(57)【要約】【課題】始動時の暖機性を向上させる排気浄化装置の暖機システムを提供する。【解決手段】エンジン１の排気管３の排気浄化装置４の上流側は、負圧タンク５２と開閉弁５１を有する配管５０により接続されており、始動時には、ＥＣＵ２は、開閉弁５１を一時的に開くことで排気管３の冷気を配管５０を介して負圧タンク５２へと導く。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気を触媒により浄化する排気浄化装置の触媒暖機を促進するための暖機システムにおいて、
始動初期の排気管内の空気を触媒上流で吸引する吸引装置を備えている排気浄化装置の暖機システム。
【請求項２】
前記吸引装置は、負圧タンクと、前記負圧タンクと排気管の間に配置される開閉弁とから構成される請求項１記載の排気浄化装置の暖機システム。
【請求項３】
前記吸引装置は、排気管と吸気管を接続する通路と前記通路の開閉状態を切り替える開閉弁とから構成される請求項１記載の排気浄化装置の暖機システム。
【請求項４】
内燃機関の排気を触媒により浄化する排気浄化装置の触媒暖機を促進するための暖機システムにおいて、
始動初期に触媒を通過した排気を触媒の上流側へと還流させて循環させる循環通路を備えている排気浄化装置の暖機システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置の始動時における触媒暖機を促進する暖機システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気を浄化する装置として触媒を用いた排気浄化装置が広く用いられている。このような排気浄化装置は、所定の活性化温度以上で機能するため、始動後速やかに活性化温度以上に昇温させて始動時のエミッションを向上させる必要がある。
【０００３】
触媒暖機性を向上させる手法として特開平８−９３４６６号公報には、触媒上流側の排気通路の熱容量を低減し、ガス温度の低下を防止する技術が開示されている。熱容量を低減する方法としては、管径を縮小して放熱面積を低減する、二重管構造として内管を薄肉化して管に奪われる熱容量を低減するなどの方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、始動時においては排気管中に冷気が存在するため、排気の熱エネルギーがこの冷気や、配管等によって奪われ、また、エンジンからの排気温度も低いため、触媒に到達した排気の温度が低くなり、十分な暖機性能が得られない。
【０００５】
そこで本発明は、始動時の暖機性を向上させる排気浄化装置の暖機システムを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る排気浄化装置の暖機システムは、内燃機関の排気を触媒により浄化する排気浄化装置の触媒暖機を促進するための暖機システムにおいて、始動初期の排気管内の空気を触媒上流で吸引する吸引装置を備えているものである。
【０００７】
始動初期の排気管内の空気、つまり、始動前に排気管、エンジン内に存在していた冷気と始動初期の低温の排気ガスを吸引することで、低温の排ガスが触媒に導入されるのを抑制し、その後にエンジン暖機後の高温の排ガスによって触媒を暖機することでその暖機性が向上する。
【０００８】
この吸引装置は、負圧タンクと、負圧タンクと排気管の間に配置される開閉弁とから構成されることが好ましい。あるいは、この吸引装置は、排気管と吸気管を接続する通路と通路の開閉状態を切り替える開閉弁とから構成されてもよい。
【０００９】
冷気は負圧により負圧タンクへ導かれるか、吸気管へと導かれるので、触媒に冷気が達することがなく、確実に吸引が行えるとともに装置構成が簡単ですむ。
【００１０】
また、本発明に係る排気浄化装置の暖機システムは、始動初期に触媒を通過した排気を触媒の上流側へと還流させて循環させる循環通路を備えているものでもよい。
【００１１】
この場合には、排気を循環させることで排気の熱エネルギーを有効に触媒に伝え、その昇温を促進し、暖機性を向上させる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は本発明に係る排気浄化装置の暖機システムの第１の実施形態をこれを搭載した内燃機関とともに示す概略図である。エンジン１の排気管３には三元触媒等の排気浄化装置４が接続されている。この排気浄化装置４の上流側の排気管３には、開閉弁５１を有する排気通路５０を介して負圧タンク５２が接続され、負圧タンク５２には負圧発生源５３が接続されている。この負圧発生源５３は例えば、電気ポンプやエンジン１により機械的に駆動される機械式ポンプ等を用いることができる。また、本図では図示していない吸気管への接続流路と開閉弁から構成されていてもよい。開閉弁５１はエンジン１を制御するＥＣＵ２に接続されている。これら、排気通路５０、開閉弁５１、負圧タンク５２、負圧発生源５３が第１の実施形態の暖機システム５を構成する。
【００１４】
エンジン１の始動直後、ＥＣＵ２は開閉弁５１を開く。ＥＣＵ２はエンジン１の始動前、好ましくは、前回のエンジン１の作動中に、開閉弁５１を閉じた状態で負圧発生源５３を駆動することにより負圧タンク５２内に残存する空気を排出して、負圧タンク５２を負圧状態に維持している。この状態で開閉弁５１が開かれると、排気管３内に残存する冷気とエンジン１から排出される始動直後の低温排ガスは、排気通路５０を介して負圧タンク５２へと導かれ、排気浄化装置４に達することがない。このため、始動直後に排気管３内に残存する冷気によって排気浄化装置４が冷却されることがない。
【００１５】
エンジン１の完爆後、ＥＣＵ２は開閉弁５１を閉じる。これにより、エンジン１から排出された高温の排ガスが排気浄化装置４へ導かれるので、排気浄化装置４を速やかに効率よく昇温、つまり暖機することができる。
【００１６】
図２は本発明に係る排気浄化装置の暖機システムの第２の実施形態をこれを搭載した内燃機関とともに示す概略図である。この実施形態においては、エンジン１の排気管３（排気浄化装置４の上流側）と吸気管６（スロットル７の下流側）とを接続する排気通路５０ａが設けられ、この排気通路５０ａは、開閉弁５１ａを有している。これら、排気通路５０ａ、開閉弁５１ａが第２の実施形態の暖機システム５ａを構成する。
【００１７】
エンジン１の始動直後、ＥＣＵ２は開閉弁５１ａを開く。エンジン１の始動により吸気管６内は負圧状態となり、排気管３より圧力が低くなる。このため、排気管３内に残存する冷気とエンジン１から排出される始動直後の低温排ガスは、排気通路５０ａを介して吸気管６へと導かれるので、排気浄化装置４に達することがない。このため、始動直後に排気管３内に残存する冷気によって排気浄化装置４が冷却されることがない。また、排気ガスをエンジン１に再循環させることで排気ガスをより速く高温にするとともに、エンジンの暖機が促進される。
【００１８】
エンジン１の完爆後、ＥＣＵ２は開閉弁５１ａを閉じる。これにより、エンジン１から排出された高温の排ガスが排気浄化装置４へ導かれるので、排気浄化装置４を速やかに効率よく昇温、つまり暖機することができる。
【００１９】
図３は本発明に係る排気浄化装置の暖機システムの第３の実施形態をこれを搭載した内燃機関とともに示す概略図である。図３（ａ）に示されるように、エンジン１の排気管３には排気浄化装置４を迂回する還流通路５４が接続されている。排気浄化装置４下流側の還流通路５４と排気管３の接続部には切替弁５５が配置されている。これら、還流通路５４、切替弁５５が第３の実施形態の暖機システム５ｂを構成する。
【００２０】
エンジン１の始動後、好ましくは、完爆後、ＥＣＵ２は切替弁５５を制御して、図３（ｂ）に示されるように、切替弁５５が排気管３の大気側通路を塞いで排気管３の排気浄化装置４側と還流通路５４とを連通させる。これにより、排気浄化装置４を通過したエンジン１から排出される排ガスは、還流通路５４により、再び排気浄化装置４の手前に戻される。このように排ガスを循環させることで、ガス量の増大、排気温度の排気浄化装置４内での低下を抑制し、排気の持つ熱エネルギーを効率よく排気浄化装置４へと移行させることにより、その昇温を促す。また、排ガスを循環させることで、エミッションも向上する。
【００２１】
触媒暖機後、ＥＣＵ２は切替弁５５を制御して、図３（ｃ）に示されるように、還流通路５４の排気管３への入口を閉じて通常の制御に移行する。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、始動初期における排気浄化装置の暖機が促進されるので、排気浄化装置が早期に活性化し、始動初期におけるエミッションを向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排気浄化装置の暖機システムの第１の実施形態をこれを搭載した内燃機関とともに示す概略図である。
【図２】本発明に係る排気浄化装置の暖機システムの第２の実施形態をこれを搭載した内燃機関とともに示す概略図である。
【図３】本発明に係る排気浄化装置の暖機システムの第３の実施形態をこれを搭載した内燃機関とともに示す概略図である。
【符号の説明】
１…内燃機関（エンジン）、２…ＥＣＵ、３…排気管、４…排気浄化装置（三元触媒）、５…暖機システム、６…吸気管、７…スロットル、５０…排気通路、５１…開閉弁、５２…負圧タンク、５３…負圧発生源、５４…還流通路、５５…切替弁。
【図１】
2004011507.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004011507.tif 000005