(57)【要約】【課題】ガス加温部材から放出される熱を有効に利用できる技術を提供する。【解決手段】加温装置は、排気流路を流れる排気ガスを流通させるためのガス流路部材と、ガス流路部材内に配置された、ガス流路部材の上流側から下流側へと排気ガスを流通させるための第１ガス流路を有するガス加温部材と、ガス加温部材の外周部を取り囲むようにガス加温部材とガス流路部材との間に配置された、ガス加温部材からの熱を回収するための熱回収部材と、を備える。熱回収部材は、上流側から下流側へと前記排気ガスを流通させるための第２ガス流路を有する。【選択図】図２
2018031262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気流路の途中に設けられ、前記排気流路を流通する排気ガスを加温するための加温装置であって、
前記排気流路を流れる前記排気ガスを流通させるためのガス流路部材と、
前記ガス流路部材内に配置された、前記ガス流路部材の上流側から下流側へと前記排気ガスを流通させるための第１ガス流路を有するガス加温部材と、
前記ガス加温部材の外周部を取り囲むように前記ガス加温部材と前記ガス流路部材との間に配置された、前記ガス加温部材からの熱を回収するための熱回収部材と、を備え、
前記熱回収部材は、前記上流側から前記下流側へと前記排気ガスを流通させるための第２ガス流路を有する、加温装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加温装置であって、
前記熱回収部材は、前記ガス加温部材の前記外周部と前記ガス流路部材との隙間を埋めるように配置されている、加温装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の加温装置であって、
前記第２ガス流路の圧力損失は、前記第１ガス流路の圧力損失以上である、加温装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の加温装置であって、
前記排気ガスの流れ方向において、前記熱回収部材は前記ガス加温部材よりも長い、加温装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の加温装置であって、
前記熱回収部材の熱伝導率は、前記ガス流路部材の熱伝導率以下である、加温装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の加温装置であって、
前記第２ガス流路は、ハニカム形状である、加温装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の加温装置であって、
前記熱回収部材は、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃ、又は、Ｓｉの酸化物、Ｍｇの酸化物、Ａｌの酸化物の少なくとも１種以上を含有する、加温装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の加温装置であって、さらに、
前記排気流路を流れる前記排気ガスを流通させるためのバイパス流路部材であって、前記ガス流路部材の流路とは異なる流路を形成するバイパス流路部材と、
前記ガス流路部材および前記バイパス流路部材の上流側に位置し、前記ガス流路部材の前記流路と前記バイパス流路部材の前記流路とを分岐させる分岐部と、
前記ガス流路部材および前記バイパス流路部材の下流側に位置し、前記ガス流路部材の前記流路と前記バイパス流路部材の前記流路とが合流する合流部と、
前記排気ガスの流通経路を、前記ガス流路部材の前記流路と前記バイパス流路部材の前記流路とのいずれかに切り替え可能な流路切替部と、を備える加温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスを加温するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関の排気流路の途中には種々の排気ガス浄化装置が配置されている（例えば、特許文献１）。これら排気ガス浄化装置としては、ＮＯｘを還元浄化させるための選択還元触媒（ＳＣＲ）装置や粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）などが挙げられる。これらの排気ガス浄化装置の多くは、活性化温度が高温（例えば、１８０度以上）である。よって、従来の技術において、ガス加温部材（例えば、蓄熱器やヒーター）が排気流路の途中に設けられている。ガス加温部材は、排気ガスを活性化温度まで加温する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９０４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術では、例えば特許文献１に開示されているように、ガス加温部材を配置した排ガス管路（加温用管路）の周囲を、ガス加温部材を配置していない排ガス管路（バイパス管路）で覆うことでガス加温部材の周囲を二重構造にしている。これにより、ガス加温部材からの熱やバイパス管路中の排気ガスからの熱を回収している。しかしながら、従来の技術において、外部への放熱量が多いガス加温部材の周辺（例えば、加温用管路内）には、熱回収のための部材が設置されていない。よって、ガス加温部材からの熱を有効に回収できないといった問題が生じ得る。また、従来の技術では、加温用管路の周囲に配置されたバイパス管路にガス加温部材よりも低温の排気ガスが流れることでガス加温部材の熱引きが大きくなる。これにより、ガス加温部材を目標温度に加温するために必要な電力が大きくなり、燃費が悪化するという問題が生じ得る。よって、従来から、ガス加温部材から放出される熱を有効に利用できる技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、内燃機関の排気流路の途中に設けられ、前記排気流路を流通する排気ガスを加温するための加温装置が提供される。この加温装置は、前記排気流路を流れる前記排気ガスを流通させるためのガス流路部材と、前記ガス流路部材内に配置された、前記ガス流路部材の上流側から下流側へと前記排気ガスを流通させるための第１ガス流路を有するガス加温部材と、前記ガス加温部材の外周部を取り囲むように前記ガス加温部材と前記ガス流路部材との間に配置された、前記ガス加温部材からの熱を回収するための熱回収部材と、を備え、前記熱回収部材は、前記上流側から前記下流側へと前記排気ガスを流通させるための第２ガス流路を有する。この形態によれば、ガス加温部材から放出された熱を熱回収部材によって回収することで、熱回収部材に熱を蓄えることができる。これにより、ガス流路部材内を流通する排気ガスを、ガス加温部材の熱に加えて熱回収部材に蓄えられた熱によっても加温できる。よって、ガス加温部材から放出される熱を有効に利用して排気ガスを加温できる。
【０００７】
（２）上記形態であって、前記熱回収部材は、前記ガス加温部材の前記外周部と前記ガス流路部材との隙間を埋めるように配置されていてもよい。この形態によれば、ガス加温部材の外周部からの熱伝導によっても熱回収部材は熱を蓄えることができる。これにより、ガス加温部材から放出される熱をさらに有効に利用できる。また、ガス流路部材内を排気ガスが通過する際に、第１ガス流路または第２ガス流路を排気ガスが通過するので、排気ガスの加温を効率良くできる。
【０００８】
（３）上記形態であって、前記第２ガス流路の圧力損失は、前記第１ガス流路の圧力損失以上であってもよい。この形態によれば、ガス流路部材の流路に排気ガスを流通させた場合に、第１ガス流路を流通する排気ガスの量が少なくなる可能性を低減できる。これにより、排気ガスをガス加温部材の熱によって効率良く加温できる。
【０００９】
（４）上記形態であって、前記排気ガスの流れ方向において、前記熱回収部材は前記ガス加温部材よりも長くてもよい。この形態によれば、ガス加温部材から放出される熱のより多くを熱回収部材によって回収できる。
【００１０】
（５）上記形態であって、前記熱回収部材の熱伝導率は、前記ガス流路部材の熱伝導率以下であってもよい。この形態によれば、ガス加温部材から放出され熱回収部材に蓄えられた熱が、熱伝導によってガス流路部材に移動することを抑制できる。よって、ガス加温部材から放出される熱を排気ガスの加温のためにさらに有効に利用できる。
【００１１】
（６）上記形態であって、前記第２ガス流路は、ハニカム形状であってもよい。この形態によれば、第２ガス流路を形成する熱回収部材の強度を向上でき、また、排気ガスを第２ガス流路全体に均一に流すことができる。
【００１２】
（７）上記形態であって、前記熱回収部材は、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃ、又は、Ｓｉの酸化物、Ｍｇの酸化物、Ａｌの酸化物の少なくとも１種以上を含有してもよい。この形態によれば、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃ、又は、Ｓｉの酸化物、Ｍｇの酸化物、Ａｌの酸化物の少なくとも１種以上を含有する材料によって熱回収部材を作成できる。
【００１３】
（８）上記形態であって、さらに、前記排気流路を流れる前記排気ガスを流通させるためのバイパス流路部材であって、前記ガス流路部材の流路とは異なる流路を形成するバイパス流路部材と、前記ガス流路部材および前記バイパス流路部材の上流側に位置し、前記ガス流路部材の前記流路と前記バイパス流路部材の前記流路とを分岐させる分岐部と、前記ガス流路部材および前記バイパス流路部材の下流側に位置し、前記ガス流路部材の前記流路と前記バイパス流路部材の前記流路とが合流する合流部と、前記排気ガスの流通経路を、前記ガス流路部材の前記流路と前記バイパス流路部材の前記流路とのいずれかに切り替え可能な流路切替部と、を備えてもよい。この形態によれば、流路切替部によって、排気ガスの流通経路をガス流路部材の流路とバイパス流路部材の流路とのいずれかに切り替えることができる。
【００１４】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、加温装置のほかに、加温方法、加温装置の制御方法、加温装置の制御プログラム等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態としての加温装置を備える車両を概略的に示す説明図である。
【図２】加温装置の概略構成を説明するための図である。
【図３】図２のＦ２−Ｆ２断面図である。
【図４】第２実施形態の加温装置について説明するための図である。
【図５】熱回収部材の配置についての変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態としての加温装置２０を備える車両５００を概略的に示す説明図である。加温装置２０は、加温制御装置６０の構成要素である。加温制御装置６０は、加温装置２０の他に、加温装置２０および後述する液体供給部１８の動作を制御するための制御部４０を備える。
【００１７】
車両５００は、内燃機関としてのディーゼルエンジン（以下、「エンジン」と呼ぶ。）５１０と、４つの車輪５２０と、排気ガス浄化システム１０と、を備えている。加温制御装置６０は、排気ガス浄化システム１０に備えられている。エンジン５１０は、軽油を燃料とし、燃料の爆発燃焼によって駆動力を出力する。爆発燃焼に伴いＮＯｘ（窒素酸化物）およびＰＭ（粒子状物質）を含む排気ガスは、排気系統に備えられた排気ガス浄化システム１０を介して大気に排出される。なお、第１実施形態において用いられる図１に示す車両構成は、他の実施形態においても同様に用いられ得る。
【００１８】
排気ガス浄化システム１０は、排気流路（排気管）１１の途中に設けられ、排気流路１１の一部を構成する種々の排気ガス浄化装置を有する。排気流路１１は、エンジン５１０側（排気ガス流れの上流側）において、マニフォールド１１ａを介してエンジン５１０と接続されている。また、排気流路１１は、排気ガス流れの最下流側に配置されたマフラエンドパイプ１１ｂを有する。本明細書において、「上流側」および「下流側」は、排気流路１１を流れる排気ガスの流れ方向を基準とする。
【００１９】
排気ガス浄化システム１０は、上流側から順に、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）１２と、ディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）１３と、加温装置２０と、選択還元触媒（ＳＣＲ）装置１４と、アンモニアスリップ・ディーゼル酸化触媒（ＮＨ３ＤＯＣ）１５と、を備える。これらの種々の排気ガス浄化装置である各要素１２，１３，２０，１４，１５は、排気流路１１の途中に設けられている。排気流路１１のうち、ＤＯＣ１２の上流側には燃料噴射装置１７が配置されている。ＤＰＦ１３には、ＤＰＦ１３内の下流側の温度を検出するための温度センサ１９２が配置されている。
【００２０】
ＤＯＣ１２は、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属を触媒として担持する。ＤＯＣ１２は、排気ガス中に含まれる未燃焼ガス成分である一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ）を酸化して、二酸化炭素（ＣＯ２）および水（Ｈ２Ｏ）へと変換すると共に、排気ガス中に含まれる一酸化窒素（ＮＯ）を酸化して、二酸化窒素（ＮＯ２）に変換する。
【００２１】
ＤＰＦ１３は、排気ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を多孔質セラミックスまたは金属の微細な間隙で捕集するフィルタである。フィルタの表面には白金等の金属触媒が塗布されている。ＤＰＦ１３は、ＤＯＣ１２により生成されるＮＯｘの存在下において、粒子状物質が２５０〜３００度の雰囲気中で触媒と化学反応を起こし、二酸化炭素（ＣＯ２）および水（Ｈ２Ｏ）に変換されることによって自然再生される。ＤＰＦ１３は、ＤＯＣ１２に対して燃料噴射装置１７を介して直接または排気行程を経てエンジン５１０から間接的に燃料を供給し、燃料由来の炭化水素を触媒燃焼させて排気温度を４５０度以上として捕集された粒子状物質を酸化させる強制再生によっても再生され得る。
【００２２】
なお、ＤＰＦ１３としては、粒子状物質を物理的に捕集して炭化水素の触媒燃焼により粒子状物質を酸化させるタイプの他、プラズマ生成装置において低温プラズマを発生させてＯ３を中心とする活性種を生成し、生成された活性種をＤＰＦ１３に供給し、ＨＣ、Ｃといった粒子状物質成分を、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２に変換（酸化）するプラズマＤＰＦが用いられてもよい。プラズマＤＰＦにおいては、燃料を用いることなく粒子状物質を酸化することができる一方で、物理的形状にて粒子状物質を捕集しないため、予め処理すべき粒子状物質量に応じた活性種量を生成できるようプラズマ生成装置を設計することが求められている。
【００２３】
ＳＣＲ装置１４は、ゼオライト系触媒またはバナジウム系触媒を担持し、ＮＯｘを選択的に還元するＮＯｘ還元触媒を備える装置である。ＳＣＲ装置１４は、一般的に、ＳＣＲ装置１４の上流側（前段）から供給される尿素水の加水分解反応を経て生成されたアンモニア（ＮＨ３）ガスと、ＮＯｘ還元触媒とによって、排気ガス中のＮＯｘ成分を窒素（Ｎ２）および水（Ｈ２Ｏ）に変換する。したがって、尿素水の供給を受けるＳＣＲ装置１４は、尿素水からアンモニアガスを得るための温度（活性化温度）、例えば、１８０度以上の温度でなければ所望のＮＯｘ還元機能を良好に得ることができない。
【００２４】
排気流路１１のうち加温装置２０とＳＣＲ装置１４との間の供給流路１９には、液体供給部１８が配置されている。具体的には、液体供給部１８は、ＳＣＲ装置１４と、加温装置２０の後述する合流部との間に配置されている。液体供給部１８は、制御部４０からの指示に従って、図示しない尿素水タンクに貯留されている尿素水を供給流路１９内に供給する。尿素水は、尿素と純水とを成分として含む。液体供給部１８は、先端の噴射孔（供給孔）が供給流路１９内に位置するように配置されている。液体供給部１８は、電磁式またはピエゾ式のアクチュエータによって、噴射孔を開閉することで高圧での尿素水の噴射または噴射停止を実現する。
【００２５】
加温装置２０は、排気ガスの流れ方向において、ＤＰＦ１３とＳＣＲ装置１４との間に配置されている。加温装置２０は、ＳＣＲ装置１４が有するＮＯｘ還元機能を良好に発揮させるために、排気ガスを加温する機能を有する。具体的には、液体供給部１８から供給（噴射）された尿素水からアンモニアガスを得るための温度以上に排気ガスを加温する機能を有する。生成されたアンモニアガスは、ＳＣＲ装置１４に供給され、ＮＯｘを還元するための還元剤として用いられる。加温制御装置６０が備える加温装置２０および制御部４０の詳細については後述する。
【００２６】
ＮＨ３ＤＯＣ１５は、ＤＯＣ１２と同様の触媒を担持し、ＳＣＲ装置１４において反応に供しなかったアンモニアを酸化分解して、窒素またはＮＯｘを生成する。
【００２７】
図２は、加温装置２０の概略構成を説明するための図である。図３は、図２のＦ２−Ｆ２断面図である。図２に示す矢印ＹＧの向きは排気ガスの流れ方向を示している。なお、他の図においても必要に応じて排気ガスの流れ方向を矢印ＹＧの向きで示している。
【００２８】
加温装置２０（図２）は、ガス流路部材２４と、ガス加温部材３０と、熱回収部材２８と、バイパス流路部材２５と、分岐部２０Ａと、合流部２０Ｂと、流路切替部８０とを備える。
【００２９】
ガス流路部材２４は、金属（例えば、ＳＵＳ３０４）によって形成された管状の部材である。本実施形態では、ガス流路部材２４は、図３に示すように、自身が延びる方向と直交する断面形状が矩形の枠状である。ガス流路部材２４は、排気流路１１を流れる排気ガスを流通させる流路２１を形成する。なお、ガス流路部材２４の断面形状はこれに限定されるものではなく、排気ガスを流通させる流路２１を形成できれば、他の形状であってもよい。例えば、ガス流路部材２４の断面形状は、円形や楕円の枠状であってもよい。つまり、ガス流路部材２４は、円筒状などであってもよい。
【００３０】
ガス加温部材３０は、流路２１を流れる排気ガスを加温するために用いられる。ガス加温部材３０は、ガス流路部材２４内である流路２１の途中に配置されている。ガス加温部材３０は、制御部４０からの指示に従って放熱により周囲を加熱するヒーターである。ガス加温部材３０は、通電により自身が発熱する抵抗発熱体（発熱部材）である。ガス加温部材３０は、ニクロム線、銅線、タングステン線といった線状の、またはステンレス材、銅材、アルミニウム材といった板状の裸の金属材であってもよい。また、ガス加温部材３０は、３次元に形成されたヒーターであってもよい。３次元に形成されたヒーターとしては、例えば、バリ（突起）を周縁に有する複数の貫通孔が形成された金属箔（金属板）を複数回巻くことで円板形状に形成することで作成できる。本実施形態では、ガス加温部材３０は、板状の金属材（例えば、銅）を渦巻き状にした形状である。ガス加温部材３０の形状はこれに限定されるものではなく、断面が枠状や円形形状であってもよい。図３に示すように、ガス加温部材３０は、ガス流路部材２４の流路２１の上流側から下流側へと排気ガスを流通させるための第１ガス流路３２を有する。第１ガス流路３２は、渦巻き状に形成された板状の金属材のうちの隣り合う金属材の隙間によって形成されている。ガス加温部材３０は、さらに、ガス流路部材２４と対向する外周部３４を有する。
【００３１】
熱回収部材２８は、ガス加温部材３０から発せられた熱を回収するための部材である。つまり、熱回収部材２８は、蓄熱体として機能する。熱回収部材２８は、金属材料（例えば、ステンレス鋼）、セラミック、セラミックと金属とを含む混合材料などから選択される１種以上の材料によって形成されている。また、熱回収部材２８は、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃ、又は、Ｓｉの酸化物、Ｍｇの酸化物、Ａｌの酸化物の少なくとも１種以上を含有する部材であってもよい。また、熱回収部材２８は、熱伝導率をある程度高くして熱回収の効率を向上させるために、ＳｉＯ２、ＭｇＯ２、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも一種以上を含有する部材であってもよい。また、熱回収部材２８の熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）は、ガス流路部材２４の熱伝導率以下であることが好ましい。こうすることで、ガス加温部材３０から放出され熱回収部材２８に蓄えられた熱が、熱伝導によってガス流路部材２４に移動することを抑制できる。よって、ガス加温部材３０から放出される熱を排気ガスの加温のために有効に利用できる。なお、熱伝導率は、公知の熱伝導率測定器を用いて測定すればよい。
【００３２】
熱回収部材２８は、上流側から下流側へと排気ガスを流通させるための第２ガス流路２９を有する。本実施形態では、熱回収部材２８は、網目状構造を有し、この構造によって第２ガス流路２９が形成されている。熱回収部材２８は、排気ガスの流れ方向に沿って所定の長さＬａ（図２）を有する。熱回収部材２８は、ガス加温部材３０の外周部３４を取り囲むようにガス加温部材３０とガス流路部材２４との間に配置されている。本実施形態では、熱回収部材２８は、ガス加温部材３０の外周部３４とガス流路部材２４との隙間を埋めるように配置されている。つまり、熱回収部材２８は、ガス加温部材３０の外周部３４とガス流路部材２４の内面とに接している。
【００３３】
熱回収部材２８は、流路２１を流れる排気ガスの流れ方向において、ガス加温部材３０よりも長いことが好ましい。本実施形態では、熱回収部材２８の長さＬａは、ガス加温部材３０の長さＬｂよりも長い。これにより、ガス加温部材３０から放出された熱のより多くを熱回収部材２８によって回収できる。なお、流路２１を流れる排気ガスの流れ方向とは、ガス流路部材２４の上流端から下流端へと向かう方向であり、図２では左側から右側に向かう方向である。
【００３４】
また、第２ガス流路２９の圧力損失は、第１ガス流路の圧力損失以上であることが好ましい。こうすることで、ガス流路部材２４の流路に排気ガスを流通させた場合に、第１ガス流路３２を流通する排気ガスの量が少なくなる可能性を低減できる。これにより、排気ガスをガス加温部材３０の熱によって効率良く加温できる。ここで、第２ガス流路２９の圧力損失を第１ガス流路３２の圧力損失以上とするためには、例えば、以下の方法が挙げられる。例えば、第２ガス流路２９の流路断面積を第１ガス流路３２の流路断面積以下とする。また例えば、第２ガス流路２９の流路の一部を屈曲または蛇行させる。また例えば、第２ガス流路２９の流路長を第１ガス流路３２の流路長以上とする。
【００３５】
バイパス流路部材２５（図２）は、排気流路１１を流れる排気ガスを流通させる。バイパス流路部材２５は、ガス流路部材２４の流路２１とは異なる流路（バイパス流路）２２を形成する。バイパス流路部材２５には、ガス流路部材２４とは異なりガス加温部材３０および熱回収部材２８が配置されていない。バイパス流路部材２５は、自身が延びる方向と直交する断面形状が矩形の枠状である。なお、バイパス流路部材２５の断面形状はこれに限定されるものではなく、排気ガスを流通させる流路２２を形成できれば、他の形状であってもよい。例えば、バイパス流路部材２５の断面形状は、円形や楕円の枠状であってもよい。
【００３６】
分岐部２０Ａは、ガス流路部材２４およびバイパス流路部材２５の上流側に位置する。分岐部２０Ａは、ガス流路部材２４の流路２１と、バイパス流路部材２５のバイパス流路２２とを分岐させる。分岐部２０Ａは、ガス流路部材２４とバイパス流路部材２５のそれぞれの上流端に接続され、排気流路１１を流れる排気ガスを流路２１またはバイパス流路２２に導入する。
【００３７】
流路切替部８０は、制御部４０からの指示に従って、排気ガスの流通経路をガス流路部材２４の流路２１と、バイパス流路部材２５のバイパス流路２２とのいずれかに切り替える切替弁である。流路切替部８０は、ガス流路部材２４の上流端に形成された開口と、バイパス流路部材２５の上流端に形成された開口とを選択的に塞ぐことで、排気ガスの流通経路を切り替える。
【００３８】
流路切替部８０は、例えば以下の方式１〜３のいずれかを用いてもよい。
＜方式１＞
一端に備えられている軸を中心にして板状の弁体が揺動することによって流路を選択的に切り替える方式。
＜方式２＞
内部に連通路を有する回転弁体が１軸を中心に回動することによって流路を選択的に切り替える方式。
＜方式３＞
板状の弁体が直線移動することによって流路を選択的に切り替える方式。
【００３９】
弁体を駆動するアクチュエータとしては、ステッピングモータ等のモータ、電磁式のアクチュエータ、空気、オイルといった流体式のアクチュエータが挙げられる。なお、流路は選択的、すなわち、排他的に切り替えられなくてもよい場合がある。よって、流路切替部８０として流路を選択的に切り替えない方式を採用してもよい。例えば、流路切替部８０をガス流路部材２４とバイパス流路部材２５とのそれぞれに設けてもよい。この場合、流路切替部８０は、弁体の開度を変更することでガス流路部材２４の流路２１やバイパス流路部材２５のバイパス流路２２の流路断面を調整できる構成であってもよい。
【００４０】
合流部２０Ｂは、ガス流路部材２４およびバイパス流路部材２５の下流側に位置し、ガス流路部材２４の流路２１とバイパス流路部材２５のバイパス流路２２とが合流する。合流部２０Ｂは、排気流路１１を流れる排気ガスを後段のＳＣＲ装置１４に向けて排出する。
【００４１】
制御部４０は、例えば、イグニッションスイッチがＯＮになり、エンジンが始動したことを起点として以下の処理を行う。また、以下の処理は、例えば、イグニッションスイッチがＯＦＦになり、エンジンが停止することで終了する。
【００４２】
制御部４０は、温度センサ１９２（図１）によって検出した検出温度に基づいて、流路切替部８０の動作を制御して排気ガスの流通経路を切り替える。具体的には、制御部４０は、温度センサ１９２の検出温度が２００度以上の場合は、排気ガスの流通経路がバイパス流路部材２５となるように流路切替部８０によってガス流路部材２４の上流端開口を塞ぐ。一方で、温度センサ１９２の検出温度が２００度未満の場合は、排気ガスの流通経路がガス流路部材２４となるように流路切替部８０によってバイパス流路部材２５の上流端開口を塞ぐ。また、制御部４０は、排気ガスの流通経路がガス流路部材２４のときに、ガス加温部材３０に電力を供給してガス加温部材３０を発熱させる。これにより、ガス流路部材２４の流路２１を通過する排気ガスを、ＳＣＲ装置１４のＮＯｘ還元機能が有効に発揮できる程度の温度（例えば、２００度）以上に昇温させる。なお、制御部４０は、液体供給部１８を用いて一定時間ごとに供給流路１９に尿素水を噴霧する。ここで、制御部４０は、イグニッションスイッチがＯＮになったことを起点として、常時、ガス加温部材３０に電力を供給してガス加温部材３０を発熱させてもよい。
【００４３】
上記第１実施形態によれば、ガス加温部材３０の外周部３４を取り囲むように配置された熱回収部材２８を有する（図２）。これにより、ガス加温部材３０から放出された熱を熱回収部材２８によって回収することで、熱回収部材２８に熱を蓄えることができる。これにより、ガス流路部材２４内を流通する排気ガスを、ガス加温部材３０から放出される熱に加えて熱回収部材２８に蓄えられた熱によっても加温できる。よって、ガス加温部材３０から放出される熱を有効に利用して排気ガスを加温できる。特に、上記第１実施形態では、熱回収部材２８は、ガス加温部材３０の外周部３４とガス流路部材２４との隙間を埋めるように配置されている。これにより、ガス加温部材３０の外周部３４からの熱伝導によっても熱回収部材２８に熱が蓄えられる。これにより、ガス加温部材３０から放出される熱をさらに有効に利用できる。また、ガス流路部材２４内を排気ガスが通過する際に、第１ガス流路３２または第２ガス流路２９を排気ガスが通過するので、排気ガスの加温を効率良くできる。
【００４４】
また、上記第１実施形態によれば、流路切替部８０によって、排気ガスの流通経路をガス流路部材２４の流路２１とバイパス流路部材２５のバイパス流路２２とのいずれかに切り替えることができる。これにより、車両５００の運転状態に基づいて、排気ガスの流通経路をガス流路部材２４の流路２１とバイパス流路部材２５のバイパス流路２２とのいずれかに切り替えることができる。例えば、排気ガスの温度が、ＳＣＲ装置１４の機能が良好に発揮できる活性化温度未満である場合は、流路切替部８０によって排気ガスの流通経路をガス流路部材２４の流路２１とすることで、排気ガスをガス加温部材３０や熱回収部材２８によって活性化温度以上に加温できる。なお、本実施形態では、加温装置２０により排気ガスをＳＣＲ装置１４のＮＯｘ触媒機能が有効に発揮できる程度の温度以上まで昇温させたが、これに限らず、加温装置２０は触媒機能を有効に発揮させる為の補助的な加熱に用いてもよい。
【００４５】
Ｂ．第２実施形態：
図４は、第２実施形態の加温装置２０ａについて説明するための図である。図４は、図３に相当する図である。加温装置２０ａと上記第１実施形態の加温装置２０との異なる点は、熱回収部材２８ａの第２ガス流路２９ａの形状である。その他の構成については加温装置２０ａと加温装置２０とは同様の構成であるので、同様の構成については同一符号を付すと共に説明を省略する。また、加温装置２０ａは、上記第１実施形態と同様に、図２に示すようなバイパス流路部材２５や流路切替部８０などの構成を有している。
【００４６】
第２ガス流路２９ａは、ハニカム形状である。つまり、熱回収部材２８ａは、正六角柱を隙間なく並べたハニカム構造体である。これにより、第２ガス流路２９ａを形成する熱回収部材２８ａの強度を向上でき、また、排気ガスを全体的に均一に流す事ができるので熱回収の効率が向上する。なお、ハニカム形状とは本実施形態のように正六角柱に限られず、例えば正四角柱や正三角柱等でもよく、ハニカム構造体とは均一形状の集合体であればよい。
【００４７】
Ｃ．変形例：
なお、この発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
【００４８】
Ｃ−１．第１変形例：
上記各実施形態では、熱回収部材２８，２８ａは、ガス加温部材３０の外周部３４とガス流路部材２４との隙間を埋めるように配置されていたが、熱回収部材２８，２８ａの配置はこれに限定されるものではない。熱回収部材２８，２８ａは、ガス加温部材３０の外周部３４を取り囲むようにガス加温部材３０の外周部３４とガス流路部材２４の間に配置されていれば、ガス加温部材３０の外周部３４やガス流路部材２４の内面と隙間を有していてもよい。
【００４９】
図５は、熱回収部材２８ａの配置についての変形例を説明するための図である。熱回収部材２８ａは、第２実施形態の熱回収部材２８ａであり、第２ガス流路２９ａの流路方向が一方向（図５の左右方向）に形成されている。ガス流路部材２４は、内面から内方に突出する環状の突出部２４３を有する。熱回収部材２８ａは、突出部２４３とガス加温部材３０の外周部３４とに接するように配置されている。熱回収部材２８ａは、ガス流路部材２４の内面とは接していない。このようにしても、上記第各実施形態と同様の構成を有する点において同様の効果を奏する。例えば、ガス加温部材３０から放出された熱を熱回収部材２８によって回収することで、熱回収部材２８に熱を蓄えることができる。これにより、ガス流路部材２４内を流通する排気ガスを、ガス加温部材３０から放出される熱に加えて熱回収部材２８に蓄えられた熱によっても加温できる。よって、ガス加温部材３０から放出される熱を有効に利用して排気ガスを加温できる。また、本変形例では、突出部２４３と、上流側から下流側へと向かう一方向に延びる第２ガス流路２９ａとによって、排気ガスが熱回収部材２８ａとガス流路部材２４との隙間２４８に流入することを抑制できる。これにより、流路２１を流れる排気ガスが第１ガス流路３２と第２ガス流路２９ａ以外の部分を通過することを抑制できるので、熱回収部材２８ａとガス加温部材３０とを用いて排気ガスを効率良く加温できる。
【００５０】
Ｃ−２．第２変形例：
上記各実施形態では、加温装置２０，２０ａは、流路切替部８０、バイパス流路部材２５、分岐部２０Ａ、および、合流部２０Ｂを有していたが（図２）、省略してもよい。
【００５１】
Ｃ−３．第３変形例
上記各実施形態では、加温装置２０，２０ａは、ＤＰＦ１３とＳＣＲ装置１４との間に配置されていたが（図１）、上記に限定されるものではない。例えば、加温装置２０，２０ａは、ＤＯＣ１２の前段に配置されていてもよい。
【００５２】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…排気ガス浄化システム
１１…排気流路
１１ａ…マニフォールド
１１ｂ…マフラエンドパイプ
１２…ディーゼル酸化触媒
１４…選択還元触媒装置
１７…燃料噴射装置
１８…液体供給部
１９…供給流路
２０，２０ａ…加温装置
２０Ａ…分岐部
２０Ｂ…合流部
２１…流路
２２…バイパス流路
２４…ガス流路部材
２５…バイパス流路部材
２８，２８ａ…熱回収部材
２９，２９ａ…第２ガス流路
３０…ガス加温部材
３２…第１ガス流路
３４…外周部
４０…制御部
６０…加温制御装置
８０…流路切替部
１９２…温度センサ
２４３…突出部
２４８…隙間
５００…車両
５１０…エンジン
５２０…車輪
【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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