废气处理装置

技术领域

本发明涉及废气处理装置。

背景技术

在JP2020-143662A中，公开了在净化废气的催化剂的上游侧具有电加热催化剂(加热器)的催化转化器。

发明内容

在上述催化转化器中，扩散管插入于收容电加热催化剂的内管的内侧。在该结构中，若更深地插入扩散管，则扩散管会与电加热催化剂互相干涉，因此无法实现充分的小型化。

本发明的目的在于在实现废气处理装置的小型化的同时，抑制与之相伴的废气流动的阻塞。

根据本发明的某一方式，对从发动机排出的废气进行处理的废气处理装置包括：歧管，其具有供从所述发动机排出而沿第一方向流动的废气流入的流入口和以使废气流向与所述第一方向相交的第二方向的方式将废气引导至下游的流出口，将废气的行进方向从所述第一方向改变为所述第二方向；第一催化剂载体，从所述歧管的所述流出口导入的废气流入于所述第一催化剂载体，所述第一催化剂载体用于净化沿所述第二方向流动的废气；加热器，其设置于所述第一催化剂载体的废气的流动方向的上游，加热从所述歧管流入而引向所述第一催化剂载体的废气；以及壳体，其收容所述第一催化剂载体和所述加热器，所述壳体的入口侧开口部插入于所述歧管的所述流出口的内周，直到临近所述歧管的所述流入口的位置，供从所述歧管的所述流入口流入的废气通过的入口侧凹部形成于所述入口侧开口部。

附图说明

图1为本发明的实施方式的废气处理装置的立体图。

图2为废气处理装置的主视图。

图3为废气处理装置的剖面示意图。

图4为用于对从第二方向观察加热器时的电极的可配置范围进行说明的示意图，是相当于图2的IV-IV剖面的图。

图5为用于对歧管和收容加热器的壳体进行说明的立体图。

图6为图5的VI-VI剖面图。

图7为图5的VII-VII剖面图。

图8为图5的VIII-VIII剖面图。

图9为从与对歧管和收容加热器的壳体进行说明的图5不同的角度观察时的立体图。

图10为图9的X-X剖面图。

图11为图9的XI-XI剖面图。

图12为用于对歧管和收容加热器的壳体的焊接进行说明的剖面示意图。

图13A为图2的XIIIA部的放大立体图。

图13B为用于说明图13A的变形例的放大立体图。

图14为用于说明歧管的变形例的主视图。

图15A为用于对歧管和收容加热器的壳体的接合部的变形例进行说明的图。

图15B为用于对歧管和收容加热器的壳体的接合部的其他变形例进行说明的图。

图16为废气处理装置的控制框图。

图17为发动机启动时的二次空气供给控制的流程图。

图18为用于说明二次空气供给控制的时序图。

图19为加热器的控制的流程图。

图20为示出本发明的实施方式的变形例之一的立体图。

图21为图20的XXI-XXI剖面图。

图22为示出本发明的实施方式的其他变形例的立体图。

图23为图22的XXIII-XXIII剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

以下，参照图1至图23，对本发明的实施方式的废气处理装置1进行说明。

首先，参照图1至图3，对废气处理装置1的整体结构进行说明。图1为废气处理装置1的立体图。图2为废气处理装置1的主视图。图3为废气处理装置1的剖面示意图。

废气处理装置1为搭载于车辆而用于处理从发动机(省略图示)排出的废气G的装置。在本实施方式中，示出作为小型且具有优秀的废气净化功能的催化转化器的废气处理装置1的结构例。具体地，废气处理装置1对包含于废气G的碳氢化合物(hydrocarbon)、一氧化碳进行氧化而使其变为二氧化碳和水，并同时进行氮氧化物的还原、微小颗粒状物质的去除，由此净化废气G。

如图1和图2所示，废气处理装置1具有作为歧管(manifold)的第一流路部件10、第一壳体20、第二壳体30、第三壳体40和第二流路部件50。在本实施方式中，第一壳体20、第二壳体30和第三壳体40相当于壳体。如图3所示，废气处理装置1具有EHC(ElectricallyHeated Catalyst：电加热催化剂)21、作为第一催化剂载体的TWC(Three-Way Catalyst：三效催化剂)25和作为第二催化剂载体的GPF(Gasoline Particulate Filter：汽油颗粒物过滤器)41。

如图1和图2所示，第一流路部件10具有入口侧法兰11、第一部件12、第二部件13和重叠部分14。如图3所示，第一流路部件10具有作为供废气G流入的流入口的入口侧开口部10a和作为供废气G流出的流出口的出口侧开口部10b。二次空气控制单元80设置于第一流路部件10。

如图1和图2所示，入口侧法兰11与排气涡轮机(省略图示)的排气出口部相连接。入口侧法兰11设置为从第一流路部件10向第一壳体20的径向突出。入口侧法兰11的突出端部设置有入口侧开口部10a。入口侧法兰11形成为圆筒状，形成为平滑的曲面状且直径沿废气G的流动方向逐渐缩小。通过将入口侧法兰11形成为平滑的曲面状，来改善导入于第一流路部件10的废气G的流动。

第一部件12设置于废气G的流动的内周侧。第二部件13设置于废气G的流动的外周侧。第一部件12和第二部件13在重叠部分14处重叠，通过焊接固定(以下简称焊接)该重叠部分14来成为一体。

重叠部分14分别设置在与从入口侧开口部10a流入的废气G直线行进时的行进方向相正交的位置，但也可以适当决定重叠部分14的位置。

如图3所示，从发动机排出并沿第一方向P流动的废气G从入口侧开口部10a流入。从出口侧开口部10b开始，废气G以沿与第一方向P相交的第二方向Q流动的方式被引导至下游。此外，在此所说的相交只要是第二方向Q相对于第一方向P有所改变即可，不限定于正交方向。第一流路部件10将废气G的行进方向从第一方向P改变为第二方向Q。在本实施方式中，第一流路部件10将从第一壳体20的径向向第一方向P流动的废气G的方向转换大致90°而改变为沿第一壳体20的中心轴方向、即第二方向Q流动。

第一流路部件10具有曲面状地连接的曲面部15，以使废气G的行进方向相对于第一壳体20中的与入口侧开口部20a相接近的一部分平滑地改变。

第一流路部件10形成使废气G沿第一方向P经过入口侧凹部20c而可直线行进的直线流路17a，并具有在比该直线流路17a还位于上游侧的位置将一部分废气G的流动从第一方向P改变为第二方向Q的突出部17。由此，在使废气G流动至深处的对向壁部26A为止的同时，在跟前改变废气G的流动方向，因此可以实现第一壳体20内的废气G的流速分布的均匀。此外，突出部17形成为流路面积沿从入口侧开口部10a流入的废气G直线行进时的行进方向逐渐减小。通过设置突出部17，增加废气G流向将于后文叙述的对向壁部26A的难度，因此可以将EHC21的电极24配置于对向壁部26A的附近。将于后文参照图4来详细说明可配置电极24的电极配置可能范围26E。

第一流路部件10具有设置于比突出部17更靠近废气G流动方向的上游的位置而扩大废气G的流路面积的扩张部18。通过设置扩张部18，来改善第一流路部件10内的废气G的流动。

二次空气控制单元80在发动机不工作而废气G不流动时，向第一流路部件10内供给空气(二次空气)。二次空气控制单元80设置于第一流路部件10的突出部17。二次空气控制单元80向EHC21供给(喷射)空气。二次空气控制单元80可以调整供给的空气的流量[kg/h]。由二次空气控制单元80供给的空气被EHC21加热而导入于TWC25。由此，可以在废气G不流动时加热TWC25。

如图1和图2所示，第一壳体20形成为圆筒状。如图3所示，第一壳体20具有供废气G流入(从第一流路部件10接收废气G)的入口侧开口部20a和供废气G流出的出口侧开口部20b。第一壳体20的上游端部插入于第一流路部件10的出口侧开口部10b的内周。第一壳体20与第一流路部件10相焊接。温度传感器71设置于第一壳体20。

第一壳体20具有圆筒状的上游侧圆筒部28和圆筒状的下游侧圆筒部29。上游侧圆筒部28的下游端部插入而焊接于下游侧圆筒部29的上游端部内。EHC21收容于上游侧圆筒部28内。TWC25收容于下游侧圆筒部29内。

EHC21设置于TWC25的废气G的流动方向的上游，加热从第一流路部件10流入而向第二方向Q流动并被引导至TWC25的废气G。EHC21具有加热器22、电极支持体23和电极24。

加热器22通过施加于电极24的电流来发热。加热器22为例如旋涡形状的电热器。加热器22由金属形成。加热器22保持于第一壳体(上游侧圆筒部28)内。

电极支持体23位于TWC25的上游侧。电极支持体23由支持加热器22和电极24的蜂窝结构体构成。电极支持体23的外周面保持于第一壳体20(上游侧圆筒部28)内。

电极24设置为朝向与第二方向Q相交的方向(在此为第一壳体20的径向)从加热器22向第一壳体20(上游侧圆筒部28)的外部突出。从电极24向加热器22供电。

在加热器22和电极支持体23之间设置多个销(省略图示)，所述多个销在维持加热器22和电极支持体23的间隔的同时，保持加热器22和电极24。多个销以分别插入于加热器22和电极支持体23的方式设置于加热器22和电极支持体23之间。

在废气处理装置1中，在发动机启动时的冷态启动时，通过电极24来使电流流过加热器22，由此加热至在第一壳体20内流动的废气G的温度达到200～300[℃]，并通过该加热后的废气G来加热TWC25。由此，可以在短时间内使TWC25的催化剂成分达到活性化温度。如此，在废气处理装置1中，可以在短时间内实现TWC25的催化剂成分的活性化，因此能够提高发动机启动时的净化性能。

此外，EHC21也可以是对在导电性的载体中承载催化剂的装置进行通电而使温度上升的形式。在该情况下，EHC21相当于第一催化剂载体。

如图1和图2所示，第一壳体20为了废气处理装置1的小型化而深深地插入于第一流路部件10。具体地，第一壳体20的入口侧开口部20a插入至临近作为第一流路部件10流入口的入口侧开口部10a的位置。即，EHC21进入第一流路部件10内，与入口侧开口部10a的距离短。因此，如图3所示，入口侧凹部20c形成于第一壳体20，以不阻碍从入口侧开口部10a流入的废气G的流动。换言之，该入口侧凹部20c用于使从入口侧开口部10a流入的废气G通过。根据这种结构，可以在实现废气处理装置1的小型化的同时，抑制与之相伴的废气流动的阻塞。如图3、图20和图21所示，该入口侧凹部20c需要至少形成于沿第一方向P流动的废气G所经过的部分。此外，如图22和图23所示，也可以包含该部分的周围而形成。然而，如将于后文说明的那样，在将于后文叙述的第一部件12和第二部件13的重叠部分14中，容易在二者之间产生间隙，若在该部分与第一壳体20进行焊接，则飞溅物S可能会经过该间隙而进入内部。即，若直至该位置为止形成凹部，则飞溅物S容易飞散到内部。因此，入口侧凹部20c优选避开重叠部分14而形成。

此外，如图1和图2所示，在第一流路部件10中，在设置电极24的位置形成有被切除为大致半圆状的凹部16，以避开电极24。凹部16形成为比电极24的外形大，以抑制焊接第一流路部件10和第一壳体20时的焊接热对于电极24的影响。因此，电极24仅可配置于第一流路部件10和第一壳体20的重叠长度在规定长度以上的部分。将于后文参照图4至图11来详细说明该电极24的配置。

从第一流路部件10的出口侧开口部10b导入的废气G流入TWC25，TWC25净化沿第二方向Q流动的废气G。TWC25借助于覆盖外周的圆筒状的内壳25a被下游侧圆筒部29支持。

如图3所示，温度传感器71插入于EHC21和TWC25之间的空间。温度传感器71检测在EHC21加热而被引导至TWC25的废气G的温度[℃]。即，温度传感器71检测的废气G的温度大致等于TWC25的温度。

如图1和图2所示，第二壳体30具有第一部件31、第二部件32和重叠部分33。如图3所示，第二壳体30具有供废气G流入的入口侧开口部30a和供废气G流出的出口侧开口部30b。第二壳体30设置有作为传感器的空燃比传感器35。

如图3所示，经过TWC25而沿第二方向Q流动的废气G从入口侧开口部30a流入。从出口侧开口部30b开始，废气G被引向下游以沿与第二方向Q相交的第三方向R流动。第二壳体30将废气G的行进方向从第二方向Q改变为第三方向R。在本实施方式中，第二壳体30将沿第一壳体20的中心轴方向、即第二方向Q流动的废气G的方向转换大致100°而改变为沿第三壳体40的中心轴方向、即第三方向R流动。

如图1和图2所示，第一部件31设置于废气G的流动的内周侧。第二部件32设置于废气G的流动的外周侧。第一部件31和第二部件32在重叠部分33处重叠，通过焊接该重叠部分33来成为一体。

如图3所示，空燃比传感器35具有用于测量废气G的测量部34。空燃比传感器35测定经过TWC25的废气G。空燃比传感器35具有棒状部件，在其前端面设置有测量部34。空燃比传感器35的本体部分以测量部34位于TWC25和GPF41之间的流路上的方式从第二壳体30的外部安装于第二部件32。

在本实施方式中，安装于第二壳体30的空燃比传感器35使测量部34位于在TWC25和GPF41之间的流路上的、形成沿第二壳体30的内壁面的形状废气G的流速快的区域且其中废气G的流速比其他位置快的位置。

第二壳体30具有外周流路36、分歧部37和引导部38，所述外周流路36设置于TWC25的外周面和第二壳体30的内周面之间，覆盖TWC25的外周，所述分歧部37是第二壳体30向内侧突出而形成的，将经过TWC25的废气G分歧而分别引导至GPF41和外周流路36，所述引导部38将被分歧部37分歧后剩余的废气G引导至外周流路36。

分歧部37形成为第二壳体30内的尾气G的流动方向外侧的管壁的一部分向内径方向突出的形状。

引导部38具有倾斜部38a和弯曲部38b，所述倾斜部38a从分歧部37朝向第二方向Q的下游侧相对于与第二方向Q相正交的平面倾斜规定角度，所述弯曲部38b将经过倾斜部38a的废气G引导至外周流路36。

倾斜部38a形成为大致平面状。倾斜部38a缓缓地将被分歧部37分歧后的废气G引导至弯曲部38b，并沿第二壳体30的内壁面将其引导至外周流路36。由此，可以不妨碍经过TWC25而朝向分歧部37的废气G的流动地将废气G顺畅地引导至外周流路36。

如图1和图2所示，第三壳体40形成为圆筒状。如图3所示，第三壳体40具有供废气G流入的入口侧开口部40a和供废气G流出的出口侧开口部40b。GPF41收容于第三壳体40。

GPF41净化经过了TWC25且沿与第二方向Q相交的第三方向R流动的废气G。GPF41借助于覆盖外周的圆筒状的内壳41a被第三壳体40支持。

如图1和图2所示，第二流路部件50具有出口侧法兰51、第一部件52、第二部件53和重叠部分54。第二流路部件50具有供废气G流入的入口侧开口部50a(参照图3)和供废气G流出的出口侧开口部50b。

出口侧法兰51与将废气G引导至外部的排气管(省略图示)相连接。出口侧法兰51设置为从第二流路部件50向第三壳体40的径向突出。出口侧法兰51的突出端部设置有出口侧开口部50a。

第一部件52设置于废气G的流动的内周侧。第二部件53设置于废气G的流动的外周侧。第一部件52和第二部件53在重叠部分54处重叠，通过焊接该重叠部分54来成为一体。

而后，主要参照图3，来对废气处理装置1中的尾气G的流动进行说明。

从入口侧法兰11的入口侧开口部10a流入的废气G经过第一流路部件10而方向从第一方向P转换为第二方向Q，引导至EHC21而被加热。在EHC21处被加热的废气G被引导至TWC25，废气G所含有的碳氢化合物、一氧化碳被氧化而分解为二氧化碳和水的同时，所含有的氮氧化物被还原。

经过了TWC25的废气G被形成于第二壳体30的内壁面的分歧部37分为直接朝向GPF41的上游侧端面的流动和经过引导部38而流向外周流路36的流动。

直接朝向GPF41的上游侧端面的流动形成废气G的主流，在分歧部37的作用下朝向改变大约100°而直接流入GPF41的上游侧端面，不会流入外周流路36。

经过引导部38而流入外周流路36的废气G沿TWC25的外周面流向GPF41的上游侧端面。此时，流动于外周流路36的废气G从外周加热TWC25。如此地，通过将废气G引导至外周流路36，可以在发动机刚启动后的短时间内提高TWC25温度，因此可以实现TWC25的活性化。特别地，可以从外周加热TWC25的温度难以上升的下游侧的部分，因此可以缩短TWC25的活性化所需的时间。

通过这种由第一壳体20和第二壳体30构成的双重管结构，来有效地防止向第二壳体30的外部的热逃逸，同时通过第一壳体20来覆盖TWC25从而防止流动于外周流路36的废气G进入TWC25内，因此可以减小从外周流路36朝向GPF41的废气G的流路阻力。此外，流动于外周流路36的废气G不会进入TWC25内，因此不会妨碍沿第二方向Q流动于TWC25内的废气G的流动。

如上所述，经过了外周流路36的废气G与被分歧部37分歧的直接流向GPF41的上游侧端面的流动汇合，沿第三方向R流动而流入GPF41内。

流入GPF41内的废气G被去除微小颗粒状物质，并经过第二流路部件50而被排出至排气管。

而后，参照图4至图11，来说明EHC21中的电极配置可能范围26E。

首先，主要参照图4，来说明电极配置可能范围26E的概要。图4为用于对从第二方向Q观察EHC21时的电极配置可能范围26E进行说明的示意图，是相当于图2的IV-IV剖面的图。

如图4所示，在第一壳体20中，从第二方向Q观察时，电极24配置于与入口侧开口部10a相对置且从入口侧开口部10a流入的废气G在直线行进时碰撞的对向壁部26A和用于设置重叠部分14的重叠部分形成部26D之间的区域。

由此，可以防止从发动机流入第一流路部件10的废气G直接碰到电极24。因此，可以防止用于向加热器22供电的电极24因废气G而过热。

此外，在用于设置重叠部分14的重叠部分形成部26D中，重叠并接合第一部件12和第二部件13。将于后文叙述其理由，但优选在对向壁部26A和重叠部分形成部26D之间的区域配置电极24。

更进一步地，在第一壳体20中，从第二方向Q观察时，电极24配置于除与入口侧开口部10a重叠的流入口形成部26B以外的区域。流入口形成部26B为在废气G的流动方向(第一方向P)上与对向壁部26A相对置的区域。

此外，在第一壳体20中，电极24配置于除与曲面部15重叠的曲面重叠部26C以外的区域。从第二方向Q观察时，曲面重叠部26C为与流入口开口部26B的两端相连续的区域。例如，在入口侧开口部10a朝向一方偏离加热器22的中心轴等的情况下，曲面重叠部26C可能会因形成入口侧开口部10a的位置而存在仅形成于流入口形成部26B的一方的端部的情况。

在将电极24配置于流入口形成部26B或者曲面重叠部26C的情况下，流入第一流路部件10的废气G不会直接碰到电极24。因此，可以防止用于向加热器22供电的电极24因废气G而过热。

然而，为了使电极24不干涉流入口形成部26B或者曲面重叠部26C，需要将电极24配置于远离第一流路部件10的位置。此外，在将电极24配置于流入口形成部26B的情况下，排气涡轮机和电极24的距离变近，电极24可能会因排气涡轮机的温度而过热。

对此，在废气处理装置1中，可以在不仅除对向壁部26A以外还除流入口形成部26B和曲面重叠部26C以外的区域配置电极24，由此可以在靠近第一流路部件10的位置配置电极24。因此，可以防止废气处理装置1的大型化。此外，可以防止电极24因排气涡轮机的温度而过热。

如上所述，在仅考虑由废气G所引起的过热的情况下，电极配置可能范围26E为除对向壁部26A以外的区域。然而，在考虑由排气涡轮机引起的过热和废气处理装置1的小型化的情况下，优选电极配置可能范围26E为除了对向壁部26A、流入口形成部26B和曲面重复部26C以外的区域。

而后，参照图5至图11，来具体说明电极24能否配置于各个位置。图5为用于对第一流路部件10和收容EHC21的第一壳体20进行说明的立体图。图6为图5的VI-VI剖面图。图7为图5的VII-VII剖面图。图8为图5的VIII-VIII剖面图。图9为从与对第一流路部件10和收容EHC21的第一壳体20进行说明的图5不同的角度观察时的立体图。图10为图9的X-X剖面图。图11为图9的XI-XI剖面图。

如图5所示，VI-VI剖面为曲面重叠部26C的剖面，VII-VII剖面为流入口形成部26B的剖面，VIII-VIII剖面为VI-VI的相反侧的曲面重叠部26C的剖面。

如图6和图8所示，在曲面重复部26C中，第一流路部件10和第一壳体20的重叠长度小。因此，若将电极24配置于该位置，则需要使电极24远离第一流路部件10以确保焊接余量。由此，可能会导致废气处理装置1的大型化，因此不优选在该位置配置电极24。此外，重叠长度是指第一流路部件10和第一壳体20彼此接近而对置(重叠)的部分的长度。

此外，如图6所示，第一壳体20设置有封住用于设置电极的孔的塞子24a。即使塞子24a过热也不会有什么影响，因此在设置塞子24a的情况下，不需要像设置电极24的情况下那样设置大的凹部16。因此，可以在曲面重复部26C设置塞子24a，但不优选在曲面重复部26C设置电极24。

如图7所示，在流入口形成部26B中，第一流路部件10和第一壳体20的重叠长度比曲面重叠部26C小。因此，若将电极24配置于该位置，则需要使电极24较远地远离第一流路部件10以确保焊接余量。由此，可能会导致废气处理装置1的大型化，因此不优选在该位置配置电极24。

如图9所示，X－X剖面为对向壁部26A的剖面，XI-XI剖面为电极配置可能范围26E的剖面。

如图10所示，在对向壁部26A中，第一流路部件10和第一壳体20的重叠长度足够长。然而，在从入口侧开口部10a流入的废气G直线行进的情况下，废气G会碰到对向壁部26A。因此，从发动机流入第一流路部件10的废气G直接碰到电极24。由此，可能会导致电极24因废气G而过热，因此不优选在该位置配置电极24。

如图11所示，在电极配置可能范围26E中，第一流路部件10和第一壳体20的重叠长度足够长。即，第一流路部件10和第一壳体20的焊接余量大，因此可以避开电极24而进行焊接。此外，在从入口侧开口部10a流入的废气G直线行进的情况下，废气G不会碰到电极配置可能范围26E。即，从发动机流入第一流路部件10的废气G不会以流速最快的状态碰到电极24。由此，电极24不会因废气G而过热，废气处理装置1不会大型化，因此优选在该位置配置电极24。

此外，在例举为背景技术的JP2020-143662A中，从入口进入的废气在到达其流动方向的最深处前，碰到倾斜面的壁而改变流动方向。即，最深侧的壁的位置(本实施方式中的对向壁部26A)的热负荷不比本实施方式的大。换言之，可以说与JP2020-143662A相比，在本实施方式中，校正了加热器(或者TWC25)中的流速分布的偏差的结果，确定了更适合的电极24的位置。

而后，参照图12至图15B，来说明第一流路部件10和第一壳体20的焊接。图12为用于对第一流路部件10和第一壳体20的熔焊进行说明的剖面示意图。图13A为图2的XIIIA部的放大立体图。图13B为用于说明图13A的变形例的放大立体图。图14为用于说明第一流路部件10的变形例的主视图。图15A为用于对第一流路部件10和第一壳体20的接合部的变形例进行说明的图。图15B为用于对第一流路部件10和第一壳体20的接合部的其他变形例进行说明的图。

如图12所示，在进行第一流路部件10和第一壳体20的焊接时，使用焊炬(torch)60来在第一壳体20插入于第一流路部件10的内周的状态下进行焊接，并在整周形成焊接部61。

此时，存在使用焊炬60来进行焊接时产生的飞溅物S通过第一流路部件10和第一壳体20之间的微小的间隙而飞散入第一流路部件10的内周的情况。加热器22由金属形成，因此若飞溅物S飞散并附着于加热器22，则可能会导致加热器22短路。

然而，第一壳体20插入于第一流路部件10的内周。即，第一流路部件10与第一壳体20的外周重叠。因此，飞溅物S在远离加热器22的方向上沿第一流路部件10的内周飞散而附着于第一流路部件10的内周。由此，由于第一流路部件10重叠于第一壳体20的外周，因此可以防止飞溅物S飞散而附着于加热器22。

此外，在废气处理装置1中，第一流路部件10分为在重叠部分14彼此焊接的第一部件12和第二部件13。因此，与将第一流路部件10设为一体结构的情况相比，第一流路部件10的形状的自由度高。

然而，在该重叠部分14中，容易在第一部件12和第二部件13之间产生间隙。其结果，若在重叠部分14焊接第一流路部件10和第一壳体20，则飞溅物S容易通过该间隙来进入第一壳体20的内部。若详细说明这一点，则飞溅物S在通过第一流路部件10和第一壳体20的间隙飞散时，与两者相碰撞而前进，并因此放热。然而，若如重叠部分14那样该间隙大，则飞溅物S以不会与第一流路部件10、第一壳体20相碰撞或者碰撞的次数较少的方式进入第一壳体20内。其结果，如上所述那样，飞溅物S可能会附着于加热器22。

对此，特别是在重叠部分14充分确保第一流路部件10和第一壳体20的重叠长度，由此，可以延长飞溅物S通过该间隙的时间而使飞溅物S冷却至不会附着于加热器22的程度。在图22和23所示的例子中，使重叠部分14的重叠长度大于用于配置入口侧凹部20c的位置的重叠长度。

此外，在本实施方式中，应避免在重叠部分14的图中下方配置电极24，其理由如下。若在该位置配置电极，则难以确保重叠长度。若要确保重叠长度，则需要使装置大型化。更进一步地，因重叠部分14而产生的间隙使得飞溅物S容易飞散。因此，应避免在重叠部分14的图中下方配置电极24。

如图13A所示，重叠部分14为扩大第二部件13的端部的直径且使第二部件13的端部重叠于第一部件12的外周的结构。可替代地，如图13B所示，也可以不设置重叠部分14而对接而焊接第一部件12的端部和第二部件13的端部。在该情况下，不会在第一部件12的前端形成微小的间隙，因此可以更进一步地防止飞溅物S的飞散。

如图14所示，也可以将第一流路部件10设置为碗状的一体结构。在该情况下，第一流路部件10的形状的自由度变低，但由于可以冲压成型第一流路部件10，因此第一流路部件10的可制造性提高。

如图15A所示，可以在第一壳体20的上游侧圆筒部28设置沿整周(整个周围)形成的扩径部28c。此外，如图15B所示，可以在第一流路部件10的下游端部设置沿整周形成的扩径部10c。如此地，通过设置扩径部28c或者扩径部10c，可以防止飞溅物S侵入第一流路部件10的内周。

而后，参照图16至图18，来说明二次空气供给控制。图16为废气处理装置1的控制框图。图17为发动机启动时的二次空气供给控制的流程图。图18为用于说明二次供给控制的时序图。

首先，参照图16，对废气处理装置1的结构进行说明。

如图16所示，废气处理装置1具有控制器70。此外，发动机设置有用于检测发动机的转速[rpm]的发动机转速传感器72。

控制器70由具有中央处理器(CPU，Central Processing Unit)、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)和输入/输出接口(I/O接口)的微型计算机构成。CPU读取并执行存储于ROM的程序，由此，控制器70进行各种处理。控制器70也可由多个微型计算机构成。也可以整合控制器70和ECU(发动机控制单元)而作为一个控制器。

控制器70基于来自温度传感器71、发动机转速传感器72和外部空气温度传感器73等的信号、与来自蓄电装置90的SOC(State Of Charge：充电状态)相对应的信号，来控制EHC21的工作状态、二次空气控制单元80的工作状态、蓄电装置90的充放电状态等。

而后，参照图17，来说明发动机启动时的二次空气供给控制。由控制器70执行图17示出的二次空气供给控制的流程。

在步骤S11中，控制器70判定二次空气供给控制的启动条件是否成立。该启动条件在检测到发动机没有启动且检测到以下的任意一条的情况下成立。

(1)驾驶座的门打开，门磁(门传感器，省略图示)从关闭切换至开启。

(2)驾驶员就坐于驾驶座，体重检测传感器(省略图示)检测到驾驶员。

(3)驾驶员系好安全带，安全带传感器(省略图示)从关闭切换至开启。

(4)驾驶员握住转向器(steering)，设置于转向器的静电容量传感器(省略图示)检测到驾驶员的手的触碰。

(5)检测到电子钥匙(省略图示)的电波，检测到持有电子钥匙的使用者已接近车辆。

在步骤S11中判定为启动条件成立的情况下，进入步骤S12。另一方面，在步骤S11中判定为启动条件没有成立的情况下，重复步骤S11的处理直到启动条件成立。

在步骤S12中，控制器70开启EHC21。

在步骤S13中，控制器70将空气供给(喷射)到二次空气控制单元80。由此，在EHC21开启的状态下二次空气控制单元80供给空气，因此空气被EHC21加热，TWC25被加热后的空气加热。

在步骤S14中，判定发动机是否启动。在步骤S14中判定为发动机已启动的情况下，进入步骤S15。另一方面，在步骤S14中判定为发动机没有启动的情况下，重复步骤S14的处理直到发动机启动。

在步骤S15中，发动机启动而使得废气G被供给至废气处理装置1，因此控制器70停止来自二次空气控制单元80的空气的供给。

在步骤S16中，判定是否经过规定时间。规定时间设定为从发动机启动到废气G的温度上升至200～300[℃]为止的时间。在步骤S16中判定为经过了规定时间的情况下，进入步骤S17。另一方面，在步骤S16中判定为没有经过规定时间的情况下，重复步骤S16的处理直到经过规定时间。

在步骤S17中，发动机的废气G的温度已上升至200～300[℃]，因此控制器70关闭EHC21。

而后，参照图18，来具体说明根据图17的流程来进行的二次空气供给控制。在图18中，横轴为时间t[sec]，纵轴为TWC25的温度[℃]、EHC21的通电电力[kW]、二次空气的流量[kg/h]、发动机转速[rpm]和车速[km/h]。温度T1为使TWC25的催化剂活性化的温度，例如为200～300[℃]。此外，温度T2为TWC25的可使用温度的上限值。

在时间点t0，控制器70判定出二次空气供给控制的启动条件成立，开启EHC21，开始利用二次空气控制单元80的空气的供给。

此外，也可以不在时间点t0开始由二次空气控制单元80进行的空气的供给，而是延后到时间点t1而开始由二次空气控制单元80进行的空气的供给。即，可以在开启EHC21后，等到EHC21的温度上升后开始由二次空气控制单元80进行的空气的供给。

在时间点t2，基于发动机启动要求来启动发动机。若发动机启动，则废气G被供给至废气处理装置1，因此控制器70停止来自二次空气控制单元80的空气的供给。此时，TWC25的温度T达到温度T1，但继续下去利用EHC21的废气G的加热。

在时间点t3，由于从时间点t2开始经过了规定时间，因此控制器70关闭EHC21。此外，在时间点t4，发动机停止。

其中，在发动机刚启动后的短时间内，残留于发动机的气缸(省略图示)和废气处理装置1之间的低温的废气G流入废气处理装置1内。此外，构成发动机、排气通路的部件自身为低温，因此可能会使从气缸排出的废气G也变为低温。因此，TWC25的温度有可能会因低温的废气G而降低。

对此，在废气处理装置1中，在发动机启动后，会在经过规定时间之前继续下去利用EHC21的废气G的加热。因此，低温的废气G被EHC21加热而导入于TWC25。因此，可以防止TWC25的温度降低。

而后，参照图19来说明EHC21的控制。由控制器70执行图19示出的EHC21的控制的流程。

在步骤S10中，控制器70检测发动机的启动前条件。发动机的启动前条件为例如外部空气温度传感器73所检测的外部空气温度、基于发送自蓄电装置90的信号来推定的蓄电装置90的SOC等。

在步骤S11中，控制器70判定EHC21的启动条件是否成立。该启动条件与图17的步骤S11相同，因此省略说明。

在步骤S11中判定为启动条件成立的情况下，进入步骤S12。另一方面，在步骤S11判定为启动条件没有成立的情况下，重复步骤S10和步骤S11的处理直到启动条件成立。

在步骤S12中，控制器70开启EHC21。

在步骤S23中，控制器70判定发动机是否已再启动。基于发动机在没有完全冷却的状态(水温、油温没有完全下降的状态)下启动来判定发动机已再启动。在步骤S23中判定为发动机已再启动的情况下，进入步骤S27。另一方面，在步骤S23中判定为发动机没有再启动的情况下，进入步骤S24。

在步骤S24中，控制器70判定外部空气温度是否在0[℃]以上。在步骤S24中判定为外部空气温度在0[℃]以上的情况下，进入步骤S25。另一方面，在步骤S24中判定为外部空气温度不在0[℃]以上、即外部空气温度不到0[℃]的情况下，进入步骤S27。

在步骤S25中，控制器70判定蓄电装置90的SOC是否在50[％]以上。在步骤S25中判定为蓄电装置90的SOC在50[％]以上的情况下，进入步骤S26。另一方面，在步骤S25中判定为蓄电装置90的SOC不在50[％]以上的情况下、即蓄电装置90的SOC不到50[％]的情况下，进入步骤S27。

在步骤S26中，判定是否完成TWC25的活性化。在步骤S26中判定为完成了TWC25的活性化的情况下，进入步骤S17。另一方面，在步骤S26中判定为没有完成TWC25的活性化的情况下，重复步骤S26的处理直到完成TWC25的活性化。使EHC21运转至完成该TWC25的活性化的状态相当于第一运转状态。

在步骤S17中，控制器70关闭EHC21。

另一方面，在步骤S23中判定为发动机已再启动的情况下、在步骤S24中判定为外部空气温度不在0[℃]以下的情况下和在步骤S25中判定为蓄电装置90的SOC不在50[％]以上的情况下进入的步骤S27中，判定TWC25的活性是否在50[％]以上。

在步骤S27中判定为TWC25的活性在50[％]以上的情况下，进入步骤S17，控制器70关闭EHC21。另一方面，在步骤S27判定为TWC25的活性没有达到50[％]的情况下，重复步骤S27的处理直到TWC25的活性达到50[％]。使EHC21运转至直到该TWC25的活性达到50[％]的状态相当于第二运转状态。

如上所述，控制器70基于外部空气温度和蓄电装置90的SOC，来将EHC21切换为多种运转状态。由此，可以延长驱动车辆的电机等电动动力总成(省略图示)相关的行驶距离，抑制二氧化碳的排出量。

具体地，在发动机启动前，外部空气温度在0[℃]以下且蓄电装置90的SOC不到50[％]的情况下，控制器70以第一运转状态运转所述加热器。另一方面，在发动机启动前，外部空气温度在0[℃]以下且蓄电装置90的SOC在50[％]以上的情况下，外部空气温度比0[℃]高的情况下，或者发动机已再启动的情况下，控制器70以不同于第一运转状态的第二运转状态运转EHC21。此外，在第一运转状态下，控制器70执行EHC21的运转直到TWC25的活性比第二运转状态高的状态为止。

由此，在外部空气温度低而蓄电装置90的SOC足够高的情况下，使用充电于蓄电装置90的电力来使EHC21工作，由此可以使TWC25活性化。

另一方面，在外部空气温度低而蓄电装置90的SOC不够高的情况下，使EHC21工作而使TWC25活性化，直到TWC25的活性达到50[％]为止，由此可以在确保用于车辆行驶的蓄电装置90的SOC的同时，使TWC25活性化。

此外，在外部空气温度足够高的情况下或者发动机已再启动的情况下，是TWC25容易活性化的环境，因此使EHC21工作以使TWC活性化，直到TWC25的活性达到50[％]为止。由此，可以避免过度消耗蓄电装置90的SOC地使TWC25活性化。

此外，上述的废气处理装置1的控制方法和控制器70并不限于废气处理装置1的结构。即，只要至少具有加热器22和TWC25即可，可以不依赖壳体等结构而使用。

如上所述，具有发动机和向电动动力总成供电的蓄电装置90的车辆的废气处理装置1的特征在于，进一步具有：催化剂载体(TWC25)，其用于净化废气G；加热器22，其设置于比TWC25更靠近废气G的流动方向的上游的位置，接收来自蓄电单元90的电力供给，加热被导入至TWC25的废气G；以及控制器70，其控制加热器22的工作状态，在发动机启动前，外部空气温度在0℃以下且蓄电装置90的充电状态(SOC)在50％以上的情况下，控制器70以第一运转状态运转加热器22，在发动机启动前，外部空气温度在0℃以下且蓄电装置90的充电状态(SOC)不到50％的情况下、外部空气温度比0℃高的情况下、或者发动机已再启动的情况下，控制器70以不同于第一运转状态的第二运转状态运转加热器22。

此外，在第一运转状态下，控制器70可以执行加热器22的运转直到TWC25的活性比第二运转状态高的状态为止。

此外，虽然省略了蓄电装置90的充电状态(SOC)的详细说明，但蓄电装置90的充电状态(SOC)输出自基于电流传感器(省略图示)的检测值的充电状态推定装置(省略图示)，并直接或间接地被输入至控制器70。然而，并不特别限定于这些结构。

此外，也可以通过温度传感器(省略图示)来直接或间接地将外部空气温度输出至控制器70。

在上述的JP2020-143662A中，公开了在用于净化废气的催化剂的上游侧具有加热器的催化转化器，但没有公开关于加热器的控制。

对此，具有上述的控制器70的废气处理装置1可以延长驱动车辆的电机等电动动力总成相关的行驶距离，抑制二氧化碳的排出量。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式仅示出了本发明的适用例的一部分，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式的具体结构。

此外，可以适当组合上述参考例、各实施方式和各变形例。

本申请要求基于2021年8月5日向日本专利局申请的特愿2021-129328号及2021年12月3日向日本专利局申请的特愿2021-197164号的优先权，并且这些申请的全部内容以引用的方式并入本申请的说明书中。