JP3525779B2 - Internal combustion engine having a combustion heater - Google Patents

Internal combustion engine having a combustion heater

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JP3525779B2
JP3525779B2 JP36577198A JP36577198A JP3525779B2 JP 3525779 B2 JP3525779 B2 JP 3525779B2 JP 36577198 A JP36577198 A JP 36577198A JP 36577198 A JP36577198 A JP 36577198A JP 3525779 B2 JP3525779 B2 JP 3525779B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼式ヒータを有
する内燃機関に関し、詳しくは内燃機関の機関関連要素
の昇温を図るため内燃機関の吸気系に燃焼ガスを導入す
る燃焼式ヒータを有する内燃機関に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine having a combustion heater, and more particularly to a combustion heater for introducing combustion gas into an intake system of the internal combustion engine in order to raise the temperature of engine-related elements of the internal combustion engine. It relates to an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近年、ガ
ソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関か
ら排出される排気ガスを浄化する手段として、触媒が多
用されている。この排気浄化用の触媒としては、酸化触
媒、三元触媒、リーンNOx触媒などがあるが、いずれ
の触媒の場合も、所定の浄化率を得るためには所定温度
以上の触媒温度(触媒の活性温度)が必要であり、この
活性温度より低温では浄化率が極めて低いか、あるいは
殆ど浄化することができない。尚、触媒の活性温度は個
々の触媒に固有のものである。
2. Description of the Related Art In recent years, catalysts have been widely used as means for purifying exhaust gas discharged from internal combustion engines such as gasoline engines and diesel engines. There are oxidation catalysts, three-way catalysts, lean NOx catalysts, etc. as the exhaust gas purification catalyst. In any case, in order to obtain a predetermined purification rate, the catalyst temperature (catalyst activity Temperature) is required, and at a temperature lower than this activation temperature, the purification rate is extremely low or almost no purification is possible. The activation temperature of the catalyst is peculiar to each catalyst.

【0003】通常、触媒温度は、内燃機関から排出され
る排気ガスの熱により高めており、内燃機関の始動時や
軽負荷運転時などでは排気ガス温度が触媒の活性温度よ
りも低くなるときがあり、そのときには触媒温度が活性
温度より低くなって問題となる。
Usually, the catalyst temperature is raised by the heat of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine, and when the internal combustion engine is started or the light load is operated, the exhaust gas temperature may become lower than the activation temperature of the catalyst. There is a problem that the catalyst temperature becomes lower than the activation temperature at that time.

【0004】一方、車両においては、動力源としての内
燃機関とは別に車室暖房用の燃焼式ヒータを備えたもの
がある。例えば、特開昭60−78819号公報には、
燃焼式ヒータの燃焼室の周囲に、車室暖房用の空気が流
通する空気通路を設け、燃焼式ヒータの燃焼ガスの熱で
車室暖房用の空気を加熱し、加熱した車室暖房用の空気
を空調装置を介して車室内に吹き出して車室内暖房用に
供し、一方、燃焼式ヒータから排出される燃焼ガスは内
燃機関の排気系の触媒コンバータの上流に導入し、燃焼
式ヒータの燃焼ガスも内燃機関の排気ガスとともに触媒
コンバータによって浄化し、大気に放出するようにした
技術が開示されている。
On the other hand, some vehicles are equipped with a combustion heater for heating the passenger compartment in addition to an internal combustion engine as a power source. For example, JP-A-60-78819 discloses that
An air passage is provided around the combustion chamber of the combustion heater to allow air for heating the vehicle compartment to be heated by the heat of the combustion gas from the combustion heater to heat the air for heating the vehicle compartment. Air is blown into the passenger compartment through an air conditioner to heat the passenger compartment, while the combustion gas discharged from the combustion heater is introduced upstream of the catalytic converter in the exhaust system of the internal combustion engine to burn the combustion heater. A technique is disclosed in which gas is purified by a catalytic converter together with exhaust gas of an internal combustion engine and is then released into the atmosphere.

【0005】この公報に開示の技術では、燃焼用ヒータ
の燃焼ガスを触媒コンバータに導入しているが、これは
あくまでも燃焼式ヒータの燃焼ガスを触媒コンバータで
浄化することを目的としており、積極的に触媒の暖機を
行っているわけではない。また、燃焼式ヒータの燃焼ガ
スを触媒コンバータの上流に導入する条件については何
ら記載されていない。
In the technique disclosed in this publication, the combustion gas from the combustion heater is introduced into the catalytic converter. However, this is for the purpose of purifying the combustion gas from the combustion heater by the catalytic converter, and is positive. It does not mean that the catalyst is warmed up. Further, there is no description about the conditions for introducing the combustion gas of the combustion heater to the upstream of the catalytic converter.

【0006】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする
課題は、触媒を暖機する必要があるときにだけ燃焼式ヒ
ータの燃焼ガスを触媒に導入し、且つ、燃焼ガス中に多
量のCOを含むように燃焼式ヒータの燃焼を制御し、燃
焼ガス中のCOが触媒で酸化されるときに生じる反応熱
で触媒を積極的に昇温することにより、触媒の暖機促進
を図ることにある。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and the problem to be solved by the present invention is to burn the combustion heater only when it is necessary to warm up the catalyst. The gas is introduced into the catalyst, and the combustion of the combustion heater is controlled so that the combustion gas contains a large amount of CO. The reaction heat generated when the CO in the combustion gas is oxidized by the catalyst positively activates the catalyst. It is intended to accelerate the warm-up of the catalyst by raising the temperature to.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。本発明に係る燃焼
式ヒータを有する内燃機関は、内燃機関の排気系に設け
られ該内燃機関の排気ガスを浄化するメイン触媒と、前
記内燃機関の機関関連要素を昇温すべく設けられた燃焼
式ヒータの燃焼ガスを前記内燃機関の吸気系に導入する
燃焼ガス排出路と、前記燃焼式ヒータの燃焼ガスの少な
くとも一部を前記内燃機関の気筒を迂回して該内燃機関
の排気系の前記メイン触媒の上流に導入する燃焼ガスバ
イパス通路と、前記メイン触媒に対して暖機が必要か否
かを判定する暖機判定手段と、前記暖機判定手段により
前記メイン触媒に対して暖機が必要と判定されたときに
前記燃焼式ヒータの燃焼ガスを前記燃焼ガスバイパス通
路に導入する導入手段と、前記暖機判定手段により前記
メイン触媒に対して暖機が必要と判定されたときに前記
燃焼式ヒータをストイキあるいはリッチ空燃比で燃焼さ
せる燃焼式ヒータ空燃比制御手段と、を備えることを特
徴とする。
The present invention adopts the following means in order to solve the above problems. An internal combustion engine having a combustion heater according to the present invention includes a main catalyst which is provided in an exhaust system of the internal combustion engine to purify exhaust gas of the internal combustion engine, and a combustion which is provided to raise temperature of engine-related elements of the internal combustion engine. Gas exhaust passage for introducing the combustion gas of the internal combustion engine into the intake system of the internal combustion engine, and at least a part of the combustion gas of the internal combustion engine bypassing the cylinder of the internal combustion engine and the exhaust system of the internal combustion engine. A combustion gas bypass passage introduced upstream of the main catalyst, warm-up determination means for determining whether or not warm-up is required for the main catalyst, and warm-up for the main catalyst by the warm-up determination means. Introduction means for introducing the combustion gas of the combustion type heater into the combustion gas bypass passage when it is determined that the main catalyst is required to be warmed up by the warm-up determination means. Characterized in that it comprises a combustion heater air-fuel ratio control means for combusting baked heater in the stoichiometric or rich air-fuel ratio, a.

【0008】このように構成した本発明の内燃機関で
は、前記暖機判定手段がメイン触媒に対する暖機が必要
であると判定すると、前記導入手段が、前記燃焼式ヒー
タから出る高温の燃焼ガスの一部あるいは全部を前記燃
焼ガスバイパス通路に導入し、これとともに、前記燃焼
式ヒータ空燃比制御手段が燃焼式ヒータの空燃比をスト
イキあるいはリッチにする。燃焼式ヒータにおいてスト
イキあるいはリッチ空燃比で燃焼すると、一酸化炭素
(CO)が生成されるので、燃焼ガス中にCOを含むよ
うになる。このCOを有する燃焼ガスは燃焼ガスバイパ
ス通路を通ってメイン触媒の上流で排気系に導入され、
その後、メイン触媒に導入されることになる。すると、
メイン触媒において燃焼ガス中のCOが酸化されて反応
熱が出るので、この反応熱によって燃焼ガスの温度が上
昇し、メイン触媒の触媒温度が上昇する。つまり、もと
もと高温の燃焼ガスが触媒を通ることによりさらに温度
上昇するので、メイン触媒の昇温が極めて迅速になされ
ることとなる。
In the internal combustion engine of the present invention configured as above, when the warm-up determination means determines that the main catalyst needs to be warmed up, the introduction means causes the high-temperature combustion gas emitted from the combustion heater to A part or all of this is introduced into the combustion gas bypass passage, and at the same time, the combustion heater air-fuel ratio control means makes the air-fuel ratio of the combustion heater stoichiometric or rich. When combustion is performed at a stoichiometric or rich air-fuel ratio in the combustion heater, carbon monoxide (CO) is generated, so that the combustion gas contains CO. The combustion gas containing CO is introduced into the exhaust system upstream of the main catalyst through the combustion gas bypass passage,
Then, it will be introduced into the main catalyst. Then,
Since CO in the combustion gas is oxidized in the main catalyst to generate reaction heat, the temperature of the combustion gas rises due to this reaction heat and the catalyst temperature of the main catalyst rises. In other words, the temperature of the main catalyst is further increased by passing through the catalyst, which is originally high in temperature, so that the temperature of the main catalyst can be raised extremely quickly.

【0009】本発明において、内燃機関は、ガソリンエ
ンジンやディーゼルエンジンを例示でき、筒内直接噴射
式のリーンバーンガソリンエンジンやディーゼルエンジ
ンを例示することができる。
In the present invention, the internal combustion engine may be a gasoline engine or a diesel engine, and may be a direct injection type lean burn gasoline engine or a diesel engine.

【0010】本発明において、メイン触媒としては、酸
化触媒、三元触媒、リーンNOx触媒を例示することが
できる。リーンNOx触媒には、選択還元型NOx触媒や
吸蔵還元型NOx触媒が含まれる。
In the present invention, examples of the main catalyst include an oxidation catalyst, a three-way catalyst, and a lean NOx catalyst. The lean NOx catalyst includes a selective reduction type NOx catalyst and a storage reduction type NOx catalyst.

【0011】選択還元型NOx触媒とは、酸素過剰の雰
囲気で炭化水素の存在下でNOxを還元または分解する
触媒をいい、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、等が含まれる。
The selective reduction type NOx catalyst is a catalyst that reduces or decomposes NOx in the presence of hydrocarbons in an atmosphere of excess oxygen, for example, a catalyst in which a transition metal such as Cu is ion-exchanged and supported on zeolite, , A catalyst in which a noble metal is supported on zeolite or alumina, and the like.

【0012】吸蔵還元型NOx触媒は、機関吸気通路及
び吸蔵還元型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)の比を吸蔵還元型NOx触
媒への流入排気ガスの空燃比と称したときに、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
し、N2に還元する触媒である。この吸蔵還元型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なる。
The storage reduction type NOx catalyst determines the ratio of air and fuel (hydrocarbon) supplied to the engine intake passage and the exhaust passage upstream of the storage reduction type NOx catalyst to the exhaust gas flowing into the storage reduction type NOx catalyst. When referred to as an air-fuel ratio, it is a catalyst that absorbs NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, releases the absorbed NOx when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases, and reduces it to N 2 . This occlusion reduction type NOx catalyst uses, for example, alumina as a carrier, and on this carrier, for example, potassium K, sodium Na, lithium Li, an alkali metal such as cesium Cs, an alkaline earth such as barium Ba, calcium Ca, or lanthanum La. , At least one selected from rare earths such as yttrium Y, and a noble metal such as platinum Pt.

【0013】本発明において、燃焼式ヒータにより昇温
される内燃機関の機関関連要素とは、機関冷却水や、あ
るいは内燃機関そのものである。この燃焼式ヒータは、
内燃機関本体の気筒内での燃焼に何ら影響されることな
く独自に燃料を燃焼して燃焼ガスを排出するものであ
る。
In the present invention, the engine-related element of the internal combustion engine whose temperature is raised by the combustion heater is engine cooling water or the internal combustion engine itself. This combustion heater is
The fuel gas is independently burned to discharge the combustion gas without being affected by the combustion in the cylinder of the internal combustion engine body.

【0014】本発明において、暖機判定手段による暖機
が必要か否かの判定は、ECU(エンジン制御用コント
ロールユニット)のCPU(セントラルプロセッシング
ユニット)により実行される。
In the present invention, the determination as to whether or not warm-up is required by the warm-up determination means is executed by the CPU (central processing unit) of the ECU (engine control unit).

【0015】本発明において、導入手段は、燃焼式ヒー
タの燃焼ガスを燃焼ガスバイパス通路に導入したり、あ
るいはその導入を阻止したりするものであり、弁装置に
より構成することが可能である。この導入手段は、EC
UのCPUによりその作動が制御される。
In the present invention, the introducing means is for introducing the combustion gas of the combustion type heater into the combustion gas bypass passage or for inhibiting the introduction thereof, and can be constituted by a valve device. This introduction method is EC
Its operation is controlled by the U CPU.

【0016】本発明において、燃焼式ヒータ空燃比制御
手段は、燃焼式ヒータの空燃比をリーンにしたり、スト
イキあるいはリッチにしたりするものであり、燃焼式ヒ
ータの燃焼用燃料の供給量を制御したり、燃焼式ヒータ
の燃焼用空気の供給量を制御したり、あるいはその両方
を制御することにより実行することができる。
In the present invention, the combustion-type heater air-fuel ratio control means makes the air-fuel ratio of the combustion-type heater lean, stoichiometric, or rich, and controls the supply amount of combustion fuel of the combustion-type heater. It can be performed by controlling the supply amount of the combustion air of the combustion heater, or by controlling both of them.

【0017】なお、メイン触媒に対して暖機が必要と判
定されて燃焼式ヒータの空燃比をストイキあるいはリッ
チに制御するときの空燃比は、メイン触媒に対して暖機
を必要としない時の燃焼式ヒータの通常運転時の空燃比
よりも、リッチ度を大きくするのが好ましい。その方が
COの生成量が多くなり、大きな反応熱が得られて、効
果が大きいからである。
The air-fuel ratio when it is determined that the main catalyst needs to be warmed up and the air-fuel ratio of the combustion heater is controlled to stoichiometric or rich is the same as when the main catalyst does not need to be warmed up. It is preferable to make the rich degree larger than the air-fuel ratio during normal operation of the combustion heater. This is because the larger the amount of CO produced, the larger the heat of reaction, and the greater the effect.

【0018】本発明においては、前記燃焼ガスバイパス
通路に、酸化能を有するサブ触媒を設けるのが好まし
い。このようにすると、燃焼式ヒータの燃焼ガスがメイ
ン触媒に導入される前に、サブ触媒において燃焼ガス中
のCOを酸化し反応熱を発生させて、燃焼ガスを加熱す
ることができる。その結果、メイン触媒における急激な
温度上昇を回避して、メイン触媒の高温劣化を抑制する
ことができる。サブ触媒は酸化能を有していればよく、
したがって、酸化触媒に限るものでない。前記選択還元
型NOx触媒や吸蔵還元型NOx触媒も酸化能を有してい
るので、これら触媒もサブ触媒として採用することがで
きる。
In the present invention, it is preferable to provide a sub-catalyst having an oxidizing ability in the combustion gas bypass passage. With this configuration, before the combustion gas of the combustion heater is introduced into the main catalyst, CO in the combustion gas is oxidized in the sub catalyst to generate reaction heat, and the combustion gas can be heated. As a result, a rapid temperature rise in the main catalyst can be avoided, and high temperature deterioration of the main catalyst can be suppressed. The sub-catalyst only needs to have oxidizing ability,
Therefore, it is not limited to the oxidation catalyst. Since the selective reduction type NOx catalyst and the occlusion reduction type NOx catalyst also have oxidizing ability, these catalysts can also be used as the sub catalyst.

【0019】本発明においては、前記燃焼ガスバイパス
通路に設けた前記サブ触媒の温度が活性温度を超えたと
きに、前記燃焼式ヒータ空燃比制御手段によるストイキ
あるいはリッチ空燃比制御が実行されるようにするのが
好ましい。サブ触媒の温度が活性温度に満たないときに
燃焼式ヒータの空燃比をストイキあるいはリッチにして
燃焼ガス中にCO量を増やしても、このCOはサブ触媒
において酸化されないので、COのまま排出されること
となり、CO排出量が増大し、排気エミッションを悪化
させるからであり、また、燃焼式ヒータの燃焼用燃料を
無駄に消費するだけだからである。
In the present invention, when the temperature of the sub-catalyst provided in the combustion gas bypass passage exceeds the activation temperature, the stoichiometric or rich air-fuel ratio control by the combustion heater air-fuel ratio control means is executed. Is preferred. Even if the air-fuel ratio of the combustion heater is stoichiometric or rich and the amount of CO in the combustion gas is increased when the temperature of the sub-catalyst is less than the activation temperature, this CO is not oxidized in the sub-catalyst and is therefore emitted as CO. This is because the amount of CO emission increases and the exhaust emission is deteriorated, and the combustion fuel of the combustion type heater is wasted.

【0020】本発明において、前記暖機判定手段は、前
記内燃機関の始動時に前記メイン触媒に対して暖機が必
要か否かを判定するようにすることができる。ただし、
これは、本発明における暖機判定手段の判定時期をエン
ジン始動時に限定するものではなく、エンジン運転中に
メイン触媒に対し暖機の必要性が生じたときに、メイン
触媒の暖機処理を実行するようにしても構わない。
In the present invention, the warm-up determination means can determine whether or not the main catalyst needs to be warmed up when the internal combustion engine is started. However,
This does not limit the determination timing of the warm-up determination means in the present invention at the time of engine startup, but when the necessity of warming up the main catalyst arises during engine operation, the main catalyst warm-up processing is executed. You may choose to do this.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る燃焼式ヒータ
を有する内燃機関の実施の形態を図1から図6の図面に
基いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of an internal combustion engine having a combustion heater according to the present invention will be described below with reference to the drawings of FIGS.

【0022】〔第1の実施の形態〕まず、第1の実施の
形態における燃焼式ヒータを有する内燃機関の構成につ
いて図1を参照して説明する。内燃機関としてのエンジ
ン1は水冷式のディーゼルエンジンであって、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3
と、エンジン本体3の図示しない複数の気筒内に燃焼に
必要な空気を送り込む吸気装置5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7と、エンジ
ン1を搭載する車両の室内を暖める車室用ヒータ9とを
有する。
[First Embodiment] First, the configuration of an internal combustion engine having a combustion heater according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The engine 1 as an internal combustion engine is a water-cooled diesel engine and has an engine body 3 having a water jacket containing engine cooling water.
The engine 1 is equipped with an intake device 5 for sending air required for combustion into a plurality of cylinders (not shown) of the engine body 3, an exhaust device 7 for releasing exhaust gas into the atmosphere after combustion of the air-fuel mixture. The vehicle interior heater 9 is provided for heating the interior of the vehicle.

【0023】吸気装置5は、気筒内に新鮮な空気を取り
入れるエアクリーナ13を始端とし、エンジン本体3の
図示しない吸気ポートを終端する。そして、その間に、
過給機であるターボチャージャ15のコンプレッサ15
a,インタークーラ19,およびインタークーラ19を
経由して来た空気を前記各気筒に振り分けるインテーク
マニホールド21を備えている。
The intake device 5 starts with an air cleaner 13 that takes in fresh air into the cylinder and terminates an intake port (not shown) of the engine body 3. And in the meantime,
Compressor 15 of turbocharger 15 which is a supercharger
a, an intercooler 19, and an intake manifold 21 that distributes air coming through the intercooler 19 to each of the cylinders.

【0024】そして、吸気装置5の構成部材同士の間
は、吸気管23に属する次に述べる複数の連結管で連結
してある。複数の連結管からなる吸気管23は、コンプ
レッサ15aを境に、エアクリーナ13から吸気装置5
に入って来る吸気が強制的に押し込まれることで加圧状
態になる下流側連結管27とそうでない上流側連結管2
5とに大別できる。
The constituent members of the intake device 5 are connected by a plurality of connecting pipes belonging to the intake pipe 23, which will be described below. The intake pipe 23, which is composed of a plurality of connecting pipes, is separated from the air cleaner 13 by the compressor 15a.
The downstream side connecting pipe 27 and the upstream side connecting pipe 2 which are not pressurized by the incoming intake air being forcedly pushed
It can be roughly divided into 5.

【0025】上流側連結管25は、エアクリーナ13と
コンプレッサ15aとを結ぶ図1において左右方向に直
線的に延びる本流管29と、本流管29に対してバイパ
ス状に接続してある支流管としてのヒータ用枝管31と
からなる。
The upstream connecting pipe 25 serves as a main pipe 29 connecting the air cleaner 13 and the compressor 15a and extending linearly in the left-right direction in FIG. 1, and a tributary pipe connected to the main pipe 29 in a bypass shape. It is composed of a heater branch pipe 31.

【0026】下流側連結管27は、コンプレッサ15a
とインテークマニホールド21とを結ぶ図1において上
下方向に延びるL字形をした連結管である。ヒータ用枝
管31は、その途中に燃焼式ヒータ17を含み、この燃
焼式ヒータ17の上流側端と本流管29とを結びかつ燃
焼式ヒータ17に空気を供給する空気供給路33と、燃
焼式ヒータ17の下流側端と本流管29とを結びかつ燃
焼式ヒータ17の燃焼ガスを本流管29に排出する燃焼
ガス排出路35とからなる。また、空気供給路33及び
燃焼ガス排出路35と本流管29との各接続箇所C1,
C2は、接続箇所C1の方が接続箇所C2よりも本流管2
9の上流側に位置する。
The downstream connecting pipe 27 is a compressor 15a.
1 is an L-shaped connecting pipe that extends in the up-down direction in FIG. 1 and connects the intake manifold 21 with the intake manifold 21. The heater branch pipe 31 includes a combustion heater 17 in the middle thereof, connects the upstream side end of the combustion heater 17 and the main flow pipe 29, and supplies an air supply path 33 for supplying air to the combustion heater 17, It comprises a combustion gas discharge passage 35 which connects the downstream end of the heater 17 to the main pipe 29 and discharges the combustion gas of the combustion heater 17 to the main pipe 29. Further, each connection point C1 between the air supply passage 33 and the combustion gas discharge passage 35 and the main flow pipe 29,
As for C2, the connection point C1 is the main flow pipe 2 more than the connection point C2.
Located upstream of 9.

【0027】燃焼式ヒータ17の上流側端と本流管29
とを結ぶ空気供給路33には、燃焼式ヒータ17寄りに
弁装置44を設けてある。弁装置44は、図4に示すよ
うに、空気供給路33を開閉する弁体44aと、この弁
体44aを開閉駆動する駆動モータ44bと、駆動モー
タ44bと弁体44aとの間に設置した開閉機構部44
cとからなり、駆動モータ44bは、エンジン制御用コ
ントロールユニット(ECU)46(図1参照)の図示
しないCPUによってその作動を制御する。また、弁装
置44は、エンジン1の駆動を積極的に停止するため
に、後述の吸気絞り弁70により本流管29を絞る場合
にも作動して弁体44aを閉じるようになっている。
The upstream end of the combustion heater 17 and the main flow pipe 29
A valve device 44 is provided near the combustion heater 17 in the air supply path 33 connecting to the. As shown in FIG. 4, the valve device 44 is installed between the valve body 44a that opens and closes the air supply passage 33, the drive motor 44b that drives the valve body 44a to open and close, and between the drive motor 44b and the valve body 44a. Opening / closing mechanism section 44
The drive motor 44b is controlled by an unillustrated CPU of an engine control unit (ECU) 46 (see FIG. 1). In addition, the valve device 44 operates to close the valve body 44a when the main flow pipe 29 is throttled by the intake throttle valve 70 described later in order to positively stop the driving of the engine 1.

【0028】燃焼ガス排出路35の途中には、燃焼式ヒ
ータ17の燃焼ガスを冷却する燃焼ガスクーラ84を設
けてある。燃焼ガス排出路35のうち燃焼式ヒータ17
の下流側端と燃焼ガスクーラ84とを接続する部分と、
下流側連結管27とは、分岐管95によって接続されて
いる。燃焼ガス排出路35と分岐管95とを接続する部
位には、3つのポートを備えた三方弁97を設けてあ
る。三方弁97は図2に示すような構成になっている。
A combustion gas cooler 84 for cooling the combustion gas of the combustion type heater 17 is provided in the middle of the combustion gas discharge passage 35. The combustion heater 17 in the combustion gas discharge passage 35
A part connecting the downstream side end of the combustion gas cooler 84,
The downstream connecting pipe 27 is connected by a branch pipe 95. A three-way valve 97 having three ports is provided at a portion connecting the combustion gas exhaust passage 35 and the branch pipe 95. The three-way valve 97 has a structure as shown in FIG.

【0029】三方弁97は、3つのポートのうちの1つ
である第1ポート97aを燃焼式ヒータ17の下流側端
(後述する排気出口17d2)と接続し、残る2つのポ
ートのうちの1つである第2ポート97bを燃焼ガス排
出路35の燃焼ガスクーラ84側と接続し、残る1つの
ポートであるの第3ポート97cを分岐管95と接続す
る。三方弁97のケース体97dの中にはケース体97
dの長手方向に図示しないダイアフラムの作動によって
移動する弁体98を設けてある。この弁体98は、弁体
98のケース体97d内における移動場所に応じて、前
記3つのポートのうちの2つのポートを、すなわち第1
ポート97aと第2ポート97bとを、または第1ポー
ト97aと第3ポート97cとを連通する。そして、そ
の場合、第1ポート97aと第2ポート97bとが連通
しているときは、第3ポート97cは閉じ、第1ポート
97aと第3ポート97cとが連通しているときは、第
2ポート97bが閉じる。この三方弁97の前記ダイヤ
フラムは、ECU46のCPUによってその作動を制御
し、すなわち、三方弁97の各ポートの接続状態はEC
U46によって制御される。
The three-way valve 97 connects the first port 97a, which is one of the three ports, to the downstream end of the combustion heater 17 (exhaust outlet 17d 2 described later), and of the remaining two ports. The one second port 97b is connected to the combustion gas cooler 84 side of the combustion gas exhaust passage 35, and the remaining one third port 97c is connected to the branch pipe 95. In the case body 97d of the three-way valve 97, there is a case body 97.
A valve element 98 is provided which moves in the longitudinal direction of d by the operation of a diaphragm (not shown). This valve body 98 has two ports among the three ports, that is, the first port according to the moving position of the valve body 98 in the case body 97d.
The port 97a communicates with the second port 97b, or the first port 97a communicates with the third port 97c. Then, in that case, when the first port 97a and the second port 97b are in communication, the third port 97c is closed, and when the first port 97a and the third port 97c are in communication, the second port 97a is closed. Port 97b closes. The operation of the diaphragm of the three-way valve 97 is controlled by the CPU of the ECU 46, that is, the connection state of each port of the three-way valve 97 is EC.
Controlled by U46.

【0030】本流管29を通る吸気は、接続箇所C1で
空気供給路33に分岐する吸気と、分岐せずに本流管2
9をそのまま下流に向かう吸気とに分かれる。そして、
三方弁97が第1ポート97aと第2ポート97bとを
連通するように制御されている時には、空気供給路33
に分岐して入る吸気は、空気供給路33→燃焼式ヒータ
17→燃焼ガス排出路35を経由して、接続箇所C2で
本流管29に戻り、分岐しなかった吸気と合流する。こ
の結果、エンジン本体3に入る吸気の温度を高める。ま
た、三方弁97が第1ポート97aと第3ポート97c
とを連通するように制御されている時には、空気供給路
33に分岐して入る吸気は、空気供給路33→燃焼式ヒ
ータ17→分岐管95と流れ、本流管29には戻らな
い。
The intake air passing through the main flow pipe 29 and the intake air branching to the air supply passage 33 at the connection point C1 and the main flow pipe 2 without branching.
9 is divided into intake air that goes downstream as it is. And
When the three-way valve 97 is controlled so as to connect the first port 97a and the second port 97b, the air supply passage 33
The intake air that branches into the intake air returns to the main pipe 29 at the connection point C2 via the air supply passage 33 → the combustion heater 17 → the combustion gas discharge passage 35 and joins the intake air that has not branched. As a result, the temperature of the intake air entering the engine body 3 is increased. Further, the three-way valve 97 has the first port 97a and the third port 97c.
When controlled so as to communicate with, the intake air branched into the air supply passage 33 flows through the air supply passage 33 → the combustion heater 17 → the branch pipe 95 and does not return to the main pipe 29.

【0031】一方、下流側連結管27の途中には、分岐
管95との接続点よりも上流側に、インタークーラ19
と吸気絞り弁70を設けてある。インタークーラ19は
吸気絞り弁70よりも上流側に位置する。
On the other hand, in the middle of the downstream side connecting pipe 27, the intercooler 19 is provided upstream of the connection point with the branch pipe 95.
And an intake throttle valve 70. The intercooler 19 is located upstream of the intake throttle valve 70.

【0032】インタークーラ19は、エンジン1の暖機
促進や始動性向上用に吸気を暖める燃焼式ヒータ17や
コンプレッサ15aによって受熱した、コンプレッサ1
5aの設置個所よりも下流側の空気を冷却する。
The intercooler 19 receives heat from the combustion heater 17 and the compressor 15a for warming the intake air in order to accelerate warm-up of the engine 1 and improve startability.
The air on the downstream side of the installation location of 5a is cooled.

【0033】吸気絞り弁70は、エンジン1の運転状態
に応じてECU46のCPUによってその作動が制御さ
れる。また、エンジン1を積極的に停止するときに、吸
気絞り弁70を全閉制御することも行われる。
The operation of the intake throttle valve 70 is controlled by the CPU of the ECU 46 according to the operating state of the engine 1. Further, when the engine 1 is actively stopped, the intake throttle valve 70 is fully closed.

【0034】排気装置7は、エンジン本体3の図示しな
い排気ポートを始端として、そこから終端のメイン触媒
コンバータ39までの間に、エキゾーストマニホールド
37,ターボチャージャ15のタービン15bを排気管
42上に備えている。メイン触媒コンバータ39には、
エンジン1の排気ガスを浄化するための触媒(メイン触
媒)、例えば選択還元型NOx触媒を収容してある。排
気管42には、メイン触媒コンバータ39の入口近傍と
出口近傍に、入ガス温度センサ40と出ガス温度センサ
41を備える。入ガス温度センサ40はメイン触媒コン
バータ39に流入するガス温度に比例した電気信号をE
CU46に出力し、出ガス温度センサ41はメイン触媒
コンバータ39から流出するガス温度に比例した電気信
号をECU46に出力する。
The exhaust device 7 is provided with an exhaust manifold 37 and a turbine 15b of the turbocharger 15 on an exhaust pipe 42 between an exhaust port (not shown) of the engine body 3 as a start end and a main catalytic converter 39 at the end thereof. ing. In the main catalytic converter 39,
A catalyst (main catalyst) for purifying the exhaust gas of the engine 1, for example, a selective reduction NOx catalyst is housed. The exhaust pipe 42 is provided with an inlet gas temperature sensor 40 and an outlet gas temperature sensor 41 near the inlet and outlet of the main catalytic converter 39. The incoming gas temperature sensor 40 sends an electric signal E proportional to the temperature of the gas flowing into the main catalytic converter 39.
The output gas temperature sensor 41 outputs the electric signal to the ECU 46, which is proportional to the temperature of the gas flowing out from the main catalytic converter 39.

【0035】エンジン本体3には、排気ガスの一部を吸
気系に戻す排気再循環装置としてのEGR装置88を設
けてある。EGR装置88は、排気管42のエキゾース
トマニホールド37と吸気管23のインテークマニホー
ルド21とをエンジン本体3の図示しない気筒をバイパ
スして接続するEGR通路90を備えている。
The engine body 3 is provided with an EGR device 88 as an exhaust gas recirculation device for returning a part of the exhaust gas to the intake system. The EGR device 88 includes an EGR passage 90 that connects the exhaust manifold 37 of the exhaust pipe 42 and the intake manifold 21 of the intake pipe 23 by bypassing a cylinder (not shown) of the engine body 3.

【0036】EGR通路90には、ここを通るEGRガ
ス量を制御するEGR弁92を備えている。EGR弁9
2は、ECU46のCPUと電気的に接続してあり、E
GR装置88が本来の排気再循環装置としての機能を発
揮する、エンジン1の暖機が十分になったときに基本的
に開く可変制御可能な弁である。また、EGR弁92
は、これを負圧制御する例えばデューティVSV等の図
示しない圧力制御弁と連結してある。この圧力制御弁
は、EGR弁92の全開時間と全閉時間の比率、換言す
ればEGR弁92の開き率に相当するデューティ比を有
する駆動パルス信号が前記CPUから入力されると、そ
のパルス信号に従ってEGR弁92を駆動する。
The EGR passage 90 is provided with an EGR valve 92 for controlling the amount of EGR gas passing therethrough. EGR valve 9
2 is electrically connected to the CPU of the ECU 46, and
The GR device 88 is a variable controllable valve that basically functions as an exhaust gas recirculation device and that basically opens when the engine 1 is warmed up sufficiently. Also, the EGR valve 92
Is connected to a pressure control valve (not shown) for controlling the negative pressure, such as a duty VSV. This pressure control valve receives a drive pulse signal having a duty ratio corresponding to the ratio of the fully open time and the fully closed time of the EGR valve 92, in other words, the open ratio of the EGR valve 92, from the CPU. The EGR valve 92 is driven in accordance with.

【0037】また、前述した吸気装置5における分岐管
95と、排気管42におけるメイン触媒コンバータ39
のすぐ上流部分とは、エンジン本体3を迂回する燃焼ガ
スバイパス管(燃焼ガスバイパス通路、以下、単にバイ
パス管という)48によって接続されている。なお、排
気管42とバイパス管48との接続箇所C3は、入ガス
温度センサ40よりも排気管42の上流側に位置してい
る。
Further, the branch pipe 95 in the intake device 5 and the main catalytic converter 39 in the exhaust pipe 42 described above.
A combustion gas bypass pipe (combustion gas bypass passage, hereinafter simply referred to as a bypass pipe) 48 that bypasses the engine body 3 is connected to a portion immediately upstream of the engine main body 3. The connection point C3 between the exhaust pipe 42 and the bypass pipe 48 is located on the upstream side of the exhaust pipe 42 with respect to the incoming gas temperature sensor 40.

【0038】バイパス管48には、接続箇所C3寄り
に、酸化触媒(サブ触媒)を収容したサブ触媒コンバー
タ49を設けてあり、このサブ触媒コンバータ49の入
口近傍には入ガス温度センサ50を設けてある。入ガス
温度センサ50はサブ触媒コンバータ49に流入するガ
ス温度に比例した電気信号をECU46に出力する。
A sub-catalyst converter 49 accommodating an oxidation catalyst (sub-catalyst) is provided in the bypass pipe 48 near the connection point C3, and an incoming gas temperature sensor 50 is provided near the inlet of the sub-catalyst converter 49. There is. The incoming gas temperature sensor 50 outputs to the ECU 46 an electric signal proportional to the temperature of the gas flowing into the sub-catalyst converter 49.

【0039】分岐管95とバイパス管48とを接続する
部位には、3つのポートを備えた三方弁97′を設けて
ある。三方弁97′の構成は前記した三方弁97の構成
と同じであり、異なるのは3つのポートの接続先だけで
ある。よって、三方弁97′の構成の説明は省略し、3
つのポートの接続先と、弁体98の位置によるポートの
連通状態についてだけ、図3を参照して以下に説明す
る。
A three-way valve 97 'having three ports is provided at a portion connecting the branch pipe 95 and the bypass pipe 48. The structure of the three-way valve 97 'is the same as the structure of the three-way valve 97 described above, and only the connection destination of the three ports is different. Therefore, the description of the structure of the three-way valve 97 'is omitted, and
Only the connection destination of the two ports and the communication state of the ports depending on the position of the valve body 98 will be described below with reference to FIG.

【0040】三方弁97′は、3つのポートのうちの1
つである第1ポート97aを分岐管95の三方弁97側
と接続し、残る2つのポートのうちの1つである第2ポ
ート97bを分岐管95の下流側連結管27側と接続
し、残る1つのポートであるの第3ポート97cをバイ
パス管48と接続する。三方弁97′の弁体98が第1
ポート97aと第2ポート97bを連通し第3ポート9
7cを閉じたとき、三方弁97を通って分岐管95に導
入された燃焼式ヒータ17の燃焼ガスは下流側連結管2
7を通ってインテークマニホールド21へ流れ、バイパ
ス管48には流れない。一方、三方弁97′の弁体98
が第1ポート97aと第3ポート97cを連通し第2ポ
ート97bを閉じたとき、三方弁97を通って分岐管9
5に導入された燃焼式ヒータ17の燃焼ガスはバイパス
管48へ流れ、下流側連結管27には流れない。この三
方弁97′の作動もECU46のCPUによって制御さ
れる。
The three-way valve 97 'has one of three ports.
The first port 97a, which is one of the two, is connected to the three-way valve 97 side of the branch pipe 95, and the second port 97b, which is one of the remaining two ports, is connected to the downstream side connecting pipe 27 side of the branch pipe 95, The third port 97c, which is the remaining one port, is connected to the bypass pipe 48. The valve body 98 of the three-way valve 97 'is the first
Port 97a communicates with second port 97b Third port 9
When 7c is closed, the combustion gas of the combustion type heater 17 introduced into the branch pipe 95 through the three-way valve 97 is the downstream side connecting pipe 2
7 to the intake manifold 21 and not to the bypass pipe 48. On the other hand, the valve body 98 of the three-way valve 97 '
When the first port 97a and the third port 97c communicate with each other and the second port 97b closes, the branch pipe 9 passes through the three-way valve 97.
The combustion gas of the combustion type heater 17 introduced in 5 flows into the bypass pipe 48 and does not flow into the downstream side connecting pipe 27. The operation of the three-way valve 97 'is also controlled by the CPU of the ECU 46.

【0041】燃焼式ヒータ17は、エンジン本体3とは
別体に設けられてエンジン1に付属する燃焼装置であっ
て、エンジン本体3の図示しない気筒内での燃焼に何ら
影響されることなく独自に燃焼して燃焼ガスを出す。
The combustion heater 17 is a combustion device provided separately from the engine body 3 and attached to the engine 1. The combustion heater 17 is unique without being affected by combustion in a cylinder (not shown) of the engine body 3. It burns to produce combustion gas.

【0042】燃焼式ヒータ17は、エンジン1が所定の
運転状態にあるときにおいて作動するようにCPUによ
って作動制御される。「エンジン1が所定の運転状態に
あるとき」とは、−10℃〜15℃位の温度である寒冷
時や−10℃以下の温度である極寒冷時における、エン
ジン1の運転中あるいはエンジン1を始動させた後やエ
ンジン1自身の発熱量が少ないとき(例えば燃料消費が
少ないとき)およびエンジン1自身の発熱量が少ないこ
とにより冷却水の受熱量が少ないとき、さらには15℃
よりも高い常温の始動直後で冷却水温度が低いときであ
り、このような条件下にエンジン1があるときが「燃焼
式ヒータ17を作動する必要のあるとき」である。燃焼
式ヒータ17を作動する必要のあるときと判断するのは
ECU46のCPUであり、燃焼式ヒータ17を作動す
る必要のあるときとCPUが判断した場合には、燃焼式
ヒータ17が作動してそこから高熱の燃焼ガスが出て、
その燃焼ガスが機関暖機に供される。
The operation of the combustion type heater 17 is controlled by the CPU so as to operate when the engine 1 is in a predetermined operating state. “When the engine 1 is in a predetermined operating state” means that the engine 1 is operating or the engine 1 is operating during cold weather, which is a temperature of about −10 ° C. to 15 ° C., and extremely cold weather, which is a temperature of −10 ° C. or less. After starting the engine, when the heat generation amount of the engine 1 itself is small (for example, when fuel consumption is small), and when the heat reception amount of the cooling water is small due to the heat generation amount of the engine 1 itself being low, further 15 ° C.
Immediately after starting at a higher normal temperature, the temperature of the cooling water is low, and the time when the engine 1 is under such conditions is “when the combustion heater 17 needs to be operated”. It is the CPU of the ECU 46 that determines when it is necessary to operate the combustion heater 17, and when the CPU determines that it is necessary to operate the combustion heater 17, the combustion heater 17 operates. Combustion gas of high heat comes out from there,
The combustion gas is used to warm up the engine.

【0043】また、燃焼式ヒータ17は、元々は車室内
暖房や機関暖機を図るべく機関冷却水などの機関関連要
素の温度を上げる装置であるが、本発明では触媒コンバ
ータ39の暖機を促進する装置としても機能する。その
ため、ECU46のCPUが触媒コンバータ39に暖機
が必要であると判断したときにも燃焼式ヒータ17が作
動するように、燃焼式ヒータ17はECU46のCPU
によって作動制御される。これについては後で詳述す
る。
The combustion heater 17 is originally a device for raising the temperature of engine-related elements such as engine cooling water in order to heat the interior of the vehicle and warm up the engine. In the present invention, however, the catalytic converter 39 is warmed up. It also functions as a facilitator. Therefore, the combustion heater 17 operates in the CPU of the ECU 46 so that the combustion heater 17 operates even when the CPU of the ECU 46 determines that the catalytic converter 39 needs to be warmed up.
Operation is controlled by. This will be described in detail later.

【0044】次に燃焼式ヒータ17の構造を図4を参照
して説明する。燃焼式ヒータ17は、機関冷却水が入っ
ている前記ウォータジャケットとつながっている。それ
故、燃焼式ヒータ17は、その内部に機関冷却水が通る
冷却水通路17aを備えている。この冷却水通路17a
は、熱源である燃焼室17dを流通する燃焼ガスによっ
て暖められる。
Next, the structure of the combustion heater 17 will be described with reference to FIG. The combustion heater 17 is connected to the water jacket containing the engine cooling water. Therefore, the combustion heater 17 is provided with a cooling water passage 17a through which the engine cooling water passes. This cooling water passage 17a
Is warmed by the combustion gas flowing through the combustion chamber 17d which is a heat source.

【0045】燃焼室17dは、そこに燃焼筒17bが配
置され、また燃焼筒17bを円筒状をした隔壁17cで
覆ってなる。隔壁17cで燃焼筒17bを覆うことで、
燃焼室17dを燃焼室本体43のケース体43d内に画
するとともに、ケース体43dの内面と隔壁17cの外
面との間に前記冷却水通路17aを形成する。
In the combustion chamber 17d, a combustion cylinder 17b is arranged, and the combustion cylinder 17b is covered with a cylindrical partition wall 17c. By covering the combustion cylinder 17b with the partition wall 17c,
The combustion chamber 17d is defined in the case body 43d of the combustion chamber body 43, and the cooling water passage 17a is formed between the inner surface of the case body 43d and the outer surface of the partition wall 17c.

【0046】燃焼室17dはヒータ内空気通路としても
機能しており、このため燃焼室17dは、燃焼式ヒータ
17の空気供給路33および燃焼ガス排出路35とそれ
ぞれ空気供給口17d1および排気排出口17d2でつな
がっている。そして、既述のように吸気が本流管29か
ら分岐して空気供給路33を通ると、図4に実線矢印で
示すように、空気供給路33→燃焼室17d→燃焼ガス
排出路35を経由して、燃焼ガスを含んだ状態の吸気が
本流管29に戻る。そして、この吸気は燃焼ガスの燃焼
熱によって暖められているので、この暖められた吸気が
前記実線矢印で示す経路を経て燃焼室本体43から排出
されるまでの間に、前記暖められた吸気を熱媒体として
前記冷却水通路17aを流れる冷却水を暖める。よっ
て、燃焼室17dは熱交換通路ともいえる。
The combustion chamber 17d also functions as an air passage in the heater. Therefore, the combustion chamber 17d is connected to the air supply passage 33 and the combustion gas discharge passage 35 of the combustion type heater 17, the air supply port 17d 1 and the exhaust gas exhaust passage, respectively. It is connected at the exit 17d 2 . Then, as described above, when the intake air branches from the main flow pipe 29 and passes through the air supply passage 33, it passes through the air supply passage 33 → the combustion chamber 17d → the combustion gas discharge passage 35 as shown by the solid arrow in FIG. Then, the intake air containing the combustion gas returns to the main flow pipe 29. Since this intake air is warmed by the combustion heat of the combustion gas, the warmed intake air is discharged until the warmed intake air is discharged from the combustion chamber main body 43 through the path indicated by the solid line arrow. The cooling water flowing through the cooling water passage 17a is heated as a heat medium. Therefore, the combustion chamber 17d can be said to be a heat exchange passage.

【0047】燃焼筒17bには、燃料供給路としての燃
料供給管17eを介して、燃料ポンプ47を連結してあ
り、燃料ポンプ47のポンプ圧によって燃焼用燃料を燃
焼筒17bに供給するようになっている。燃料ポンプ4
7はECU46のCPUによって作動制御されてポンプ
圧を可変し、燃焼用燃料の供給量を制御する。燃焼室1
7dに燃焼用燃料を供給すると、この燃料は燃焼筒17
b内で気化する。そして、この気化燃料に図示しない点
火装置で点火し、気化燃料が燃焼する。
A fuel pump 47 is connected to the combustion cylinder 17b via a fuel supply pipe 17e serving as a fuel supply passage, and the combustion fuel is supplied to the combustion cylinder 17b by the pump pressure of the fuel pump 47. Has become. Fuel pump 4
The CPU 7 is operated and controlled by the CPU of the ECU 46 to vary the pump pressure and control the amount of combustion fuel supplied. Combustion chamber 1
When the fuel for combustion is supplied to 7d, this fuel is burned to the combustion cylinder 17
It vaporizes in b. Then, this vaporized fuel is ignited by an ignition device (not shown), and the vaporized fuel burns.

【0048】また、燃焼室本体43には、空気供給路3
3から入って来る吸気を燃焼筒17b内に送り込むため
の送風ファン45を設けてあり、燃焼筒17bに空気を
供給することによって火炎Fができる。この送風ファン
45は、ECU46のCPUによって作動制御されて出
力を可変し、この出力調整によって、燃焼室17d内を
流れる空気量が変わる。よって、送風ファン45の出力
調整によって燃焼室17d内を流れる空気量を制御でき
ることとなる。
The air supply passage 3 is provided in the combustion chamber body 43.
A blower fan 45 is provided for feeding the intake air coming from the inside of the combustion cylinder 17b into the combustion cylinder 17b, and the flame F can be generated by supplying air to the combustion cylinder 17b. The blower fan 45 is controlled in operation by the CPU of the ECU 46 to vary the output, and the output adjustment adjusts the amount of air flowing in the combustion chamber 17d. Therefore, the amount of air flowing in the combustion chamber 17d can be controlled by adjusting the output of the blower fan 45.

【0049】そして、燃焼式ヒータ17は、ECU46
のCPUが燃料ポンプ47と送風ファン45を制御して
燃焼用燃料の供給量と空気量を制御することにより、空
燃比を制御して燃焼状態を制御し、また燃焼式ヒータ1
7の出力を制御するようになっている。したがって、こ
の実施の形態においては、送風ファン45と燃料ポンプ
47とECU46は、燃焼式ヒータ空燃比制御手段を構
成する。
The combustion heater 17 is connected to the ECU 46.
The CPU controls the fuel pump 47 and the blower fan 45 to control the supply amount of combustion fuel and the air amount, thereby controlling the air-fuel ratio to control the combustion state, and the combustion heater 1
The output of 7 is controlled. Therefore, in this embodiment, the blower fan 45, the fuel pump 47, and the ECU 46 form a combustion type heater air-fuel ratio control means.

【0050】一方、冷却水通路17aは、冷却水導入口
17a1と冷却水排出口17a2とを有し、冷却水導入口
17a1は、図1に示すように、水管路W1を介してエン
ジン本体3の図示しないウォータジャケットの冷却水排
出口と連結している。
On the other hand, the cooling water passage 17a has a cooling water introduction port 17a 1 and a cooling water discharge port 17a 2 , and the cooling water introduction port 17a 1 is connected via a water pipe W1 as shown in FIG. It is connected to a cooling water discharge port of a water jacket (not shown) of the engine body 3.

【0051】また、冷却水排出口17a2は、車室用ヒ
ータ9と水管路W2を介して連結している。そして、車
室用ヒータ9は、水管路W3を介してエンジン本体3の
前記ウォータジャケットの冷却水導入口と連結してい
る。
The cooling water discharge port 17a 2 is connected to the vehicle interior heater 9 via a water pipe W 2. The vehicle interior heater 9 is connected to the cooling water introduction port of the water jacket of the engine body 3 via the water conduit W3.

【0052】したがって、ウォータジャケットの冷却水
は、水管路W1を介して燃焼式ヒータ17に至るとそこ
で暖められ、その後、燃焼式ヒータ17から水管路W2
を介して車室用ヒータ9に至り、車室用ヒータ9の熱媒
体として熱交換されて車室内に温風を出す。熱交換によ
って温度が下がった冷却水は水管路W3を介してウォー
タジャケットに戻る。このように、水管路W1〜水管路
W3を介して冷却水がエンジン本体3と、燃焼式ヒータ
17と、車室用ヒータ9との間を循環する。
Therefore, when the cooling water in the water jacket reaches the combustion type heater 17 via the water line W1, it is heated there, and thereafter, the water is cooled from the combustion type heater 17 to the water line W2.
To the heater 9 for the passenger compartment, and heat is exchanged as a heat medium of the heater 9 for the passenger compartment to emit warm air into the passenger compartment. The cooling water whose temperature has dropped due to heat exchange returns to the water jacket via the water conduit W3. In this way, the cooling water circulates among the engine body 3, the combustion heater 17, and the vehicle interior heater 9 via the water conduits W1 to W3.

【0053】また、前記空気供給路33および燃焼ガス
排出路35は、吸気管23に属する本流管29の支流管
であるが、燃焼式ヒータ17にのみ適用されるものであ
ることから考えて、これらの管を燃焼式ヒータ17の構
成要素としてとらえることもできる。
Further, although the air supply passage 33 and the combustion gas discharge passage 35 are tributaries of the main flow pipe 29 belonging to the intake pipe 23, considering that they are applied only to the combustion heater 17, These tubes can be regarded as a constituent element of the combustion heater 17.

【0054】次に、図5を参照して、触媒暖機処理実行
ルーチンについて説明する。このルーチンを構成する複
数のステップからなるフローチャートはECU46のR
OMに記憶してあり、各ステップにおける処理はすべて
ECU46のCPUにより実行される。
Next, the catalyst warm-up processing execution routine will be described with reference to FIG. The flowchart of the routine of the ECU 46 shown in FIG.
It is stored in the OM, and all processing in each step is executed by the CPU of the ECU 46.

【0055】まず、ECU46は、ステップ101にお
いて、エンジン1の始動時か否かを判定する。すなわ
ち、ECU46は、イグニッションスイッチがONで、
エンジン1のクランクシャフトがクランキング状態に入
ったときに、エンジン1が始動したと判断し、ステップ
101で肯定判定した場合にはステップ102に進み、
否定判定した場合にはリターンする。この実施の形態で
は、エンジン1の始動時にメイン触媒コンバータ39の
触媒温度が活性温度に達していない場合に触媒暖機処理
を実行することとしているからである。
First, the ECU 46 determines in step 101 whether or not the engine 1 is being started. That is, the ECU 46 turns on the ignition switch,
When the crankshaft of the engine 1 enters the cranking state, it is determined that the engine 1 has started, and if the affirmative determination is made in step 101, the process proceeds to step 102,
When a negative decision is made, the process returns. This is because in the present embodiment, the catalyst warm-up process is executed when the catalyst temperature of the main catalytic converter 39 has not reached the activation temperature when the engine 1 is started.

【0056】なお、エンジン1の始動時には、ヒータ用
枝管31の空気供給路33に設けた弁装置44の弁体4
4aは全閉、吸気絞り弁70は全開、EGR弁92は全
閉で、三方弁97は第1ポート97aと第2ポート97
bを連通し第3ポート97cを閉じ、三方弁97′は第
1ポート97aと第3ポート97cを連通し第2ポート
97bを閉じており、燃焼式ヒータ17は非作動(OF
F)である。したがって、エンジン1の始動時には、エ
アクリーナ13に入った空気は次の経路をたどって吸気
装置5から排気装置7に流れる。
When the engine 1 is started, the valve element 4 of the valve device 44 provided in the air supply passage 33 of the heater branch pipe 31 is used.
4a is fully closed, the intake throttle valve 70 is fully open, the EGR valve 92 is fully closed, and the three-way valve 97 is the first port 97a and the second port 97.
b, the third port 97c is closed, the three-way valve 97 'connects the first port 97a and the third port 97c, and the second port 97b is closed, so that the combustion heater 17 is inactive (OF
F). Therefore, when the engine 1 is started, the air that has entered the air cleaner 13 follows the following path and flows from the intake device 5 to the exhaust device 7.

【0057】エアクリーナ13から上流側連結管25
の本流管29に入った空気は、ターボチャージャ15の
コンプレッサ15aを通り、下流側連結管27に流れ、
インタークーラ19及び吸気絞り弁70を通ってインテ
ークマニホールド21に入る。
From the air cleaner 13 to the upstream connecting pipe 25
The air that has entered the main flow pipe 29 of No. 2 passes through the compressor 15a of the turbocharger 15 and flows to the downstream side connecting pipe 27.
It enters the intake manifold 21 through the intercooler 19 and the intake throttle valve 70.

【0058】インテークマニホールド21に入った空
気は、エンジン本体3の各気筒内に入って燃料の燃焼用
空気に供され、燃焼後、排気ガスとなってエキゾースト
マニホールド37に出る。
The air that has entered the intake manifold 21 enters the cylinders of the engine body 3 and is used as combustion air for fuel. After combustion, it becomes exhaust gas and exits to the exhaust manifold 37.

【0059】エキゾーストマニホールド37に入った
排気ガスは、排気管42に流れ、ターボチャージャ15
のタービン15b、メイン触媒コンバータ39を通って
排気される。
The exhaust gas that has entered the exhaust manifold 37 flows into the exhaust pipe 42, and the turbocharger 15
The gas is exhausted through the turbine 15b and the main catalytic converter 39.

【0060】なお、弁装置44が全閉であるので、本流
管25を流れる空気がヒータ用枝管31を通って燃焼式
ヒータ17に流れることはなく、三方弁97′の第2ポ
ート97bが閉じているので、下流側連結管27を流れ
る空気がバイパス管48に流れ出ることもない。
Since the valve device 44 is fully closed, the air flowing through the main flow pipe 25 does not flow through the heater branch pipe 31 into the combustion type heater 17, and the second port 97b of the three-way valve 97 'is closed. Since it is closed, the air flowing through the downstream side connecting pipe 27 does not flow out to the bypass pipe 48.

【0061】次に、ECU46は、ステップ102にお
いて、入ガス温度センサ40と出ガス温度センサ41で
検出した入ガス温度と出ガス温度の平均値を算出し、こ
の平均値をメイン触媒コンバータ39の触媒温度(図5
のフローチャートでは触媒床温と表示してある)の代用
として読み込む。
Next, in step 102, the ECU 46 calculates an average value of the inlet gas temperature and the outlet gas temperature detected by the inlet gas temperature sensor 40 and the outlet gas temperature sensor 41, and the average value of the main catalytic converter 39 is calculated. Catalyst temperature (Fig. 5
In the flowchart of (1), it is read as a substitute for (displayed as catalyst bed temperature).

【0062】次に、ECU46は、ステップ103に進
んで、メイン触媒コンバータ39を昇温する必要がある
か否かを判定する。すなわち、ECU46は、ステップ
102で検出したメイン触媒コンバータ39の触媒温度
が、予め設定しておいたメイン触媒の活性温度(例え
ば、200゜C)に達しているか否かを判定し、活性温
度に達していないときにはメイン触媒コンバータ39を
昇温する必要があると判定し、活性温度に達していると
きには昇温する必要はないと判定する。メイン触媒コン
バータ39は触媒温度が活性温度以上ないと排気ガスを
浄化することができず、したがって昇温する必要がある
からである。この実施の形態において、ECU46によ
る一連の信号処理のうちステップ103を実行する部分
は、メイン触媒に対して暖機が必要か否かを判定する暖
機判定手段といえる。
Next, the ECU 46 proceeds to step 103 to determine whether it is necessary to raise the temperature of the main catalytic converter 39. That is, the ECU 46 determines whether or not the catalyst temperature of the main catalyst converter 39 detected in step 102 has reached a preset activation temperature of the main catalyst (for example, 200 ° C.), and the activation temperature is set to the activation temperature. When it has not reached the temperature, it is determined that the temperature of the main catalytic converter 39 needs to be raised, and when it has reached the activation temperature, it is determined that it is not necessary to raise the temperature. This is because the main catalytic converter 39 cannot purify the exhaust gas unless the catalyst temperature is equal to or higher than the activation temperature, and therefore it is necessary to raise the temperature. In this embodiment, the part of the series of signal processing by the ECU 46 that executes step 103 can be said to be warm-up determination means for determining whether or not warm-up is required for the main catalyst.

【0063】ステップ103で肯定判定した場合にはス
テップ104に進んでステップ104以降の触媒暖機処
理の実行に移り、否定判定した場合にはリターンする。
ECU46は、ステップ104において、空気供給路3
3の弁装置44を全開にし、三方弁97の第1ポート9
7aと第3ポート97cを連通し第2ポート97cを閉
じる。これと同時に、ECU46は、燃焼式ヒータ17
を作動(ON)し、燃焼式ヒータ17をリーン空燃比で
運転するべく、燃料ポンプ47と送風ファン45を制御
する。これによって、エアクリーナ13から上流側連結
管25の本流管29に入った空気が、次の経路をたどっ
て排気装置7に至る。
If an affirmative decision is made in step 103, the routine proceeds to step 104, where the catalyst warm-up processing after step 104 is executed, and if a negative decision is made, the routine returns.
The ECU 46 determines in step 104 that the air supply passage 3
No. 3 valve device 44 is fully opened, and the three-way valve 97 is connected to the first port 9
7a and the 3rd port 97c are connected, and the 2nd port 97c is closed. At the same time, the ECU 46 controls the combustion heater 17
Is operated (ON), and the fuel pump 47 and the blower fan 45 are controlled to operate the combustion heater 17 at a lean air-fuel ratio. As a result, the air that has entered the mainstream pipe 29 of the upstream connecting pipe 25 from the air cleaner 13 follows the next path to reach the exhaust device 7.

【0064】エアクリーナ13から本流管29に入っ
た空気は、ヒータ用枝管31の空気供給路33に流れる
空気と、本流管29をそのまま下流へと流れる空気に分
岐する。
The air that has entered the mainstream pipe 29 from the air cleaner 13 is branched into the air flowing through the air supply passage 33 of the heater branch pipe 31 and the air flowing through the mainstream pipe 29 as it is downstream.

【0065】本流管29をそのまま下流へと流れる空
気は、前述した空気の経路、すなわち、本流管29→タ
ーボチャージャ15のコンプレッサ15a→下流側連結
管27→インタークーラ19→吸気絞り弁70→インテ
ークマニホールド21→エンジン本体3の各気筒→エキ
ゾーストマニホールド37→排気管42→ターボチャー
ジャ15のタービン15bを通って、メイン触媒コンバ
ータ39へと流れていく。
The air flowing through the main flow pipe 29 as it is to the downstream side is the above-mentioned air path, that is, the main flow pipe 29 → the compressor 15a of the turbocharger 15 → the downstream side connecting pipe 27 → the intercooler 19 → the intake throttle valve 70 → the intake. It flows through the manifold 21 → each cylinder of the engine body 3 → the exhaust manifold 37 → the exhaust pipe 42 → the turbine 15b of the turbocharger 15 to the main catalytic converter 39.

【0066】一方、ヒータ用枝管31の空気供給路3
3に入った空気は、弁装置44を経由して、その後、燃
焼式ヒータ17の燃焼室本体43に送り込まれる。 燃焼室本体43に入った空気は、燃焼室本体43の燃
焼室17dにおいて燃料供給管17eから送られる燃焼
用燃料の燃焼用空気として供され、燃焼後、燃焼ガスと
なって燃焼ガス排出路35に出る。この燃焼式ヒータ1
7から出る燃焼ガスの温度は、メイン触媒コンバータ3
9の活性温度よりも非常に高い温度(例えば、400〜
500゜C以上)である。
On the other hand, the air supply path 3 of the heater branch pipe 31
The air entering 3 is sent to the combustion chamber main body 43 of the combustion heater 17 via the valve device 44. The air that has entered the combustion chamber main body 43 is provided as combustion air for the combustion fuel sent from the fuel supply pipe 17e in the combustion chamber 17d of the combustion chamber main body 43, and becomes combustion gas after combustion to form the combustion gas discharge passage 35. Go to. This combustion heater 1
The temperature of the combustion gas emitted from the main catalytic converter 3
9 much higher than the activation temperature of 9 (eg 400-
500 ° C or higher).

【0067】燃焼ガス排出路35に出た高温の燃焼ガ
スは、三方弁97を経由して分岐管95に入り、さらに
分岐管95から三方弁97′を経由してバイパス管48
に出る。よって、この実施の形態では、二つの三方弁9
7,97′は、燃焼式ヒータ17の燃焼ガスをバイパス
管(燃焼ガスバイパス通路)48に導入する導入手段と
いえる。
The high-temperature combustion gas discharged to the combustion gas discharge passage 35 enters the branch pipe 95 via the three-way valve 97, and further passes from the branch pipe 95 via the three-way valve 97 'to the bypass pipe 48.
Go to. Therefore, in this embodiment, the two three-way valves 9
7, 97 'can be said to be an introduction means for introducing the combustion gas of the combustion heater 17 into the bypass pipe (combustion gas bypass passage) 48.

【0068】バイパス管48に入った高温の燃焼ガス
は、サブ触媒コンバータ49に入ってこれを暖め、さら
に接続箇所C3から排気管42に入り、前記の経路を
たどるエンジン1の排気ガスと合流して、混合ガスとな
る。接続箇所C3で合流する前のエンジン1の排気ガス
はエンジン始動直後のため温度が余り高くないが、燃焼
式ヒータ17の燃焼ガスが非常に高温であるので、接続
箇所C3で合流した後の混合ガスの温度は排気ガス温度
よりもかなり高い。
The high-temperature combustion gas that has entered the bypass pipe 48 enters the sub-catalyst converter 49 and warms it, and then enters the exhaust pipe 42 from the connection point C3 and joins the exhaust gas of the engine 1 that follows the above-mentioned path. And becomes a mixed gas. The exhaust gas of the engine 1 before joining at the connection point C3 is not so high in temperature immediately after the engine is started, but the combustion gas of the combustion heater 17 is extremely high in temperature, so that the mixture after joining at the connection point C3 is mixed. The gas temperature is much higher than the exhaust gas temperature.

【0069】接続箇所C3で合流後の高温の混合ガス
は、メイン触媒コンバータ39に入ってこれを暖めた
後、排気される。なお、三方弁97の第2ポート97b
が閉じているので、燃焼式ヒータ17の燃焼ガスが三方
弁97を通り燃焼ガスクーラ84へ向かって流れること
がなく、したがって、燃焼ガスが分岐管35から本流管
29に流れ出ることはない。また、もう一つの三方弁9
7′の第2ポート97bが閉じているので、下流側連結
管27を流れる空気がバイパス管48に流れ出ることも
なく、燃焼式ヒータ17の燃焼ガスが下流側連結管27
に流れ出ることもない。これにより、燃焼式ヒータ17
から出る燃焼ガスを、メイン触媒コンバータ39の昇温
に有効利用することができる。
The high temperature mixed gas, which has merged at the connection point C3, enters the main catalytic converter 39 to warm it, and is then exhausted. The second port 97b of the three-way valve 97
Is closed, the combustion gas of the combustion heater 17 does not flow through the three-way valve 97 toward the combustion gas cooler 84, and therefore the combustion gas does not flow out of the branch pipe 35 to the main flow pipe 29. Also, another three-way valve 9
Since the second port 97b of 7'is closed, the air flowing through the downstream side connecting pipe 27 does not flow out to the bypass pipe 48, and the combustion gas of the combustion type heater 17 is discharged from the downstream side connecting pipe 27.
It doesn't flow to As a result, the combustion heater 17
The combustion gas emitted from the exhaust gas can be effectively used to raise the temperature of the main catalytic converter 39.

【0070】次に、ECU46は、ステップ104から
ステップ105に進み、入ガス温度センサ50で検出し
た入ガス温度をサブ触媒コンバータ49の触媒温度の代
用として読み込む。
Next, the ECU 46 proceeds from step 104 to step 105 to read the incoming gas temperature detected by the incoming gas temperature sensor 50 as a substitute for the catalyst temperature of the sub catalytic converter 49.

【0071】次に、ECU46は、ステップ106にお
いて、サブ触媒コンバータ49の触媒温度が予め設定し
ておいたサブ触媒の活性温度(例えば150゜C)以上
か否かを判定する。ステップ106で肯定判定した場合
にはステップ107に進み、否定判定した場合にはステ
ップ105にリターンする。サブ触媒コンバータ49
は、後述するように、燃焼ガス中の一酸化炭素(CO)
を酸化してその時に生じる反応熱で燃焼ガスの温度をさ
らに高めることを目的として設けたものであり、サブ触
媒コンバータ49の触媒温度がサブ触媒の活性温度以上
になっていないと、サブ触媒コンバータ49がこのよう
に機能し得ないからである。
Next, in step 106, the ECU 46 determines whether or not the catalyst temperature of the sub-catalyst converter 49 is equal to or higher than the preset activation temperature of the sub-catalyst (for example, 150 ° C.). If an affirmative decision is made in step 106, the operation proceeds to step 107, and if a negative decision is made, the operation returns to step 105. Sub catalytic converter 49
Is, as will be described later, carbon monoxide (CO) in the combustion gas.
Is provided for the purpose of further raising the temperature of the combustion gas by the reaction heat generated at that time, and if the catalyst temperature of the sub-catalyst converter 49 is not higher than the activation temperature of the sub-catalyst, the sub-catalyst converter is activated. 49 cannot function in this way.

【0072】ECU46は、ステップ107において、
燃焼式ヒータ17の空燃比(A/F)をストイキあるい
はリッチになるように、燃料ポンプ47と送風ファン4
5の運転制御を行う(以下、これをA/Fリッチ制御と
いう)。燃焼式ヒータ17は通常、リーン空燃比で運転
するものであり、リーン空燃比で運転しているときには
COは殆ど生成されない。しかしながら、ストイキある
いはリッチ空燃比で燃焼すると燃焼室17dにおいてC
Oが生成され、このCOが燃焼ガス中に含まれるように
なる。その結果、COを含んだ燃焼ガスが、前記した経
路を通って、すなわち、燃焼式ヒータ17→三方弁97
→分岐管95→三方弁97′→バイパス管48を通っ
て、サブ触媒コンバータ49に入る。この時、サブ触媒
コンバータ49の触媒温度はサブ触媒の活性温度以上に
なっているので、燃焼ガス中のCOはサブ触媒コンバー
タ49において酸化されてCO2になる。そして、CO
がCO2に酸化される時に生じる反応熱によって燃焼ガ
スの温度がさらに高まり、温度上昇した燃焼ガスが接続
箇所C3でエンジン本体3の各気筒から出た排気ガスと
合流して混合ガスとなるので、混合ガスの温度が高ま
る。このようにして昇温された混合ガスがメイン触媒コ
ンバータ39を通ることにより、メイン触媒コンバータ
39の触媒温度がさらに高まる。
The ECU 46, in step 107,
The fuel pump 47 and the blower fan 4 are arranged so that the air-fuel ratio (A / F) of the combustion heater 17 becomes stoichiometric or rich.
The operation control of No. 5 is performed (hereinafter, this is referred to as A / F rich control). The combustion heater 17 normally operates at a lean air-fuel ratio, and CO is hardly generated when operating at a lean air-fuel ratio. However, if combustion is performed at stoichiometric or rich air-fuel ratio, C in the combustion chamber 17d
O is produced, and this CO comes to be contained in the combustion gas. As a result, the combustion gas containing CO passes through the path described above, that is, the combustion heater 17 → the three-way valve 97.
-> Branch pipe 95-> Three-way valve 97 '-> Bypass pipe 48 to enter the sub-catalyst converter 49. At this time, since the catalyst temperature of the sub-catalyst converter 49 is equal to or higher than the activation temperature of the sub-catalyst, CO in the combustion gas is oxidized in the sub-catalyst converter 49 and becomes CO 2 . And CO
As the temperature of the combustion gas rises further due to the heat of reaction generated when is oxidized to CO 2 , the combustion gas whose temperature has risen merges with the exhaust gas from each cylinder of the engine body 3 at the connection point C 3 to form a mixed gas. , The temperature of the mixed gas increases. The mixed gas thus heated passes through the main catalytic converter 39, so that the catalyst temperature of the main catalytic converter 39 is further increased.

【0073】なお、燃焼式ヒータ17のA/Fリッチ制
御は、予め設定した一定のリッチ度に制御するようにし
てもよいが、燃焼式ヒータ17の空燃比のリッチ度が大
きくなるにしたがって、燃焼ガス中のCO量が多くな
り、CO量に応じてサブ触媒コンバータ49で生じる反
応熱の熱量が決まるので、メイン触媒コンバータ39の
触媒温度とメイン触媒の活性温度との温度差に応じてリ
ッチ度を可変制御するようにしてもよい。
The A / F rich control of the combustion heater 17 may be controlled to a preset constant rich degree, but as the rich degree of the air-fuel ratio of the combustion heater 17 increases, Since the amount of CO in the combustion gas increases and the amount of reaction heat generated in the sub-catalytic converter 49 is determined according to the amount of CO, the amount of CO is rich according to the temperature difference between the catalyst temperature of the main catalytic converter 39 and the activation temperature of the main catalyst. The degree may be variably controlled.

【0074】次に、ECU46は、ステップ107から
ステップ108に進んで、メイン触媒コンバータ39の
触媒温度を検出する。メイン触媒コンバータ39の触媒
温度の検出手順は前記ステップ102と同じである。
Next, the ECU 46 proceeds from step 107 to step 108 to detect the catalyst temperature of the main catalytic converter 39. The procedure for detecting the catalyst temperature of the main catalytic converter 39 is the same as that in step 102.

【0075】次に、ECU46は、ステップ109に進
んで、メイン触媒コンバータ39の昇温が不要か否かを
判定する。すなわち、ECU46は、ステップ108で
検出したメイン触媒コンバータ39の触媒温度が、予め
設定しておいた所定温度(以下、この温度を触媒暖機停
止温度という)以上か否かを判定し、触媒暖機停止温度
以上である場合にはメイン触媒コンバータ39の昇温は
不要であると判定し、触媒暖機停止温度に満たない場合
にはメイン触媒コンバータ39の昇温がまだ必要である
と判定する。なお、この触媒暖機停止温度はメイン触媒
コンバータ39の活性温度と同じかあるいはそれ以上
(例えば、200゜C)とする。
Next, the ECU 46 proceeds to step 109 to determine whether or not it is necessary to raise the temperature of the main catalytic converter 39. That is, the ECU 46 determines whether or not the catalyst temperature of the main catalytic converter 39 detected in step 108 is equal to or higher than a preset predetermined temperature (hereinafter, this temperature is referred to as catalyst warm-up stop temperature), and the catalyst warm-up is performed. When the temperature is equal to or higher than the engine stop temperature, it is determined that the temperature rise of the main catalytic converter 39 is not necessary, and when the temperature is lower than the catalyst warm-up stop temperature, it is determined that the temperature rise of the main catalytic converter 39 is still necessary. . The catalyst warm-up stop temperature is equal to or higher than the activation temperature of the main catalytic converter 39 (for example, 200 ° C.).

【0076】ステップ109で否定判定した場合にはス
テップ107にリターンして燃焼式ヒータ17のリッチ
制御運転を続行し、メイン触媒コンバータ39の触媒暖
機を続行する。
When a negative determination is made in step 109, the process returns to step 107, the rich control operation of the combustion type heater 17 is continued, and the catalyst warm-up of the main catalytic converter 39 is continued.

【0077】ステップ109で肯定判定した場合にはス
テップ110に進み、ECU46は、燃焼式ヒータ17
の作動を停止(OFF)し、弁装置44の弁体44aを
全閉にし、三方弁97の第1ポート97aと第2ポート
97bを連通し第3ポート97cを閉じる。これによっ
て、燃焼式ヒータ17から燃焼ガスが出なくなり、燃焼
ガスがバイパス通路48を通って排気管42の接続箇所
C3に出ることもなくなる。そして、エンジン本体3の
各気筒から出る排気ガスだけが排気管42を通ってメイ
ン触媒コンバータ39に入る。この時には、既にメイン
触媒コンバータ39の触媒温度がメイン触媒の活性温度
以上になっているので、排気ガス中のHC,CO,NO
xがメイン触媒コンバータ39によって浄化され、浄化
された排気ガスが排気されることになる。これで、EC
U46は触媒暖機処理の実行を終了する。
If an affirmative decision is made in step 109, the routine proceeds to step 110, where the ECU 46 determines that the combustion heater 17
Is stopped (OFF), the valve body 44a of the valve device 44 is fully closed, the first port 97a and the second port 97b of the three-way valve 97 are communicated with each other, and the third port 97c is closed. As a result, the combustion gas does not come out of the combustion heater 17, and the combustion gas does not come out to the connection point C3 of the exhaust pipe 42 through the bypass passage 48. Then, only the exhaust gas emitted from each cylinder of the engine body 3 enters the main catalytic converter 39 through the exhaust pipe 42. At this time, since the catalyst temperature of the main catalytic converter 39 has already reached the activation temperature of the main catalyst or higher, HC, CO, NO in the exhaust gas
x is purified by the main catalytic converter 39, and the purified exhaust gas is discharged. With this, EC
U46 ends the catalyst warm-up process.

【0078】このように、この実施の形態におけるメイ
ン触媒コンバータ39に対する触媒暖機処理では、燃焼
式ヒータ17の燃焼ガスの全量をエンジン本体3を迂回
してメイン触媒コンバータ39に導入しているので、燃
焼ガスの熱エネルギを有効に触媒暖機に利用することが
できる。
As described above, in the catalyst warm-up process for the main catalytic converter 39 in this embodiment, the total amount of the combustion gas of the combustion type heater 17 is introduced into the main catalytic converter 39 while bypassing the engine body 3. The heat energy of the combustion gas can be effectively used for catalyst warm-up.

【0079】また、燃焼式ヒータ17のA/Fリッチ制
御により燃焼ガス中のCO量を増大させ、この燃焼ガス
中のCOをサブ触媒コンバータ49によって酸化しその
時に生じる反応熱で燃焼ガスの温度をさらに高めている
ので、メイン触媒コンバータ39に対する触媒暖機をよ
り迅速に行うことができる。しかも、サブ触媒コンバー
タ49をメイン触媒コンバータ39のすぐ上流近くに配
置しているので、サブ触媒コンバータ49からメイン触
媒コンバータ39に至るまでのエネルギ損失が非常に少
なく、サブ触媒コンバータ49において得た熱エネルギ
を無駄なく触媒暖機に利用することができる。
Further, the amount of CO in the combustion gas is increased by the A / F rich control of the combustion heater 17, the CO in the combustion gas is oxidized by the sub-catalyst converter 49, and the reaction heat generated at that time causes the temperature of the combustion gas to rise. Is further increased, the catalyst can be warmed up to the main catalytic converter 39 more quickly. Moreover, since the sub catalytic converter 49 is arranged immediately upstream of the main catalytic converter 39, the energy loss from the sub catalytic converter 49 to the main catalytic converter 39 is very small, and the heat obtained in the sub catalytic converter 49 is small. Energy can be used for catalyst warm-up without waste.

【0080】さらに、この実施の形態では、サブ触媒コ
ンバータ49がCOを酸化可能になるまで、すなわちサ
ブ触媒コンバータ49の触媒温度がサブ触媒の活性温度
に達するまでは燃焼式ヒータ17をリーン空燃比で運転
しているので、その間の排気エミッションを悪化させる
ことがなく、燃焼式ヒータの燃焼用燃料の浪費を防止す
ることができる。サブ触媒コンバータ49の触媒温度が
活性温度に満たないときに燃焼式ヒータ17の空燃比を
ストイキあるいはリッチにして燃焼ガス中にCOを生成
しても、このCOはサブ触媒コンバータ49において酸
化されないので、COのまま排出されることとなり、C
O排出量が増大し、排気エミッションを悪化させること
となり、また、燃焼式ヒータの燃焼用燃料を無駄に消費
するだけである。この実施の形態では、このようなこと
が起こらない。
Further, in this embodiment, until the sub-catalyst converter 49 can oxidize CO, that is, until the catalyst temperature of the sub-catalyst converter 49 reaches the activation temperature of the sub-catalyst, the combustion heater 17 is set to the lean air-fuel ratio. Since the engine is operated at 1, the exhaust emission during that time is not deteriorated, and the waste of the combustion fuel of the combustion heater can be prevented. Even if CO is generated in the combustion gas by making the air-fuel ratio of the combustion heater 17 stoichiometric or rich when the catalyst temperature of the sub-catalytic converter 49 is lower than the activation temperature, this CO is not oxidized in the sub-catalytic converter 49. , CO will be discharged as it is, and C
The amount of O 2 emission increases, exhaust emission deteriorates, and the combustion fuel of the combustion heater is wasted. This does not occur in this embodiment.

【0081】また、この実施の形態においては、バイパ
ス管48にサブ触媒コンバータ49を設けているので、
燃焼式ヒータ17の燃焼ガスを含む混合ガスがメイン触
媒コンバータ39に入る前に、サブ触媒コンバータ49
において混合ガス中のCOを酸化し反応熱を発生させ
て、混合ガスを加熱することができ、その結果、メイン
触媒コンバータ39における急激な温度上昇を回避し
て、メイン触媒コンバータ39の高温劣化を抑制するこ
とができる。
Further, in this embodiment, since the sub-catalyst converter 49 is provided in the bypass pipe 48,
Before the mixed gas containing the combustion gas of the combustion heater 17 enters the main catalytic converter 39, the sub catalytic converter 49
In, the CO in the mixed gas can be oxidized to generate reaction heat to heat the mixed gas, and as a result, a rapid temperature rise in the main catalytic converter 39 can be avoided, and the high temperature deterioration of the main catalytic converter 39 can be prevented. Can be suppressed.

【0082】メイン触媒コンバータ39に対する触媒暖
機処理の実行終了後は、燃焼式ヒータ17は、ECU4
6によるエンジン1作動中における通常の作動制御に従
う。すなわち、車室内を暖房する必要があるときと、前
述した「エンジン1が所定の運転状態にあるとき」に、
ECU46は、燃焼式ヒータ17を作動する。この場
合、ECU46は、燃焼式ヒータ17をリーン空燃比で
運転し、吸気絞り弁70を全開、三方弁97の第1ポー
ト97aと第2ポート97bとを連通し第3ポート97
cを閉じ、三方弁97′の第1ポート97aと第3ポー
ト97cとを連通し第2ポート97bを閉じる。
After the completion of the catalyst warm-up process for the main catalytic converter 39, the combustion heater 17 operates in the ECU 4
6 follows the normal operation control during operation of the engine 1. That is, when it is necessary to heat the vehicle interior and when the engine 1 is in a predetermined operating state as described above,
The ECU 46 operates the combustion heater 17. In this case, the ECU 46 operates the combustion heater 17 at a lean air-fuel ratio, fully opens the intake throttle valve 70, and connects the first port 97a and the second port 97b of the three-way valve 97 to the third port 97.
c is closed, the first port 97a and the third port 97c of the three-way valve 97 'are communicated with each other, and the second port 97b is closed.

【0083】三方弁97のポート接続状態がこのように
なっていると、燃焼式ヒータ17の燃焼ガスは燃焼ガス
排出路35を通って本流管29へと流れることは可能で
あるが、分岐管95へ流れ出ることは不可能となる。
When the port connection state of the three-way valve 97 is as described above, the combustion gas of the combustion type heater 17 can flow to the main flow pipe 29 through the combustion gas discharge passage 35, but the branch pipe. It will be impossible to flow to 95.

【0084】また、EGR弁92および弁装置44の弁
体44aは開いているときと閉じているときとがある。
これは主としてエンジン1の暖機がまだ十分でないとき
と十分になったときとで異なる。
Further, the EGR valve 92 and the valve element 44a of the valve device 44 may be open or closed.
This differs mainly when the engine 1 is not warmed up yet and when it is sufficiently warmed up.

【0085】前者のエンジン1の暖機がまだ十分でない
場合は、EGR弁92を閉じて弁体44aを開く。この
ようにすると、次の経路をたどってエアクリーナ13か
ら吸気装置5に入った空気が排気装置7に至る。
When the former engine 1 is not sufficiently warmed up, the EGR valve 92 is closed and the valve element 44a is opened. In this way, the air that has entered the intake device 5 from the air cleaner 13 reaches the exhaust device 7 along the following path.

【0086】エアクリーナ13から吸気管23の本流
管29に入った空気は、ヒータ用枝管31の空気供給路
33に流れる空気と、本流管29をそのまま下流へと流
れる空気に分岐する。
The air that has entered the mainstream pipe 29 of the intake pipe 23 from the air cleaner 13 is branched into the air flowing through the air supply passage 33 of the heater branch pipe 31 and the air flowing through the mainstream pipe 29 as it is downstream.

【0087】空気供給路33に入った空気は、弁装置
44を経由して、その後、燃焼式ヒータ17の燃焼室本
体43に送り込まれる。 燃焼室本体43に入った空気は、燃焼室本体43の燃
焼室17dにおいて燃料供給管17eから送られる燃焼
用燃料の燃焼用空気として供され、燃焼後、燃焼ガスと
なって燃焼ガス排出路35に出る。
The air that has entered the air supply passage 33 is sent to the combustion chamber body 43 of the combustion type heater 17 after passing through the valve device 44. The air that has entered the combustion chamber main body 43 is provided as combustion air for the combustion fuel sent from the fuel supply pipe 17e in the combustion chamber 17d of the combustion chamber main body 43, and becomes combustion gas after combustion to form the combustion gas discharge passage 35. Go to.

【0088】燃焼ガス排出路35に出た高温の燃焼ガ
スは、三方弁97、排気ガスクーラ84を経由して本流
管29の接続箇所C2から本流管29に入り、分岐せず
に本流管29を流れる空気と合流して、吸気の温度を高
める。
The high temperature combustion gas discharged to the combustion gas discharge passage 35 enters the main flow pipe 29 from the connection point C2 of the main flow pipe 29 via the three-way valve 97 and the exhaust gas cooler 84, and flows into the main flow pipe 29 without branching. Combines with the flowing air to raise the temperature of the intake air.

【0089】温度を高めた吸気は、ターボチャージャ
15のコンプレッサ15aおよびインタークーラ19を
経由し、吸気絞り弁70を通過してインテークマニホー
ルド21に入り、エンジン本体3の気筒内を通ってエキ
ゾーストマニホールド37に至り、さらに排気管42、
ターボチャージャ15のタービン15b、触媒コンバー
タ39を通って排気される。
The intake air whose temperature has been raised passes through the compressor 15a of the turbocharger 15 and the intercooler 19, passes through the intake throttle valve 70, enters the intake manifold 21, and passes through the inside of the cylinder of the engine body 3 to reach the exhaust manifold 37. Exhaust pipe 42,
The gas is exhausted through the turbine 15b of the turbocharger 15 and the catalytic converter 39.

【0090】このように、燃焼式ヒータ17の高熱な燃
焼ガスがエンジン本体3の気筒内に入るため、エンジン
1の暖機が進む。また、後者のエンジン1の暖機が十分
になった場合は、EGR弁92を開いて弁体44aを閉
じる。これはエンジン1の暖機が十分であるからEGR
装置88本来の排気再循環を実行するためと、エンジン
1の暖機が十分であるのにも拘わらず弁体44aを開い
て燃焼式ヒータ17の出す高熱な燃焼ガスをエンジン本
体3に送る必要がないからである。
As described above, since the high-heat combustion gas of the combustion heater 17 enters the cylinder of the engine body 3, the engine 1 is warmed up. When the latter engine 1 is sufficiently warmed up, the EGR valve 92 is opened and the valve element 44a is closed. This is because the engine 1 is warmed up sufficiently, so EGR
In order to perform the original exhaust gas recirculation of the device 88, it is necessary to open the valve body 44a and send the high-heated combustion gas emitted by the combustion heater 17 to the engine body 3 even though the engine 1 is sufficiently warmed up. Because there is no.

【0091】尚、本流管29における空気供給路33と
の接続箇所C1および燃焼ガス排出路35との接続箇所
C2の間の部分にコンプレッサ15aがなく、当該部分
でコンプレッサ15aが作動することがないので、接続
箇所C2側が接続箇所C1よりも圧力が高くなることはな
く、しかも燃焼式ヒータ17の送風ファン45により空
気供給路33を介して空気を吸引するようにしているの
で、空気供給路33と燃焼ガス排出路35とを介して本
流管29とつながっている燃焼式ヒータ17の燃焼室1
7d内に逆流を生じない。よって、燃焼式ヒータ17の
火炎の向きが空気供給路33側を向く逆火現象を生じる
こともない。
It should be noted that there is no compressor 15a in the portion between the connection point C1 with the air supply passage 33 and the connection point C2 with the combustion gas discharge passage 35 in the main flow pipe 29, and the compressor 15a does not operate in that portion. Therefore, the pressure at the connection point C2 side does not become higher than that at the connection point C1, and moreover, the blower fan 45 of the combustion heater 17 sucks air through the air supply path 33, so that the air supply path 33 And the combustion chamber 1 of the combustion type heater 17 connected to the main flow pipe 29 via the combustion gas discharge passage 35
No backflow occurs in 7d. Therefore, the flashback phenomenon in which the flame direction of the combustion heater 17 faces the air supply passage 33 side does not occur.

【0092】〔第2の実施の形態〕図6は本発明に係る
燃焼式ヒータを有する内燃機関の第2の実施の形態にお
ける構成図である。
[Second Embodiment] FIG. 6 is a configuration diagram of an internal combustion engine having a combustion heater according to a second embodiment of the present invention.

【0093】この第2の実施の形態が第1の実施の形態
と相違する点は、第2の実施の形態にはサブ触媒コンバ
ータ49とその上流の入ガス温度センサ50がない点だ
けであり、その他の構成は第1の実施の形態と全く同じ
である。
The second embodiment differs from the first embodiment only in that the second embodiment does not have the sub-catalyst converter 49 and the incoming gas temperature sensor 50 upstream thereof. The other configurations are exactly the same as those of the first embodiment.

【0094】サブ触媒コンバータ49がない第2の実施
の形態によっても、本発明は成立し、第1の実施の形態
の場合と同じ作用・効果を得ることができる。その理由
は、メイン触媒コンバータ39に収容されているメイン
触媒としての選択還元型NOx触媒も酸化能を有してお
り、COを酸化してその時に反応熱を発生するからであ
り、しかも、選択還元型NOx触媒がCOを酸化可能な
温度は、HCやNOx等を浄化可能な温度よりも低いか
らである。
The present invention is also realized by the second embodiment in which the sub-catalyst converter 49 is not provided, and the same action and effect as in the case of the first embodiment can be obtained. The reason is that the selective reduction type NOx catalyst as the main catalyst housed in the main catalytic converter 39 also has an oxidizing ability and oxidizes CO to generate reaction heat at that time. This is because the temperature at which the reducing NOx catalyst can oxidize CO is lower than the temperature at which HC, NOx, etc. can be purified.

【0095】したがって、COを含んだ燃焼式ヒータ1
7の燃焼ガスと排気ガスとの混合ガスがメイン触媒コン
バータ39に入って来ると、メイン触媒コンバータ39
において混合ガス中のCOが酸化され、その時の反応熱
で混合ガスの温度が上昇し、その結果メイン触媒コンバ
ータ39の触媒温度が上昇する。
Therefore, the combustion type heater 1 containing CO
When the mixed gas of the combustion gas and the exhaust gas of No. 7 enters the main catalytic converter 39, the main catalytic converter 39
In, the CO in the mixed gas is oxidized, and the temperature of the mixed gas rises due to the reaction heat at that time, and as a result, the catalyst temperature of the main catalytic converter 39 rises.

【0096】なお、吸蔵還元型NOx触媒も酸化能を有
するので、選択還元型NOx触媒の代わりに吸蔵還元型
NOx触媒をメイン触媒とした場合も同様の作用・効果
がある。
Since the NOx storage reduction catalyst also has an oxidizing ability, the same effect can be obtained even when the NOx storage reduction catalyst is used as the main catalyst instead of the selective reduction NOx catalyst.

【0097】[0097]

【発明の効果】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃
機関によれば、内燃機関の排気系に設けられ該内燃機関
の排気ガスを浄化するメイン触媒と、前記内燃機関の機
関関連要素を昇温すべく設けられた燃焼式ヒータの燃焼
ガスを前記内燃機関の吸気系に導入する燃焼ガス排出路
と、前記燃焼式ヒータの燃焼ガスの少なくとも一部を前
記内燃機関の気筒を迂回して該内燃機関の排気系の前記
メイン触媒の上流に導入する燃焼ガスバイパス通路と、
前記メイン触媒に対して暖機が必要か否かを判定する暖
機判定手段と、前記暖機判定手段により前記メイン触媒
に対して暖機が必要と判定されたときに前記燃焼式ヒー
タの燃焼ガスを前記燃焼ガスバイパス通路に導入する導
入手段と、前記暖機判定手段により前記メイン触媒に対
して暖機が必要と判定されたときに前記燃焼式ヒータを
ストイキあるいはリッチ空燃比で燃焼させる燃焼式ヒー
タ空燃比制御手段と、を備えることにより、メイン触媒
の暖機を迅速に行うことができ、未浄化の排気ガスの排
出を非常に少なくすることができるという優れた効果が
奏される。
According to the internal combustion engine having the combustion heater according to the present invention, the main catalyst provided in the exhaust system of the internal combustion engine for purifying the exhaust gas of the internal combustion engine and the engine-related element of the internal combustion engine are elevated. A combustion gas exhaust passage for introducing the combustion gas of the combustion heater provided for warming into the intake system of the internal combustion engine, and at least a part of the combustion gas of the combustion heater bypassing the cylinder of the internal combustion engine. A combustion gas bypass passage introduced upstream of the main catalyst of the exhaust system of the internal combustion engine;
Warm-up determination means for determining whether or not warm-up is required for the main catalyst, and combustion of the combustion heater when the warm-up determination means determines that warm-up is required for the main catalyst. Introducing means for introducing gas into the combustion gas bypass passage, and combustion for burning the combustion type heater at a stoichiometric or rich air-fuel ratio when the warm-up determination means determines that warm-up is required for the main catalyst. By providing the type heater air-fuel ratio control means, the main catalyst can be quickly warmed up, and the excellent effect that the discharge of unpurified exhaust gas can be extremely reduced is achieved.

【0098】前記燃焼ガスバイパス通路に酸化能を有す
るサブ触媒を設けた場合には、メイン触媒の劣化を抑制
することができるという効果がある。前記燃焼ガスバイ
パス通路に設けた前記サブ触媒の温度が活性温度を超え
たときに、前記燃焼式ヒータ空燃比制御手段によるスト
イキあるいはリッチ空燃比制御が実行されるようにした
場合には、メイン触媒を暖機しているときに排気ガスの
エミッションを悪化させないようにすることができると
ともに、燃焼式ヒータにおける燃料の浪費を防止するこ
とができる。
When a sub-catalyst having an oxidizing ability is provided in the combustion gas bypass passage, there is an effect that deterioration of the main catalyst can be suppressed. When the stoichiometric or rich air-fuel ratio control by the combustion-type heater air-fuel ratio control means is executed when the temperature of the sub-catalyst provided in the combustion gas bypass passage exceeds the activation temperature, the main catalyst It is possible to prevent the emission of exhaust gas from deteriorating while the engine is warming up, and to prevent waste of fuel in the combustion heater.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関
の第1の実施の形態の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of an internal combustion engine having a combustion heater according to the present invention.

【図2】 前記第1の実施の形態において導入手段の一
部を構成する三方弁の概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a three-way valve that constitutes a part of the introducing means in the first embodiment.

【図3】 前記第1の実施の形態において導入手段の一
部を構成する他の三方弁の概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of another three-way valve that constitutes a part of the introducing means in the first embodiment.

【図4】 前記第1の実施の形態において燃焼装置とし
ての燃焼式ヒータの概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a combustion type heater as a combustion device in the first embodiment.

【図5】 前記第1の実施の形態においてメイン触媒に
対する触媒暖機処理実行ルーチンである。
FIG. 5 is a catalyst warm-up processing execution routine for the main catalyst in the first embodiment.

【図6】 本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関
の第2の実施の形態の概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of an internal combustion engine having a combustion heater according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン(内燃機関) 3…エンジン本体 5…吸気装置 7…排気装置 9…車室用ヒータ 13…エアクリーナ 15…ターボチャージャ 15a…ターボチャージャのコンプレッサ 15b…ターボチャージャのタービン 17…燃焼式ヒータ 17a…燃焼式ヒータの冷却水通路 17a1…冷却水導入口 17a2…冷却水排出口 17b…燃焼筒 17c…円筒状隔壁 17d…燃焼室 17d1…空気供給口 17d2…排気排出口 17e…燃料供給管 19…インタークーラ 21…インテークマニホールド 23…吸気管(吸気系) 25…上流側連結管 27…下流側連結管 29…本流管 31…ヒータ用枝管 33…空気供給路 35…燃焼ガス排出路 37…エキゾーストマニホールド 39…メイン触媒コンバータ 40…入ガス温度センサ 42…排気管(排気系) 43…燃焼室本体 43a…ケース体 44…弁装置 44a…弁体 44b…駆動モータ 44c…開閉機構部 45…送風ファン(燃焼式ヒータ空燃比制御手段) 46…ECU 47…燃料ポンプ(燃焼式ヒータ空燃比制御手段) 48…バイパス通路(燃焼ガスバイパス通路) 49…サブ触媒コンバータ 70…吸気絞り弁 84…燃焼ガスクーラ 88…EGR装置 89…EGRクーラ 90…EGR通路 91…温度センサ 92…EGR弁 95…分岐管 97…三方弁(導入手段) 97′…三方弁(導入手段) C1…空気供給路33と本流管29との接続箇所 C2…燃焼ガス排出路35と本流管29との接続箇所 W1…水管路 W2…〃 W3…〃DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine (internal combustion engine) 3 ... Engine main body 5 ... Intake device 7 ... Exhaust device 9 ... Cabin heater 13 ... Air cleaner 15 ... Turbocharger 15a ... Turbocharger compressor 15b ... Turbocharger turbine 17 ... Combustion heater 17a ... Cooling water passage 17a 1 of combustion heater ... Cooling water inlet 17a 2 ... Cooling water discharge port 17b ... Combustion tube 17c ... Cylindrical partition 17d ... Combustion chamber 17d 1 ... Air supply port 17d 2 ... Exhaust discharge port 17e ... Fuel Supply pipe 19 ... Intercooler 21 ... Intake manifold 23 ... Intake pipe (intake system) 25 ... Upstream connecting pipe 27 ... Downstream connecting pipe 29 ... Main flow pipe 31. Heater branch pipe 33 ... Air supply passage 35 ... Combustion gas discharge Line 37 ... Exhaust manifold 39 ... Main catalytic converter 40 ... Incoming gas temperature sensor 42 ... Exhaust pipe (exhaust system) 4 ... combustion chamber body 43a ... case body 44 ... valve device 44a ... valve body 44b ... driving motor 44c ... opening / closing mechanism 45 ... blower fan (combustion type heater air-fuel ratio control means) 46 ... ECU 47 ... fuel pump (combustion type heater empty) Fuel ratio control means) 48 ... Bypass passage (combustion gas bypass passage) 49 ... Sub catalytic converter 70 ... Intake throttle valve 84 ... Combustion gas cooler 88 ... EGR device 89 ... EGR cooler 90 ... EGR passage 91 ... Temperature sensor 92 ... EGR valve 95 ... Branch pipe 97 ... 3-way valve (introducing means) 97 '... 3-way valve (introducing means) C1 ... Connection point between air supply passage 33 and main pipe 29 C2 ... Connection point W1 between combustion gas exhaust passage 35 and main pipe 29 ... Water pipe W2 ... 〃 W3 ... 〃

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/08 - 3/36 B60H 1/22 F02N 17/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F01N 3/08-3/36 B60H 1/22 F02N 17/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気系に設けられ該内燃機関
の排気ガスを浄化するメイン触媒と、 前記内燃機関の機関関連要素を昇温すべく設けられた燃
焼式ヒータの燃焼ガスを前記内燃機関の吸気系に導入す
る燃焼ガス排出路と、 前記燃焼式ヒータの燃焼ガスの少なくとも一部を前記内
燃機関の気筒を迂回して該内燃機関の排気系の前記メイ
ン触媒の上流に導入する燃焼ガスバイパス通路と、 前記メイン触媒に対して暖機が必要か否かを判定する暖
機判定手段と、 前記暖機判定手段により前記メイン触媒に対して暖機が
必要と判定されたときに前記燃焼式ヒータの燃焼ガスを
前記燃焼ガスバイパス通路に導入する導入手段と、 前記暖機判定手段により前記メイン触媒に対して暖機が
必要と判定されたときに前記燃焼式ヒータをストイキあ
るいはリッチ空燃比で燃焼させる燃焼式ヒータ空燃比制
御手段と、 を備えることを特徴とする燃焼式ヒータを有する内燃機
関。
1. A main catalyst provided in an exhaust system of an internal combustion engine for purifying exhaust gas of the internal combustion engine, and combustion gas of a combustion type heater provided to raise an engine-related element of the internal combustion engine as the internal combustion engine. Combustion gas exhaust passage introduced into the intake system of the engine, and combustion introducing at least part of the combustion gas of the combustion type heater into the exhaust system of the internal combustion engine upstream of the main catalyst by bypassing the cylinder of the internal combustion engine. A gas bypass passage, warm-up determination means for determining whether or not warm-up is required for the main catalyst, and the warm-up determination means for determining whether or not warm-up is required for the main catalyst. Introducing means for introducing the combustion gas of a combustion heater into the combustion gas bypass passage; and the combustion heater when the warm-up determination means determines that the main catalyst needs to be warmed up. Internal combustion engine having a combustion heater, characterized in that it comprises a combustion heater air-fuel ratio control means for burning a rich air-fuel ratio.
【請求項2】 前記燃焼ガスバイパス通路に酸化能を有
するサブ触媒が設けられていることを特徴とする請求項
1に記載の燃焼式ヒータを有する内燃機関。
2. The internal combustion engine having a combustion heater according to claim 1, wherein a sub catalyst having an oxidizing ability is provided in the combustion gas bypass passage.
【請求項3】 前記燃焼ガスバイパス通路に設けた前記
サブ触媒の温度が活性温度を超えたときに、前記燃焼式
ヒータ空燃比制御手段によるストイキあるいはリッチ空
燃比制御が実行されることを特徴とする請求項2に記載
の燃焼式ヒータを有する内燃機関。
3. The stoichiometric or rich air-fuel ratio control is executed by the combustion-type heater air-fuel ratio control means when the temperature of the sub-catalyst provided in the combustion gas bypass passage exceeds an activation temperature. An internal combustion engine having the combustion heater according to claim 2.
【請求項4】 前記暖機判定手段は、前記内燃機関の始
動時に前記メイン触媒に対して暖機が必要か否かを判定
することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載
の燃焼式ヒータを有する内燃機関。
4. The warm-up determination means determines whether or not the main catalyst needs to be warmed up when the internal combustion engine is started. Internal combustion engine having a combustion heater.
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