JP6214447B2 - Catalytic converter cooling mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、触媒コンバータの冷却機構、特に、触媒を内蔵し、排気導入口及び排気排出口を有する触媒コンバータの冷却機構に関する。 The present invention relates to a cooling mechanism for a catalytic converter, and more particularly, to a cooling mechanism for a catalytic converter that incorporates a catalyst and has an exhaust inlet and an exhaust outlet.
触媒コンバータは、一般的に、内燃機関から排出される排気ガスの排気通路に設けられ、触媒を内蔵する触媒担体に排気ガスを通過させることによって、排気ガス中の有害成分を浄化する装置である。 A catalytic converter is a device that is generally provided in an exhaust passage of exhaust gas discharged from an internal combustion engine, and purifies harmful components in the exhaust gas by passing the exhaust gas through a catalyst carrier containing a catalyst. .
このような触媒コンバータは、触媒温度を高温にして触媒機能を活性化させる必要があることから、内燃機関内の燃焼温度によって触媒温度を高温にすべく、内燃機関の近傍に配置されることがある。 Since such a catalytic converter needs to activate the catalytic function by increasing the catalyst temperature, it may be arranged in the vicinity of the internal combustion engine in order to increase the catalyst temperature according to the combustion temperature in the internal combustion engine. is there.
その一方で、触媒温度が過度に高温となると触媒が熱劣化することから、かかる場合には、触媒温度を低下させる必要がある。このような対策として、触媒を冷却して触媒温度を低下させることを目的とした技術が、種々提案されている。 On the other hand, when the catalyst temperature becomes excessively high, the catalyst is thermally deteriorated. In such a case, it is necessary to lower the catalyst temperature. As such countermeasures, various techniques for cooling the catalyst to lower the catalyst temperature have been proposed.
特許文献1には、走行風やラジエータファンからの冷却風で触媒コンバータを冷却する触媒コンバータの空冷機構が開示されている。 Patent Document 1 discloses an air cooling mechanism for a catalytic converter that cools the catalytic converter with running air or cooling air from a radiator fan.
この触媒コンバータの空冷機構は、触媒コンバータの外側に、その外側の一部を覆う外側管が形成され、この外側管と触媒コンバータの外側との間の空間に冷却風を導入する冷却風導入手段、及び冷却風導入手段を制御する制御手段を備え、冷却風導入手段が走行風やラジエータファンからの冷却風を空間に導入して、触媒コンバータを介して触媒を冷却している。 The air cooling mechanism of the catalytic converter is formed with an outer pipe that covers a part of the outer side of the catalytic converter and introduces cooling air into a space between the outer pipe and the outer side of the catalytic converter. , And control means for controlling the cooling air introduction means. The cooling air introduction means introduces cooling air from the running air and the radiator fan into the space to cool the catalyst via the catalytic converter.
ところで、例えば、点火装置の不具合による失火によって、多量の未燃焼ガスが触媒コンバータ内に流入したり、急坂の登坂時において導入される走行風が減少したりすることによって、触媒温度が高温になることがある。 By the way, for example, due to misfire due to a malfunction of the ignition device, a large amount of unburned gas flows into the catalytic converter, or the traveling wind introduced at the time of climbing a steep slope decreases, so that the catalyst temperature becomes high. Sometimes.
かかる場合には、触媒を冷却する必要があるところ、上記特許文献1のような空冷機構によっては、内燃機関の低負荷時及び高負荷時といった広範な運転域において、触媒温度を適切に制御することができないことから、触媒温度が過度に上昇した場合において、触媒温度を効率的に低下させることができないことが懸念される。 In such a case, it is necessary to cool the catalyst. However, depending on the air cooling mechanism as described in Patent Document 1, the catalyst temperature is appropriately controlled in a wide operating range such as when the internal combustion engine is under low load and when under high load. Therefore, when the catalyst temperature rises excessively, there is a concern that the catalyst temperature cannot be lowered efficiently.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、触媒温度を効率的に低下させて触媒の熱劣化を抑制することができる触媒コンバータの冷却機構を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a cooling mechanism for a catalytic converter that can efficiently reduce the catalyst temperature and suppress the thermal deterioration of the catalyst.
上記課題を解決するための請求項1に記載の発明による触媒コンバータの冷却機構は、触媒を内蔵し、排気導入口及び排気排出口を有する触媒ケースを備えた触媒コンバータを冷却する触媒コンバータの冷却機構において、前記触媒コンバータは、前記触媒ケースの外表面と間隙を介して該触媒ケースの一部または全部を覆う冷却液ケースを備え、冷却源と、該冷却源からの冷却液を前記間隙に供給する供給路と、該供給路に設けられて前記冷却源と前記間隙との間を連通または遮断する第1弁と、前記間隙に供給された前記冷却液を前記冷却源に供給する回収路と、該回収路に設けられて前記間隙と前記冷却源との間を連通または遮断する第2弁と、予め設定された前記触媒の触媒温度に基づいて前記第1弁及び前記第2弁を開閉する制御部と、を備え、該制御部は、予め設定された前記触媒温度に該触媒温度が上昇した際に前記第1弁及び第2弁を共に開放するとともに、予め設定された前記触媒温度よりも該触媒温度が低下した際に前記第1弁を閉鎖し、該第1弁を閉鎖したしかる後に前記第2弁を閉鎖することを特徴とする。 The cooling mechanism for a catalytic converter according to the first aspect of the present invention for solving the above-described problem is a cooling of a catalytic converter that cools a catalytic converter that includes a catalyst and includes a catalyst case having an exhaust inlet and an exhaust outlet. In the mechanism, the catalytic converter includes a cooling liquid case that covers a part or the whole of the catalyst case via a gap with an outer surface of the catalyst case, and a cooling source and cooling liquid from the cooling source are supplied to the gap. A supply path to be supplied; a first valve provided in the supply path for communicating or blocking between the cooling source and the gap; and a recovery path for supplying the coolant supplied to the gap to the cooling source. A second valve provided in the recovery path for communicating or blocking between the gap and the cooling source, and the first valve and the second valve based on a preset catalyst temperature of the catalyst. Control to open and close The controller is configured to open both the first valve and the second valve when the catalyst temperature rises to a preset catalyst temperature, and to set the catalyst temperature above the preset catalyst temperature. The first valve is closed when the catalyst temperature is lowered, and the second valve is closed after the first valve is closed.
この構成によれば、予め設定された触媒温度に基づいて、制御部によって第1弁が開放されて供給路を介して触媒コンバータの間隙に冷却液が供給されるとともに、制御部によって第2弁が開放されて触媒コンバータの間隙に供給された冷却液が冷却源に再び供給される。 According to this configuration, the first valve is opened by the control unit based on the preset catalyst temperature, and the coolant is supplied to the gap of the catalytic converter via the supply path, and the second valve is supplied by the control unit. Is released and the coolant supplied to the gap of the catalytic converter is supplied again to the cooling source.
冷却液が触媒コンバータの間隙に供給されることによって、触媒が冷却されるとともに、触媒を冷却した冷却液は、回収路を介して冷却源に再び供給される。 By supplying the cooling liquid to the gap of the catalytic converter, the catalyst is cooled, and the cooling liquid that has cooled the catalyst is supplied again to the cooling source through the recovery path.
このように、冷却源からの冷却液の供給及び冷却源への冷却液の再度の供給が繰り返される工程において触媒が冷却されることから、触媒温度を効率的に低下させることができ、触媒の熱劣化を防止することができる。 As described above, since the catalyst is cooled in the process of repeatedly supplying the coolant from the cooling source and supplying the coolant again to the cooling source, the catalyst temperature can be efficiently reduced. Thermal degradation can be prevented.
一方、触媒温度が予め設定された触媒温度よりも低下した際には、制御部によって第1弁が閉鎖され、第1弁が閉鎖されたしかる後に、制御部によって第2弁が閉鎖されることから、触媒コンバータの間隙に供給されて触媒を冷却することにより加熱されて水蒸気化した冷却液が、間隙内に密閉状態で封じ込められる。 On the other hand, when the catalyst temperature is lower than the preset catalyst temperature, the first valve is closed by the control unit, and the second valve is closed by the control unit after the first valve is closed. Then, the coolant that is heated and steamed by being supplied to the gap of the catalytic converter and cooling the catalyst is sealed in the gap in a sealed state.
これにより、水蒸気化した冷却液によって触媒の放熱が抑制されることから、例えば、内燃機関が冷態状態で再始動した場合であっても、液相状態の冷却液によって暖機が妨げられることがない。従って、触媒機能が早期に活性化された状態で車両を走行させることができる。 As a result, the heat dissipation of the catalyst is suppressed by the steamed coolant, so that, for example, even when the internal combustion engine is restarted in a cold state, warm-up is hindered by the liquid phase coolant. There is no. Therefore, the vehicle can be driven in a state where the catalytic function is activated early.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の触媒コンバータの冷却機構において、前記冷却源は、車両の内燃機関の熱を放熱する放熱器であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the cooling mechanism for the catalytic converter according to the first aspect, the cooling source is a heat radiator that radiates heat of the internal combustion engine of the vehicle.
この構成によれば、内燃機関の熱を放熱する放熱器が触媒コンバータの冷却源として用いられることから、放熱器で冷却された冷却液によって触媒コンバータの触媒が冷却される一方、触媒の冷却によって加熱された冷却液によって、内燃機関が暖機される。 According to this configuration, since the radiator that radiates the heat of the internal combustion engine is used as the cooling source of the catalytic converter, the catalyst of the catalytic converter is cooled by the cooling liquid cooled by the radiator, while the cooling of the catalyst The internal combustion engine is warmed up by the heated coolant.
従って、冷却要求に応じて触媒が冷却されるとともに、内燃機関が過冷却されている場合においては、内燃機関が暖機されることから、車両の良好な走行状態が確保される。 Accordingly, when the catalyst is cooled according to the cooling request and the internal combustion engine is supercooled, the internal combustion engine is warmed up, so that a good running state of the vehicle is ensured.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の触媒コンバータの冷却機構において、前記冷却源は、車両の変速装置に設けられて該変速装置の熱と熱交換を行う熱交換器であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the cooling mechanism for the catalytic converter according to the first aspect, the cooling source is a heat exchanger that is provided in a transmission of a vehicle and exchanges heat with the heat of the transmission. It is characterized by that.
この構成によれば、変速装置に設けられた熱交換器が触媒コンバータの冷却源として用いられることから、熱交換器で冷却された冷却液によって触媒コンバータの触媒が冷却される一方、触媒の冷却によって加熱された冷却液によって、変速装置が暖機される。 According to this configuration, since the heat exchanger provided in the transmission is used as a cooling source for the catalytic converter, the catalyst of the catalytic converter is cooled by the coolant cooled by the heat exchanger, while the cooling of the catalyst is performed. The transmission is warmed up by the coolant heated by.
従って、冷却要求に応じて触媒が冷却されるとともに、変速装置が過冷却されている場合においては、変速装置が暖機されることから、車両の良好な走行状態が確保される。 Therefore, when the catalyst is cooled in response to the cooling request and the transmission is supercooled, the transmission is warmed up, so that a good running state of the vehicle is ensured.
この発明によれば、触媒温度に基づいて、制御部によって第1弁が開放されて供給路を介して触媒コンバータの間隙に冷却液が供給されるとともに、制御部によって第2弁が開放されて触媒コンバータの間隙に供給された冷却液が冷却源に再び供給される。 According to the present invention, based on the catalyst temperature, the control unit opens the first valve and supplies the coolant to the gap of the catalytic converter through the supply path, and the control unit opens the second valve. The coolant supplied to the gap of the catalytic converter is supplied again to the cooling source.
このように、冷却源からの冷却液の供給及び冷却源への冷却液の再度の供給が繰り返される工程において、冷却要求に応じて触媒が冷却される。従って、触媒温度を効率的に低下させて触媒の熱劣化を防止することができることから、車両の良好な走行状態が確保される。 As described above, in the process of repeatedly supplying the coolant from the cooling source and supplying the coolant again to the cooling source, the catalyst is cooled according to the cooling request. Therefore, since the catalyst temperature can be efficiently lowered to prevent thermal deterioration of the catalyst, a good running state of the vehicle is ensured.
一方、第1弁の閉鎖及びこれに続く第2弁の閉鎖によって、触媒コンバータの間隙に供給されて触媒を冷却することにより加熱されて水蒸気化した冷却液が、間隙内に密閉状態で封じ込められる。 On the other hand, when the first valve is closed and the second valve is subsequently closed, the cooling liquid supplied to the gap of the catalytic converter and heated and vaporized by cooling the catalyst is sealed in the gap in a sealed state. .
これにより、水蒸気化した冷却液によって触媒の放熱が抑制されることから、例えば、内燃機関が冷態状態で再始動した場合であっても、触媒温度を良好に上昇させることができる。従って、触媒機能が早期に活性化された状態で、車両を走行させることができる。 Thereby, since the heat radiation of the catalyst is suppressed by the steamed coolant, for example, even when the internal combustion engine is restarted in a cold state, the catalyst temperature can be increased satisfactorily. Therefore, the vehicle can be run with the catalyst function activated at an early stage.
次に、本発明の各実施の形態について、図1〜図4に基づいて説明する。なお、実施の形態では、触媒コンバータが、車両の内燃機関の排気系に配設される触媒コンバータである場合を例として説明する。 Next, each embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the embodiment, a case where the catalytic converter is a catalytic converter disposed in an exhaust system of an internal combustion engine of a vehicle will be described as an example.
(第1実施の形態)
本発明の第1実施の形態について、図1〜図3に基づいて説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本実施の形態に係る触媒コンバータの冷却機構の概略を説明する図である。図示のように、触媒コンバータの冷却機構1は、冷却対象となる触媒コンバータ10、及びこの触媒コンバータ10を冷却する冷却回路20を備える。
FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of the cooling mechanism of the catalytic converter according to the present embodiment. As illustrated, the catalytic converter cooling mechanism 1 includes a
触媒コンバータ10は、触媒ケース11、触媒ケース11に収容される触媒担体12、及び触媒ケース11の全部を覆う冷却液ケース13を備える。
The
触媒ケース11は、矢線Uで示す触媒ケース11の上流側に向かって突出して開口する排気導入口である排気ガス導入口11b、及び矢線Dで示す下流側に向かって突出して開口する排気排出口である排気ガス排出口11cを有する略円筒状に形成されている。
The
触媒担体12は、触媒ケース11の内表面に嵌合して触媒ケース11内に収容される円柱状に形成され、上流側Uから下流側Dに亘って連続する隔壁によって区画されたセル12aを有するハニカム状に形成される。この触媒担体12には、例えばPt、Pd、Rh等の触媒が内蔵される。
The
冷却液ケース13は、触媒ケース11の外表面11aと間隙Sを介して触媒ケース11の全部を覆う略円筒状に形成される。
The
冷却回路20は、冷却源である冷却装置21、車両の内燃機関であるエンジン30の熱を放熱する放熱器であって冷却源となるラジエータ装置31を備える。
The
冷却装置21は、冷却液(クーラント)を、グリルを介して車両内に導入される走行風W1によって冷却する装置である。
The
一方、ラジエータ装置31は、冷却液(クーラント)を、グリルを介して車両内に導入される走行風W2によって冷却し、この冷却液でエンジン30を冷却する装置であり、本実施の形態では、触媒コンバータ10に供給される冷却液の冷却源として、冷却装置21と選択的に用いられる。
On the other hand, the
ラジエータ装置31の冷却液は、本実施の形態では、電磁式のウォータポンプ32によって、エンジン30のウォータジャケットに供給されて、エンジン30が冷却される。
In the present embodiment, the coolant of the
さらに、冷却回路20は、冷却装置21あるいはラジエータ装置31からの冷却液を触媒ケース11と冷却液ケース13との間隙Sに供給する供給路22、及び間隙Sに供給された冷却液を冷却装置21あるいはラジエータ装置31に供給する回収路25を備える。
Further, the cooling
供給路22は、冷却装置21と触媒コンバータ10の排気ガス導入口11b側における間隙Sとの間の主供給路22A、及びラジエータ装置31と主供給路22Aとの間の副供給路22Bを備える。
The
供給路22の主供給路22Aには、電磁式のウォータポンプ23、及び冷却装置21と間隙Sとの間を開閉によって連通または遮断する第1弁24が、冷却装置21から触媒コンバータ10の間隙Sに向かって順に配設されている。
The
副供給路22Bは、ラジエータ装置31から、主供給路22Aにおける冷却装置21とウォータポンプ23との間に亘って配設され、ラジエータ装置31からの冷却液を主供給路22Aに流入させる。
The
回収路25は、触媒コンバータ10の排気ガス排出口11c側における間隙Sと冷却装置21との間の主回収路25Aを備える。
The
主回収路25Aには、間隙Sと冷却装置21との間を開閉によって連通または遮断する第2弁26、冷却液を液相と気相とに分離する気液分離タンク27、及び冷却液の回収経路を冷却装置21とラジエータ装置31とに選択的に切り替える三方弁28が、触媒コンバータ10の間隙Sから冷却装置21に向かって順に配設されている。
The
一方、回収路25は、三方弁28とラジエータ装置31との間に配設される副回収路25Bを備え、三方弁28によって冷却液の回収経路がラジエータ装置31側に切り替えられている際に、間隙Sに供給された冷却液が副回収路25Bを介してラジエータ装置31に回収される。
On the other hand, the
上記構成の冷却回路20では、触媒コンバータ10への冷却液の供給及び触媒コンバータ10からの冷却液の回収が、第1弁24及び第2弁26の開閉によって実行されるとともに、冷却装置21あるいはラジエータ装置31への冷却液の選択的な回収経路が三方弁28によって切り替えられる。
In the
これら第1弁24及び第2弁26の開閉制御、及び第3弁28の切替制御は、冷却回路20に設けられた制御部40によって制御される。
The opening / closing control of the
この制御部40には、予め設定された触媒温度に基づいて、第1弁24及び第2弁26の開閉を制御するとともに、予め設定された触媒温度及びエンジン30の運転状態に基づいて三方弁28の切替を制御する制御プログラムが格納されている。
The
触媒温度は、本実施の形態では、例えば、触媒コンバータ10に設けられた図示しない温度センサによって検知され、エンジン30の運転状況は、例えば、エンジン30の回転数に基づいて把握される。
In the present embodiment, the catalyst temperature is detected by, for example, a temperature sensor (not shown) provided in the
次に、本実施の形態に係る冷却回路20による触媒コンバータ10の冷却工程について説明する。
Next, the cooling process of the
例えば、車両の走行開始時において、温度センサが検知した触媒温度が予め設定された触媒温度以下である場合は、第1弁24及び第2弁26が閉鎖される。
For example, when the vehicle temperature starts and the catalyst temperature detected by the temperature sensor is equal to or lower than a preset catalyst temperature, the
この状態において、エンジン30の燃焼温度によって触媒温度が上昇する。このとき、第1弁24及び第2弁26は閉鎖されていることから、触媒コンバータ10の間隙Sが密閉される。これにより、触媒の放熱が抑制されて、触媒機能の活性化が促進される。
In this state, the catalyst temperature rises due to the combustion temperature of the
次に、例えば、点火装置の不具合による失火によって、未燃焼ガスが触媒コンバータ10内に流入した場合や、急坂の登坂時において導入される走行風が減少する場合には、触媒温度が過度に上昇する。
Next, for example, when unburned gas flows into the
触媒温度の過度の上昇によって、温度センサが予め設定された触媒温度を検知すると、図1で示すように、制御部40によって、第1弁24及び第2弁26が開放される。
When the temperature sensor detects a preset catalyst temperature due to an excessive increase in the catalyst temperature, the
一方、この場合において、例えば、エンジン30の回転数に基づいて、車両の走行によってエンジン30が暖機されている通常の運転状態であると把握される場合は、制御部40によって三方弁28が切り替えられて、冷却液を冷却装置21に供給するように回収経路が選択される。
On the other hand, in this case, for example, when it is determined that the
第1弁24の開放によって、冷却装置21で冷却された冷却液が、ウォータポンプ23によって、触媒コンバータ10の触媒ケース11と冷却液ケース13との間隙Sに、主供給路22Aを介して供給される。
When the
間隙S内に供給された冷却液は、触媒ケース11を介して触媒担体12に内蔵された触媒を冷却し、触媒温度を低下させる。間隙Sに供給された冷却液は、触媒コンバータ10の上流側Uから下流側Dに向かって流下する。
The coolant supplied into the gap S cools the catalyst built in the
流下した冷却液は、第2弁26の開放によって、主回収路25Aを介して気液分離タンク27に流入し、液相と気相とに分離される。
The coolant that has flowed down flows into the gas-
液相に分離された冷却液は、回収経路が三方弁28によって冷却装置21側に切り替えられていることから、主回収路25Aを介して冷却装置21に供給され、冷却装置21において、グリルから導入される走行風W1によって再び冷却されて、主供給路22Aを介して触媒コンバータ10の間隙Sに供給される。
The cooling liquid separated into the liquid phase is supplied to the
次に、例えば、エンジン30の運転が停止した場合や、冷却液により触媒が冷却されて触媒温度が予め設定された触媒温度以下となった車両の通常走行時において、図2で示すように、制御部40によって第1弁24が閉鎖されて主供給路22Aが遮断されるとともに、ウォータポンプ23の稼働が停止し、冷却液の間隙Sへの供給が停止される。
Next, for example, when the operation of the
第1弁24の閉鎖前に触媒コンバータ10の間隙Sに供給された冷却液が触媒を冷却して水蒸気化する所定時間Tの経過後、制御部40によって第2弁26が閉鎖されて主回収路25Aが遮断され、冷却液の回収が停止される。
After the elapse of a predetermined time T in which the coolant supplied to the gap S of the
この所定時間Tは、第1弁24の閉鎖タイミングと第2弁26の閉鎖タイミングとの差分時間であって、本実施の形態では、第1弁24の閉鎖前に間隙Sに供給された冷却液が水蒸気化するのに要する時間として把握される。
The predetermined time T is a difference time between the closing timing of the
すなわち、温度センサが予め設定された触媒温度以下の触媒温度を検知した場合に、第1弁24が閉鎖され、第1弁24の閉鎖後の所定時間Tが経過したときに、冷却液が触媒を冷却することによって水蒸気化したと判断されて、第2弁26が閉鎖される。
That is, when the temperature sensor detects a catalyst temperature equal to or lower than a preset catalyst temperature, when the
第1弁24の閉鎖及びこれに続く第2弁26の閉鎖によって、水蒸気化した冷却液が、触媒コンバータ10における触媒ケース11と冷却液ケース13との間隙S内に密閉状態で封じ込められることから、水蒸気化した冷却液によって触媒の放熱が抑制される。
Since the
次に、例えば、触媒温度の上昇によって、温度センサが予め設定された触媒温度を検知すると、図3で示すように、制御部40によって、第1弁24及び第2弁26が開放される。
Next, for example, when the temperature sensor detects a preset catalyst temperature due to an increase in the catalyst temperature, the
一方、この場合において、例えば、エンジン30の回転数に基づいて、車両の高速走行による走行風の導入によりエンジン30が過冷却されていると把握される場合は、制御装置40によって三方弁28が切り替えられて、冷却液をラジエータ装置31に供給するように回収経路が選択される。
On the other hand, in this case, for example, when it is determined that the
第1弁24の開放によって、ラジエータ装置31で冷却された冷却液が、副供給路22Bから主供給路22Aに流入し、この主供給路22Aを介して触媒コンバータ10の触媒ケース11と冷却液ケース13との間隙Sに、ウォータポンプ23によって冷却液が供給される。
When the
間隙S内に供給された冷却液は、触媒ケース11を介して触媒担体12に内蔵された触媒を冷却し、触媒温度を低下させるとともに、触媒の熱によって加熱される。間隙Sに供給された冷却液は、触媒コンバータ10の上流側Uから下流側Dに向かって流下する。
The coolant supplied in the gap S cools the catalyst built in the
加熱された冷却液は、第2弁26の開放によって、主回収路25Aを介して気液分離タンク27に流入し、液相と気相とに分離される。
The heated coolant flows into the gas-
液相に分離された冷却液は、三方弁28によって、ラジエータ装置31側に回収経路が切り替えられていることから、副回収路25Bを介してエンジン30のウォータジャケットに流入してエンジン30内を循環する。
The coolant separated into the liquid phase is switched to the
ウォータジャケットに流入した冷却液は加熱されて高温となっていることから、この冷却液がエンジン30内を循環することによって、過冷却状態のエンジン30が暖機される。
Since the coolant flowing into the water jacket is heated to a high temperature, the
エンジン30を暖機した冷却液は、ウォータポンプ32によってラジエータ装置31に供給され、ラジエータ装置31において、グリルから導入される走行風W2によって再び冷却されて、副供給路22Bを介して触媒コンバータ10の間隙Sに供給される。
The coolant that warms up the
上記構成の触媒コンバータ10の冷却機構1では、触媒温度が上昇して、温度センサが予め設定された触媒温度を検知すると、制御部40によって第1弁24が開放されて主供給路22Aを介して触媒コンバータ10の間隙Sに冷却液が供給されて、触媒が冷却される。
In the cooling mechanism 1 of the
触媒を冷却した冷却液は、制御部40によって第2弁26が開放されることから、回収路25を介して冷却装置21あるいはラジエータ装置31に供給されて再び冷却され、再度、触媒の冷却に供される。
Since the
このように、冷却及び再冷却の工程が繰り返されることにより、触媒ケース11を介して触媒担体12に内蔵された触媒を冷却液が冷却することから、触媒温度を効率的に低下させることができ、触媒の熱劣化を防止することができる。
As described above, by repeating the cooling and re-cooling steps, the cooling liquid cools the catalyst built in the
冷却装置21と選択的に、ラジエータ装置31が触媒コンバータ10の冷却源として用いられる場合は、ラジエータ装置31で冷却された冷却液によって触媒コンバータ10の触媒が冷却される一方、触媒の冷却によって加熱された冷却液によって、エンジン30が暖機される。
When the
従って、冷却要求に応じて触媒が冷却されるとともに、例えば、車両の高速走行によりエンジン30が過冷却されている場合において、エンジン30が暖機されることから、車両の良好な走行状態が確保される。
Therefore, the catalyst is cooled according to the cooling request, and, for example, when the
一方、例えば、エンジン30の運転が停止した場合等において、触媒温度が予め設定された温度以下の場合は、制御部40によって第1弁24が閉鎖され、所定時間Tの経過後、制御部40によって第2弁26が閉鎖される。
On the other hand, for example, when the operation of the
これにより、触媒を冷却することにより触媒によって加熱された冷却液は水蒸気化し、水蒸気化した冷却液が間隙S内に密閉状態で封じ込められることから、水蒸気化した冷却液によって触媒の放熱が抑制される。 As a result, the cooling liquid heated by the catalyst by cooling the catalyst is vaporized, and the vaporized cooling liquid is sealed in the gap S in a sealed state, so that the heat dissipation of the catalyst is suppressed by the vaporized cooling liquid. The
従って、エンジン30の再始動の直後から、触媒温度が良好に上昇することから、触媒機能が活性化された状態で車両を走行させることができる。
Therefore, since the catalyst temperature rises favorably immediately after the
(第2実施の形態)
次に、本発明の第2実施の形態について、図4に基づいて説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
なお、本実施の形態において、第1実施の形態と異なる冷却源の構成のみを説明することとし、その余の構成は第1実施の形態と同様であることから、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。 In the present embodiment, only the configuration of the cooling source different from that of the first embodiment will be described, and the rest of the configuration is the same as that of the first embodiment. Detailed description thereof is omitted.
図示のように、本実施の形態では、冷却回路20において、車両の変速装置50に設けられて変速装置50の熱と熱交換を行う熱交換器51が、冷却源として用いられる。
As shown in the figure, in the present embodiment, in the
この熱交換器51は、冷却液(クーラント)を、グリルを介して車両内に導入される走行風によって冷却し、この冷却液で変速装置50を冷却する装置であり、本実施の形態では、触媒コンバータ10に供給される冷却液の冷却源として、冷却装置21と選択的に用いられる。
The
熱交換器51の冷却液は、本実施の形態では、電磁式のウォータポンプ52によって、変速装置50のウォータジャケットに供給されて、変速装置50が冷却される。
In the present embodiment, the coolant of the
次に、本実施の形態に係る冷却回路20による触媒コンバータ10の冷却工程について説明する。
Next, the cooling process of the
例えば、触媒温度の上昇によって、温度センサが予め設定された触媒温度を検知すると、制御部40によって、第1弁24及び第2弁26が開放される。
For example, when the temperature sensor detects a preset catalyst temperature due to an increase in the catalyst temperature, the
一方、この場合において、例えば、変速装置50の回転数に基づいて、車両の高速走行による走行風の導入により変速装置50が過冷却されていると把握される場合は、制御部40によって三方弁28が切り替えられて、冷却液を熱交換器51に供給するように回収経路が選択される。
On the other hand, in this case, for example, when it is determined that the
第1弁24の開放によって、熱交換器51で冷却された冷却液が副供給路22Bから主供給路22Aに流入し、ウォータポンプ23によって、触媒コンバータ10の触媒ケース11と冷却液ケース13との間隙Sに、主供給路22Aを介して供給される。
When the
間隙S内に供給された冷却液は、触媒ケース11を介して触媒担体12に内蔵された触媒を冷却し、触媒温度を低下させるとともに、触媒の熱によって加熱される。間隙Sに供給された冷却液は、触媒コンバータ10の上流側Uから下流側Dに向かって流下する。
The coolant supplied in the gap S cools the catalyst built in the
加熱された冷却液は、第2弁26の開放によって、主回収路25Aを介して気液分離タンク27に流入し、液相と気相とに分離される。
The heated coolant flows into the gas-
液相に分離された冷却液は、回収経路が三方弁28によって熱交換器51側に切り替えられていることから、副回収路25Bを介して変速装置50のウォータジャケットに流入して変速装置50内を循環する。
Since the recovery path is switched to the
ウォータジャケットに流入した冷却液は加熱されて高温となっていることから、この冷却液が変速装置50内を循環することによって、過冷却状態の変速装置50が暖機される。
Since the coolant that has flowed into the water jacket is heated to a high temperature, the
変速装置50を暖機した冷却液は、ウォータポンプ52によって熱交換器51に供給され、熱交換器51において、グリルから導入される走行風によって再び冷却されて、副供給路22Bを介して触媒コンバータ10の間隙Sに供給される。
The coolant that warms up the
上記構成の触媒コンバータ10の冷却機構1では、冷却装置21と選択的に、熱交換器51が触媒コンバータ10の冷却源として用いられる場合は、熱交換器51で冷却された冷却液によって触媒コンバータ10の触媒が冷却される一方、触媒の冷却によって加熱された冷却液によって、変速装置50が暖機される。
In the cooling mechanism 1 of the
従って、冷却要求に応じて触媒が冷却されるとともに、例えば、車両の高速走行により変速装置50が過冷却されている場合において、変速装置50が暖機されることから、車両の良好な走行状態が確保される。
Therefore, the catalyst is cooled in response to the cooling request, and the
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。上記実施の形態では、冷却水ケース13が、触媒ケース11の全部を覆う場合を説明したが、触媒ケース11の一部のみを覆うように構成することもできる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of invention. In the above embodiment, the case where the cooling
上記実施の形態では、触媒の温度を検知する温度センサで検知した触媒温度に基づいて、第1弁24及び第2弁26が制御部40によって開閉制御される場合を説明したが、排気ガスの温度を検知する排気ガスセンサや、排気ガスの圧力を検知する圧力センサに基づいて触媒温度を推定してもよく、さらには、アクセル開度やエンジン回転数に基づいて触媒温度を推定してもよい。
In the above embodiment, the case where the
1 触媒コンバータの冷却機構
10 触媒コンバータ
11 触媒ケース
12 触媒担体
13 冷却液ケース
20 冷却回路
21 冷却装置(冷却源)
22 供給路
22A 主供給路
22B 副供給路
24 第1弁
25 回収路
25A 主回収路
25B 副回収路
26 第2弁
28 三方弁
30 エンジン(内燃機関)
31 ラジエータ装置(放熱器)
40 制御部
50 変速装置
51 熱交換器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling mechanism of
22
31 Radiator device (heat radiator)
40
Claims (3)
前記触媒コンバータは、前記触媒ケースの外表面と間隙を介して該触媒ケースの一部または全部を覆う冷却液ケースを備え、
冷却源と、
該冷却源からの冷却液を前記間隙に供給する供給路と、
該供給路に設けられて前記冷却源と前記間隙との間を連通または遮断する第1弁と、
前記間隙に供給された前記冷却液を前記冷却源に供給する回収路と、
該回収路に設けられて前記間隙と前記冷却源との間を連通または遮断する第2弁と、
予め設定された前記触媒の触媒温度に基づいて前記第1弁及び前記第2弁を開閉する制御部と、を備え、
該制御部は、
予め設定された前記触媒温度に該触媒温度が上昇した際に前記第1弁及び第2弁を共に開放するとともに、予め設定された前記触媒温度よりも該触媒温度が低下した際に前記第1弁を閉鎖し、該第1弁を閉鎖したしかる後に前記第2弁を閉鎖することを特徴とする触媒コンバータの冷却機構。 In the catalytic converter cooling mechanism for cooling the catalytic converter with the catalyst built-in and having a catalyst case having an exhaust inlet and an exhaust outlet,
The catalytic converter includes a coolant case that covers a part or all of the catalyst case through a gap with an outer surface of the catalyst case,
A cooling source;
A supply path for supplying the coolant from the cooling source to the gap;
A first valve provided in the supply path for communicating or blocking between the cooling source and the gap;
A recovery path for supplying the cooling liquid supplied to the gap to the cooling source;
A second valve provided in the recovery path to communicate or block between the gap and the cooling source;
A controller that opens and closes the first valve and the second valve based on a preset catalyst temperature of the catalyst,
The control unit
When the catalyst temperature rises to a preset catalyst temperature, both the first valve and the second valve are opened, and when the catalyst temperature falls below the preset catalyst temperature, the first valve is opened. A catalytic converter cooling mechanism characterized in that the valve is closed and the second valve is closed after the first valve is closed.
車両の内燃機関の熱を放熱する放熱器であることを特徴とする請求項1に記載の触媒コンバータの冷却機構。 The cooling source is
The cooling mechanism for a catalytic converter according to claim 1, wherein the cooling mechanism is a radiator that dissipates heat from an internal combustion engine of a vehicle.
車両の変速装置に設けられて該変速装置の熱と熱交換を行う熱交換器であることを特徴とする請求項1に記載の触媒コンバータの冷却機構。 The cooling source is
2. The cooling mechanism for a catalytic converter according to claim 1, wherein the cooling mechanism is a heat exchanger that is provided in a transmission of a vehicle and exchanges heat with the transmission.
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