[发明专利]内燃机的排气加热装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及在设置有排气净化装置的内燃机中为了使排气净化装置活化并维持活性状态而提高排气的温度的排气加热装置。

背景技术

能够比较容易地实现内燃机输出的提高的增压器存在与此同时带来燃料消耗增加这样的趋势。近年来，为了应对针对降低装有这样的增压器的内燃机的燃料消耗的强烈要求，在专利文献1、专利文献2中提出有装有特性不同的两台增压器的内燃机。两者都具有主要在内燃机的低旋转区域起作用的第一增压器和主要在除此之外的旋转区域起作用的第二增压器，相对于进气排气通路，将它们串联或并列地配置。

另一方面，为了应对内燃机的严格的排气限制，需要在内燃机起动时促进排气净化装置的活化、在内燃机的运转中维持排气净化装置的活性状态。因此，在比排气净化装置靠上游侧的排气通路中装有排气加热装置的内燃机在专利文献3等中被提出。该排气加热装置在排气中生成加热气体，将所生成的加热气体供给到下游侧的排气净化装置中，从而促进排气净化装置的活化、维持活性状态。因此，排气加热装置通常具有：将燃料供给到排气通路中的燃料供给阀、以及通过加热该燃料并对其点火而生成加热气体的电热塞等点火装置。并且，也已知有如下的排气加热装置：为了谋求该加热气体的升温，将小型的氧化催化剂配置在比点火装置靠下游侧的排气通路中。该氧化催化剂是具有其自身的发热功能和使燃料向低碳成分重整的重整功能的催化剂，但与作为排气净化装置的一部分而使用的氧化催化剂的组成不同。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-255902号公报

专利文献2：日本特开2009-270470号公报

专利文献3：日本特开2006-112401号公报

发明内容

发明要解决的课题

兼顾输出特性及燃料消耗与清洁的排气的内燃机在今后会成为重要的技术这是显而易见的，出于这种观点，可考虑将排气加热装置进而装入上述的装有两级式的排气涡轮式增压器的内燃机中。

在专利文献3公开的排气加热装置中，在与内燃机相关的进气流量变大的运转状态的情况下，流经排气通路的排气的流速也相对上升。因此，从排气加热装置的燃料供给阀被供给到了排气通路中的燃料不能停留在点火装置周围，即便点火了，也可能因排气的流动而导致火焰被吹灭，使得未燃烧的燃料向排气净化装置侧流入。

另一方面，在装有两级式的排气涡轮式增压器的内燃机中，基本上存在排气流量增多的趋势。而且，由于排气分别通过两台增压器的排气涡轮，因此，因向外部的散热、排气涡轮自身的热容量而导致排气温度大幅降低。其结果是，上述的不良情况更显著地呈现，仅在车辆的减速时等排气流量少时能够使排气加热装置工作。

本发明的目的在于提供一种排气加热装置，在装有两级式的排气涡轮式增压器的内燃机中，可以使燃料的点火稳定地持续。

用于解决课题的方案

本发明第一形态的内燃机的排气加热装置用于对从内燃机向排气净化装置引导的排气进行加热，该内燃机在排气通路中串联地装有第一排气涡轮式增压器及与该第一排气涡轮式增压器相比配置在所述排气通路的上游侧并主要用在内燃机的低旋转区域的第二排气涡轮式增压器，所述内燃机具有：绕过所述第一排气涡轮式增压器的排气涡轮的第一旁通通路、绕过所述第二排气涡轮式增压器的排气涡轮的第二旁通通路、以及用于对所述第一旁通通路及第二旁通通路分别独立地进行开闭的两个开闭阀，所述内燃机的排气加热装置的特征在于，该排气加热装置配置在所述排气通路中的比所述排气通路和所述第二旁通通路的汇合部靠上游且比所述第二排气涡轮式增压器的排气涡轮靠下游的位置，在所述排气通路中的比所述排气通路和所述第二旁通通路的分支部靠下游且比所述第二排气涡轮式增压器的排气涡轮靠上游的位置，配置有能够调节流经该排气通路的排气的流量的阀。

在本发明中，在需要使排气加热装置工作的情况下，将大部分排气引导到第二旁通通路，对阀的开度进行调节，使得一部分排气流过第二排气涡轮式增压器的排气涡轮向排气加热装置引导。由该排气加热装置的工作产生的加热气体，在排气通路和第二旁通通路的汇合部与流经第二旁通通路的排气汇合，并向排气净化装置流入。