JP2010196673A - Catalyst warming-up device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の触媒暖機装置に関する。 The present invention relates to a catalyst warm-up device for an internal combustion engine.
触媒コンバータの酸化・還元・吸着効果によって有害排気成分の浄化を行う内燃機関において、触媒の排気浄化能力つまり触媒活性は温度と強い相関がある。特に触媒が冷えている冷間始動時の排気性能は、触媒の暖機性能の影響が大きい。そのため、一般には、始動時に点火時期を遅角化することで排気温度を高めて、高温のガスを通過させることで触媒暖機を早期化するという手段が講じられている。しかし、近年の厳しい排気規制強化には前記手段のみでは対応が困難になりつつあり、膨張行程後期に追加噴射を行い排ガス中の未燃燃料量を増加せしめ、触媒上で未燃燃料が酸化反応することで触媒暖機を早めるという法が実施されている。しかし、一部の未燃燃料が触媒上で反応せずにすり抜けて放出されるという課題があった。そこで、ガソリンや軽油のような複雑な分子構造を有した炭化水素燃料ではなく、構造が単純であり反応速度の速い水素が注目されている。 In an internal combustion engine that purifies harmful exhaust components by oxidation, reduction, and adsorption effects of a catalytic converter, the exhaust purification ability of the catalyst, that is, the catalytic activity, has a strong correlation with temperature. In particular, the exhaust performance at the cold start when the catalyst is cold is greatly affected by the warm-up performance of the catalyst. For this reason, generally, means for increasing the exhaust gas temperature by retarding the ignition timing at the time of starting and prematurely warming up the catalyst by passing a high-temperature gas is taken. However, in recent years, it has become difficult to respond to the stricter exhaust emission regulations with the above-mentioned means alone.Additional injection is performed late in the expansion stroke to increase the amount of unburned fuel in the exhaust gas, and the unburned fuel is oxidized on the catalyst. By doing so, a method of speeding up the catalyst warm-up has been implemented. However, there has been a problem that some unburned fuel slips through without being reacted on the catalyst. Therefore, hydrogen, which has a simple structure and a high reaction rate, is attracting attention, not a hydrocarbon fuel having a complicated molecular structure such as gasoline or light oil.
例えば、特許文献1には、触媒の前に水素供給路と点火栓を設置し、触媒前で燃焼せしめることで触媒の暖機を早める手段が提案されている。
For example,
しかしながら、触媒暖機専用の水素供給路は、暖機が完了すれば他に用途がないためコストや空間レイアウトへの負担が大きく、また、運転負荷によっては1000℃近い高温にさらされ続けるため信頼性の課題も大きい。 However, the dedicated hydrogen supply path for catalyst warm-up has a high burden on cost and space layout because there is no other use once the warm-up is complete, and depending on the operating load, it continues to be exposed to high temperatures close to 1000 ° C. The issue of sex is also great.
そこで本願発明は、水素を炭化水素燃料に混合もしくは単独で燃焼せしめる内燃機関において触媒に水素を供給する水素供給手段と燃焼室に水素を供給する供給する手段を兼用することでコストや空間レイアウト、信頼性の問題を解決する。 Therefore, the present invention is a combination of a hydrogen supply means for supplying hydrogen to the catalyst and a means for supplying hydrogen to the combustion chamber in an internal combustion engine in which hydrogen is mixed with hydrocarbon fuel or burned alone, thereby reducing cost and space layout. Resolve reliability issues.
そこで、本発明は、水素を含んだ可燃ガスを燃料、もしくは燃料の一部として運転する内燃機関において、排気通路に設置された触媒コンバータの活性が低い場合は、前記可燃ガスへの点火を停止し、該可燃ガスを前記触媒コンバータに導入することを特徴としている。 Accordingly, the present invention stops ignition of the combustible gas when the activity of the catalytic converter installed in the exhaust passage is low in an internal combustion engine that operates using a combustible gas containing hydrogen as fuel or part of the fuel. The combustible gas is introduced into the catalytic converter.
本発明によれば、触媒コンバータに水素を供給する手段と、燃焼室に水素を供給する手段とを兼用することがでコストや空間レイアウト、信頼性の問題を解決しつつ、触媒コンバータを水素を用いて暖機することができる。すなわち、水素が未燃のまま排気弁を通過し、触媒コンバータに供給することが可能になり、コストや空間レイアウト、信頼性の問題を解決しつつ、触媒コンバータ上での発熱を伴った水素の酸化反応により触媒コンバータの温度を早期に上昇させることができる。 According to the present invention, the means for supplying hydrogen to the catalytic converter and the means for supplying hydrogen to the combustion chamber can be used together to solve the problem of cost, space layout, and reliability, Can be used to warm up. That is, it becomes possible for hydrogen to pass through the exhaust valve without being burned and to be supplied to the catalytic converter, while solving the problems of cost, space layout, and reliability, while generating heat generated on the catalytic converter. The temperature of the catalytic converter can be raised early by the oxidation reaction.
以下、本発明の一実施形態を図面い基づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係る内燃機関の触媒暖機装置のシステム構成の概略を示す説明図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of the system configuration of a catalyst warm-up device for an internal combustion engine according to the present invention.
内燃機関1のピストン2により形成される燃焼室3には、吸気弁4を介して吸気通路5が接続され、かつ排気弁6を介して排気通路7が接続されている。
An
燃焼室3には、点火プラグ8とガス燃料噴射弁9が配置されている。つまり、各気筒毎にガス燃料噴射弁9が配置されている。そして、ガス燃料噴射弁9には、水素タンク10から水素が供給されている。
An ignition plug 8 and a gas
吸気通路5には、主燃料であるガソリンを噴射するガソリン噴射弁11が配置されている。ガソリン噴射弁11には、ガソリンタンク12からガソリンが供給されている。
In the
排気通路7の下流には、排気ガスを浄化する触媒コンバータ13が介装されている。触媒コンバータ13には、当該触媒コンバータ13の触媒温度、すなわち当該触媒コンバータ13の温度を検知する触媒温度センサ14が取り付けられている。触媒温度センサ14の検出値は、ECU15に入力されている。
A
ECU15は、CPU、ROM、RAMおよび入出力インターフェースを備えた周知のデジタルコンピュータであり、各種のセンサ類の検出信号に基づいて、ガス燃料噴射弁9やガソリン噴射弁11の燃料噴射量や噴射時期、点火プラグ8の点火時期、等を制御する。
The
そして、本発明の第1実施形態においては、運転者によるエンジンキーのキーON時に、触媒コンバータ13の触媒活性が低いと判断された場合、すなわち触媒コンバータ13の温度が予め設定された所定温度に達していない場合には、触媒コンバータ13の活性化を図るべく、図2に示すように、排気弁6の開いている気筒のガス燃料噴射弁9から水素ガスを噴射し、触媒コンバータ13に水素を供給する。
In the first embodiment of the present invention, when the driver determines that the catalytic activity of the
これによって、水素が未燃のまま排気弁6を通過し、触媒コンバータ13に未燃の水素を供給することが可能になるので、触媒コンバータ13上での発熱を伴った水素の酸化反応により触媒コンバータ13の温度を早期に上昇させることができる。また、排気弁6が開いている気筒に水素ガスを噴射するため、排気弁6が閉じている気筒で水素が筒内に充満し、始動時のトルク変動の要因や、吸気側に逆流して逆火の要因になることを防止することができる。
As a result, hydrogen can pass through the
そして、触媒コンバータ13の温度が予め設定された所定温度に達すると、クランキング始動を開始する。つまり、触媒コンバータ13の活性が低いほど、未燃の水素ガスを触媒コンバータ13に導入する期間が長くなるように設定されている。そのため、触媒コンバータ13の温度の過大な上昇を抑制することができる。
When the temperature of the
また、前記所定温度を水素ガスの着火温度に設定すれば、触媒コンバータ13を着火源に排気通路7内で水素が燃えて配管から放熱し、触媒コンバータ13の昇温エネルギーをロスしてしまうことを防止することができる。
If the predetermined temperature is set to the ignition temperature of the hydrogen gas, hydrogen burns in the
図3は、この第1実施形態における制御の流れを示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing the flow of control in the first embodiment.
ステップ11(以下、単にSと記す)では、運転者によるエンジンキーに操作いよりキーONとなったか否かを判定し、キーON操作がされたと判定された場合、つまりエンジン始動のタイミングであると判定された場合には、S12へ進み、そうでない場合には今回のルーティンを終了する。ここで、S11では、n=1とする。nは、内燃機関1のどの気筒であるかを区別するものであり、内燃機関1の気筒数以下の自然数をとる。つまり、n=1は、内燃機関1の1番気筒を意味するものである。この第1実施形態においては、内燃機関1はV型6気筒なので、nは6以下の自然数となる。
In step 11 (hereinafter, simply referred to as S), it is determined whether or not the key is turned on by operating the engine key by the driver, and when it is determined that the key is turned on, that is, the engine start timing. If it is determined, the process proceeds to S12, and if not, the current routine is terminated. Here, in S11, n = 1. n distinguishes which cylinder of the
S12では、触媒コンバータ13の活性が低いか否か、つまり触媒コンバータ13が活性化されているか否かを判定し、活性化されている場合はS18へ進み、活性化されていない(活性が低い)場合はS13へ進む。詳述すると、S12では、触媒コンバータ13の温度が予め設定された所定温度に達しているか否かを判定し、触媒コンバータ13の温度が予め設定された所定温度以上の場合にはS18へ進み、触媒コンバータ13の温度が予め設定された所定温度未満の場合にはS13へ進む。
In S12, it is determined whether or not the activity of the
S13では、n番気筒の排気弁6が開いているか否かを判定し、n番気筒の排気弁6が開いている場合にはS14へ進み、そうでない場合にはS15へ進み。
In S13, it is determined whether or not the
S14では、n番気筒のガス燃料噴射弁9から水素ガスを噴射し、S15へ進む。
In S14, hydrogen gas is injected from the gas
S15では、n=n+1としてS16へ進み、S16でnが6よりも大きいと判定されたら場合にはS17へ進みn=1としてS12へ進み、S16でnが6以下と判定された場合にはS12へ進む。 In S15, the process proceeds to S16 with n = n + 1. If it is determined in S16 that n is larger than 6, the process proceeds to S17, and the process proceeds to S12 with n = 1. If n is determined to be 6 or less in S16. Proceed to S12.
つまり、内燃機関1の始動時においては、触媒コンバータ13の温度が予め設定された所定温度となるまで、内燃機関1の各気筒について排気弁6が開いているか順次判定していき、排気弁6が開いている気筒では、その都度ガス燃料噴射弁9から水素ガスを噴射する。
That is, at the start of the
そして、触媒コンバータ13の温度が予め設定された所定温度以上となると、S18に進んでクランキングを開始し、S19で点火プラグ8による点火を開始する。尚、S18へ進むと、ガス燃料噴射弁9からの水素ガスの噴射は終了する。
Then, when the temperature of the
以下、本発明の他の実施形態について説明するが、上述した第1実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付し重複する説明を省略する。 Hereinafter, although other embodiment of this invention is described, about the component same as 1st Embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.
次に本発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態は、上述した第1実施形態と略同一構成となっているが、図4に示すように、ガス燃料噴射弁9が吸気通路5に設けられている。そして、運転者によるエンジンキーのキーON時に、触媒コンバータ13の触媒活性が低いと判断された場合、クランキングを開始し、ガス燃料噴射弁9から水素ガスを噴射して触媒コンバータ13に水素を供給する。このとき燃焼室3に配置されたガソリン噴射弁11からは燃料噴射を行わず、点火プラグ8も点火しない。つまり、触媒コンバータ13が活性化するまで、モータリングを行い、ガス燃料噴射弁9から噴射された水素ガスを触媒コンバータ13に供給する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment has substantially the same configuration as the first embodiment described above, but a gas
このような第2実施形態においても、上述した第1実施形態と同様に水素の酸化反応により触媒コンバータ13の温度を早期に上昇させることができる。
Also in the second embodiment, the temperature of the
図5は、この第2実施形態における制御の流れを示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing a control flow in the second embodiment.
ステップ21では、運転者によるエンジンキーに操作いよりキーONとなったか否かを判定し、キーON操作がされたと判定された場合、つまりエンジン始動のタイミングであると判定された場合には、S22へ進み、そうでない場合には今回のルーティンを終了する。
In
S22では、触媒コンバータ13の活性が低いか否か、つまり触媒コンバータ13が活性化されているか否かを判定し、活性化されている場合はS25へ進み、活性化されていない(活性が低い)場合はS23へ進む。S23ではクランキングを開始し、S24へ進む。S24では、水素ガスの噴射を開始し、S22へ進む。
In S22, it is determined whether or not the activity of the
つまり、内燃機関1の始動時においては、触媒コンバータ13の温度が予め設定された所定温度となるまで、モータリングを行い、このモータリング中に水素ガスのみを噴射することで、触媒コンバータ13に水素を供給する。
That is, when the
そして、触媒コンバータ13の温度が予め設定された所定温度以上となると、S25に進んでガソリンの噴射を開始すると共に、点火プラグ8による点火を開始する。尚、S25へ進むと、ガス燃料噴射弁9からの水素ガスの噴射は終了する。
Then, when the temperature of the
次に本発明の第3実施形態について説明する。この第3実施形態は、上述した第1実施形態と略同一構成となっているが、ガソリン噴射弁11が各気筒の筒内に直接燃料を噴射できるように配置されている。また、水素ガスを噴射するガス燃料噴射弁9が、2番気筒と5番気筒に配置されている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment described above, but the
そして、運転者によるエンジンキーのキーON時に、触媒コンバータ13の触媒活性が低いと判断された場合、図6に示すように、2番気筒と5番気筒のガソリン噴射及び点火を停止し、2番気筒と5番気筒については、触媒コンバータ13が活性化するまで、水素ガスのみを噴射する。つまり、触媒コンバータ13が活性化するまで、2番気筒及び5番気筒の気筒休止を行うと共に、気筒休止中の2番気筒及び5番気筒内に噴射した水素ガスを触媒コンバータ13に供給する。
When it is determined that the catalytic activity of the
このような第3実施形態においても、上述した第1実施形態と同様に、触媒コンバータ13の温度を早期に上昇させることができる。
Also in such 3rd Embodiment, similarly to 1st Embodiment mentioned above, the temperature of the
図7は、この第3実施形態における制御の流れを示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing a control flow in the third embodiment.
ステップ31では、運転者によるエンジンキーに操作いよりキーONとなったか否かを判定し、キーON操作がされたと判定された場合、つまりエンジン始動のタイミングであると判定された場合には、S32へ進み、そうでない場合には今回のルーティンを終了する。 In step 31, it is determined whether or not the key has been turned on by operating the engine key by the driver. If it is determined that the key has been turned on, that is, if it is determined that it is the engine start timing, The process proceeds to S32, and if not, the current routine is terminated.
S32では、触媒コンバータ13の活性が低いか否か、つまり触媒コンバータ13が活性化されているか否かを判定し、活性化されている場合はS36へ進み、活性化されていない(活性が低い)場合はS33へ進む。
In S32, it is determined whether or not the activity of the
S33〜S35では、気筒停止及び気筒停止した気筒での水素ガスの噴射を実施する。詳述すると、この第3実施形態においては、V型6気筒の内燃機関1の2番気筒及び5番気筒の気筒停止を実施する。具体的には、2番気筒及び5番気筒については、ガス燃料噴射弁9から水素ガスの噴射は実施するが、ガソリン噴射弁11からのガソリンの噴射は実施せず、点火プラグ8による点火も実施しない。1番気筒、3番気筒、4番気筒、6番気筒については、ガソリン噴射弁11からのガソリンの噴射及び点火プラグ8による点火を実施するが、水素ガスの噴射供給はない。
In S33 to S35, the cylinder is stopped and the hydrogen gas is injected in the cylinder in which the cylinder is stopped. Specifically, in the third embodiment, the cylinders of the second cylinder and the fifth cylinder of the V-type six-cylinder
そして、触媒コンバータ13の温度が予め設定された所定温度以上となると、S36へ進み、全ての気筒でガソリン噴射弁11からのガソリンの噴射及び点火プラグ8による点火を実施すると共に、ガス燃料噴射弁9から水素ガスの噴射は実施しない通常始動を開始する。
When the temperature of the
次に本発明の第4実施形態について説明する。この第4実施形態は、上述した第1実施形態と略同一構成となっているが、図8に示すように、ガス燃料噴射弁9が吸気通路5に設けられ、ガソリン噴射弁11が各気筒の燃焼室3に設けられている。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth embodiment has substantially the same configuration as the first embodiment described above, but as shown in FIG. 8, a gas
そして、触媒コンバータ13の下流側には、燃料改質手段としての燃料改質器20が配置されている。この燃料改質器20は、触媒コンバータ13下流の排気ガスの熱を利用した燃料変換器であり、触媒上の脱水素反応もしくは分解反応によって水素を含んだ可燃ガスをガソリンから生成するものである。この燃料改質器20で生成された改質ガスは改質ガスタンク21に貯蔵されている。この改質ガスタンク21内の改質ガスが、吸気通路5に設けられたガス燃料噴射弁9から噴射される。また、この燃料改質器20には、当該燃料改質器20内の触媒温度を検知する温度センサ22が設けられ、この温度センサ22の検出値はECU15に入力されている。
A
このような第4実施形態においては、燃料改質器20の触媒温度が活性温度以下の場合は改質効率が低いため、廃熱の回収が十分行えずにシステム効率が低下したり、改質ガスの生成量が不足して改質ガスを用いた高効率燃焼が行えなくなる。そこで、燃料改質器20の触媒温度が活性温度を下回った場合には、例えば上述した第1〜第3実施形態のような方法で触媒コンバータ13の暖機を実施すれば、排気ガスの温度を上昇させることができ、改質ガスの生成量が不足することを防止することができる。
In the fourth embodiment, since the reforming efficiency is low when the catalyst temperature of the
尚、触媒コンバータ13の温度を早期に上昇させる手法は、上述した各実施形態の手法に限定されるものではなく、例えば、内燃機関1の始動時において、触媒コンバータ13の活性が低い場合は、所定の期間、1燃焼サイクル毎に点火を停止し、点火を停止した際にガス燃料噴射弁から水素ガスを噴射することで、未燃の水素ガスを触媒コンバータ13に供給するようにしても、触媒コンバータ13の温度を早期に上昇させることができる。
The method of increasing the temperature of the
また、上述した各実施形態においては、内燃機関1の停止時に、燃料噴射を停止した運転を少なくと1サイクル以上行うよう設定しておくことで、触媒コンバータ13周辺に触媒暖機時に必要な酸素を確実に分布させることができ、水素を含む可燃ガスを触媒コンバータ13に供給した際に、触媒コンバータ13を確実に昇温させることができる。
Further, in each of the above-described embodiments, when the
上述した実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。 The technical ideas of the present invention that can be grasped from the above-described embodiments will be listed together with their effects.
(1) 内燃機関の触媒暖機装置は、水素を含んだ可燃ガスを燃料、もしくは燃料の一部として運転する内燃機関において、排気を浄化する目的で排気通路に設置された触媒コンバータと、燃焼室に該可燃ガスを供給可能な噴射弁を具備し、前記触媒コンバータの活性が低い場合は、前記可燃ガスへの点火を停止し、該可燃ガスを前記触媒コンバータに導入する。これによって、水素が未燃のまま排気弁を通過し、触媒コンバータに未燃の水素を供給することが可能になり、触媒コンバータ上での発熱を伴った水素の酸化反応により触媒コンバータの温度を早期に上昇させることができる。 (1) A catalyst warm-up device for an internal combustion engine includes a catalytic converter installed in an exhaust passage for the purpose of purifying exhaust in an internal combustion engine that operates using a combustible gas containing hydrogen as fuel or a part of the fuel, and combustion The chamber is provided with an injection valve capable of supplying the combustible gas, and when the catalytic converter has low activity, the ignition to the combustible gas is stopped and the combustible gas is introduced into the catalytic converter. This makes it possible to supply unburned hydrogen to the catalytic converter by passing through the exhaust valve with unburned hydrogen. The temperature of the catalytic converter is increased by the oxidation reaction of hydrogen accompanied by heat generation on the catalytic converter. It can be raised early.
(2) 前記(1)に記載の内燃機関の触媒暖機装置において、水素を含んだ可燃ガスを供給可能な噴射弁を燃焼室に具備し、排気弁が開いている気筒にのみ該可燃ガスを噴射する。これによって、排気弁が閉じている気筒で水素が筒内に充満し、始動時のトルク変動の要因や、吸気側に逆流して逆火の要因になることを防止することができる。 (2) The catalyst warm-up device for an internal combustion engine according to (1), wherein the combustion chamber has an injection valve capable of supplying a combustible gas containing hydrogen, and the combustible gas is provided only in a cylinder in which the exhaust valve is open. Inject. As a result, it is possible to prevent hydrogen from being filled into the cylinder in the cylinder in which the exhaust valve is closed and causing torque fluctuation at the time of start-up or backflow to the intake side to cause backfire.
(3) 前記(1)または(2)に記載の内燃機関の触媒暖機装置おいて、内燃機関の停止時に、燃料噴射を停止した運転を少なくと1サイクル以上行う。水素を含む可燃ガスを触媒コンバータに供給したとしても、酸素が不足していた場合は反応が不十分になり、触媒コンバータの昇温が十分に行えない虞がある。これによって、触媒コンバータ周辺に触媒暖機時に必要な酸素を確実に分布させることができ、水素を含む可燃ガスを触媒コンバータに供給した際に、触媒コンバータを確実に昇温させることができる。 (3) In the catalyst warm-up device for an internal combustion engine according to (1) or (2), when the internal combustion engine is stopped, the operation in which the fuel injection is stopped is performed for at least one cycle. Even if a combustible gas containing hydrogen is supplied to the catalytic converter, if oxygen is insufficient, the reaction becomes insufficient, and the catalytic converter may not be sufficiently heated. Accordingly, oxygen necessary for warming up the catalyst can be reliably distributed around the catalytic converter, and when the combustible gas containing hydrogen is supplied to the catalytic converter, the temperature of the catalytic converter can be reliably increased.
(4) 前記(1)に記載の内燃機関の触媒暖機装置おいて、前記触媒コンバータの活性が低い場合は、所定の期間、1燃焼サイクル毎に点火を停止する。これによって、キーONですぐに始動し、運転しながら未燃の水素を触媒コンバータへ供給することができる。 (4) In the catalyst warm-up device for an internal combustion engine according to (1), when the activity of the catalytic converter is low, ignition is stopped every predetermined combustion period for a predetermined period. Thus, it is possible to start immediately with the key ON and supply unburned hydrogen to the catalytic converter while operating.
(5) 前記(1)に記載の内燃機関の触媒暖機装置おいて、前記触媒コンバータの活性が低い場合は、所定の期間、一部の気筒の点火を停止する。これによって、キーONですぐに始動し、運転しながら未燃の水素を触媒コンバータへ供給することができる。 (5) In the catalyst warm-up device for an internal combustion engine according to (1), when the activity of the catalytic converter is low, ignition of some cylinders is stopped for a predetermined period. Thus, it is possible to start immediately with the key ON and supply unburned hydrogen to the catalytic converter while operating.
(6) 前記(1)〜(5)のいずれかに記載の内燃機関の触媒暖機装置おいて、前記触媒コンバータの活性が低いほど、前記可燃ガスを前記触媒コンバータに導入する期間を長くする。触媒コンバータの暖機のための水素供給期間を触媒活性状態に基づいて設定することで水素の消費量を抑制し、触媒コンバータの温度の過大な上昇を抑制することができる。 (6) In the catalyst warm-up device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (5), the period during which the combustible gas is introduced into the catalytic converter is increased as the activity of the catalytic converter is lower. . By setting the hydrogen supply period for warming up the catalytic converter based on the catalytic activation state, it is possible to suppress the consumption of hydrogen and suppress an excessive increase in the temperature of the catalytic converter.
(7) 前記(1)〜(6)のいずれかに記載の内燃機関の触媒暖機装置おいて、前記触媒コンバータの温度を検出可能な触媒温度検出手段を有し、前記触媒コンバータの温度が所定温度を超えた場合に、前記可燃ガスを当該触媒コンバータに導入することを中止する。触媒コンバータが所定温度に達した場合、触媒コンバータの暖機のための水素供給を停止することで、触媒コンバータを着火源に排気管内で水素が燃えて配管から放熱し、触媒コンバータの昇温エネルギーをロスしてしまうことを防止することができる。 (7) In the catalyst warm-up device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (6), there is provided catalyst temperature detection means capable of detecting the temperature of the catalytic converter, and the temperature of the catalytic converter is When the temperature exceeds a predetermined temperature, the introduction of the combustible gas into the catalytic converter is stopped. When the catalytic converter reaches the predetermined temperature, the hydrogen supply for warming up the catalytic converter is stopped, so that the catalytic converter is used as an ignition source and hydrogen is burned in the exhaust pipe to dissipate the heat from the pipe. It is possible to prevent energy from being lost.
(8) 前記(7)に記載の内燃機関の触媒暖機装置において、前記所定温度は、前記可燃ガスの着火温度である。 (8) In the catalyst warm-up device for an internal combustion engine according to (7), the predetermined temperature is an ignition temperature of the combustible gas.
(9) 前記(1)〜(9)のいずれかに記載の内燃機関の触媒暖機装置において、前記触媒コンバータの下流側の排気ガスを主な熱源とし、触媒上の脱水素反応もしくは分解反応によって水素を含んだ可燃ガスを生成可能な燃料改質手段を有し、前記触媒の触媒温度が所定の温度よりも低い場合には、前記可燃ガスへの点火を停止し、該可燃ガスを前記触媒コンバータに導入する。燃料改質手段を有する内燃機関において、燃料改質手段の触媒温度が活性温度以下の場合は改質効率が低いため、廃熱の回収が十分行えずにシステム効率が低下したり、改質ガスの生成量が不足して改質ガスを用いた高効率燃焼が行えないといった問題がある。そこで燃料改質手段の改質触媒の温度が活性温度を下回った場合は、可燃ガスへの点火を停止し、該可燃ガスを前記触媒コンバータに導入することで、前述の問題を解決することができる。 (9) The catalyst warm-up device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (9), wherein the exhaust gas downstream of the catalytic converter is a main heat source and the dehydrogenation reaction or decomposition reaction on the catalyst. When the catalyst temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature, ignition of the combustible gas is stopped, and the combustible gas is Introduced in catalytic converter. In an internal combustion engine having a fuel reforming means, if the catalyst temperature of the fuel reforming means is lower than the activation temperature, the reforming efficiency is low, so that waste heat cannot be sufficiently recovered and the system efficiency is lowered, or the reformed gas There is a problem that high-efficiency combustion using the reformed gas cannot be performed due to a shortage of the amount of produced. Therefore, when the temperature of the reforming catalyst of the fuel reforming means falls below the activation temperature, the above-mentioned problem can be solved by stopping ignition of the combustible gas and introducing the combustible gas into the catalytic converter. it can.
1…内燃機関
2…ピストン
3…燃焼室
4…吸気弁
5…吸気通路
6…排気弁
7…排気通路
8…点火プラグ
9…ガス燃料噴射弁
10…水素タンク
11…ガソリン噴射弁
12…ガソリンタンク
13…触媒コンバータ
14…触媒温度センサ
15…ECU
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記触媒コンバータの活性が低い場合は、前記可燃ガスへの点火を停止し、該可燃ガスを前記触媒コンバータに導入することを特徴とする内燃機関の触媒暖機装置。 In an internal combustion engine that operates using a combustible gas containing hydrogen as fuel or a part of fuel, a catalytic converter installed in an exhaust passage for the purpose of purifying exhaust, and an injection valve capable of supplying the combustible gas to a combustion chamber Equipped,
A catalyst warm-up device for an internal combustion engine, wherein when the activity of the catalytic converter is low, ignition of the combustible gas is stopped and the combustible gas is introduced into the catalytic converter.
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