知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023047082
(43)【公開日】2023-04-05
(54)【発明の名称】暖機制御装置及び暖機システム
(51)【国際特許分類】
F02D 23/00 20060101AFI20230329BHJP
【ＦＩ】
F02D23/00 F
F02D23/00 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021156012
(22)【出願日】2021-09-24
(71)【出願人】
【識別番号】000002082
【氏名又は名称】スズキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001380
【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】三浦 和也
【テーマコード（参考）】
3G092
【Ｆターム（参考）】
3G092AB02
3G092BA03
3G092DB03
3G092DC15
3G092EA02
3G092GA02
3G092HD09
(57)【要約】
【課題】 簡易な方法で排ガスの浄化触媒を早期に活性化させる暖機制御装置及び暖機システムを提供する。
【解決手段】 暖機制御装置５０は、エンジン１１の吸気通路１６及び排気通路１２に接続されてエンジン１１の吸気を過給する過給機１５を備えるエンジン排気系統４０を暖機する装置であって、イグニッションの始動時に過給機１５のタービン１８を駆動モータ２４で回転させる駆動モータ始動部５１と、イグニッションの始動時に浄化触媒１３の下流側の排気通路１２の口径を絞らせる絞り制御部５２と、口径が絞られた場合にエンジン１１を始動するエンジン始動部５３と、を備える。
【選択図】 図１
【解決手段】 暖機制御装置５０は、エンジン１１の吸気通路１６及び排気通路１２に接続されてエンジン１１の吸気を過給する過給機１５を備えるエンジン排気系統４０を暖機する装置であって、イグニッションの始動時に過給機１５のタービン１８を駆動モータ２４で回転させる駆動モータ始動部５１と、イグニッションの始動時に浄化触媒１３の下流側の排気通路１２の口径を絞らせる絞り制御部５２と、口径が絞られた場合にエンジン１１を始動するエンジン始動部５３と、を備える。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンジンの吸気通路及び排気通路に接続されて前記エンジンの吸気を過給する過給機を備えるエンジン排気系統を暖機する暖機制御装置において、
イグニッションの始動時に前記過給機のタービンを駆動モータで回転させる駆動モータ始動部と、
前記イグニッションの始動時に浄化触媒の下流側の前記排気通路の口径を絞らせる絞り制御部と、
前記口径が絞られた場合に前記エンジンを始動するエンジン始動部と、を備えることを特徴とする暖機制御装置。
イグニッションの始動時に前記過給機のタービンを駆動モータで回転させる駆動モータ始動部と、
前記イグニッションの始動時に浄化触媒の下流側の前記排気通路の口径を絞らせる絞り制御部と、
前記口径が絞られた場合に前記エンジンを始動するエンジン始動部と、を備えることを特徴とする暖機制御装置。
【請求項2】
前記エンジンの始動から所定時間の経過時に前記駆動モータを停止して前記口径の絞りを解除する解除部を備える請求項１に記載の暖機制御装置。
【請求項3】
エンジンの吸気通路及び排気通路に配置されて前記エンジンの排ガスでタービンを回転させて前記エンジンの吸気を過給可能な過給機と、
前記過給機より排気下流側の前記排気通路に設けられて前記排ガスを浄化する浄化触媒と、
前記浄化触媒より排気下流側の前記排気通路に設けられる排気絞り弁と、
前記過給機の連結シャフトに設置されて前記タービンを回転させる駆動モータと、
イグニッションの始動時に前記タービンを回転させる駆動モータ始動部と、
前記イグニッションの始動時に前記排気絞り弁で前記排気通路の口径を絞る絞り制御部と、
前記口径が絞られた後に前記エンジンを始動するエンジン始動部と、を備えることを特徴とする暖機システム。
前記過給機より排気下流側の前記排気通路に設けられて前記排ガスを浄化する浄化触媒と、
前記浄化触媒より排気下流側の前記排気通路に設けられる排気絞り弁と、
前記過給機の連結シャフトに設置されて前記タービンを回転させる駆動モータと、
イグニッションの始動時に前記タービンを回転させる駆動モータ始動部と、
前記イグニッションの始動時に前記排気絞り弁で前記排気通路の口径を絞る絞り制御部と、
前記口径が絞られた後に前記エンジンを始動するエンジン始動部と、を備えることを特徴とする暖機システム。
【請求項4】
前記エンジンの前記吸気通路上で前記過給機のコンプレッサの吸気側と排気側とを接続するバイパス通路と、
前記バイパス通路を開閉するバイパス弁と、
前記排気絞り弁を閉側に絞る際に前記バイパス通路を開放するように前記バイパス弁を開閉させるバイパス制御部と、を備える請求項３に記載の暖機システム。
前記バイパス通路を開閉するバイパス弁と、
前記排気絞り弁を閉側に絞る際に前記バイパス通路を開放するように前記バイパス弁を開閉させるバイパス制御部と、を備える請求項３に記載の暖機システム。
【請求項5】
前記エンジンの前記吸気通路に配置されて前記過給機で過給された吸気を冷却するインタークーラを備え、
前記バイパス通路は前記インタークーラと前記エンジンとの間の前記吸気通路から分岐する請求項４に記載の暖機システム。
前記バイパス通路は前記インタークーラと前記エンジンとの間の前記吸気通路から分岐する請求項４に記載の暖機システム。
【請求項6】
前記エンジンの始動から所定時間の経過時に前記駆動モータを停止し、前記口径の絞りを解除し、前記バイパス通路を閉止する解除部を備える請求項４または請求項５に記載の暖機システム。
【請求項7】
外気温を検出する温度計と、
前記外気温が低いほど前記所定時間を長くする暖機時間調整部と、を備える請求項６に記載の暖機システム。
前記外気温が低いほど前記所定時間を長くする暖機時間調整部と、を備える請求項６に記載の暖機システム。
【請求項8】
前記浄化触媒は、
前記排気通路の下流側に排ガス導入口が接続された触媒ケースと、
前記触媒ケースの拡径部に収容された触媒担体と、を備え、
前記連結シャフト、前記触媒担体の中心軸及び前記排ガス導入口の中心が同一軸上に配置される請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の暖機システム。
前記排気通路の下流側に排ガス導入口が接続された触媒ケースと、
前記触媒ケースの拡径部に収容された触媒担体と、を備え、
前記連結シャフト、前記触媒担体の中心軸及び前記排ガス導入口の中心が同一軸上に配置される請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の暖機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、自動車の排ガスを浄化する浄化触媒の暖機技術に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車の排ガスを浄化する浄化触媒は、温度が３００℃～５００℃程度の活性温度に達するまでは排ガスの浄化機能を十分に発揮しない。例えば、エンジンを停止すると浄化触媒は外気温まで降温するため、エンジンの始動時には十分な排ガス浄化性能を得られない。よって、浄化触媒を暖機してエンジンの始動後できるだけ早期に活性化させることが求められる。
従来では、例えば、アクチュエータでガイド部材の向きを制御して浄化触媒の中央部へ高温の排ガスを誘導することで、触媒を活性化させる技術が用いられている。
従来では、例えば、アクチュエータでガイド部材の向きを制御して浄化触媒の中央部へ高温の排ガスを誘導することで、触媒を活性化させる技術が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－１４０７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述した従来の技術では、ガイド部材の向きを変更させるなどタービンの構造を変更する必要があるという課題があった。
また、この変更を可能にするためのアクチュエータ及び軸受を付加する必要もあった。
また、この変更を可能にするためのアクチュエータ及び軸受を付加する必要もあった。
【0005】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、簡易な方法で排ガスの浄化触媒を早期に活性化させる暖機制御装置及び暖機システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本実施形態に係る暖機制御装置は、エンジンの吸気通路及び排気通路に接続されて前記エンジンの吸気を過給する過給機を備えるエンジン排気系統を暖機する装置であって、イグニッションの始動時に前記過給機のタービンを駆動モータで回転させる駆動モータ始動部と、前記イグニッションの始動時に前記浄化触媒の下流側の前記排気通路の口径を絞らせる絞り制御部と、前記口径が絞られた場合に前記エンジンを始動するエンジン始動部と、を備えるものである。
【0007】
本実施形態に係る暖機システムは、エンジンの吸気通路及び排気通路に配置されて前記エンジンの排ガスでタービンを回転させて前記エンジンの吸気を過給可能な過給機と、前記過給機より排気下流側の前記排気通路に設けられる浄化触媒と、前記浄化触媒より排気下流側の前記排気通路に設けられる排気絞り弁と、前記過給機の連結シャフトに設置されて前記タービンを回転させる駆動モータと、イグニッションの始動時に前記タービンを回転させる駆動モータ始動部と、前記イグニッションの始動時に前記排気絞り弁で前記排気通路の口径を絞る絞り制御部と、前記口径が絞られた後に前記エンジンを始動するエンジン始動部と、を備えるものである。
【発明の効果】
【0008】
本発明により、簡易な方法で排ガスの浄化触媒を早期に活性化させる暖機制御装置及び暖機システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0011】
（第１実施形態）
まず、図１を用いて、第１実施形態に係る暖機システム１０について概説する。
第１実施形態に係る暖機システム１０は、図１に示されるように、エンジン１１の排気通路１２に配置された浄化触媒１３を暖機するものである。
まず、図１を用いて、第１実施形態に係る暖機システム１０について概説する。
第１実施形態に係る暖機システム１０は、図１に示されるように、エンジン１１の排気通路１２に配置された浄化触媒１３を暖機するものである。
【0012】
暖機システム１０が接続されるエンジン１１は、例えば、自動車等に搭載された４気筒の内燃機関である。エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒に吸入空気を分配するインテークマニホールド及び各種ダクト等で構成される吸気通路１６が接続されている。吸気通路１６は、その一部である大気開放吸気通路１６ｂ（１６）の入口に配置されたエアクリーナ１７でダストが除去された空気を取り込んでエンジン１１に導く。これら吸気通路１６及びエアクリーナ１７はエンジン１１に大気中の空気を供給する吸気系統３０を構成する。なお、吸気通路１６は、後述するコンプレッサ２２の一部で構成しても、コンプレッサ２２とは別個のダクト部材で構成してもよい。
【0013】
一方、エンジン１１の排気口には、エンジン排気通路１２ａが接続される。エンジン排気通路１２ａは、エキゾーストマニホールド及び各種ダクト等で構成される排気通路１２の一部である。このエンジン排気通路１２ａの下流側の開口部には、浄化触媒１３の触媒ケース１３ａに設けられた排ガス導入口１３ｂが接続される。触媒ケース１３ａの拡径部には、触媒担体１３ｃが収納される。触媒担体１３ｃは、エンジン１１から排気通路１２に排出された排ガスＧ中の、例えばＣＯ及びＨＣを酸化しＮＯｘを還元して無害化する三元触媒である。ただし、触媒担体１３ｃは三元触媒に限定されるものではない。
これら排気通路１２及び浄化触媒１３は、エンジン１１からの排ガスＧを大気中へ排出する排気系統４０を構成する。なお、排気通路１２は、触媒ケース１３ａ又は後述するタービン１８の一部で構成しても、これらとは別個のダクト部材で構成してもよい。
これら排気通路１２及び浄化触媒１３は、エンジン１１からの排ガスＧを大気中へ排出する排気系統４０を構成する。なお、排気通路１２は、触媒ケース１３ａ又は後述するタービン１８の一部で構成しても、これらとは別個のダクト部材で構成してもよい。
【0014】
なお、触媒担体１３ｃはその温度がおよそ３００℃以上に上昇すると活性化する。この触媒担体１３ｃの温度は、エンジン１１に設けられた温度計２５で推定することができる。温度計２５はエンジン１１の始動前においては外気温を示しているため、外気温と同程度である触媒担体１３ｃの温度を推定することができる。なお、浄化触媒１３に触媒温度計が設けられている場合には触媒温度計で直接触媒担体１３ｃの温度を測定してもよい。
また、第１実施形態に係る暖機システム１０では、触媒担体１３ｃより下流側の触媒下流排気通路１２ｂ（１２）に例えば排気ブレーキで構成される排気絞り弁２７が設けられる。排気絞り弁２７で浄化触媒１３の排気流出口の径を絞って加圧することで、触媒ケース１３ａ内での排ガスＧの断熱圧縮が可能になる。
また、第１実施形態に係る暖機システム１０では、触媒担体１３ｃより下流側の触媒下流排気通路１２ｂ（１２）に例えば排気ブレーキで構成される排気絞り弁２７が設けられる。排気絞り弁２７で浄化触媒１３の排気流出口の径を絞って加圧することで、触媒ケース１３ａ内での排ガスＧの断熱圧縮が可能になる。
【0015】
なお、全実施形態を通して、「上流側」又は「下流側」の表現は、吸気系統３０においては吸気流れを基準にし、排気系統４０においては排気流れを基準にする。つまり、エンジン１１により近い側が、排気系統４０においては「上流側」となり、吸気系統３０においては「下流側」となる。
【0016】
また、エンジン１１には過給機１５が設けられる。過給機１５は、排ガスＧのエネルギーをタービン１８で回収してコンプレッサ２２を作動させることでエンジン１１の吸気を過給してエンジン１１の出力を増加させる装置である。タービン（タービンホイール）１８とコンプレッサ（コンプレッサインペラ）２２とは、これらの回転軸となる連結シャフト２１で互いに接続される。
タービン１８は、入口側でエンジン排気通路１２ａに接続され、出口側で浄化触媒１３に接続される。そして、タービン１８はエンジン１１から排出される排ガスＧを動力に回転する。
タービン１８は、入口側でエンジン排気通路１２ａに接続され、出口側で浄化触媒１３に接続される。そして、タービン１８はエンジン１１から排出される排ガスＧを動力に回転する。
【0017】
コンプレッサ２２は、入口が大気中の空気を吸気する大気開放吸気通路１６ｂ（１６）に接続され、出口が圧縮空気をエンジン１１に供給するエンジン吸気通路１６ａ（１６）に接続される。
コンプレッサ２２は、タービン１８の回転に連動して回転してエンジン１１の吸気を過給してエンジン１１の各気筒の燃焼室に過給空気を強制的に送り込む。また、コンプレッサ２２の下流側のエンジン吸気通路１６ａには、コンプレッサ２２によって過給された空気を冷却するインタークーラ２３が配置される。
また、過給機１５の連結シャフト２１には、駆動モータ２４が設けられる。駆動モータ２４は、タービン１８に供給される排ガスＧの動力とは独立して強制的にタービン１８を回転させる。
コンプレッサ２２は、タービン１８の回転に連動して回転してエンジン１１の吸気を過給してエンジン１１の各気筒の燃焼室に過給空気を強制的に送り込む。また、コンプレッサ２２の下流側のエンジン吸気通路１６ａには、コンプレッサ２２によって過給された空気を冷却するインタークーラ２３が配置される。
また、過給機１５の連結シャフト２１には、駆動モータ２４が設けられる。駆動モータ２４は、タービン１８に供給される排ガスＧの動力とは独立して強制的にタービン１８を回転させる。
【0018】
なお、過給機１５を有する多くの排気系統４０では、タービン１８と浄化触媒１３とを接続する排気通路１２が直角に屈曲している。しかし、排ガスＧを一気に触媒ケース１３ａに流入させて排ガスＧの断熱圧縮の効果を高めるため、連結シャフト２１、触媒担体１３ｃの中心軸Ｃ及び排ガス導入口１３ｂの中心Ｏは、同一軸上に配置されることが望ましい。ただし、排気通路１２が屈曲していても、断熱圧縮した排ガスＧを触媒ケース１３ａ内に送り込むことはできる。
【0019】
次に、暖機システム１０が備える暖機制御装置５０について、引き続き図１を用いて説明する。
エンジン１１及び充電システム等の電子制御される車載機器は、車載された電子制御ユニット（ＥＣＵ）６０によりコントローラ２６を介して制御される。
暖機制御装置５０は、このＥＣＵ６０内でＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えたマイクロコンピュータとして構成される。ＣＰＵは、制御プログラムに従って所望の演算を実行して、種々の処理や制御を行う。ＲＯＭは、ＣＰＵで処理する制御プログラムや制御データを記憶し、ＲＡＭは、主として制御処理のための各種作業領域として使用される。
エンジン１１及び充電システム等の電子制御される車載機器は、車載された電子制御ユニット（ＥＣＵ）６０によりコントローラ２６を介して制御される。
暖機制御装置５０は、このＥＣＵ６０内でＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えたマイクロコンピュータとして構成される。ＣＰＵは、制御プログラムに従って所望の演算を実行して、種々の処理や制御を行う。ＲＯＭは、ＣＰＵで処理する制御プログラムや制御データを記憶し、ＲＡＭは、主として制御処理のための各種作業領域として使用される。
【0020】
暖機制御装置５０は、コントローラ２６を介してエンジン１１、過給機１５及び浄化触媒１３の排気絞り弁２７を制御する。
具体的には、暖機制御装置５０は、駆動モータ始動部５１と、絞り制御部５２と、エンジン始動部５３と、を備える。駆動モータ始動部５１は、イグニッションの始動を確認してから駆動モータ２４を駆動させてタービン１８を回転させる。絞り制御部５２は、イグニッションの始動を確認してから排気絞り弁２７で触媒下流排気通路１２ｂの口径を絞る。エンジン始動部５３は、排気絞り弁２７により触媒下流排気通路１２ｂの口径が絞られた後にエンジン１１を始動する。エンジン始動部５３は、例えば絞り制御部５２から発信された排気絞り弁２７の動作指令の信号を感知してエンジン１１を始動する。
具体的には、暖機制御装置５０は、駆動モータ始動部５１と、絞り制御部５２と、エンジン始動部５３と、を備える。駆動モータ始動部５１は、イグニッションの始動を確認してから駆動モータ２４を駆動させてタービン１８を回転させる。絞り制御部５２は、イグニッションの始動を確認してから排気絞り弁２７で触媒下流排気通路１２ｂの口径を絞る。エンジン始動部５３は、排気絞り弁２７により触媒下流排気通路１２ｂの口径が絞られた後にエンジン１１を始動する。エンジン始動部５３は、例えば絞り制御部５２から発信された排気絞り弁２７の動作指令の信号を感知してエンジン１１を始動する。
【0021】
過給機１５の通常運転では、タービン１８の下流側が上流側よりも圧力が小さくなる。しかし、暖機システム１０による暖機運転では、触媒下流排気通路１２ｂの口径を絞ることで逆にタービン１８の上流側の圧力よりも下流側の圧力が高くなる。このような暖機制御装置５０の制御により、触媒ケース１３ａ内で排ガスＧが断熱圧縮されて昇温するため、浄化触媒１３が短時間で昇温する。
【0022】
また、暖機制御装置５０は、暖機時間調整部５４及び解除部５５を備えることが望ましい。
暖機時間調整部５４は、温度計２５で測定された外気温に基づいて暖機時間を決定する。暖機時間調整部５４は、事前に実験で取得した暖機時間と浄化触媒１３の上昇温度との関係データを保持する。そして、この関係データから、暖機時間調整部５４は暖機時の外気温に基づいて暖機時間を決定する。
暖機時間調整部５４は、温度計２５で測定された外気温に基づいて暖機時間を決定する。暖機時間調整部５４は、事前に実験で取得した暖機時間と浄化触媒１３の上昇温度との関係データを保持する。そして、この関係データから、暖機時間調整部５４は暖機時の外気温に基づいて暖機時間を決定する。
【0023】
一般に、外気温が低く触媒担体１３ｃが低温なほど触媒担体１３ｃを活性化温度まで昇温するのに時間がかかる。よって、暖機時間調整部５４は、温度計２５で測定された外気温が低いほど長い暖機時間を決定する。暖機時間として決定された所定時間が経過したとき、触媒担体１３ｃの温度は活性温度に到達したものと推定される。よって、この所定時間の経過時に解除部５５が駆動モータ２４を停止して排気絞り弁２７による絞りを解除して暖機を終了する。このように暖機時間調整部５４で暖機時間を決定することで、簡易な方法で浄化触媒１３の活性化の有無を判定することができる。
【0024】
次に、図２のフローチャートを用いて、暖機システム１０の動作について説明する。
なお、図２中及び以下の説明ではステップＳ１１を「Ｓ１１」として略記する。
まず、車両の走行を開始するためイグニッションをオンにして冷機運転すなわちアイドリング運転を開始する（Ｓ１１）。この時点では、エンジン１１における燃料の燃焼は開始されていないため、エンジン１１から高温の排ガスＧは排出されない。
なお、図２中及び以下の説明ではステップＳ１１を「Ｓ１１」として略記する。
まず、車両の走行を開始するためイグニッションをオンにして冷機運転すなわちアイドリング運転を開始する（Ｓ１１）。この時点では、エンジン１１における燃料の燃焼は開始されていないため、エンジン１１から高温の排ガスＧは排出されない。
【0025】
そして、駆動モータ始動部５１がイグニッションがオンにされたことを感知して、駆動モータ２４を始動させて断熱圧縮を開始する（Ｓ１２）。このとき、排気絞り弁２７は絞られ、バイパス弁３２はバイパス通路３１を開放するように切り替えられる。
駆動モータ２４が駆動することで、タービン１８が回転して浄化触媒１３に空気が送風される。このとき、排気絞り弁２７が絞られているため、触媒ケース１３ａ内に流入した空気は断熱圧縮をして急激に昇温する。空気が急激に昇温することで、触媒担体１３ｃは短時間で昇温して活性化される。
駆動モータ２４が駆動することで、タービン１８が回転して浄化触媒１３に空気が送風される。このとき、排気絞り弁２７が絞られているため、触媒ケース１３ａ内に流入した空気は断熱圧縮をして急激に昇温する。空気が急激に昇温することで、触媒担体１３ｃは短時間で昇温して活性化される。
【0026】
そして、エンジン始動部５３が、駆動モータ２４の始動、排気絞り弁２７及びバイパス弁３２の作動を確認した後、エンジン１１を始動させる（Ｓ１３）。イグニッションがオンにされてからエンジン１１が始動するまでの時間は数秒以内である。
エンジン１１が始動すると、燃料の燃焼により高温の排ガスＧがタービン１８に流入するため、より一層浄化触媒１３の温度は上昇する。
エンジン１１が始動すると、燃料の燃焼により高温の排ガスＧがタービン１８に流入するため、より一層浄化触媒１３の温度は上昇する。
【0027】
なお、このとき、排気絞り弁２７は排気通路１２を完全には閉止せず、僅かに排ガスＧの流出路を確保する。排気絞り弁２７を絞ると、タービン１８の下流側には背圧が立ちエンジン１１からの排ガスＧのタービン１８への流入はある程度阻害される。タービン１８による送風量及び排気絞り弁２７の絞り量は、送風量がこの背圧による圧力損失を超過するように調整される。このように調節することで、排ガスＧは浄化触媒１３に流入する。
これらタービン１８からの送風量及び排気絞り弁２７の絞り量は、例えば事前に実験で取得したこれら送風量と絞り量との関係を示すデータに基づいて決定される。
これらタービン１８からの送風量及び排気絞り弁２７の絞り量は、例えば事前に実験で取得したこれら送風量と絞り量との関係を示すデータに基づいて決定される。
【0028】
そして、浄化触媒１３の暖機は、暖機時間調整部５４で決定された１～２分程度の所定時間が経過するまで継続される（Ｓ１４においてＮＯ）。
この所定時間が経過すると（Ｓ１４においてＹＥＳ）、浄化触媒１３の断熱圧縮を終了する（Ｓ１５）。
このとき、解除部５５がステップＳ１２とは逆の動作を行う。つまり、解除部５５は、駆動モータ２４を停止させ、排気絞り弁２７の絞りを開放する（ＥＮＤ）。
この所定時間が経過すると（Ｓ１４においてＹＥＳ）、浄化触媒１３の断熱圧縮を終了する（Ｓ１５）。
このとき、解除部５５がステップＳ１２とは逆の動作を行う。つまり、解除部５５は、駆動モータ２４を停止させ、排気絞り弁２７の絞りを開放する（ＥＮＤ）。
【0029】
なお、このときタービン１８の背圧の大小関係はタービン１８の上流側と下流側とで反転する。急激な圧力の変動は、エンジン１１及び過給機１５の急速なトルク変動を発生させる。よって、急速なトルク変動を回避するため、ステップＳ１５における駆動モータ２４、バイパス弁３２及び排気絞り弁２７の動作はステップＳ１２よりも低速で行うのが好ましい。
なお、過給機１５による暖機運転の終了後は、昇温した排ガスＧによる従来の暖機により浄化触媒１３をさらに昇温してもよい。
なお、過給機１５による暖機運転の終了後は、昇温した排ガスＧによる従来の暖機により浄化触媒１３をさらに昇温してもよい。
【0030】
以上のように、第１実施形態に係る暖機制御装置５０によれば、排ガスＧを断熱圧縮させて浄化触媒１３に供給することで、浄化触媒１３を早期に暖機することができる。
【0031】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態に係る暖機システム１０の構成図である。
第２実施形態に係る暖機システム１０は、図３に示されるように、エンジン１１の吸気通路１６上で過給機１５のコンプレッサ２２の吸気側と排気側とを接続するバイパス通路３１を備える。
また、このバイパス通路３１には、暖機制御装置５０に設けられるバイパス制御部５６により制御されてバイパス通路３１を開閉するバイパス弁３２が設置される。
図３は、第２実施形態に係る暖機システム１０の構成図である。
第２実施形態に係る暖機システム１０は、図３に示されるように、エンジン１１の吸気通路１６上で過給機１５のコンプレッサ２２の吸気側と排気側とを接続するバイパス通路３１を備える。
また、このバイパス通路３１には、暖機制御装置５０に設けられるバイパス制御部５６により制御されてバイパス通路３１を開閉するバイパス弁３２が設置される。
【0032】
多くの過給機１５では、タービン１８とコンプレッサ２２との連結は切り離すことができない。よって、タービン１８を回転させると連動してコンプレッサ２２も回転してエンジン１１に不要な圧縮空気を供給してしまう。そこで、排気絞り弁２７が絞られる際に、バイパス制御部５６がバイパス通路３１を開放するようにバイパス弁３２を開閉させる。そして、浄化触媒１３の暖機の間、バイパス通路３１で圧縮空気を大気中に戻す。また、このときバイパス弁３２でエンジン吸気通路１６ａの入口を閉止して、コンプレッサ２２で過給された圧縮空気がエンジン１１に流入することを防止する。
なお、バイパス弁３２は、１つの切換え弁であってもよいし、協働する複数の弁で構成されてもよい。
なお、バイパス弁３２は、１つの切換え弁であってもよいし、協働する複数の弁で構成されてもよい。
【0033】
また、解除部５５は、図２で示したステップＳ１２の排気絞り弁２７が開放される際に、バイパス弁３２を切り替えてバイパス通路３１を閉止する。このバイパス弁３２によってエンジン吸気通路１６ａは開放される。このときも、第１実施形態と同様に、トルクの急激な変動を防止するため、解除部５５はバイパス弁３２をゆっくり閉止する。
なお、バイパス通路３１は、吸気の圧力損失を軽減する観点から、インタークーラ２３の下流側、すなわちインタークーラ２３とエンジン１１との間の吸気通路１６から分岐することが好ましい。
このように、過給機１５による浄化触媒１３の暖機時に圧縮空気をバイパス通路３１に流すことで、圧縮空気がエンジン１１に流入することを防止する。
なお、バイパス通路３１は、吸気の圧力損失を軽減する観点から、インタークーラ２３の下流側、すなわちインタークーラ２３とエンジン１１との間の吸気通路１６から分岐することが好ましい。
このように、過給機１５による浄化触媒１３の暖機時に圧縮空気をバイパス通路３１に流すことで、圧縮空気がエンジン１１に流入することを防止する。
【0034】
なお、第２実施形態では、バイパス通路３１及びバイパス弁３２でコンプレッサ２２により過給された吸気をバイパスさせること以外は、第１実施形態と同様の構成及び動作をするため、重複する説明は省略する。また、図面においても、同一の構成には同一の符号を付して、説明を省略する。
【0035】
以上のように、第２実施形態に係る暖機制御装置５０によれば、圧縮空気をバイパスさせることで、圧縮空気のエンジン１１への流入を防止することができる。
また、このときコンプレッサ２２が仕事をしないため、駆動モータ２４の動力の略全部をタービン１８による排ガスＧの圧縮及び押し出しに用いることができる。
また、このときコンプレッサ２２が仕事をしないため、駆動モータ２４の動力の略全部をタービン１８による排ガスＧの圧縮及び押し出しに用いることができる。
【0036】
本発明の各実施形態を説明したが、これらの各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。各実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
例えば、車両によってはインタークーラが設けられていないこともある。
実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。各実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
例えば、車両によってはインタークーラが設けられていないこともある。
【符号の説明】
【0037】
１０…暖機システム、１１…エンジン、１２（１２ａ，１２ｂ）…排気通路（エンジン排気通路，触媒下流排気通路）、１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）…浄化触媒（触媒ケース，排ガス導入口，触媒担体）、１５…過給機、１６（１６ａ，１６ｂ）…吸気通路（エンジン吸気通路，大気開放吸気通路）、１７…エアクリーナボックス、１８…タービン、２１…連結シャフト、２２…コンプレッサ、２３…インタークーラ、２４…駆動モータ、２５…温度計、２６…コントローラ、２７…排気絞り弁、３０…吸気系統、３１…バイパス通路、３２…バイパス弁、４０…排気系統、５０…制御装置、５１…駆動モータ始動部、５２…絞り制御部、５３…エンジン始動部、５４…暖機時間調整部、５５…解除部、５６…バイパス制御部、６０…ＥＣＵ、Ｃ…触媒担体の中心軸、Ｇ…排ガス、Ｏ…触媒ケースの排ガス導入口の中心。
【図1】
【図2】
【図3】