专利名称：排放气体净化催化剂的预热方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及对于排放气体进行净化的排放气体净化催化剂的预热方法及系统，具 体是涉及可以对具备增压器的内燃机的排放气体净化催化剂进行早期活化的排放气体净 化催化剂的预热方法及系统
背景技术：
在使用柴油发动机或汽油发动机等的内燃机的机动车等中，设置有净化排放气体 的三元催化剂等的催化剂。这种排放气体净化催化剂的作用是随着温度上升而还原能力发 生活化，因此，重要的是其温度管理。然而，在发动机刚启动后，由于排放气体的温度较低， 因此，等到使排放气体净化催化剂活化需要一定时间(预热时间)。为了解决该问题，可以 采用利用加热器加热排放气体净化催化剂的方法或提高设定发动机刚启动后的怠速转速 的方法等。此外，有的内燃机中，为了增大输出而设置有增压器(涡轮增压器)。这种增压器 是如下装置，即，利用涡轮来回收排放气体的能量而使压缩机工作，并将压缩空气供给到发 动机而谋求增大输出。在带有增压器的内燃机的情况下，通常排放气体净化催化剂被配置 在增压器的下游侧。其结果，带增压器的内燃机，由于增压器的排放气体回收与增压器自身 的热容量的关系，使得供给到排放气体净化催化剂的热量减少，因此，与不带有增压器的内 燃机相比，其预热时间存在变长的倾向。因此，针对带增压器的内燃机，重要的是如何缩短 预热时间。例如，专利文献1中公开了一种涡轮增压器控制机构，其特征在于，具备控制装 置，所述控制装置，判定催化剂转换器的预热必要时期，在催化剂转换器的预热必要时期， 控制涡轮转速，而使涡轮侧的排放气体流入压力与排放气体流出压力的压力差减小到规定 范围内。这种涡轮增压器控制机构，由于在催化剂转换器的预热必要时期，控制装置使涡轮 增压器的涡轮侧的排放气体流入压力与排放气体流出压力的压力差减小到规定范围内，因 此，可以减轻相对排放气体流动的涡轮的阻力，从而减小用于使涡轮旋转的排放气体热能 量。由此，能够抑制涡轮消耗排放气体热能量，在催化剂转换器的预热必要时期，能够将具 有足够温度的排放气体供给到催化剂转换器，从而在短时间内有效地预热催化剂转换器， 而提高其预热效率。专利文献1 (日本)特开2007-278252号公报。然而，专利文献1所记载的涡轮增压器控制机构，其技术思想在于，尽量减少由内 燃机产生的热量损耗，相应地增加排放气体净化催化剂的预热能量，但是减少热量的损耗 量存在局限性。此外，为了将涡轮侧的排放气体流入压力与排放气体流出压力的压力差在 短时间内极力地控制为接近零状态，需要复杂的处理。而且，等到将涡轮侧的排放气体流 入压力与排放气体流出压力的压力差在短时间内极力地控制为接近零状态，需要一定的时 间，因此，预热时间的缩短受到限制。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种排放气体净化催化剂 的预热方法及系统，可以利用简便的方法缩短排放气体净化催化剂的预热时间，从而可以 使排放气体净化催化剂早期活化。本发明提供一种排放气体净化催化剂的预热方法，其对于配置在具备增压器的内 燃机的排放气体流路的排放气体净化催化剂进行预热，其特征在于，对所述增压器的涡轮 负载反向扭矩而使排放气体温度上升。也可以构成为，在负载反向扭矩时，使所述排放气体从所述涡轮的上游侧向所述 增压器的压缩机的下游侧循环。也可以构成为，在所述增压器具有涡轮流量调节机构的情况下，在负载反向扭矩 时按照减小排放气体的能量损耗的方式控制所述涡轮流量调节机构，还可以构成为，按照 使所述排放气体从所述涡轮的上游侧向所述增压器的压缩机的下游侧循环的方式控制所 述涡轮流量调节机构。本发明提供一种排放气体净化催化剂的预热系统，其对于配置在具备增压器的内 燃机的排放气体流路的排放气体净化催化剂进行预热，其特征在于，具有负载装置，其与 所述增压器的涡轮连接；以及控制装置，其在所述排放气体净化催化剂预热时，使所述负载 装置工作而对所述涡轮产生反向扭矩。也可以构成为，所述控制装置根据检测所述涡轮的转速或所述排放气体流路的压 力的传感器的输出来控制所述负载装置。所述排放气体净化催化剂的预热系统，还可以具有排放气体再循环装置，其使所 述排放气体从所述涡轮的上游侧向所述增压器的压缩机的下游侧循环；以及控制装置，其 在所述排放气体净化催化剂预热时使所述排放气体再循环装置工作而使所述排放气体循 环。所述排放气体净化催化剂的预热系统，还可以具有涡轮流量调节机构，其调节所 述涡轮的排放气体流量；以及控制装置，其在所述排放气体净化催化剂预热时，进行控制使 所述涡轮流量调节机构工作，而减小排放气体的能量损耗。所述排放气体净化催化剂的预热系统，还可以具有排放气体再循环装置，其使所 述排放气体从所述涡轮的上游侧向所述增压器的压缩机的下游侧循环；涡轮流量调节机 构，其调节所述涡轮的排放气体流量；以及控制装置，其在所述排放气体净化催化剂预热 时，使所述排放气体再循环装置及所述涡轮流量调节机构工作，而使所述排放气体循环。发明效果根据本发明的排放气体净化催化剂的预热方法及系统，在如发动机启动时等，在 需要进行排放气体净化催化剂的预热的情况下，当对于增压器的涡轮负载反向扭矩时，使 得从内燃机排出的排放气体难以流动，从而可以在从内燃机至涡轮之间的排放气体流路内 使排放气体温度上升。因此，可以将高温的排放气体供给排放气体净化催化剂，可以缩短预 热时间，从而可以使排放气体净化催化剂早期活化。此外，根据本发明，由于只是对于涡轮负载反向扭矩，因此，不需要压力控制等复 杂的处理，从而可以利用简便的控制使排放气体净化催化剂早期活化。
图1是表示本发明的排放气体净化催化剂的预热系统的第一实施方式的简要构图2是表示涡轮转速和排放气体温度的时间变化的图。 图3是表示图1所示的第一实施方式的第一变形例的图。 图4是表示图1所示的第一实施方式的第二变形例的图。 图5是表示本发明的排放气体净化催化剂的预热系统的第二实施方式的简要构图6是表示本发明的排放气体净化催化剂的预热系统的第三实施方式的简要构图7是表示本发明的排放气体净化催化剂的预热系统的第四实施方式的简要构图8是表示本发明的排放气体净化催化剂的预热系统的第五实施方式的简要构图9是表示本发明的排放气体净化催化剂的预热系统的第六实施方式的简要构图10是表示本发明的排放气体净化催化剂的预热系统的第七实施方式的简要构成图。
成图。成图。成图。成图。成图。成图。标记说明1-增压器It-涡轮Ic-压缩机Im-电动马达Is-传感器In-可变喷嘴Iw-废气旁通阀Ig-发电机2-发动机3-排放气体流路3e-发动机排放气体流路
4-排放气体净化催化剂4s-检测器5-控制装置6-进气流路6e-发动机进气流路7-点火装置31-传感器41-EGR 流路42-EGR 阀
51-分流路52-旁通流路61-蓄电池62-电动辅助装置62c-压缩机62m-电动马达
具体实施例方式下面，根据图1 图10说明本发明的实施方式。其中，图1是表示本发明的排放 气体净化催化剂的预热系统的第一实施方式的简要构成图。图1所示的本发明的排放气体净化催化剂的预热系统，其对于排放气体净化催化 剂4进行预热，所述排放气体净化催化剂4配置在具备增压器1的内燃机(发动机2、的排 放气体流路3中，所述排放气体净化催化剂的预热系统具有与增压器1的涡轮It连接的 负载装置(电动马达Im)；以及在排放气体净化催化剂4预热时使负载装置(电动马达Im) 工作而对涡轮It产生反向扭矩的控制装置5。增压器1是利用涡轮It回收排放气体的能量使压缩机Ic工作并将压缩空气供给 到发动机2而谋求增大输出的装置。压缩机Ic的入口侧与吸入外部空气的进气流路6连 接，其出口侧与将压缩空气供给到发动机2的发动机进气流路6e连接。在发动机进气流路 6e也可以配置对压缩空气进行冷却的中间冷却器。此外，涡轮It的入口侧与输送发动机 2的排放气体的发动机排放气体流路3e连接，其出口侧与将排放气体排放到外部的排放气 体流路3连接。图1所示的增压器1具有能够调节涡轮It转速的电动马达lm，构成为不依赖于供 给到涡轮It的排放气体流量而能够使增压器1工作。通常，电动马达Im是在排放气体流 量无法得到足够的涡轮It的转速时(例如发动机2启动时等)，操作电动马达Im而强制 地使涡轮It向增大压缩机Ic的进气量的方向旋转。但在本发明中，在排放气体净化催化 剂4预热时，使电动马达Im工作，而对涡轮It产生反向扭矩。具体是，操作电动马达lm， 从而在涡轮It的正旋转方向即P方向的相反方向即N方向产生扭矩。当在涡轮It产生反 向扭矩时，使得涡轮It变得难以旋转，而使涡轮It成为流过排放气体流路3的排放气体的 阻力。因此，从发动机2排出的排放气体在滞留在发动机排放气体流路!Be内的同时缓缓地 被输送到涡轮It的下游的排放气体流路3。如此，通过使排放气体滞留在发动机排放气体 流路3e内，而能够使排放气体的温度有效地上升，从而能够在短时间内使流过排放气体流 路3的排放气体的温度上升。即，通过采用对涡轮It负载反向扭矩的简便的方法，能够使 排放气体净化催化剂早期活化。此外，在涡轮It配置有检测转速的传感器Is (例如旋转编码器等)。传感器Is与 控制装置5电连接，控制装置5根据传感器Is的输出控制电动马达lm，从而按照使涡轮It 成为规定转速的方式负载反向扭矩。此外，由于发动机2启动时是额定运转，因此，可以根 据每个发动机2或增压器1的型式或尺寸预先设定施加给涡轮It的反向扭矩，从而也可以 省略传感器1。发动机2例如是装在机动车等的柴油发动机或汽油发动机。发动机2根据运转状况被控制压缩空气或燃料的供给量。该控制利用车载的电子控制单元(ECU)来进行。发动 机2的控制由空燃比(空气质量/燃料质量)进行控制。例如，在通常运转时，为使排放 气体净化催化剂4有效地发生作用，按照成为接近理论空燃比(空气中的氧和燃料没有过 多或不足而进行反应的状态)的空燃比的方式进行控制。此外，有时为了降低油耗和减少 排放气体中的有害物质，也可以控制成低于理论空燃比的空燃比(经济空燃比)。此外，在 发动机2启动时，为了谋求增大输出，控制成燃料丰富的空燃比。此外，这种电子控制单元 (ECU)，也可以作为本发明的预热系统的控制装置5发挥作用。排放气体净化催化剂4例如是三元催化剂。三元催化剂可以是将排放气体中所含 有的有害物质(主要是碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物)除去的排放气体净化催化剂4，但 本发明所使用的排放气体净化催化剂4并不局限于三元催化剂。对于排放气体净化催化剂 4设置有检测是否已活化的检测器如。检测器4s例如是温度计或氧浓度检测器。作为检 测器4s采用温度计时，检测是否已达到排放气体净化催化剂4活化的温度(在三元催化剂 的情况下，为200 300°C )。此外，由于排放气体净化催化剂4的温度由排放气体的温度 决定，因此，也可以配置检测器4s，以检测排放气体净化催化剂4之前或之后的排放气体的 温度。作为检测器4s采用氧浓度检测器时，检测排放气体净化催化剂4是否发挥作用。此 时，优选的是将检测器4s配置在排放气体净化催化剂4之后。此外，也可以检测二氧化碳 等的氧以外的气体浓度。控制装置5具体是上述的电子控制单元(EOT)。控制装置5与使发动机2启动的 点火装置7电连接，构成为检测发动机2已启动。此外，控制装置5与发动机2的燃料供给 装置电连接，构成为按照使发动机2成为所期望的空燃比的方式向发动机2供给燃料。此 外，控制装置5与电动马达Im电连接，构成为能够进行电动马达Im的驱动、停止、转速控制 等。而且，控制装置5与检测器如电连接，构成为能够检测排放气体净化催化剂4是否已 活化。当控制装置5检测到由于点火装置7的操作而使发动机2启动时，将电动马达Im与 涡轮It的离合器连接，使电动马达Im工作而对涡轮It产生反向扭矩。利用电动马达Im 对涡轮It负载的反向扭矩量例如根据传感器Is的输出来进行控制。此外，控制装置5，根 据检测器4s的信号检测排放气体净化催化剂4是否已活化，在排放气体净化催化剂4已活 化时，停止电动马达Im并解除离合器。在此，图2是表示涡轮转速和排放气体温度的时间变化的图。该图中，横轴表示 时间(分)，左纵轴表示涡轮转速(rpm)，右纵轴表示排放气体温度(°C)。此外，用点划线 (FUTl)表示现有例1的数据，用两点划线(F2、T2)表示现有例2的数据，用实线(F3、T3) 表示本发明的数据。现有例1是采用对涡轮没有连接电动马达的通常的增压器的排放气体净化催化 剂的预热系统。在该现有例1中，预热时的涡轮转速在图2中用点划线的曲线Fl描绘出曲 线，提高设定了怠速转速P (例如3万 5万转左右)。在现有例1中，由于由发动机的排放 气体使增压器作用，因此，无法在发动机启动时在短时间内使涡轮转速上升，因此，等到涡 轮转速达到怠速转速P需要一定的时间。其结果，如图2中点划线的直线Tl所示，等到达 到排放气体净化催化剂活化的温度α (例如200 300°C )，需要一定的怠速时间tl (例如 5 6分左右)。现有例2是采用对涡轮连接电动马达的电动辅助增压器的排放气体净化催化剂的预热系统。在该现有例2中，预热时的涡轮转速在图2中用两点划线的曲线F2描绘出 曲线，与现有例1同样提高设定了怠速转速P，由于利用电动马达积极地使涡轮旋转，因此， 能够在发动机启动时在短时间内使涡轮转速上升，因此，能够缩短涡轮转速达到怠速转速P 的时间。然而，现有例2与现有例1同样，排放气体能量的损耗等较大，如图2中两点划线 的直线T2所示，等到达到排放气体净化催化剂活化的温度α (例如200 300°C )，需要一 定的怠速时间t2 (例如4 5分左右)。另一方面，图1所示的本发明的排放气体净化催化剂4的预热系统，由于在预热 时，对涡轮It负载反向扭矩，因此，涡轮转速描绘出如图2中由实线的曲线3所示的曲线， 其怠速转速q比现有的怠速转速P设定得低。具体是，其怠速转速q设定为现有的怠速转 速ρ的1/3 2/3左右(例如1万 3万转左右)。这样，通过对涡轮It负载反向扭矩，使 涡轮U成为排放气体的阻力来进行控制，能够使从发动机2排出的排放气体在滞留在发动 机排放气体流路3e内的同时缓缓地被输送到涡轮It的下游的排放气体流路3，从而能够在 发动机排放气体流路3e内有效地使排放气体的温度上升。因此，根据本发明的预热方法， 通过对增压器1的涡轮It负载反向扭矩而使排放气体的温度上升，由此，如图2中实线的 直线T3所示，达到排放气体净化催化剂4活化的温度α (例如200 300°C )的怠速时间 t3可以缩短到1 2分左右。在上述说明中，对于利用涡轮It的转速控制反向扭矩的负载量的情况进行了说 明，但也可以通过检测排放气体流路3 (包括发动机排放气体流路3e)的压力来控制使涡轮 It负载的反向扭矩量。在此，图3是表示图1所示的第一实施方式的第一变形例的图，图4 是表示第二变形例的图。此外，在各图中，对于与第一实施方式相同的构成部件附加相同的 标记，并省略重复的说明。图3所示的第一变形例，在排放气体流路3中配置有检测排放气体净化催化剂4 的入口侧的压力的传感器31。传感器31与控制装置5电连接，控制装置5根据传感器31 的输出来控制电动马达lm。传感器31也可以测量涡轮It的出口侧的压力。在该第一变形 例中，利用控制装置5对于涡轮It负载反向扭矩，以使得压力传感器31的输出减小没有负 载反向扭矩时的压力的10 30%左右。图4所示的第二变形例，在排放气体流路3的一部分即发动机排放气体流路3e中 配置有检测涡轮It的入口侧压力的传感器31。传感器31与控制装置5电连接，控制装置 5根据传感器31的输出来控制电动马达lm。传感器31也可以测量发动机2的出口侧的压 力。在该第二变形例中，利用控制装置5对于涡轮It负载反向扭矩，以使得压力传感器31 的输出增加没有负载反向扭矩时的压力的10 30%左右。此外，通常考虑到，当控制涡轮It的转速时，由于压缩机Ic的转速降低，供给到发 动机2的压缩空气量减少，因此供给到发动机2的燃料也减少，因此，排放气体能量的热量 降低，对于排放气体净化催化剂4的早期活化是不优选的。但本发明是与这种通常的想法 相反，其是根据如下见解而提出的，即，即使由发动机2给予的排放气体能量的热量降低， 通过利用涡轮It成为排放气体的阻力，能够积累由发动机2给予的排放气体能量的热量而 在短时间内能够使排放气体的温度有效地上升。因此，本发明不仅能够使排放气体净化催 化剂4早期活化，而且还能够降低发动机2的油耗。此外，由于能够使排放气体净化催化剂 4早期活化，因此，能够减小排放气体净化催化剂4的热质，从而能够减少排放气体净化催化剂4的使用量，而实现降低成本，还具有能够进一步缩短预热时间等的效果。下面，对于本发明的其它实施方式进行说明。其中，图5是表示本发明的排放气体 净化催化剂的预热系统的第二实施方式的简要构成图，图6是表示第三实施方式的简要构 成图，图7是表示第四实施方式的简要构成图，图8是表示第五实施方式的简要构成图，图9 是表示第六实施方式的简要构成图，图10是表示第七实施方式的简要构成图。此外，在各 图中，对于与第一实施方式相同的构成部件附加相同的标记，并省略重复的说明。图5所示的第二实施方式，具有排放气体再循环装置(EGR=Exhaust gas Recirculation)，其使排放气体从涡轮It的上游侧向压缩机Ic的下游侧循环；以及控制 装置5，其在排放气体净化催化剂4预热时使排放气体再循环装置工作而使排放气体循环。 排放气体再循环装置具有将发动机排放气体流路6e和发动机进气流路3e连接的EGR流 路41、以及配置在再循环流路41的EGR阀42。EGR阀42与控制装置5电连接，构成为能 够在任意定时打开关闭EGR阀42。控制装置5，例如在检测到由于点火装置7的操作而使 发动机2启动时，在从发动机2启动而经过了一定时间时，在涡轮It的转速成为规定转速 时，在排放气体流路3的压力成为规定压力时，使EGR阀42成为打开状态，而利用EGR流 路41时排放气体循环。这样，通过使发动机排放气体流路:3e内的排放气体循环，能够有效 地使排放气体的温度上升。此外，控制装置5，例如在检测到排放气体净化催化剂4已活化 时，将EGR阀42切换为关闭状态。此外，通常在排放气体再循环装置连接冷却器等的冷却 机构，但在本发明中，在使排放气体循环的情况下，由于需要使排放气体的温度上升，因此， 使冷却机构不工作。图6所示的第三实施方式，具有涡轮流量调节机构，其调节涡轮It的排放气体流 量；以及控制装置5，其在排放气体净化催化剂4预热时，进行控制使涡轮流量调节机构工 作，而减小涡轮流量调节机构中的排放气体的能量损耗。具体是，在涡轮It的排放气体的 入口部配置有涡轮流量调节机构即可变喷嘴In。因此，图示的增压器1构成所谓的可变容 量式增压器。可变容量式增压器，能够利用可变喷嘴In的打开关闭来控制供给到涡轮It 的排放气体的流量，由此，能够控制供给到发动机2的压缩空气的流量，从而可以利用一个 增压器1覆盖发动机2的大的运转范围而确保高的增压效率。可变喷嘴In是包含能够将 增压器1作为可变容量式的所有机构的含义，例如，还存在风门式或叶片式。此外，可变喷 嘴In与控制装置5电连接，构成为能够在任意的定时打开关闭可变喷嘴In。可变喷嘴In 在预热时由控制装置5进行控制而减小涡轮It的排放气体的能量损耗。具体是，当控制装 置5检测到由于点火装置7的操作而使发动机2启动时，使可变喷嘴In成为打开状态，优 选的是成为全开状态。在可变喷嘴In成为打开状态时，能够减小可变喷嘴In的排放气体 的阻力，从而能够减小可变喷嘴In的排放气体的能量损耗。此外，虽然没有图示，但涡轮流 量调节机构也可以是废气旁通阀。图7所示的第四实施方式及图8所示的第五实施方式，具有排放气体再循环装置 (EGR)，其使排放气体从涡轮It的上游侧向压缩机Ic的下游侧循环；涡轮流量调节机构， 其调节涡轮It的排放气体流量；以及控制装置5，其在排放气体净化催化剂4预热时，使排 放气体再循环装置及涡轮流量调节机构工作，而使排放气体循环。排放气体再循环装置与 第二实施方式同样，具有将发动机排放气体流路6e和发动机进气流路3e连接的EGR流 路41、以及配置在再循环流路41的EGR阀42，利用控制装置5与第二实施方式同样进行控制。另一方面，涡轮流量调节机构按照使发动机排放气体流路3e内的压力上升的方式进行 作用，发挥功能而使发动机排放气体流路3e内的排放气体容易循环。图7所示的第四实施方式，表示的是涡轮流量调节机构为可变喷嘴In的情况。例 如，在控制装置5检测到由于点火装置7的操作而使发动机2启动而使EGR阀42成为打开 状态时，由于仅仅是对涡轮It负载反向扭矩而无法使发动机排放气体流路3e内的压力有 效上升，因此，使可变喷嘴In成为接近关闭状态，等到成为排放气体再循环装置能够发挥 作用的状态时，使可变喷嘴In切换为打开状态而抑制排放气体能量的减少。该可变喷嘴In 的开度调节，可以利用从发动机2启动开始的经过时间预先设定，也可以一边监视发动机 排放气体流路3e和发动机进气流路6e的压力，一边进行开度调节。图8所示的第五实施方式，表示作为涡轮流量调节机构采用废气旁通阀Iw的情 况。废气旁通阀1 具有与发动机进气流路6e连接的分流路51、以及与涡轮It的下游侧 的排放气体流路3连接的旁通流路52。该废气旁通阀Iw是如下装置，即，在流过发动机进 气流路6e的压缩空气的压力过高时，废气旁通阀Iw成为打开状态，输送排放气体而使排放 气体从涡轮It旁通，由此，减小压缩机Ic的进气流量而降低压缩空气的压力。此外，废气 旁通阀Iw与控制装置5电连接，构成为能够在任意的定时打开关闭废气旁通阀lw。例如， 在控制装置5检测到由于点火装置7的操作而使发动机2启动而使EGR阀42成为打开状 态时，由于仅仅是对涡轮It负载反向扭矩而无法使发动机排放气体流路3e内的压力有效 上升，因此，使废气旁通阀Iw成为接近关闭状态，等到成为排放气体再循环装置能够发挥 作用的状态时，使废气旁通阀Iw切换为打开状态而抑制排放气体能量的减少。该废气旁通 阀1 的开度调节，可以利用从发动机2启动开始的经过时间预先设定，也可以一边监视发 动机排放气体流路3e和发动机进气流路6e的压力，一边进行开度调节。图9所示的第六实施方式及图10所示的第七实施方式，表示作为负载装置采用发 电机Ig的情况。即使将第一实施方式所示的电动马达Im置换成发电机lg，也可以与第一 实施方式同样对涡轮It负载反向扭矩。发电机Ig与蓄电池61电连接，构成为能够储存由 发电机Ig发出的电。此外，储存于蓄电池61的电的使用途径，并不局限于第六实施方式及 第七实施方式所记载的技术方案。图9所示的第六实施方式，对于增压器1配置有电动辅助装置62。电动辅助装置 62具有配置在进气流路6的压缩机62c、以及驱动压缩机62c的电动马达62m。电动马达 62m由从蓄电池61供给的电来驱动。此外，电动马达6 !与控制装置5电连接，在发动机2 启动时等被控制驱动。通过配置该电动辅助装置62，即使在对涡轮It负载反向扭矩时，也 能够确保一定的进气量，从而可以增加能够供给到发动机2的燃料，可以增大排放气体能 量的热量，从而可以进一步缩短排放气体净化催化剂4的预热时间。图10所示的第七实施方式，将增压器1的涡轮It和压缩机Ic分离，对涡轮It连 接发电机lg，对压缩机Ic连接电动马达lm。构成为，发电机Ig和电动马达Im与蓄电池61 连接，用蓄电池61储存由发电机Ig发出的电，可以将蓄电池61的电供给电动马达lm。按 照这种结构，可以分别驱动涡轮It和压缩机lc，即使在对涡轮It负载反向扭矩时，也能够 利用压缩机Ic确保一定的进气量。因此，可以增加能够供给到发动机2的燃料，可以增大 排放气体能量的热量，从而可以进一步缩短排放气体净化催化剂4的预热时间。此外，由于 将涡轮It和压缩机Ic分离，因此，具有设备布局设计的限制小、通用性优良等效果。
本发明不局限于上述的实施方式，也可以在第二实施方式 第七实施方式中，配 置传感器31来检测排放气体流路3的压力，还可以在第六实施方式及第七实施方式中，配 置排放气体再循环装置或涡轮流量调节机构(可变喷嘴In、废气旁通阀Iw等)等，在不脱 离本发明宗旨的范围内，当然可以进行各种变更。
权利要求
1.一种排放气体净化催化剂的预热方法，其对于配置在具备增压器的内燃机的排放气 体流路的排放气体净化催化剂进行预热，其特征在于，对所述增压器的涡轮负载反向扭矩而使排放气体温度上升。
2.如权利要求1所述的排放气体净化催化剂的预热方法，其特征在于，使所述排放气体从所述涡轮的上游侧向所述增压器的压缩机的下游侧循环。
3.如权利要求1所述的排放气体净化催化剂的预热方法，其特征在于，在所述增压器具有涡轮流量调节机构的情况下，按照减小排放气体的能量损耗的方式 控制所述涡轮流量调节机构。
4.如权利要求1所述的排放气体净化催化剂的预热方法，其特征在于，在所述增压器具有涡轮流量调节机构的情况下，按照使所述排放气体从所述涡轮的上 游侧向所述增压器的压缩机的下游侧循环的方式控制所述涡轮流量调节机构。
5.一种排放气体净化催化剂的预热系统，其对于配置在具备增压器的内燃机的排放气 体流路的排放气体净化催化剂进行预热，其特征在于，具有负载装置，其与所述增压器的涡轮连接；以及控制装置，其在所述排放气体净化催化剂预热时，使所述负载装置工作而对所述涡轮 产生反向扭矩。
6.如权利要求5所述的排放气体净化催化剂的预热系统，其特征在于，所述控制装置根据检测所述涡轮的转速或所述排放气体流路的压力的传感器的输出 来控制所述负载装置。
7.如权利要求5所述的排放气体净化催化剂的预热系统，其特征在于，具有排放气体再循环装置，其使所述排放气体从所述涡轮的上游侧向所述增压器的压缩机 的下游侧循环；以及控制装置，其在所述排放气体净化催化剂预热时使所述排放气体再循环装置工作而使 所述排放气体循环。
8.如权利要求5所述的排放气体净化催化剂的预热系统，其特征在于，具有涡轮流量调节机构，其调节所述涡轮的排放气体流量；以及控制装置，其在所述排放气体净化催化剂预热时，进行控制以使所述涡轮流量调节机 构工作，而减小排放气体的能量损耗。
9.如权利要求5所述的排放气体净化催化剂的预热系统，其特征在于，具有排放气体再循环装置，其使所述排放气体从所述涡轮的上游侧向所述增压器的压缩机 的下游侧循环；涡轮流量调节机构，其调节所述涡轮的排放气体流量；以及控制装置，其在所述排放气体净化催化剂预热时，使所述排放气体再循环装置及所述 涡轮流量调节机构工作，而使所述排放气体循环。
全文摘要
本发明的排放气体净化催化剂的预热系统，对于配置在具备增压器(1)的发动机(2)的排放气体流路(3)的排放气体净化催化剂(4)进行预热，具有电动马达(1m)，其与增压器(1)的涡轮(1t)连接；以及控制装置(5)，其在排放气体净化催化剂(4)预热时使电动马达(1m)工作而对涡轮(1t)产生反向扭矩。
文档编号F01N3/24GK102046940SQ20098011915
公开日2011年5月4日 申请日期2009年3月25日 优先权日2008年5月30日
发明者品川和彦, 宫城嘉幸, 清水政宏 申请人:株式会社Ihi