(57)【要約】【課題】第２触媒担体を劣化し難くすることで、エンジンの始動直後に大気中に排出される有害物質の排出量を低減する効果を長期間に亘って維持することのできる排出ガス浄化装置を提供する。【解決手段】それぞれ排出ガスが流通可能な流通口を有する第１流路切り換え板２１および第２流路切り換え板２２によって、第２触媒担体１３に排出ガスを流通させると共に第２触媒担体１３の外周側の排出ガスの流通を規制する第１排出ガス流路と第２触媒担体１３への排出ガスの流通を規制する共に第２触媒担体１３の外周側に排出ガスを流通させる第２排出ガス流路とを切り換えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排出された排出ガスを触媒に接触させることによって排出ガス中の有害物質を低減する排出ガス浄化装置であって、
排出ガスが流通する排出ガス流路が設けられた浄化装置本体と、
排出ガス流路に設けられ、触媒を担持した第１触媒担体と、
排出ガス流路の内径寸法よりも小さい外径寸法を有し、第１触媒担体の排出ガスの流通方向上流側の排出ガス流路の内面から間隔をおいて設けられ、触媒を担持した第２触媒担体と、
第２触媒担体の排出ガスの流通方向上流側に設けられ、第２触媒担体に排出ガスを接触させると共に第２触媒担体の外周側の排出ガスの流通を規制する第１排出ガス流路と第２触媒担体への排出ガスの接触を規制すると共に第２触媒担体の外周側に排出ガスを流通させる第２排出ガス流路とを切り換える流路切り換え手段と、を備え、
流路切り換え手段は、それぞれ排出ガスが流通可能な流通口を有し、互いの位置関係によって第１排出ガス流路と第２排出ガス流路を切り替え可能な複数の板状部材を有している
ことを特徴とする排出ガス浄化装置。
【請求項２】
複数の板状部材は、互いに重ねられた状態で、互いに回転自在に連結され、
流路切り換え手段は、一の板状部材に対して他の板状部材を回転させることによって、第１排出ガス流路と第２排出ガス流路を切り換える
ことを特徴とする請求項１に記載の排出ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両のエンジンから排出される排出ガスを浄化する排出ガス浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、排出ガス浄化装置としては、エンジンから排出される排出ガスが流通する流路に、触媒を担持した触媒担体を設け、排出ガスを触媒に接触させることによって大気中に排出される有害物質の排出量を低減するようにしたものが知られている。
【０００３】
前記排出ガス浄化装置では、必要な排出ガスの浄化性能を発揮させるために、触媒を所定の温度（例えば、３００℃）以上の状態にする必要がある。
【０００４】
前記排出ガス浄化装置において、エンジンの始動時には、触媒が排出ガスによって所定の温度まで加熱されていない。このため、エンジンの始動後触媒が所定温度になるまでに排出される排出ガスは、有害物質を十分に低減することなく大気中に排出されてしまう。
【０００５】
そこで、エンジンの始動後触媒が所定温度になるまでに大気中に排出される有害物質の排出量を低減するための排出ガス浄化装置として、通常のエンジンの運転中に要求される排出ガスの浄化性能を有する第１触媒担体と、第１触媒担体の排気ガスの流通方向上流側に設けられ、例えば熱容量の小さい小型の第２触媒担体と、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。第１触媒担体および第２触媒担体を備えた排出ガス浄化装置では、エンジンの始動後、第１触媒担体の触媒が所定の温度まで加熱されるまでの間、第２触媒担体によって大気中に排出される有害物質の排出量を低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−８３１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、第１触媒担体および第２触媒担体を備えた排出ガス浄化装置では、第１触媒担体が所定の温度まで加熱された後は、第１触媒担体のみで十分な排出ガスの浄化性能を発揮するが、第２触媒担体にも高温の排出ガスが接触し続けることになる。
【０００８】
このため、第１触媒担体および第２触媒担体を備えた排出ガス浄化装置では、第２触媒担体に高温の排出ガスが接触し続けることによって第２触媒担体が劣化し易くなり、第２触媒担体が劣化すると、エンジンの始動直後の有害物質の低減効果が小さくなるおそれがある。
【０００９】
本発明の目的とするところは、第２触媒担体を劣化し難くすることで、エンジンの始動直後に大気中に排出される有害物質の排出量を低減する効果を長期間に亘って維持することのできる排出ガス浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記目的を達成するために、エンジンから排出された排出ガスを触媒に接触させることによって排出ガス中の有害物質を低減する排出ガス浄化装置であって、排出ガスが流通する排出ガス流路が設けられた浄化装置本体と、排出ガス流路に設けられ、触媒を担持した第１触媒担体と、排出ガス流路の内径寸法よりも小さい外径寸法を有し、第１触媒担体の排出ガスの流通方向上流側の排出ガス流路の内面から間隔をおいて設けられ、触媒を担持した第２触媒担体と、第２触媒担体の排出ガスの流通方向上流側に設けられ、第２触媒担体に排出ガスを接触させると共に第２触媒担体の外周側の排出ガスの流通を規制する第１排出ガス流路と第２触媒担体への排出ガスの接触を規制すると共に第２触媒担体の外周側に排出ガスを流通させる第２排出ガス流路とを切り換える流路切り換え手段と、を備え、流路切り換え手段は、それぞれ排出ガスが流通可能な流通口を有し、互いの位置関係によって第１排出ガス流路と第２排出ガス流路を切り替え可能な複数の板状部材を有している。
【００１１】
これにより、エンジンから排出された排出ガスを、第２触媒担体に接触させることなく、第１触媒担体に接触させることが可能となることから、高温の排出ガスの熱による第２触媒担体の劣化を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高温の排出ガスの熱による第２触媒担体の劣化を抑制することが可能となるので、エンジンの始動直後に大気中に排出される有害物質の排出量を低減する第２触媒担体を劣化し難くすることによって、エンジンの始動直後に大気中に排出される有害物質の排出量を低減する効果を長期間に亘って維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態を示す排気系の概略構成図である。
【図２】第１排出ガス流路を示す排出ガス浄化装置の概略構成図である。
【図３】第２排出ガス流路を示す排出ガス浄化装置の概略構成図である。
【図４】第１流路切り換え板を示す図である。
【図５】第２流路切り換え板を示す図である。
【図６】第１排出ガス流路を設定した場合の第１流路切り換え板と第２流路切り換え板との位置関係を示す図である。
【図７】第２排出ガス流路を設定した場合の第１流路切り換え板と第２流路切り換え板との位置関係を示す図である。
【図８】制御系を示すブロック図である。
【図９】排出ガス流路切り換え制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１乃至図９は、本発明の一実施形態を示すものである。
【００１５】
本発明の排出ガス浄化装置は、図１に示すように、車両の排気系１に設けられている。排気系１は、エンジン２の燃焼室から排出される排出ガスを、有害物質を排出ガス浄化装置１０において低減し、消音器３において発生する音を低減して大気中に排出している。ここで、排出ガス浄化装置１０によって排出量を低下させる対象の有害物質は、例えば、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）である。
【００１６】
排出ガス浄化装置１０は、図２に示すように、排出ガスを流通させるためのハウジング１１と、ハウジング１１内に設けられた第１触媒担体１２と、ハウジング１１内の第１触媒担体１２の排出ガスの流通方向上流側に設けられた第２触媒担体１３と、ハウジング１１内の第２触媒担体の排出ガスの流通方向上流側に設けられ、ハウジング１１内の排出ガスの流路を切り換えるための流路切り換え手段としての流路切り換え機構２０と、を備えている。
【００１７】
ハウジング１１は、略円筒状に形成された部材からなり、内側をエンジン２から排出された排出ガスが流通する。
【００１８】
第１触媒担体１２は、ステンレス等の金属またはセラミックからなるハニカム構造の部材からなり、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等からなる触媒を担持している。第１触媒担体１２は、ハウジング１１の内径と略同一の寸法の外径寸法を有する円柱状に形成され、ハウジング１１内の排出ガスの流通方向下流側に固定されている。
【００１９】
第２触媒担体１３は、ステンレス等の金属またはセラミックからなるハニカム構造の部材からなり、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）等からなる触媒を担持している。第２触媒担体１３は、熱容量が第１触媒担体の熱容量よりも低い小型の触媒担体であり、第１触媒担体が排出ガスを浄化するために要求される排出ガスの温度よりも低い排出ガスの温度で、要求される排出ガスの浄化性能を発揮する。第２触媒担体１３は、ハウジング１１の内径寸法よりも小さい外径寸法を有する円柱状に形成され、ハウジング１１の内周面から間隔をおいてハウジング１１内の径方向略中央部に配置されている。
【００２０】
流路切り換え機構２０は、ハウジング１１内に固定された第１流路切り換え板２１と、第１流路切り換え板２１に対して所定範囲内で回転自在に支持された第２流路切り換え板２２と、第１流路切り換え板２１に対して第２流路切り換え板２２を回転させるための回転機構２３と、回転機構２３を駆動させるためのアクチュエータ２４と、を有している。
【００２１】
第１流路切り換え板２１は、排出ガスの流路を横切る方向に延びる円板状の部材からなる。第１流路切り換え板２１の径方向内側には、図４に示すように、互いに周方向に間隔をおいて複数の内周側流通口２１ａが設けられている。また、第１流路切り換え板２１の径方向外側には、図４に示すように、互いに周方向に間隔をおいて複数の外周側流通口２１ｂが設けられている。第１流路切り換え板２１には、内周側流通口２１ａおよび外周側流通口２１ｂが、図４に示すように、周方向に互い違いに配置されている。内周側流通口２１ａは、排出ガスの流通方向下流側に位置する第２触媒担体１３の外径寸法と略同一の範囲内に形成されている。
【００２２】
第２流路切り換え板２２は、排出ガスの流路を横切る方向に延びるとともに、第１流路切り換え板２１の排出ガスの流通方向上流側に重ねられた円板状の部材からなる。第２流路切り換え板２２の径方向内側には、図５に示すように、互いに周方向に間隔をおいて複数の内周側流通口２２ａが設けられている。また、第２流路切り換え板２２の径方向外側には、図５に示すように、互いに周方向に間隔をおいて複数の外周側流通口２２ｂが設けられている。第２流路切り換え板２２には、内周側流通口２２ａおよび外周側流通口２２ｂが、図５に示すように、径方向に隣り合うとともに、それぞれ周方向に間隔をおいて配置されている。内周側流通口２２ａは、第１流通路切り換え板２１と同様に、第２触媒担体１３の外径寸法と略同一の範囲内に形成されている。第２流路切り換え板２２は、径方向中央部が第１流路切り換え板２１の径方向中央部に支軸２２ｃを介して回転自在に支持されている。
【００２３】
図６に示すように、第１流路切り換え板２１の内周側流通口２１ａに対して第２流路切り換え板２２の内周側流通口２２ａの位置を合わせると、第２流路切り換え板２２の各外周側流通口２２ｂが、第１流路切り換え板２１の各外周側流通口２１ｂの間に位置する。このとき、ハウジング１１内には、流路切り換え機構２０の上流側と下流側が、排出ガスの流通方向下流側に第２触媒担体１３が位置する内周側流通口２１ａ，２２ａのみで連通する第１排出ガス流路が形成される。
【００２４】
また、図７に示すように、第１流路切り換え板２１の外周側流通口２１ｂに対して第２流路切り換え板２２の外周側流通口２２ｂの位置を合わせると、第２流路切り換え板２２の各内周側流通口２２ａが、第１流路切り換え板２１の各内周側流通口２１ａの間に位置する。このとき、ハウジング１１内には、流路切り換え機構２０の上流側と下流側が、排出ガスの流通方向下流側に第２触媒担体１３が位置しない外周側流通口２１ｂ，２２ｂのみで連通する第２排出ガス流路が形成される。
【００２５】
回転機構２３は、例えば、ピニオンギヤ等の回転運動を伝達する機構によって第１流路切り換え板２１に対して第２流路切り換え板２２を回転させる。
【００２６】
アクチュエータ２４は、例えば、電動モータ等からなり、回転機構２３を駆動させる回転力を発生させるものである。
【００２７】
また、排出ガス浄化装置１０は、アクチュエータ２４の駆動を制御するためのコントローラ３０を有している。
【００２８】
コントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有している。コントローラ３０は、入力側に接続された装置からの入力信号を受信すると、ＣＰＵが、入力信号に基づいてＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出すとともに、入力信号によって検出された状態をＲＡＭに記憶したり、出力側に接続された装置に出力信号を送信したりする。なお、コントローラ３０としては、エンジン２の駆動を制御するためのＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）を用いてもよい。
【００２９】
コントローラ３０の入力側には、図８に示すように、エンジン２と、エンジン２から排出される排出ガスの温度を検出するための排出ガス温度センサ３１が接続されている。また、コントローラ３０の出力側には、図８に示すように、アクチュエータ２４が接続されている。コントローラ３０は、エンジン２の駆動状態に関する信号および排出ガス温度センサ３１の検出温度に関する信号を入力し、アクチュエータ２４に対してアクチュエータ２４の動作に関する信号を出力する。
【００３０】
以上のように構成された排出ガス浄化装置において、エンジン２の始動時等、エンジン２から排出される排出ガスの温度が低い場合には、排出ガスの流路を第１排出ガス流路に設定する。
【００３１】
これにより、ハウジング１１内に流入した排出ガスは、図２に示すように、第２触媒担体１３の外周側を流れることなく、第２触媒担体１３に接触した後、第１触媒担体１２に接触する。このとき、温度の低い排出ガスは、主に第２触媒担体１３によって有害物質が低減される。
【００３２】
また、エンジン２が始動してから時間が経過し、エンジン２から排出される排出ガスの温度が高くなると、排出ガスの流路を第２排出ガス流路に設定する。
【００３３】
これにより、ハウジング１１内に流入した排出ガスは、図３に示すように、第２触媒担体１３に接触することなく、第２触媒担体１３の外周側を通過した後、第１触媒担体１２に接触する。このとき、温度の高い排出ガスは、第２触媒担体１３に接触することなく、第１触媒担体１２によって有害物質が低減される。
【００３４】
コントローラ３０は、図９に示すように、排出ガス温度センサ３１の検出温度に基づいてアクチュエータ２４を駆動して排出ガスの流路を切り換える排出ガス流路切り換え制御処理を行う。
【００３５】
（ステップＳ１）
ステップＳ１においてＣＰＵは、エンジン２が駆動しているか否かを判定する。エンジン２が駆動していると判定した場合にはステップＳ２に処理を移し、エンジン２が駆動していないと判定した場合には排出ガス流路切り換え制御処理を終了する。
【００３６】
（ステップＳ２）
ステップＳ１においてエンジン２が駆動していると判定した場合に、ステップＳ２においてＣＰＵは、排出ガス温度センサ３１の検出温度Ｔが所定の温度Ｔ１以上か否かを判定する。排出ガス温度センサ３１の検出温度Ｔが所定の温度Ｔ１以上であると判定した場合にはステップＳ３に処理を移し、排出ガス温度センサ３１の検出温度Ｔが所定の温度Ｔ１より低いと判定した場合にはステップＳ４に処理を移す。
【００３７】
（ステップＳ３）
ステップＳ２において排出ガス温度センサ３１の検出温度Ｔが所定の温度Ｔ１以上である判定した場合に、ステップＳ３においてＣＰＵは、排出ガスの流路を第２排出ガス流路とし、排出ガス流路切り換え制御処理を終了する。
【００３８】
（ステップＳ４）
ステップＳ２において排出ガス温度センサ３１の検出温度Ｔが所定の温度Ｔ１より低い場合に、ステップＳ４においてＣＰＵは、排出ガスの流路を第１排出ガス流路とし、排出ガス流路切り換え制御処理を終了する。
【００３９】
このように、本実施形態の排出ガス浄化装置によれば、それぞれ排出ガスが流通可能な流通口２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂを有する第１流路切り換え板２１および第２流路切り換え板２２によって、第２触媒担体１３に排出ガスを接触させると共に第２触媒担体１３の外周側の排出ガスの流通を規制する第１排出ガス流路と第２触媒担体１３への排出ガスの接触を規制する共に第２触媒担体１３の外周側に排出ガスを流通させる第２排出ガス流路とを切り換えている。
これにより、高温の排出ガスの熱による第２触媒担体１３の劣化を抑制することが可能となるので、第２触媒担体１３を劣化し難くすることによってエンジン２の始動直後に大気中に排出される有害物質の排出量を低減する効果を長期間に亘って維持することが可能となる。
【００４０】
また、第２流路切り換え板２２は、第１流路切り換え板２１に対して回転自在に支持され、第１流路切り換え板２１に対して第２流路切り換え板２２を回転させることによって第１排出ガス流路と第２排出ガス流路とを切り換えるようにしている。
これにより、簡単な構造によって第１排出ガス流路と第２排出ガス流路を切り換えることができるので、故障の発生を抑制すると共に、製造コストを低減することが可能となる。
【００４１】
なお、前記実施形態では、第１流路切り換え板２１および第２流路切り換え板２２によって第１排出ガス流路と第２排出ガス流路をと切り換えるようにしたものを示したが、これに限られるものではない。第１排出ガス流路と第２排出ガス流路とを切り替え可能であれば、３以上の流路切り換え板によって流路切り換え機構を構成することも可能である。この場合、各排出ガス流路において大きな開口面積を確保することが可能となる。
【符号の説明】
【００４２】
２…エンジン、１０…排出ガス浄化装置、１１…ハウジング、１２…第１触媒担体、１３…第２触媒担体、２０…流路切り換え機構、２１…第１流路切り換え板、２１ａ…内周側流通口、２１ｂ…外周側流通口、２２…第２流路切り換え板、２２ａ…内周側流通口、２２ｂ…外周側流通口、２２ｃ…支軸、２３…回転機構、２４…アクチュエータ、３０…コントローラ、３１…排出ガス温度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014194207.tif 000009
【図８】
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【図９】
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