JPH0725211U - 触媒の早期活性装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車エンジンにおいては燃料タンクを有
し、この燃料タンク内の上部空間には気化ガスが発生す
ることに着目して、この燃料タンク内に発生する気化ガ
ス（燃焼時に発生するＨＣ，ＣＯが少ない低沸点成分の
ブタンガス）を利用してバーナ燃焼させ、効率の良い触
媒の早期活性装置を提供することを目的とする。 【構成】 自動車用エンジンの排気経路１１に配置され
る触媒コンバータ１０にＥＣＵ８に接続される燃料噴射
弁９と点火栓９ａとを配設し、該燃料噴射弁９に燃料ガ
ス通路５の下流端を連通し、さらに、前記燃料ガス通路
５の上流端を燃料タンク１の上部に連接する。そして、
上記燃料ガス通路５途中にＥＣＵ８に接続される真空ポ
ンプ６と該真空ポンプ６より下流に同じくＥＣＵ８に接
続される圧力センサ７を設ける構成とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車用エンジンの排気通路に備える触媒コンバータ内の触媒の早 期活性装置に関し、さらに詳しくは、燃料タンク内の上部空間より吸引した気化 ガスを燃料としてバーナにより触媒コンバータを加熱するようにした触媒の早期 活性装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車用エンジンの排気通路には、排気ガス中の有害成分であるＮＯｘおよび ＨＣ，ＣＯを浄化する目的から触媒コンバータが備えてある。この触媒による有 害成分の浄化性能は、触媒が活性化温度に達成することが要件とされ、エンジン 始動直後のように触媒が未だ活性化温度に達成しない以前では所要の浄化性能が 発揮されない。そのため有害成分が浄化されないまま大気中に排出されてしまい 、その解決策として、触媒の早期活性化を図る手段が種々提案されている。

【０００３】 従来、触媒を早期活性化させる対策としては、例えば、特開昭６１−２００３ １５号公報に記載された先行技術に見られるように電気ヒータを用いて触媒コン バータを加熱する方法、また実開昭６２−８３１７号公報に記載された先行技術 に見られるように液体燃料バーナを用いて触媒コンバータを加熱する方法等が広 く知られている。なお、上述の特開昭６１−２００３１５号公報にはアルコール を熱源として使用することも開示されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述の電気ヒータを熱源として用いる場合は、その消費電力，効率 ，配線等に問題があり、バッテリを含む電装部品の負担が大きく電装部品の早期 劣化を招く問題点が生じる。 また、液体燃料バーナを熱源とする場合、エンジンと同一の燃料を熱源として 使用できる利点はあるが、その反面、液体燃料を燃焼させるので、バーナの点火 時に未燃焼の有害成分が排出され、自動車の排気エミッションに悪影響を与える 問題点がある。 また、その問題点を解消するために、燃料を電気ヒータ等により加熱し気化さ せることも考えられが、その気化に時間がかかると共に電気エネルギーを必要と する問題点が新に派生する。 さらにアルコールを熱源として使用する場合は、アルコールの気化潜熱が大き いため時間，エネルギー共に多く必要とする問題点があった。

【０００５】 本考案は、上述の問題点に鑑み提案されたもので、自動車エンジンにおいては 燃料タンクを有し、この燃料タンク内の上部空間には気化ガスが滞留することに 着目して、この燃料タンク内に発生する気化ガス（燃焼時に発生するＨＣ，ＣＯ が少ない低沸点成分のブタンガス）を利用してバーナ燃焼させ、効率の良い触媒 の早期活性装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、自動車用エンジンの排気通路に備える 触媒コンバータに、バーナを設け、該バーナにはガス燃料の燃料噴射弁を備え、 該燃料噴射弁に通じるガス通路を、その通路途中に圧力調整手段と真空ポンプと を介して燃料タンク内の上部空間に接続すると共に、燃料タンクに大気と連通し 且つタンク内が所要の負圧値以下になった時に開く調圧弁を備えたパイプをタン ク底部に開口し、上記ガス通路の真空ポンプ下流側にガス圧力を検知し圧力信号 をＥＣＵに送る圧力センサを設けた構成とする。 そして、上記真空ポンプおよび燃料噴射弁をエンジン制御系に具備するＥＣＵ からの信号により制御して、エンジン始動後の所要時間に燃料タンク内の上部空 間より吸引した気化ガスを燃料噴射弁より噴射してバーナを燃焼させるように構 成してなることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

上記の構成によると、エンジン始動時に、ＥＣＵからの制御信号により真空ポ ンプが駆動し、燃料タンク内の上部空間に滞留する気化ガス（低沸点成分のブタ ンガス）が、ガス通路に吸い出される。それにより燃料タンク内が負圧になると 、大気と連通するパイプを介してタンク底部に大気が入ることで、燃料中から気 化ガスが発生してタンク上部の空間内に順次上昇する。 タンク内より吸引された気化ガスは、ガス通路を通してバーナの燃料噴射弁に 送られ、ＥＣＵにより制御される噴射弁より噴出してバーナでの点火が開始して 燃焼することで触媒コンバータが加熱され、コンバータ内部の触媒が早期に活性 化される。

【０００８】 真空ポンプと燃料噴射弁との間のガス通路に、気化ガスを溜める圧力容器を介 在している場合は、この容器内に気化ガスを溜めておくことができ、真空ポンプ を作動させないでも容器内に溜まっている気化ガスを燃料噴射弁に送ってバーナ で燃焼させることができる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の一実施例である触媒の早期活性装置の概略構成図を示し、符号 １は揮発性であるガソリン等の燃料が貯留されている燃料タンクで、該燃料タン ク１には大気に連通する外気吸入パイプ２が燃料タンク１の底に達するように設 けてあり、この外気吸入パイプ２には、燃料タンク１の内圧が所定の負圧Ｐ１以 下になると開いて大気を吸引して燃料タンク１の内圧を調整する調圧弁２ａが備 えてある。また燃料タンク１にはキャニスタ（図示省略）に連通するパイプ３が 設けられていて、該パイプ３には、燃料タンク１の内圧が正圧Ｐ２以上に達する と開きタンク１内の蒸気をキャニスタへ逃がす調圧弁３ａが備えてある。さらに 、燃料タンク１の下部には燃料パイプ４が設けてあり、ポンプ４ａを駆動するこ とで燃料タンク１内の燃料を各気筒用のインジェクタ（図示省略）に供給する。

【００１０】 本考案においては、上記燃料タンク１内に貯留されている燃料が揮発性である ことに着目して、燃料タンク１内の上方に発生して滞留している低沸点成分（ブ タン）を収集するために、燃料タンク１の上部に燃料ガス通路５の上流端を接続 する。 前記燃料ガス通路５には、途中真空ポンプ６が設けてあり、この真空ポンプ６ はエンジンに具備している電子制御ユニット（ＥＣＵ）８によって制御される。 さらに前記燃料ガス通路５において、前記真空ポンプ６より下流にＥＣＵ８に接 続される圧力センサ７を設け、下流端に同じくＥＣＵ８によって制御される燃料 噴射弁９を接続する。

【００１１】 図２はバーナが設けられている触媒コンバータの断面図で、触媒コンバータ１ ０はエンジンの排気通路１１の途中に設けられている。 上記触媒コンバータ１０は、貴金属で構成される触媒１２をシェル１３で包み 、該シェル１３を触媒コンバータケース１４でカバーするように構成される。そ して、エンジンより排出される排気ガスは、排気通路１１からシェル１３に沿っ て触媒１２内に導入され、触媒１２の表面反応によりＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの有害 成分を浄化してマフラ１５に送られる。

【００１２】 本考案では触媒の早期活性化を図るために、上記触媒１２を活性化温度に達す るまでシェル１３を介して加熱する。そのために前述の燃料噴射弁９と、ＥＣＵ ８によって制御される点火栓９ａとでバーナを構成し、該バーナを、通気孔１４ ａを有する触媒コンバータケース１４に配設する。さらに触媒通路の出口付近に ＥＣＵ８に接続される温度センサ１６を配設する。

【００１３】 次に本考案の動作について説明する。 イグニッションスイッチＯＮと同時に、ＥＣＵ８からの制御信号で真空ポンプ ６が駆動し、まず燃料タンク１内の上方に滞留しているブタンガスを燃料ガス通 路５に吸い出す。 それにより燃料タンク１内が負圧Ｐ１以下になると調圧弁２ａが開き、大気と 連通する外気吸入パイプ２を介してタンク底部に大気が入ることで、燃料中から 気化ガスが発生してタンク上部の空間内に順次上昇ので、連続してブタンガスを 燃料ガス通路５に吸い出す。 そして、燃料ガス通路５に吸い込まれたブタンガスはそのガス圧によって圧力 センサ７を介して燃料噴射弁９に送り込まれる。この際、燃料タンク１の内圧は 前述の調圧弁２ａと調圧弁３ａにより負圧Ｐ１から正圧Ｐ２に保たれているので 、燃料が気化しなかったり、あるいは気化しすぎたりすることはない。また、圧 力センサ７からの信号をＥＣＵ８で解析し、その結果に基づき真空ポンプ６の回 転数を制御し、ガス圧を調整する。

【００１４】 燃料噴射弁９に送り込まれたブタンガスは触媒コンバータケース１４内に噴射 され、ＥＣＵ８からの指示で点火栓９ａが着火し、ブタンガスが燃焼することで 触媒１２は加熱される。そして温度センサ１６が感知する触媒温度あるいはエン ジン温度が所定温度に達した時点で、ＥＣＵ８からの制御信号で燃料噴射弁９の 噴射は止まる。

【００１５】 また図３に示すように、真空ポンプ６と燃料噴射弁９との間のガス通路５に、 気化ガスを溜める圧力容器１７を介在している場合は、この容器１７内に気化ガ スを溜めておくことができ、真空ポンプ６を作動させないでも容器１７内に溜ま っている気化ガスを燃料噴射弁９に送ってバーナで燃焼させることができる。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、燃焼時に発生するＨＣ，ＣＯの有害成分 が少ないブタンガスを燃料とし触媒を加熱するため、排気エミッションが低減す る。また上記ブタンガスは予め燃料タンク上方に滞留しているので、それを真空 ポンプで吸い出しているうちに、その真空ポンプ駆動でタンク内は低圧して大量 のブタンガスが発生するため、燃料を気化させるためのエネルギと時間が大幅に 低減でき、触媒の早期活性化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】触媒の早期活性装置の概略構成図

【図２】触媒コンバータの断面図

【図３】触媒の早期活性装置の第２概略構成図

【符号の説明】

１ 燃料タンク ２ 外気吸入パイプ ２ａ 調圧弁 ３ パイプ ３ａ 調圧弁 ４ 燃料パイプ ４ａ ポンプ ５ 燃料ガス通路 ６ 真空ポンプ ７ 圧力センサ ８ ＥＣＵ ９ 燃料噴射弁 ９ａ 点火栓 １０ 触媒コンバータ １１ 排気通路 １２ 触媒 １３ シェル １４ 触媒コンバータケース １４ａ 通気孔 １５ マフラ １６ 温度センサ １７ 圧力容器 Ｐ１ 負圧 Ｐ２ 正圧

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車用エンジンの排気通路に備える触媒
   コンバータにバーナを設け、該バーナにはガス燃料の燃
   料噴射弁を備え、該燃料噴射弁に通じるガス通路をその
   通路途中に真空ポンプを介して燃料タンク内の上部空間
   に接続すると共に、燃料タンクに大気と連通し且つタン
   ク内が所要の負圧値以下になった時に開く調圧弁を備え
   たパイプをタンク底部に開口し、上記ガス通路の真空ポ
   ンプ下流側にガス圧力を検知し圧力信号をＥＣＵに送る
   圧力センサを設けてなり、 上記真空ポンプおよび燃料噴射弁をエンジン制御系に具
   備するＥＣＵからの信号により制御してエンジン始動後
   の所要時間に燃料タンク内の上部空間より吸引した気化
   ガスを燃料噴射弁より噴射してバーナを燃焼させるよう
   に構成してなることを特徴とする触媒の早期活性装置。
2. 【請求項２】 上記真空ポンプと燃料噴射弁との間のガ
   ス通路に気化ガスを溜める圧力容器を介在してなること
   を特徴とする請求項１記載の触媒の早期活性装置。