JP2010180757A

JP2010180757A - Temperature control device of exhaust emission control device

Info

Publication number: JP2010180757A
Application number: JP2009024242A
Authority: JP
Inventors: Kenji Akita; 賢二秋田; Seiji Inoue; 誠司井上; Kimikazu Obara; 公和小原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2010-08-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature control device capable of controlling the temperature of an exhaust emission control device independently of engine control. <P>SOLUTION: This temperature control device for controlling the temperature of a catalyst 110 for purifying exhaust gas from an engine 100, includes a heat pipe type exhaust heat recovery unit 10 arranged on an exhaust passage 130 between the engine 100 and the catalyst 110 and lowering the temperature of the exhaust gas flowing in the catalyst 110 by recovering exhaust heat, a heating means 20 for raising the exhaust temperature, a catalyst temperature sensor 30 for detecting the catalyst temperature, and a control unit 40 for controlling operation of the exhaust heat recovery unit 10 and the heating means 20 based on the catalyst temperature. The exhaust heat recovery unit 10 can switch operation and stopping without switching the exhaust passage 130, and the control unit 40 operates the heating means 20 when the catalyst temperature is a threshold value temperature θ1 or less, and operates the exhaust heat recovery unit 10 when the catalyst temperature is a threshold value temperature θ2 or more. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、排気浄化装置の温度を制御する温度制御装置に関する。 The present invention relates to a temperature control device that controls the temperature of an exhaust purification device.

特許文献１には、触媒の温度を制御可能な内燃機関の排気浄化装置が開示されている。この排気浄化装置は、エンジンの下流側で互いに分岐して再び合流する主排気通路及び副排気通路を有している。主排気通路には主排気制御弁が設けられており、副排気通路には副排気制御弁が設けられている。副排気通路には、排気ガスを冷却する空冷式冷却装置が設けられている。主排気通路及び副排気通路の合流部よりも下流側には、触媒が設けられている。 Patent Document 1 discloses an exhaust purification device for an internal combustion engine capable of controlling the temperature of a catalyst. This exhaust purification device has a main exhaust passage and a sub exhaust passage that are branched from each other on the downstream side of the engine and merge again. The main exhaust passage is provided with a main exhaust control valve, and the sub exhaust passage is provided with a sub exhaust control valve. An air cooling type cooling device for cooling the exhaust gas is provided in the sub exhaust passage. A catalyst is provided on the downstream side of the junction of the main exhaust passage and the sub exhaust passage.

エンジン起動直後の暖機運転時には、エンジンの燃焼室内に副燃料が追加噴射され、かつ主排気制御弁がほぼ全閉されるとともに副排気制御弁が全閉されるようになっている。これにより、触媒に流入する排気ガス温をかなり高くできるため、触媒の温度を迅速に上昇させることができる。 During the warm-up operation immediately after the engine is started, auxiliary fuel is additionally injected into the combustion chamber of the engine, the main exhaust control valve is almost fully closed, and the auxiliary exhaust control valve is fully closed. As a result, the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst can be considerably increased, so that the temperature of the catalyst can be quickly raised.

一方、触媒の過熱時には、主排気制御弁が全閉され、副排気制御弁が全開される。これにより、全排気ガスが副排気通路を流通して冷却装置で冷却される。したがって、触媒に流入する排気ガス温が低下するため、触媒の温度を低下させることができる。 On the other hand, when the catalyst is overheated, the main exhaust control valve is fully closed and the sub exhaust control valve is fully opened. As a result, the entire exhaust gas flows through the auxiliary exhaust passage and is cooled by the cooling device. Therefore, the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst is lowered, so that the temperature of the catalyst can be lowered.

特開２００１−２０７３３号公報JP 2001-20733 A

しかしながら、上記の排気浄化装置では、暖機運転時において、副燃料の追加噴射等のエンジン側の制御が必要となる。また、触媒過熱時においても、各制御弁の開閉に伴って排気通路の圧力損失（圧損）が大きく変動するため、エンジン側の制御が必要となる。したがって、触媒の温度制御をエンジン制御から独立して行うことができないため、制御系が複雑化してしまうという問題がある。 However, the above-described exhaust purification device requires engine-side control such as additional injection of auxiliary fuel during the warm-up operation. Further, even when the catalyst is overheated, the pressure loss (pressure loss) in the exhaust passage varies greatly with the opening and closing of the control valves, so that engine-side control is required. Therefore, there is a problem that the control system becomes complicated because the temperature control of the catalyst cannot be performed independently of the engine control.

本発明の目的は、排気浄化装置の温度制御をエンジン制御とは独立して行うことができる排気浄化装置の温度制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a temperature control device for an exhaust purification device that can perform temperature control of the exhaust purification device independently of engine control.

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.

請求項１に記載の発明は、エンジン（１００）からの排気を浄化する排気浄化装置（１１０）の装置温度を制御する排気浄化装置の温度制御装置であって、エンジン（１００）と排気浄化装置（１１０）との間の排気経路（１３０）上に設けられ、排気熱を回収して、排気浄化装置（１１０）に流入する排気の排気温度を低下させるヒートパイプ式の排気熱回収器（１０）と、排気温度を上昇させるための加熱手段（２０）と、装置温度又は排気温度を検出する温度検出手段（３０）と、装置温度又は排気温度に基づいて排気熱回収器（１０）及び加熱手段（２０）を作動制御する制御手段（４０）とを有し、排気熱回収器（１０）は、少なくとも作動／停止の切替えが排気経路（１３０）を切り替えることなく可能であることを特徴とする排気浄化装置の温度制御装置である。 The invention according to claim 1 is a temperature control device for an exhaust gas purification device (110) for purifying exhaust gas from the engine (100), the engine (100) and the exhaust gas purification device. A heat pipe type exhaust heat recovery unit (10) that is provided on an exhaust path (130) to (110), recovers exhaust heat, and lowers the exhaust temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust purification device (110). ), A heating means (20) for increasing the exhaust temperature, a temperature detection means (30) for detecting the apparatus temperature or the exhaust temperature, the exhaust heat recovery device (10) and heating based on the apparatus temperature or the exhaust temperature Control means (40) for controlling the operation of the means (20), and the exhaust heat recovery device (10) is characterized in that at least switching of operation / stop is possible without switching the exhaust path (130). Do A temperature control device of the gas purification equipment.

これにより、排気熱回収器（１０）及び加熱手段（２０）を作動制御することによって排気浄化装置（１１０）に流入する排気の温度を調節できる。排気熱回収器（１０）の作動／停止の切替えは排気経路（１３０）を切り替えることなく可能であるため、排気熱回収器（１０）の作動／停止に伴う排気経路（１３０）での圧損の変動はほとんど生じない。したがって、排気浄化装置（１１０）の温度制御をエンジン制御とは独立して行うことができる。 Thereby, the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification device (110) can be adjusted by controlling the operation of the exhaust heat recovery device (10) and the heating means (20). Since it is possible to switch the operation / stop of the exhaust heat recovery device (10) without switching the exhaust passage (130), the pressure loss in the exhaust passage (130) accompanying the operation / stop of the exhaust heat recovery device (10) can be reduced. Fluctuation hardly occurs. Therefore, the temperature control of the exhaust purification device (110) can be performed independently of the engine control.

請求項２に記載の発明は、排気浄化装置は、触媒作用により排気を浄化する触媒（１１０）を有しており、制御手段（４０）は、装置温度又は排気温度が第１閾値温度（θ１）以下のときには加熱手段（２０）を作動させ、装置温度又は排気温度が第２閾値温度（θ２）以上のときには排気熱回収器（１０）を作動させることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, the exhaust purification device has a catalyst (110) for purifying exhaust gas by catalytic action, and the control means (40) is configured such that the device temperature or the exhaust temperature is the first threshold temperature (θ1). ) The heating means (20) is operated in the following cases, and the exhaust heat recovery unit (10) is operated when the apparatus temperature or the exhaust temperature is equal to or higher than the second threshold temperature (θ2).

これにより、装置温度又は排気温度が低温のときには、加熱手段（２０）を作動させることによって、触媒（１１０）に流入する排気の温度上昇を促進することができるため、触媒（１１０）の温度を迅速に上昇させることができる。 Accordingly, when the apparatus temperature or the exhaust gas temperature is low, the heating means (20) can be operated to promote the temperature rise of the exhaust gas flowing into the catalyst (110). It can be raised quickly.

一方、装置温度又は排気温度が高温のときには、排気熱回収器（１０）を作動させて排気熱を回収することによって、触媒（１１０）に流入する排気の温度を低下させることができるため、触媒（１１０）の温度上昇を抑制することができる。 On the other hand, when the apparatus temperature or the exhaust temperature is high, the exhaust heat flowing into the catalyst (110) can be lowered by operating the exhaust heat recovery device (10) and recovering the exhaust heat. The temperature rise of (110) can be suppressed.

請求項３に記載の発明は、排気浄化装置は、排気に含まれる粒子状物質を捕集するＤＰＦ（１５０）を有しており、制御手段（４０）は、ＤＰＦ（１５０）の再生が必要と判断し、かつ装置温度又は排気温度が第３閾値温度（θ４）未満である場合には、加熱手段（２０）を作動させることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, the exhaust purification device has a DPF (150) that collects particulate matter contained in the exhaust, and the control means (40) needs to regenerate the DPF (150). When the apparatus temperature or the exhaust gas temperature is lower than the third threshold temperature (θ4), the heating means (20) is operated.

これにより、装置温度又は排気温度が比較的低い場合であっても、加熱手段（２０）を作動させることによって、ＤＰＦ（１５０）に流入する排気の温度を上昇させることができる。このため、ＤＰＦ（１５０）の温度を再生温度以上に上昇させることができ、ＤＰＦ（１５０）を再生することができる。 Thereby, even when the apparatus temperature or the exhaust gas temperature is relatively low, the temperature of the exhaust gas flowing into the DPF (150) can be raised by operating the heating means (20). For this reason, the temperature of DPF (150) can be raised more than regeneration temperature, and DPF (150) can be regenerated.

請求項４に記載の発明は、加熱手段（２０）は、燃料の燃焼熱により排気温度を上昇させる燃焼器（２１）を有していることを特徴としている。 The invention according to claim 4 is characterized in that the heating means (20) has a combustor (21) for raising the exhaust gas temperature by the combustion heat of the fuel.

燃焼熱を用いることによって排気温度をより迅速に上昇させることができるため、触媒（１１０）の温度を迅速に上昇させることができる。 By using the combustion heat, the exhaust gas temperature can be raised more quickly, so that the temperature of the catalyst (110) can be raised quickly.

請求項５に記載の発明は、燃焼器（２１）は、排気経路（１３０）外に設けられており、燃焼器（２１）の燃焼ガスを排出する燃焼ガス経路（２７）は、触媒（１１０）よりも上流側で排気経路（１３０）に合流していることを特徴としている。 According to the fifth aspect of the present invention, the combustor (21) is provided outside the exhaust passage (130), and the combustion gas passage (27) for discharging the combustion gas of the combustor (21) is a catalyst (110 ) And the exhaust passage (130) on the upstream side.

これにより、エンジン（１００）の排気と燃焼ガスとが触媒（１１０）よりも上流側で混合されるため、触媒（１１０）に流入する排気の温度を上昇させることができる。 As a result, the exhaust gas of the engine (100) and the combustion gas are mixed on the upstream side of the catalyst (110), so that the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst (110) can be raised.

請求項６に記載の発明は、燃焼ガス経路（２７）は、排気熱回収器（１０）よりも下流側で排気経路（１３０）に合流していることを特徴としている。 The invention according to claim 6 is characterized in that the combustion gas path (27) joins the exhaust path (130) on the downstream side of the exhaust heat recovery device (10).

これにより、燃焼器（２１）と触媒（１１０）との間の経路長を短縮できるとともにその間の熱容量を低減できる。したがって、触媒（１１０）を迅速に加熱することができ、燃費上の損失も低減することができる。 Thereby, while being able to shorten the path length between a combustor (21) and a catalyst (110), the heat capacity between them can be reduced. Therefore, the catalyst (110) can be heated quickly, and fuel efficiency loss can be reduced.

請求項７に記載の発明は、燃焼ガス経路（２７）は、排気熱回収器（１０）よりも上流側で排気経路（１３０）に合流していることを特徴としている。 The invention according to claim 7 is characterized in that the combustion gas path (27) is joined to the exhaust path (130) on the upstream side of the exhaust heat recovery device (10).

これにより、排気熱回収器（１０）を通過する排気の温度を早期に上昇させることができ、排気熱の回収を早期に行うことができる。また、排気熱回収器（１０）よりも上流側で排気を加熱することができるため、排気熱回収器（１０）での熱回収量を増加させることができる。 Thereby, the temperature of the exhaust gas that passes through the exhaust heat recovery device (10) can be raised early, and the exhaust heat can be recovered early. Further, since the exhaust gas can be heated on the upstream side of the exhaust heat recovery device (10), the amount of heat recovery in the exhaust heat recovery device (10) can be increased.

請求項８に記載の発明は、燃焼器（２１）は、触媒（１１０）よりも上流側の排気経路（１３０）上に設けられていることを特徴としている。 The invention according to claim 8 is characterized in that the combustor (21) is provided on the exhaust passage (130) upstream of the catalyst (110).

これにより、燃焼器（２１）の燃焼熱によって排気経路（１３０）の排気が直接的に加熱され、触媒（１１０）に流入する排気の温度を上昇させることができる。 Thereby, the exhaust gas in the exhaust passage (130) is directly heated by the combustion heat of the combustor (21), and the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst (110) can be raised.

請求項９に記載の発明は、燃焼器（２１）は、排気熱回収器（１０）よりも下流側に設けられていることを特徴としている。 The invention described in claim 9 is characterized in that the combustor (21) is provided on the downstream side of the exhaust heat recovery device (10).

請求項１０に記載の発明は、燃焼器（２１）は、排気熱回収器（１０）よりも上流側に設けられていることを特徴としている。 The invention described in claim 10 is characterized in that the combustor (21) is provided upstream of the exhaust heat recovery device (10).

請求項１１に記載の発明は、燃焼器（２１）に燃焼用の空気を供給する吸気経路（２２、２９）をさらに有していることを特徴としている。 The invention described in claim 11 further includes an intake passage (22, 29) for supplying combustion air to the combustor (21).

これにより、燃焼器（２１）に新鮮な空気を供給することができるため、燃焼器（２１）での燃焼効率低下や不完全燃焼を防止することができる。 Thereby, since fresh air can be supplied to a combustor (21), the combustion efficiency fall and incomplete combustion in a combustor (21) can be prevented.

請求項１２に記載の発明は、加熱手段（２０）は、燃焼器（２１）と連動して燃焼器（２１）側に向かう空気流れを吸気経路（２２、２９）内に生成する送風手段（２４）と、燃焼器（２１）と連動して吸気経路（２２、２９）を開閉する開閉手段（２３）とを有していることを特徴としている。 According to the twelfth aspect of the present invention, the heating means (20) is a blower means for generating an air flow toward the combustor (21) in the intake passage (22, 29) in conjunction with the combustor (21). 24) and opening / closing means (23) for opening and closing the intake passage (22, 29) in conjunction with the combustor (21).

これにより、燃焼器（２１）の作動中には、送風手段（２４）によって燃焼ガス経路（２７）内に排気経路（１３０）に向かう空気流れが生成されるため、排気経路（１３０）内の排気と燃焼ガスとを確実に混合させることができる。一方、燃焼器（２１）の停止中には、開閉手段（２３）を閉じることにより、排気経路（１３０）内の排気が燃焼ガス経路（２７）及び吸気経路（２２）を逆流することを防止することができる。 Thereby, during operation of the combustor (21), an air flow toward the exhaust path (130) is generated in the combustion gas path (27) by the blower means (24). Exhaust gas and combustion gas can be reliably mixed. On the other hand, when the combustor (21) is stopped, the open / close means (23) is closed to prevent the exhaust gas in the exhaust passage (130) from flowing backward through the combustion gas passage (27) and the intake passage (22). can do.

請求項１３に記載の発明のように、吸気経路（２２）は、エンジン（１００）の吸気経路（１２０）とは独立して設けられていてもよい。 As in the thirteenth aspect of the invention, the intake passage (22) may be provided independently of the intake passage (120) of the engine (100).

請求項１４に記載の発明は、吸気経路（２９）は、エンジン（１００）の吸気経路（１２０）から分岐して設けられていることを特徴としている。これにより、構造の簡素化及び軽量化が可能になる。 The invention as set forth in claim 14 is characterized in that the intake passage (29) is branched from the intake passage (120) of the engine (100). Thereby, simplification and weight reduction of a structure are attained.

請求項１５に記載の発明は、エンジン（１００）は、リーン状態での燃焼が可能であり、燃焼器（２１）は、エンジン（１００）からの排気に含まれる残存酸素を用いて燃料を燃焼させることを特徴としている。 According to the fifteenth aspect of the present invention, the engine (100) can be burned in a lean state, and the combustor (21) burns fuel using residual oxygen contained in exhaust from the engine (100). It is characterized by letting.

これにより、燃焼器（２１）の吸気用の吸気経路を省略できるため、構造の簡素化及び軽量化が可能になる。 Thereby, since the intake path for intake of the combustor (21) can be omitted, the structure can be simplified and reduced in weight.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係の一例を示している。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means has shown an example of the corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

第１実施形態における温度制御装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the temperature control apparatus in 1st Embodiment. 第１実施形態における温度制御装置の制御ブロックを示す図である。It is a figure which shows the control block of the temperature control apparatus in 1st Embodiment. 第１実施形態における温度制御装置の作動状態及び触媒温度の変化の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of the operating state of a temperature control device in a 1st embodiment, and a change of catalyst temperature. 第１実施形態の変形例における温度制御装置の構成の一部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a part of structure of the temperature control apparatus in the modification of 1st Embodiment. 第２実施形態における温度制御装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the temperature control apparatus in 2nd Embodiment. 第３実施形態における温度制御装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the temperature control apparatus in 3rd Embodiment. 第３実施形態の変形例における温度制御装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the temperature control apparatus in the modification of 3rd Embodiment. 第４実施形態における温度制御装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the temperature control apparatus in 4th Embodiment. 第５実施形態における温度制御装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the temperature control apparatus in 5th Embodiment. 第６実施形態における温度制御装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the temperature control apparatus in 6th Embodiment. 第７実施形態における温度制御装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the temperature control apparatus in 7th Embodiment. 第７実施形態における温度制御装置の作動状態及びＤＰＦ温度の変化の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of the change of the operating state of the temperature control device in a 7th embodiment, and DPF temperature.

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１乃至図４を用いて説明する。図１は、本実施形態における排気浄化装置の温度制御装置１の構成を模式的に示している。図２は、本実施形態における温度制御装置１の概略の制御ブロックを示している。図１及び図２に示すように、温度制御装置１は、走行用の駆動源としてのエンジン１００と、エンジン１００に空気を供給する吸気経路１２０と、エンジン１００からの排気を外部に排出する排気経路１３０と、排気経路１３０に設けられてエンジン１００からの排気を触媒作用により後処理浄化する触媒（排気浄化装置）１１０とを備えた車両に搭載されている。吸気経路１２０には、空気を濾過して異物を除去するエアクリーナ１４０が設けられている。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 schematically shows a configuration of a temperature control device 1 of an exhaust purification device in the present embodiment. FIG. 2 shows a schematic control block of the temperature control apparatus 1 in the present embodiment. As shown in FIGS. 1 and 2, the temperature control device 1 includes an engine 100 as a driving source for traveling, an intake passage 120 that supplies air to the engine 100, and exhaust that discharges exhaust from the engine 100 to the outside. It is mounted on a vehicle that includes a path 130 and a catalyst (exhaust gas purification device) 110 that is provided in the exhaust path 130 and performs post-processing purification of exhaust from the engine 100 by catalytic action. The intake passage 120 is provided with an air cleaner 140 that filters air to remove foreign substances.

温度制御装置１は、排気熱を回収して熱移動させ、所定の加熱対象（例えば、エンジン冷却水）を加熱するヒートパイプ式の排気熱回収器１０を有している。排気熱回収器１０の内部には、水、アルコール、フルオロカーボン又はクロロフルオロカーボン（フロン）等の作動流体が封入されている。 The temperature control device 1 has a heat pipe type exhaust heat recovery unit 10 that recovers exhaust heat and heat-transfers it to heat a predetermined heating target (for example, engine cooling water). A working fluid such as water, alcohol, fluorocarbon, or chlorofluorocarbon (fluorocarbon) is sealed inside the exhaust heat recovery device 10.

排気熱回収器１０は、蒸発部１１と凝縮部１２を有している。蒸発部１１は、エンジン１００と触媒１１０との間の排気経路１３０上に配置され、内部の作動流体と排気との熱交換により、作動流体を加熱して蒸発させるとともに排気を冷却するようになっている。凝縮部１２は、排気経路１３０の外部に配置され、蒸発部１１で蒸発した作動流体と加熱対象との熱交換により、作動流体を冷却して凝縮させるとともに加熱対象を加熱するようになっている。蒸発部１１の上部と凝縮部１２の上部との間は、蒸発部１１で蒸発した作動流体を凝縮部１２に流入させる蒸気管１３を介して接続されている。また、凝縮部１２の下部と蒸発部１１の下部との間は、凝縮部１２で凝縮した作動流体を蒸発部１１に還流させる還流管１４を介して接続されている。すなわち、排気熱回収器１０はループ型のヒートパイプ装置であり、ヒートパイプ作用により排気熱を回収して加熱対象に移動させるようになっている。 The exhaust heat recovery device 10 includes an evaporation unit 11 and a condensation unit 12. The evaporating unit 11 is disposed on the exhaust path 130 between the engine 100 and the catalyst 110, and heats and evaporates the working fluid and cools the exhaust by heat exchange between the working fluid and the exhaust inside. ing. The condensing unit 12 is disposed outside the exhaust path 130, and is configured to cool and condense the working fluid and heat the heating target by heat exchange between the working fluid evaporated in the evaporation unit 11 and the heating target. . The upper part of the evaporating part 11 and the upper part of the condensing part 12 are connected via a vapor pipe 13 for allowing the working fluid evaporated in the evaporating part 11 to flow into the condensing part 12. Further, the lower part of the condensing unit 12 and the lower part of the evaporating unit 11 are connected via a reflux pipe 14 that recirculates the working fluid condensed in the condensing unit 12 to the evaporating unit 11. That is, the exhaust heat recovery device 10 is a loop type heat pipe device, which recovers exhaust heat by a heat pipe action and moves it to a heating target.

還流管１４には、後述する制御ユニット４０の制御により作動流体の還流量を調節可能なバルブ１５が設けられている。バルブ１５が閉状態になると、作動流体の蒸発部１１への還流が阻止されるため、排気熱回収器１０での排気熱の回収が停止する。バルブ１５が開状態になると、作動流体が蒸発部１１に還流し、排気熱回収器１０での排気熱の回収が開始される。またバルブ１５の開度が調節されることによって、排気熱の回収量が制御される。すなわち排気熱回収器１０は、排気経路１３０を切り替えることなく、排気熱の回収（作動）／停止の切替え、及び排気熱の回収量の調節を行うことができる。排気経路１３０を流通する排気は、排気熱回収器１０の蒸発部１１を通過すると、熱回収量に応じて冷却されるようになっている。 The return pipe 14 is provided with a valve 15 capable of adjusting the return amount of the working fluid under the control of a control unit 40 described later. When the valve 15 is closed, the working fluid is prevented from returning to the evaporation unit 11, and the exhaust heat recovery in the exhaust heat recovery unit 10 is stopped. When the valve 15 is opened, the working fluid recirculates to the evaporation unit 11 and the exhaust heat recovery by the exhaust heat recovery device 10 is started. Further, the amount of exhaust heat recovered is controlled by adjusting the opening of the valve 15. That is, the exhaust heat recovery device 10 can switch between recovery (operation) / stop of exhaust heat and adjustment of the recovery amount of exhaust heat without switching the exhaust path 130. When the exhaust gas flowing through the exhaust path 130 passes through the evaporation section 11 of the exhaust heat recovery device 10, it is cooled according to the amount of heat recovery.

また温度制御装置１は、触媒１１０に流入する排気の温度を上昇させるための加熱手段２０を有している。加熱手段２０は、排気経路１３０外に配置されている。加熱手段２０は、燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器２１を備えている。燃焼器２１は、例えば、スパークプラグやグロープラグ等の点火装置や、燃料を噴射させるインジェクタを有している。燃焼器２１には、燃焼用の空気を供給する吸気経路２２と、燃焼ガスを触媒１１０側に排出する燃焼ガス経路２７とが接続されている。吸気経路２２は、エンジン１００の吸気経路１２０とは独立に設けられている。吸気経路２２には、エンジン用のエアクリーナ１４０とは独立のエアクリーナ２８が設けられている。燃焼ガス経路２７の下流端は、排気熱回収器１０よりも下流側かつ触媒１１０よりも上流側で排気経路１３０に合流している。これにより、燃焼器２１で生成された燃焼ガスは、燃焼ガス経路２７を通り、排気熱回収器１０よりも下流側で排気経路１３０に流出する。排気経路１３０では、排気熱回収器１０の蒸発部１１を通過した排気と燃焼ガスとが混合され、より高温の排気となって触媒１１０に流入する。すなわち燃焼器２１は、触媒１１０に流入する排気を間接的に加熱するようになっている。 The temperature control device 1 also has a heating means 20 for increasing the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst 110. The heating means 20 is disposed outside the exhaust path 130. The heating means 20 includes a combustor 21 that burns fuel to generate combustion gas. The combustor 21 has, for example, an ignition device such as a spark plug or a glow plug, and an injector that injects fuel. Connected to the combustor 21 are an intake passage 22 for supplying combustion air and a combustion gas passage 27 for discharging combustion gas to the catalyst 110 side. The intake path 22 is provided independently of the intake path 120 of the engine 100. An air cleaner 28 independent of the engine air cleaner 140 is provided in the intake passage 22. The downstream end of the combustion gas path 27 joins the exhaust path 130 on the downstream side of the exhaust heat recovery device 10 and on the upstream side of the catalyst 110. As a result, the combustion gas generated in the combustor 21 passes through the combustion gas path 27 and flows out to the exhaust path 130 on the downstream side of the exhaust heat recovery unit 10. In the exhaust path 130, the exhaust gas that has passed through the evaporation section 11 of the exhaust heat recovery device 10 and the combustion gas are mixed and flow into the catalyst 110 as a higher temperature exhaust gas. That is, the combustor 21 indirectly heats the exhaust flowing into the catalyst 110.

また加熱手段２０は、エアクリーナ２８よりも下流側の吸気経路２２に設けられ、吸気経路２２を開閉するダンパ（開閉手段）２３と、ダンパ２３よりも下流側の吸気経路２２に設けられ、燃焼器２１及び排気経路１３０側に向かう空気流れを吸気経路２２内に生成するブロワ（送風手段）２４と、燃料タンク２５内の燃料を燃焼器２１に供給する燃料ポンプ２６とを有している。ダンパ２３、ブロワ２４及び燃料ポンプ２６は、制御ユニット４０の制御によって、燃焼器２１と連動して作動するようになっている。 The heating means 20 is provided in an intake passage 22 downstream of the air cleaner 28, and is provided in a damper (opening / closing means) 23 for opening and closing the intake passage 22 and in an intake passage 22 downstream of the damper 23, and a combustor. 21 and a blower (air blowing means) 24 that generates an air flow toward the exhaust passage 130 in the intake passage 22, and a fuel pump 26 that supplies the fuel in the fuel tank 25 to the combustor 21. The damper 23, the blower 24, and the fuel pump 26 are operated in conjunction with the combustor 21 under the control of the control unit 40.

触媒１１０には、触媒温度（装置温度）又は触媒直前の排気温度を検出して検出信号を制御ユニット４０に出力する触媒温度センサ（温度検出手段）３０が設けられている。 The catalyst 110 is provided with a catalyst temperature sensor (temperature detection means) 30 that detects the catalyst temperature (device temperature) or the exhaust gas temperature immediately before the catalyst and outputs a detection signal to the control unit 40.

制御ユニット（制御手段）４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。制御ユニット４０には、触媒温度センサ３０を含む各種センサからの検出信号が入力されるようになっている。制御ユニット４０は、これらの入力信号に基づいて、排気熱回収器１０のバルブ１５や、加熱手段２０の燃焼器２１、ダンパ２３、ブロワ２４及び燃料ポンプ２６等の各種機器を作動制御する。例えば制御ユニット４０は、図２に示すように、触媒温度又は触媒直前の排気温度を監視し、排気熱回収器１０及び燃焼器２１をフィードバック制御するようになっている。 The control unit (control means) 40 includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and peripheral circuits thereof. Detection signals from various sensors including the catalyst temperature sensor 30 are input to the control unit 40. The control unit 40 controls the operation of various devices such as the valve 15 of the exhaust heat recovery device 10, the combustor 21, the damper 23, the blower 24, and the fuel pump 26 of the heating means 20 based on these input signals. For example, as shown in FIG. 2, the control unit 40 monitors the catalyst temperature or the exhaust gas temperature immediately before the catalyst, and feedback-controls the exhaust heat recovery device 10 and the combustor 21.

次に、本実施形態における温度制御装置１の作動について説明する。図３は、温度制御装置１の作動状態及び触媒温度の変化の一例を示すタイミングチャートである。図３（ａ）は燃焼器２１の作動状態を示し、図３（ｂ）は排気熱回収器１０の作動状態を示し、図３（ｃ）は触媒温度を示している。図３（ｃ）の実線は、本実施形態の温度制御装置１を用いた場合の触媒温度の変化を表し、図３（ｃ）の破線は、比較例として、排気熱回収器１０及び加熱手段２０を備えない従来構成における触媒温度の変化を表している。温度θ１は、触媒１１０の活性化下限温度に基づき設定される第１閾値温度であり、温度θ２は、触媒１１０の耐熱上限温度に基づき設定される第２閾値温度である（θ１＜θ２）。初期状態では、排気熱回収器１０、燃焼器２１、ブロワ２４及び燃料ポンプ２６は停止しており、ダンパ２３は全閉状態にある。また触媒温度は、第１閾値温度θ１よりも低い温度θ０である。 Next, the operation of the temperature control device 1 in the present embodiment will be described. FIG. 3 is a timing chart showing an example of the operating state of the temperature control device 1 and changes in the catalyst temperature. 3 (a) shows the operating state of the combustor 21, FIG. 3 (b) shows the operating state of the exhaust heat recovery device 10, and FIG. 3 (c) shows the catalyst temperature. A solid line in FIG. 3C represents a change in catalyst temperature when the temperature control device 1 of the present embodiment is used, and a broken line in FIG. 3C represents an exhaust heat recovery device 10 and a heating unit as a comparative example. The change of the catalyst temperature in the conventional structure which is not provided with 20 is represented. The temperature θ1 is a first threshold temperature set based on the activation lower limit temperature of the catalyst 110, and the temperature θ2 is a second threshold temperature set based on the heat resistant upper limit temperature of the catalyst 110 (θ1 <θ2). In the initial state, the exhaust heat recovery device 10, the combustor 21, the blower 24, and the fuel pump 26 are stopped, and the damper 23 is fully closed. The catalyst temperature is a temperature θ0 lower than the first threshold temperature θ1.

図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、時間０にエンジン１００が始動すると、制御ユニット４０は、燃焼器２１を同時に作動させる。燃焼器２１の能力が可変の場合には、例えば最大能力に設定される。このとき、燃焼器２１と連動して、ブロワ２４及び燃料ポンプ２６が例えば最大能力で作動し、ダンパ２３が全開となる。ここで、制御ユニット４０がエンジン１００の始動を事前に予測できる場合、エンジン１００の始動よりも少し前に燃焼器２１を作動開始させるようにしてもよい。 As shown in FIGS. 3A to 3C, when the engine 100 starts at time 0, the control unit 40 operates the combustor 21 simultaneously. When the capacity of the combustor 21 is variable, the maximum capacity is set, for example. At this time, in conjunction with the combustor 21, the blower 24 and the fuel pump 26 are operated at the maximum capacity, for example, and the damper 23 is fully opened. Here, when the control unit 40 can predict the start of the engine 100 in advance, the combustor 21 may be started to operate slightly before the start of the engine 100.

ブロワ２４によって生成される空気流れにより、燃焼器２１には吸気経路２２を介して空気が吸入される。燃焼器２１は、吸入した空気を燃焼させ、高温の燃焼ガスを生成する。生成された燃焼ガスは、ブロワ２４によって生成される空気流れにより、燃焼ガス経路２７を排気経路１３０側に向かって流れる。燃焼ガス経路２７を流通する燃焼ガスは、排気熱回収器１０よりも下流側でかつ触媒１１０よりも上流側で排気経路１３０に流出し、エンジン１００からの排気と混合される。これにより、触媒１１０に流入する排気の温度上昇が促進され、それに伴い触媒温度の上昇も促進される。従来構成では触媒温度が第１閾値温度θ１に到達するのが時間Ｔ２であるのに対し、本実施形態では時間Ｔ２よりも早い時間Ｔ１に触媒温度が第１閾値温度θ１に到達するため、触媒１１０の暖機時間を短縮できる。したがって本実施形態では、触媒１１０を早期に活性化させることができるため、触媒１１０による排気の浄化を早期に開始することができる。 Air is sucked into the combustor 21 through the intake passage 22 by the air flow generated by the blower 24. The combustor 21 combusts the sucked air and generates high-temperature combustion gas. The generated combustion gas flows through the combustion gas path 27 toward the exhaust path 130 due to the air flow generated by the blower 24. The combustion gas flowing through the combustion gas path 27 flows out to the exhaust path 130 on the downstream side of the exhaust heat recovery device 10 and on the upstream side of the catalyst 110 and is mixed with the exhaust from the engine 100. Thereby, the temperature rise of the exhaust gas flowing into the catalyst 110 is promoted, and accordingly, the catalyst temperature rise is also promoted. In the conventional configuration, the catalyst temperature reaches the first threshold temperature θ1 at time T2, whereas in this embodiment, the catalyst temperature reaches the first threshold temperature θ1 at time T1 earlier than time T2. 110 warm-up time can be shortened. Therefore, in this embodiment, since the catalyst 110 can be activated early, purification of exhaust gas by the catalyst 110 can be started early.

制御ユニット４０は、触媒温度が第１閾値温度θ１を超えると、触媒１１０の暖機が終了したと判断して燃焼器２１の作動を停止させる。このとき、燃焼器２１と連動して、ブロワ２４及び燃料ポンプ２６が停止し、ダンパ２３が全閉となる。 When the catalyst temperature exceeds the first threshold temperature θ1, the control unit 40 determines that the warming-up of the catalyst 110 has been completed and stops the operation of the combustor 21. At this time, in conjunction with the combustor 21, the blower 24 and the fuel pump 26 are stopped, and the damper 23 is fully closed.

また制御ユニット４０は、触媒温度が第１閾値温度θ１を超えた時間Ｔ１以降、触媒温度と加熱対象（例えばエンジン冷却水）の温度に基づいて排気熱回収器１０の作動制御を行う。すなわち制御ユニット４０は、触媒温度が第１閾値温度θ１以上かつ第２閾値温度θ２以下の範囲（図３（ｃ）における触媒温調範囲）において、加熱対象の温度が低いとき（時間Ｔ１、Ｔ２２）には、バルブ１５を開弁して排気熱回収器１０を作動させる。バルブ１５が開弁されると、凝縮部１２内の作動流体が還流管１４を介して蒸発部１１に還流する。蒸発部１１では、作動流体が排気熱により加熱されて沸騰蒸発する。蒸発した作動流体は、蒸気管１３を介して凝縮部１２に流入する。凝縮部１２では、作動流体と加熱対象との熱交換が行われ、作動流体が凝縮するとともに加熱対象が加熱される。凝縮した作動流体は、再び還流管１４を介して蒸発部１１に還流する。このように、ヒートパイプ作用により排気熱が回収されて加熱対象に移動し、加熱対象が加熱される。制御ユニット４０は、加熱対象の温度に基づいてバルブ１５の開度を制御し、熱回収量を調節する。蒸発部１１を通過した排気は、熱回収量に応じて冷却されることになる。 The control unit 40 controls the operation of the exhaust heat recovery device 10 based on the catalyst temperature and the temperature of the heating target (for example, engine cooling water) after the time T1 when the catalyst temperature exceeds the first threshold temperature θ1. That is, when the temperature of the heating target is low (time T1, T22) in the range where the catalyst temperature is not less than the first threshold temperature θ1 and not more than the second threshold temperature θ2 (the catalyst temperature adjustment range in FIG. 3C). ), The valve 15 is opened and the exhaust heat recovery device 10 is operated. When the valve 15 is opened, the working fluid in the condensing unit 12 is refluxed to the evaporation unit 11 through the reflux pipe 14. In the evaporating section 11, the working fluid is heated by the exhaust heat and evaporated to the boiling point. The evaporated working fluid flows into the condensing unit 12 through the vapor pipe 13. In the condensing part 12, heat exchange with a working fluid and a heating target is performed, a working fluid is condensed and a heating target is heated. The condensed working fluid recirculates to the evaporation unit 11 through the recirculation pipe 14 again. Thus, the exhaust heat is recovered by the heat pipe action and moves to the heating target, and the heating target is heated. The control unit 40 controls the opening degree of the valve 15 based on the temperature to be heated and adjusts the heat recovery amount. The exhaust gas that has passed through the evaporator 11 is cooled according to the heat recovery amount.

加熱対象が十分に加熱されて所定温度を超えたとき（時間Ｔ２１、Ｔ２３）には、制御ユニット４０はバルブ１５を閉弁する。これにより、凝縮部１２から蒸発部１１への作動流体の還流が停止し、排気熱回収器１０の作動が停止される。 When the heating target is sufficiently heated and exceeds a predetermined temperature (time T21, T23), the control unit 40 closes the valve 15. Thereby, the return of the working fluid from the condenser 12 to the evaporator 11 is stopped, and the operation of the exhaust heat recovery device 10 is stopped.

図３では図示していないが、制御ユニット４０は、排気熱の回収によって排気温度が低下し、触媒温度がθ１以下にまで低下したときには、加熱対象の温度に関わらずバルブ１５を閉弁し、排気熱回収器１０の作動を停止させる。これにより、排気熱の回収が停止するため、触媒１１０に流入する排気の温度が上昇し、それに伴い触媒温度も上昇する。 Although not shown in FIG. 3, the control unit 40 closes the valve 15 regardless of the temperature of the object to be heated when the exhaust gas temperature decreases due to exhaust heat recovery and the catalyst temperature decreases to θ1 or less. The operation of the exhaust heat recovery device 10 is stopped. As a result, exhaust heat recovery stops, so that the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst 110 rises, and the catalyst temperature also rises accordingly.

排気熱回収器１０が停止状態であっても、負荷の低下等によって排気温度が低下し、触媒温度がθ１以下にまで低下する場合がある。この場合制御ユニット４０は、燃焼器２１、ブロワ２４及び燃料ポンプ２６を作動させ、ダンパ２３を開状態にする。例えば制御ユニット４０は、燃焼器２１、ブロワ２４及び燃料ポンプ２６の能力を触媒温度に基づいて制御し、触媒温度が低いほど高い能力に設定する。制御ユニット４０は、触媒温度が再びθ１を上回ると、燃焼器２１、ブロワ２４及び燃料ポンプ２６を停止させ、ダンパ２３を閉状態にする。 Even when the exhaust heat recovery unit 10 is in a stopped state, the exhaust temperature may decrease due to a decrease in load or the like, and the catalyst temperature may decrease to θ1 or less. In this case, the control unit 40 operates the combustor 21, the blower 24, and the fuel pump 26 to open the damper 23. For example, the control unit 40 controls the capabilities of the combustor 21, the blower 24, and the fuel pump 26 based on the catalyst temperature, and sets the capability higher as the catalyst temperature is lower. When the catalyst temperature again exceeds θ1, the control unit 40 stops the combustor 21, the blower 24, and the fuel pump 26, and closes the damper 23.

また制御ユニット４０は、触媒温度が上昇して第２閾値温度θ２以上になったときには（時間Ｔ３）、加熱対象の温度に関わらずバルブ１５を開弁し、排気熱回収器１０を作動させる。バルブ１５の開度は触媒温度に基づいて調節され、触媒温度が高いほど高開度に設定される。これにより、排気熱回収器１０によって排気熱が回収されるため、触媒１１０に流入する排気の温度上昇が抑制され、それに伴い触媒温度の上昇も抑制される。すなわち、従来構成では、高負荷時において触媒温度が温度θ３（θ３＞θ２）まで上昇し、触媒１１０の熱劣化が生じてしまうおそれがあったのに対し、本実施形態では、高負荷時における触媒温度を従来よりも低下させることができ、触媒１１０の熱劣化を抑制できる。 Further, when the catalyst temperature rises and becomes equal to or higher than the second threshold temperature θ2 (time T3), the control unit 40 opens the valve 15 and activates the exhaust heat recovery device 10 regardless of the temperature to be heated. The opening degree of the valve 15 is adjusted based on the catalyst temperature, and the higher the catalyst temperature, the higher the opening degree is set. As a result, the exhaust heat is recovered by the exhaust heat recovery device 10, so that the temperature rise of the exhaust gas flowing into the catalyst 110 is suppressed, and the catalyst temperature is also suppressed accordingly. That is, in the conventional configuration, the catalyst temperature rises to the temperature θ3 (θ3> θ2) at the time of high load, and the catalyst 110 may be thermally deteriorated. In the present embodiment, the catalyst temperature at the time of high load is increased. The catalyst temperature can be lowered as compared with the conventional case, and thermal deterioration of the catalyst 110 can be suppressed.

以上説明したように、制御ユニット４０は、触媒１１０に流入する排気の温度を上昇させる燃焼器２１と、触媒１１０に流入する排気の温度を低下させる排気熱回収器１０とを、触媒温度に基づいてフィードバック制御するようになっている。制御ユニット４０は、触媒温度が第１閾値温度θ１以下の場合には燃焼器２１を作動させ、触媒温度が第２閾値温度θ２以上の場合には排気熱回収器１０を作動させることによって、触媒１１０の温度調節を行っている。本実施形態では、加熱対象の温度に基づく排気熱回収器１０の作動制御も行われているが、排気熱回収器１０の作動に関しては触媒温度に基づく制御が優先されている。すなわち、加熱対象の温度が低温であっても触媒温度が低温（θ１以下）であれば排気熱回収器１０が停止し、加熱対象の温度が高温であっても触媒温度が高温（θ２以上）であれば排気熱回収器１０が作動する。 As described above, the control unit 40 includes the combustor 21 that increases the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst 110 and the exhaust heat recovery device 10 that decreases the temperature of the exhaust gas that flows into the catalyst 110 based on the catalyst temperature. Feedback control. The control unit 40 operates the combustor 21 when the catalyst temperature is equal to or lower than the first threshold temperature θ1, and operates the exhaust heat recovery device 10 when the catalyst temperature is equal to or higher than the second threshold temperature θ2, thereby 110 temperature control is performed. In the present embodiment, the operation control of the exhaust heat recovery device 10 based on the temperature of the heating target is also performed, but the control based on the catalyst temperature is prioritized for the operation of the exhaust heat recovery device 10. That is, even if the temperature of the heating target is low, the exhaust heat recovery device 10 stops if the catalyst temperature is low (θ1 or lower), and the catalyst temperature is high (θ2 or higher) even if the temperature of the heating target is high. If so, the exhaust heat recovery unit 10 operates.

本実施形態によれば、触媒温度が低温のときには、加熱手段２０（燃焼器２１）を作動させて燃焼ガスを排気と混合することによって、触媒１１０に流入する排気の温度を上昇させることができる。したがって、触媒温度を迅速に上昇させることができ、触媒１１０を早期に活性化させることができるため、外部に排出されるエンジン１００の排気を早期に浄化することができる。一方、触媒温度が高温のときには、排気熱回収器１０を作動させて排気熱を回収することによって、触媒１１０に流入する排気の温度を低下させることができる。したがって、触媒１１０の温度上昇を抑制することができ、触媒１１０の熱劣化を防止することができる。このように、加熱手段２０及び排気熱回収器１０を作動制御することにより、触媒１１０の温度制御を行うことができる。 According to this embodiment, when the catalyst temperature is low, the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst 110 can be raised by operating the heating means 20 (combustor 21) and mixing the combustion gas with the exhaust gas. . Therefore, the catalyst temperature can be raised quickly and the catalyst 110 can be activated early, so that the exhaust of the engine 100 discharged to the outside can be purified early. On the other hand, when the catalyst temperature is high, the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst 110 can be lowered by operating the exhaust heat recovery device 10 to recover the exhaust heat. Therefore, the temperature rise of the catalyst 110 can be suppressed, and thermal deterioration of the catalyst 110 can be prevented. Thus, the temperature control of the catalyst 110 can be performed by controlling the operation of the heating means 20 and the exhaust heat recovery device 10.

ヒートパイプ式の排気熱回収器１０は、バルブ１５の開閉によって、排気経路１３０を切り替えることなく作動／停止の切替え及び熱回収量の調節が可能であるため、排気経路１３０の圧損の変動は生じない。また燃焼器２１も、排気経路１３０の圧損の変動を生じさせずに作動／停止の切替え及び加熱能力の調節が可能である。したがって、触媒１１０の温度制御をエンジン制御から独立して行うことができる。 The heat pipe type exhaust heat recovery device 10 can be switched between operating / stopping and adjusting the amount of heat recovery without switching the exhaust path 130 by opening and closing the valve 15, so that the pressure loss of the exhaust path 130 fluctuates. Absent. The combustor 21 can also be switched between operation / stop and adjustment of the heating capacity without causing fluctuations in the pressure loss of the exhaust passage 130. Therefore, the temperature control of the catalyst 110 can be performed independently of the engine control.

また本実施形態では、燃焼器２１での燃料の燃焼熱を用いることにより排気温度を迅速に上昇させることができるため、触媒温度を迅速に上昇させることができる。 Further, in the present embodiment, the exhaust gas temperature can be quickly raised by using the combustion heat of the fuel in the combustor 21, so that the catalyst temperature can be quickly raised.

さらに本実施形態では、燃焼ガス経路２７が排気熱回収器１０よりも下流側で排気経路１３０に合流しているため、燃焼器２１と触媒１１０との間の経路長を短縮できるとともにその間の熱容量を低減できる。したがって、燃焼器２１の作動に対する触媒温度の応答性が向上するため、触媒１１０を迅速に加熱することができ、燃費上の損失も低減することができる。 Furthermore, in this embodiment, since the combustion gas path 27 joins the exhaust path 130 on the downstream side of the exhaust heat recovery device 10, the path length between the combustor 21 and the catalyst 110 can be shortened and the heat capacity therebetween. Can be reduced. Therefore, since the responsiveness of the catalyst temperature with respect to the operation of the combustor 21 is improved, the catalyst 110 can be heated quickly, and fuel efficiency loss can be reduced.

また本実施形態では、吸気経路２２が設けられているため、燃焼器２１に新鮮な空気を供給することができる。したがって、排気中の残存酸素等に頼らずに十分な酸素が燃焼器２１に供給されるので、燃焼器２１での燃焼効率低下や不完全燃焼を防止することができる。 In the present embodiment, since the intake passage 22 is provided, fresh air can be supplied to the combustor 21. Therefore, since sufficient oxygen is supplied to the combustor 21 without depending on the residual oxygen or the like in the exhaust gas, it is possible to prevent a reduction in combustion efficiency or incomplete combustion in the combustor 21.

さらに本実施形態では、燃焼器２１の作動中には、ブロワ２４によって吸気経路２２及び燃焼ガス経路２７内に排気経路１３０に向かう空気流れが生成されるため、排気経路１３０内の排気と燃焼ガスとを確実に混合させることができる。一方、燃焼器２１の停止中には、ダンパ２３により吸気経路２２が閉塞されるようになっているため、排気経路１３０内の排気が燃焼ガス経路２７及び吸気経路２２を逆流することを防止することができる。 Further, in the present embodiment, during the operation of the combustor 21, an air flow toward the exhaust passage 130 is generated in the intake passage 22 and the combustion gas passage 27 by the blower 24, so that the exhaust gas and the combustion gas in the exhaust passage 130 are generated. Can be reliably mixed. On the other hand, while the combustor 21 is stopped, the intake passage 22 is closed by the damper 23, so that exhaust in the exhaust passage 130 is prevented from flowing backward through the combustion gas passage 27 and the intake passage 22. be able to.

また本実施形態では、排気を冷却する手段として排気熱回収器１０が用いられているため、排気から回収した熱を利用して加熱対象を加熱することができ、排気熱を暖房等に有効に利用することができる。 In this embodiment, since the exhaust heat recovery device 10 is used as a means for cooling the exhaust, the heat to be heated can be heated using the heat recovered from the exhaust, and the exhaust heat is effectively used for heating or the like. Can be used.

次に、本実施形態の温度制御装置の変形例について説明する。図４は、本変形例における温度制御装置の構成の一部を模式的に示している。図４に示すように本変形例では、燃焼器２１が、排気熱回収器１０よりも下流側で触媒１１０よりも上流側の排気経路１３０上に設けられている。燃焼器２１には、図１に示した構成と同様に、エンジン１００の吸気経路とは独立した吸気経路２２が設けられている。燃焼器２１は、吸気経路２２を介して供給された空気を用いて燃焼ガスを生成するようになっている。これにより排気経路１３０では、排気熱回収器１０の蒸発部１１を通過した排気と燃焼ガスとが混合され、より高温の排気となって触媒１１０に流入する。その他の構成は、図１に示した構成と同様であるので説明を省略する。 Next, a modification of the temperature control device of the present embodiment will be described. FIG. 4 schematically shows a part of the configuration of the temperature control device in the present modification. As shown in FIG. 4, in this modification, the combustor 21 is provided on the exhaust path 130 downstream of the exhaust heat recovery device 10 and upstream of the catalyst 110. The combustor 21 is provided with an intake path 22 that is independent of the intake path of the engine 100, as in the configuration shown in FIG. The combustor 21 generates combustion gas using air supplied through the intake passage 22. As a result, in the exhaust path 130, the exhaust gas that has passed through the evaporation section 11 of the exhaust heat recovery device 10 and the combustion gas are mixed and flow into the catalyst 110 as a higher temperature exhaust gas. The other configuration is the same as the configuration shown in FIG.

本変形例では、燃焼器２１が排気経路１３０上に設けられているため、温度制御装置全体を小型化できるとともに設置性を向上させることができる。また、燃焼器２１において排気熱を利用することができる。さらに、燃焼器２１と触媒１１０との間の経路長をさらに短縮でき、その間の熱容量を低減できるため、燃焼ガスによって触媒１１０をより早期に加熱することができ、燃費上の損失も低減できる。 In this modification, since the combustor 21 is provided on the exhaust path 130, the entire temperature control device can be reduced in size and the installation property can be improved. Further, exhaust heat can be utilized in the combustor 21. Furthermore, since the path length between the combustor 21 and the catalyst 110 can be further shortened and the heat capacity therebetween can be reduced, the catalyst 110 can be heated earlier by the combustion gas, and fuel efficiency loss can also be reduced.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５を用いて説明する。図５は、本実施形態における温度制御装置２の構成を模式的に示している。図５に示すように、本実施形態の温度制御装置２は、第１実施形態の温度制御装置１と比較して、吸気経路２９が、エンジン１００の吸気経路１２０から分岐していることを特徴としている。このため、エアクリーナ１４０は、エンジン１００の吸気用と燃焼器２１の吸気用とで共用されている。その他の構成は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 schematically shows the configuration of the temperature control device 2 in the present embodiment. As shown in FIG. 5, the temperature control device 2 of the present embodiment is characterized in that the intake passage 29 is branched from the intake passage 120 of the engine 100 as compared to the temperature control device 1 of the first embodiment. It is said. For this reason, the air cleaner 140 is commonly used for intake of the engine 100 and intake of the combustor 21. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.

本実施形態では、燃焼器２１の吸気用のエアクリーナをエンジン１００の吸気用のエアクリーナ１４０と独立して設ける必要がないため、構造の簡素化及び軽量化が可能になる。また、燃焼器２１には吸気経路２９を介して新鮮な空気が供給されるため、燃焼器２１での燃焼効率低下や不完全燃焼を防止することができる。 In the present embodiment, since it is not necessary to provide the intake air cleaner for the combustor 21 independently of the intake air cleaner 140 for the engine 100, the structure can be simplified and reduced in weight. In addition, since fresh air is supplied to the combustor 21 via the intake passage 29, it is possible to prevent a reduction in combustion efficiency and incomplete combustion in the combustor 21.

本実施形態においても、図４に示した構成と同様に、燃焼器２１を排気経路１３０上に設けてもよい。こうすることにより、温度制御装置２を小型化できるとともに設置性を向上させることができる。 Also in this embodiment, the combustor 21 may be provided on the exhaust path 130 as in the configuration shown in FIG. By doing so, the temperature control device 2 can be miniaturized and the installation can be improved.

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図６及び図７を用いて説明する。図６は、本実施形態における温度制御装置３の構成を模式的に示している。図６に示すように、本実施形態の温度制御装置３は、第１実施形態の温度制御装置１と比較して、燃焼ガス経路２７が排気熱回収器１０よりも上流側で排気経路１３０に合流している点に特徴を有している。すなわち、燃焼器２１で生成された燃焼ガスは、排気熱回収器１０よりも上流側で排気と混合され、高温の排気となって排気熱回収器１０の蒸発部１１を通過する。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 schematically shows the configuration of the temperature control device 3 in the present embodiment. As shown in FIG. 6, the temperature control device 3 of the present embodiment has a combustion gas path 27 upstream of the exhaust heat recovery device 10 and an exhaust path 130 compared to the temperature control device 1 of the first embodiment. It is characterized in that it meets. That is, the combustion gas generated in the combustor 21 is mixed with the exhaust gas upstream of the exhaust heat recovery device 10 and becomes high-temperature exhaust gas, and passes through the evaporation unit 11 of the exhaust heat recovery device 10.

本実施形態によれば、燃焼ガス経路２７を排気熱回収器１０よりも上流側で排気経路１３０に合流させているため、蒸発部１１を通過する排気の温度を早期に上昇させることができ、排気熱の回収を早期に行うことができる。これにより、加熱対象（エンジン冷却水）の温度上昇を促進させることができるため、エンジン１００の暖機やエンジン冷却水を用いた暖房の立ち上がりを早めることができる。 According to the present embodiment, since the combustion gas path 27 is joined to the exhaust path 130 on the upstream side of the exhaust heat recovery device 10, the temperature of the exhaust gas passing through the evaporation unit 11 can be raised early, The exhaust heat can be recovered early. Thereby, since the temperature rise of a heating object (engine cooling water) can be accelerated | stimulated, the start-up of the heating using the engine 100 warming up or engine cooling water can be advanced.

また本実施形態によれば、排気熱回収器１０よりも上流側で排気を加熱できるため、燃焼器２１及び排気熱回収器１０の双方を作動させることにより、排気熱回収器１０での熱回収量を増加させることができる。 Further, according to the present embodiment, the exhaust can be heated on the upstream side of the exhaust heat recovery unit 10, and therefore, by operating both the combustor 21 and the exhaust heat recovery unit 10, the heat recovery in the exhaust heat recovery unit 10 is performed. The amount can be increased.

図７は、本実施形態の変形例における温度制御装置の構成を模式的に示している。図７に示すように、本変形例は、燃焼ガス経路２７が第１経路５１と第２経路５２とに分岐している点に特徴を有している。第１経路５１と第２経路５２との分岐点には、燃焼ガス経路２７を流通した排気が第１経路５１及び第２経路５２のいずれに流入するかを切り替える切替手段５３が設けられている。切替手段５３は、制御ユニット４０（図７では図示せず）によって作動制御されるようになっている。第１経路５１は排気熱回収器１０よりも上流側で排気経路１３０に合流しており、第２経路５２は排気熱回収器１０よりも下流側かつ触媒１１０よりも上流側で排気経路１３０に合流している。 FIG. 7 schematically shows a configuration of a temperature control device in a modification of the present embodiment. As shown in FIG. 7, this modification is characterized in that the combustion gas path 27 is branched into a first path 51 and a second path 52. At a branch point between the first path 51 and the second path 52, switching means 53 is provided for switching whether the exhaust gas flowing through the combustion gas path 27 flows into the first path 51 or the second path 52. . The switching means 53 is controlled by the control unit 40 (not shown in FIG. 7). The first path 51 joins the exhaust path 130 on the upstream side of the exhaust heat recovery unit 10, and the second path 52 enters the exhaust path 130 on the downstream side of the exhaust heat recovery unit 10 and on the upstream side of the catalyst 110. Have joined.

例えば、エンジン１００始動直後の暖機時には、触媒１１０の温度上昇促進が優先され、切替手段５３は第２経路５２側に切り替えられる。これにより、燃焼器２１で生成された燃焼ガスは、燃焼ガス経路２７及び第２経路５２を通り、排気熱回収器１０よりも下流側で排気と混合される。燃焼ガスと混合されて加熱された排気は、触媒１１０に流入して触媒１１０の昇温に寄与する。このように、燃焼ガス、及び燃焼ガスと混合されて加熱された排気は、排気熱回収器１０を通らずに触媒１１０に流入する。したがって、燃焼ガス経路の熱容量を低減できるため、触媒温度を迅速に上昇させることができる。 For example, at the time of warming up immediately after the engine 100 is started, priority is given to acceleration of the temperature increase of the catalyst 110, and the switching means 53 is switched to the second path 52 side. As a result, the combustion gas generated in the combustor 21 passes through the combustion gas path 27 and the second path 52 and is mixed with the exhaust gas downstream of the exhaust heat recovery unit 10. The exhaust gas mixed and heated with the combustion gas flows into the catalyst 110 and contributes to the temperature rise of the catalyst 110. Thus, the combustion gas and the exhaust gas mixed and heated with the combustion gas flows into the catalyst 110 without passing through the exhaust heat recovery device 10. Therefore, since the heat capacity of the combustion gas path can be reduced, the catalyst temperature can be rapidly increased.

また例えば、触媒１１０の暖機が終了した後には、排気熱回収器１０での熱回収が優先され、切替手段５３は第１経路５１側に切り替えられる。これにより、燃焼器２１で生成された燃焼ガスは、燃焼ガス経路２７及び第１経路５１を通り、排気熱回収器１０よりも上流側で排気と混合される。燃焼ガスと混合されて加熱された排気は、排気熱回収器１０の蒸発部１１を通過して熱回収される。このように、排気熱回収器１０よりも上流側の排気を燃焼ガスとの混合により加熱できるため、熱回収を早期に行うことができるとともに、熱回収量を増加させることができる。 Further, for example, after the warming-up of the catalyst 110 is finished, priority is given to heat recovery in the exhaust heat recovery device 10, and the switching means 53 is switched to the first path 51 side. As a result, the combustion gas generated in the combustor 21 passes through the combustion gas path 27 and the first path 51 and is mixed with the exhaust gas upstream of the exhaust heat recovery device 10. The exhaust gas mixed and heated with the combustion gas passes through the evaporation section 11 of the exhaust heat recovery device 10 and is recovered as heat. Thus, since the exhaust gas upstream of the exhaust heat recovery unit 10 can be heated by mixing with the combustion gas, heat recovery can be performed early and the amount of heat recovery can be increased.

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図８を用いて説明する。図８は、本実施形態における温度制御装置４の構成を模式的に示している。図８に示すように、本実施形態の温度制御装置４は、第２実施形態の温度制御装置２と比較して、燃焼ガス経路２７が排気熱回収器１０よりも上流側で排気経路１３０に合流している点に特徴を有している。すなわち、燃焼器２１で生成された燃焼ガスは、排気熱回収器１０よりも上流側で排気と混合され、高温の排気となって排気熱回収器１０の蒸発部１１を通過する。 (Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 schematically shows the configuration of the temperature control device 4 in the present embodiment. As shown in FIG. 8, the temperature control device 4 of the present embodiment has a combustion gas path 27 upstream of the exhaust heat recovery device 10 in the exhaust path 130 as compared with the temperature control device 2 of the second embodiment. It is characterized in that it meets. That is, the combustion gas generated in the combustor 21 is mixed with the exhaust gas upstream of the exhaust heat recovery device 10 and becomes high-temperature exhaust gas, and passes through the evaporation unit 11 of the exhaust heat recovery device 10.

本実施形態によれば、燃焼ガス経路２７を排気熱回収器１０よりも上流側で排気経路１３０に合流させているため、蒸発部１１を通過する排気の温度を早期に上昇させることができ、排気熱の回収を早期に行うことができる。これにより、加熱対象（エンジン冷却水）の温度上昇が促進されるため、エンジン１００の暖機やエンジン冷却水を用いた暖房の立ち上がりを早めることができる。 According to the present embodiment, since the combustion gas path 27 is joined to the exhaust path 130 on the upstream side of the exhaust heat recovery device 10, the temperature of the exhaust gas passing through the evaporation unit 11 can be raised early, The exhaust heat can be recovered early. Thereby, since the temperature rise of a heating object (engine cooling water) is accelerated | stimulated, the start-up of the heating using the engine 100 warming-up or engine cooling water can be advanced.

また本実施形態によれば、排気熱回収器１０よりも上流側で排気を加熱できるため、排気熱回収器１０での熱回収量を増加させることができる。 Moreover, according to this embodiment, since exhaust gas can be heated upstream from the exhaust heat recovery device 10, the amount of heat recovery in the exhaust heat recovery device 10 can be increased.

本実施形態においても、図７に示した構成と同様に、燃焼ガス経路２７を第１経路５１と第２経路５２とに分岐させ、燃焼ガスの経路を切替手段５３によって切り替えるようにしてもよい。 Also in the present embodiment, as in the configuration shown in FIG. 7, the combustion gas path 27 may be branched into the first path 51 and the second path 52, and the combustion gas path may be switched by the switching means 53. .

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図９を用いて説明する。図９は、本実施形態における温度制御装置５の構成を模式的に示している。図９に示すように、本実施形態の温度制御装置５は、燃焼器２１が排気熱回収器１０よりも下流側の排気経路１３０上に設けられているとともに、燃焼器２１には外部からの吸気を行っていない点に特徴を有している。温度制御装置５は、例えばリーン状態での燃焼が可能なエンジン１００（例えばディーゼルエンジン）を備えた車両に搭載されている。燃焼器２１は、リーン燃焼中のエンジン１００の排気に含まれる残存酸素を用いて燃料を燃焼させ、燃焼熱によって排気を直接的に加熱するようになっている。 (Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 schematically shows the configuration of the temperature control device 5 in the present embodiment. As shown in FIG. 9, in the temperature control device 5 of the present embodiment, the combustor 21 is provided on the exhaust path 130 on the downstream side of the exhaust heat recovery device 10, and the combustor 21 is externally connected. It is characterized in that no intake is performed. The temperature control device 5 is mounted on a vehicle including an engine 100 (for example, a diesel engine) capable of combustion in a lean state, for example. The combustor 21 burns fuel using residual oxygen contained in the exhaust of the engine 100 during lean combustion, and directly heats the exhaust with combustion heat.

本実施形態によれば、燃焼器２１の吸気用の吸気経路及びエアクリーナ等を省略できるため、構造の簡素化及び軽量化が可能になる。また、燃焼器２１が排気熱回収器１０よりも下流側に設けられているため、燃焼ガス経路の熱容量を低減でき、触媒温度を迅速に上昇させることができる。 According to this embodiment, since the intake passage for intake of the combustor 21 and the air cleaner can be omitted, the structure can be simplified and reduced in weight. Further, since the combustor 21 is provided on the downstream side of the exhaust heat recovery device 10, the heat capacity of the combustion gas path can be reduced, and the catalyst temperature can be quickly raised.

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について図１０を用いて説明する。図１０は、本実施形態における温度制御装置６の構成を模式的に示している。図１０に示すように、本実施形態の温度制御装置６は、第５実施形態の温度制御装置５と比較して、燃焼器２１が排気熱回収器１０よりも上流側の排気経路１３０上に設けられている点に特徴を有している。 (Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 schematically shows the configuration of the temperature control device 6 in the present embodiment. As shown in FIG. 10, in the temperature control device 6 of the present embodiment, the combustor 21 is on the exhaust path 130 on the upstream side of the exhaust heat recovery device 10 as compared with the temperature control device 5 of the fifth embodiment. It is characterized in that it is provided.

本実施形態によれば、排気熱回収器１０よりも上流側で排気を加熱できるため、蒸発部１１を通過する排気の温度を早期に上昇させることができ、排気熱の回収を早期に行うことができる。また本実施形態によれば、排気熱回収器１０よりも上流側で排気を加熱できるため、排気熱回収器１０での熱回収量を増加させることができる。 According to the present embodiment, since the exhaust can be heated on the upstream side of the exhaust heat recovery unit 10, the temperature of the exhaust gas passing through the evaporation unit 11 can be increased early, and the exhaust heat can be recovered early. Can do. Moreover, according to this embodiment, since exhaust gas can be heated upstream from the exhaust heat recovery device 10, the amount of heat recovery in the exhaust heat recovery device 10 can be increased.

（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について図１１及び図１２を用いて説明する。図１１は、本実施形態における温度制御装置７の構成を模式的に示している。本実施形態の温度制御装置７は、ディーゼルエンジンを備えた車両に搭載されている。図１１に示すように、本実施形態の温度制御装置７は、第１実施形態の温度制御装置１と比較すると、後処理により排気を浄化する排気浄化装置として、排気に含まれる粒子状物質を捕集するディーゼル・パティキュレート・フィルタ（ＤＰＦ）１５０が設けられている点に特徴を有している。ＤＰＦ１５０には、ＤＰＦ温度（装置温度）又はＤＰＦ直前の排気温度を検出して検出信号を制御ユニット４０に出力するＤＰＦ温度センサ（温度検出手段）３１が設けられている。 (Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 schematically shows the configuration of the temperature control device 7 in the present embodiment. The temperature control device 7 of this embodiment is mounted on a vehicle equipped with a diesel engine. As shown in FIG. 11, when compared with the temperature control device 1 of the first embodiment, the temperature control device 7 of this embodiment is an exhaust gas purification device that purifies exhaust gas by post-processing. It is characterized in that a diesel particulate filter (DPF) 150 to be collected is provided. The DPF 150 is provided with a DPF temperature sensor (temperature detection means) 31 that detects the DPF temperature (device temperature) or the exhaust gas temperature immediately before the DPF and outputs a detection signal to the control unit 40.

ＤＰＦ１５０は、捕集した粒子状物質が内部に堆積すると機能低下が生じる。このため、ＤＰＦ１５０は、定期的に所定の再生温度以上の温度に加熱する必要がある。ＤＰＦ１５０を再生温度以上の温度に加熱すると、内部に堆積した粒子状物質が燃焼して除去され、ＤＰＦ１５０が再生される。高負荷時にはＤＰＦ温度が自然に再生温度以上になる場合もあるが、ＤＰＦ温度が再生温度まで上昇しない低負荷時等には、加熱手段等を用いた補助加熱が必要になる。ＤＰＦ１５０の再生タイミングは、例えば、ＤＰＦ１５０の圧損値や、前回再生されてからの経過時間などに基づいて、制御ユニット４０により判断される。 The function of the DPF 150 is degraded when the collected particulate matter is deposited inside. For this reason, the DPF 150 needs to be periodically heated to a temperature equal to or higher than a predetermined regeneration temperature. When the DPF 150 is heated to a temperature equal to or higher than the regeneration temperature, the particulate matter accumulated inside is burned and removed, and the DPF 150 is regenerated. In some cases, the DPF temperature naturally becomes equal to or higher than the regeneration temperature when the load is high. However, auxiliary heating using a heating means or the like is necessary when the DPF temperature does not increase to the regeneration temperature. The regeneration timing of the DPF 150 is determined by the control unit 40 based on, for example, the pressure loss value of the DPF 150, the elapsed time since the previous regeneration, or the like.

図１２は、温度制御装置７の作動状態及びＤＰＦ温度の変化の一例を示すタイミングチャートである。図１２（ａ）は燃焼器２１の作動状態を示し、図１２（ｂ）はＤＰＦ温度センサ３１で検出されるＤＰＦ温度を示している。排気熱回収器１０の作動状態については図示を省略している。温度θ４は、ＤＰＦ１５０が燃焼再生される再生温度に基づき設定される第３閾値温度である（例えばθ１＜θ４＜θ２）。第３閾値温度θ４は、例えばＤＰＦ１５０の再生温度にほぼ等しく設定される。 FIG. 12 is a timing chart showing an example of the operating state of the temperature control device 7 and changes in the DPF temperature. FIG. 12A shows the operating state of the combustor 21, and FIG. 12B shows the DPF temperature detected by the DPF temperature sensor 31. Illustration of the operating state of the exhaust heat recovery device 10 is omitted. The temperature θ4 is a third threshold temperature set based on the regeneration temperature at which the DPF 150 is burnt and regenerated (for example, θ1 <θ4 <θ2). The third threshold temperature θ4 is set to be approximately equal to the regeneration temperature of the DPF 150, for example.

例えば時間Ｔ２４において、制御ユニット４０は、ＤＰＦ１５０の圧損値等に基づいてＤＰＦ１５０の再生が必要と判断した場合、ＤＰＦ温度と第３閾値温度θ４とを比較する。図１２（ｂ）に示すようにＤＰＦ温度が第３閾値温度θ４未満である場合には、制御ユニット４０は燃焼器２１を作動させ、ＤＰＦ１５０に流入する排気の温度を上昇させる。これにより、ＤＰＦ温度が再生温度以上に上昇し、ＤＰＦ１５０が再生される。 For example, at time T24, when the control unit 40 determines that regeneration of the DPF 150 is necessary based on the pressure loss value of the DPF 150, the control unit 40 compares the DPF temperature with the third threshold temperature θ4. As shown in FIG. 12B, when the DPF temperature is lower than the third threshold temperature θ4, the control unit 40 operates the combustor 21 and raises the temperature of the exhaust gas flowing into the DPF 150. As a result, the DPF temperature rises above the regeneration temperature, and the DPF 150 is regenerated.

制御ユニット４０は、例えば、ＤＰＦ温度が第３閾値温度θ４以上に上昇してから所定時間経過したら（時間Ｔ２５）、ＤＰＦ１５０の再生が完了したと判断し、燃焼器２１を停止させる。 For example, when a predetermined time elapses after the DPF temperature rises to the third threshold temperature θ4 or more (time T25), the control unit 40 determines that the regeneration of the DPF 150 is completed, and stops the combustor 21.

ＤＰＦ１５０の再生が必要と判断された時間Ｔ２４において、仮に、ＤＰＦ温度が第３閾値温度θ４以上である場合には、制御ユニット４０は燃焼器２１を作動させる必要はない。これは、ＤＰＦ温度が第３閾値温度θ４以上であれば、燃焼器２１を特に作動させるまでもなくＤＰＦ１５０の燃焼再生が自然に行われるためである。 At time T24 when it is determined that regeneration of the DPF 150 is necessary, if the DPF temperature is equal to or higher than the third threshold temperature θ4, the control unit 40 does not need to operate the combustor 21. This is because when the DPF temperature is equal to or higher than the third threshold temperature θ4, the combustion regeneration of the DPF 150 is naturally performed without particularly operating the combustor 21.

本実施形態によれば、ＤＰＦ温度が比較的低い場合であっても、燃焼器２１を作動させることによって、ＤＰＦ１５０に流入する排気温度を上昇させることができる。このため、ＤＰＦ１５０の温度を再生温度以上に上昇させることができ、ＤＰＦ１５０を確実に再生することができる。 According to this embodiment, even if the DPF temperature is relatively low, the exhaust gas flowing into the DPF 150 can be raised by operating the combustor 21. For this reason, the temperature of the DPF 150 can be raised above the regeneration temperature, and the DPF 150 can be reliably regenerated.

（その他の実施形態）
上記実施形態では、触媒温度やＤＰＦ温度に基づいて排気熱回収器１０及び加熱手段２０を制御しているが、これらの温度に代えて、触媒１１０直前の排気温度等のように触媒温度と相関のある温度や、ＤＰＦ１５０直前の排気温度等のようにＤＰＦ温度と相関のある温度を用いてもよい。 (Other embodiments)
In the above embodiment, the exhaust heat recovery device 10 and the heating means 20 are controlled based on the catalyst temperature and the DPF temperature. However, instead of these temperatures, the exhaust gas temperature just before the catalyst 110 is correlated with the catalyst temperature. A temperature having a correlation with the DPF temperature, such as an exhaust temperature immediately before the DPF 150, or the like may be used.

また上記実施形態では、バルブ１５の開度を制御することにより熱回収量を調節しているが、バルブ１５の開閉のデューティ比を制御することにより熱回収量を調節してもよい。 In the above embodiment, the heat recovery amount is adjusted by controlling the opening degree of the valve 15, but the heat recovery amount may be adjusted by controlling the duty ratio of opening and closing of the valve 15.

さらに上記実施形態では、排気浄化装置として触媒又はＤＰＦを備えた車両を例に挙げたが、本発明の温度制御装置は、触媒及びＤＰＦの両方を備えた車両にも適用できる。この場合、触媒の加熱及び冷却の制御と、ＤＰＦの加熱再生制御とを複合的に行うシステムとしてもよい。 Furthermore, in the said embodiment, although the vehicle provided with the catalyst or DPF was mentioned as an example as an exhaust gas purification apparatus, the temperature control apparatus of this invention is applicable also to the vehicle provided with both the catalyst and DPF. In this case, a system that performs combined control of catalyst heating and cooling and DPF heating regeneration control may be employed.

また上記実施形態では、排気熱回収器１０で排気熱を熱移動させる加熱対象としてエンジン冷却水を例に挙げたが、エンジンオイルやＡＴＦ（オートマチック・トランスミッション・フルード）等を加熱対象としてもよい。 In the above embodiment, the engine cooling water is exemplified as the heating target for heat transfer of the exhaust heat by the exhaust heat recovery unit 10, but engine oil, ATF (automatic transmission fluid), or the like may be the heating target.

さらに上記実施形態では、水冷式のエンジン１００を備えた車両に搭載された温度制御装置を例に挙げたが、本発明の温度制御装置は、空冷式のエンジンを備えた車両や、あるいは車両以外にも適用可能である。 Furthermore, in the above embodiment, the temperature control device mounted on the vehicle including the water-cooled engine 100 is taken as an example. However, the temperature control device of the present invention may be a vehicle including an air-cooled engine, or other than the vehicle. It is also applicable to.

１〜７温度制御装置
１０排気熱回収器
２０加熱手段
２１燃焼器
２２、２９吸気経路
２３ダンパ（開閉手段）
２４ブロワ（送風手段）
２７燃焼ガス経路
３０触媒温度センサ（温度検出手段）
３１ＤＰＦ温度センサ（温度検出手段）
４０制御ユニット（制御手段）
１００エンジン
１１０触媒（排気浄化装置）
１２０吸気経路
１３０排気経路
１５０ＤＰＦ（排気浄化装置） 1-7 Temperature controller 10 Exhaust heat recovery device 20 Heating means 21 Combustors 22, 29 Intake path 23 Damper (opening / closing means)
24 Blower (Blower)
27 Combustion gas path 30 Catalyst temperature sensor (temperature detection means)
31 DPF temperature sensor (temperature detection means)
40 Control unit (control means)
100 Engine 110 Catalyst (Exhaust gas purification device)
120 Intake path 130 Exhaust path 150 DPF (Exhaust gas purification device)

Claims

エンジン（１００）からの排気を浄化する排気浄化装置（１１０）の装置温度を制御する排気浄化装置の温度制御装置であって、
前記エンジン（１００）と前記排気浄化装置（１１０）との間の排気経路（１３０）上に設けられ、排気熱を回収して、前記排気浄化装置（１１０）に流入する排気の排気温度を低下させるヒートパイプ式の排気熱回収器（１０）と、
前記排気温度を上昇させるための加熱手段（２０）と、
前記装置温度又は前記排気温度を検出する温度検出手段（３０）と、
前記装置温度又は前記排気温度に基づいて前記排気熱回収器（１０）及び前記加熱手段（２０）を作動制御する制御手段（４０）とを有し、
前記排気熱回収器（１０）は、少なくとも作動／停止の切替えが前記排気経路（１３０）を切り替えることなく可能であることを特徴とする排気浄化装置の温度制御装置。 A temperature control device for an exhaust gas purification device for controlling a device temperature of an exhaust gas purification device (110) for purifying exhaust gas from an engine (100),
An exhaust path (130) between the engine (100) and the exhaust purification device (110) is provided to recover exhaust heat and lower the exhaust temperature of the exhaust flowing into the exhaust purification device (110). A heat pipe exhaust heat recovery device (10),
Heating means (20) for increasing the exhaust temperature;
Temperature detection means (30) for detecting the device temperature or the exhaust temperature;
Control means (40) for controlling the operation of the exhaust heat recovery device (10) and the heating means (20) based on the apparatus temperature or the exhaust temperature,
The exhaust gas heat recovery device (10) can be at least switched between operation and stop without switching the exhaust path (130).

前記排気浄化装置は、触媒作用により排気を浄化する触媒（１１０）を有しており、
前記制御手段（４０）は、前記装置温度又は前記排気温度が第１閾値温度（θ１）以下のときには前記加熱手段（２０）を作動させ、前記装置温度又は前記排気温度が第２閾値温度（θ２）以上のときには前記排気熱回収器（１０）を作動させることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置の温度制御装置。 The exhaust purification device has a catalyst (110) for purifying exhaust gas by catalytic action,
The control means (40) operates the heating means (20) when the apparatus temperature or the exhaust temperature is equal to or lower than a first threshold temperature (θ1), and the apparatus temperature or the exhaust temperature is set to a second threshold temperature (θ2). 2) The temperature control device for an exhaust gas purification apparatus according to claim 1, wherein the exhaust heat recovery device (10) is operated at the time described above.

前記排気浄化装置は、排気に含まれる粒子状物質を捕集するＤＰＦ（１５０）を有しており、
前記制御手段（４０）は、前記ＤＰＦ（１５０）の再生が必要と判断し、かつ前記装置温度又は前記排気温度が第３閾値温度（θ４）未満である場合には、前記加熱手段（２０）を作動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の排気浄化装置の温度制御装置。 The exhaust purification device has a DPF (150) that collects particulate matter contained in the exhaust,
When the control means (40) determines that the DPF (150) needs to be regenerated and the apparatus temperature or the exhaust temperature is lower than a third threshold temperature (θ4), the heating means (20) The temperature control device for an exhaust emission control device according to claim 1 or 2, wherein the temperature control device is operated.

前記加熱手段（２０）は、燃料の燃焼熱により前記排気温度を上昇させる燃焼器（２１）を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の排気浄化装置の温度制御装置。 The exhaust emission control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the heating means (20) includes a combustor (21) that raises the exhaust gas temperature by combustion heat of fuel. Temperature control device.

前記燃焼器（２１）は、前記排気経路（１３０）外に設けられており、
前記燃焼器（２１）の燃焼ガスを排出する燃焼ガス経路（２７）は、前記触媒（１１０）よりも上流側で前記排気経路（１３０）に合流していることを特徴とする請求項４に記載の排気浄化装置の温度制御装置。 The combustor (21) is provided outside the exhaust path (130),
The combustion gas path (27) for discharging the combustion gas of the combustor (21) joins the exhaust path (130) upstream of the catalyst (110). The temperature control device of the exhaust purification device described.

前記燃焼ガス経路（２７）は、前記排気熱回収器（１０）よりも下流側で前記排気経路（１３０）に合流していることを特徴とする請求項５に記載の排気浄化装置の温度制御装置。 The temperature control of the exhaust emission control device according to claim 5, wherein the combustion gas passage (27) joins the exhaust passage (130) downstream of the exhaust heat recovery device (10). apparatus.

前記燃焼ガス経路（２７）は、前記排気熱回収器（１０）よりも上流側で前記排気経路（１３０）に合流していることを特徴とする請求項５に記載の排気浄化装置の温度制御装置。 The temperature control of the exhaust emission control device according to claim 5, wherein the combustion gas path (27) joins the exhaust path (130) upstream of the exhaust heat recovery device (10). apparatus.

前記燃焼器（２１）は、前記触媒（１１０）よりも上流側の前記排気経路（１３０）上に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の排気浄化装置の温度制御装置。 The temperature control device for an exhaust emission control device according to claim 4, wherein the combustor (21) is provided on the exhaust path (130) upstream of the catalyst (110).

前記燃焼器（２１）は、前記排気熱回収器（１０）よりも下流側に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の排気浄化装置の温度制御装置。 The temperature control device for an exhaust gas purification apparatus according to claim 8, wherein the combustor (21) is provided downstream of the exhaust heat recovery device (10).

前記燃焼器（２１）は、前記排気熱回収器（１０）よりも上流側に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の排気浄化装置の温度制御装置。 The temperature control device for an exhaust gas purification apparatus according to claim 8, wherein the combustor (21) is provided upstream of the exhaust heat recovery device (10).

前記燃焼器（２１）に燃焼用の空気を供給する吸気経路（２２、２９）をさらに有していることを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか１項に記載の排気浄化装置の温度制御装置。 The temperature of the exhaust emission control device according to any one of claims 5 to 10, further comprising an intake passage (22, 29) for supplying combustion air to the combustor (21). Control device.

前記加熱手段（２０）は、
前記燃焼器（２１）と連動して前記燃焼器（２１）側に向かう空気流れを前記吸気経路（２２、２９）内に生成する送風手段（２４）と、
前記燃焼器（２１）と連動して前記吸気経路（２２、２９）を開閉する開閉手段（２３）とを有していることを特徴とする請求項１１に記載の排気浄化装置の温度制御装置。 The heating means (20)
Blower means (24) for generating an air flow toward the combustor (21) in the intake passage (22, 29) in conjunction with the combustor (21);
The temperature control device for an exhaust gas purification device according to claim 11, further comprising opening / closing means (23) for opening and closing the intake passage (22, 29) in conjunction with the combustor (21). .

前記吸気経路（２２）は、前記エンジン（１００）の吸気経路（１２０）とは独立して設けられていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の排気浄化装置の温度制御装置。 The temperature control device for an exhaust emission control device according to claim 11 or 12, wherein the intake passage (22) is provided independently of an intake passage (120) of the engine (100).

前記吸気経路（２９）は、前記エンジン（１００）の吸気経路（１２０）から分岐して設けられていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の排気浄化装置の温度制御装置。 The temperature control device for an exhaust emission control device according to claim 11 or 12, wherein the intake path (29) is branched from the intake path (120) of the engine (100).

前記エンジン（１００）は、リーン状態での燃焼が可能であり、
前記燃焼器（２１）は、前記エンジン（１００）からの排気に含まれる残存酸素を用いて前記燃料を燃焼させることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の排気浄化装置の温度制御装置。 The engine (100) is capable of burning in a lean state,
11. The exhaust emission control device according to claim 8, wherein the combustor (21) burns the fuel using residual oxygen contained in exhaust gas from the engine (100). Temperature control device.