JPH06336918A - 内燃機関の二次空気供給装置及びその気体加熱装置 - Google Patents

内燃機関の二次空気供給装置及びその気体加熱装置

Info

Publication number
JPH06336918A
JPH06336918A JP5159701A JP15970193A JPH06336918A JP H06336918 A JPH06336918 A JP H06336918A JP 5159701 A JP5159701 A JP 5159701A JP 15970193 A JP15970193 A JP 15970193A JP H06336918 A JPH06336918 A JP H06336918A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
secondary air
internal combustion
combustion engine
heating element
air supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5159701A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2935327B2 (ja
Inventor
Mutsuo Sekiya
睦生 関谷
Takakazu Tochimoto
孝和 栃本
Hidetoshi Okada
英俊 岡田
Satoshi Asada
智 浅田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP5159701A priority Critical patent/JP2935327B2/ja
Priority to US08/205,849 priority patent/US5666804A/en
Priority to DE4410820A priority patent/DE4410820C2/de
Priority to ITTO940229A priority patent/IT1273088B/it
Priority to KR1019940006306A priority patent/KR0154179B1/ko
Publication of JPH06336918A publication Critical patent/JPH06336918A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2935327B2 publication Critical patent/JP2935327B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/22Control of additional air supply only, e.g. using by-passes or variable air pump drives
    • F01N3/222Control of additional air supply only, e.g. using by-passes or variable air pump drives using electric valves only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/30Arrangements for supply of additional air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/22Control of additional air supply only, e.g. using by-passes or variable air pump drives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/30Arrangements for supply of additional air
    • F01N3/306Preheating additional air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/30Arrangements for supply of additional air
    • F01N3/32Arrangements for supply of additional air using air pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M23/00Apparatus for adding secondary air to fuel-air mixture
    • F02M23/14Apparatus for adding secondary air to fuel-air mixture characterised by adding hot secondary air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/12Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating electrically
    • F02M31/13Combustion air
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の触媒装置において、特に低温始動
時にも高い性能で排気ガス浄化がなされるようにする。 【構成】 内燃機関1の吸気側3と排気マニホルド8と
を連通する二次空気導入通路11を介して触媒装置9に
二次空気を供給する二次空気供給装置において、二次空
気導入通路11に発熱体23を有する気体加熱装置17
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関始動時の排
気ガス浄化、特にHC、CO,NOX低減のため排気ガ
ス浄化触媒へ空気を導入する内燃機関の二次空気供給装
置及びその気体加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図36は従来の二次空気供給装置の概略
図である。図において、1は内燃機関本体であり、空気
流通管2に連通している。空気流通管2には、吸気側か
ら排気側に向って、エアクリーナ3、エアフローセンサ
4、空気の流れを徐々に解放するスロットルボディ5、
空気の流れを整えるサージタンク6、吸気マニホルド
7、内燃機関本体1からの排気が流通する排気マニホル
ド8、排気ガスを浄化する触媒が備えられた触媒装置
9、排気消音装置10が設けられている。
【0003】空気流通管2の前記エアクリーナ3と排気
マニホルド8との間には触媒装置9へ二次空気を供給す
る二次空気供給管11が連設されている。図示例では二
次空気供給管11の途中に空気ポンプ12、流量制御弁
13および逆止弁13aが配設されている。前記空気ポ
ンプ12、流量制御弁13は制御ユニット14に接続さ
れ、この制御ユニット14は種々の状態を検出する検出
装置15に接続されている。
【0004】次に動作について説明する。エアクリーナ
3等を経て空気流通管2内を流通してきた空気は内燃機
関本体1に燃料とともに吸入され、燃焼の後、その排気
ガスが排気マニホルド8を通過して外部へ排出されるの
であるが、排気マニホルド8内の排気ガスにはHC,C
O,NOX等の大気汚染物質が多く含まれており、これ
らを除去すべく触媒装置9でこれらを軽減してから大気
中へ排出する。
【0005】ところが内燃機関の始動時には排気マニホ
ルド8からは触媒と反応しやすい温度でかつ酸素の豊富
な空気が触媒装置9に供給されず、排気ガスが十分浄化
できないので、二次空気供給管11からの外気の供給が
必要になる。
【0006】図示例では、二次空気供給管11の途中に
配された前記空気ポンプ12によって強制的に二次空気
が排気マニホルド8に供給されている。図示例の空気ポ
ンプ12では検出装置15によって検出された水温、回
転数、ブースト圧、ポンプ圧力等の検出データから条件
判断し、制御ユニット14からの指示により空気ポンプ
12の回転数等が制御され、適量空気が触媒装置9の上
流へ供給される。図示例ではさらに流量制御弁13の制
御ユニット14からの指示による開度調節によっても2
次空気の供給量が適量化される。
【0007】しかし、上記二次空気供給装置では内燃機
関の低温始動時などには低温の外気が触媒装置9に送ら
れるため、低温では触媒が反応しにくく、このため触媒
装置9の反応を有効に促進し得ないという問題があっ
た。
【0008】この問題を解消すべく、特開昭55−29
003号公報に開示されているような予熱装置が提案さ
れている。この予熱装置は図36に符号16で示される
如く排気マニホルド8に取り付けられるとともに二次空
気供給管11に連設されている。この予熱装置は、排気
マニホルド8内の排気ガスからの予熱が予熱装置を伝わ
って二次空気供給管11内の二次空気を加熱することに
よって、触媒装置9の上流に供給される排気ガスと二次
空気の混合ガスの温度低下を防止し、触媒装置9の反応
速度を促進させようとするものである。
【0009】なお、二次空気供給管11の途中に空気ポ
ンプ12およびこれを制御する制御ユニット14を持た
ず、排気マニホルド8の負圧を利用して二次空気を導入
する例もある。図37は、例えば実公平3−2663号
公報に示されたこの種の二次空気供給装置の概略図であ
り、図37において、11aは二次空気供給管、11b
はこの二次空気供給管11aの上流に設けられたリード
弁である。
【0010】この装置は、内燃機関本体1の吸排気工程
により生じる排気圧力変動を利用するものであり、排気
マニホルド8内が負圧になったときに二次空気供給管1
1aに設けたリード弁11bが開弁して二次空気を導入
し、排気マニホルド8内が正圧のときにはリード弁11
bが閉じることで排気ガスの逆流を阻止する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関の二次
空気供給装置は以上のように構成されているので、いず
れの例の場合にも、好適な温度の二次空気を安定的に触
媒装置9に供給することができなかった。このため、触
媒装置9における排気ガスの浄化効果が不十分で、近年
環境保護の面から益々強く要望されている大気汚染防止
に大きく貢献することができなかった。
【0012】というのは、まず図36で説明した特開昭
55−29003号公報等に示された装置は、排気マニ
ホルド8からの予熱を利用するものであるから、排気マ
ニホルド8が未だ高温となっていない低温始動時には、
二次空気の温度を十分高めることができず、触媒装置9
における反応を十分に促進できない。
【0013】また、図37で説明した実公平3−266
3号公報等に示された装置は、排気マニホルド8内が負
圧であるときのみ二次空気が自然導入されるものであ
る。このため、HC,CO,NOX等の大気汚染物質の
低減に必要とされる十分な空気が安定的に供給できず、
排気ガス浄化効果が少なかった。また、二次空気供給は
触媒装置の機能が発揮され難い低温始動時に必要である
が、低温の過剰空気が供給されると、排気ガス温度が低
下する為、触媒の浄化効率を悪化させるという問題点が
なお残っていた。
【0014】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、特に低温始動時にも高い性能で排
気ガス浄化をなしうる二次空気供給装置およびその気体
加熱装置を得ることを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る内燃機関の二次空気供給装置は、内燃機関の吸気側と
触媒とを連通する二次空気導入通路に発熱体を有する気
体加熱装置を設けたものである。
【0016】請求項2記載の発明に係る内燃機関の二次
空気供給装置は、前記発熱体を電源からの通電によって
発熱する電気抵抗体により構成したものである。
【0017】請求項3記載の発明に係る内燃機関の二次
空気供給装置は、前記発熱体に温度センサーを取付け、
この温度センサーが検知した前記発熱体の温度に応じて
制御ユニットを介して前記発熱体に対して通電制御する
ものである。
【0018】請求項4記載の発明に係る気体加熱装置
は、中空筒状のケースと、このケースに取り付けられた
正負の電極と、これら電極間に連結された発熱体とを有
し、この発熱体は、電気抵抗体を渦巻状に巻回してなる
とともに、前記ケースの軸方向と同一方向に空気通路を
形成すべく前記ケースに配置したものである。
【0019】請求項5記載の発明に係る気体加熱装置
は、前記発熱体を薄板状としたものである。
【0020】請求項6記載の発明に係る気体加熱装置
は、前記発熱体を、前記ケースの軸方向に間隔を置いて
複数直列に配設し、これらの発熱体を連結部材によって
連結したものである。
【0021】請求項7記載の発明に係る気体加熱装置
は、対向する前記発熱体同士を互いの空気通路が一直線
上に位置しないよう配置したものである。
【0022】請求項8記載の発明に係る気体加熱装置
は、前記連結部材は発熱体の中心部同士を連結するロッ
ドにより構成し、このロッドの両端部はホルダーによっ
て支持し、このホルダーをケースに固着させるととも
に、このホルダーに空気が流通する窓孔を形成したもの
である。
【0023】請求項9記載の発明に係る気体加熱装置
は、前記ケースの空気流入側開口の中心部に流入側開口
へ向けて凸のコーン部材を配設したものである。
【0024】請求項10記載の発明に係る気体加熱装置
は、中空筒状のケースと、このケースに取り付けられた
正負の電極と、これら電極間に連結された発熱体とを有
し、この発熱体は、薄板状の電気抵抗体を断面が花びら
形をなすよう蛇行させつつ環状に湾曲させてなるととも
に、前記ケース内に空気通路を形成すべく前記ケース内
の軸線に沿って配置したものである。
【0025】請求項11記載の発明に係る気体加熱装置
は、前記発熱体の両端を、連通孔を多数有する耐熱絶縁
体にて前記ケースに対して支持固定したものである。
【0026】請求項12記載の発明に係る気体加熱装置
は、前記発熱体を前記ケース内の軸方向に複数直列に配
設し、各発熱体の抵抗値を異ならせたものである。
【0027】請求項13記載の発明に係る気体加熱装置
は、前記発熱体に気体の出入り自由な細孔を複数形成し
たものである。
【0028】請求項14記載の発明に係る気体加熱装置
は、前記耐熱絶縁体のうち最も上流側に位置する耐熱絶
縁体と前記ケースとの間に弾性体を介在させたものであ
る。
【0029】請求項15記載の発明に係る気体加熱装置
は、前記発熱体及び耐熱絶縁体の外周と前記ケース内周
との間に弾性を有する断熱絶縁体を介在させたものであ
る。
【0030】請求項16記載の発明に係る内燃機関の二
次空気供給装置は、内燃機関の排気側に供給する二次空
気を周期的に変動させることのできる供給装置を設けた
ものである。
【0031】請求項17記載の発明に係る内燃機関の二
次空気供給装置は、前記供給装置を、内燃機関の吸気側
と触媒とを連通する二次空気導入通路に設けられ、一定
幅の振幅で周期的に回転を変化させることのできるポン
プより構成したものである。
【0032】請求項18記載の発明に係る内燃機関の二
次空気供給装置は、前記供給装置を、内燃機関の吸気側
と触媒とを連通する二次空気導入通路に設けられたポン
プと、前記二次空気供給用通路に設けられ一定幅の振幅
で周期的に開閉可能な流量制御装置とより構成したもの
である。
【0033】請求項19記載の発明に係る内燃機関の二
次空気供給装置は、前記二次空気導入通路における前記
ポンプと流量制御装置との間に、リリーフ機構を設けた
ものである。
【0034】請求項20記載の発明に係る内燃機関の二
次空気供給装置は、前記流量制御装置とリリーフ機構と
を一体化したものである。
【0035】請求項21記載の発明に係る内燃機関の二
次空気供給装置は、内燃機関の吸気側と触媒とを連通す
る二次空気導入通路に、ポンプおよび気体加熱装置を具
備したものである。
【0036】請求項22記載の発明に係る内燃機関の二
次空気供給装置は、内燃機関の吸気側と触媒とを連通す
る二次空気導入通路に、気体加熱装置と、前記触媒に供
給する二次空気を周期的に変動させることのできる供給
装置とを設けたものである。
【0037】請求項23記載の発明に係る内燃機関の二
次空気供給装置は、吸入空気温度,水温,回転数又はブ
ースト圧等の内燃機関の運転状態を表す検出値より条件
判断して、前記供給装置,ポンプ,流量制御装置又は気
体加熱装置をそれぞれコントロールするコンピュータユ
ニットを備えるものである。
【0038】
【作用】請求項1記載の発明における内燃機関の二次空
気供給装置は、二次空気導入通路に設けられた気体加熱
装置の発熱体によって二次空気が加熱され、この加熱さ
れた二次空気が排気ガスに混ざって触媒へ流通される。
【0039】請求項2記載の発明における内燃機関の二
次空気供給装置は、発熱体が電気抵抗体から構成されて
おり、電源からの通電によって発熱する。
【0040】請求項3記載の発明における内燃機関の二
次空気供給装置は、温度センサによる発熱体の温度の検
知に応じて制御ユニットを介して通電制御する。
【0041】請求項4記載の発明における気体加熱装置
は、渦巻状に巻回した電気抵抗体からなる発熱体がケー
ス内にケースの軸方向と同方向に空気通路を形成すべく
配置されており、空気は前記発熱体の空気通路を通る際
に加熱される。
【0042】請求項5記載の発明における気体加熱装置
は、発熱体が薄板状とされているので気体加熱装置内を
通過する気体が発熱体に触れる面積が大きくとれる。
【0043】請求項6記載の発明における気体加熱装置
は、複数の発熱体が配設されており、これにより薄板状
の電気抵抗体を比較的厚くできる。
【0044】請求項7記載の発明における気体加熱装置
は、対向する発熱体同士を互いの空気通路が一直線上に
位置しないようにずらされているので、一つの発熱体の
空気通路の中心部を通ってきた空気は次の発熱体の電気
抵抗体の周囲を流通するため、気体加熱装置内を流通す
る空気が満遍なく加熱される。
【0045】請求項8記載の発明における気体加熱装置
は、複数の発熱体がそれらの中心部同士を連結するロッ
ドによって支持され、かかるロッドはホルダーによって
ケース両端にて支持される構成とされているので、発熱
体の組み付けがしやすく、かつ組み付け状態が安定す
る。
【0046】請求項9記載の発明における気体加熱装置
は、気体加熱装置内の中央部から流入してくる空気が周
辺部から流入してくる空気に比べて流速が速いため、空
気が気体加熱装置の中央部へ集中しがちになるのを、コ
ーン部材によって周辺部へも分散させることによって空
気が気体加熱装置全体に均等に流入する。
【0047】請求項10記載の発明における気体加熱装
置は、二次空気供給通路に設けられた気体加熱装置の花
ビラ状発熱体の正負の電極に電源を接続することによっ
て、二次空気導入通路を通過する空気が効率良く加熱さ
れた上で触媒へ供給される。
【0048】請求項11記載の発明における気体加熱装
置は、薄板状の発熱体両端を連通孔を多数有する耐熱絶
縁体で支持したので、振動,衝撃等による金属発熱体と
ケースの接触を防止でき、振動による通電時の短絡,発
熱体の破損等を阻止しうる。
【0049】請求項12記載の発明における気体加熱装
置は、発熱体が多数層に分割され、各層の抵抗値を異な
らせたことにより、空気への熱伝導効率が改善され、二
次空気昇温時間を短縮することができる。
【0050】請求項13記載の発明における気体加熱装
置は、発熱体に多数の連通孔を設けたので、発熱体の裏
表側への気体の出入りが多くなり熱伝達効率が向上す
る。
【0051】請求項14記載の発明における気体加熱装
置は、発熱体を支持する耐熱絶縁体の端部に弾性体が設
けられているため、発熱体の熱膨張による伸びを吸収で
き、かつ、常に発熱体積層方向に加圧しているため、発
熱体の振動による騒音発生,破損等を阻止し得る。
【0052】請求項15記載の発明における気体加熱装
置は、発熱体,耐熱絶縁体と、これらを格納するケース
間に弾性を有する断熱絶縁体を介在させているため、ケ
ースへの伝熱を極小化でき、かつ振動衝撃等による発熱
部品の破損等を防止できる。
【0053】請求項16,17又は18記載の発明にお
ける内燃機関の二次空気供給装置は、触媒装置へ供給す
る空気量を所定の振幅および一定周期で変動させること
により、排気管内の酸素過剰,不足状態を繰返させるた
め、触媒装置における反応効率が向上する。
【0054】請求項19記載の発明における内燃機関の
二次空気供給装置は、リリーフ機構により、ポンプから
吐出された空気を機関の吸気側へリリーフして、流量制
御装置が閉めきり状態である際のポンプ吐出側の圧力の
過度な上昇を回避する。
【0055】請求項20記載の発明における内燃機関の
二次空気供給装置は、流量制御装置とリリーフ機構が一
体化され、これらの機能が小型で安価な構成で実現され
る。
【0056】請求項21記載の発明における内燃機関の
二次空気供給装置は、二次空気供給通路に設けた気体加
熱装置とポンプにより、高温の二次空気の強制供給が可
能となり、触媒の活性化を著しく促進することができ
る。
【0057】請求項22記載の発明における内燃機関の
二次空気供給装置は、触媒へ供給する空気量を所定の振
幅および一定周期で変動させると同時に、気体加熱装置
により適温に昇温させた二次空気を供給するため、排気
ガス温度を低下させることなく、触媒浄化効率をさらに
大幅に向上することができる。
【0058】請求項23記載の発明における内燃機関の
二次空気供給装置は、コンピュータユニットが請求項1
6〜22記載の二次空気供給装置の動作を内燃機関の運
転状態に基づき自動制御する。
【0059】
【実施例】
実施例1.以下、請求項1〜5記載の発明の一実施例を
図について説明する。図1において、17は二次空気供
給通路である二次空気供給管11(二次空気導入通路)
に設けられた気体加熱装置である。尚、この気体加熱装
置17及びこれに関連する構成以外は図36の従来例と
同様であるので、同符号を付して説明を省略する。
【0060】この実施例の二次空気供給装置では、気体
加熱装置17は電源である車載バッテリー18から給電
されることによって発熱する構成とされており、一端は
制御ユニット14に接続されている。この制御ユニット
14は従来技術の欄で述べたようにポンプ圧力、水温、
回転数、ブースト圧、吸込み空気温度等に応じて空気ポ
ンプ12や流量制御弁13を制御するものであるが、本
実施例では気体加熱装置17の発熱時間や気体加熱装置
17に設けられた温度センサー19(後述する実施例6
の如く気体加熱装置17に設けられたもので、図3にお
いては省略している)によって検知された気体加熱装置
17の発熱体温度等に応じて気体加熱装置17に対する
通電制御を行なう。
【0061】なお、この実施例では、気体加熱装置17
は電源からの給電によって発熱されることとされている
が、必ずしもこれに限られず、例えば気体加熱装置自体
の性質によって発熱するものであってもよい。
【0062】気体加熱装置17は、図2,3に示す如
く、ケース20と電極21,22と発熱体23とからな
る。ケース20は中空筒状とされ、両端部にはフランジ
部24が形成され、このフランジ部24が二次空気供給
管11の途中に形成されたフランジ部25に締結具によ
って結合されている。電極21,22は、ケース20に
形成された孔にスペーサ27を介して締結具38によっ
て固着される。21が正極側の電極、22が負極側の電
極である。
【0063】発熱体23はケース20に内蔵されてい
る。この発熱体23は所定の抵抗値をもった導体である
電気抵抗体28(例えばステンレス)によって所定の表
面積を確保した状態で構成された薄板が渦巻状に巻回さ
れ、この巻回された薄板同士の間が空気通路26とされ
る。本例では渦巻中心部から一方の接続片23aが延出
されて負極側の電極22に接続され、渦巻周縁部から他
方の接続片23bが延出されて正極側の電極21に接続
される。したがって、発熱体23はこれら接続片23
a,23bによってケース20内に支持されていること
になり、バッテリー18に直列に接続されている。この
ように、発熱体23を薄板の電気抵抗体28を渦巻状に
して構成して渦巻同士の間部分を空気通路26とするこ
とにより流通する空気を十分に加熱できる程度の発熱面
積を確保できる。
【0064】次に動作について説明する。図1に示す内
燃機関系においてはエアクリーナ3を通って外気が空気
流通管2に流入してくると、この空気の一部は二次空気
供給管11内に空気ポンプ12や流量制御弁13を介し
て流入する。特に内燃機関本体1の始動時には触媒装置
9に多量の空気を供給すべく空気ポンプ12が高速で駆
動される。
【0065】一方、気体加熱装置17の発熱体23は、
例えば自動車のキースイッチの開成に連動したリレー接
点37(図1に示す)の開成によって適宜電気が供給さ
れてこれによって発熱し、二次空気がこの発熱体23の
電気抵抗体間を通過する際にこれに接触して加熱され
る。発熱体23は軸方向に長尺とされているから、二次
空気はこの発熱体23を通過する際に十分加熱される。
【0066】気体加熱装置17を通過した二次空気は二
次空気供給管11を出て排気マニホルド8に流入し、内
燃機関本体1からの排気ガスに混合される。この混合空
気は次いで触媒装置9に流入し、触媒によってHC,C
O,NOxといった有害物質が除去され、その後、外気
へ放出される。
【0067】この際、制御ユニット14は、温度センサ
ー19等の検出値に基づき気体加熱装置17等を次の如
く制御する。以下、この場合の動作を図11を参照しな
がら説明する。まず、自動車のキースイッチの開成に連
動して、制御ユニット14により機関1の運転状態が判
断され、二次空気の加熱が必要な状態と判断されればリ
レー接点37が開成され、発熱体23への通電を開始す
る。発熱体23の温度は時間とともに上昇してゆくが、
この温度は温度センサー19によって検知される(ステ
ップA)。
【0068】一方、予め設定された発熱体23の最高温
度Tmaxと最低温度Tminに基づき、まず最高温度
Tmaxに達したかどうかを判断する(ステップB)。
この最高温度Tmax、最低温度Tminの値は排気ガ
スが触媒と反応して有効に有害物質を除去しやすい温度
を勘案して定めればよく、二次空気の温度が高すぎると
気体加熱装置17が損傷し、低すぎればHC,COが触
媒と反応しにくい傾向にあるので、NOx,HC,CO
を共に有効に除去できる温度範囲の二次空気が供給され
るようにすればよい。
【0069】前記ステップBで最高温度Tmaxと判断
されたらリレー接点37を開き、最高温度Tmaxには
達していないと判断されたら、最低温度Tminになっ
ていないかどうかが判断される(ステップC)。ここ
で、最低温度Tminと判断されたら、発熱体23の温
度を上昇させるべくバッテリー18から発熱体23への
通電電圧を上げたり、あるいは発熱体23を構成する電
気抵抗体を可変抵抗とすべく、抵抗値が上がる方へバッ
テリー18と発熱体23との接続点を変えるなどの手段
によって温度を上昇させる。
【0070】このように、発熱体23の温度を常に検知
して適当な温度で二次空気の加熱を継続する。次に所定
の通電時間に達したか否かが判断される(ステップ
D)。所定の時間は制御ユニット14内のタイマーによ
って判断すればよく、機関1の低温始動時などの特に温
度の高い二次空気が必要な時間が経過すれば、もはや発
熱の必要はなくなるので、このような時間を通電必要時
間として設定しておき、それによって発熱体23を制御
するのである。ステップDにおいて未だこの設定時間に
達していなければ、引続き温度検出を継続し、設定時間
に達しておればリレー接点37を開き、発熱を終了させ
る(ステップE)。終了した後は、機関1停止後、次に
キースイッチを開成するまで発熱体23には通電されな
い。前記ステップBにおいて発熱体23が最高温度Tm
axでありリレー接点37が開いた後も温度検出が継続
され、発熱体23が最低温度Tminにまで下がればふ
たたびリレー接点37を開成し、発熱体23へ通電する
(ステップF)。
【0071】このように、上記二次空気供給装置あるい
は気体加熱装置によれば、二次空気供給管11に設けら
れた発熱体23によって二次空気が必要に応じて加熱さ
れて適温とされるので、機関1の低温始動時であっても
HC,CO,NOxといった有害物質が高い除去率で除
去され、大気汚染防止に多大に貢献できる。
【0072】なお、上記実施例において二次空気供給管
11に空気ポンプ12や流量制御弁13が配設されたも
のでなく、内燃機関本体1の正負圧によって二次空気を
排気マニホルド8へ導入する構成としてもよい。また、
二次空気供給管11を途中で分岐し、例えば分岐した管
の一方を排気マニホルド8に、また他の一方を触媒装置
9に直接接続する構造を採用してもよい。
【0073】実施例2.次に、請求項6記載の気体加熱
装置の一実施例を図4,5について説明する。図4,5
に示すように、この実施例の気体加熱装置17は、ケー
ス20内に発熱体が複数(図示例では4個)設けられて
いるものである。これら発熱体23c,23d,23
e,23fの形状は前述した実施例1と同様であるが、
各発熱体を構成する電気抵抗体28を図2,3に示した
ものよりも厚手とすることができる。
【0074】というのは実施例1では発熱体23が1個
なので所定の発熱量を確保するには電気抵抗体28を相
当薄くしなければならないのに対し、本例では発熱体を
4個用いているので、それぞれを比較的厚手としても全
体として所定の電気抵抗(100ミリオーム前後)を得
ることが可能となるからである。このため、設計の自由
度が増し、発熱体の製造が容易となる効果がある。
【0075】なお、これらの発熱体のうち発熱体23c
の周縁部は接続片23bによって正極側の電極21に接
続され、中心部には円筒状の連結部材29(金属パイ
プ)が溶接されている。この連結部材29の中空部も空
気通路26を構成する。連結部材29の他端部は隣接す
る発熱体23dの渦巻中心部に溶接される。発熱体23
dの渦巻周縁部は接続片23aによって接続リング30
内面に接続される。この接続リング30は絶縁部材31
を介してケース20内面に取り付けられている。
【0076】接続リング30に隣接して更に発熱体23
eが設けられ、この発熱体23eの端部は接続片23b
によって前記接続リング30の外周に取り付けられる。
発熱体23eに隣接して発熱体23fが設けられ、この
発熱体23fと前記発熱体23eの中央部同士は前記発
熱体23c,23dと同様、連結部材29によって連結
され、発熱体23fの他端は接続片23aを介して負極
側の電極22に接続される。前記連結部材29及び接続
リング30は導体であり、各発熱体はバッテリー18に
直列に接続されている。
【0077】実施例3.次に、請求項7記載の気体加熱
装置の一実施例を図6により説明する。この例では前記
実施例2と同様、4個の発熱体が連結部材29、接続リ
ング30によってケース20の軸方向に連結されたもの
であるが、対向する発熱体、すなわち発熱体23cと発
熱体23d、発熱体23dと発熱体23e、発熱体23
eと発熱体23fの電気抵抗体28と空気通路26とが
径方向に位置ずれするように配置されたものである。こ
の例ではある発熱体の電気抵抗体28をケース20の軸
方向に延すとすると、その延長線上に隣接する発熱体の
空気通路が位置するような配置になっている。また、こ
の例では連結部材29に溶接される対向する発熱体の渦
巻き中心部に対する回転位置を180度ずらすことによ
って上記構成が実現されている。
【0078】発熱体同士をこのような位置関係にするこ
とによって、例えば、発熱体を流通してきた空気のうち
電気抵抗体28周縁を通過した分は次の発熱体の空気通
路の中央部を流通することになり、逆に発熱体の空気通
路の中央部を通過した空気は発熱体の電気抵抗体周縁を
通ることになる。従って、気体加熱装置17内を流通す
る空気が満遍なく加熱される。というのは、空気は気体
加熱装置17内を直線状に流通する傾向にあり、一方、
発熱体内を流通する空気は空気通路の中央部を流れる分
よりも、電気抵抗体近傍を流れる分が加熱され易いか
ら、隣接する発熱体同士を径方向にずらしておけば、空
気は全体として均一に加熱されるのである。
【0079】実施例4.次に、請求項8記載の発明の一
実施例を図7,8により説明する。この例では2以上連
結された各発熱体の中央部同士をロッド32で連結し、
このロッド32の両端は窓孔34が形成された板状のホ
ルダー33によって支持されている。ロッド32は強度
を確保すべき金属製とされ、周囲は絶縁被覆が施され
て、この絶縁被覆は各発熱体の中央部に接している。ま
たホルダー33はケースの両端部内面に嵌合している。
これ以外の構成については前記実施例2と同様である。
【0080】上記気体加熱装置であると、2以上の発熱
体がそれらの中心部同士を連結するロッド32によって
指示され、かかるロッド32はホルダー33によってケ
ース20両端にて支持される構成とされているので、発
熱体の組み付けがしやすく、かつ組み付け状態が安定し
て耐振性が向上する。
【0081】実施例5.次に、請求項9記載の発明の一
実施例を図9により説明する。この例では前記実施例4
の気体加熱装置の空気流入側ホルダー33の中心部に空
気流入側に対して凸のコーン部材36が設けられてい
る。この気体加熱装置であると、流入してくる空気がコ
ーン部材36の周面に沿って発熱体の周縁部に導かれる
ので、気体加熱装置17内全体を空気が均一に流通する
こととなり、高効率な加熱が可能となる。
【0082】すなわち、一般に空気管内を流入してくる
空気は管内の周縁部よりも中央部の方が流速が速いた
め、気体加熱装置内へ流入した後、発熱体の中央部に空
気が集中しがちになるが、コーン部材36の存在によっ
て中央部に流れてくる空気が強制的に端の方にも導かれ
るので、均一な流速分布が実現でき、特に発熱面積の大
きい周縁部の発熱体に多くの空気を流通させ得る。
【0083】なお、図示例ではコーン部材36をホルダ
ー33の中心部に固着する構成が採用されているが、ホ
ルダー33がない態様でも気体加熱装置の空気流入側の
開口の中心部にコーン部材36を適当な手段で配設する
ことによって上記作用が得られることはいうまでもな
い。
【0084】実施例6.次に、請求項8記載の発明の他
の実施例を図10により説明する。この実施例では発熱
体に温度センサー19が取り付けられている。温度セン
サー19が取り付けられていること以外は実施例4と同
様である。このように温度センサー19が設けられてい
ると、二次空気供給装置において、実施例1で説明した
ような発熱体の温度検出に基づく制御ユニットによる適
温制御が可能となる。
【0085】実施例7.次に、請求項10記載の気体加
熱装置の一実施例を図12により説明する。なお、この
気体加熱装置のための電源等の詳細構成、あるいはこの
気体加熱装置が適用される二次空気供給装置の構成,動
作は実施例1と同様なので、必要に応じて同符号を用い
て引用し、その図示及び説明を省略する。
【0086】この実施例における気体加熱装置は、ケー
ス120と電極121,122と発熱体123とからな
る。ケース120は中空筒状とされ、二次空気供給管1
1の途中に接続される。なお、通常接続の方法としてフ
ランジ結合あるいは配管挿入等が用いられるが図12で
は省略してある。電極121,122は、実施例1にお
ける電極21,22に相当する正負側電極であり、発熱
体123に接続されている。発熱体123は、ケース1
20に内蔵されており、図12に示す如く所定の抵抗値
を有する略花びら状に成形された電気抵抗体(例えばス
テンレス板)で構成されており、略花びら状に成形され
た発熱体123の内外に形成される空間124a,12
4bが空気通路とされる。
【0087】上記気体加熱装置によれば、実施例1と同
様の動作により、二次空気の温度を高めて浄化能力を向
上させることができるが、略花びら状の発熱体123の
内外両側を空気通路とする構成であるので、流通する空
気を十分に加熱するための発熱面積を容易に確保できる
という固有の効果がある。
【0088】実施例8.次に、請求項11記載の気体加
熱装置の一実施例を図13,14により説明する。この
例では、ケース120内に格納された発熱体123の両
端を略ハニカム状の連通孔を有する耐熱絶縁体125で
挟み込む形で支持している。発熱体123の形状は実施
例7と同様である。
【0089】この実施例の気体加熱装置であると、発熱
体123が耐熱絶縁体125で強固に保持される構成で
あるから、発熱体123を構成する略花びら状の電気抵
抗体を耐振性等を維持しつつ図12の実施例7より薄く
できる。このため、発熱体123の厚さを薄くしかつ例
えば軸方向寸法を長くすることで、同抵抗でありながら
表面積を増加させることができる。よって、空気との接
触面積増加を増加させて加熱効率を向上させ、しかも電
気抵抗体の変形又は振動等を低減して耐振性等をも向上
させる効果がある。
【0090】実施例9.次に、請求項12記載の気体加
熱装置の一実施例を図15,16により説明する。この
例では、幅(軸方向長さ)の異なる複数の発熱体123
a,123b,123cが直列に接続され各発熱体がそ
れぞれ耐熱絶縁体125a,125b,125c,12
5dにて端面支持された構造としている。
【0091】なお、図16は本実施例の気体加熱装置を
軸方向から見た図であり、各耐熱絶縁体の側面には発熱
体が位置する部位に挿入溝126がそれぞれ設けられて
おり、各層の発熱体はそれぞれ両端が前記耐熱絶縁体に
設けた挿入溝126に挿入されて保持されている。
【0092】上記気体加熱装置では、各発熱体の形状は
前記した実施例7と同様であるが、各発熱体を構成する
電気抵抗体を実施例7の例より厚くすることができる。
つまり、図12の気体加熱装置では発熱体が1個である
ので所定の発熱量を確保する為には、電気抵抗体を相当
薄くしなければならないのに対し、本例では発熱体を3
個用いているので、発熱体の全表面積が同じであっても
それぞれを比較的厚手にすることができ、全体として所
定の電気抵抗(100ミリオーム 前後)を得ることが可能と
なる。
【0093】また、本実施例では各発熱体の幅をそれぞ
れ異ならせているため、板厚が同じであっても発熱体の
抵抗値は発熱体123a<発熱体123b<発熱体12
3cとなるので、消費電力が同じ(全体抵抗が同じ)で
あっても個々の発熱体の発熱量は発熱体123a<発熱
体123b<発熱体123cとなり発熱体123cの温
度が最も高くなって、効率良く二次空気の加熱が行なえ
る。
【0094】というのは、抵抗の等しい発熱体を空気の
流れ方向に対し直列に配設した場合、通常は、気体加熱
装置上流(入口側)の気体温度が低いため発熱体を通過
する際順に加熱され、昇温する。このとき、各発熱体そ
れぞれの入口気体温度と各発熱体自身の温度差は後段に
なる程少なくなる。つまり、温度差が少ないほど発熱体
から気体への熱伝導が少なくなり伝熱効率が低下する
為、下流側発熱体の有効利用ができなくなる。ところ
が、本実施例の気体加熱装置では、後流側発熱体の発熱
がより高められているので、伝熱効率特に応答性(昇温
速度)を高めることができるのである。なお、本実施例
では発熱体の抵抗の大きさを発熱体23a<発熱体23
b<発熱体23cとしたが、この配列に限定されるもの
ではない。
【0095】また、この気体加熱装置では、各発熱体を
略ハニカム状の耐熱絶縁体に一部挿入固定した為、発熱
体を薄肉化して表面積を増加させても振動衝撃に耐え得
るから、さらなる加熱効率の向上が図れるという効果も
ある。
【0096】実施例10.次に、請求項13記載の気体
加熱装置の一実施例を図17により説明する。この例で
は、発熱体123の全面に表裏を貫通する細孔127が
設けられている。なお、この気体加熱装置の他の構成
は、実施例7と同様であるので図示及び説明を省略す
る。この気体加熱装置であると、前記細孔127の存在
により発熱体123の両面を通過する気体が乱流状態に
近くなるから、熱伝導率が向上しさらに効率の良い二次
空気の加熱が可能となる。
【0097】実施例11.次に、請求項14記載の気体
加熱装置の一実施例を図18により説明する。この例の
気体加熱装置は、両端が耐熱絶縁体125a,125
b,125c,125dでそれぞれ支持され、かつ電気
的に直列に接続された発熱体123a,123b,12
3cを有し、片端側に位置する耐熱絶縁体125aをケ
ース120の突部に当接させ、さらにこの耐熱絶縁体1
25aとケース120の突部との間に例えば皿ばね状の
弾性体128を介在させたものである。
【0098】この気体加熱装置であると、各発熱体がケ
ース120内で軸方向に弾性的に拘束されるから、軸方
向のガタツキが円滑に除去され、かつ各発熱体の熱膨張
による軸方向伸びを吸収することができる。このため、
発熱体をガタツキあるいは熱応力から保護してその寿命
等を向上させることができる。なお、前記弾性体128
は気体の入り口側つまり気体温度の低い側に設けること
が望ましい。
【0099】実施例12.次に、請求項15記載の気体
加熱装置の一実施例を図19により説明する。この例
は、各発熱体及び耐熱絶縁体の外周とケース120の内
周との間に無機質繊維状の断熱絶縁体129を介在させ
たものである。ここで、断熱絶縁体129は、ケース1
20内壁面に略円筒状に設けられている。
【0100】この気体加熱装置であると、断熱絶縁材の
介在により、発熱体からの伝熱をケース120内側で遮
断しケース120側への伝熱を低減することにより、二
次空気への熱伝達率が向上しさらに効率の良い加熱が可
能となる。
【0101】実施例13.次に、請求項16,17記載
の発明の一実施例を図20,21により説明する。図2
0はこの実施例の二次空気供給装置を示している。図2
0において、213は、例えばブラシレスモータのよう
な駆動ユニットを有するモータで構成された電動ポンプ
(供給装置)、214は電動ポンプ213をコントロー
ルするためのモータ駆動ユニット、215は内燃機関の
運転状態を判断してモータ駆動ユニット214に指令信
号を出すコンピュータユニット、216は運転状態検出
装置、217は排気ガスの逆流を防止する逆止弁、21
8は複数箇所に空気を導入する場合に用いられる分配弁
で、いうまでもなく一箇所供給の場合は不要である。な
お、この装置が適用される内燃機関の吸気,排気系の構
成は実施例1(図1)と同様であるので、図20におい
て同符合を付しその説明を省略する。但しこの場合、実
施例1と異なり、触媒装置9が二つ直列に設けられてい
る。
【0102】ここで、電動ポンプ213を動かすモータ
駆動ユニット214は、一定の振幅,周期で回転数を変
動させることが可能なものであり、その変動パターンを
図21に示す。図21において、横軸は時間,縦軸は回
転数となっており、変動周期はΔt(s/∞),変動振
幅はある制御回転数Nを中心として上下にΔN振れてお
り、モータ駆動ユニット214により適正制御される。
なお、制御パターンは図21における実線又は点線のい
ずれでもよい。
【0103】次に動作について説明する。上記二次空気
供給装置であると、触媒装置9の能力が低下しやすい条
件下においても、電動ポンプ213によって強制的に二
次空気を供給し、排気ガスの酸素濃度を高めることで浄
化機能を高く発揮することができる。というのは、通
常、触媒装置9の排気ガス浄化機能(HC,CO等)
は、排気ガス温度が低い程発揮され難く、又排気ガス中
の酸素濃度が低い程浄化能力は低下する。特に内燃機関
本体1が充分に暖気されていない状態、例えば始動直
後、あるいは外気温度が低く内燃機関本体1は暖気され
ていない状態、もしくは機関1の吸入混合気が燃料過多
(リッチ)の状態では、触媒装置9が充分反応せず、高
濃度のHC,CO等が排出される。ところが、本例の二
次空気供給装置であると、このような運転条件下におい
ても、電動ポンプ213により二次空気を供給し、排気
ガス中に酸素を混入させることにより、触媒反応を活性
化することができるのである。
【0104】しかも、この際の電動ポンプ213の回転
数を適正振幅かつ一定周期が得られるようにモータ駆動
ユニット214で制御されているため、排気マニホルド
8に導入される二次空気が同様に適正流量範囲内でしか
も一定周期で変動を繰返す。よって、触媒装置9は酸素
過剰状態および酸素不足状態を一定の周期で繰返すため
HC,CO等の浄化効率が向上する。
【0105】実施例14.次に、請求項18記載の発明
の一実施例を図22,23,24により説明する。上記
実施例13ではブラシレスモータに代表される駆動ユニ
ット付きのモータを用いた二次空気供給装置を示した
が、この実施例では駆動ユニット無しのモータを使用し
た二次空気供給装置を示し、その構成を図22を用いて
説明する。図22において、219は二次空気導入用バ
イパス通路に配設された機械式又は電気式のポンプ、2
20は内燃機関本体1の運転状態を検出するセンサの信
号により条件判断するコンピュータユニット215によ
りコントロールされる流量制御装置である。
【0106】次に、流量制御装置220の具体的な実施
例を図23について説明する。図23は、通常の空圧式
バルブと小形ソレノイドバルブとで構成された流量制御
装置220を示している。図23において、220aは
空圧式バルブの通路開閉バルブ、220bは空圧式バル
ブのダイヤフラム、220cは空圧式バルブの負圧室、
220d,220e,220fはそれぞれゴム配管で接
続されるニップル、220gは小形ソレノイドバルブの
コイル、220hは小形ソレノイドバルブのプランジャ
である。
【0107】図23に示す流量制御装置220は、サー
ジタンク6の負圧源により駆動される方式のものであ
り、各ニップル220d〜220fが図23のように接
続され、ソレノイドバルブのプランジャ20hのON−
OFF動作により空圧式バルブの負圧室220cの圧力
を可変する。従って、負圧室220cの容積変化に応じ
て通路開閉バルブ220aの開度がコントロールされ、
ポンプ219から吐出された空気量が一定の周期,振幅
になるように制御され、二次空気として排気管へ供給さ
れる。なお、ソレノイドバルブのON−OFF動作制御
は、機関の運転状態を条件判断した上でコンピュータユ
ニット215により行なわれている。これをフローチャ
ートで示すと図24のようになる。
【0108】実施例15.次に、請求項18記載の発明
の他の実施例を図25により説明する。この例における
流量制御装置220は、通路開閉バルブ220aがプラ
ンジャ220hの先端に設けられている。なお、220
iはスプリングである。機関1の運転状態を条件判断し
たコンピュータユニット215は、コイル220gへの
通電信号をコントロールする。例えば、コイル220g
に通電された場合、プランジャ220hが吸引され、通
路開閉バルブ220aの開度が大きくなる。通路開閉バ
ルブ220aの開度を周期的に変化させるため、デュー
ティ率(ON時間とOFF時間との比%)を徐々に変化
させる制御が行なわれる。なお、図25に示す実施例で
は、流量制御装置220をポンプ219の下流に設けて
いるが、例えば上流にあっても支障はない。
【0109】実施例16.次に、請求項19記載の発明
の一実施例を図26により説明する。この実施例の装置
は、図26に示すように、前記実施例14の装置と同様
の流量制御装置220を有し、かつこの流量制御装置2
20とポンプ219との間にリリーフ機構221を設け
たものである。このリリーフ機構221はコンピュータ
ユニット215によりコントロールされるもので、以下
具体的に説明する。
【0110】図27は、リリーフ機構221を、通常の
空気式バルブと小形ソレノイドバルブとで構成した例を
示している。図27において、221aは空気式バルブ
の通路開閉バルブ、221bは空気式バルブのダイアフ
ラム、221cは空気式バルブの負圧室、221d,2
21e,221fはそれぞれゴム配管で接続されるニッ
プル、221gは小形ソレノイドバルブのコイル、22
1hは小形ソレノイドバルブのプランジャである。
【0111】図27に示すリリーフ機構221は、サー
ジタンク6の負圧源により駆動される方式のものであ
り、各ニップルが図の用に接続され、ソレノイドバルブ
のプランジャ221hのON−OFF動作により負圧室
221cの圧力を可変する。従って、負圧室221cの
容積変化に応じて通路開閉バルブ221aの開度がコン
トロールされ、ポンプ219から吐出された空気がエア
クリーナ3へリリーフされる。
【0112】このため、上記二次空気供給装置である
と、流量制御装置220が閉状態におけるポンプ219
の吐出側の過度な圧力上昇を回避して、装置の安全性,
耐久性を向上させることができる。なお、前記ソレノイ
ドバルブのON−OFF動作制御は、内燃機関本体1の
運転状態を条件判断した上でコンピュータユニット21
5により行なわれている。
【0113】実施例17.次に、請求項19記載の発明
の他の例を図により説明する。図28は、リリーフ機構
221の他の構成例を示している。このリリーフ機構2
21は、通路開閉バルブ221aがプランジャ221h
の先端に設けられている。なお、221iはスプリング
である。
【0114】この例では、流量制御装置220の開弁状
態により、コンピュータユニット215は、コイル22
1gへの通電信号をコントロールする。例えば、コイル
221gに通電された場合、プランジャ221hが吸引
され、通路開閉バルブ221aが開弁し、エアクリーナ
3へリリーフされる。
【0115】実施例18.次に、請求項19記載の発明
の他の実施例を図29により説明する。この例のリリー
フ機構221は、通路開閉バルブ221aにより開閉さ
れる外気と連通した通路221jを有している。なお、
221iは開閉バルブを開弁方向に付勢するスプリング
である。
【0116】この例では、流量制御装置220が閉じて
おり、ポンプ219が運転状態にある時、流量制御装置
220とポンプ219との間の圧力が高圧となったと
き、開閉バルブ221aの開弁方向に力がはたらき、ス
プリング221iの付勢力より大きくなると開弁し、こ
の高圧となった二次空気がエアクリーナ3を介して大気
へリリーフされる。
【0117】実施例19.次に、請求項20記載の発明
の一実施例を図30により説明する。この実施例の二次
空気供給装置は、前記実施例14における流量制御装置
220と前記実施例16におけるリリーフ機構221と
を一体化した機能を有する流量制御リリーフ一体化装置
222を備えたものである。この流量制御リリーフ一体
化装置222はコンピュータユニット215によりコン
トロールされるもので、以下具体的に説明する。
【0118】図31は、空気式バルブと小型ソレノイド
バルブとで構成された流量制御リリーフ一体化装置22
2を示している。222aは空気式バルブの通常切替バ
ルブ、222bは空気式バルブのダイアフラム、222
cは空気式バルブの負圧室、222d,222e,22
2fはゴム配管で接続されるニップル、222gは小型
ソレノイドバルブのコイル、222hは小型ソレノイド
バルブのプランジャ、222iは空気式バルブのスプリ
ングである。
【0119】この実施例における流量制御リリーフ一体
化装置222は、サージタンク6の負圧源により駆動さ
れる方式のものであり、各ニップルが図のように接続さ
れ、ソレノイドバルブのプランジャ222hのON−O
FF動作により負圧室222cの圧力を可変する。従っ
て、負圧室222cの容積変化に応じて通路切替バルブ
222aの動作を制御する。ソレノイドバルブのON
時、負圧室222cの容積が小となり、通路切替バルブ
222aが図31におけるA方向に移動してポンプ21
9からの通路と排気管(排気マニホルド8)への通路と
が連通し、ポンプ219より吐出された二次空気が排気
管へ供給される。
【0120】そして、ソレノイドバルブのOFF時は、
スプリング222iの力により通路切替バブル222a
は図31に示す位置に移動してポンプ219からの通路
とエアクリーナ3への通路とが連通するため、プンプ2
19により吐出された空気がエアクリーナ3へリリーフ
される。このように、上記二次空気供給装置であると、
流量制御装置とリリーフ機構の機能が一体化されるか
ら、装置を小型化できるとともにコスト低減が図れる。
【0121】実施例20.次に、請求項21記載の発明
の一実施例を図32により説明する。この実施例の装置
は二次空気供給通路11の末端部に電気式の気体加熱装
置226を設けたものである。なお、図32において2
27はカット弁であり、このカット弁227及び気体加
熱装置226は、コンピュータユニット215によりO
N−OFF制御されている。
【0122】この実施例の装置によると、二次空気は二
次空気供給通路11の末端で加熱され、昇温された状態
で排気管へ供給される。このため、排気ガス温が高めら
れ、触媒装置における浄化効果が格段に向上する。
【0123】実施例21.次に、請求項22,23記載
の発明の一実施例を図33,34,35により説明す
る。図33はこの実施例の二次空気供給装置を示してい
る。この装置は、実施例13で説明した駆動ユニット2
14付きのモータを用いたポンプ213を有するととも
に、実施例20で説明した気体加熱装置226を備える
ものである。
【0124】なお、この実施例における電気式の気体加
熱装置226は、例えば図34又は図35に示すもので
ある。図34に示すものは、セラミックヒータとして商
品化されている製品であり、図34において226aは
電源端子、226bは伝熱フィン、226cは電極、2
26dはセラミック半導体抵抗器である。また、図35
に示すものは、ラインヒータであり、図35において2
26eは耐熱絶縁材、226fは発熱体、226gはセ
ラミック材等の被覆材である。
【0125】上記装置であると、二次空気の供給量を周
期的に変動させて強制供給できるとともに、二次空気を
加熱して供給できるので、触媒装置9における浄化性能
を著しく高めることができる。
【0126】
【発明の効果】以上のように、請求項1又は2記載の発
明によれば、二次空気供給通路に設けられた気体加熱装
置の発熱体によって二次空気が加熱され、この加熱され
た二次空気が排気ガスに混ざって触媒装置へ流通される
から、特に機関の低温始動時に排気ガス中に多く含まれ
ているHCやCOを有効に除去することができ、大気汚
染防止に貢献できる。
【0127】請求項3記載の発明によれば、温度センサ
で発熱体の温度を検知し、これに応じて制御ユニットを
介して発熱体に対して通電制御するから、二次空気を常
に適温とすることができ、触媒装置における浄化機能を
さらに向上させることができる。
【0128】請求項4記載の発明によれば、渦巻状に巻
回した電気抵抗体からなる発熱体がケース内にケースの
軸方向と同方向に空気通路を形成すべく配置されてお
り、大きな発熱面積で二次空気を効率良く加熱できるか
ら、加熱に要する電力が節約できる等の効果がある。
【0129】請求項5記載の発明によれば、発熱体が薄
板状とされているので、気体加熱装置内を通過する二次
空気が発熱体に触れる面積をさらに大きくでき、さらに
加熱効率が向上する。
【0130】請求項6記載の発明によれば、複数の発熱
体が配設されており、個々の電気抵抗体を極端に薄くし
なくても所定の電気抵抗値すなわち発熱量が確保できる
ので、設計の自由度が増し、発熱体製造が容易になる効
果がある。
【0131】請求項7記載の発明によれば、対向する発
熱体同士を互いの空気通路が一直線上に位置しないよう
にずらされているので、一つの発熱体の空気通路の中心
部を通ってきた空気は次の発熱体の電気抵抗体の周囲を
流通する。このため、気体加熱装置内を流通する空気が
満遍なく加熱され、さらなる加熱効率の向上が図れる。
【0132】請求項8記載の発明によれば、複数の発熱
体がそれらの中心部同士を連結するロッドによって支持
され、かかるロッドはホルダーによってケース両端にて
支持される構成とされているので、発熱体の組み付けが
しやすく、かつ組み付け状態が安定する。
【0133】請求項9記載の発明によれば、気体加熱装
置内の中央部へ集中しがちな二次空気をコーン部材が周
辺部へも分散させるから、空気が気体加熱装置全体に均
等に流入することになり、特に発熱面積の大きな発熱体
周辺部へも多量の空気を送ることができて、さらなる加
熱効率の向上が図れる。
【0134】請求項10記載の発明によれば、二次空気
供給通路に設けられた気体加熱装置の花ビラ状の発熱体
によって、二次空気供給通路を通過する二次空気が特に
効率良く加熱され、この加熱された二次空気が排気ガス
に混ざって触媒装置へ流通されるから、触媒反応が促進
し、特に機関の低温始動時に排気ガス中に多く含まれて
いるHCやCOを有効に除去することができ、大気汚染
防止に貢献できる。なお、発熱体が花ビラ状であること
は、流通する空気を十分に加熱するための発熱面積を容
易に確保できるという固有の効果を奏する。
【0135】請求項11記載の発明によれば、薄板状の
発熱体両端を連通孔を有する耐熱絶縁体で支持したこと
により、耐振性が改善され振動又は衝撃等による発熱体
とケースの接触を防止でき、振動等による通電時の短絡
あるいは発熱体の破損等を阻止して、耐振性を向上させ
ることができる。
【0136】請求項12記載の発明によれば、発熱体を
多数層に分割し各層の抵抗値を異ならせたことにより、
発熱体の板厚を厚くでき、空気への熱伝導効率が改善さ
れ、さらに加熱効率を向上させて二次空気昇温時間を短
縮することができる。
【0137】請求項13記載の発明によれば、発熱体に
無数の連通孔が設けられているため、発熱体の裏表側へ
の気体の出入りが多くなり熱伝達効率のさらなる向上が
図れる。
【0138】請求項14記載の発明によれば、発熱体を
支持する耐熱絶縁体の端部に弾性体が設けられているた
め、発熱体の熱膨張による伸びを吸収でき、かつ、常に
発熱体積層方向に加圧しているため、発熱体の振動によ
る騒音発生,破損等を信頼性高く阻止し得る。
【0139】請求項15記載の発明によれば、発熱体及
び耐熱絶縁体と、これらを格納するケース間に弾性を有
する断熱絶縁体を介在させているため、ケースへの伝熱
を極小化し発熱体の熱ロスを低減して、加熱効率を向上
させ、かつ振動衝撃等による発熱体等の破損等をも防止
できる。
【0140】請求項16,17又は18記載の発明によ
れば、触媒装置上流の排気管内へ供給する空気量を所定
の振幅および一定周期で変動させて、排気管内の酸素過
剰と不足状態とを一定周期で繰返させることができるた
め、触媒の反応効率を向上させて、浄化機能の向上が図
れる。
【0141】請求項19記載の発明によれば、流量制御
装置が閉めきり状態である際のポンプ吐出側の圧力の過
度な上昇が回避され、ポンプの昇温等が防止されて装置
の耐久性,安全性を向上させることができる。
【0142】請求項20記載の発明によれば、流量制御
装置とリリーフ機構とを一体化したので、装置を小型化
かつ安価にできる効果がある。
【0143】請求項21記載の発明によれば、二次空気
を強制的に供給できるとともに、この十分な量の二次空
気を加熱して触媒装置に送ることができるから、触媒装
置における温度条件及び酸素量を最適にして、たとえ機
関の始動時等であっても浄化機能を著しく高め、大気汚
染等に多大に貢献することができる。
【0144】請求項22記載の発明によれば、排気管内
へ供給する空気量を所定の振幅および一定周期で変動さ
せると同時に、空気加熱装置によりこの二次空気を適温
にして供給できるため、さらに著しく触媒装置の浄化機
能を向上させることができる。
【0145】請求項23記載の発明によれば、請求項1
6〜22記載の二次空気供給装置の動作が、内燃機関の
運転状態に基づきコンピュータユニットにより自動的に
行なわれるから、装置の最適な運転が自動車の運転者の
操作等を必要とせずに可能となり、各装置の効果が十分
に発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1,2,3記載の発明の実施例である二
次空気供給装置及びこれが適用される内燃機関の吸気,
排気系を示す図である。
【図2】請求項4,5記載の発明の実施例である気体加
熱装置の正面図である。
【図3】請求項4,5記載の発明の実施例である気体加
熱装置の側断面図である。
【図4】請求項6記載の発明の実施例である気体加熱装
置の正面図である。
【図5】請求項6記載の発明の実施例である気体加熱装
置の側断面図である。
【図6】請求項7記載の発明の実施例である気体加熱装
置の側断面図である。
【図7】請求項8記載の発明の実施例である気体加熱装
置の正面図である。
【図8】請求項8記載の発明の実施例である気体加熱装
置の側断面図である。
【図9】請求項9記載の発明の実施例である気体加熱装
置の側断面図である。
【図10】請求項3記載の発明の実施例における気体加
熱装置の側断面図である。
【図11】請求項3記載の発明の実施例である二次空気
供給装置の動作を示すフローチャートである。
【図12】請求項10記載の発明の実施例である気体加
熱装置の斜視図である。
【図13】請求項11記載の発明の実施例である気体加
熱装置の側断面図である。
【図14】請求項11記載の発明の実施例である気体加
熱装置の正面図である。
【図15】請求項12記載の発明の実施例である気体加
熱装置の側断面図である。
【図16】請求項12記載の発明の実施例である気体加
熱装置の正面図である。
【図17】請求項13記載の発明の実施例である気体加
熱装置の斜視図である。
【図18】請求項14記載の発明の実施例である気体加
熱装置の側断面図である。
【図19】請求項15記載の発明の実施例である気体加
熱装置の側断面図である。
【図20】請求項16,17記載の発明の実施例である
二次空気供給装置及びこれが適用される内燃機関の吸
気,排気系を示す図である。
【図21】請求項16,17記載の発明の実施例におけ
る二次空気流量制御の制御パターン例を示す図である。
【図22】請求項18記載の発明の実施例である二次空
気供給装置及びこれが適用される内燃機関の吸気,排気
系を示す図である。
【図23】請求項18記載の発明における流量制御装置
の一実施例を示す図である。
【図24】請求項18記載の発明の実施例である二次空
気供給装置の動作を示すフローチャートである。
【図25】請求項18記載の発明における流量制御装置
の他の実施例を示す図である。
【図26】請求項19記載の発明の実施例である二次空
気供給装置及びこれが適用される内燃機関の吸気,排気
系を示す図である。
【図27】請求項19記載の発明におけるリリーフ機構
の一実施例を示す図である。
【図28】請求項19記載の発明におけるリリーフ機構
の他の実施例を示す図である。
【図29】請求項19記載の発明におけるリリーフ機構
の他の実施例を示す図である。
【図30】請求項20記載の発明の実施例である二次空
気供給装置及びこれが適用される内燃機関の吸気,排気
系を示す図である。
【図31】請求項20記載の発明における流量制御リリ
ーフ一体化装置の一実施例を示す図である。
【図32】請求項21記載の発明の実施例である二次空
気供給装置及びこれが適用される内燃機関の吸気,排気
系を示す図である。
【図33】請求項22,23記載の発明の実施例である
二次空気供給装置及びこれが適用される内燃機関の吸
気,排気系を示す図である。
【図34】請求項22,23記載の発明における気体加
熱装置の一実施例を示す斜視図である。
【図35】請求項22,23記載の発明における気体加
熱装置の他の実施例を示す斜視図である。
【図36】従来の二次空気供給装置の一例を示す図であ
る。
【図37】従来の二次空気供給装置の他の例を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 内燃機関本体 8 排気マニホルド 9 触媒装置 11 二次空気導入通路(二次空気供給菅) 14 制御ユニット 17 気体加熱装置 19 温度センサー 20 ケース 21,22 電極 23 発熱体 26 空気通路 28 電気抵抗体 29 連結部材 32 ロッド 33 ホルダー 34 窓孔 36 凸のコーン部材 120 ケース 121,122 電極 123 発熱体 124 空気通路 125 耐熱絶縁体 127 細孔 128 弾性体 129 断熱絶縁体 213 供給装置(ポンプ) 215 コンピュータユニット 219 ポンプ 220 流量制御装置 221 リリーフ機構 222 流量制御リリーフ一体化装置 226 気体加熱装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年9月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】図36は従来の二次空気供給装置の概略
図である。図において、1は内燃機関本体であり、空気
流通管2に連通している。空気流通管2には、吸気側か
ら排気側に向って、エアクリーナ3、エアフローセンサ
4、内燃機関の吸入空気量をコントロールするスロット
ルボディ5、空気の流れを整えるサージタンク6、吸気
マニホルド7、内燃機関本体1からの排気ガスが流通す
る排気マニホルド8、排気ガスを浄化する触媒が備えら
れた触媒装置9、排気消音装置10が設けられている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0060
【補正方法】変更
【補正内容】
【0060】この実施例の二次空気供給装置では、気体
加熱装置17は電源である車載バッテリー18からリレ
ー37を介して給電されることによって発熱する構成
れている。この制御ユニット14は従来技術の欄で述
べたようにポンプ圧力、水温、回転数、ブースト圧、吸
込み空気温度等に応じて空気ポンプ12や流量制御弁1
3を制御するものであるが、本実施例では気体加熱装置
17の発熱時間や気体加熱装置17に設けられた温度セ
ンサー19(後述する実施例6の如く気体加熱装置17
に設けられたもので、図3においては省略している)に
よって検知された気体加熱装置17の発熱体温度等に応
じて気体加熱装置17に対する通電制御を行なう。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0084
【補正方法】変更
【補正内容】
【0084】実施例6.次に、請求項8記載の発明の他
の実施例を図10により説明する。この実施例では発熱
体に温度センサー19が取り付けられている。温度セン
サー19が取り付けられていること以外は実施例4と同
様である。このように温度センサー19が設けられてい
ると、二次空気供給装置において、実施例1で説明した
ような発熱体の温度検出に基づく制御ユニットによる適
温制御が可能となる。なお、図示例では温度センサ19
が発熱体23dに配設されているが、その位置を限定す
るものではない。又、気体加熱装置内を流れる空気温度
を直接検出しても同様の制御が可能となる事は、言うま
でもない。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0106
【補正方法】変更
【補正内容】
【0106】次に、流量制御装置220の具体的な実施
例を図23について説明する。図23は、通常の空圧式
バルブと小形三方ソレノイドバルブとで構成された流量
制御装置220を示している。図23において、220
aは空圧式バルブの通路開閉バルブ、220bは空圧式
バルブのダイヤフラム、220cは空圧式バルブの負圧
室、220d,220e,220fはそれぞれゴム配管
で接続されるニップル、220gは小形三方ソレノイド
バルブのコイル、220hは小形三方ソレノイドバルブ
のプランジャである。又、220jは、ソレノイドバル
ブをOFF時、空圧式バルブの負圧室220c内を大気
圧にもどす為の大気開放ニップルであり、負圧導入時、
すなわち通路開閉バルブ220aが開の場合のみ、閉鎖
されるものである。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0110
【補正方法】変更
【補正内容】
【0110】図27は、リリーフ機構221を、通常の
空気式バルブと小形ソレノイドバルブとで構成した例を
示している。図27において、221aは空気式バルブ
の通路開閉バルブ、221bは空気式バルブのダイアフ
ラム、221cは空気式バルブの負圧室、221d,2
21e,221fはそれぞれゴム配管で接続されるニッ
プル、221gは小形三方ソレノイドバルブのコイル、
221hは小形三方ソレノイドバルブのプランジャ、2
21jは大気開放ニップルである。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0118
【補正方法】変更
【補正内容】
【0118】図31は、空気式バルブと小型三方ソレノ
イドバルブとで構成された流量制御リリーフ一体化装置
222を示している。222aは空気式バルブの通常切
替バルブ、222bは空気式バルブのダイアフラム、2
22cは空気式バルブの負圧室、222d,222e,
222fはゴム配管で接続されるニップル、222gは
小型三方ソレノイドバルブのコイル、222hは小型三
方ソレノイドバルブのプランジャ、222iは空気式バ
ルブのスプリング、222jは大気開放ニップルであ
る。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0120
【補正方法】変更
【補正内容】
【0120】そして、ソレノイドバルブのOFF時は
ニップル222jより大気が導入されるため、負圧室2
22c間の負圧が低下し、スプリング222iの力によ
り通路切替バブル222aは図31に示す位置に移動し
てポンプ219からの通路とエアクリーナ3への通路と
が連通するため、プンプ219により吐出された空気が
エアクリーナ3へリリーフされる。このように、上記二
次空気供給装置であると、流量制御装置とリリーフ機構
の機能が一体化されるから、装置を小型化できるととも
にコスト低減が図れる。
【手続補正8】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正9】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図23
【補正方法】変更
【補正内容】
【図23】
【手続補正10】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図25
【補正方法】変更
【補正内容】
【図25】
【手続補正11】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図27
【補正方法】変更
【補正内容】
【図27】
【手続補正12】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図28
【補正方法】変更
【補正内容】
【図28】
【手続補正13】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図31
【補正方法】変更
【補正内容】
【図31】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/32 301 B (72)発明者 浅田 智 三田市三輪二丁目3番33号 三菱電機株式 会社三田製作所内

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の吸気側と触媒とを連通する二
    次空気導入通路に発熱体を有する気体加熱装置が設けら
    れてなる内燃機関の二次空気供給装置。
  2. 【請求項2】 前記発熱体は電源からの通電によって発
    熱する電気抵抗体から構成したことを特徴とする請求項
    1記載の内燃機関の二次空気供給装置。
  3. 【請求項3】 前記発熱体には温度センサーが取付けら
    れ、この温度センサーが検知した前記発熱体の温度に応
    じて制御ユニットを介して前記発熱体に対して通電制御
    することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の二次空
    気供給装置。
  4. 【請求項4】 中空筒状のケースと、このケースに取り
    付けられた正負の電極と、これら電極間に連結された発
    熱体とからなり、この発熱体は、電気抵抗体を渦巻状に
    巻回されてなるとともに、前記ケースの軸方向と同一方
    向に空気通路を形成すべく前記ケース内に配置してなる
    気体加熱装置。
  5. 【請求項5】 前記発熱体を薄板状としたことを特徴と
    する請求項4記載の気体加熱装置。
  6. 【請求項6】 前記発熱体は、前記ケースの軸方向に間
    隔を置いて複数直列に配設し、これらの発熱体を連結部
    材によって連結したことを特徴とする請求項4記載の気
    体加熱装置。
  7. 【請求項7】 対向する前記発熱体同士を互いの空気通
    路が一直線上に位置しないよう配置したことを特徴とす
    る請求項5記載の気体加熱装置。
  8. 【請求項8】 前記連結部材は発熱体の中心部同士を連
    結するロッドにより構成し、このロッドの両端部はホル
    ダーによって支持し、このホルダーをケースに固着させ
    るとともに、このホルダーに空気が流通する窓孔を形成
    したことを特徴とする請求項5記載の気体加熱装置。
  9. 【請求項9】 前記ケースの空気流入側開口の中心部に
    流入側開口へ向けて凸のコーン部材を配設したことを特
    徴とする請求項4記載の気体加熱装置。
  10. 【請求項10】 中空筒状のケースと、このケースに取
    り付けられた正負の電極と、これら電極間に連結された
    発熱体とを有し、この発熱体は、薄板状の電気抵抗体を
    断面が花びら形をなすよう蛇行させつつ環状に湾曲させ
    てなるとともに、前記ケース内に空気通路を形成すべく
    前記ケースの軸線に沿って配置してなる気体加熱装置。
  11. 【請求項11】 前記発熱体の両端を、連通孔を多数有
    する耐熱絶縁体にて前記ケースに対して支持固定したこ
    とを特徴とする請求項10記載の気体加熱装置。
  12. 【請求項12】 前記発熱体は前記ケース内の軸方向に
    複数直列に配設し、各発熱体の抵抗値を異ならせたこと
    を特徴とする請求項10記載の気体加熱装置。
  13. 【請求項13】 前記発熱体には気体の出入り自由な細
    孔を複数形成したことを特徴とする請求項10記載の気
    体加熱装置。
  14. 【請求項14】 前記耐熱絶縁体のうち最も上流側に位
    置する耐熱絶縁体と前記ケースとの間に弾性体を介在さ
    せたことを特徴とする請求項10記載の気体加熱装置。
  15. 【請求項15】 前記発熱体及び耐熱絶縁体の外周と前
    記ケース内周との間に弾性を有する断熱絶縁体を介在さ
    せたことを特徴とする請求項10記載の気体加熱装置。
  16. 【請求項16】 内燃機関の吸気側に供給する二次空気
    を周期的に変動させることのできる供給装置を具備した
    ことを特徴とする内燃機関の二次空気供給装置。
  17. 【請求項17】 前記供給装置は、内燃機関の吸気側と
    触媒とを連通する二次空気導入通路に設けられ、一定幅
    の振幅で周期的に回転を変化させることのできるポンプ
    より構成したことを特徴とする請求項16記載の内燃機
    関の二次空気供給装置。
  18. 【請求項18】 前記供給装置は、内燃機関の吸気側と
    触媒とを連通する二次空気導入通路に設けられたポンプ
    と、前記二次空気導入通路に設けられ一定幅の振幅で周
    期的に開閉可能な流量制御装置とより構成したことを特
    徴とする請求項16記載の内燃機関の二次空気供給装
    置。
  19. 【請求項19】 前記二次空気導入通路における前記ポ
    ンプと流量制御装置との間に、リリーフ機構を設けたこ
    とを特徴とする請求項18記載の内燃機関の二次空気供
    給装置。
  20. 【請求項20】 前記流量制御装置とリリーフ機構とを
    一体化したことを特徴とする請求項19記載の内燃機関
    の二次空気供給装置。
  21. 【請求項21】 内燃機関の吸気側と触媒とを連通する
    二次空気導入通路に、ポンプおよび気体加熱装置を具備
    した内燃機関の二次空気供給装置。
  22. 【請求項22】 内燃機関の吸気側と触媒とを連通する
    二次空気導入通路に、気体加熱装置と、前記触媒に供給
    する二次空気を周期的に変動させることのできる供給装
    置とを具備したことを特徴とする内燃機関の二次空気供
    給装置。
  23. 【請求項23】 吸入空気温度,水温,回転数又はブー
    スト圧等の内燃機関の運転状態を表す検出値より条件判
    断して、前記供給装置,ポンプ,流量制御装置又は気体
    加熱装置をそれぞれコントロールするコンピュータユニ
    ットを備えることを特徴とする請求項16〜22いずれ
    か1項記載の内燃機関の二次空気供給装置。
JP5159701A 1992-06-29 1993-06-29 内燃機関の二次空気供給装置及びその気体加熱装置 Expired - Fee Related JP2935327B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5159701A JP2935327B2 (ja) 1992-06-29 1993-06-29 内燃機関の二次空気供給装置及びその気体加熱装置
US08/205,849 US5666804A (en) 1993-03-29 1994-03-04 Secondary air supplying apparatus for internal combustion engine and air heating apparatus thereof
DE4410820A DE4410820C2 (de) 1993-03-29 1994-03-24 Zusatzluft-Zuführgerät für eine Verbrennungsmaschine
ITTO940229A IT1273088B (it) 1993-03-29 1994-03-28 Apparecchiatura per l'alimentazione di aria secondaria per un motore a combustione interna e suo dispositivo per il riscaldamento di gas
KR1019940006306A KR0154179B1 (ko) 1993-03-29 1994-03-29 내연기관의 2차공기공급장치 및 기체가열장치

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17070592 1992-06-29
JP5-69964 1993-03-29
JP6996493 1993-03-29
JP4-170705 1993-03-29
JP5159701A JP2935327B2 (ja) 1992-06-29 1993-06-29 内燃機関の二次空気供給装置及びその気体加熱装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06336918A true JPH06336918A (ja) 1994-12-06
JP2935327B2 JP2935327B2 (ja) 1999-08-16

Family

ID=26411144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5159701A Expired - Fee Related JP2935327B2 (ja) 1992-06-29 1993-06-29 内燃機関の二次空気供給装置及びその気体加熱装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5666804A (ja)
JP (1) JP2935327B2 (ja)
KR (1) KR0154179B1 (ja)
DE (1) DE4410820C2 (ja)
IT (1) IT1273088B (ja)

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5743242A (en) * 1996-01-04 1998-04-28 Phillips & Temro Industries Inc. Air intake heater with connector posts
US5887575A (en) * 1996-01-04 1999-03-30 Phillips & Temro Industries Inc. Air intake heater with vertically oriented heating elements
US5992399A (en) * 1998-04-15 1999-11-30 Phillips & Temro Industries Inc. Modular air intake heater
US5988146A (en) * 1998-04-15 1999-11-23 Phillips & Temro Industries Inc. Modular air intake heater
FR2778206B1 (fr) * 1998-04-29 2000-12-15 Renault Dispositif de pot catalytique
US6242712B1 (en) 1999-05-11 2001-06-05 Phillips & Temro Industries Inc. Air heater with perforated resistance element
FR2815077B1 (fr) * 2000-10-05 2003-03-21 Renault Procede et dispositif d'amorcage d'un catalyseur
AT4978U1 (de) * 2000-11-22 2002-01-25 Avl List Gmbh Verfahren zur konditionierung der ansaugluft sowie des abgasdrucks einer verbrennungsmaschine
DE10154081A1 (de) * 2001-11-02 2003-05-22 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Steuerung der Sekundärluftmenge
DE10214166A1 (de) * 2002-03-28 2003-10-23 David & Baader Gmbh Heizflansch, insbesondere zum Vorwärmen von Luft in einer Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine
JP3852382B2 (ja) * 2002-07-30 2006-11-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気ガス浄化装置
US7582270B2 (en) 2002-10-28 2009-09-01 Geo2 Technologies, Inc. Multi-functional substantially fibrous mullite filtration substrates and devices
US7574796B2 (en) 2002-10-28 2009-08-18 Geo2 Technologies, Inc. Nonwoven composites and related products and methods
US7572311B2 (en) 2002-10-28 2009-08-11 Geo2 Technologies, Inc. Highly porous mullite particulate filter substrate
US6946013B2 (en) 2002-10-28 2005-09-20 Geo2 Technologies, Inc. Ceramic exhaust filter
FR2880233B1 (fr) * 2004-12-24 2007-03-16 Inergy Automotive Systems Res Chauffeur pour canister
US7448202B2 (en) * 2005-04-04 2008-11-11 Denso Corporation Diagnosis apparatus for secondary air supply apparatus
US7682577B2 (en) 2005-11-07 2010-03-23 Geo2 Technologies, Inc. Catalytic exhaust device for simplified installation or replacement
US7682578B2 (en) 2005-11-07 2010-03-23 Geo2 Technologies, Inc. Device for catalytically reducing exhaust
US7451849B1 (en) 2005-11-07 2008-11-18 Geo2 Technologies, Inc. Substantially fibrous exhaust screening system for motor vehicles
US7211232B1 (en) 2005-11-07 2007-05-01 Geo2 Technologies, Inc. Refractory exhaust filtering method and apparatus
KR100716369B1 (ko) * 2005-11-10 2007-05-11 현대자동차주식회사 디젤매연촉매여과필터의 제조방법
US7722828B2 (en) 2005-12-30 2010-05-25 Geo2 Technologies, Inc. Catalytic fibrous exhaust system and method for catalyzing an exhaust gas
US7444805B2 (en) 2005-12-30 2008-11-04 Geo2 Technologies, Inc. Substantially fibrous refractory device for cleaning a fluid
US7563415B2 (en) 2006-03-03 2009-07-21 Geo2 Technologies, Inc Catalytic exhaust filter device
FR2948970B1 (fr) * 2009-08-07 2011-10-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'injection d'air, ligne d'echappement equipee d'un tel dispositf et procede de chauffage d'un organe de depollution place dans la ligne d'echappement
US8438841B2 (en) * 2009-09-29 2013-05-14 Ford Global Technologies, Llc Particulate filter regeneration in an engine
US8726882B2 (en) * 2010-03-16 2014-05-20 Briggs & Stratton Corporation Engine speed control system
US8910616B2 (en) 2011-04-21 2014-12-16 Briggs & Stratton Corporation Carburetor system for outdoor power equipment
US9316175B2 (en) 2010-03-16 2016-04-19 Briggs & Stratton Corporation Variable venturi and zero droop vacuum assist
US8915231B2 (en) 2010-03-16 2014-12-23 Briggs & Stratton Corporation Engine speed control system
US8485313B2 (en) 2010-06-18 2013-07-16 Briggs & Stratton Corporation Muffler and engine system
EP2724883B1 (en) * 2011-06-23 2015-07-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle
DE102013001080B4 (de) * 2013-01-23 2017-01-19 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung
US9222403B2 (en) * 2013-02-07 2015-12-29 Thrival Tech, LLC Fuel treatment system and method
US9784170B2 (en) * 2015-09-15 2017-10-10 Caterpillar Inc. Thermal management system for aftertreatment system
DE102018207208A1 (de) * 2018-05-09 2019-11-14 Audi Ag Kraftfahrzeug mit einer im Abgasstrang angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtung
EP3696394B1 (en) 2019-02-13 2023-08-16 FCA Italy S.p.A. System and method for controlling the emissions of a spark-ignition internal combustion engine of a motor-vehicle
US11725562B2 (en) * 2020-11-09 2023-08-15 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for hot air injection into exhaust ports
FR3121178B1 (fr) 2021-03-29 2023-02-10 Psa Automobiles Sa Dispositif d’injection d’air secondaire pour moteur a combustion interne
FR3122213A1 (fr) * 2021-04-27 2022-10-28 Psa Automobiles Sa Dispositif et procede et d’amorçage du catalyseur de traitement des gaz d’echappement des vehicules automobiles
DE102023202404A1 (de) * 2023-03-16 2024-09-19 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5174610U (ja) * 1974-12-09 1976-06-11
JPS5366524U (ja) * 1976-11-08 1978-06-05
JPS5958115A (ja) * 1982-09-24 1984-04-03 Mazda Motor Corp 過給機付エンジンの吸気装置
JPS6158675U (ja) * 1984-05-22 1986-04-19
JPS6421213U (ja) * 1987-07-28 1989-02-02

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1456018A (en) * 1920-07-02 1923-05-22 Edwin L Wiegand Internal-combustion engine
US2596327A (en) * 1949-07-19 1952-05-13 Shell Dev Electric heater
US3503717A (en) * 1966-12-22 1970-03-31 Wayne D Wilson Crystallization at high pressure to prevent self diffusion of materials
US3723070A (en) * 1970-11-27 1973-03-27 Oxy Catalyst Inc Catalytic oxidation apparatus
US3787037A (en) * 1971-06-07 1974-01-22 M Motooka Carburation system
US3770389A (en) * 1971-11-11 1973-11-06 Ford Motor Co Catalytic converter with electrically resistive catalyst support
US4098078A (en) * 1973-02-12 1978-07-04 Pierre Alfred Laurent Process and apparatus for afterburning of combustible pollutants from an internal combustion engine
DE2337051A1 (de) * 1973-07-20 1974-02-14 Nippon Denso Co Sekundaerluftzufuhrsystem fuer brennkraftmaschinen
US3982100A (en) * 1974-10-08 1976-09-21 Universal Oil Products Company Monolithic honeycomb form electric heating device
DE2518156A1 (de) * 1975-04-24 1976-11-04 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Anlasshilfe fuer brennkraftmaschinen
US4199938A (en) * 1976-12-26 1980-04-29 Nippon Soken, Inc. Method of operating a three-way catalyst for internal combustion engines
JPS5529003A (en) * 1978-08-16 1980-03-01 Toyota Motor Corp Secondary air controller for exhaust cleaner
JPS567489A (en) * 1979-07-02 1981-01-26 Fujitsu Ltd System for controlling photo-output
JPS611656U (ja) * 1984-06-10 1986-01-08 マツダ株式会社 デイ−ゼルエンジンの吸気装置
DE3532820A1 (de) * 1985-09-13 1987-03-26 Gas & Wasserleitungsgeschaeft Vorrichtung zum gleichmaessigen erwaermen von raeumen
JP2599267B2 (ja) * 1987-07-14 1997-04-09 富士通株式会社 情報処理装置
JPH032663U (ja) * 1989-05-31 1991-01-11
US5459998A (en) * 1992-03-11 1995-10-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Apparatus for introducing fresh air into exhaust pipe of internal combustion engine for purification of exhaust gas
US5519191A (en) * 1992-10-30 1996-05-21 Corning Incorporated Fluid heater utilizing laminar heating element having conductive layer bonded to flexible ceramic foil substrate

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5174610U (ja) * 1974-12-09 1976-06-11
JPS5366524U (ja) * 1976-11-08 1978-06-05
JPS5958115A (ja) * 1982-09-24 1984-04-03 Mazda Motor Corp 過給機付エンジンの吸気装置
JPS6158675U (ja) * 1984-05-22 1986-04-19
JPS6421213U (ja) * 1987-07-28 1989-02-02

Also Published As

Publication number Publication date
JP2935327B2 (ja) 1999-08-16
US5666804A (en) 1997-09-16
ITTO940229A1 (it) 1995-09-28
DE4410820A1 (de) 1994-10-06
ITTO940229A0 (it) 1994-03-28
DE4410820C2 (de) 1997-07-24
KR940021916A (ko) 1994-10-19
IT1273088B (it) 1997-07-04
KR0154179B1 (ko) 1998-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06336918A (ja) 内燃機関の二次空気供給装置及びその気体加熱装置
CN110454259B (zh) 用单个电源为多个电加热器供电的方法
EP0824182B1 (en) A method and a device for purifying exhaust gas of an internal combustion engine
US5685145A (en) Method and apparatus for performance enhancement of the manifold catalyst in the automotive exhaust system
EP2331798A1 (en) Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine
US10300435B2 (en) Ammonia generation apparatus and ammonia generation control apparatus
KR100201659B1 (ko) 촉매배출을 제어하기 위한 방법 및 장치
JPH1182000A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
US10047658B2 (en) Exhaust gas temperature control apparatus and exhaust gas temperature adjustment apparatus
KR101762535B1 (ko) 내연 기관의 배기 처리 장치 및 배기 처리 방법
WO2013065157A1 (ja) 電気加熱式触媒の制御装置
JPH10238339A (ja) エンジンの排気浄化装置
JPH08210127A (ja) 内燃機関の触媒浄化装置
US20170306826A1 (en) Particulate collection system and particulate collection apparatus
US6024928A (en) By-pass flow catalytic converter
CN113906199B (zh) 催化转化器
JP3216265B2 (ja) 触媒の活性化判定装置
JP2019011698A (ja) ディーゼルエンジンの排気処理装置
JPH0972213A (ja) 排ガス浄化装置
JP2547177Y2 (ja) 内燃機関の排気装置
JP3006367B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JPH051525A (ja) 触媒コンバータを用いた内燃機関の排気浄化装置
JP2845004B2 (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置
JPH07119453A (ja) 二次空気加熱装置
JPH01240718A (ja) 排ガス処理用触媒の加熱装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees