(57)【要約】【課題】機関停止中に触媒温度が低下することを効果的に抑止する。【解決手段】触媒担体２１Ａ，４１Ａを覆うと共に、その内部に熱交換流体を貯留可能なタンク７１，８１と、加熱部５１を含む流体循環回路５０と、流体循環回路５０からタンク７１，８１内に熱交換流体を導入する導入配管６１，７２Ａ，８２Ａと、タンク７１，８１内から流体循環回路５０に熱交換流体を導出する導出配管６２，７３Ａ，８３Ａと、導入配管７２Ａ，８２Ａの流路を開閉可能な導入バルブ７２Ｂ，８２Ｂと、導出配管７３Ａ，８３Ａの流路を開閉可能な導出バルブ７３Ｂ，８３Ｂと、導入バルブ７２Ｂ，８２Ｂ及び導出バルブ７３Ｂ，８３Ｂの開閉作動を制御する制御部１００と、を備え、制御部１００は、内燃機関１０が停止すると、少なくとも導出バルブ７３Ｂ，８３Ｂを閉状態に制御することにより、タンク７１，８１内に熱交換流体を貯留させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に設けられると共に、排気を流通させるケース内に排気を浄化する触媒担体を収容した排気後処理装置の保温装置であって、
前記触媒担体又は前記ケースの少なくとも一部を覆うと共に、その内部に熱交換流体を貯留可能なタンクと、
前記内燃機関の稼働中に前記熱交換流体を循環させると共に、該熱交換流体を加熱可能な加熱部を含む流体循環回路と、
前記流体循環回路から前記タンク内に前記熱交換流体を導入する導入配管と、
前記タンク内から前記流体循環回路に前記熱交換流体を導出する導出配管と、
前記導入配管の流路を開閉可能な導入バルブと、
前記導出配管の流路を開閉可能な導出バルブと、
前記導入バルブ及び前記導出バルブの開閉作動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記内燃機関が停止すると、少なくとも前記導出バルブを閉状態に制御することにより、前記タンク内に前記熱交換流体を貯留させる
ことを特徴とする保温装置。
【請求項２】
前記流体循環回路が、前記内燃機関の冷却水を循環させる冷却水循環回路であり、
前記制御部は、前記内燃機関が始動すると、前記導入バルブ及び前記導出バルブを開状態に制御することにより、前記冷却水を前記冷却水循環路回路、前記導入配管、前記タンク及び、前記導出配管に循環させる
請求項１に記載の保温装置。
【請求項３】
一端側を前記タンクに接続されると共に、他端側を大気開放された空気給排配管と、
前記空気給排配管の流路を開閉可能な給排バルブと、をさらに備え、
前記制御部は、前記内燃機関の始動後、前記冷却水の温度が所定の暖機温度に達すると、前記導入バルブ及び前記導出バルブを閉状態、且つ、前記給排バルブを開状態に制御することにより、前記タンク内に外気を充填させる
請求項２に記載の保温装置。
【請求項４】
前記流体循環回路が、前記内燃機関の冷却水を循環させる冷却水循環回路であり、
前記触媒担体の触媒温度を取得する触媒温度取得手段と、
一端側を前記タンクに接続されると共に、他端側を大気開放された空気給排配管と、
前記空気給排配管の流路を開閉可能な給排バルブと、をさらに備え、
前記制御部は、前記内燃機関の始動時に、取得される前記触媒温度が前記冷却水の温度よりも高い場合には、前記導入バルブ及び前記導出バルブを閉状態、且つ、前記給排バルブを開状態に制御することにより、前記タンク内に外気を充填させる
請求項１に記載の保温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、保温装置に関し、特に、排気後処理装置の保温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の排気後処理装置として、尿素水から排気熱により加水分解されて生成されるアンモニアを還元剤として排気ガス中の窒素化合物（以下、ＮＯｘ）を還元浄化する選択的還元触媒（以下、ＳＣＲ触媒）や、排気ガス中の一酸化炭素及び炭化水素等を無害化する酸化触媒等を備えるものが知られている。これらＳＣＲ触媒や酸化触媒の良好な浄化能力を得るには、エンジン始動後に、触媒温度を活性温度まで早期に上昇させることが好ましい。
【０００３】
例えば、特許文献１には、エンジンの始動から所定期間に亘ってアーリー・ポスト噴射（アフタ噴射に近いタイミングで行う噴射）を行い、筒内の燃焼温度を上昇させることにより、触媒温度を活性温度まで早期に上昇させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０７２６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記文献記載の技術のように、触媒温度を上昇させるために、燃料噴射を主とした触媒昇温制御を多用すると、燃料消費量の増加に伴い、燃費性能の悪化を招くといった課題がある。このような燃費性能の悪化を防ぐには、機関停止中に触媒温度の低下を抑止することが望まれる。
【０００６】
本開示の技術は、機関停止中に触媒温度が低下することを効果的に抑止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の技術は、内燃機関の排気系に設けられると共に、排気を流通させるケース内に排気を浄化する触媒担体を収容した排気後処理装置の保温装置であって、前記触媒担体又は前記ケースの少なくとも一部を覆うと共に、その内部に熱交換流体を貯留可能なタンクと、前記内燃機関の稼働中に前記熱交換流体を循環させると共に、該熱交換流体を加熱可能な加熱部を含む流体循環回路と、前記流体循環回路から前記タンク内に前記熱交換流体を導入する導入配管と、前記タンク内から前記流体循環回路に前記熱交換流体を導出する導出配管と、前記導入配管の流路を開閉可能な導入バルブと、前記導出配管の流路を開閉可能な導出バルブと、前記導入バルブ及び前記導出バルブの開閉作動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記内燃機関が停止すると、少なくとも前記導出バルブを閉状態に制御することにより、前記タンク内に前記熱交換流体を貯留させることを特徴とする。
【０００８】
また、前記流体循環回路が、前記内燃機関の冷却水を循環させる冷却水循環回路であり、前記制御部は、前記内燃機関が始動すると、前記導入バルブ及び前記導出バルブを開状態に制御することにより、前記冷却水を前記冷却水循環路回路、前記導入配管、前記タンク及び、前記導出配管に循環させることが好ましい。
【０００９】
また、一端側を前記タンクに接続されると共に、他端側を大気開放された空気給排配管と、前記空気給排配管の流路を開閉可能な給排バルブと、をさらに備え、前記制御部は、前記内燃機関の始動後、前記冷却水の温度が所定の暖機温度に達すると、前記導入バルブ及び前記導出バルブを閉状態、且つ、前記給排バルブを開状態に制御することにより、前記タンク内に外気を充填させることが好ましい。
【００１０】
また、前記流体循環回路が、前記内燃機関の冷却水を循環させる冷却水循環回路であり、前記触媒担体の触媒温度を取得する触媒温度取得手段と、一端側を前記タンクに接続されると共に、他端側を大気開放された空気給排配管と、前記空気給排配管の流路を開閉可能な給排バルブと、をさらに備え、前記制御部は、前記内燃機関の始動時に、取得される前記触媒温度が前記冷却水の温度よりも高い場合には、前記導入バルブ及び前記導出バルブを閉状態、且つ、前記給排バルブを開状態に制御することにより、前記タンク内に外気を充填させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の技術によれば、機関停止中に触媒温度が低下することを効果的に抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一実施形態に係る車両に搭載されたエンジンの排気系及び冷却系を示す模式的な全体構成図である。
【図２】第一実施形態に係る保温装置を示す模式的な要部構成図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】第一実施形態に係る制御処理を示すフローチャートである。
【図６】第二実施形態に係る保温装置を示す模式的な要部構成図である。
【図７】第二実施形態に係る保温装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図８】他の実施形態に係る保温装置を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る保温装置について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１４】
［第一実施形態］
図１は、本実施形態に係る車両１に搭載されたエンジン１０の排気系及び冷却系を示す模式的な全体構成図である。エンジン１０は、例えば、ディーゼルエンジンであって、シリンダＣが形成されたシリンダブロックＣＢを備えている。
【００１５】
エンジン１０の排気系は、排気上流側から順に、排気マニホールド１１、上流配管１２、前段後処理装置２０、接続配管１３、後段後処理装置４０及び、下流配管１４等を備えている。
【００１６】
排気マニホールド１１は、不図示のシリンダヘッドの側部に設けられており、エンジン１０の燃焼室から排気を導出する。上流配管１２は、その上流端を排気マニホールド１１の排気集合部に接続されている。また、上流配管１２の下流端は、前段後処理装置２０の上流側開口部に接続されている。
【００１７】
前段後処理装置２０は、筒状の前段ケーシング２３内に、排気上流側から順に、酸化触媒２１及び、パティキュレイト・フィルタ（以下、フィルタ）２２を備えている。前段後処理装置２０には、詳細を後述する第１保温装置７０が設けられている。
【００１８】
酸化触媒２１は、例えば、コーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体表面に触媒成分等を担持して形成されている。酸化触媒２１は、エンジン１０のポスト噴射や図示しない排気管インジェクタの排気管噴射によって未燃燃料（ＨＣ）が供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。
【００１９】
フィルタ２２は、例えば、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気ガスの流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流側と下流側とを交互に目封止して形成されている。フィルタ２２は、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を隔壁の細孔や表面に捕集すると共に、ＰＭ堆積量が所定量に達すると、これを燃焼除去するフィルタ再生が実施される。フィルタ再生は、エンジン１０のポスト噴射や図示しない排気管インジェクタの排気管噴射によって未燃燃料を酸化触媒２１に供給し、排気ガス温度をＰＭ燃焼温度まで上昇させることにより実行される。
【００２０】
接続配管１３は、前段後処理装置２０の下流側開口部と後段後処理装置４０の上流側開口部とを接続する。接続配管１３には、尿素水噴射装置３０の一部を構成する尿素水インジェクタ３３が設けられている。
【００２１】
尿素水噴射装置３０は、尿素水を貯留する尿素水タンク３１と、尿素水タンク３１から尿素水を汲み上げる尿素水ポンプ３２と、接続配管１３内に尿素水を噴射する尿素水インジェクタ３３とを備えている。尿素水インジェクタ３３から接続配管１３内に噴射された尿素水は、排気熱により加水分解されてアンモニア（ＮＨ３）に生成され、下流側のＳＣＲ触媒４１に還元剤として供給される。
【００２２】
後段後処理装置４０は、筒状の後段ケーシング４３内にＳＣＲ触媒４１を備えている。後段後処理装置４０には、詳細を後述する第２保温装置８０が設けられている。
【００２３】
ＳＣＲ触媒４１は、例えば多孔質セラミック担体にゼオライト等を担持して形成されている。ＳＣＲ触媒４１は、尿素水インジェクタ３３から還元剤として供給されるアンモニアを吸着すると共に、吸着したアンモニアで通過する排気ガス中からＮＯｘを選択的に還元浄化する。
【００２４】
エンジン１０は、冷却水を循環させる冷却水循環回路５０（流体循環回路）を備えている。冷却水循環回路５０は、ウォータジャケット５１（加熱部の一例）と、上流配管５２と、ラジエータ５３と、下流配管５４と、バイパス配管５５とを備えている。
【００２５】
ウォータジャケット５１は、エンジン１０のシリンダブロックＣＢ内に形成されており、その内部に流通させる冷却水により各シリンダＣを冷却する。上流配管５２は、ウォータジャケット５１の出口部と、ラジエータ５３の入口部とを接続する。ラジエータ５３は、その内部に流通させる冷却水を外気との熱交換により冷却する。
【００２６】
ウォータジャケット５１の出口部近傍には、エンジン１０の出口の冷却水温度を取得する水温センサ９３が設けられている。水温センサ９３のセンサ値は、電気的に接続された電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ）１００に出力される。
【００２７】
下流配管５４は、ラジエータ５３の出口部とウォータジャケット５１の入口部とを接続する。下流配管５４には、エンジン１０の動力で駆動して冷却水を圧送する機械式のウォータポンプ５６が設けられている。なお、ウォータポンプ５６は、機械式ポンプに限定されず、エンジン１０の動力以外で駆動する他のポンプであってもよい。
【００２８】
バイバス配管５５は、上流配管５２と下流配管５４とを接続しており、冷却水をラジエータ５３から迂回させる。バイパス配管５５と上流配管５２との分岐部には、冷却水の流路を切り替え可能な流路切替バルブ５７が設けられている。
【００２９】
流路切替バルブ５７は、例えば、サーモスタット等の三方弁であって、通過する冷却水の温度がエンジン１０の所定の暖機温度（例えば、約８０度）に達するまでは、冷却水をラジータ５３から迂回させるバイパス配管５５に流通させる。流路切替バルブ５７は、通過する冷却水の温度が暖機温度を超えると、冷却水の流れをバイパス配管５５からラジエータ５３に切り替えるようになっている。
【００３０】
なお、流路切替バルブ５７は、サーモスタットに限定されず、例えば、電子制御バルブであってもよい。また、流路切替バルブ５７を設ける位置は、バイパス配管５５と下流配管５４との合流部であってもよい。
【００３１】
本実施形態において、冷却水循環回路５０には、上流配管５２から第１及び第２保温装置７０，８０に冷却水を導入する主導入配管６１（導入配管の一例）と、第１及び第２保温装置７０，８０から下流配管５４に冷却水を戻すリターン配管６２（導出配管の一例）とが設けられている。以下、第１及び第２保温装置７０，８０の詳細について説明する。
【００３２】
［保温装置］
図２は、本実施形態に係る第１及び第２保温装置７０，８０を示す模式的な要部構成図である。第１保温装置７０は、第１保温タンク７１と、第１冷却水導入部７２と、第１冷却水導出部７３と、第１空気給排部７４とを備えている。
【００３３】
第１保温タンク７１は、外筒体と、該外筒体内に挿入配置された内筒体と、これら各筒体の両端開口を閉塞する一対の円環状のプレート体とを有する二重筒状の容器であって、その内部に冷却水を貯留可能に構成されている。
【００３４】
具体的には、図３に示すように、外筒体７１Ａの外径は、前段ケーシング２３の内径よりも小径に形成されている。これら前段ケーシング２３の内周面と外筒体７１Ａの外周面との間には、マット部材２４が介装されており、第１保温タンク７１がマット部材２４を介して前段ケーシング２３内に収容保持されるようになっている。内筒体７１Ｂの内径は、酸化触媒２１の担体２１Ａの外径と略同径に形成されており、担体２１Ａが内筒体７１Ｂ内に接触状態で挿入保持されるようになっている。第１保温タンク７１の筒軸方向の長さは、好ましくは、酸化触媒２１の全周を第１保温タンク７１が覆うように、酸化触媒２１の筒軸方向の長さと同等に形成されている。
【００３５】
図２に戻り、第１冷却水導入部７２は、第１導入配管７２Ａと、第１導入バルブ７２Ｂとを備えている。第１導入配管７２Ａは、前段後処理装置２０よりも上方に位置する主導入配管６１から分岐して、その下流端を第１保温タンク７１の上部に接続されている。第１導入配管７２Ａは、好ましくは、その流路軸心が鉛直方向となるように設けられている。第１導入バルブ７２Ｂは、第１導入配管７２Ａの流路を閉塞可能な開閉バルブであって、ＥＣＵ１００からの指令に応じて開閉作動する。第１導入バルブ７２Ｂが開状態に制御されると、冷却水が主導入配管６１から第１導入配管７２Ａを介して第１保温タンク７１内に導入されるようになっている。
【００３６】
第１冷却水導出部７３は、第１導出配管７３Ａと、第１導出バルブ７３Ｂとを備えている。第１導出配管７３Ａは、第１保温タンク７１の下部から分岐して前段後処理装置２０よりも下方に位置するリターン配管６２に合流している。第１導出配管７３Ａは、好ましくは、その流路軸心が鉛直方向となるように設けられている。第１導出バルブ７３Ｂは、第１導出配管７３Ａの流路を閉塞可能な開閉バルブであって、ＥＣＵ１００からの指令に応じて開閉作動する。第１導出バルブ７３Ｂが開状態に制御されると、冷却水が第１保温タンク７１内から第１導出配管７３Ａを介してリターン配管６２に導出されるようになっている。
【００３７】
第１空気給排部７４は、第１空気給排配管７４Ａと、第１空気給排バルブ７４Ｂとを備えている。第１空気給排配管７４Ａは、第１保温タンク７１の上部から分岐して上方に延出し、上端に開口部７４Ｃを有している。第１空気給排配管７４Ａは、好ましくは、その流路軸心が鉛直方向となるように設けられている。第１空気給排バルブ７４Ｂは、第１空気給排配管７４Ａの流路を閉塞可能な開閉バルブであって、ＥＣＵ１００からの指令に応じて開閉作動する。
【００３８】
第１保温タンク７１の内部に冷却水を導入する場合には、第１空気給排バルブ７４Ｂ及び第１導入バルブ７２Ｂを開状態、且つ、第１導出バルブ７３Ｂを閉状態に制御することにより、第１保温タンク７１の内部空気が第１空気給排配管７４Ａから外部に排出されるようになっている。一方、第１保温タンク７１の内部から冷却水を第１導出配管７３Ａに導出する場合には、第１空気給排バルブ７４Ｂ及び第１導出バルブ７３Ｂを開状態、且つ、第１導入バルブ７２Ｂを閉状態に制御することにより、外気が第１空気給排配管７４Ａを介して第１保温タンク７１の内部に取り込まれて充填されるようになっている。
【００３９】
第２保温装置８０は、第２保温タンク８１と、第２冷却水導入部８２と、第２冷却水導出部８３と、第２空気給排部８４とを備えている。
【００４０】
第２保温タンク８１は、外筒体と、該外筒体内に挿入配置された内筒体と、これら各筒体の両端開口を閉塞する一対の円環状のプレート体とを有する二重筒状の容器であって、その内部に冷却水を貯留可能に構成されている。
【００４１】
具体的には、図４に示すように、外筒体８１Ａの外径は、後段ケーシング４３の内径よりも小径に形成されている。これら後段ケーシング４３の内周面と外筒体８１Ａの外周面との間には、マット部材４４が介装されており、第２保温タンク８１がマット部材４４を介して後段ケーシング４３内に収容保持されるようになっている。内筒体８１Ｂの内径は、ＳＣＲ触媒４１の担体４１Ａの外径と略同径に形成されており、担体４１Ａが内筒体８１Ｂ内に接触状態で挿入保持されるようになっている。第２保温タンク８１の筒軸方向の長さは、好ましくは、ＳＣＲ触媒４１の全周を第２保温タンク８１が覆うように、ＳＣＲ触媒４１の筒軸方向の長さと同等に形成されている。
【００４２】
図２に戻り、第２冷却水導入部８２は、第２導入配管８２Ａと、第２導入バルブ８２Ｂとを備えている。第２導入配管８２Ａは、後段後処理装置４０よりも上方に位置する主導入配管６１から分岐して、その下流端を第２保温タンク８１の上部に接続されている。第２導入配管８２Ａは、好ましくは、その流路軸心が鉛直方向となるように設けられている。第２導入バルブ８２Ｂは、第２導入配管８２Ａの流路を閉塞可能な開閉バルブであって、ＥＣＵ１００からの指令に応じて開閉作動する。第２導入バルブ８２Ｂが開状態に制御されると、冷却水が主導入配管６１から第２導入配管８２Ａを介して第２保温タンク８１内に導入されるようになっている。
【００４３】
第２冷却水導出部８３は、第２導出配管８３Ａと、第２導出バルブ８３Ｂとを備えている。第２導出配管８３Ａは、第２保温タンク８１の下部から分岐して後段後処理装置４０よりも下方に位置するリターン配管６２に合流している。第２導出配管８３Ａは、好ましくは、その流路軸心が鉛直方向となるように設けられている。第２導出バルブ８３Ｂは、第２導出配管８３Ａの流路を閉塞可能な開閉バルブであって、ＥＣＵ１００からの指令に応じて開閉作動する。第２導出バルブ８３Ｂが開状態に制御されると、冷却水が第２保温タンク８１内から第２導出配管８３Ａを介してリターン配管６２に導出されるようになっている。
【００４４】
第２空気給排部８４は、第２空気給排配管８４Ａと、第２空気給排バルブ８４Ｂとを備えている。第２空気給排配管８４Ａは、第２保温タンク８１の上部から分岐して上方に延出し、上端に開口部８４Ｃを有している。第２空気給排配管８４Ａは、好ましくは、その流路軸心が鉛直方向となるように設けられている。第２空気給排バルブ８４Ｂは、第２空気給排配管８４Ａの流路を閉塞可能な開閉バルブであって、ＥＣＵ１００からの指令に応じて開閉作動する。
【００４５】
第２保温タンク８１の内部に冷却水を導入する場合には、第２空気給排バルブ８４Ｂ及び第２導入バルブ８２Ｂを開状態、且つ、第２導出バルブ８３Ｂを閉状態に制御することにより、第２保温タンク８１の内部空気が第２空気給排配管８４Ａから外部に排出されるようになっている。一方、第２保温タンク８１の内部から冷却水を第２導出配管８３Ａに導出する場合には、第２空気給排バルブ８４Ｂ及び第２導出バルブ８３Ｂを開状態、且つ、第２導入バルブ８２Ｂを閉状態に制御することにより、外気が第２空気給排配管８４Ａを介して第２保温タンク８１の内部に取り込まれて充填されるようになっている。
【００４６】
ＥＣＵ１００は、エンジン１０等の各種制御を行うもので、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。また、ＥＣＵ１００は、保温制御部１１０と、暖機促進制御部１２０とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるＥＣＵ１００に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる
保温制御部１１０は、エンジン１０の停止後、各保温タンク７１，８１に冷却水を貯留保持させて酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１を保温する停止後保温制御を実行する。具体的には、保温制御部１１０は、エンジン１０が不図示のイグニッションスイッチのＯＦＦ操作により停止されると、導入バルブ７２Ｂ，８２Ｂ及び空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂに開弁指示信号を出力すると共に、導出バルブ７３Ｂ，８３Ｂに閉弁指示信号を出力する。すると、冷却水循環回路５０を流れていた高温の冷却水が主導入配管６１から導入配管７２Ａ，８２Ａを介して保温タンク７１，８１内に導入される。
【００４７】
次いで、保温制御部１１０は、保温タンク７１，８１に冷却水が導入されて、保温タンク７１，８１内が冷却水で満たされると、導入バルブ７２Ｂ，８２Ｂ及び空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂに閉弁指示信号を出力することにより、保温タンク７１，８１内に高温の冷却水を貯留保持させる。保温タンク７１，８１内に冷却水が満たされたか否かは、空気給排配管７４Ａ，８４Ａに設けられた不図示の水位センサにより検出すればよい。或は、予め保温タンク７１，８１の容量をＥＣＵ１００のメモリに記憶しておき、導入配管７２Ａ，８２Ａに設けられた不図示の流量センサにより取得される冷却水量が保温タンク７１，８１の容量に達したときに、保温タンク７１，８１内が冷却水で満たされたと判定してもよい。
【００４８】
このように、エンジン１０の停止後、酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１の周囲を覆う保温タンク７１，８１に高温冷却水を充填させると、エンジン１０の停止期間に亘って酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１が効果的に保温されるようになる。これにより、その後にエンジン１０を再始動させた際には、酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１の内部温度を触媒活性温度まで早期に上昇させることが可能となり、排気エミッション性能を向上することができる。また、従前の技術のような燃料噴射を伴う昇温制御の実行回数を削減又は廃止することが可能となり、エンジン１０の燃費性能も効果的に向上することができる。
【００４９】
暖機促進制御部１２０は、エンジン１０の始動後、エンジン１０の暖機を促進させる暖機促進制御を実行する。具体的には、暖機促進制御部１２０は、エンジン１０が不図示のイグニッションスイッチのＯＮ操作により始動されると、導入バルブ７２Ｂ，８２Ｂ及び導出バルブ７３Ｂ，８３Ｂに開弁指示信号を出力する。すると、冷却水が主導入配管６１、導入配管７２Ａ，８２Ａ、保温タンク７１，８１、導出配管７３Ａ，８３Ａ、リターン配管６２を流れ、保温タンク７１，８１にて高温の排気ガスにより昇温された高温冷却水が冷却水循環回路５０に供給されるようになり、エンジン１０の早期暖機が図られるようになる。
【００５０】
次いで、暖機促進制御部１２０は、冷却水循環回路５０を流れる冷却水の温度が所定の暖機温度（例えば、約８０度）に達すると、導入バルブ７２Ｂ，８２Ｂに閉弁指示信号を出力し、保温タンク７１，８１内への冷却水の流通を遮断する。さらに、暖機促進制御部１２０は、空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂに開弁指示信号を出力することにより、保温タンク７１，８１内から冷却水を導出させると共に、保温タンク７１，８１内に空気を導入する。冷却水循環回路５０を流れる冷却水の温度が所定の暖機温度（例えば、約８０度）に達したか否かは、水温センサ９３のセンサ値に基づいて判定すればよい。
【００５１】
次いで、暖機促進制御部１２０は、保温タンク７１，８１に空気が導入されて、保温タンク７１，８１内が空気で満たされると、導出バルブ７３Ｂ，８３Ｂ及び空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂに閉弁指示信号を出力することにより、保温タンク７１，８１内に空気を貯留保持させる。このように、保温タンク７１，８１内を空気層にすると、酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１と外気との熱交換が効果的に抑制されるようになる。
【００５２】
次に、図５に示すフローチャートに基づいて、本実施形態の制御処理を説明する。
【００５３】
ステップＳ１００では、エンジン１０が停止したか否かを判定する。エンジン１０が停止したか否かは、イグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦ操作に基づいて判定すればよい。エンジン１０が停止した場合（Ｙｅｓ）、本制御はステップＳ１１０に進む。
【００５４】
ステップＳ１１０では、導入バルブ７２Ｂ，８２Ｂ及び空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂを開状態に制御し、且つ、導出バルブ７３Ｂ，８３Ｂを閉状態に制御する。すると、冷却水循環回路５０を流れていた高温の冷却水が主導入配管６１から導入配管７２Ａ，８２Ａを介して保温タンク７１，８１内に導入される。
【００５５】
ステップＳ１２０では、保温タンク７１，８１内に冷却水が充填されたか否かを判定する。保温タンク７１，８１内に冷却水が満たされたか否かは、空気給排配管７４Ａ，８４Ａに設けられた不図示の水位センサのセンサ値に基づいて判定すればよい。保温タンク７１，８１内に冷却水が満たされた場合（Ｙｅｓ）、本制御はステップＳ１３０に進む。
【００５６】
ステップＳ１３０では、保温タンク７１，８１内に冷却水を貯留保持すべく、導入バルブ７２Ｂ，８２Ｂ及び空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂを閉状態に制御する。
【００５７】
ステップＳ１４０では、エンジン１０が始動したか否かを判定する。エンジン１０が始動したか否かは、イグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦ操作に基づいて判定すればよい。エンジン１０が始動した場合（Ｙｅｓ）、本制御はステップＳ１５０に進む。
【００５８】
ステップＳ１５０では、導入バルブ７２Ｂ，８２Ｂ及び導出バルブ７３Ｂ，８３Ｂを開状態に制御する。すると、冷却水が主導入配管６１、導入配管７２Ａ，８２Ａ、保温タンク７１，８１、導出配管７３Ａ，８３Ａ、リターン配管６２を流れ、保温タンク７１，８１にて高温の排気ガスにより昇温された高温冷却水が冷却水循環回路５０に供給されるようになり、エンジン１０の早期暖機が図られるようになる。
【００５９】
ステップＳ１６０では、冷却水循環回路５０を流れる冷却水の温度が所定の暖機温度（例えば、約８０度）に達したか否かを判定する。所定の暖機温度に達したか否かは、水温センサ９３のセンサ値に基づいて判定すればよい。所定の暖機温度に達した場合（Ｙｅｓ）、本制御はステップＳ１７０に進む。
【００６０】
ステップＳ１７０では、保温タンク７１，８１内に外気を取り入れるべく、導入バルブ７２Ｂ，８２Ｂを閉状態に制御し、且つ空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂを開状態に制御する。
【００６１】
ステップＳ１８０では、保温タンク７１，８１内に空気（外気）が充填されたか否かを判定する。保温タンク７１，８１内が空気で満たされたならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１９０に進み、導出バルブ７３Ｂ，８３Ｂ及び空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂを閉状態に制御し、その後本制御は終了する。
【００６２】
以上詳述した本実施形態によれば、エンジン１０の停止後、酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１の周囲を覆う保温タンク７１，８１に高温冷却水を充填させることにより、エンジン１０の停止期間に亘って酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１が効果的に保温されるように構成されている。これにより、その後にエンジン１０を再始動させた際には、酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１の内部温度を触媒活性温度まで早期に上昇させることが可能となり、排気エミッション性能を確実に向上することができる。また、エンジン１０の始動後に、燃料噴射を伴う触媒昇温制御の実行回数を削減又は廃止することが可能となり、エンジン１０の燃費性能も効果的に向上することができる。
【００６３】
また、エンジン１０の始動後は、冷却水を保温タンク７１，８１に流通させて高温排気ガスと熱交換させることにより、エンジン１０の早期暖機が図られるように構成されている。これにより、エンジン１０の始動からエンジンフリクションが早期に低減されるようになり、燃費性能を確実に向上することができる。
【００６４】
［第二実施形態］
次に、図６，７に基づいて、第二実施形態に係る保温装置７０，８０の詳細について説明する。第一実施形態と同一の部品には同一の符号を付してあり、それらについての詳細な説明は省略する。
【００６５】
図６は、第二実施形態に係る第１及び第２保温装置７０，８０を示す模式的な要部構成図である。同図に示すように、第二実施形態の保温装置７０，８０は、酸化触媒２１の上流側に設けられ、酸化触媒２１に流入する排気ガスの温度（以下、ＤＯＣ入口温度）を取得する第１排気温度センサ９１（触媒温度取得手段）と、ＳＣＲ触媒４１の上流側に設けられ、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気ガスの温度（以下、ＳＣＲ入口温度）を取得する第２排気温度センサ９２（触媒温度取得手段）とをさらに備えている。これら各センサ９１，９２のセンサ値は、電気的に接続されたＥＣＵ２００に出力される。
【００６６】
ＥＣＵ２００は、第１触媒温度推定部２１０（触媒温度取得手段）と、第２触媒温度推定部２２０（触媒温度取得手段）と、停止時保温制御部２３０と、始動時保温制御部２４０とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるＥＣＵ２００に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
【００６７】
第１触媒温度推定部２１０は、第１排気温度センサ９１から入力されるＤＯＣ入口温度に基づいて、酸化触媒２１の内部温度（以下、ＤＯＣ内部温度）を推定する。ＤＯＣ内部温度は、ＤＯＣ入口温度に、予め実験等により取得した係数等を乗じることにより演算すればよい。また、ＤＯＣ内部温度は、ＤＯＣ出口温度を取得可能な温度センサ（不図示）を備えていれば、ＤＯＣ入口温度とＤＯＣ出口温度とに基づいて推定演算してもよい。
【００６８】
第２触媒温度推定部２２０は、第２排気温度センサ９２から入力されるＳＣＲ入口温度に基づいて、ＳＣＲ触媒４１の内部温度（以下、ＳＣＲ内部温度）を推定する。ＳＣＲ内部温度は、ＳＣＲ入口温度に、予め実験等により取得した係数等を乗じることにより演算すればよい。また、ＳＣＲ内部温度は、ＳＣＲ出口温度を取得可能な温度センサ（不図示）を備えていれば、ＳＣＲ入口温度とＳＣＲ出口温度とに基づいて推定演算してもよい。
【００６９】
停止時保温制御部２３０は、エンジン１０の停止後、各保温タンク７１，８１に冷却水を貯留保持させて酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１を保温する停止時保温制御を処理する。具体的には、停止時保温制御部２３０は、エンジン１０が不図示のイグニッションスイッチのＯＦＦ操作により停止されると、導入バルブ７２Ｂ，８２Ｂ及び空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂに開弁指示信号を出力すると共に、導出バルブ７３Ｂ，８３Ｂに閉弁指示信号を出力する。すると、冷却水循環回路５０を流れていた高温の冷却水が主導入配管６１から導入配管７２Ａ，８２Ａを介して保温タンク７１，８１内に導入される。
【００７０】
次いで、停止時保温制御部２３０は、保温タンク７１，８１に冷却水が導入されて、保温タンク７１，８１内が冷却水で満たされると、導入バルブ７２Ｂ，８２Ｂ及び空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂに閉弁指示信号を出力することにより、保温タンク７１，８１内に高温の冷却水を貯留保持させる。
【００７１】
このように、エンジン１０の停止後、酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１の周囲を覆う保温タンク７１，８１に高温冷却水を充填させると、エンジン１０の停止期間に亘って酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１が効果的に保温されるようになる。これにより、その後にエンジン１０を再始動させた際には、酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１の内部温度を触媒活性温度まで早期に上昇させることが可能となり、排気エミッション性能を向上するができる。また、従前の技術のような燃料噴射を伴う触媒昇温制御の実行を削減又は廃止することが可能となり、エンジン１０の燃費性能も効果的に向上することができる。
【００７２】
始動時保温制御部２４０は、エンジン１０の始動時に酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１の触媒温度の低下を抑止する始動時保温制御を実行する。
【００７３】
まず、始動時保温制御部２４０は、エンジン１０が不図示のイグニッションスイッチのＯＮ操作により始動されて、酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１に排気ガスが流通し始めると、各触媒温度推定部２１０，２２０から入力されるＤＯＣ内部温度及びＳＣＲ内部温度と、水温センサ９３から入力される冷却水温度とを比較する。
【００７４】
そして、始動時保温制御部２４０は、ＤＯＣ内部温度及びＳＣＲ内部温度が冷却水温度よりも高い状態にある場合には、酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１が低温冷却水によって冷却されることを防止すべく、導出バルブ７３Ｂ，８３Ｂ及び空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂを開弁状態に制御する。
【００７５】
すなわち、エンジン１０の始動時に冷却水が触媒温度よりも低い低水温状態にある場合には、保温タンク７１，８１内から冷却水を導出して、保温タンク７１，８１内に外気を充填することで、低温冷却水によって触媒温度が低下することを効果的に防止できるようになっている。
【００７６】
次に、図７に示すフローチャートに基づいて、本実施形態の制御処理を説明する。
【００７７】
ステップＳ２００では、エンジン１０が停止したか否かを判定する。エンジン１０が停止したか否かは、イグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦ操作に基づいて判定すればよい。エンジン１０が停止した場合（Ｙｅｓ）、本制御はステップＳ２１０に進む。
【００７８】
ステップＳ２１０では、導入バルブ７２Ｂ，８２Ｂ及び空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂを開状態に制御し、且つ、導出バルブ７３Ｂ，８３Ｂを閉状態に制御する。すると、冷却水循環回路５０を流れていた高温の冷却水が主導入配管６１から導入配管７２Ａ，８２Ａを介して保温タンク７１，８１内に導入される。
【００７９】
ステップＳ２２０では、保温タンク７１，８１内に冷却水が充填されたか否かを判定する。保温タンク７１，８１内に冷却水が満たされたか否かは、空気給排配管７４Ａ，８４Ａに設けられた不図示の水位センサのセンサ値に基づいて判定すればよい。保温タンク７１，８１内に冷却水が満たされた場合（Ｙｅｓ）、本制御はステップＳ２３０に進む。
【００８０】
ステップＳ２３０では、保温タンク７１，８１内に冷却水を貯留保持すべく、導入バルブ７２Ｂ，８２Ｂ及び空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂを閉状態に制御する。
【００８１】
ステップＳ２４０では、エンジン１０が始動したか否かを判定する。エンジン１０が始動したか否かは、イグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦ操作に基づいて判定すればよい。エンジン１０が始動した場合（Ｙｅｓ）、本制御はステップＳ２５０に進む。
【００８２】
ステップＳ２５０では、ＤＯＣ内部温度及びＳＣＲ内部温度が冷却水温度よりも高いか否かを判定する。ＤＯＣ内部温度及びＳＣＲ内部温度が冷却水温度よりも高い場合（Ｙｅｓ）、本制御はステップＳ２６０に進む。
【００８３】
ステップＳ２６０では、保温タンク７１，８１内に外気を取り入れるべく、導出バルブ７３Ｂ，８３Ｂ及び、空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂを開状態に制御する。次いで、ステップＳ２７０では、保温タンク７１，８１内に空気（外気）が充填されたか否かを判定する。保温タンク７１，８１内が空気で満たされたならば（Ｙｅｓ）、本制御はステップＳ２８０に進み、導出バルブ７３Ｂ，８３Ｂ及び、空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂを閉状態に制御し、その後、本制御は終了する。
【００８４】
一方、ステップＳ２５０の判定において、ＤＯＣ内部温度及びＳＣＲ内部温度が冷却水温以下であった場合（Ｎｏ）、本制御はステップＳ３００に進む。ステップＳ３００では、導入バルブ７２Ｂ，８２Ｂ及び、導出バルブ７３Ｂ，８３Ｂを開状態に制御して、冷却水を循環させる。ステップＳ３１０では、冷却水温度が所定の暖機温度（例えば、約８０度）に達しているか否かを判定する。冷却水温度が暖機温度に達していれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３２０に進み、導入バルブ７２Ｂ，８２Ｂを閉状態、且つ、空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂを開状態に制御する。
【００８５】
次いで、ステップＳ３３０では、保温タンク７１，８１内に空気（外気）が充填されたか否かを判定する。保温タンク７１，８１内が空気で満たされたならば（Ｙｅｓ）、本制御はステップＳ３４０に進み、導出バルブ７３Ｂ，８３Ｂ及び、空気給排バルブ７４Ｂ，８４Ｂを閉状態に制御し、その後、本制御は終了する。
【００８６】
以上詳述した本実施形態によれば、エンジン１０の停止後、酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１の周囲を覆う保温タンク７１，８１に高温冷却水を充填させることにより、エンジン１０の停止期間に亘って酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１が効果的に保温されるように構成されている。これにより、その後にエンジン１０を再始動させた際には、酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１の内部温度を触媒活性温度まで早期に上昇させることが可能となり、排気エミッション性能を確実に向上するができる。また、エンジン１０の始動後に、燃料噴射を伴う触媒昇温制御の実行回数を削減又は廃止することが可能となり、エンジン１０の燃費性能も効果的に向上することができる。
【００８７】
また、エンジン１０の始動時に、ＤＯＣ内部温度及びＳＣＲ内部温度が冷却水温度よりも高い状態にある場合には、保温タンク７１，８１内から低温冷却水を導出させつつ、保温タンク７１，８１内に空気を充填するように構成されている。これにより、エンジン１０の始動時に、酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１が低温冷却水によって冷却されることを効果的に防止することが可能となり、酸化触媒２１及びＳＣＲ触媒４１を触媒活性温度まで早期に昇温することができる。
【００８８】
［その他］
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変形して実施することが可能である。
【００８９】
例えば、上記実施形態において、各保温タンク７１，８１は、外筒体７１Ａ，８１Ａと内筒体７１Ｂ，８１Ｂとを有するものとして説明したが、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、各保温タンク７１，８１の内筒体を各ケーシング２３，４３で構成してもよい。
この場合も上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００９０】
また、上記実施形態において、各保温タンク７１，８１は、各触媒担体２１Ａ，４１Ａの外周全体を覆うものとして説明したが、これらの一部分を覆うように構成してもよい。
【００９１】
また、各保温タンク７１，８１には、熱交換流体として冷却水が供給されるものとして説明したが、エンジンオイルやミッションオイル等、他の熱交換流体を用いるように構成してもよい。
【００９２】
また、排気浄化装置の構成は、図示例の構成に限定されず、ＮＯｘ触媒としてＬＮＴを備えるものなど、他の構成の排気浄化装置にも広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１  車両
１０  エンジン
２０  前段後処理装置
２１  酸化触媒
２１Ａ  担体
４０  後段後処理装置
４１  ＳＣＲ触媒
４１Ａ  担体
５０  冷却水循環回路（流体循環回路）
５１  ウォータジャケット（加熱部）
６１  主導入配管（導入配管）
６２  リターン配管（導出配管）
７０  第１保温装置
７１  第１保温タンク
７２  第１冷却水導入部
７２Ａ  第１導入配管（導入配管）
７２Ｂ  第１導入バルブ（導入バルブ）
７３  第１冷却水導出部
７３Ａ  第１導出配管（導出配管）
７３Ｂ  第１導出バルブ（導出バルブ）
７４  第１空気給排部
７４Ａ  第１空気給排配管（空気給排配管）
７４Ｂ  第１空気給排バルブ（給排バルブ）
８０  第２保温装置
８１  第２保温タンク
８２  第２冷却水導入部
８２Ａ  第２導入配管（導入配管）
８２Ｂ  第２導入バルブ（導入バルブ）
８３  第２冷却水導出部
８３Ａ  第２導出配管（導出配管）
８３Ｂ  第２導出バルブ（導出バルブ）
８４  第２空気給排部
８４Ａ  第２空気給排配管（空気給排配管）
８４Ｂ  第２空気給排バルブ（給排バルブ）
９１  第１排気温度センサ（触媒温度取得手段）
９２  第２排気温度センサ（触媒温度取得手段）
９３  水温センサ
１００  ＥＣＵ
１１０  保温制御部（制御部）
１２０  暖機促進制御部（制御部）
２００  ＥＣＵ
２１０  第１触媒温度推定部（触媒温度取得手段）
２２０  第２触媒温度推定部（触媒温度取得手段）
２３０  停止時保温制御部（制御部）
２４０  始動時保温制御部（制御部）
【図１】
2020026733.tif 000003
【図２】
2020026733.tif 000004
【図３】
2020026733.tif 000005
【図４】
2020026733.tif 000006
【図５】
2020026733.tif 000007
【図６】
2020026733.tif 000008
【図７】
2020026733.tif 000009
【図８】
2020026733.tif 000010