元剤噴射装置２４に要求のエアを的確に供給することができる。
したがって、エアサスペンション系統の圧縮空気が大きく消費されたとき、あるいはエンジンの始動時等にエアサスペンション系統に圧縮空気がほとんど蓄積されていなかったとき等にあって、選択還元型ＮＯｘ触媒装置によるＮＯｘの浄化に支障を来すようなことはなく、ＮＯｘを適切に浄化でき、未浄化排気ガスの排出を防止できる。
また、第１の圧力保護弁１６、第２の圧力保護弁１７に、同一のものを用いるため、コストが低減する。
一方、図示しないが、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４のエア圧（還元剤噴射装置２４に供給するエア圧）をエアサスペンション用のリザーバタンク１５のエア圧よりも高くする（例えば、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４のエア圧を６９０ＫＰａ、エアサスペンション用のリザーバタンク１５のエア圧を６４０ＫＰａ）場合、第２の圧力保護弁１７に第１の圧力保護弁１６の開弁圧よりも高いものを用いる（例えば、第１の圧力保護弁１６の開弁圧を６４０ＫＰａ、第２の圧力保護弁１７の開弁圧を６９０ＫＰａ）と共に、エアサスペンション用のリザーバタンク１５からの逆流を防止する逆止弁１８に差圧が所定圧（還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４のエア圧６９０ＫＰａとエアサスペンション用のリザーバタンク１５のエア圧６４０Ｐａとの差５０ＫＰａ）以上のとき開き、以下のときに閉じるものを用いて良い。
このようにすれば、還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４へのエアの供給を優先しながら、還元剤噴射装置２４に高い圧のエアを供給することができ、選択還元型ＮＯｘ触媒装置の性能を高めることができる。
また、図示しないが、サプライリザーバ１２に還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４を一体形成しても良い。この場合、所定容量のタンクの内側に仕切壁を設けて、サプライリザーバ１２と還元剤噴射装置用のリザーバタンク１４とを形成すると共に、その仕切壁にもしくはタンクの外側に第１の圧力保護弁１６を設ければよい。
このようにすれば、設置スペースを小さくできる。
実施形態の圧縮空気供給装置の概略構成図である。 選択還元型ＮＯｘ触媒装置の構成図である。 従来のエアサスペンションを設けた圧縮空気供給装置の概略構成図である。
符号の説明
１０ エンジン
１１ コンプレッサ
１２ サプライリザーバ
１３ ブレーキ装置
１４ 還元剤噴射装置用のリザーバタンク
１５ エアサスペンション用のリザーバタンク
１６ 第１の圧力保護弁
１７ 第２の圧力保護弁
１８ 逆止弁
２１ 選択還元型ＮＯｘ触媒
２２ 尿素タンク
２３ 噴射ノズル
２４ 還元剤噴射装置

Claims (3)

  1. エンジンにより駆動されるコンプレッサからの圧縮空気をサプライリザーバに蓄え、
    サプライリザーバの圧縮空気をブレーキ装置、エアサスペンションならびに排気系にＮＯｘ還元剤を噴射する還元剤噴射装置に供給する車両において、
    サプライリザーバにブレーキ装置用のリザーバタンクを接続すると共に、
    サプライリザーバの圧縮空気を還元剤噴射装置用のリザーバタンクを介してエアサスペンション用のリザーバタンクに供給するべくサプライリザーバに還元剤噴射装置用のリザーバタンク、エアサスペンション用のリザーバタンクを直列に接続し、
    サプライリザーバと還元剤噴射装置用のリザーバタンクとの間にサプライリザーバの圧縮空気が所定圧以上のとき開弁する圧力保護弁を、還元剤噴射装置用のリザーバタンクとエアサスペンション用のリザーバタンクとの間に還元剤噴射装置用のリザーバタンクの圧縮空気が所定圧以上のとき開弁する圧力保護弁を設けたことを特徴とする車両用圧縮空気供給装置。
  2. 前記還元剤噴射装置用のリザーバタンクとエアサスペンション用のリザーバタンクとの間に設けた圧力保護弁とエアサスペンション用のリザーバタンクとの間に、差圧が所定圧以下のときに閉弁する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両用圧縮空気供給装置。
  3. 前記サプライリザーバと還元剤噴射装置用のリザーバタンクとを一体的に形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用圧縮空気供給装置。
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