JP2007112289A

JP2007112289A - 車両

Info

Publication number: JP2007112289A
Application number: JP2005305648A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Fukuda; 正博福田; Masanori Matsuzaka; 正宣松坂
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2007-05-10

Abstract

【課題】補助暖房装置と二次エア導入装置とを有する車両において、空気供給用エアポンプの共用を図り、ひいてはコスト、質量、搭載スペースを低減すること。
【解決手段】
二次エア導入装置と車室内を暖める補助暖房装置とを備えた車輌において、一つの空気供給手段（電動エアポンプ６）で二次エア導入装置と補助暖房装置の燃焼式ヒータへ空気を供給する。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃焼式ヒータを用いた補助暖房装置と二次エア導入装置とを有する車両に関する。

従来、冬期において乗員が乗車する前に予め車室内を暖めておくことを目的とした車両用燃焼式暖房装置として燃焼式ヒータを用いたシステムがある。この暖房装置は、主に温水式の燃焼式ヒータ（１）、空気調和装置（２）、電子制御部（３）、操作部（４）及び管路（５）等から構成されている。燃焼式ヒータ（１）は、燃焼器（６）と熱交換器（７）とからなり、燃焼式ヒータ（１）には、グロープラグ（８）と、燃料タンク（１２）からの液体燃料を燃焼器（６）内の燈芯に供給する燃料ポンプ（９）と、燃焼用エアを燃焼器（６）の燃焼室内に圧送するモータ駆動の渦流送風機（１０）と、管路（５）からのエンジン冷却水を熱交換器（７）内の流体通路（１３）に圧送するヒータ側のウォータポンプ（１１）とが装着されている。（例えば、特許文献１参照）
一方、排ガス浄化用の触媒を早期暖機する目的で、あるいは加速時のエミッション改善を目的として、排気系に二次エアを供給するシステムがある。このシステムはエンジンの運転状態に応じたエアを供給するための電動エアポンプ（１２）を備えている。（例えば、特許文献２参照）
しかしながら、燃焼式ヒータを用いた補助暖房装置と排ガス浄化用の二次エア導入装置とを有する車両においては、各装置にそれぞれ専用の空気供給用エアポンプが必要となり、コスト、質量、搭載スペース等の増加要因となっていた。
特開平５−９６９３４号公報特開平５−２８０３２８号公報

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、補助暖房装置と二次エア導入装置とを有する車両において、空気供給用エアポンプの共用を図り、ひいてはコスト、質量、搭載スペースを低減することを技術的課題とする。

上記した課題を解決するために講じた第１の技術的手段は、
内燃機関と、前記内燃機関の排気通路に設けられた二次エア導入装置と、前記内燃機関を熱源として車室内を暖める主暖房装置とは別の補助暖房装置とを備えた車輌において、
前記補助暖房装置は燃焼式ヒータを有し、一つの空気供給手段により前記二次エア導入装置と前記燃焼式ヒータとへ空気が供給されることである。

第２の技術的手段は、第１の技術的手段において、
前記燃焼式ヒータの燃焼器をパルス燃焼器としたことである。

第３の技術的手段は、第２の技術的手段において、
前記空気供給手段は、前記燃焼式ヒータの点火のために前記パルス燃焼器へ空気を供給し、前記燃焼式ヒータの点火後は前記二次エア導入装置へ空気を供給することである。

第４の技術的手段は、第２の技術的手段において、
前記空気供給手段は、前記二次エア導入装置へ空気を供給し、触媒暖機後は前記燃焼式ヒータの点火のために前記パルス燃焼器へ空気を供給することである。

請求項1の発明によれば、内燃機関の排気通路に設けられた二次エア導入装置と、内燃機関を熱源として車室内を暖める主暖房装置とは別の補助暖房装置とを備えた車輌において、一つの空気供給手段（エアポンプ）により二次エア導入装置と燃焼式ヒータとへ空気が供給されることにより、部品点数が減少する。その結果、コスト、質量、搭載スペースを削減できる。

請求項２の発明によれば、燃焼式ヒータの燃焼器をパルス燃焼器としたことにより、点火時のみエアの供給を必要とするが、以後は自己吸入・自己着火するので、空気供給手段である空気供給用エアポンプを小容量化でき、コスト、質量、搭載スペースを低減できる。

請求項３の発明によれば、燃焼式ヒータの点火のためにパルス燃焼器へ空気を供給し、燃焼式ヒータの点火後は二次エア導入装置へ空気を供給することにより、空気供給手段である空気供給用エアポンプの作動頻度が減少し、耐久性・信頼性が向上する。

請求項４の発明によれば、空気供給手段は、二次エア導入装置へ空気を供給し、触媒暖機後は燃焼式ヒータの点火のためにパルス燃焼器へ空気を供給することにより、空気供給手段である空気供給用エアポンプの作動頻度が減少し、耐久性・信頼性が向上する。

以下、本発明の第１の実施形態について、全体構成を表した図１を参照して説明する。

エンジン１の冷却水の一部は、車室内を暖める為に配設されたヒータコア２とエンジン１との間を電動ウォータポンプ９により循環している。電動ウォータポンプ９とヒータコア２との間には熱交換器８が配設され、燃焼器３からの燃焼ガスでヒータコア２へ流入する冷却水を温めるように構成されている。燃焼器３は点火装置７と燃焼室４とからなり、燃焼室４には図示しない燃料タンクから燃料ポンプ５により燃料が供給されるとともに、エアクリーナ１３から電動エアポンプ６により切換弁１２を介し空気が供給されて点火装置７により着火燃焼する。燃焼ガスは熱交換器８にて冷却水を暖めた後、低温となってエンジン１の排気系に設けられているマフラー１４を介して大気へ放出される。

一方、エンジン１の排気系には触媒１０が配設されている。触媒１０にはチェック弁１１を介して、触媒１０の早期暖機を目的にエアクリーナ１３から電動エアポンプ６により切換弁１２を介し空気（二次エア）が供給される。

エンジンの排出ガス中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（Ｎｏｘ）は、触媒１０がある一定の温度（活性開始温度：約摂氏２５０〜３００度）に達して初めて浄化される。エンジン始動直後などのエンジン冷間時には、燃焼状態が安定せず未燃焼ガスが多く発生するため、新鮮な空気を触媒１０に供給することで、触媒１０での完全燃焼を促進させると同時に、触媒１０を早く暖機して活性開始温度に昇温する。

次に、本実施形態の作動について以下に説明する。

一般的に車輌には、エンジン１の冷却水を熱源とした車室内暖房装置が装着されているが、寒冷地のエンジン始動時においてはエンジン１の冷却水の熱源だけでは短時間に車室内を暖めることができない。このような場合には、図示しない操作スイッチにより燃料ポンプ５と電動エアポンプ６を作動させて燃焼室４に燃料と空気を供給し燃焼器３を作動させる。燃焼器３の燃焼ガスは熱交換器８によりエンジン１の冷却水を昇温する。車室内を暖めるヒータコア２には昇温した冷却水が送られてくるので、車室内を短時間に暖めることができる。

同時に、触媒１０にも電動エアポンプ６により空気（二次エア）が供給され、エンジン冷間時に多く発生する未燃焼ガスを触媒１０で完全燃焼させるとともに、触媒１０を早期暖機し活性開始温度に昇温せしめる。

つまり、一つの電動エアポンプ６により、車室内を暖める燃焼器３への空気と二次エア用空気とを送るのである。その際、燃焼器３への空気量と二次エア用空気量は、切替弁１２により必要に応じて適宜流量を調整する。

燃焼器３の他の用法として、エンジン１を停止した状態で乗員が仮眠などをする際に車室内を暖房する場合や、乗員が乗車する前に予め車室内を暖めておく場合などがある。この場合には、燃焼器３のみに空気を送るように切替弁１２を切り替えて、図示しない操作スイッチにより燃焼器３を作動させ、燃焼ガスによってのみエンジン冷却水を加熱し車室内を暖めることができる。尚、操作スイッチは車室内の温度を感知して、自動的にオン−オフする自動スイッチにすると更に好適である。

次に本発明の第２の実施形態について、全体構成を表した図２を参照して説明する。

第２の実施形態は、第１の実施形態に対し、燃焼器３にパルス燃焼方式を採用した例である。第１の実施形態との相違点は前記燃焼方式と燃焼室４と切替弁１２の間にエアクリーナ１３に通じる空気通路１５を設けた点であり、他は同一である。

パルス燃焼方式の特長として、点火時にはエアを供給する電動エアポンプ６と点火装置７を必要とするが、以後は自己吸入・自己着火する点がよく知られている。

パルス燃焼方式の燃焼器３３は、点火時に電動エアポンプ６から送られてくる空気により燃焼を開始し、燃焼開始後は空気通路１５から空気を自己吸入するので、切替弁１２により空気流路を切り替えて電動エアポンプ６は専ら触媒１０へ空気（二次エア）を供給する。触媒が暖機されて活性開始温度まで昇温して、車室内が充分暖まって燃焼器３３が消火する際には、再び切替弁１２により空気流路を切り替えて燃焼室４４の掃気を行う。

このように、第２の実施形態は第１の実施形態に比べ、電動エアポンプ６の使用頻度が少ないので更に小型小容量化できる。

本発明に係る第１の実施形態の全体構成図である。本発明に係る第２の実施形態の全体構成図である。

符号の説明

１・・・エンジン
２・・・ヒータコア
３、３３・・・燃焼器
４、４４・・・燃焼室
５・・・燃料ポンプ
６・・・電動エアポンプ
７・・・点火装置
８・・・熱交換器
９・・・電動ウォータポンプ
１０・・・触媒
１１・・・チェック弁
１２・・・切換弁
１３・・・エアクリーナ
１４・・・マフラー
１５・・・空気通路

Claims

内燃機関と、
前記内燃機関の排気通路に設けられ、前記排気通路に二次エアを導入する二次エア導入装置と、
前記内燃機関を熱源として車室内を暖める主暖房装置とは別の補助暖房装置とを備えた車輌において、
前記補助暖房装置は燃焼式ヒータを有し、一つの空気供給手段により前記二次エア導入装置と前記燃焼式ヒータとへ空気が供給されることを特徴とする車両。
請求項１において、
前記燃焼式ヒータの燃焼器をパルス燃焼器としたことを特徴とする車両。
請求項２において、
前記空気供給手段は、前記燃焼式ヒータの点火のために前記パルス燃焼器へ空気を供給し、前記燃焼式ヒータの点火後は前記二次エア導入装置へ空気を供給することを特徴とする車両。
請求項２において、
前記空気供給手段は、前記二次エア導入装置へ空気を供給し、触媒暖機後は前記燃焼式ヒータの点火のために前記パルス燃焼器へ空気を供給することを特徴とする車両。