(57)【要約】【課題】効率よく排気ガスの温度を上昇させることができる排気ガス昇温装置を提供する。【解決手段】内燃機関３０から排出される排気ガスに含まれるパティキュレートを捕集する連続再生可能な連続再生型パティキュレートフィルタ装置と内燃機関３０との間に、内燃機関３０から排出され連続再生型パティキュレートフィルタ装置に導入される排気ガスを加熱する排気ガス昇温装置１を連続再生型パティキュレートフィルタ装置とは別体に設ける。これにより、連続再生型パティキュレートフィルタ装置の小型化を図り、また、既に連続再生型パティキュレートフィルタ装置を装着済みである自動車への後付けを可能とする。【選択図】  図１
2005009435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気ガスに含まれるパティキュレートを捕集する連続再生可能な連続再生型パティキュレートフィルタ装置と別体に構成され、
前記連続再生型パティキュレートフィルタ装置と前記内燃機関との間に設けられ、
前記内燃機関から前記連続再生型パティキュレートフィルタ装置に導入される排気ガスを加熱することを特徴とする排気ガス昇温装置。
【請求項２】
内燃機関から排出される排気ガスに含まれるパティキュレートを捕集する連続再生可能な連続再生型パティキュレートフィルタ装置と前記内燃機関との間に設けられ、
前記内燃機関から排出された排気ガスを分流する分流部と、
該分流部により分流した一方の排気ガスを加熱する加熱部と、
前記分流部により分流した他方の排気ガスを前記加熱部の下流側に導く迂回通路と、
前記加熱部によって加熱された排気ガスと、前記迂回通路によって前記加熱部の下流側に導かれた排気ガスとを混合する混合部とを有し、
該混合部により混合した排気ガスを前記連続再生型パティキュレートフィルタ装置に導入することを特徴とする排気ガス昇温装置。
【請求項３】
前記加熱部は、
前記排気ガスの流動方向上流側から下流側に向かって延在しその内部を排気ガスが通過可能な胴体部と、
該胴体部内を前記排気ガスの流動方向上流側と下流側とに仕切ると共に前記排気ガス流動方向上流側から下流側に向かって前記排気ガスが通過可能な複数の貫通孔が穿設された仕切壁部と、
該仕切壁部の排気ガス流動方向上流側位置に取り付けられ、電源の供給により発熱して前記排気ガスを加熱する加熱ヒータと、
前記胴体部内で前記仕切壁部を貫通して前記排気ガスの流動方向に沿って延在し、上流端部が排気ガスの流動方向上流側に向かって開口すると共に下流端部が閉塞された管状形状を有し、前記上流端部と前記仕切壁部との間の位置に管内部と管外部との間を連通する開口孔が形成された昇圧パイプと、
を有する加熱ユニットを備えたことを特徴とする請求項２に記載の排気ガス昇温装置。
【請求項４】
前記内燃機関に上流端が連通し、前記連続再生型パティキュレートフィルタ装置に下流端が連通する筒状のケースを有し、
前記加熱ユニットをその胴体部が前記ケース内で前記排気ガスの流動方向に沿って延在しかつ前記ケースの内周面との間に所定の間隙を介する位置に配置固定することにより、
前記加熱ユニットの上流側位置に前記分流部を形成し、
前記加熱ユニットの胴体部と前記ケースの内壁面との間に前記迂回通路を形成し、
前記加熱ユニットの下流側位置に前記混合部を形成することを特徴とする請求項３に記載の排気ガス昇温装置。
【請求項５】
前記ケース内に導入された排気ガスを前記昇圧パイプの上流端部に積極的に導く整流板を備えたことを特徴とする請求項４に記載の排気ガス昇温装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガス昇温装置に関し、特に内燃機関と連続再生型パティキュレートフィルタ装置との間に取り付けられる排気ガス昇温装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
例えば、ディーゼル機関の排気ガス中に含まれるパティキュレート（ＰＭ：微粒子状物質）を捕集し、触媒反応によって燃焼温度を低下させて排気ガスの熱により焼却する触媒フィルタと、その触媒フィルタの上流位置に組み込まれてエンジンブレーキ時などの排気温度が低い場合に排気ガスを加熱して触媒フィルタを再生可能な温度に維持する電気加熱装置とを有し、パティキュレートが酸化されずにフィルタに堆積して目詰まりが生ずるのを未然に防ぐ連続再生型パティキュレートフィルタ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２８０１２１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
（第１の課題）
しかしながら、上記の連続再生型パティキュレートフィルタ装置の場合、電気加熱装置の加熱ヒータが連続再生型パティキュレートフィルタ装置の内部に一体に組み込まれているため、連続再生型パティキュレートフィルタ装置全体が大型化し、取り付け場所が確保できずに、装着できなくなるおそれがある。また、触媒フィルタと電気加熱装置のいずれか一方をメンテナンスする場合にも、連続再生型パティキュレートフィルタ装置全体を取り外して分解する必要があり、運用コストが高くなるという問題もある。
【０００５】
（第２の課題）
上記従来の連続再生型パティキュレートフィルタ装置の場合、触媒フィルタに流れ込む排気ガスの全てが電気加熱装置を通過するため、電気加熱装置が排気ガスによって冷却され、電気加熱装置の加熱効率が低くなるおそれがある。このため、連続再生型パティキュレートフィルタ装置による連続再生が困難となるおそれがある。したがって、連続再生型パティキュレートフィルタ装置に流入する排気ガスを適切に加熱するために、大容量の電気加熱装置を採用する必要があり、それに伴ってより強大なバッテリが必要とされる。
【０００６】
また、連続再生型パティキュレートフィルタ装置内部で排気ガスを長時間加熱しようとすると、排気ガスの抜けが悪くなり、内燃機関の排圧が上昇し、エンジン運転性能に影響を及ぼすことが懸念される。
【０００７】
本発明は、上述の第１の課題及び第２の課題の少なくとも一方を解決すべくなされたものであり、その目的は、下流の連続再生型パティキュレートフィルタ装置で確実に連続再生を行うことができるように、連続再生型パティキュレートフィルタ装置よりも上流側で効率よく排気ガスの温度を上昇させることができる排気ガス昇温装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１に記載の発明による排気ガス昇温装置は、内燃機関から排出される排気ガスに含まれるパティキュレートを捕集する連続再生可能な連続再生型パティキュレートフィルタ装置と別体に構成され、連続再生型パティキュレートフィルタ装置と内燃機関との間に設けられ、内燃機関から連続再生型パティキュレートフィルタ装置に導入される排気ガスを加熱することを特徴とする。
【０００９】
この発明によると、排気ガス昇温装置を、連続再生型パティキュレートフィルタ装置と内燃機関との間に別体に設けたので、連続再生型パティキュレートフィルタ装置を小型化することができる。したがって、自動車の車体に取り付ける場合には、その取り付け場所を選ばず、容易に装着することができる。また、連続再生型パティキュレートフィルタ装置を既に装着済みの自動車には、後付けすることができ、経済的である。また、排気ガス昇温装置のみを取り外すことができ、メンテナンス性がよい。
【００１０】
請求項２に記載の発明による排気ガス昇温装置は、内燃機関から排出される排気ガスに含まれるパティキュレートを捕集する連続再生可能な連続再生型パティキュレートフィルタ装置と前記内燃機関との間に設けられ、内燃機関から排出された排気ガスを分流する分流部と、分流部により分流した一方の排気ガスを加熱する加熱部と、分流部により分流した他方の排気ガスを加熱部の下流側に導く迂回通路と、加熱部によって加熱された排気ガスと、迂回通路によって加熱部の下流側に導かれた排気ガスとを混合する混合部とを有し、混合部により混合した排気ガスを連続再生型パティキュレートフィルタ装置に導入することを特徴とする。
【００１１】
この発明によると、排気ガス昇温装置は、内燃機関と連続再生型パティキュレートフィルタ装置との間に設けられ、内燃機関から排出された排気ガスを分流し、その分流した一方の排気ガスを加熱部で加熱すると共に、他方の排気ガスを加熱部の下流側に迂回させて、加熱部によって加熱した排気ガスと、迂回通路によって加熱部を迂回させた排気ガスとを混合部で混合し、連続再生型パティキュレートフィルタ装置に導入する。
【００１２】
これにより、加熱部を通過させる排気ガスの流量を少なくして、排気ガスによる加熱部の冷却を抑制し、より小さなエネルギでの加熱を可能とする。加熱部で加熱された排気ガスは、混合部で迂回通路を通過した排気ガスと混合されてその温度が低下するが、混合部における排気ガスの温度低下率は小さく、全ての排気ガスを加熱部に通過させた場合と比較して、より高い加熱効率を得ることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の排気ガス昇温装置において、加熱部は、排気ガスの流動方向上流側から下流側に向かって延在しその内部を排気ガスが通過可能な胴体部と、胴体部内を前記排気ガスの流動方向上流側と下流側とに仕切ると共に排気ガス流動方向上流側から下流側に向かって排気ガスが通過可能な複数の貫通孔が穿設された仕切壁部と、仕切壁部の排気ガス流動方向上流側位置に取り付けられ、電源の供給により発熱して排気ガスを加熱する加熱ヒータと、胴体部内で仕切壁部を貫通して排気ガスの流動方向に沿って延在し、上流端部が排気ガスの流動方向上流側に向かって開口すると共に下流端部が閉塞された管状形状を有し、上流端部と仕切壁部との間の位置に管内部と管外部との間を連通する開口孔が形成された昇圧パイプと、を有する加熱ユニットを備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明は、加熱部の具体的な構成の一例を示したものであり、これによれば、加熱部は、排気ガスの流動方向上流側から下流側に向かって延在しその内部を排気ガスが通過可能な胴体部と、胴体部内を排気ガスの流動方向上流側と下流側とに仕切ると共に排気ガス流動方向上流側から下流側に向かって排気ガスが通過可能な複数の貫通孔が穿設された仕切壁部と、仕切壁部の排気ガス流動方向上流側位置に取り付けられ、電源の供給により発熱して排気ガスを加熱する加熱ヒータと、胴体部内で仕切壁部を貫通して排気ガスの流動方向に沿って延在し、上流端部が排気ガスの流動方向上流側に向かって開口すると共に下流端部が閉塞された管状形状を有し、上流端部と仕切壁部との間の位置に管内部と管外部との間を連通する開口孔が形成された昇圧パイプとを有する加熱ユニットを備える。
【００１５】
したがって、排気ガスを胴体部内に通過させることにより、加熱ヒータで加熱することができる。また、排気ガスは、昇圧パイプの上流端部から昇圧パイプ内に流入することによって昇圧パイプ内で圧力が上昇し、その圧力上昇に伴って自己の温度を上昇させることができ、仕切壁部よりも上流側位置で昇圧パイプの管内部から管外部に流出させて加熱ヒータで加熱することによって、排気ガスの温度を更に上昇させることができる。
【００１６】
また、昇圧パイプ内に流入した排気ガスを、昇圧パイプの管内部よりも圧力が低い管外部に開口孔を介して流出させ、また、昇圧パイプ内から胴体部内に流入した排気ガスを、より温度が低い混合部に貫通孔を介して流出させることができる。したがって、排気ガスの温度を適切に上昇させることができると共に、排気ガスの抜けを良好なものとし、内燃機関の排圧が上昇するのを抑制することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の排気ガス昇温装置において、内燃機関に上流端が連通し、連続再生型パティキュレートフィルタ装置に下流端が連通する筒状のケースを有し、加熱ユニットをその胴体部がケース内で排気ガスの流動方向に沿って延在しかつケースの内周面との間に所定の間隙を介する位置に配置固定することにより、加熱ユニットの上流側位置に分流部を形成し、加熱ユニットの胴体部とケースの内壁面との間に迂回通路を形成し、加熱ユニットの下流側位置に前記混合部を形成することを特徴とする。
【００１８】
この発明によると、加熱ユニットの胴体部とケースの内周面との間に排気ガスを通過させて加熱部を迂回させるので、装置全体の構造を簡素化することができる。また、加熱部を迂回する排気ガスを胴体部の外周囲に沿って流すことができるので、加熱部が外気に晒されて冷却されるのを防ぐことができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の排気ガス昇温装置において、ケース内に導入された排気ガスを昇圧パイプの上流端部に積極的に導く整流板を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この発明によると、ケース内に導入された排気ガスを、整流板によって昇圧パイプの上流端部に積極的に導くことができる。したがって、昇圧パイプ内の圧力を適切に上昇させることができる。これにより、内燃機関の排圧が高騰するのを抑制しつつ、その圧力上昇により排気ガスの温度を適切に上昇させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態における排気ガス昇温装置１について図に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、排気ガス昇温装置１の構造を概略的に示す分解斜視図、図２は、排気ガス昇温装置１の中心軸線に沿った縦断面図、図３は、排気ガス昇温装置１の中心軸線に直交する方向の断面図、図４は、排気ガスの流れを示す説明図である。
【００２３】
本実施の形態における排気ガス昇温装置１は、既知の連続再生型パティキュレートフィルタ装置を備えたディーゼルエンジン自動車に装着され、連続再生型パティキュレートフィルタ装置に流入する排気ガスの温度を上昇させるものであり、連続再生型パティキュレートフィルタ装置（図示せず）とは別体に構成され、エンジン３０と連続再生型パティキュレートフィルタ装置との間に後付け可能な構成を有する。尚、本実施の形態に用いられる連続再生型パティキュレートフィルタ装置は、触媒反応によってパティキュレートの燃焼温度を低下させ、排気ガスの熱によってパティキュレートを焼却させるものであるが、これに限定されるものではなく、例えば、触媒反応によってＮＯ２ガスを生成し、これをパティキュレートと反応させることによってパティキュレートを燃焼させるものであってもよい。
【００２４】
排気ガス昇温装置１は、図１及び図２に示すように、筒状のケース１０と、そのケース１０の内部に収容される加熱ユニット２０を有している。ケース１０は、図２に示すように、排気管路とほぼ同一の径を有して下流側に延在する第１小径部１１と、その第１小径部１１の下流端に連続して下流側に移行するにしたがって漸次拡径するテーパ状の拡径部１２と、その拡径部１２の下流端に連続して下流側に排気管路よりも大径でほぼ同一径を有して延在する大径部１３と、大径部１３の下流端に連続して下流側に移行するにしたがって漸次縮径する逆テーパ状の縮径部１４と、縮径部１４の下流端に連続して下流側に排気管路とほぼ同一径を有して延在する第２小径部１５を有しており、大径部１３で上流側と下流側に二分割可能に構成されている。
【００２５】
ケース１０の外周囲は、走行風などの外気によってケースが冷却されるのを防ぐために保温材１６で覆われている。この保温材１６は、例えば、ケース１０の外周囲に巻き付ける保温材シートでもよく、また、ケース１０の外周囲を被覆した断熱コーティング層であってもよい。
【００２６】
加熱ユニット２０は、図２に示すように、ケース１０内で排気ガスの流動方向に沿って延在しかつケース内周面１０ａとの間に所定の間隙を形成する位置に配置固定することにより、加熱ユニット２０の上流側位置に分流部２を形成し、加熱ユニット２０とケース内周面１０ａとの間に迂回通路３を形成し、加熱ユニット２０の下流側位置に混合部４を形成するように構成されており、胴体部２１と、仕切壁部２２と、加熱ヒータ２３と、昇圧パイプ２４と、整流板２５を有している。
【００２７】
胴体部２１は、ケース１０内に収容可能な円筒形状を有しており、図示していない支持ステーによってケース１０の中心軸線と同軸上に支持固定されることにより、上流側から下流側に向かって延在すると共に、胴体部外周面２１ａとケース内周面１０ａとの間を上流側から下流側に向かって連続する迂回通路３を形成するように形成されている。
【００２８】
胴体部２１の前端は、全周に亘って拡径部１２の内周面に当接して、ケース１０内を径方向中心側と径方向外側とに区画する一方、胴体部２１の後端は、縮径部１４との間に所定の間隙を有して対向配置されており、迂回通路３と混合部４との間を連通している。また、胴体部２１の前端から下流側に向かって所定範囲に亘る部分には、胴体部２１の内側と外側との間を連通し、上流側から胴体部２１内に流入してきた排気ガスの一部を分流して迂回通路３に導入可能な分流孔２６が複数穿設されている。この分流孔２６は、上述の分流部２を形成する。
【００２９】
仕切壁部２２は、図２及び図３に示すように、胴体部２１内を排気ガスの流動方向上流側と下流側とに仕切る略円盤形状を有しており、上流側から下流側に向かって排気ガスが通過可能な複数の貫通孔２２ａが穿設されている。そして、胴体部２１の分流孔２６よりも下流側の領域部分を上流側から第１加熱室２７−１、第２加熱室２７−２、第３加熱室２７−３に区画するように、第１仕切壁部２２−１、第２仕切壁部２２−２、第３仕切壁部２２−３が軸方向に所定間隔をおいて設けられている。これらの第１仕切壁部２２−１、第２仕切壁部２２−２、第３仕切壁部２２−３は、冷め難くするために、所定の厚さを有すると共に高比熱性材料によって構成されている。
【００３０】
加熱ヒータ２３は、電源の供給により発熱して排気ガスを加熱するものであり、コイル状に連続する発熱体によって構成されている。本実施の形態では、第１加熱ヒータ２３−１、第２加熱ヒータ２３−２、第３加熱ヒータ２３−３が、図示していない留め具によって第１仕切壁部２２−１、第２仕切壁部２２−２、第３仕切壁部２２−３の各上流側壁面部にリング状に固定されている。
【００３１】
昇圧パイプ２４は、胴体部２１内で排気ガスの圧力を上昇させて、その圧力上昇により排気ガスの温度を上昇させるものであり、図２に示すように、第１仕切壁部２２−１、第２仕切壁部２２−２、第３仕切壁部２２−３の軸中心を貫通して排気ガスの流動方向に沿って延在するように支持されている。
【００３２】
昇圧パイプ２４の上流端部２４ａは、第１仕切壁部２２−１の上流側壁面部と面一になり、排気ガスの流動方向上流側に向かって開口するように形成されている。また、昇圧パイプ２４の下流端部２４ｂは、第３仕切壁部２２−３よりも下流側に向かって所定長さだけ突出した位置で、蓋部２４ｄによって閉塞されている。上流端部２４ａと仕切壁部２２との間の位置には、昇圧パイプ２４の管内部と管外部との間を連通する開口孔２４ｃが形成されており、上流端部２４ａから昇圧パイプ２４の管内部に流入した排気ガスが開口孔２４ｃを通過して昇圧パイプ２４の外管部に流出して、第２加熱室２７−２内及び第３加熱室２７−３内に流入できるように構成されている。
【００３３】
整流板２５は、上流側からケース１０内に流入してきた排気ガスを昇圧パイプ２４の上流端部２４ａに積極的に導くためのものであり、ケース１０の上流側に向かって開口し、上流側から下流側に移行するにしたがって漸次縮径するロート形状を有しており、上流端が胴体部２１の前端に沿って全周に亘って接続され、下流端が昇圧パイプ２４の上流端部２４ａに連続して接続されている。整流板２５には、上流側から下流側に向かって排気ガスを通過させるための通過孔２５ａが複数穿設されており、ケース１０の上流側から流入してきた排気ガスの一部を昇圧パイプ２４内に積極的に導くと共に、通過孔２５ａを通過した排気ガスを胴体部２１内及び迂回通路３に導くことができるように構成されている。
【００３４】
次に、上記構成を有する排気ガス昇温装置１による排気ガスの昇温作用について説明する。まず、排気ガスをケース１０内に導入し、胴体部２１内に流入させる。胴体部２１内に流入して整流板２５に当接した排気ガスは、昇圧パイプ２４の上流端部２４ａに向かって積極的に導かれて昇圧パイプ２４内に流入する。一方、整流板２５の通過孔２５ａを通過した排気ガスは、第１加熱室２７−１内に流入する。
【００３５】
第１加熱室２７−１内に流入した排気ガスは、その一部が分流孔２６から迂回通路３内に流入し、残りの排気ガスは第１加熱室２７−１内で第１加熱ヒータ２３−１によって加熱される。第１加熱室２７−１内で加熱された排気ガスは、第１仕切壁部２２−１の貫通孔２２ａを通過して第１加熱室２７−１から第２加熱室内２７−２に流入する。第２加熱室２７−２内に流入した排気ガスは、第２加熱ヒータ２３−２によって加熱され、第２仕切壁部２２−２の貫通孔２２ａを通過して第３加熱室２７−３内に流入する。そして、第３加熱室２７−３内に流入した排気ガスは、第３加熱ヒータ２３−３によって加熱され、第３仕切壁部２２−３の貫通孔２２ａを通過して胴体部２１から下流側に流出し、加熱ユニット２０の下流側に設けられた混合部４に流入する。このように、排気ガスは、第１加熱室２７−１、第２加熱室２７−２、第３加熱室２７−３を通過することによって第１加熱ヒータ２３−１、第２加熱ヒータ２３−２、第３加熱ヒータ２３−３で加熱され、排気ガスの温度が上昇される。
【００３６】
そして、整流板２５に当接して昇圧パイプ２４内に流入した排気ガスは、昇圧パイプ２４の下流端部２４ｂが蓋部２４ｄによって閉塞されているので、昇圧パイプ２４内で圧力が上昇し、その圧力上昇に伴って温度が上昇する。圧力上昇により温度が上昇した排気ガスは、昇圧パイプ２４の開口孔２４ｃを介して第２加熱室２７−２内及び第３加熱室２７−３内に流入する。そして、第２加熱室２７−２、第３加熱室２７−３で第２加熱ヒータ２３−２、第３加熱ヒータ２３−３によって更に加熱される。したがって、排気ガスの温度を更に上昇させることができる。
【００３７】
また、混合部４では、迂回通路３に分流された排気ガスと、加熱ユニット２０から流出した高温の排気ガスとが混ざり合うため、加熱ユニット２０内の排気ガスの温度よりも低い温度になる。したがって、加熱ユニット２０内の高温の排気ガスを、より低い温度である混合室４側に積極的に引っ張ることができ、加熱ユニット２０内における排気ガスの抜けを適切なものとすることができる。これにより、装置１内における排気ガスの過度の滞留を防ぎ、ディーゼルエンジン３０の排圧が上昇するのを抑制してエンジン性能を維持することができる。
【００３８】
次に、本実施の形態における排気ガス昇温装置１の制御方法について以下に説明する。図５は、排気ガス昇温装置１の制御システム構成図であり、図６は、排気温度と加熱ヒータの温度変化を示すタイムチャートである。
【００３９】
本システムは、排気ガス昇温装置１がディーゼルエンジン３０の排気管路３１に接続され、その下流側に連続再生型パティキュレートフィルタ装置（図示せず）が接続されている。排気ガス昇温装置１よりも上流側及び下流側位置には、それぞれ排気ガスの温度を検出する上流側排気温度センサ３２、下流側排気温度センサ３３が取り付けられている。
【００４０】
コントロールユニット３４は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ等（いずれも図示せず）によって構成されており、スイッチリレー３５を介してバッテリ３６及びイグニッションキースイッチ３７が接続されている。また、コントロールユニット３４の入力側には、上流側排気温度センサ３２と下流側排気温度センサ３３が接続され、出力側には第１加熱ヒータ２３−１、第２加熱ヒータ２３−２、第３加熱ヒータ２３−３が接続されている。
【００４１】
コントロールユニット３４は、排気ガス昇温装置１を制御して排気ガスを適切な温度に昇温させるべく、以下の制御を行う。まず、イグニッションキースイッチ３７の操作によりエンジン３０が始動されると、コントロールユニット３４内のカウンタタイマによりカウントを開始する（図６の▲１▼）。そして、所定時間（例えば３分間）が経過した後、或いは上流側排気温度センサ３２により排気ガスの温度が６０℃以上となったことを検出すると、第１加熱ヒータ２３−１、第２加熱ヒータ２３−２、第３加熱ヒータ２３−３の電源をＯＮとし、排気ガス昇温装置１内における排気ガスの加熱を開始する（図６の▲２▼）。このように、エンジン３０の始動と同時に加熱を開始せずに、エンジン始動時からある程度遅らせて、各加熱ヒータ２３−１、２３−２、２３−３に電源を供給することによって、エンジン始動時における他の装置の必要電源を確保し、バッテリ３６の保護を図っている。
【００４２】
上流側排気温度センサ３２によって排気ガスの温度が３００℃に到達したことを検出すると、３００℃に維持するように各加熱ヒータ２３−１、２３−２、２３−３への電源供給量を制御する（図６の▲３▼）。そして、所定時間の経過により、ディーゼルエンジン３０から排出される排気ガスの温度が安定したとして、第１加熱ヒータ２３−１、第２加熱ヒータ２３−２、第３加熱ヒータ２３−３の電源を一旦全てＯＦＦとする（図６で▲４▼）。
【００４３】
そして、例えば定常走行状態で所定時間が経過し、排気ガスの温度が安定すると、第３加熱ヒータ２３−３の電源のみＯＮとする（図６で▲５▼）。第３加熱ヒータ２３−３による加熱を所定時間継続し、エンジン３０から排出される排気ガスの温度が更に安定すると、第３加熱ヒータ２３−３の電源もＯＦＦとし、全ての加熱ヒータ２３−１、２３−２、２３−３の電源をＯＦＦにする（図６の▲６▼）。そして、上流側排気温度センサ３２により１００℃以下の温度を検出すると、再び第２加熱ヒータ２３−２の電源をＯＮとし、排気ガスの加熱を行う（図６の▲７▼）。以下、排気ガスの検出温度や車両の走行状態に応じて各加熱ヒータ２３−１、２３−２、２３−３のＯＮ・ＯＦＦ制御を行い、消費電力を抑え、省エネルギ化を図りつつ、排気ガスの温度を昇温して適切な温度に調整する制御を行う。
【００４４】
上述の排気ガス昇温装置１によれば、排気ガス昇温装置１を連続再生型パティキュレートフィルタ装置とは別体に連続再生型パティキュレートフィルタ装置の上流側に設けたので、連続再生型パティキュレートフィルタ装置の軽量小型化を図ることができる。したがって、取付位置を選ばず、容易に装着することができる。
【００４５】
また、迂回通路３を設けて、加熱ユニット２０を通過する排気ガスの流量を少なくし、その加熱した排気ガスと加熱ユニット２０を迂回させた排気ガスとを混合部４で混合させる構成としたので、大流量の排気ガスにより加熱ユニット２０が冷却されるのを抑制することができる。
【００４６】
加熱ユニット２０内で加熱された排気ガスは、混合部４で迂回通路３を通過した排気ガスと混合されてその温度が低下するが、混合部４における排気ガスの温度低下は少なく、迂回させることなく全ての排気ガスを加熱ユニット２０に通過させた場合と比較して、より小さなエネルギで排気ガスを加熱することができ、高い加熱効率を得ることができる。したがって、効率よく排気ガスの温度を上昇させることができる。
【００４７】
また、上流側排気温度センサ３２に基づく加熱ヒータ２３のＯＮ・ＯＦＦ制御により、排気ガスを適切な温度に調整してから連続再生型パティキュレートフィルタ装置に導入することができるので、連続再生型パティキュレートフィルタ装置内でＮＯｘが発生するのを防止できる。
【００４８】
尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施の形態では、胴体部外周面２１ａとケース内周面１０ａとの間に迂回通路３を形成した場合を例に説明したが、ケース１０の外側に迂回通路３を別個に設けてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る排気ガス昇温装置によれば、排気ガス昇温装置を、連続再生型パティキュレートフィルタ装置とは別体に設けたので、連続再生型パティキュレートフィルタ装置を小型化できる。したがって、連続再生型パティキュレートフィルタ装置を自動車の車体に取り付ける場合には、その取り付け場所を選ばず、容易に装着することができる。また、既に連続再生型パティキュレートフィルタ装置を装着済みの自動車に後付けすることができ、連続再生型パティキュレートフィルタ装置全体を交換する必要がなく、経済的である。更に、触媒フィルタと電気加熱装置のいずれか一方を取り外してメンテナンスすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】排気ガス昇温装置の構造を概略的に示す分解斜視図である。
【図２】排気ガス昇温装置の中心軸線に沿った縦断面図である。
【図３】排気ガス昇温装置の中心軸線に直交する方向の断面図である。
【図４】排気ガスの流れを示す説明図である。
【図５】排気ガス昇温装置の制御システム構成図である。
【図６】排気ガス昇温装置の制御タイムチャートである。
【符号の説明】
１  排気ガス昇温装置
２  分流部
３  迂回通路
４  混合部
１０  ケース
１０ａ  ケース内周面
２０  加熱ユニット（加熱部）
２１  胴体部
２２  仕切壁部
２２−１  第１仕切壁部
２２−２  第２仕切壁部
２２−３  第３仕切壁部
２２ａ  貫通孔
２３−１  第１加熱ヒータ
２３−２  第２加熱ヒータ
２３−３  第３加熱ヒータ
２４  昇圧パイプ
２４ｄ  蓋部
２４ｃ  開口孔
２５  整流板
２６  分流孔
２７−１  第１加熱室
２７−２  第２加熱室
２７−３  第３加熱室
３０  ディーゼルエンジン
３１  排気管路
３２  上流側排気温度センサ
３３  下流側排気温度センサ
３４  コントロールユニット
３５  スイッチリレー
３６  バッテリ
【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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