(57)【要約】【課題】排気流量が少ない低負荷運転時であっても触媒温度が活性化温度に至るまでの時間を出来る限り短くして排気浄化率を高水準に維持することが可能な触媒利用排気浄化装置を提供する。【解決手段】内燃機関１０１から排気管１０２を通じて排出される排気を触媒で浄化する触媒利用排気浄化装置１００において、排気流量に基づいて触媒有効体積を変更する触媒有効体積変更手段１１６を備えている触媒利用排気浄化装置１００である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排気管を通じて排出される排気を触媒で浄化する触媒利用排気浄化装置において、
排気流量に基づいて触媒有効体積を変更する触媒有効体積変更手段を備えていることを特徴とする触媒利用排気浄化装置。
【請求項２】
前記触媒有効体積変更手段は、前記触媒の排気上流側に設置されていると共に排気流量に基づいて開度が制御されるシャッタバルブからなる請求項１に記載の触媒利用排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼル機関等の内燃機関から排気管を通じて排出される排気を触媒で浄化する触媒利用排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載されているディーゼル機関等の内燃機関から排気管を通じて排出される排気中に含まれている有害物質等を除去して大気中に排出される排気を浄化する排気浄化装置としては、排気中に含まれている粒子状物質（ＰＭ）をディーゼル微粒子捕集フィルタ（ＤＰＦ）で捕集して大気中に排出される粒子状物質の量を低減し、ディーゼル微粒子捕集フィルタの前段に設置されている酸化触媒（ＤＯＣ）で排気中に含まれている一酸化窒素（ＮＯ）を酸化して二酸化窒素（ＮＯ2）を生成すると共にその二酸化窒素でディーゼル微粒子捕集フィルタに捕集されている粒子状物質を燃焼させて除去するディーゼル微粒子捕集フィルタ装置等の触媒利用排気浄化装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５６８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、触媒利用排気浄化装置においては、排気流量が最大となる全負荷運転時であっても排気浄化率を高水準に維持するため、全負荷運転時の排気流量に基づいて触媒体積を決定しているが、排気流量が少ない低負荷運転時は、排気が持つ熱量が小さいため、触媒温度が活性化温度に至るまでの時間が長くなり、排気浄化率が低下するという課題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、排気流量が少ない低負荷運転時であっても触媒温度が活性化温度に至るまでの時間を出来る限り短くして排気浄化率を高水準に維持することが可能な触媒利用排気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】
【０００６】
この目的を達成するために創案された本発明は、内燃機関から排気管を通じて排出される排気を触媒で浄化する触媒利用排気浄化装置において、排気流量に基づいて触媒有効体積を変更する触媒有効体積変更手段を備えている触媒利用排気浄化装置である。
【０００７】
前記触媒有効体積変更手段は、前記触媒の排気上流側に設置されていると共に排気流量に基づいて開度が制御されるシャッタバルブからなることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、排気流量が少ない低負荷運転時であっても触媒温度が活性化温度に至るまでの時間を出来る限り短くして排気浄化率を高水準に維持することが可能な触媒利用排気浄化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る触媒利用排気浄化装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に順って説明する。
【００１１】
図１に示すように、触媒利用排気浄化装置１００は、自動車２００に搭載されているディーゼル機関等の内燃機関１０１から排気管１０２を通じて排出される排気中に含まれている有害物質等を除去して大気中に排出される排気を浄化する排気浄化装置の一種である。
【００１２】
触媒利用排気浄化装置１００としては、例えば、排気中に含まれている粒子状物質をディーゼル微粒子捕集フィルタ１０３で捕集して大気中に排出される粒子状物質の量を低減し、ディーゼル微粒子捕集フィルタ１０３の前段に設置されている酸化触媒１０４で排気中に含まれている一酸化窒素を酸化して二酸化窒素を生成すると共にその二酸化窒素でディーゼル微粒子捕集フィルタ１０３に捕集されている粒子状物質を燃焼させて除去するディーゼル微粒子捕集フィルタ装置が挙げられるが、排気を触媒で浄化する如何なる装置であっても構わない。
【００１３】
内燃機関１０１は、吸気管１０５に接続されると共に吸気管１０５を通じて内燃機関１０１に導入される吸気を内燃機関１０１の各燃焼室に分岐させる吸気多岐管１０６と、排気管１０２に接続されると共に内燃機関１０１の各燃焼室から排出される排気を排気管１０２に合流させる排気多岐管１０７と、を備えている。
【００１４】
吸気多岐管１０６と排気多岐管１０７は、排気再循環（ＥＧＲ）管１０８を通じて連通されているため、内燃機関１０１から排出される排気が再び内燃機関１０１に導入される吸気として環流される。このとき、排気再循環管１０８に設置された排気再循環冷却器１０９を介して排気が冷却されて吸気として環流される。
【００１５】
内燃機関１０１においては、吸気管１０５を通じて内燃機関１０１に吸気が導入されると共に燃焼行程を経て排気管１０２を通じて内燃機関１０１から排気が排出される。このとき、吸気管１０５に設置された吸気浄化装置１１０を介して内燃機関１０１に導入される吸気が浄化されると共に排気管１０２に設置された触媒利用排気浄化装置１００を介して大気中に排出される排気が浄化される。
【００１６】
なお、自動車２００においては、吸気管１０５と排気管１０２との間に過給機１１１が設置されているため、排気管１０２に設置された過給機１１１の原動機１１２が内燃機関１０１から排出される排気で駆動されることにより、吸気管１０５に設置された過給機１１１の圧縮機１１３が駆動されて吸気管１０５を通じて内燃機関１０１に導入される吸気が過給される。
【００１７】
更に、自動車２００は、排気管１０２を通じて大気中に排出される排気中に未燃燃料を添加すると共に未燃燃料を酸化触媒１０４で酸化燃焼させることにより、排気管１０２を通じて大気中に排出される排気温度を昇温させてディーゼル微粒子捕集フィルタ１０３の温度を再生可能温度まで昇温させてその状態を維持するため、排気管１０２を通じて大気中に排出される排気中に未燃燃料を添加する手段として、ディーゼル微粒子捕集フィルタ１０３の排気上流側で内燃機関制御装置（ＥＣＵ）１１４による指示燃料噴射量に応じて燃料を噴射する排気管燃料噴射器１１５を搭載している。
【００１８】
さて、本発明の好適な実施の形態に係る触媒利用排気浄化装置１００は、排気流量に基づいて触媒有効体積を変更する触媒有効体積変更手段１１６を備えており、触媒有効体積変更手段１１６は、酸化触媒１０４の排気上流側に設置されていると共に排気流量に基づいて内燃機関制御装置１１４により開度が制御されるシャッタバルブ１１７からなる。
【００１９】
シャッタバルブ１１７は、排気流量が多い高負荷運転時に開度が大きくされると共に排気流量が小さい低負荷運転時に開度が小さくされる。そして、排気流量が最大となる全負荷運転時に開度が１００％にされる。
【００２０】
これにより、排気流量に基づいて触媒有効体積を変更することができるため、排気流量が少ない低負荷運転時であっても、酸化触媒１０４の一部のみを集中的に昇温させることができ、その触媒温度が活性化温度に至るまでの時間を出来る限り短くして排気浄化率を高水準に維持することが可能となる。
【符号の説明】
【００２１】
１００  触媒利用排気浄化装置
１０１  内燃機関
１０２  排気管
１０３  ディーゼル微粒子捕集フィルタ
１０４  酸化触媒
１０５  吸気管
１０６  吸気多岐管
１０７  排気多岐管
１０８  排気再循環管
１０９  排気再循環冷却器
１１０  吸気浄化装置
１１１  過給機
１１２  原動機
１１３  圧縮機
１１４  内燃機関制御装置
１１５  排気管燃料噴射器
１１６  触媒有効体積変更手段
１１７  シャッタバルブ
２００  自動車
【図１】
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