特許 7013714 排気浄化装置およびこれを備えた車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-24

(45)【発行日】2022-02-01

(54)【発明の名称】排気浄化装置およびこれを備えた車両

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/24 20060101AFI20220125BHJP

【ＦＩ】

F01N3/24 N

F01N3/24 E

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2017156864

(22)【出願日】2017-08-15

(65)【公開番号】P2019035369

(43)【公開日】2019-03-07

【審査請求日】2020-06-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】特許業務法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤野 竜介

【審査官】沼生 泰伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－０８９３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２４００３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０３８２０３２７（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００７－２５５３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６２－１０８５１４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ３／００－ ３／３８

Ｆ０１Ｎ ９／００－１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディーゼルエンジンの排気通路に設けられた排気浄化装置であって、
酸化触媒を内包するケーシングを覆うとともに開閉機構により開閉されるヒートプロテクタを有する酸化触媒装置と、
前記酸化触媒に流入する排気の温度が所定の目標温度以上であり、かつ、前記酸化触媒装置の下流側に設けられたＰＭ除去用のフィルタが強制再生処理中ではない場合に、前記ヒートプロテクタを開くように前記開閉機構を制御し、前記フィルタが強制再生処理中である場合に、前記ヒートプロテクタを閉じるように前記開閉機構を制御する制御装置と、
を有し、
前記ヒートプロテクタは、前記ケーシングの前記排気通路における下流側端部の外周面に、固定箇所を支点として回動可能に固定されている複数のヒートプロテクタ片によって構成されており、
前記開閉機構は、前記ヒートプロテクタを開くように制御された場合、前記複数のヒートプロテクタ片の前記排気通路における上流側端部を、前記ケーシングの外周面から離れる方向に、放射状に回動させる、
排気浄化装置。

【請求項2】

前記制御装置は、前記ディーゼルエンジンが搭載された車両が走行中であるか否かを判定し、走行中ではないと判定した場合には、前記排気温度および前記フィルタ強制再生処理であるか否かにかかわらず前記ヒートプロテクタを閉じるように前記開閉機構を制御する、
請求項１に記載の排気浄化装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の排気浄化装置を有する、
車両。

【請求項4】

ディーゼルエンジンの排気通路に設けられた排気浄化装置であって、
酸化触媒を内包するケーシングを覆うとともに開閉機構により開閉されるヒートプロテクタを有する酸化触媒装置と、
前記酸化触媒の温度が所定の目標温度以上であり、かつ、前記酸化触媒装置の下流側に設けられたＰＭ除去用のフィルタが強制再生処理中ではない場合に、前記ヒートプロテクタを開くように前記開閉機構を制御し、前記フィルタが強制再生処理中である場合に、前記ヒートプロテクタを閉じるように前記開閉機構を制御する制御装置と、
を有し、
前記ヒートプロテクタは、前記ケーシングの前記排気通路における下流側端部の外周面に、固定箇所を支点として回動可能に固定されている複数のヒートプロテクタ片によって構成されており、
前記開閉機構は、前記ヒートプロテクタを開くように制御された場合、前記複数のヒートプロテクタ片の前記排気通路における上流側端部を、前記ケーシングの外周面から離れる方向に、放射状に回動させる、
排気浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、排気ガスを浄化する排気浄化装置およびこれを備えた車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ディーゼルエンジンから排出された排気中の粒子状物質（ＰＭ）を浄化する排気浄化装置として、ＰＭ除去用のフィルタと、このフィルタよりも上流側に配置された酸化触媒とを有する排気浄化装置が知られている（例えば特許文献１参照）。このような排気浄化装置において、酸化触媒はその酸化触媒作用によって、排気中の一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ_２）に変化させる酸化反応を促進させる。この酸化触媒において生成された二酸化窒素によって、フィルタに堆積したＰＭを燃焼させて、二酸化炭素（ＣＯ_２）として排出させることができる。これにより、フィルタを再生させることができる。

【0003】

また、従来、ディーゼルエンジンのフィルタを強制的に再生させるために、例えばポスト噴射等を行うことでディーゼルエンジンの排気の温度を所定のフィルタ強制再生温度（例えば６００℃）以上に昇温させて、フィルタのＰＭを強制的に燃焼させて除去するフィルタ強制再生処理も一般に行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１８８５７９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、酸化触媒は、フィルタ強制再生温度よりも低温の所定温度（例えば３００℃～４００℃）において、他の温度帯と比較して、二酸化窒素を効率的に生成できる。このため、酸化触媒の温度をこのような所定温度の近傍に調整することができれば、フィルタ強制再生温度よりも低温で酸化触媒にて生成された二酸化窒素がフィルタに効果的に供給され、フィルタにＰＭが堆積し難くすることができる。この結果、フィルタの強制再生処理の実行頻度を低減させることができ、燃費低減を図ることができる。

【0006】

本開示の目的は、酸化触媒の温度を好適に調整することができる排気浄化装置およびこれを備えた車両を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の排気浄化装置は、ディーゼルエンジンの排気通路に設けられた排気浄化装置であって、酸化触媒を内包するケーシングを覆うとともに開閉機構により開閉されるヒートプロテクタを有する酸化触媒装置と、前記酸化触媒に流入する排気の温度が所定の目標温度以上であり、かつ、前記酸化触媒装置の下流側に設けられたＰＭ除去用のフィルタが強制再生処理中ではない場合に、前記ヒートプロテクタを開くように前記開閉機構を制御し、前記フィルタが強制再生処理中である場合に、前記ヒートプロテクタを閉じるように前記開閉機構を制御する制御装置と、を有し、前記ヒートプロテクタは、前記ケーシングの前記排気通路における下流側端部の外周面に、固定箇所を支点として回動可能に固定されている複数のヒートプロテクタ片によって構成されており、前記開閉機構は、前記ヒートプロテクタを開くように制御された場合、前記複数のヒートプロテクタ片の前記排気通路における上流側端部を、前記ケーシングの外周面から離れる方向に、放射状に回動させる。

【0008】

本開示の車両は、上記排気浄化装置を備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、酸化触媒の温度を好適に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】排気浄化装置が適用されたディーゼルエンジンシステムの構成を模式的に示す構成図

【図2】ＤＯＣ装置の構成を説明するための図

【図3A】ヒートプロテクタが開閉する様子について例示した図

【図3B】ヒートプロテクタが開閉する様子について例示した図

【図4A】ヒートプロテクタの開閉が行われる仕組みについて説明するための図

【図4B】ヒートプロテクタの開閉が行われる仕組みについて説明するための図

【図5】制御装置による排気温度調整制御について説明するためのフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明、例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明等は省略する場合がある。

【0012】

図１は、本開示の実施の形態に係る排気浄化装置２０が適用されたディーゼルエンジンシステム１の構成を模式的に示す構成図である。ディーゼルエンジンシステム１は、ディーゼルエンジン１０と、排気通路１２と、排気浄化装置２０とを備えている。また、ディーゼルエンジン１０は、複数の気筒１１と、真空ポンプ１４とを備えている。なお、本実施の形態において、ディーゼルエンジンシステム１は、車両、特に例えばトラックやバス等の大型の車両に搭載されることが想定されている。

【0013】

排気通路１２は、ディーゼルエンジン１０から排出された排気が通過する通路であり、その上流側端部は複数本に分岐して各々の気筒１１の排気ポートに接続されている。真空ポンプ１４は、後述するアクチュエータ３７の負圧室３７１内を負圧にする。

【0014】

排気浄化装置２０は、排気通路１２の通路途中に配置されている。排気浄化装置２０は、制御装置２１、ＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）装置３０、フィルタ４０を備えている。

【0015】

制御装置２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータを備えており、排気浄化装置２０の各構成を制御する。制御装置２１は、後述する排気温度調整処理等の種々の処理を実行する。なお、本実施の形態において、制御装置２１は、排気浄化装置２０の構成要素として示されるが、例えばディーゼルエンジンシステム１全体を制御するＥＣＵ（Engine Control Unit）であってもよい。

【0016】

フィルタ４０は、ＰＭ除去用のフィルタである。フィルタ４０は、排気流動方向においてＤＯＣ装置３０よりも下流側に配置される。具体的には、フィルタ４０は、フィルタ４０を通過する排気Ｇに含まれるＰＭを捕集することで、排気Ｇに含まれるＰＭを除去する。フィルタ４０の具体的な種類については特に限定しないが、例えばウォールフロータイプのディーゼルパティキュレートフィルタをフィルタ４０として用いればよい。

【0017】

ＤＯＣ装置３０は、例えば白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属触媒が担持された構成を有している。ＤＯＣ装置３０は、その貴金属触媒の酸化触媒作用によって、排気Ｇ中の一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ_２）に変化させる酸化反応を促進させる。ＤＯＣ装置３０で生成された二酸化窒素は、下流側のフィルタ４０に堆積したＰＭを燃焼させ、二酸化炭素（ＣＯ_２）として排出させる。これにより、フィルタ４０に堆積するＰＭの量が常時低減される。

【0018】

図１に示すように、ＤＯＣ装置３０は、開閉機構３１と、ＤＯＣ本体３２とを有する。図２に示すように、ＤＯＣ本体３２は、酸化触媒３３、ケーシング３４、ヒートプロテクタ３５を有する。図２は、ＤＯＣ装置３０の構成を説明するための図である。

【0019】

図２に示すように、ＤＯＣ本体３２において、酸化触媒３３が金属製（例えば耐熱性に優れたＳＵＳ３０４等のステンレス材）のケーシング３４内に内包されている。図２に示すように、ケーシング３４の前半（上流側）部分は、例えば頂点部分に排気通路１２Ｕが接続されたほぼ円錐形に形成されており、後半（下流側）部分は円錐の底面部分と同じ直径を有するほぼ円柱形に形成されている。この円柱形の後半部分の内部に酸化触媒３３が内包されている。また、ケーシング３４の後半部分には排気通路１２Ｄが接続されている。なお、以下の説明において、排気通路１２のうちＤＯＣ装置３０より上流側を排気通路１２Ｕ、下流側を排気通路１２Ｄと記載することがある。このような形状により、排気通路１２Ｕからケーシング３４に流入した排気Ｇは、ケーシング３４の円錐部分の側面に沿って広がり、好適に酸化触媒３３と接触する。これにより、排気Ｇ中の一酸化窒素が酸化触媒３３の酸化触媒作用により二酸化窒素に変化する。このようにして二酸化窒素を多く含む排気Ｇが排気通路１２Ｄから流出する。

【0020】

酸化触媒３３の入口部分、すなわちケーシング３４の前半部分と後半部分との接続部分付近には、温度センサＴＳが設けられる。この温度センサＴＳは、例えばセンサ部分がケーシング３４の内部に突出するように設けられたサーミスタである。温度センサＴＳは制御装置２１に接続されており、制御装置２１は温度センサＴＳにより酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度を取得することができる。

【0021】

ケーシング３４は、ヒートプロテクタ３５に覆われている。ヒートプロテクタ３５は、金属製（例えば加工性に優れるＳＵＳ４３０等のステンレス材）の板で形成される。ヒートプロテクタ３５は後述するように開閉可能に構成されるが、閉じた状態では、図２に示すように、上記説明したケーシング３４と同様の形状（すなわち前半部分の円錐形と、後半部分の円柱形とを組み合わせた形状）を有する。

【0022】

ヒートプロテクタ３５は、酸化触媒３３およびケーシング３４を保温するため、および、ＤＯＣ装置３０周辺に存在する物体（例えばディーゼルエンジンシステム１が搭載された車両の構成部品）を排気Ｇの熱から防護するために設けられる部材である。すなわち、ヒートプロテクタ３５によって、酸化触媒３３を通過する排気Ｇがおよび酸化触媒３３が保温されるとともに、ＤＯＣ装置３０の周辺に存在する物体が高温の酸化触媒３３の放射熱から防護される。

【0023】

ヒートプロテクタ３５は、後述するアクチュエータ３７および移動部材３８によって開閉可能に構成されている。図３Ａおよび図３Ｂはヒートプロテクタ３５が開閉する様子について例示した図である。図３Ａはヒートプロテクタ３５が閉まった状態を示す斜視図であり、図３Ｂはヒートプロテクタ３５が開いた状態を示す斜視図である。なお、図３Ａおよび図３Ｂにおいては、開閉機構３１については図示を省略している。

【0024】

図３Ａおよび図３Ｂに示すように、ヒートプロテクタ３５は、複数のヒートプロテクタ片３５１によって構成されている。複数のヒートプロテクタ片３５１のそれぞれは同じ形状を有し、閉じた状態において複数のヒートプロテクタ片３５１が互いに隣接するように円周状に隙間なく配置されることでヒートプロテクタ３５が構成されている。このようにヒートプロテクタ３５は複数のヒートプロテクタ片３５１が隙間なく配置されることで構成されているので、ヒートプロテクタ３５が閉じた状態において、ヒートプロテクタ３５の内部に収納されたケーシング３４が外気に触れることはない。

【0025】

図３Ｂに示すように、ヒートプロテクタ片３５１は、それぞれが最後部（最も下流側）において蝶番部材３５２により回動可能にケーシング３４に固定されている。すなわち、複数のヒートプロテクタ片３５１のそれぞれは、この蝶番部材３５２を支点として開閉する。なお、図３Ｂにおいては、紙面手前側のヒートプロテクタ片３５１のみが開いた様子を示しているが、実際には紙面奥側にもヒートプロテクタ片３５１が存在し、手前側と同様に開くことになる。

【0026】

図４Ａおよび図４Ｂは、ヒートプロテクタ３５の開閉が行われる仕組みについて説明するための図である。図４Ａおよび図４Ｂでは、図２と同様にＤＯＣ装置３０の断面図が示されている。図４Ａはヒートプロテクタ３５が閉まった状態を示す断面概略図であり、図４Ｂはヒートプロテクタ３５が開いた状態を示す断面概略図である。なお、図４Ａおよび図４Ｂにおいては温度センサＴＳおよび蝶番部材３５２の図示を省略している。

【0027】

図２に示す開閉機構３１は、図４Ａおよび図４Ｂに示す開閉バルブ３６、アクチュエータ３７、負圧室３７１、駆動部材３７２、移動部材３８、接続部材３９により構成される。

【0028】

開閉バルブ３６は例えばＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）等のバルブであり、制御装置２１の制御に基づいてアクチュエータ３７の負圧室３７１の接続先を大気と真空ポンプ１４との間で切り替える。

【0029】

アクチュエータ３７は、例えば負圧式ダイアフラムであって、負圧室３７１を有し、真空ポンプ１４によって負圧室３７１が負圧となることで駆動部材３７２を駆動させる。アクチュエータ３７が駆動部材３７２を駆動させる方向は、図４Ａおよび図４Ｂにおける左右方向、すなわち排気通路１２と平行な方向である。アクチュエータ３７は、負圧室３７１が負圧となると、駆動部材３７２を下流側（図４Ａおよび図４Ｂにおける右方向）へ向かって駆動させる（図４Ｂに対応）。一方、アクチュエータ３７は、負圧室３７１が大気圧となると、駆動部材３７２を上流側（図４Ａおよび図４Ｂにおける左方向）へ向かって駆動させる（図４Ａに対応）。なお、アクチュエータ３７によって駆動部材３７２が駆動可能な範囲（以下、駆動可能範囲と称する）は予め決まっており、図４Ａは駆動部材３７２が駆動可能範囲において最も上流側へ駆動された状態に、図４Ｂは駆動部材３７２が駆動可能範囲において最も下流側へ駆動された状態に、それぞれ対応している。

【0030】

駆動部材３７２のアクチュエータ３７とは反対側の端部には、移動部材３８が接続されている。アクチュエータ３７により駆動部材３７２が上流側あるいは下流側へ向かって駆動されると、移動部材３８も上流側あるいは下流側へ向かって移動する。すなわち、移動部材３８は、排気通路１２およびケーシング３４に対して平行移動する。

【0031】

図４Ａおよび図４Ｂにおいては一部のみ図示しているが、移動部材３８とヒートプロテクタ３５のヒートプロテクタ片３５１のそれぞれとは複数の接続部材３９を介して接続されており、各ヒートプロテクタ片３５１が移動部材３８の移動に伴って開閉される。移動部材３８は、例えば直径がヒートプロテクタ３５の閉じた状態より大きい円筒形状を有し、その円筒の内部には排気通路１２が配置される。図４Ａおよび図４Ｂでは図示していないが、移動部材３８が上流側に移動したとき、その円筒の内部にはヒートプロテクタ３５が存在してもよいし、移動部材が下流側に移動したときには、その円筒に内部にフィルタ４０が存在してもよい。

【0032】

以上をまとめると、以下のようになる。制御装置２１により開閉バルブ３６が大気側に切り替えられると、アクチュエータ３７の負圧室３７１内が大気圧となり、駆動部材３７２および移動部材３８は駆動可能範囲において最も上流側へ移動した状態となる。この状態では、各ヒートプロテクタ片３５１が接続部材３９による引っ張り力を受けず、図４Ａに示すようにヒートプロテクタ３５が閉じる。一方、開閉バルブ３６が真空ポンプ１４側へ切り替えられると、アクチュエータ３７の負圧室３７１内が負圧となり、駆動部材３７２および移動部材３８は駆動可能範囲において最も下流側へ移動した状態となる。この状態では、各ヒートプロテクタ片３５１が接続部材３９による引っ張り力を受け、図４Ｂに示すようにヒートプロテクタ３５が開く。

【0033】

このようにして、制御装置２１が開閉バルブ３６を切り替えることにより、ヒートプロテクタ３５の開閉が行われる。なお、図４Ａおよび図４Ｂでは簡単のため、一部のヒートプロテクタ片３５１のみの開閉を図示しているが、実際には図３Ａおよび図３Ｂに示すように全てのヒートプロテクタ片３５１の開閉が同時に行われる。

【0034】

ヒートプロテクタ３５が開かれると、ケーシング３４が外気に曝される。ケーシング３４が外気に曝された状態では、曝されていない状態（ヒートプロテクタ３５が閉じた状態）と比較してケーシング３４の表面からの放熱率が大幅に上昇し、ケーシング３４に内包された酸化触媒３３を通過する排気Ｇおよび酸化触媒３３の温度が低減される。なお、本実施の形態において、図４Ｂに示すようにヒートプロテクタ３５が上流側に向かって開くように構成されているのは、排気通路１２の上流側は一般的に車両の前方に対応しており、車両の走行による走行風が開いた状態のヒートプロテクタ３５に流入しやすいからである。

【0035】

このように、制御装置２１は、開閉機構３１を制御してヒートプロテクタ３５を開閉することにより、酸化触媒３３を通過する排気Ｇおよび酸化触媒３３の温度を調整することができる。以下では、制御装置２１による排気Ｇの温度調整制御の詳細について説明する。

【0036】

図５は、制御装置２１による排気温度調整制御について説明するためのフローチャートである。

【0037】

ステップＳ１において、制御装置２１は、ディーゼルエンジンシステム１を搭載した車両が走行中であるか否かを判定する。走行中であるか否かの判定は、例えば制御装置２１が車両の速度センサ等を監視し、現在速度が０でないとき走行中であると判定し、現在速度が０であるとき走行中ではないと判定すればよい。あるいは、制御装置２１が走行中であるか否かを判定する基準値を、０ではない所定速度（例えば時速５ｋｍ／ｈ）等としてもよい。この場合、制御装置２１は、現在速度が所定速度以上であるとき走行中であると判定し、現在速度が所定速度未満であるとき走行中ではないと判定すればよい。

【0038】

ステップＳ１において走行中であると判定した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、制御装置２１は処理をステップＳ２に進め、そうでない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、ステップＳ５に進める。

【0039】

次に、ステップＳ２において、制御装置２１は、酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度を監視し、当該温度が所定の目標温度、例えば３００℃以上であるか否かを判定する。制御装置２１が監視する排気Ｇの温度は、温度センサＴＳにより取得される。

【0040】

なお、ステップＳ２の判定の基準となる所定の目標温度は、酸化触媒において二酸化窒素を効率的に生成できる温度（一般的には３００℃～４００℃）に基づいて定められた値である。なお、本実施の形態では目標温度を３００℃に設定するとしたが、本開示はこれに限定されず、目標温度は３００℃～４００℃の間で適宜設定されればよい。

【0041】

ステップＳ２において排気Ｇが３００℃以上であると判定した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、制御装置２１は処理をステップＳ３に進め、そうでない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、処理をステップＳ５に進める。

【0042】

ステップＳ３において、制御装置２１は、フィルタ４０が強制再生処理中であるか否かを判定する。フィルタ４０の強制再生処理とは、排気Ｇを高温（例えば６００℃以上）とすることで、フィルタ４０に捕集されたＰＭを燃焼させてフィルタ４０の目詰まりを防止・解消する処理である。制御装置２１は、メイン噴射より後の時期に気筒１１に対して燃料を噴射するポスト噴射制御をディーゼルエンジン１０に対して実行し、排気Ｇの温度を強制的に上昇させることでフィルタ４０の強制再生処理を行う。

【0043】

ステップＳ３において、フィルタ４０の強制再生処理を実行中である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、制御装置２１は処理をステップＳ５に進め、そうでない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、処理をステップＳ４に進める。

【0044】

以上をまとめると、以下のようになる。制御装置２１は、ディーゼルエンジンシステム１を搭載した車両が走行中、かつ酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度が目標温度である３００℃以上、かつフィルタ４０の強制再生処理中ではない場合、処理をステップＳ４に進める。一方、制御装置２１は、車両が走行中ではない、または酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度が３００℃未満、またはフィルタ４０の強制再生処理中である場合、処理をステップＳ５に進める。

【0045】

ディーゼルエンジンシステム１を搭載した車両が走行中、かつ酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度が３００℃以上、かつフィルタ４０の強制再生処理中ではない場合、ステップＳ４において、制御装置２１は開閉機構３１を制御して、ヒートプロテクタ３５を開かせる。そうすると、上記説明したように、開かれたヒートプロテクタ３５の隙間から走行風が吹き込み、ケーシング３４を介して酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度が徐々に低減される。

【0046】

車両が走行中ではない場合、または酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度が３００℃未満である場合、またはフィルタ４０の強制再生処理中である場合には、ステップＳ５において、制御装置２１は開閉機構を制御して、ヒートプロテクタ３５を閉じさせる。そうすると、ケーシング３４が外気に直接曝されなくなるため、酸化触媒３３に流入する排気Ｇの排気Ｇの温度が徐々に上昇する。

【0047】

なお、図５に示す排気温度調整制御においては、酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度を用いて判定を行っているが、これは、本開示において、酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度が、酸化触媒３３を通過する排気Ｇの温度、ひいては酸化触媒３３の温度とほぼ等しいと見なしているからである。

【0048】

図５には図示を省略するが、ステップＳ１～Ｓ５の温度調整制御は、所定時間毎に（例えば数ミリ秒～数秒程度のスパンで）繰り返される。このような制御により、酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度は、走行中かつフィルタ４０の強制再生処理中ではない場合は、目標温度近傍に保たれる。これにより、酸化触媒３３の温度も目標温度近傍に保たれ、酸化触媒３３において二酸化窒素が効率的に発生する。その結果、排気Ｇの温度調整制御を行わない場合と比較して、フィルタ４０に堆積するＰＭの量を低減させることができる。このため、フィルタ４０の強制再生処理の実行頻度を低減させることができるので、ディーゼルエンジンシステム１における燃費低減を図ることができる。

【0049】

そして、フィルタ４の強制再生処理中ではヒートプロテクタ３５が閉じられるので、ポスト噴射によって排気Ｇの温度を好適に上昇させることができる。このため、効率よくフィルタ４０の強制再生処理を行うことができる。

【0050】

また、車両が走行中ではない場合、すなわち例えば信号待ち、踏切等の一時停止中、路肩等への停車中、駐車場等における駐車中等においては、酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度およびフィルタ強制再生処理中であるか否かにかかわらず、ヒートプロテクタ３５が閉じられる。このような場合、ディーゼルエンジン１０は停止されるか、アイドリング回転等の低い回転数に保たれるので、酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度は徐々に低減していく。これにより、走行中ではない車両から多大な熱が放出され、車両周囲の事物に危険が及ぼされる事態を防止することができる。

【0051】

＜作用・効果＞
以上説明したように、本開示の実施の形態に係る排気浄化装置２０は、ディーゼルエンジン１０の排気通路１２に設けられた排気浄化装置２０であって、酸化触媒３３を内包するケーシング３４を覆うとともに開閉機構３１により開閉されるヒートプロテクタ３５を有するＤＯＣ装置（酸化触媒装置）３０と、酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度が所定の目標温度（例えば３００℃）以上であり、かつ、ＤＯＣ装置３０の下流側に設けられたＰＭ除去用のフィルタ４０が強制再生処理中ではない場合に、ヒートプロテクタ３５を開くように開閉機構３１を制御し、フィルタ４０が強制再生処理中である場合に、ヒートプロテクタ３５を閉じるように開閉機構３１を制御する制御装置２１と、を有する。

【0052】

このような構成により、酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度は、フィルタ４０の強制再生処理中ではない場合、酸化触媒３３において二酸化窒素が効率的に発生する温度である目標温度近傍に保たれる。これにより、排気Ｇの温度調整制御を行わない場合と比較して、酸化触媒３３において効率よく二酸化窒素が発生するので、フィルタ４０においてＰＭが好適に除去され、フィルタ４０に堆積するＰＭの量を低減させることができる。このため、フィルタ４０の強制再生処理の実行頻度を低減させることができるので、強制再生処理のためのポスト噴射の回数を低減でき、ディーゼルエンジンシステム１における燃費低減を図ることができる。

【0053】

また、フィルタ４０の強制再生処理中である場合には、酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度にかかわらずヒートプロテクタ３５が閉じられるので、ポスト噴射によって排気Ｇの温度を好適に上昇させることができる。これにより、排気Ｇの温度が強制再生処理に好適な温度（６００℃）まで速やかに上昇するので、効率よくフィルタ４０の強制再生処理を行うことができる。

【0054】

一方、本開示の実施の形態に係る排気浄化装置２０において、制御装置２１は、車両が走行中であるか否かを判定し、走行中ではないと判定した場合には酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度およびフィルタ強制再生処理中であるか否かにかかわらず、開閉機構３１を制御してヒートプロテクタ３５を閉じる。

【0055】

このような構成により、車両が走行中ではない場合、すなわち例えば信号待ち、踏切等の一時停止中、路肩等への停車中、駐車場等における駐車中等においては、排気Ｇの温度が所定の目標温度より高いか否か、およびフィルタ強制再生処理中であるか否かにかかわらず、ヒートプロテクタ３５が閉じられる。このような場合、ディーゼルエンジン１０は停止されるか、アイドリング回転等の比較的低い回転数に保たれるので、排気Ｇの温度は徐々に低減していく。これにより、走行中ではない車両から多大な熱が放出され、車両周囲の事物に危険が及ぼされる事態を防止することができる。

【0056】

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素は任意に組み合わせてられてもよい。

【0057】

上述した実施の形態において、フィルタ４０の強制再生処理の方法としてポスト噴射を行う方法について説明したが、本開示はこれには限定されない。他の例として、例えば、排気通路１２のフィルタ４０よりも上流側に、排気中に燃料を噴射する排気管インジェクタを設け、制御装置２１が排気管インジェクタから燃料を噴射させることで排気温度をフィルタ強制再生温度以上に上昇させる方法を採用してもよい。

【0058】

上述した実施の形態において、ヒートプロテクタ３５は排気通路１２の上流側、すなわち車両の前方に向かって開く例について説明した。しかしながら、本開示はこれに限定されず、ヒートプロテクタ３５は、例えば車両の後方や側面方向等、他の方向に向かって開くようにしてもよい。

【0059】

また、上述した実施の形態において、排気温度調整処理において酸化触媒３３に流入する排気Ｇの温度を用いて判定を行ったが、本開示はこれに限定されない。例えば酸化触媒３３の温度を直接測定または推測等によって取得し、当該温度を用いて排気温度調整処理を行うようにしてもよい。酸化触媒３３の温度を取得する方法としては、例えば酸化触媒３３の入口の排気温度と出口の排気温度との差分に基づいて、酸化触媒３３の温度を推測する方法等が挙げられる。

【産業上の利用可能性】

【0060】

本開示は、排気ガスを浄化する排気浄化装置に有用である。

【符号の説明】

【0061】

１ ディーゼルエンジンシステム
１０ ディーゼルエンジン
１１ 気筒
１２ 排気通路
１２Ｄ 排気通路
１２Ｕ 排気通路
１４ 真空ポンプ
２０ 排気浄化装置
２１ 制御装置
３０ ＤＯＣ装置
３１ 開閉機構
３２ ＤＯＣ本体
３３ 酸化触媒
３４ ケーシング
３５ ヒートプロテクタ
３５１ ヒートプロテクタ片
３５２ 蝶番部材
３６ 開閉バルブ
３７ アクチュエータ
３７１ 負圧室
３７２ 駆動部材
３８ 移動部材
３９ 接続部材
ＴＳ 温度センサ
４０ フィルタ

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】