JP2000186629A - 過給機を有する内燃機関 - Google Patents
過給機を有する内燃機関Info
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- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/09—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
- F02M26/10—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関の始動性向上、燃焼式ヒータの効率
的な利用。 【解決手段】燃料を燃焼することで得られた熱により機
関関連要素を昇温すべく設けられた燃焼式ヒータ２２を
備えた内燃機関において、内燃機関の始動時に、燃焼式
ヒータの燃焼ガスを排気管上に設けられたターボチャー
ジャのタービン６ｂにＥＧＲ管２０を介して導き、ター
ビンを回転させることでコンプレッサで吸気を過給し、
内燃機関の始動性を向上させる。
的な利用。 【解決手段】燃料を燃焼することで得られた熱により機
関関連要素を昇温すべく設けられた燃焼式ヒータ２２を
備えた内燃機関において、内燃機関の始動時に、燃焼式
ヒータの燃焼ガスを排気管上に設けられたターボチャー
ジャのタービン６ｂにＥＧＲ管２０を介して導き、ター
ビンを回転させることでコンプレッサで吸気を過給し、
内燃機関の始動性を向上させる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機関関連要素を昇
温する燃焼式ヒータを備えるとともに、過給機を有する
内燃機関に関する。さらに詳しくは、燃焼式ヒータの燃
焼ガスの利用技術に関する。
温する燃焼式ヒータを備えるとともに、過給機を有する
内燃機関に関する。さらに詳しくは、燃焼式ヒータの燃
焼ガスの利用技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の内燃機関は、例えば直噴エンジン
やディーゼルエンジンのように熱効率が高くなってお
り、余分に排出される熱量が少なくなっている。従っ
て、内燃機関とは別に燃焼式ヒータを設け、機関始動時
にヒータコア等の機関関連要素を加熱するようにしてい
る。
やディーゼルエンジンのように熱効率が高くなってお
り、余分に排出される熱量が少なくなっている。従っ
て、内燃機関とは別に燃焼式ヒータを設け、機関始動時
にヒータコア等の機関関連要素を加熱するようにしてい
る。
【０００３】このような燃焼式ヒータを備える以上、排
出される燃焼ガスを効率的に使用することが望まれる。
燃焼式ヒータの燃焼ガスを利用する例として、例えば、
特開昭６０−７８８１９号に記載された例が知られてい
る。
出される燃焼ガスを効率的に使用することが望まれる。
燃焼式ヒータの燃焼ガスを利用する例として、例えば、
特開昭６０−７８８１９号に記載された例が知られてい
る。
【０００４】これは、暖房空気を車室へ供給する燃焼式
ヒータを備えるとともに、この燃焼式ヒータの排気口を
排気管の排気浄化装置の上流に設けた構造である。一
方、内燃機関の排気系に設けたタービンで吸気系に設け
たコンプレッサを回転駆動することで吸気を過給するタ
ーボチャージャを備えた内燃機関が知られている。
ヒータを備えるとともに、この燃焼式ヒータの排気口を
排気管の排気浄化装置の上流に設けた構造である。一
方、内燃機関の排気系に設けたタービンで吸気系に設け
たコンプレッサを回転駆動することで吸気を過給するタ
ーボチャージャを備えた内燃機関が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
始動時には、排気圧は大きくないのでターボチャージャ
の過給圧も大きくない。従って、吸気量も多くはないの
で、内燃機関の始動性が良好であるとは言い難い。
始動時には、排気圧は大きくないのでターボチャージャ
の過給圧も大きくない。従って、吸気量も多くはないの
で、内燃機関の始動性が良好であるとは言い難い。
【０００６】さらに、このようなターボチャージャ付き
の内燃機関において、上記のような燃焼式ヒータを備え
たとしても、従来、ターボチャージャと燃焼式ヒータと
の間に何らかの関連性を見い出した例はない。
の内燃機関において、上記のような燃焼式ヒータを備え
たとしても、従来、ターボチャージャと燃焼式ヒータと
の間に何らかの関連性を見い出した例はない。
【０００７】本発明は、このような背景の下、燃焼式ヒ
ータの燃焼ガスを効果的に使用することで内燃機関の始
動性を向上させることを課題とする。
ータの燃焼ガスを効果的に使用することで内燃機関の始
動性を向上させることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の過給機を有する内燃機関は、以下の手段を
採用した。
め、本発明の過給機を有する内燃機関は、以下の手段を
採用した。
【０００９】すなわち、本発明の内燃機関は、燃料を燃
焼することで得られた熱により機関関連要素を昇温すべ
く設けられた燃焼式ヒータと、内燃機関の排気系に設け
たタービンで吸気系に設けたコンプレッサを回転駆動す
ることで吸気を過給する過給機を備えた内燃機関におい
て、内燃機関の始動時すなわちクランキング時に、燃焼
式ヒータの燃焼ガスを排気系に流し、過給機のタービン
を回転させる動力源とすることで、コンプレッサによる
過給を行うようにしたものである。
焼することで得られた熱により機関関連要素を昇温すべ
く設けられた燃焼式ヒータと、内燃機関の排気系に設け
たタービンで吸気系に設けたコンプレッサを回転駆動す
ることで吸気を過給する過給機を備えた内燃機関におい
て、内燃機関の始動時すなわちクランキング時に、燃焼
式ヒータの燃焼ガスを排気系に流し、過給機のタービン
を回転させる動力源とすることで、コンプレッサによる
過給を行うようにしたものである。
【００１０】より具体的には、本発明の構成は、燃料を
燃焼することで得られた熱により機関関連要素を昇温す
べく設けられた燃焼式ヒータと、内燃機関の排気管に設
けられたタービンを回転させることで、吸気管に設けた
コンプレッサを回転させて吸気を過給する過給機と、前
記内燃機関がクランキングしたとき前記燃焼式ヒータの
燃焼ガスを前記過給機のタービンへと導く燃焼ガス供給
手段と、を備えたことを特徴とする過給機を有する内燃
機関である。
燃焼することで得られた熱により機関関連要素を昇温す
べく設けられた燃焼式ヒータと、内燃機関の排気管に設
けられたタービンを回転させることで、吸気管に設けた
コンプレッサを回転させて吸気を過給する過給機と、前
記内燃機関がクランキングしたとき前記燃焼式ヒータの
燃焼ガスを前記過給機のタービンへと導く燃焼ガス供給
手段と、を備えたことを特徴とする過給機を有する内燃
機関である。
【００１１】ここでさらに、前記過給機のタービンに設
けられ、閉時にタービンの回転数を上げてコンプレッサ
による過給圧を高める開閉自在の可変ノズルと、前記燃
焼ガス供給手段での燃焼ガス供給時に、前記タービンの
可変ノズルを閉じる可変ノズル制御手段とを備えるよう
にすることが好適である。可変ノズルを閉じると、ター
ビンに排気ガスが集中してその流速が速くなるので、タ
ービンはより速く回転する。その結果、コンプレッサも
速く回転して過給圧がより高まる。結果的に内燃機関の
始動性がより良好となる。
けられ、閉時にタービンの回転数を上げてコンプレッサ
による過給圧を高める開閉自在の可変ノズルと、前記燃
焼ガス供給手段での燃焼ガス供給時に、前記タービンの
可変ノズルを閉じる可変ノズル制御手段とを備えるよう
にすることが好適である。可変ノズルを閉じると、ター
ビンに排気ガスが集中してその流速が速くなるので、タ
ービンはより速く回転する。その結果、コンプレッサも
速く回転して過給圧がより高まる。結果的に内燃機関の
始動性がより良好となる。
【００１２】本発明では、内燃機関の排気管から分岐し
て内燃機関の排気ガスを吸気管に戻すＥＧＲ管を備える
とともに、前記過給機のタービンをこのＥＧＲ管への分
岐点よりも下流側の排気管に設け、このタービンを回転
させることで、吸気管に設けたコンプレッサを回転させ
て吸気を過給するようにし、さらに、前記内燃機関がク
ランキングしたとき前記燃焼式ヒータの燃焼ガスを前記
ＥＧＲ管を経由して排気管へと供給する燃焼ガス供給手
段を備えるようにしてもよい。
て内燃機関の排気ガスを吸気管に戻すＥＧＲ管を備える
とともに、前記過給機のタービンをこのＥＧＲ管への分
岐点よりも下流側の排気管に設け、このタービンを回転
させることで、吸気管に設けたコンプレッサを回転させ
て吸気を過給するようにし、さらに、前記内燃機関がク
ランキングしたとき前記燃焼式ヒータの燃焼ガスを前記
ＥＧＲ管を経由して排気管へと供給する燃焼ガス供給手
段を備えるようにしてもよい。
【００１３】すなわち、ＥＧＲ管を利用して燃焼式ヒー
タの燃焼ガスを排気管に設けたタービンに供給すること
とした。この場合も、前記タービンに前記可変ノズルを
設け、前記燃焼ガス供給手段での燃焼ガス供給時に、前
記タービンの可変ノズルを閉じる可変ノズル制御手段を
を備えることが好ましい。
タの燃焼ガスを排気管に設けたタービンに供給すること
とした。この場合も、前記タービンに前記可変ノズルを
設け、前記燃焼ガス供給手段での燃焼ガス供給時に、前
記タービンの可変ノズルを閉じる可変ノズル制御手段を
を備えることが好ましい。
【００１４】さらに、前記排気管上に内燃機関から排出
された排気ガスを浄化する触媒を備えるとともに、燃焼
式ヒータからの燃焼ガスを燃焼ガスを触媒の下流側に位
置する排気管に導入する燃焼ガス排出管を備え、また、
前記燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスを、ＥＧＲ管
を介して触媒上流側の排気管へと導く第１のルートと、
前記燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスを燃焼ガス排
出管を介して触媒の下流側に位置する排気管に導入する
第２のルートとを選択的に切り換える排気切換弁を備え
るように構成してもよい。
された排気ガスを浄化する触媒を備えるとともに、燃焼
式ヒータからの燃焼ガスを燃焼ガスを触媒の下流側に位
置する排気管に導入する燃焼ガス排出管を備え、また、
前記燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスを、ＥＧＲ管
を介して触媒上流側の排気管へと導く第１のルートと、
前記燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスを燃焼ガス排
出管を介して触媒の下流側に位置する排気管に導入する
第２のルートとを選択的に切り換える排気切換弁を備え
るように構成してもよい。
【００１５】内燃機関を始動前あるいは始動時に、排気
切換弁で第１のルートを選択し、ＥＧＲ管から燃焼式ヒ
ータの燃焼ガスを触媒上流側に導入すれば、触媒を昇温
して排気浄化作用を内燃機関始動時に十分発揮できるよ
うにすることが可能となる。一方、触媒温度を加熱しす
ぎるときは、排気切換弁で第２のルートを選択すれば、
燃焼式ヒータの燃焼ガスを触媒下流側に排出することが
できるので、触媒温度が過剰に高くなってサルフェート
が増加するという問題を避けることができる。
切換弁で第１のルートを選択し、ＥＧＲ管から燃焼式ヒ
ータの燃焼ガスを触媒上流側に導入すれば、触媒を昇温
して排気浄化作用を内燃機関始動時に十分発揮できるよ
うにすることが可能となる。一方、触媒温度を加熱しす
ぎるときは、排気切換弁で第２のルートを選択すれば、
燃焼式ヒータの燃焼ガスを触媒下流側に排出することが
できるので、触媒温度が過剰に高くなってサルフェート
が増加するという問題を避けることができる。
【００１６】ここで、内燃機関とは、通常のポート噴射
ガソリンエンジンだけでなく、ガソリン直噴リーンバー
ンエンジンやディーゼルエンジンあるいはＣＮＧ(commp
ressed natural gas；圧縮天然ガス)エンジン等、排気
系における雰囲気が酸素過剰でかつ炭化水素や一酸化炭
素が少ない内燃機関も含む。
ガソリンエンジンだけでなく、ガソリン直噴リーンバー
ンエンジンやディーゼルエンジンあるいはＣＮＧ(commp
ressed natural gas；圧縮天然ガス)エンジン等、排気
系における雰囲気が酸素過剰でかつ炭化水素や一酸化炭
素が少ない内燃機関も含む。
【００１７】燃焼式ヒータは、内燃機関本体とは別物と
して内燃機関に付属するヒータであって、内燃機関本体
のシリンダ内での燃焼に何等影響されることなく独自の
燃焼を行って燃焼ガスを排出するものである。機関始動
前から機関関連要素の温度を高める必要上、内燃機関本
体とは別途設けたものである。
して内燃機関に付属するヒータであって、内燃機関本体
のシリンダ内での燃焼に何等影響されることなく独自の
燃焼を行って燃焼ガスを排出するものである。機関始動
前から機関関連要素の温度を高める必要上、内燃機関本
体とは別途設けたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明に係る過給機を有する内燃
機関の実施の形態について図１〜図６に基づいて説明す
る。
機関の実施の形態について図１〜図６に基づいて説明す
る。
【００１９】図１は、本実施の形態に係る内燃機関の概
略構成を示す図である。図１に示す内燃機関は、多気筒
の水冷式ディーゼルエンジンである。ディーゼルエンジ
ンは、機関冷却水を含むウォータジャケットを有するエ
ンジン本体１と、エンジン本体１の複数の気筒内に燃焼
に必要な空気を送り込む吸気装置２と、混合気が燃焼し
た後の排気ガスを大気中に放出する排気装置３と、エン
ジン搭載車輌の室内を暖める暖房装置のヒータコア４と
を有する。
略構成を示す図である。図１に示す内燃機関は、多気筒
の水冷式ディーゼルエンジンである。ディーゼルエンジ
ンは、機関冷却水を含むウォータジャケットを有するエ
ンジン本体１と、エンジン本体１の複数の気筒内に燃焼
に必要な空気を送り込む吸気装置２と、混合気が燃焼し
た後の排気ガスを大気中に放出する排気装置３と、エン
ジン搭載車輌の室内を暖める暖房装置のヒータコア４と
を有する。
【００２０】前記吸気装置２は、吸気を濾過するエアク
リーナ５と、このエアクリーナ５を通過した吸気を圧送
するターボチャージャ６のコンプレッサ６ａと、このコ
ンプレッサ６ａで圧縮される際に生じる熱で昇温された
吸気を冷却するインタークーラ７と、このインタークー
ラ７を通過した吸気をエンジン本体１の各気筒へと送入
するインテークマニホールド８とを備えており、これら
は吸気管９で互いに接続されている。また、インターク
ーラ７とエンジン本体１との間には、吸気絞り弁１１が
配置されている。
リーナ５と、このエアクリーナ５を通過した吸気を圧送
するターボチャージャ６のコンプレッサ６ａと、このコ
ンプレッサ６ａで圧縮される際に生じる熱で昇温された
吸気を冷却するインタークーラ７と、このインタークー
ラ７を通過した吸気をエンジン本体１の各気筒へと送入
するインテークマニホールド８とを備えており、これら
は吸気管９で互いに接続されている。また、インターク
ーラ７とエンジン本体１との間には、吸気絞り弁１１が
配置されている。
【００２１】前記排気装置３は、エンジン本体１の排気
ポートに接続されるエキゾーストマニホールド１２と、
ターボチャージャ６のタービン６ｂと、排気ガスを浄化
する排気浄化触媒１３と、この触媒１３に接続される図
示しないマフラーとを排気管１４上に備えている。排気
浄化触媒１３として、本例ではＮＯx 触媒１３ａを上流
側に、酸化触媒１３ｂを下流側に備えている。ＮＯx 触
媒としては、選択還元型リーンＮＯx 触媒、吸蔵還元型
リーンＮＯx 触媒を例示できる。
ポートに接続されるエキゾーストマニホールド１２と、
ターボチャージャ６のタービン６ｂと、排気ガスを浄化
する排気浄化触媒１３と、この触媒１３に接続される図
示しないマフラーとを排気管１４上に備えている。排気
浄化触媒１３として、本例ではＮＯx 触媒１３ａを上流
側に、酸化触媒１３ｂを下流側に備えている。ＮＯx 触
媒としては、選択還元型リーンＮＯx 触媒、吸蔵還元型
リーンＮＯx 触媒を例示できる。
【００２２】選択還元型リーンＮＯx 触媒とは、酸素過
剰の雰囲気（リーン雰囲気）で、かつ、炭化水素（Ｈ
Ｃ）が存在する状態でＮＯx を還元または分解する触媒
であり、例えば、ゼオライトにＣｕ等の遷移金属をイオ
ン交換して担持した触媒や、ゼオライトまたはアルミナ
に貴金属を担持した触媒等を例示できる。選択還元型Ｎ
Ｏx 触媒は、触媒床温が触媒浄化ウインド内にあって、
流入する排気の空燃比がリーン雰囲気であり、更に排気
中にＨＣ、好ましくは熱分解されて分子サイズが小さく
なったＨＣが存在していれば、ＨＣの一部が部分酸化し
て活性種を生成し、その活性種が排気中のＮＯx と反応
して、ＮＯx をＮ2、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2等に還元する。
剰の雰囲気（リーン雰囲気）で、かつ、炭化水素（Ｈ
Ｃ）が存在する状態でＮＯx を還元または分解する触媒
であり、例えば、ゼオライトにＣｕ等の遷移金属をイオ
ン交換して担持した触媒や、ゼオライトまたはアルミナ
に貴金属を担持した触媒等を例示できる。選択還元型Ｎ
Ｏx 触媒は、触媒床温が触媒浄化ウインド内にあって、
流入する排気の空燃比がリーン雰囲気であり、更に排気
中にＨＣ、好ましくは熱分解されて分子サイズが小さく
なったＨＣが存在していれば、ＨＣの一部が部分酸化し
て活性種を生成し、その活性種が排気中のＮＯx と反応
して、ＮＯx をＮ2、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2等に還元する。
【００２３】吸蔵還元型リーンＮＯx 触媒は、例えばア
ルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナ
トリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなア
ルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなア
ルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希
土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔのような
貴金属とが担持されている。機関吸気通路及びＮＯx 触
媒上流での排気通路内に供給された空気及び燃料（炭化
水素）の比をＮＯx 触媒への流入排気ガスの空燃比と称
するとき、このＮＯx 触媒は、流入排気ガスの空燃比が
リーンのときはＮＯx を吸収し、流入排気ガス中の酸素
濃度が低下すると吸収したＮＯx を放出する。
ルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナ
トリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなア
ルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなア
ルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希
土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔのような
貴金属とが担持されている。機関吸気通路及びＮＯx 触
媒上流での排気通路内に供給された空気及び燃料（炭化
水素）の比をＮＯx 触媒への流入排気ガスの空燃比と称
するとき、このＮＯx 触媒は、流入排気ガスの空燃比が
リーンのときはＮＯx を吸収し、流入排気ガス中の酸素
濃度が低下すると吸収したＮＯx を放出する。
【００２４】前記酸化触媒は、ＮＯx 触媒に添加された
還元剤（ディーゼルの場合燃料）の消費されなかったも
の、すなわちＨＣ、ＣＯ等の成分を酸化してＣＯ2、水
にして排出する。
還元剤（ディーゼルの場合燃料）の消費されなかったも
の、すなわちＨＣ、ＣＯ等の成分を酸化してＣＯ2、水
にして排出する。
【００２５】前記選択還元型リーンＮＯx 触媒は、触媒
床温が所定の温度範囲（触媒浄化ウインド）内にある場
合に、浄化能力を発揮するが、この点は吸蔵還元型リー
ンＮＯx 触媒や酸化触媒も同様である。図２に、触媒に
入る排気ガスの温度とＮＯx浄化率との関係を示す。こ
の図から、例えば１６０℃から３００℃の間で、ＮＯx
浄化率が高いことが理解できる。
床温が所定の温度範囲（触媒浄化ウインド）内にある場
合に、浄化能力を発揮するが、この点は吸蔵還元型リー
ンＮＯx 触媒や酸化触媒も同様である。図２に、触媒に
入る排気ガスの温度とＮＯx浄化率との関係を示す。こ
の図から、例えば１６０℃から３００℃の間で、ＮＯx
浄化率が高いことが理解できる。
【００２６】また、エンジン本体１には、排気ガスの一
部を吸気系に戻すことで、燃焼温度を下げ、排気ガス中
のＮＯx を低減させる排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）を
設けてある。ＥＧＲは、排気管１４としてのエキゾース
トマニホールド１２と吸気管９のインテークマニホール
ド８とを結ぶＥＧＲ管２０を備えている。
部を吸気系に戻すことで、燃焼温度を下げ、排気ガス中
のＮＯx を低減させる排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）を
設けてある。ＥＧＲは、排気管１４としてのエキゾース
トマニホールド１２と吸気管９のインテークマニホール
ド８とを結ぶＥＧＲ管２０を備えている。
【００２７】ＥＧＲ管２０には、ここを通る流通ガス量
を制御するＥＧＲ弁２１が設けられている。ＥＧＲ弁２
１は、ＥＣＵ１８に電気的に接続してある。このＥＧＲ
弁２１は、定常的な機関の運転中にＥＣＵ１８の指令に
より開くことで、ＥＧＲ装置が排気再循環装置としての
機能を発揮する。このＥＧＲ弁２１は、エンジンが始動
する前の停止状態にあって燃焼式ヒータ２２が作動して
いる場合に開くことで、ＥＧＲ管２０を介して、燃焼式
ヒータ２２が出す燃焼ガスを吸気管９から排気管１４に
送る。このように、エンジンが停止しているときであっ
ても燃焼式ヒータの燃焼ガスが既存のＥＧＲ管２０を通
過して排気管１４上の触媒１３に流れるため、エンジン
が始動するときには、触媒１３は有効に機能し得る温度
にまで達している。したがって、エンジン始動後は、触
媒１３の浄化性能を十分に高めることができる。それに
加え、既存のＥＧＲ管２０を利用するので構造簡単でコ
ストも下げられる。
を制御するＥＧＲ弁２１が設けられている。ＥＧＲ弁２
１は、ＥＣＵ１８に電気的に接続してある。このＥＧＲ
弁２１は、定常的な機関の運転中にＥＣＵ１８の指令に
より開くことで、ＥＧＲ装置が排気再循環装置としての
機能を発揮する。このＥＧＲ弁２１は、エンジンが始動
する前の停止状態にあって燃焼式ヒータ２２が作動して
いる場合に開くことで、ＥＧＲ管２０を介して、燃焼式
ヒータ２２が出す燃焼ガスを吸気管９から排気管１４に
送る。このように、エンジンが停止しているときであっ
ても燃焼式ヒータの燃焼ガスが既存のＥＧＲ管２０を通
過して排気管１４上の触媒１３に流れるため、エンジン
が始動するときには、触媒１３は有効に機能し得る温度
にまで達している。したがって、エンジン始動後は、触
媒１３の浄化性能を十分に高めることができる。それに
加え、既存のＥＧＲ管２０を利用するので構造簡単でコ
ストも下げられる。
【００２８】さらに、ＥＧＲ管２０への分岐点よりも下
流側の排気管１４上であって、触媒１３より上流側に、
ターボチャージャ６のタービン６ｂが設けられている。
ターボチャージャ６は図３に示したようにタービン６ｂ
に可変ノズルベーン６２を有している。図４はこの可変
ノズルベーン６２の詳細を示したものであり、図４にお
いて、６１はタービンホイールを示しており、タービン
ホイール６１に排気ガスを導くタービン入口に、開度を
可変可能なノズルベーン（可変ノズル）６２が設けられ
ている。
流側の排気管１４上であって、触媒１３より上流側に、
ターボチャージャ６のタービン６ｂが設けられている。
ターボチャージャ６は図３に示したようにタービン６ｂ
に可変ノズルベーン６２を有している。図４はこの可変
ノズルベーン６２の詳細を示したものであり、図４にお
いて、６１はタービンホイールを示しており、タービン
ホイール６１に排気ガスを導くタービン入口に、開度を
可変可能なノズルベーン（可変ノズル）６２が設けられ
ている。
【００２９】本実施例では、ノズルベーン６２の開度
は、駆動リング６３の回動をリンク６４を介して伝達す
ることによって調整されるようになっており、駆動リン
グ６３は、空気圧で駆動されるアクチュエータ６５のロ
ッド６６に連結されている。図４において、ロッド６６
が左側に作動されるとノズルベーン６２の開度は大とな
り、右側に作動されるとノズルベーン６２の開度は小と
なる。
は、駆動リング６３の回動をリンク６４を介して伝達す
ることによって調整されるようになっており、駆動リン
グ６３は、空気圧で駆動されるアクチュエータ６５のロ
ッド６６に連結されている。図４において、ロッド６６
が左側に作動されるとノズルベーン６２の開度は大とな
り、右側に作動されるとノズルベーン６２の開度は小と
なる。
【００３０】アクチュエーター６５には、ダイヤフラム
６７、６８に隔成された２つのダイヤフラム室内６９、
７０が形成されている。ダイヤフラム６７、６８は、そ
れぞれロッド６６に連結されている。また、ダイヤフラ
ム６７、６８は、それぞれスプリング７１、７２によっ
て一方に付勢されている。なお、７３はロッド６６部分
からの空気の洩れを防止するためのベローズである。
６７、６８に隔成された２つのダイヤフラム室内６９、
７０が形成されている。ダイヤフラム６７、６８は、そ
れぞれロッド６６に連結されている。また、ダイヤフラ
ム６７、６８は、それぞれスプリング７１、７２によっ
て一方に付勢されている。なお、７３はロッド６６部分
からの空気の洩れを防止するためのベローズである。
【００３１】ダイヤフラム室６９、７０の入口ポート７
４、７５は、それぞれエレクトリック・バキュームレギ
ュレーティングバルブ（以下ＥＶＲＶという。）７６、
７７に接続されており、ＥＶＲＶ７６，７７は負圧源と
してのバキュームポンプ７８に接続されている。また、
ＥＶＲＶ７６、７７は、ＥＣＵ１８に接続されており、
ＥＣＵ１８からの信号に基いて、ダイヤフラム室６９、
７０に導入する負圧を、バキュームポンプ７８からの負
圧と、大気ポート８０、８１からの大気圧とに切換え
る。なお、本実施例では、アクチュエータ６５の中間作
動位置、すなわちダイヤフラム室６９、７０に同時に大
気圧が導入されるか同圧の負圧が同時に導入された場合
の動作位置は、ノズルベーン６２の開度が全開と全閉の
中間開度となるような作動位置となっている。
４、７５は、それぞれエレクトリック・バキュームレギ
ュレーティングバルブ（以下ＥＶＲＶという。）７６、
７７に接続されており、ＥＶＲＶ７６，７７は負圧源と
してのバキュームポンプ７８に接続されている。また、
ＥＶＲＶ７６、７７は、ＥＣＵ１８に接続されており、
ＥＣＵ１８からの信号に基いて、ダイヤフラム室６９、
７０に導入する負圧を、バキュームポンプ７８からの負
圧と、大気ポート８０、８１からの大気圧とに切換え
る。なお、本実施例では、アクチュエータ６５の中間作
動位置、すなわちダイヤフラム室６９、７０に同時に大
気圧が導入されるか同圧の負圧が同時に導入された場合
の動作位置は、ノズルベーン６２の開度が全開と全閉の
中間開度となるような作動位置となっている。
【００３２】そして、エンジン始動時、ＥＶＲＶ７７を
オンにし、ＥＶＲＶ７６をオフにすることで負圧をダイ
ヤフラム室７０に導入すると、ロッド６６は図４の右方
向に進出し、ノズルベーン６２が閉じる。すると、ター
ビン６ｂに排気管１４を流れるガスが集中し、タービン
６ｂの回転数を上げるので、これに伴い、コンプレッサ
６ａの回転数も上がり、よって、吸気が過給され、エン
ジンの始動性が向上する。次に、燃焼式ヒータ２２につ
いて説明する。
オンにし、ＥＶＲＶ７６をオフにすることで負圧をダイ
ヤフラム室７０に導入すると、ロッド６６は図４の右方
向に進出し、ノズルベーン６２が閉じる。すると、ター
ビン６ｂに排気管１４を流れるガスが集中し、タービン
６ｂの回転数を上げるので、これに伴い、コンプレッサ
６ａの回転数も上がり、よって、吸気が過給され、エン
ジンの始動性が向上する。次に、燃焼式ヒータ２２につ
いて説明する。
【００３３】図１に示したように、前記エアクリーナ５
とターボチャージャ６のコンプレッサ６ａとを結ぶ吸気
管９から分岐して、ヒータ用枝管３１が設けられ、この
ヒータ用枝管３１に燃焼式ヒータ２２が接続されてい
る。
とターボチャージャ６のコンプレッサ６ａとを結ぶ吸気
管９から分岐して、ヒータ用枝管３１が設けられ、この
ヒータ用枝管３１に燃焼式ヒータ２２が接続されてい
る。
【００３４】この燃焼式ヒータ２２は、エンジンとは別
途に燃料を燃焼することで発生する熱で熱媒体（冷却
水）を加熱し、この熱媒体を機関関連要素として前記ヒ
ータコア４やエンジン本体１を循環させ、その際生じる
熱交換によりこれら機関関連要素を加熱する。このた
め、燃焼式ヒータ２２からヒータコア４やエンジン本体
１のウォータージャケットを経由して熱媒体（冷却水）
を循環させる熱媒体循環路が設けられている。
途に燃料を燃焼することで発生する熱で熱媒体（冷却
水）を加熱し、この熱媒体を機関関連要素として前記ヒ
ータコア４やエンジン本体１を循環させ、その際生じる
熱交換によりこれら機関関連要素を加熱する。このた
め、燃焼式ヒータ２２からヒータコア４やエンジン本体
１のウォータージャケットを経由して熱媒体（冷却水）
を循環させる熱媒体循環路が設けられている。
【００３５】このような熱媒体循環路として、前記燃焼
式ヒータ２２には、エンジンの冷却水を燃焼式ヒータ２
２へ導く冷却水導入通路３２と、燃焼式ヒータ２２内で
暖められた冷却水をヒータコア４を経由してエンジン本
体１へ導く冷却水排出通路３３とが接続されている。
式ヒータ２２には、エンジンの冷却水を燃焼式ヒータ２
２へ導く冷却水導入通路３２と、燃焼式ヒータ２２内で
暖められた冷却水をヒータコア４を経由してエンジン本
体１へ導く冷却水排出通路３３とが接続されている。
【００３６】ここで、燃焼式ヒータ２２の具体的な構成
について図５に基づいて説明する。燃焼式ヒータ２２の
内部には、前記ウォータジャケットからの冷却水を流す
ため、冷却水導入通路３２と、冷却水排出通路３３とに
連通するヒータ内部冷却水通路２２ａが形成されてい
る。
について図５に基づいて説明する。燃焼式ヒータ２２の
内部には、前記ウォータジャケットからの冷却水を流す
ため、冷却水導入通路３２と、冷却水排出通路３３とに
連通するヒータ内部冷却水通路２２ａが形成されてい
る。
【００３７】前記ヒータ内部冷却水通路２２ａは、燃焼
式ヒータ２２の内部に形成された燃焼室２２ｄの周りを
巡回するよう配置され、ヒータ内部冷却水路２２ａ内を
流れる冷却水が燃焼室２２ｄからの熱を受けて昇温する
ようになっている。
式ヒータ２２の内部に形成された燃焼室２２ｄの周りを
巡回するよう配置され、ヒータ内部冷却水路２２ａ内を
流れる冷却水が燃焼室２２ｄからの熱を受けて昇温する
ようになっている。
【００３８】燃焼室２２ｄは、火炎を発生させる燃焼源
としての燃焼筒２２ｂと、燃焼筒２２ｂを覆うことで火
炎が外部に漏れないようにする円筒状の隔壁２２ｃとか
ら構成されている。このように燃焼筒２２ｂを隔壁２２
ｃで覆うことにより、燃焼室２２ｄが隔壁２２ｃ内に画
されることになる。そして、隔壁２２ｃは、燃焼式ヒー
タ２２の外壁２４によって覆われている。尚、隔壁２２
ｃと外壁２４との間には、環状の隙間が設けられ、この
隙間が前述したヒータ内部冷却水路２２ａとして機能す
るようになっている。
としての燃焼筒２２ｂと、燃焼筒２２ｂを覆うことで火
炎が外部に漏れないようにする円筒状の隔壁２２ｃとか
ら構成されている。このように燃焼筒２２ｂを隔壁２２
ｃで覆うことにより、燃焼室２２ｄが隔壁２２ｃ内に画
されることになる。そして、隔壁２２ｃは、燃焼式ヒー
タ２２の外壁２４によって覆われている。尚、隔壁２２
ｃと外壁２４との間には、環状の隙間が設けられ、この
隙間が前述したヒータ内部冷却水路２２ａとして機能す
るようになっている。
【００３９】燃焼式ヒータ２２には、空気供給口２２ｅ
と排気排出口２２ｆとが形成され、これらの空気供給口
２２ｅと排気排出口２２ｆとが燃焼室２２ｄに連通して
いる。そして、前記空気供給口２２ｅには吸気導入のた
め前記ヒータ用枝管３１が接続され、前記排気排出口２
２ｆは、吸気管９に接続されている。排気排出口２２ｆ
から排出される燃焼ガスは、吸気管９とＥＧＲ管２０と
を介して排気管１４へと導入されるようになっている。
と排気排出口２２ｆとが形成され、これらの空気供給口
２２ｅと排気排出口２２ｆとが燃焼室２２ｄに連通して
いる。そして、前記空気供給口２２ｅには吸気導入のた
め前記ヒータ用枝管３１が接続され、前記排気排出口２
２ｆは、吸気管９に接続されている。排気排出口２２ｆ
から排出される燃焼ガスは、吸気管９とＥＧＲ管２０と
を介して排気管１４へと導入されるようになっている。
【００４０】前記燃焼筒２２ｂには、燃料導入通路２５
が接続され、燃料ポンプ１６から吐出された燃料の一部
が燃焼筒２２ｂに供給されるようになっている。さら
に、燃焼筒２２ｂには、前記燃料導入通路２５によって
供給された燃料を気化するための気化グロープラグ（図
示せず）と、気化燃料に着火するための点火グロープラ
グ（図示せず）とが内装されている。尚、気化グロープ
ラグと点火グロープラグとは、単一のグロープラグで兼
用されるようにしてもよい。
が接続され、燃料ポンプ１６から吐出された燃料の一部
が燃焼筒２２ｂに供給されるようになっている。さら
に、燃焼筒２２ｂには、前記燃料導入通路２５によって
供給された燃料を気化するための気化グロープラグ（図
示せず）と、気化燃料に着火するための点火グロープラ
グ（図示せず）とが内装されている。尚、気化グロープ
ラグと点火グロープラグとは、単一のグロープラグで兼
用されるようにしてもよい。
【００４１】このように構成された燃焼式ヒータ２２で
は、ヒータ用枝管３１から空気供給口２２ｅに流れ込ん
だ吸気が燃焼室２２ｄに導かれるとともに、燃料導入通
路２５によって燃焼筒２２ｂに供給された燃料が気化グ
ロープラグによって気化される。そして、前記吸気と前
記気化燃料とが混合して混合気を形成し、その混合気が
燃焼室２２ｄ内の点火グロープラグによって着火されて
燃焼する。
は、ヒータ用枝管３１から空気供給口２２ｅに流れ込ん
だ吸気が燃焼室２２ｄに導かれるとともに、燃料導入通
路２５によって燃焼筒２２ｂに供給された燃料が気化グ
ロープラグによって気化される。そして、前記吸気と前
記気化燃料とが混合して混合気を形成し、その混合気が
燃焼室２２ｄ内の点火グロープラグによって着火されて
燃焼する。
【００４２】また、燃焼式ヒータ２２には、前記したよ
うに燃料の燃焼に伴って発生する燃焼ガスを、吸気管９
とＥＧＲ管２０とを介して排気管１４へと導入するよう
になっているが、吸気管９と燃焼式ヒータの排気排出口
２２ｆとＥＧＲ管２０との接続点には、図１に示したよ
うに、排気切換弁５０が設けられており、さらに、この
排気切換弁５０を介して排気排出口２２ｆからの燃焼ガ
スを触媒１３の下流側に位置する排気管１４に導入する
燃焼ガス排出管５１が設けられている。
うに燃料の燃焼に伴って発生する燃焼ガスを、吸気管９
とＥＧＲ管２０とを介して排気管１４へと導入するよう
になっているが、吸気管９と燃焼式ヒータの排気排出口
２２ｆとＥＧＲ管２０との接続点には、図１に示したよ
うに、排気切換弁５０が設けられており、さらに、この
排気切換弁５０を介して排気排出口２２ｆからの燃焼ガ
スを触媒１３の下流側に位置する排気管１４に導入する
燃焼ガス排出管５１が設けられている。
【００４３】ぞして、前記排気切換弁５０は、ＥＣＵ１
８に電気的に接続され、ＥＣＵ１８からの指令により、
排気排出口２２ｆからの燃焼ガスを吸気管９からエンジ
ン本体３内もしくはＥＧＲ管２０を介して触媒上流側の
排気管１４へと導く第１のルートと、排気排出口２２ｆ
からの燃焼ガスを燃焼ガス排出管５１を介して触媒１３
の下流側に位置する排気管１４に導入する第２のルート
とを選択的に切り換えるように構成されている。
８に電気的に接続され、ＥＣＵ１８からの指令により、
排気排出口２２ｆからの燃焼ガスを吸気管９からエンジ
ン本体３内もしくはＥＧＲ管２０を介して触媒上流側の
排気管１４へと導く第１のルートと、排気排出口２２ｆ
からの燃焼ガスを燃焼ガス排出管５１を介して触媒１３
の下流側に位置する排気管１４に導入する第２のルート
とを選択的に切り換えるように構成されている。
【００４４】排気切換弁の切換のため、エンジン水温
（ＴＨＷ）を検出する水温センサや、触媒１３入口部分
に触媒への入りガス温度を検出する温度センサが設けら
れ、あるいは、触媒内に触媒温度を検出する温度センサ
が設けられ、これらセンサで検出された温度がＥＣＵに
送信されるようになっている。
（ＴＨＷ）を検出する水温センサや、触媒１３入口部分
に触媒への入りガス温度を検出する温度センサが設けら
れ、あるいは、触媒内に触媒温度を検出する温度センサ
が設けられ、これらセンサで検出された温度がＥＣＵに
送信されるようになっている。
【００４５】ＥＣＵ１８では、これらセンサから送られ
てくるエンジン水温、排気ガス温度、触媒温度のいずれ
かの温度に基づいて、排気切換弁５０を切り換えて第１
のルートを選択すべきか、第２のルートを選択すべきか
を判定する切換弁切換制御手段を実現している。
てくるエンジン水温、排気ガス温度、触媒温度のいずれ
かの温度に基づいて、排気切換弁５０を切り換えて第１
のルートを選択すべきか、第２のルートを選択すべきか
を判定する切換弁切換制御手段を実現している。
【００４６】エンジンの始動前あるいは始動後の暖機
中、排気切換弁５０が第１のルートを選択していると
き、燃焼ガスは、ＥＧＲ管２０を介して、ＮＯx 触媒１
３上流の排気管１４に導かれる。排気管１４に導入され
た燃焼ガスは、タービン６ｂを経由してＮＯx 触媒１３
ａに流入する。よって、燃焼ガスはタービン６ｂを回転
させてこれに伴うコンプレッサ６ａの回転により吸気を
過給する。このとき、タービン６ｂの回転数を上げるた
め、ノスルベーン６２を閉じる。さらに、触媒１３に導
入された燃焼ガスの熱がＮＯx 触媒１３ａに伝達され、
ＮＯx 触媒１３ａの触媒床温が上昇する。
中、排気切換弁５０が第１のルートを選択していると
き、燃焼ガスは、ＥＧＲ管２０を介して、ＮＯx 触媒１
３上流の排気管１４に導かれる。排気管１４に導入され
た燃焼ガスは、タービン６ｂを経由してＮＯx 触媒１３
ａに流入する。よって、燃焼ガスはタービン６ｂを回転
させてこれに伴うコンプレッサ６ａの回転により吸気を
過給する。このとき、タービン６ｂの回転数を上げるた
め、ノスルベーン６２を閉じる。さらに、触媒１３に導
入された燃焼ガスの熱がＮＯx 触媒１３ａに伝達され、
ＮＯx 触媒１３ａの触媒床温が上昇する。
【００４７】エンジンの始動後、排気ガスが発生する
が、ＮＯx 触媒１３ａの触媒床温が既に触媒浄化ウイン
ド内にあり、排気ガス中に十分な酸素が存在しることを
条件に、排気ガス中に含まれていたＨＣが部分酸化して
活性種を形成し、その活性種が排気中のＮＯXと反応し
てＮＯXをＮ2、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2等に還元する。
が、ＮＯx 触媒１３ａの触媒床温が既に触媒浄化ウイン
ド内にあり、排気ガス中に十分な酸素が存在しることを
条件に、排気ガス中に含まれていたＨＣが部分酸化して
活性種を形成し、その活性種が排気中のＮＯXと反応し
てＮＯXをＮ2、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2等に還元する。
【００４８】また、燃焼式ヒータ２２では、燃焼室２２
ｄ内の燃焼によって発生した熱が隔壁２２ｃを介して前
記ヒータ内部冷却水通路２２ａ内を流れる冷却水に伝達
され、冷却水を昇温させる。
ｄ内の燃焼によって発生した熱が隔壁２２ｃを介して前
記ヒータ内部冷却水通路２２ａ内を流れる冷却水に伝達
され、冷却水を昇温させる。
【００４９】エンジンの始動後に、エンジンの水温が上
がって暖機が終了したとみなされると、切換弁切換制御
手段は第２のルートを選択する。このとき、燃焼式ヒー
タからの燃焼ガスは、燃焼ガス排出管５１を介して触媒
１３の下流側に位置する排気管１４に排出されるので、
それ以後、燃焼ガスによる触媒の加熱はなくなり排気ガ
スによる触媒の加熱のみとなる。よって、触媒が過剰に
加熱されてサルフェートが生じることがない。なお、第
２のルートが選択されているとき、当然新気は吸気管９
からエンジン本体３に供給されていることは言うまでも
ない。
がって暖機が終了したとみなされると、切換弁切換制御
手段は第２のルートを選択する。このとき、燃焼式ヒー
タからの燃焼ガスは、燃焼ガス排出管５１を介して触媒
１３の下流側に位置する排気管１４に排出されるので、
それ以後、燃焼ガスによる触媒の加熱はなくなり排気ガ
スによる触媒の加熱のみとなる。よって、触媒が過剰に
加熱されてサルフェートが生じることがない。なお、第
２のルートが選択されているとき、当然新気は吸気管９
からエンジン本体３に供給されていることは言うまでも
ない。
【００５０】次に、本実施の形態に係る排気切換弁の制
御について述べる。本実施の形態に係る排気制御弁の制
御は、ＥＣＵ１８により図６に示すようなルーチンを実
行することによって実現される。この排気切換弁制御ル
ーチンは、エンジンのクランキング時を含む所定時間毎
に繰り返し実行されるルーチンである。
御について述べる。本実施の形態に係る排気制御弁の制
御は、ＥＣＵ１８により図６に示すようなルーチンを実
行することによって実現される。この排気切換弁制御ル
ーチンは、エンジンのクランキング時を含む所定時間毎
に繰り返し実行されるルーチンである。
【００５１】先ずＳ１０１で初期化が行われ、水温セン
サで検出したエンジン水温とエンジン回転数が取り込ま
れる。次いで、Ｓ１０２において、エンジン水温ＴＨＷ
が所定の温度例えば２０℃より低いか否かが判定され
る。
サで検出したエンジン水温とエンジン回転数が取り込ま
れる。次いで、Ｓ１０２において、エンジン水温ＴＨＷ
が所定の温度例えば２０℃より低いか否かが判定され
る。
【００５２】ここで、エンジン水温ＴＨＷが所定の温度
より高ければ、Ｓ１０５で排気切換弁ＯＦＦ、可変ノズ
ル開のままルーチンを終了するが、エンジン水温ＴＨＷ
が所定の温度より低い場合はＳ１０３に移行し、エンジ
ン回転数ＮＥが所定の回転数より低いか否かが判定され
る。
より高ければ、Ｓ１０５で排気切換弁ＯＦＦ、可変ノズ
ル開のままルーチンを終了するが、エンジン水温ＴＨＷ
が所定の温度より低い場合はＳ１０３に移行し、エンジ
ン回転数ＮＥが所定の回転数より低いか否かが判定され
る。
【００５３】エンジン回転数ＮＥが所定の回転数より高
い場合はＳ１０５で排気切換弁ＯＦＦ、可変ノズル開の
ままルーチンを終了するが、低い場合は排気切換弁をオ
ンにして、第１のルートを選択する。同時に、可変ノズ
ルのノズルベーン６２を閉じる。エンジン回転数が低い
場合、排気ガスの流量も少ないので、第１のルートを選
択することで、燃焼式ヒータ２２からの燃焼ガスを、Ｅ
ＧＲ管２０を介して排気管１４へと導入する。燃焼ガス
を含む排気ガスはノズルベーン６２が閉じた状態でター
ビン６ｂを回転させるので、タービン６ｂの回転数が上
がり、コンプレッサ６ａによる吸気の過給が行われる。
このため、エンジンの始動性能が向上する。また、ＥＧ
Ｒ管２０を介して排気管１４へと導入された燃焼式ヒー
タの燃焼ガスは、排気管１４から触媒１３へと導入さ
れ、触媒を加熱するので、触媒の活性化が早まる。
い場合はＳ１０５で排気切換弁ＯＦＦ、可変ノズル開の
ままルーチンを終了するが、低い場合は排気切換弁をオ
ンにして、第１のルートを選択する。同時に、可変ノズ
ルのノズルベーン６２を閉じる。エンジン回転数が低い
場合、排気ガスの流量も少ないので、第１のルートを選
択することで、燃焼式ヒータ２２からの燃焼ガスを、Ｅ
ＧＲ管２０を介して排気管１４へと導入する。燃焼ガス
を含む排気ガスはノズルベーン６２が閉じた状態でター
ビン６ｂを回転させるので、タービン６ｂの回転数が上
がり、コンプレッサ６ａによる吸気の過給が行われる。
このため、エンジンの始動性能が向上する。また、ＥＧ
Ｒ管２０を介して排気管１４へと導入された燃焼式ヒー
タの燃焼ガスは、排気管１４から触媒１３へと導入さ
れ、触媒を加熱するので、触媒の活性化が早まる。
【００５４】暖機が終了すると、エンジン水温は所定温
度より高くなるので、Ｓ１０２で否定判定される。する
と、Ｓ１０５で排気切換弁ＯＦＦ、可変ノズル開に戻す
ので、第２のルートが選択され、燃焼式ヒータの燃焼ガ
スは燃焼ガス排出管５１を介して触媒１３の下流側に位
置する排気管１４に排出される。よって、それ以後、燃
焼ガスによる触媒の加熱はなくなり、触媒は排気ガスの
みにより加熱される。
度より高くなるので、Ｓ１０２で否定判定される。する
と、Ｓ１０５で排気切換弁ＯＦＦ、可変ノズル開に戻す
ので、第２のルートが選択され、燃焼式ヒータの燃焼ガ
スは燃焼ガス排出管５１を介して触媒１３の下流側に位
置する排気管１４に排出される。よって、それ以後、燃
焼ガスによる触媒の加熱はなくなり、触媒は排気ガスの
みにより加熱される。
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば、燃焼式ヒータの燃焼ガ
スを利用して、内燃機関の始動時に過給機による吸気の
過給を行うことができるので、内燃機関の始動性を高め
ることができる。
スを利用して、内燃機関の始動時に過給機による吸気の
過給を行うことができるので、内燃機関の始動性を高め
ることができる。
【００５６】また、可変ノズル付きのタービンを利用す
ればより過給性能を高めることができる。さらに、燃焼
式ヒータの燃焼ガスを過給機のタービンに導入するにあ
たり既存設備であるＥＧＲ管を利用するので、安価に構
成することができる。
ればより過給性能を高めることができる。さらに、燃焼
式ヒータの燃焼ガスを過給機のタービンに導入するにあ
たり既存設備であるＥＧＲ管を利用するので、安価に構
成することができる。
【００５７】また、内燃機関の始動時に燃焼式ヒータの
燃焼ガスを触媒に導入することができ、触媒を加熱して
活性化を促進することができるとともに、触媒の加熱後
は、触媒の下流側に燃焼ガスを排気することができるの
で、必要以上に触媒を加熱することがなく、サルフェー
トの発生を防止できる。
燃焼ガスを触媒に導入することができ、触媒を加熱して
活性化を促進することができるとともに、触媒の加熱後
は、触媒の下流側に燃焼ガスを排気することができるの
で、必要以上に触媒を加熱することがなく、サルフェー
トの発生を防止できる。
【図１】 本発明に係る過給機を有する内燃機関の実施
形態の概略構成図
形態の概略構成図
【図２】 触媒入りガス温度と触媒浄化率との関係を示
す図
す図
【図３】 可変ノズルを有する過給機を示す斜視図
【図４】 可変ノズルベーンの詳細図
【図５】 燃焼式ヒータの概略断面図
【図６】 実施形態に係る排気切換弁制御ルーチンを示
す図
す図
１…エンジン本体 ２…吸気装置 ３…排気装置 ４…ヒータコア ５…エアクリーナ ６…ターボチャージャ ６ａ…コンプレッサ ６ｂ…ターボチャージャのタービン ７…インタークーラ ８…インテークマニホールド ９…吸気管 １１…吸気絞り弁 １２…エキゾーストマニホールド １３…排気浄化触媒 １３ａ…ＮＯx 触媒 １３ｂ…酸化触媒 １４…排気管 １５…燃料添加ノズル １６…燃料ポンプ １７…電磁弁 １８…ＥＣＵ １９…温度センサ（排気温度検出手段） ２０…ＥＧＲ通路 ２１…ＥＧＲ弁 ２２ａ…ヒータ内部冷却水通路 ２２ｂ…燃焼筒 ２２ｃ…隔壁 ２２ｄ…燃焼室 ２２ｅ…空気供給口 ２２ｆ…排気排出口 ２４…外壁 ２５…燃料導入通路 ３１…ヒータ用枝管 ３２…冷却水導入通路 ３３…冷却水排出通路 ５０…排気切換弁 ５１…燃焼ガス排出管 ６１…タービンホイール ６２…可変ノズルベーン（可変ノズル） ６３…駆動リング ６４…リンク ６５…アクチュエータ ６６…ロッド ６７、６８…ダイヤフラム ６９、７０…ダイヤフラム室 ７１、７２…スプリング ７３…ベローズ ７４、７５…入口ポート ７６、７７…エレクトリック・バキュームレギュレーテ
ィングバルブ ７８…バキュームポンプ ８０、８１…大気ポート
ィングバルブ ７８…バキュームポンプ ８０、８１…大気ポート
Claims (5)
- 【請求項１】 燃料を燃焼することで得られた熱により
機関関連要素を昇温すべく設けられた燃焼式ヒータと、 内燃機関の排気管に設けられたタービンを回転させるこ
とで、吸気管に設けたコンプレッサを回転させて吸気を
過給する過給機と、 前記内燃機関がクランキングしたとき前記燃焼式ヒータ
の燃焼ガスを前記過給機のタービンへと導く燃焼ガス供
給手段と、 を備えたことを特徴とする過給機を有する内燃機関。 - 【請求項２】 前記過給機のタービンに設けられ、閉時
にタービンの回転数を上げてコンプレッサによる過給圧
を高める開閉自在の可変ノズルと、 前記燃焼ガス供給手段での燃焼ガス供給時に、前記ター
ビンの可変ノズルを閉じる可変ノズル制御手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１記載の過給機を有す
る内燃機関。 - 【請求項３】内燃機関の排気管から分岐して内燃機関の
排気ガスを吸気管に戻すＥＧＲ管を備えるとともに、前
記過給機のタービンをこのＥＧＲ管への分岐点よりも下
流側の排気管に設けたことを特徴とする請求項１記載の
過給機を有する内燃機関。 - 【請求項４】 燃料を燃焼することで得られた熱により
機関関連要素を昇温すべく設けられた燃焼式ヒータと、 内燃機関の排気管から分岐して内燃機関の排気ガスを吸
気管に戻すＥＧＲ管と、 このＥＧＲ管への分岐点よりも下流側の排気管に設けら
れたタービンを回転させることで、吸気管に設けたコン
プレッサを回転させて吸気を過給する過給機と、 前記過給機のタービンに設けられ、閉時にタービンの回
転数を上げてコンプレッサによる過給圧を高める開閉自
在の可変ノズルと、 前記内燃機関がクランキングしたとき前記燃焼式ヒータ
の燃焼ガスを前記ＥＧＲ管を経由して排気管へと供給す
る燃焼ガス供給手段と、 前記燃焼ガス供給手段での燃焼ガス供給時に、前記ター
ビンの可変ノズルを閉じる可変ノズル制御手段と、 を備えたことを特徴とする過給機を有する内燃機関。 - 【請求項５】前記排気管上に内燃機関から排出された排
気ガスを浄化する触媒を備えるとともに、燃焼式ヒータ
からの燃焼ガスを燃焼ガスを触媒の下流側に位置する排
気管に導入する燃焼ガス排出管を備え、 さらに、前記燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスをＥ
ＧＲ管を介して触媒上流側の排気管へと導く第１のルー
トと、前記燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスを燃焼
ガス排出管を介して触媒の下流側に位置する排気管に導
入する第２のルートとを選択的に切り換える排気切換弁
を備えたことを特徴とする請求項３または４記載の過給
機を有する内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36577498A JP3539255B2 (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 過給機を有する内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36577498A JP3539255B2 (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 過給機を有する内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000186629A true JP2000186629A (ja) | 2000-07-04 |
| JP3539255B2 JP3539255B2 (ja) | 2004-07-07 |
Family
ID=18485084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36577498A Expired - Lifetime JP3539255B2 (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 過給機を有する内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3539255B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1420159A2 (en) * | 2002-11-15 | 2004-05-19 | Isuzu Motors Limited | EGR system for internal combustion engine provided with a turbo-charger |
| CN104806345A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-07-29 | 中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所 | 一种发动机电动气体配给装置 |
| WO2016005152A1 (de) * | 2014-07-11 | 2016-01-14 | Fev Gmbh | Abgasrückführungssystem für eine verbrennungskraftmaschine und verfahren zum betreiben eines solchen abgasrückführungssystems |
-
1998
- 1998-12-22 JP JP36577498A patent/JP3539255B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1420159A2 (en) * | 2002-11-15 | 2004-05-19 | Isuzu Motors Limited | EGR system for internal combustion engine provided with a turbo-charger |
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| WO2016005152A1 (de) * | 2014-07-11 | 2016-01-14 | Fev Gmbh | Abgasrückführungssystem für eine verbrennungskraftmaschine und verfahren zum betreiben eines solchen abgasrückführungssystems |
| CN106574580A (zh) * | 2014-07-11 | 2017-04-19 | Fev有限责任公司 | 燃烧发动机排气再循环系统及运行排气再循环系统的方法 |
| US20170138252A1 (en) * | 2014-07-11 | 2017-05-18 | Fev Gmbh | Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine and method for operating such an exhaust gas recirculation system |
| JP2017524862A (ja) * | 2014-07-11 | 2017-08-31 | エフエーファウ ユーロップ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＦＥＶ Ｅｕｒｏｐｅ ＧｍｂＨ | 内燃機関のための排ガス再循環システムおよびこのような排ガス再循環システムを作動させるための方法 |
| US10215086B2 (en) | 2014-07-11 | 2019-02-26 | FEV Europe GmbH | Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine and method for operating such an exhaust gas recirculation system |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3539255B2 (ja) | 2004-07-07 |
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