专利名称：用于净化排气的催化转换器的暖机方法和暖气系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于净化内燃机的排气的催化转换器的暖机方法和暖气系统，特别涉 及使适用于附加增压器(supercharger)的内燃机的催化转换器提前激活的暖机方法和暖 气系统。
背景技术：
搭载了柴油机或汽油机等内燃机(以下，简称为发动机)的汽车等具有用于净化 发动机的排气的催化转换器，该催化转换器包含三元催化等催化剂。这样的催化转换器由 于其温度上升而开始被激活，并发挥排气的还原能力或氧化能力。因此，催化转换器的温度
管理是重要的。但是，发动机刚启动之后的排气的温度低。因此，催化转换器被激活即催化转换器 的温度上升至其激活温度需要一定的时间(暖机时间)。为了消除该需求，采用着提前激活 催化转换器的方法，该方法例如通过加热器对催化转换器加热，或者在发动机刚刚启动后， 提高发动机的空旋转数。另一方面，在发动机中，已知有具有增压器的发动机，该增压器用于增大发动机的 输出。当增压器是涡轮增压器(turbocharger)的情况下，涡轮增压器包括通过排气的动能 而旋转的涡轮、以及通过该涡轮启动的压缩机，该压缩机将至发动机的空气压缩，并作为压 缩空气而提供给发动机。在附有涡轮增压器的发动机的情况下，催化转换器一般在增压器的下游配置在发 动机的排气通道。因此，涡轮增压器根据自身的热容量而吸收排气的热能，使提供给催化转 换器的热量减少。其结果，附有涡轮增压器的发动机与不具有涡轮增压器的发动机相比，催 化转换器所需的暖机时间变长。从而，在附有涡轮增压器的发动机的情况下，将催化转换器 的暖机时间缩短至以下变得非常重要。例如，专利文献1公开了涡轮增压器的控制装置，该控制装置判定催化转换器是 否需要暖机，在催化转换器需要暖机时控制涡轮的旋转数，由此，减少对涡轮的排气的流入 压力和来自涡轮的排气的流出压力之间的压力差。从而，上述的控制装置能够使流入压力和流出压力之间的压力差在短时间内尽量 减少至接近零的值。具体地说，是具有可变喷嘴的可变容量型的涡轮增压器的情况下，控制 装置将可变喷嘴的叶片(vane)操作为全开状态，从而使流入压力和流出压力之间的压力 差大幅减少。这是因为通过涡轮的排气的流速降低，因此涡轮的旋转所消耗的排气的热能 被限制，其结果，催化转换器在短时间内有效地被暖机。
现有技术专利文献1 特开2007-278252号公报
发明内容
发明要解决的课题但是，上述的控制装置的技术思想在于，将排气的热量尽可能作为催化转换器的 暖机能量来利用。但是，若为了这样的排气的有效利用而导致通过涡轮的排气的流速降低， 则伴随于此，经由压缩机而增压至发动机的空气量也同时被减少。为了维持期望的空燃比 (air-fuel ratio)，这样的空气量的减少导致对发动机提供的燃料量的减少，因此导致排 气的热量本身的减少。其结果，可利用于催化转换器的暖机的暖机能量减少，不能有效地缩 短催化转换器的暖机时间。本发明的目的在于，提供一种缩短催化转换器的暖机时间，并能够提前激活催化 转换器的暖机方法和暖机系统。用于解决课题的方法本发明的暖机方法完成上述的目的，应用该暖机方法的催化转换器配置在附有涡 轮增压器的内燃机的排气通道，并净化排气。本发明的暖机方法包括第1步骤，使提供给 内燃机的空气的流量不依赖于通过涡轮增压器的涡轮的排气的流量而增加；第2步骤，调 整通过涡轮的排气的流动，减少通过涡轮而至催化转换器的排气的热能损失；以及第3步 骤，使至内燃机的燃料的供给增加或对排气中提供氧气，并使从内燃机排出的排气的热量 增加或促进催化转换器本身的催化反应。具体地说，第2步骤将可变容量型涡轮增压器的可变喷嘴或排废阀设为开状态， 第3步骤通过使提供给内燃机的燃料增加，从而使排气的热量增加。另一方面，第3步骤通过使应提供给内燃机的空气的一部分在催化转换器的上游 流入内燃机的排气通道，从而使排气的热量增加或促进催化转换器的催化反应。本发明的暖机方法还可以包括第4步骤，在完成了催化转换器的激活后，在通常 的运转控制模式下实施涡轮增压器和内燃机的运转。此外，本发明提供催化转换器的暖机系统，该暖机系统包括吸气调整装置，使提 供给内燃机的空气的流量不依赖于通过涡轮增压器的涡轮的排气的流量而增加；涡轮调整 装置，调整通过涡轮的排气的流动，并降低通过涡轮而至催化转换器的排气的热能损失；排 气调整装置，使至内燃机的燃料的供给增加或对排气中提供氧气，并使从内燃机排出的排 气的热量增加或促进催化转换器的催化反应；以及控制装置，控制吸气调整装置、涡轮调整 装置以及排气调整装置的动作。具体来说，涡轮调整装置包括可变喷嘴或排废阀，控制装置将可变喷嘴或排废阀 设为开状态，从而使至催化转换器的排气的热能损失降低。排气调整装置可以使提供给内燃机的燃料增加。或者，排气调整装置可以包括用 于连接对内燃机提供空气的吸气通道和所述排气通道的分路通道、以及用于开关该分路通 道的分路阀。此时，控制装置打开分路阀，使得将应提供给内燃机的空气的一部分提供给排 气通道，从而使内燃机的排气的热量增大或促进催化转换器的催化反应。本发明的暖机系统还包括检测器，检测所述催化转换器是否已激活。此时，控制装 置在基于检测器的检测结果判定为催化转换器已激活时，在通常的运转控制模式下实施涡 轮增压器和内燃机的运转。吸气调整部件包括连接在涡轮增压器的电动马达或在涡轮增压器的上游侧在内燃机的吸气通道配置的电动加速器，电动加速器使提供给内燃机的空气量增加。发明效果根据上述的本发明的暖机方法和暖机系统，在发动机启动时等，在需要催化转换 器的暖机时，增加从内燃机排出的排气的热量或促进催化转换器本身的催化反应，增加可 用于催化转换器的暖机能量。另一方面，调整通过涡轮增压器的涡轮的排气的流动，同时还 降低至催化转换器的排气的热能损失，因此进一步增加暖机能量。其结果，大幅缩短催化转 换器的暖机所需的时间，提前激活催化转换器。
图1是概略地表示本发明的第1实施例的暖机系统的图。图2是概略地表示本发明的第2实施例的暖机系统的图。图3是详细表示图1的可变喷嘴的图。图4是详细表示图2的排废阀(waste gate valve)的图。图5是表示了在图1和图2的暖机系统中实施的暖机方法的流程图。图6是概略地表示本发明的第3实施例的暖机系统的图。图7是表示本发明的第4实施例的暖机系统的一部分的图。图8是表示了在图6和图7的暖机系统中实施的暖机方法的流程图。图9是表示图8的流程图的变形例的流程图。图10是概略地表示本发明的第5实施例的暖机系统的图。图11是概略地表示本发明的第6实施例的暖机系统的图。标号说明1涡轮增压器It 涡轮Ic压缩机Im电动马达(吸气调整装置)In可变喷嘴(涡轮调整装置)Iw排废阀(涡轮调整装置)2发动机3排气通道4催化转换器4s检测器5E⑶(排气调整装置、控制装置)6吸气通道7点火开关51分路通道52分路阀81电动加速器
具体实施例方式图1概略表示本发明的第1实施例的暖机系统，该暖机系统用于对催化转换器4 进行暖机。催化转换器4具有对搭载在汽车上的内燃机(以下，称为发动机)2的排气进行 净化的功能，被配置在从发动机2延伸的排气通道3。另外，发动机2可以是柴油机、汽油机 中的任一种。在本实施例的情况下，催化转换器4是三元催化转换器，能够去除在排气中包含 的有害物质(主要为碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物)。另外，本发明的暖机系统还可以适 用于三元催化转换器以外的催化转换器。发动机2包括涡轮增压器1，该涡轮增压器1包括涡轮U。该涡轮It配置在排气 通道3，位于催化转换器4的上游。因此，排气通道3具有涡轮It的上游的部分3e、涡轮It 的下游的部分3c，催化转换器4配置在下游部分3c。涡轮增压器1还包括压缩机lc，该压缩机Ic经由公共的驱动轴Is而与涡轮It连 接，且配置在从发动机2延伸的吸气通道6。因此，吸气通道6具有压缩机Ic的上游的部 分6a和压缩机Ic的下游的部分6e。另外，在下游部分6e可以配置中冷器(intercooler) (未图示)，该冷却机用于冷却至发动机2的压缩空气。在排气从发动机2通过涡轮It时，排气的动能使涡轮It旋转。涡轮It的旋转经 由驱动轴Is传递到压缩机lc，使压缩机Ic旋转。压缩机Ic的旋转压缩通过吸气通道6内 而至发动机2的空气。由此，由于对发动机2提供压缩空气，因此涡轮增压器1能够增加发 动机2的输出。所述的暖机系统包括电动马达Im和可变喷嘴In。电动马达Im具有输出轴，该输 出轴经由电磁离合器(未图示)连接到涡轮增压器1的驱动轴Is。因此，在电动马达Im的 驱动力经由电磁离合器传递到驱动轴Is时，驱动轴Is被强制性旋转。即电动马达Im不依 赖于通过涡轮It的排气的流量，使涡轮增压器1的压缩机Ic强制旋转，能够使提供给发动 机1的压缩空气的流量增大。从而，这样的电动马达Im可与排气的流量独立而调整对发动 机2提供的空气量。可变喷嘴In配置在涡轮It的入口，调整流入涡轮It的排气的流量。包括这样的 可变喷嘴In的涡轮增压器被分类到可变容量型。可变容量型的涡轮增压器1通过可变喷嘴In的开关来控制流入涡轮It的排气的 流量，结果控制提供给发动机2的压缩空气的流量。因此，可变容量型的涡轮增压器1仅通 过自身就能够大幅变化应提供给发动机2的压缩空气的流量，覆盖发动机2的宽运转范围。 从而，涡轮增压器1在发动机2的宽运转范围发挥优秀的增压性能。其中，应注意，在本实施例使用的可变喷嘴的术语是代表将涡轮增压器1设为 可变容量型的全部的可变机构的表述。例如，已知可变机构中代替喷嘴而使用了阻力板 (flap)或叶片的类型。另外，在图1中，可变喷嘴In表示其开状态。暖机系统还包括作为控制装置的电子控制单元(E⑶)5，该E⑶5电连接至电动马 达lm、电磁离合器以及可变喷嘴In。此外，该E⑶5还与检测器4s和发动机2的点火开关 7相连。详细地说，检测器4s安装在催化转换器4上，对E⑶5发送用于表示催化转换器4 是否已激活的信号。具体地说，检测器4s例如是温度传感器或氧气浓度传感器。在对检测器4s采用温度传感器的情况下，检测器4s检测催化转换器4的温度，并将该温度信号发送 给E⑶5。E⑶5基于温度信号，判定催化转换器4是否达到了激活温度。另外，当催化转换 器4是三元催化转换器的情况下，激活温度是200 300°C。由于催化转换器4的温度根据排气的温度来决定，因此，可以在接近催化转换器4 的上游或下游对排气通道3配置检测器4s即温度传感器。此时，检测器4s检测排气的温 度作为催化转换器4的温度。另一方面，当对检测器4s采用氧气浓度传感器的情况下，在接近催化转换器4的 下游对排气通道3配置检测器4s，检测排气中的氧气浓度，并对ECU5发送浓度信号。ECU5 基于浓度信号判定催化转换器4是否起作用，即判定催化转换器4是否被激活。另外，也可以对检测器4s采用用于检测氧气浓度以外的气体浓度例如用于检测 二氧化碳的浓度的气体传感器。另一方面ECU5电连接到发动机2的燃料供给装置(未图示)，并基于经由该燃料 供给装置对发动机2提供的空气的量，控制应对发动机2提供的燃料的量即空燃比。具体 地说，在发动机2处于通常的运转范围时，空燃比被控制为与理想空燃比一致或接近理想 空燃比。在该状态，催化转换器4能够有效发挥其原来的功能。但是，在用于实现改善耗油量和降低排气中的有害物质的发送机2的运转范围中， 空燃比被控制在比理论空燃比大的经济空燃比(稀混合气)。此外，在使启动时等的发动机 2的输出增加的运转范围，空燃比被控制为比理想空燃比小的加速空燃比(浓混合气)。所述的E⑶5基于来自检测器4s和点火开关7的信号，控制电动马达Im的工作状 态(驱动、停止和旋转数)，另一方面，控制可变喷嘴In的开关，实施催化转换器4的暖机。 该暖机的细节将在后面叙述。图2概略表示第2实施例的暖机系统。在图2中，对与第1实施例的暖机系统的要素相同的要素附加相同的参照标号，并 省略这些要素的说明。另外，关于第3实施例以后的暖机系统，也避开重复的说明，因此在表 示其暖机系统的图中，对与第1实施例的暖机系统的要素相同的要素附加相同的参照标号。图2的暖机系统代替前述的可变喷嘴In而备有排废阀lw。该排废阀Iw能够调整 流入涡轮It的排气的流量。详细地说，排废阀Iw在涡轮It的上游配置在排气通路3。排 废阀Iw包括分支通道21和分路(bypass)通道22，分支通道21将排废阀Iw和吸气通道6 的上游部分6e相互连接。另一方面，分路通道22将排废阀Iw和排气通道3的下游侧3c 直接相互连接，避开涡轮U。一般排气阀Iw的功能如下。在流过吸气通道6内的压缩空气的压力过高时，打开排废阀lw，排气的大部分从 排废阀Iw经由分路通道22流入排气通道3的下游部分3c，避开涡轮U。因此，涡轮It即 压缩机Ic的旋转数降低，从压缩机Ic至发动机2的压缩空气的流量和压力分别降低。换 言之，打开排废阀Iw意味着使涡轮It的工作量减少。因此，在排废阀Iw打开的状态下，即 使电动马达Im强制性地使涡轮It以任意的旋转数驱动，涡轮It的驱动也不会使至催化转 换器4的排气的热能有任何损失。排废阀Iw与可变喷嘴In —样，电连接至E⑶5，E⑶5能够控制排废阀Iw的开关。图3表示可变喷嘴In的细节。
可变喷嘴In具有叶片31，该叶片31被配置成可在涡轮It的外壳(housing)内旋 转。实际上，图3的叶片31必须表示其背面或前面，但为了明确叶片31的功能，图3将叶 片31表示为翼型。在图3中，在通过以一点划线表示那样关闭叶片31时，可变喷嘴In对排气的流动 带来的阻抗大。因此，可变喷嘴In缩小提供给涡轮It的排气的流量且使其流速变快。相 反，在图3中以实线表示那样，叶片31被打开时，可变喷嘴In对排气的流动带来的阻抗小。 因此，可变喷嘴In使提供给涡轮It的排气的流量增加且使其流速变慢。因此，在处于叶片31被打开的状态时，为使涡轮It旋转而消耗的排气的热能少， 其结果，至催化转换器4的排气的热能损失减少。此外，在处于该状态时，由于通过涡轮11 的排气的流量增加，因此电动马达Im还可以使涡轮It即压缩机Ic驱动至与排气的流量相 符的旋转数。此时，由于压缩机Ic使提供给发动机2的压缩空气的流量增加，因此维持期 望的空燃比，而且创造应使应提供给发动机2的燃料的量增加的环境。为了可实现E⑶5对叶片31的开关控制，叶片31的旋转轴上连接有马达(未图 示)，该马达电连接至ECU5。图4表示排废阀Iw的细节。排废阀Iw包括横隔膜(diaphragm)型的膨胀激励器32和阀要素33。膨胀激励器 32与分支通道21连接。因此吸气通道6的下游部分6e内的空气压力经由分支通道21被提 供至膨胀激励器32。此外，膨胀激励器32具有棒(rod)，该棒基于膨胀激励器32提供的空 气压力而进出。另一方面，阀要素33配置在分路通道22的上游端部内，经由链路(link) 34 而与膨胀激励器32的棒连接。在流过吸气通道6的下游部分6e的空气的压力低的情况下，如在图4中通过一点 划线表示那样，膨胀激励器32经由链路34，将阀要素33压附至排气通道3的上游部分3e 的外壁，从而，阀要素33关闭在上游部分3e的外壁形成的开口即分路通道22。相反，在流过下游部分6e的空气的压力比规定的压力大的情况下，如在图4中通 过实线表示那样，膨胀激励器32经由链路34，将阀要素33从下游部分3e的开口分离，打开 分路通道22。在打开了分路通道22的情况下，排气流向排气通道3的上游部分3e、分路通道22 以及排气通道3的下游部分3c，避开涡轮U。因此，通过涡轮It的排气的流量减少，如从 有关可变喷嘴In的前述的说明可知，能够减少至催化转换器4的排气的热能损失。从而， 在打开了排废阀1 的情况下，电动马达Im能够使涡轮It即压缩机Ic以任意的旋转数驱 动，而不增加排气的热能损失。其结果，与前述的情况同样，创造应增加应提供给发动机2 的燃料的量的环境。为了可以实现E⑶5对阀要素33的开关控制，链路34的旋转轴上连接了马达(未 图示)，该马达与E⑶5电连接。接着，参照图5的流程图说明实施所述的第1或第2实施例的暖机系统的催化转 换器4的暖机方法。在步骤S0，在发动机2被启动时，ECU5基于来自点火开关7的信号，检测发动机2 的启动，在下一个步骤Si，驱动电动马达Im的同时使电磁离合器导通工作。因此电动马达 Im的驱动力经由电磁离合器而传递到涡轮增压器1的驱动轴ls，涡轮增压器1的涡轮It
9和压缩机Ic被强制旋转。归纳如下步骤Sl的实施使压缩机Ic与排气的流量无关地旋转。因此，压缩机Ic 压缩通过吸气通道6至发动机2的空气，对发动机2提供压缩空气。其结果，提供给发动机 2的空气的量增加。在其次的步骤S2中，E⑶5强制打开可变喷嘴In或排废阀lw，其中，可变喷嘴In 或排废阀1 的开度是全开为好。在打开了可变喷嘴In的情况下，如前述那样，至催化转换器4的排气的热能损失 降低，另一方面E⑶5经由电动马达Im使涡轮It的旋转数上升至与通过涡轮It的排气的 流量相符的旋转数(涡轮It的旋转不阻碍排气的流动的旋转数)。因此，压缩机Ic进一步 增加对发动机2提供的压缩空气的流量。另一方面，即使在打开了排废阀Iw的情况下，如前所述那样，也能够减少至催化 转换器4的排气的热能损失。此时，E⑶5通过电动马达lm，能够使涡轮It即压缩机Ic以 任意的旋转数驱动，压缩机Ic能够进一步使提供给发动机2的压缩空气的流量增加。归纳如下上述的步骤S2的实施使至催化转换器4的排气的热能损失减少。通过步骤S2的实施，提供给发动机2的压缩空气的流量增加，在其次的步骤S3 中，ECU5使提供给发动机2的燃料的量增加，其结果，排气的热量增大。具体地说，步骤S3包括步骤S31 S33。在步骤S31，E⑶5判定实际空燃比是否 达到激活空燃比，在该判定结果为否的情况下，在其次的步骤S32，使提供给发动机2的燃 料增加。另一方面，当步骤S31的判定结果为是的情况下，ECU5在步骤S33，停止增加对发 动机2提供的燃料。其中，激活空燃比被设定为比发动机2启动时的空燃比小的值。归纳如下步骤S3的实施使用于催化转换器4的暖机的排气的热量即排气的热能 增大，并提前激活催化转换器4。在其次的步骤S4，ECU5判定催化转换器4的激活是否已完成。在该判定结果为是 的情况下，E⑶5结束催化转换器4的暖机，并在其次的步骤S5，以通常的运转控制模式实施 涡轮增压器1和发动机2的运转。具体地说，步骤S4包括步骤S41、S42。在步骤S41，E⑶5基于来自检测器4s的检 测信号，判定催化转换器4是否被激活。在其判定结果为是的情况下，在步骤S42，ECTO停 止驱动电动马达lm，另一方面，使电磁离合器关闭工作。另一方面，在步骤S41的判定结果为否的情况下，E⑶5重复实施步骤S3即前述的 燃料的供给控制，直到步骤S41的判定结果为是。归纳如下在步骤S4，在催化转换器4的激活已完成后，实施用于使涡轮增压器1 和发动机2的运转恢复通常的运转控制模式的后处理。在步骤S5中实施的通常的运转控制模式中，如从前述的说明可知那样，连接涡轮 It和电动马达Im的动力传递路径被切断，因此涡轮It由排气的动能被旋转，此外，E⑶5根 据发动机2要求的输出等，实施用于发动机2的燃料的供给量控制和可变喷嘴In或排废阀 Iw的开关控制。图6概略表示第3实施例的暖机系统。图6的暖机系统包括从吸气通道6的下游部分6e延伸的分路通道51，该分路通道 51连接至涡轮It和催化转换器4之间的排气通道3的下游部分3c。分路通道51上配置有分路阀52。该分路阀52是电磁阀，电连接至E⑶5。因此，E⑶5能够控制分路阀52的开关。在分路阀52通过E⑶5而在任意的定时被打开时，至发动机2的空气的一部分流 入排气通道3的下游部分3c，此后，被作为二次空气(secondary air)提供给催化转换器 4。这样的二次空气使至催化转换器4的氧气的供给量增加，因此，促进在催化转换器4内 的催化反应。其结果，催化转换器4的温度上升。图6的暖机系统包括可变喷嘴In，但也可以代替可变喷嘴1而使用排废阀lw。图7表示第4实施例的暖机系统的一部分。图7的暖机系统与图6的暖机系统相对比时，其不同之处仅在于，分路通道51连 接到发动机2和涡轮It之间的排气通道3的上游部分3e。图7的暖机系统的情况下，在分路阀52在任意的定时被打开时，至发动机2的空 气的一部分作为二次空气而流入排气通道3的下游部分3c。这样的二次空气被用于残留在 排气中的燃料的燃烧，使排气的温度即排气的热量增大。更详细地说，由于在发动机2启动 时，ECU5使发动机2的输出增大，因此将空燃比控制在比理想空燃比小的值。因此，来自发 动机2的排气中残留未燃烧的燃料。这样的残留燃料通过在排气中被提供二次空气而容易 燃烧，使排气的温度上升。图8表示在图6和图7的暖机系统中适用的暖机方法的流程图。图8的流程图与图5的流程度相比，只有步骤S3、S4不同，以下仅说明这些步骤 S3、S4.图8的步骤S3仅包括步骤S34。在该步骤S34中，E⑶5打开分路阀52。因此，对 排气通道3的下游部分3c (图6的暖机系统的情况下)或排气通道3的上游部分3e (图7 的暖机系统的情况下)提供二次空气，并如前述那样完成催化转换器4自身或排气的升温。分路阀52可以与步骤S1、S2实质上在相同的定时被打开，或者也可以在估计为对 发动机2提供的压缩空气的量达到一定量的定时被打开。具体地说，分路阀52在从实施步 骤Sl开始经过了一定时间后被打开。或者，在测量提供给发动机2的压缩空气的流量的情 况下，在压缩空气的流量达到了一定量的定时，打开分路阀52。上述的步骤S34的实施使催化转换器4自身或通过催化转换器4的排气升温，因 此提前激活催化转换器4。图8的步骤S4在与图5的步骤S4相比时，不同之处仅在于，在步骤S41和步骤 S42之间包括步骤S43，此外，重复实施步骤S41至步骤S41的判定结果为是为止。在步骤 S41的判定结果成为是时，即，在催化转换器4的激活已完成时，E⑶5关闭分路阀52(步骤 S43)。从而在实施发动机2的通常的运转控制时(步骤S5)，，分路阀52维持关闭的状态。图9是表示图8的暖机方法的变形例的流程图。图9的流程图与图8的流程图相对比时，只有步骤S3不同，以下说明不同点。图9的步骤S3除了包括步骤S34之外，还包括前述的图5的步骤S31 S33。此 时，除了完成基于步骤S34的实施的催化转换器4的升温，还完成基于步骤S31 S33的实 施的排气的热量增大。其结果，进一步缩短催化转换器4的激活所需时间。图10概略表示第5实施例的暖机系统。
图10的暖机系统还包括电动加速器(b00Ster)81。该电动加速器81配置在吸气通道6。详细地说，电动加速器81具有在吸气通道6的上游部分6a配置的压缩机81c和 连接在压缩机81c的电动马达81m。电动马达81m电连接在E⑶5，E⑶5能够控制电动马达 81m的工作状态(驱动、停止和旋转数)。从而，在电动加速器81工作时，电动加速器81使提供给发动机2的压缩空气的流 量不依赖于通过涡轮增压器1的涡轮U的排气的流量而增加，并使涡轮增压器1的压缩机 Ic强制驱动。其结果，涡轮It也被强制驱动。图10的涡轮增压器1不需要驱动马达lm，但也可以冗余地具有驱动马达lm。应用于图10的暖机系统的暖机方法只有在步骤Sl代替驱动马达Im而驱动马达 8 Im被驱动这一点与前述的暖机方法不同。图11概略表示第6实施例的暖机系统。图11的暖机系统的情况下，分离涡轮增压器1的涡轮It和压缩机lc。涡轮It连 接在发电机Ig上，压缩机Ic连接在电动马达Im上。发电机Ig和电动马达Im连接在蓄电 池91。在发电机Ig产生的电蓄电在蓄电池91，蓄电池91对电动马达Im提供电力。即使在这样的暖机系统，在压缩机Ic被电动马达Im驱动时，压缩机Ic使提供给 发动机2的压缩空气的流量不依赖于通过涡轮It的排气的流量而增加。在实施催化转换 器4的暖机时，优选将发电机Ig切换到无负载的状态，此外将基于排气的涡轮It的工作量 限制为最小。应用在图11的暖机系统的暖机方法只有在步骤Sl驱动马达Im被驱动的同时发 电机Ig切换到无负载的状态这一点与前述的暖机方法不同。图11的暖机系统中涡轮It和压缩机Ic互相分离，从而关于这些涡轮It和压缩 机lc，配置上的制约少，且通用性理想。本发明也不限于前述的实施例。例如，图10和图11的暖机系统也可以包括在图 2、图6和图7的暖机系统中采用的构造。
1权利要求
一种催化转换器的暖机方法，对配置在附有涡轮增压机的内燃机的排气通道从而净化排气的催化转换器进行暖机，所述暖机方法包括第1步骤，使提供给所述内燃机的空气的流量不依赖于通过所述涡轮增压器的涡轮的排气的流量而增加；第2步骤，调整通过所述涡轮的排气的流动，减少通过所述涡轮而至所述催化转换器的排气的热能损失；以及第3步骤，使至所述内燃机的燃料的供给增加或对排气中提供氧气，并使从所述内燃机排出的排气的热量增加或促进所述催化转换器本身的催化反应。
2.如权利要求1所述的催化转换器的暖机方法，其中，所述第2步骤将可变容量型涡轮增压器的可变喷嘴或排废阀设为开状态。
3.如权利要求1所述的催化转换器的暖机方法，其中，所述第3步骤通过使提供给所述内燃机的燃料增加，从而使排气的热量增加。
4.如权利要求1所述的催化转换器的暖机方法，其中，所述第3步骤通过使应提供给所述内燃机的空气的一部分在所述催化转换器的上游 流入所述内燃机的排气通道，从而使排气的热量增加或促进所述催化转换器的催化反应。
5.如权利要求1所述的催化转换器的暖机方法，其中，还包括第4步骤，在完成了所述催化转换器的激活后，在通常的运转控制模式下实施 所述涡轮增压器和所述内燃机的运转。
6.一种催化转换器的暖机系统，对配置在附有涡轮增压机的内燃机的排气通道从而净 化排气的催化转换器进行暖机，所述暖机系统包括吸气调整装置，使提供给所述内燃机的空气的流量不依赖于通过所述涡轮增压器的涡 轮的排气的流量而增加；涡轮调整装置，调整通过所述涡轮的排气的流动，并降低通过所述涡轮而至所述催化 转换器的排气的热能损失；排气调整装置，使至所述内燃机的燃料的供给增加或对排气中提供氧气，并使从所述 内燃机排出的排气的热量增加或促进所述催化转换器的催化反应；以及控制装置，控制所述吸气调整装置、所述涡轮调整装置以及所述排气调整装置的动作。
7.如权利要求6所述的催化转换器的暖机系统，其中， 所述涡轮调整装置包括可变喷嘴或排废阀，所述控制装置将可变喷嘴或排废阀设为开状态，从而使至所述催化转换器的排气的热 能损失降低。
8.如权利要求6所述的催化转换器的暖机系统，其中， 所述排气调整装置使提供给所述内燃机的燃料增加。
9.如权利要求6所述的催化转换器的暖机系统，其中，所述排气调整装置包括用于连接对所述内燃机提供空气的吸气通道和所述排气通道 的分路通道、以及用于开关该分路通道的分路阀，所述控制装置打开所述分路阀，使得将应提供给所述内燃机的空气的一部分提供给所 述排气通道，从而使所述内燃机的排气的热量增大或促进所述催化转换器的催化反应。
10.如权利要求6所述的催化转换器的暖机系统，其中，还包括检测器，检测所述催化转换器是否已激活，所述控制装置在基于所述检测器的检测结果判定为所述催化转换器已激活时，在通常 的运转控制模式下实施所述涡轮增压器和所述内燃机的运转。
11.如权利要求6所述的催化转换器的暖机系统，其中，所述吸气调整部件包括连接在所述涡轮增压器的电动马达或在所述涡轮增压器的上 游侧在所述内燃机的吸气通道配置的电动加速器，所述电动加速器使提供给内燃机的空气 量增加。
全文摘要
用于实施催化转换器的暖机方法的暖机系统包括电动马达(1m)，使提供给内燃机(2)的空气的流量不依赖于通过涡轮增压器(1)的涡轮(1t)的排气的流量而由涡轮增压器(1)增加；可变喷嘴(1n)，调整通过涡轮(1t)的排气的流动；以及ECU(5)，用于控制电动马达(1m)和可变喷嘴(1n)的动作以及提供给内燃机(2)的燃料量，在内燃机(2)启动后，ECU(5)驱动电动马达(1m)使涡轮(1t)强制性旋转，并将可变喷嘴(1n)切换到开状态，另一方面，使提供给内燃机(2)的燃料增加，从而实施催化转换器(4)的暖机。
文档编号F02B37/00GK101978143SQ20098010988
公开日2011年2月16日 申请日期2009年3月9日 优先权日2008年3月19日
发明者品川和彦, 清水政宏 申请人:株式会社Ihi