(57)【要約】【課題】内燃機関の始動時に、排気通路に配置される触媒装置の暖機を促進することができる内燃機関の排ガス浄化システムを提供する。【解決手段】内燃機関２の排気通路３に触媒装置４を備えて構成される内燃機関の排ガス浄化システム１において、触媒装置４より上流側の排気通路３に開閉自在に設けられて、その全閉時に触媒装置４の内周側の領域４ａのみに排ガスＧを通過させ、その全開時に触媒装置４の内周側の領域４ａ及び外周側の領域４ｂの全体に排ガスＧを通過させるスリット装置６と、このスリット装置６の開閉を制御する制御装置７と、を備えて構成される。【選択図】図１
2020045807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に触媒装置を備えて構成される内燃機関の排ガス浄化システムにおいて、
前記触媒装置より上流側の前記排気通路に開閉自在に設けられて、その全閉時に前記触媒装置の内周側の領域のみに排ガスを通過させ、その全開時に前記触媒装置の内周側の領域及び外周側の領域の全体に排ガスを通過させるスリット装置と、
このスリット装置の開閉を制御する制御装置と、
を備えて構成される内燃機関の排ガス浄化システム。
【請求項２】
前記内周側の領域と前記外周側の領域との間の熱移動を抑制する断熱部材を設けて構成される請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化システム。
【請求項３】
前記スリット装置と前記触媒装置の間の前記排気通路に温度取得装置を備えて、
前記制御装置が、
前記内燃機関を備えた車両の停止時に、前記スリット装置を全閉にし、
前記車両の始動時に、前記温度取得装置の取得値が予め設定された第１設定温度以上であるときは前記スリット装置を全閉から徐々に開いて全開にする制御を行うように構成される請求項１または２に記載の内燃機関の排ガス浄化システム。
【請求項４】
前記スリット装置と前記触媒装置の間の前記排気通路に温度取得装置を備えて、
前記制御装置が、
前記内燃機関の運転時で、前記温度取得装置の取得値が予め設定した第２設定温度未満であるときは前記スリット装置を全閉にし、前記第２設定温度以上であるときは前記スリット装置を全閉から徐々に開いて全開にする制御を行うように構成される請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の排ガス浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関の排ガス浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に備わる内燃機関の排気通路には、排ガスに含まれる微粒子状物質やＮＯｘ等を浄化するために酸化触媒やフィルタ等の触媒装置が配置されている。触媒装置を径方向に内周側と外周側の２つの領域に区分けして、状況に応じて、外周側の領域のみに排ガスを通過させる排ガス浄化装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８―６９７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の排ガス浄化装置では、内燃機関の始動時に、排気通路に配置される触媒装置の暖機を促進することは困難であった。
【０００５】
本開示は、内燃機関の始動時に、排気通路に配置される触媒装置の暖機を促進することができる内燃機関の排ガス浄化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための本発明の態様の内燃機関の排ガス浄化システムは、内燃機関の排気通路に触媒装置を備えて構成される内燃機関の排ガス浄化システムにおいて、前記触媒装置より上流側の前記排気通路に開閉自在に設けられて、その全閉時に前記触媒装置の内周側の領域のみに排ガスを通過させ、その全開時に前記触媒装置の内周側の領域及び外周側の領域の全体に排ガスを通過させるスリット装置と、このスリット装置の開閉を制御する制御装置と、を備えて構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、内燃機関の始動時に、排気通路に配置される触媒装置の暖機を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の内燃機関の排ガス浄化システムの構成で、スリット装置の全閉状態を例示する模式図である。
【図２】図１の内燃機関の排ガス浄化システムの構成で、スリット装置の全開状態を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の内燃機関の排ガス浄化システムについて、図面を参照しながら説明する。図１に例示するように、本実施形態の内燃機関の排ガス浄化システム１は、エンジン（内燃機関）２の排気通路３に触媒装置４を備えて構成されるシステムである。
【００１０】
触媒装置４は、エンジン２より排気通路３に排出される排ガスＧに含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）やＰＭ（微粒子状物質）等の浄化対象成分を触媒装置４に担持した触媒の作用により浄化処理する装置である。触媒装置４としては、酸化触媒装置（ＤＯＣ）や選択還元型触媒装置（ＳＣＲ）が例示される。
【００１１】
触媒装置４は、その径方向に内周側の領域４ａと外周側の領域４ｂに区分けされる。内周側の領域４ａは、排ガスＧの進行方向から視て触媒装置４の断面の中心をその中心とする円形状の面を、排ガスＧの進行方向に延在して形成される円筒形状の領域である。外周側の領域４ｂは、排ガスＧの進行方向から視て内周側の領域４ａの外側に形成される円環状の面を、排ガスＧの進行方向に延在して形成される中空円筒形状の領域である。内周側の領域４ａは、エンジン２の始動時に発生する排ガスＧに含まれる浄化対象成分を浄化するのに十分な容積となるように形成される。
【００１２】
内周側の領域４ａと外周側の領域４ｂとの間の熱移動を抑制する断熱部材５が触媒装置４の内部に設けられる。本実施形態では、この断熱部材５は、内周側の領域４ａと外周側の領域４ｂとの境界に設けられた断熱層である。断熱部材は、内周側の領域４ａにおける外周側の領域４ｂに隣接する部分と外周側の領域４ｂにおける内周側の領域４ａに隣接する部分を断熱機能を有する同一部材とする構成でもよい。断熱層５の径方向の幅は、この熱移動を抑制するのに十分な大きさに設定される。断熱層５の材質としては、セラミックが例示される。なお、この熱移動は完全に遮断すると、外周側の領域４ｂに担持した触媒の昇温が遅くなりその浄化率が悪化する虞があるので、完全に遮断しない方が好ましい。
【００１３】
本実施形態の内燃機関の排ガス浄化システム１では、スリット装置６と、制御装置７と、が設けられる。スリット装置６は、触媒装置４より上流側の排気通路３に開閉自在に設けられて、その全閉時に触媒装置４の内周側の領域４ａのみに排ガスＧを通過させ、その全開時に触媒装置４の内周側の領域４ａ及び外周側の領域４ｂの全体に排ガスＧを通過させる装置である。
【００１４】
より詳細には、図１に例示するように、スリット装置６は、排ガスＧの進行方向から視て、その全閉時に外周側の領域４ｂの全てがスリット装置６で遮られて視認できず、その開度が大きくなるにつれてスリット装置６で遮られることなく視認可能な外周側の領域４ｂが大きくなる装置である。スリット装置６と触媒装置４の離間距離は、スリット装置６の全閉時に内周側の領域４ａのみを排ガスＧが通過し、かつ、スリット装置６の全開時に内周側の領域４ａ及び外周側の領域４ｂの全体を排ガスＧが通過するように設定される。なお、スリット装置６の全閉から全開に向かう際の徐々に開く制御について、その開度が線形に大きくなるように制御してもよいし、その他の制御でもよい。
【００１５】
制御装置７は、各種情報処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。本実施形態では、制御装置７は、スリット装置６の開閉を制御する装置である。
【００１６】
制御装置７には、２つの温度センサ８ａ、８ｂが接続される。温度センサ（温度取得装置）８ａは、その感温部が内周側の領域４ａの前段に配置されて、内周側の領域４ａを通過する排ガスＧの温度を取得するセンサである。温度センサ８ｂは、その感温部が外周側の領域４ｂの前段に配置されて、外周側の領域４ｂを通過する排ガスの温度を取得するセンサである。温度センサ８ａ、８ｂはともにスリット装置６と触媒装置４の間の排気通路３に備わる。
【００１７】
本実施形態では、制御装置７が、車両の停止時に、スリット装置６を全閉にし、車両の始動時に、温度センサ８ａの取得値Ｔａが予め設定された第１設定温度Ｔ１以上であるときはスリット装置６を全閉から徐々に開いて全開にする制御を行うように構成する。第１設定温度Ｔ１は、触媒装置４に担持した触媒の活性化温度を基に設定される温度で、この温度Ｔ１以上であると内周側の領域４ａに担持した触媒が活性化温度に達したと制御装置７により判定可能な温度である。制御装置７は、車両の運転席に備わるイグニッションキーがオフのときに車両が停止していると判定する。また、制御装置７は、イグニッションキーがオフからオンに切り替わったときに車両が始動すると判定する。
【００１８】
また、制御装置７が、車両の始動後エンジン２の運転時で、温度センサ８ａの取得値Ｔａが予め設定した第２設定温度Ｔ２未満であるときはスリット装置６を全閉にし、第２設定温度Ｔ２以上であるときはスリット装置６を全閉から徐々に開いて全開にする制御を行うように構成する。第２設定温度Ｔ２は、触媒装置４に担持した触媒の活性化温度を基に設定される温度で、この温度Ｔ２未満であるとエンジン２が低負荷であると制御装置７により判定可能な温度である。エンジン２が低負荷の状況としては、車両が坂道を下り走行していたり、エンジン２がアイドリング状態である状況を例示できる。第２設定温度Ｔ２を第１設定温度Ｔ１より高い値に設定すると、車両の始動時と比較して外周側の領域４ｂに担持した触媒を高温にして浄化率を高くすることができるので好ましい。
【００１９】
制御装置７が、車両の始動時またはエンジン２の運転時でスリット装置６を徐々に開いていく制御を行っているときに、温度センサ８ｂの取得値Ｔｂが予め設定された第３設定温度Ｔ３以上になったときに、スリット装置６を瞬時に全開まで開く制御を行う。第３設定温度Ｔ３は、触媒装置４に担持される触媒の活性化温度を基に設定される温度で、この温度Ｔ３以上であると外周側の領域４ｂの触媒が活性化されていると制御装置７により判定可能な温度である。
【００２０】
以上より、本実施形態の内燃機関の排ガス浄化システム１では、エンジン２の始動時に、排気通路３に配置される触媒装置４の領域の内、内周側の領域４ａのみに排ガスＧを通過させてこの領域４ａを優先して暖機する。内周側の領域４ａの熱容量は触媒装置４全体の熱容量より小さいため、この領域４ａは迅速に昇温されて触媒装置４に担持される触媒の活性化温度に達する。したがって、エンジン２の始動時に、触媒装置４の一部の暖機は促進されて、この暖気促進された領域４ａを用いて排ガスＧに含まれる浄化対象成分の浄化を行うことができるので、エンジン２の始動時の浄化開始を早めることができる。
【００２１】
外部への熱移動がある外周側の領域４ｂではなく内周側の領域４ａを優先的に暖機対象とすることで、触媒装置４の一部の暖機を確実に促進することができる。さらに、外周側の領域４ｂに排ガスＧを優先的に流入させる構成は排気通路３を２重管にする等その製造が困難であるが、本実施形態では内周側の領域４ａに排ガスＧを優先的に流入させる構成であるのでその製造が比較的容易である。
【００２２】
内周側の領域４ａと外周側の領域４ｂとの間の熱移動を抑制する断熱部材５を触媒装置４の内部に設けることで、内周側の領域４ａから外周側の領域４ｂへの熱移動が抑制されるので、内周側の領域４ａの暖機速度を上昇させることができる。
【００２３】
車両の停止時に、スリット装置６を全閉にし、車両の始動時に、温度センサ８ａの取得値Ｔａが第１設定温度Ｔ１以上であるときはスリット装置６を全閉から徐々に開いて全開にする制御を行う。また、エンジン２の運転時で、温度センサ８ａの取得値Ｔａが第２設定温度Ｔ２未満であるときはスリット装置６を全閉にし、第２設定温度Ｔ２以上であるときはスリット装置６を全閉から徐々に開いて全開にする制御を行う。これにより、車両の始動時に、内周側の領域４ａの暖機を優先しつつ、外周側の領域４ｂの暖機も徐々に行うことができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  内燃機関の排ガス浄化システム
２  エンジン（内燃機関）
３  排気通路
４  触媒装置
４ａ  内周側の領域
４ｂ  外周側の領域
５  断熱層（断熱部材）
６  スリット装置
７  制御装置
８ａ  内周側の領域用の温度センサ
８ｂ  外周側の領域用の温度センサ
【図１】
2020045807.tif 000003
【図２】
2020045807.tif 000004