CN116829817A - 通电加热式废气净化催化剂系统和废气净化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通电加热式废气净化催化剂系统。该通电加热式废气净化催化剂系统基于从通电加热式催化剂装置的温度检测部输入的催化剂床的温度的信息，进行以下的通电控制：(1)在催化剂床的温度为设定在350±25℃的范围内的第1阈值温度T1以下时，对一对电极通电；(2)在催化剂床的温度高于第1阈值温度T1且为设定在450±25℃的范围内的第2阈值温度T2以下时，不对一对电极通电；(3)在催化剂床的温度高于第2阈值温度T2且为设定在550℃以上的第3阈值温度T3以下时，对一对电极通电；(4)在催化剂床的温度高于第3阈值温度T3时，不对一对电极通电。

Description

通电加热式废气净化催化剂系统和废气净化方法
技术领域
本发明涉及设置于车辆的内燃机的排气系统的通电加热式废气净化催化剂系统。另外，本发明涉及通过该通电加热式废气净化催化剂系统进行的废气净化方法。另外，本发明涉及通电加热式废气净化催化剂系统的控制程序。
另外，本申请主张了基于在2021年2月10日申请的日本专利申请2021-019606号的优先权，该申请的全部内容作为参照被编入本说明书中。
背景技术
作为用于通过氧化或还原反应从由车辆发动机等内燃机排出的废气中除去烃(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等有害成分的废气净化催化剂，使用所谓的三元催化剂(TWC)。作为三元催化剂，例如利用在由氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)等无机氧化物构成的多孔载体上载持作为氧化催化剂和/或还原催化剂发挥功能的金属(以下有时称为“催化剂金属”)、典型的是钯(Pd)、铑(Rh)等属于铂族的贵金属的催化剂。例如，广泛利用使作为氧化催化剂的Pd和作为还原催化剂的Rh载持于多孔载体的三元催化剂。
该三元催化剂在规定的高温条件下发挥高催化剂活性。因此，在发动机起动时那样的排气系统还为冷的状态下，与基于发动机的长期的连续行驶时那样的高温状态相比，装备于排气系统的三元催化剂的活性低。因此，要求即使在这样的状况下也有效地净化废气的技术。
特别是近年来，混合动力车辆、包括怠速停止机构和/或燃料切断机构的所谓的环保汽车正在普及。在这些车辆中，在运转中发动机也频繁地停止，在运转开始后也容易产生发动机起动时那样的排气系统的冷状态，要求即使在这样的状况下也有效地利用三元催化剂净化废气的技术。
为了应对该要求，开发了一种也被称为EHC的所谓通电加热式(也称为电加热式)废气净化催化剂装置，该废气净化催化剂装置是包括蜂窝载体等载体和载持于该载体的三元催化剂的催化剂装置，还包括一对电极，构成为向该一对电极供给电力来加热催化金属。
作为EHC，已知有在催化剂装置安装电加热器的结构的EHC和在导电性的载体载持催化剂并对该载体通电而进行加热的结构的EHC。例如，在专利文献1中记载了组装有用于使催化剂金属升温的电热加热器的EHC。另外，在专利文献2中记载了一种EHC，由通过通电而产生焦耳热的材质构成载持NOx吸藏还原催化剂的催化剂成分的载体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开2004-176592号公报
专利文献2：日本专利申请公开2005-233066号公报
发明内容
然而，虽然EHC在加热催化剂金属的同时被使用，但与通常的废气净化催化剂装置相比，在比较低的温度区域被使用的机会较多。特别是在装载于混合动力车辆、具有燃料切断机构的车辆的情况下，该倾向高。
因此，为了更有效地使用EHC进行废气净化，重要的是正确地掌握对所装备的催化剂金属的催化剂活性带来的温度特性，并与该温度特性对应地更致密地进行催化剂金属的温度控制(加热控制)。
然而，为了准确地掌握催化剂金属中的特别是三元催化剂的比较低温区域中的温度特性而有效地进行EHC的温度控制，还有改善的余地。
本发明是以提高该EHC中的三元催化剂的温度控制为目的而创造出的，特别是提供能够对低温区域中的废气净化进行有效的温度控制的通电加热式废气净化催化剂系统和废气净化方法。另外，提供用于实施该废气净化方法的控制程序。
作为三元催化剂使用的催化剂金属的温度、换言之从内燃机通过排气管向催化剂装置内的催化剂床(也称为催化剂层)供给的废气的温度越上升，则作为三元催化剂使用的催化剂金属的废气净化性能越提高是该领域的技术常识。
但是，本发明人等着眼于三元催化剂的废气净化性能与催化剂床的温度的更详细的关系、特别是如图4所示的温度特性。图4的曲线图的横轴为供给至催化剂床的废气温度(℃)，纵轴以将废气温度400℃时的净化率设为100时的相对值表示废气中的氮氧化物(NOx)的净化率。由该图可知，在供给至催化剂床的废气的温度达到450℃之前，NOx净化性能也始终上升。但是，如果向催化剂床供给的废气温度超过450℃，则NOx净化性能反而降低至500～550℃的范围。并且，当废气温度上升超过500～550℃的范围时，NOx净化性能也上升。
本发明人等鉴于上述的大致450℃～550℃的温度范围内的三元催化剂的NOx净化性能的降低特性，创造出本发明。
根据本发明，提供一种技术，即使是从内燃机(发动机)向排气系统高频度地排出比较低温的废气的HV、PHEV等混合动力车辆、其他的所谓环保汽车所装备的通电加热式废气净化催化剂装置，也能够积极地减少在三元催化剂的NOx净化性能相对降低的大致450℃～550℃的温度范围(以下称为“NOx净化降低温度范围”)进行废气净化处理的时间。
即，在此公开的用于废气净化的催化剂系统是进行从内燃机排出的废气的净化的通电加热式废气净化催化剂系统。该系统包括：通电加热式催化剂装置，其配置于内燃机的排气管，进行从上述内燃机排出的废气的净化，该通电加热式催化剂装置包括：与上述排气管连接的外筒；一对电极；包括催化剂床的催化剂部，上述催化剂床能够与导入到上述外筒内的废气接触，且包含至少一种作为三元催化剂发挥功能的催化剂金属；在对上述一对电极通电时发热而能够加热上述催化剂床的发热体；和能够检测上述催化剂床的温度的温度检测部；和控制装置，其控制对上述一对电极的通电。
并且，在此公开的通电加热式废气净化催化剂系统的上述控制装置基于从温度检测部输入的催化剂床的温度的信息，进行以下的通电控制(1)～(4)：
(1)在上述催化剂床的温度为设定在350±25℃的范围内的第1阈值温度T1以下时，对上述一对电极通电；
(2)在上述催化剂床的温度高于上述第1阈值温度T1且为设定在450±25℃的范围内的第2阈值温度T2以下时，不对上述一对电极通电；
(3)在上述催化剂床的温度高于上述第2阈值温度T2且为被设定为550℃以上的第3阈值温度T3以下时，对上述一对电极通电；
(4)当所述催化剂床的温度超过所述第3阈值温度T3时，不对上述一对电极通电。
另外，作为本发明的另一方面，提供一种采用在此公开的系统来净化废气的方法。即，在此公开的废气净化方法是利用配置于内燃机的排气管的上述构成的通电加热式催化剂装置对从上述内燃机排出的废气进行净化的方法。
然后，基于从上述温度检测部取得的催化剂床的温度的信息，进行上述的通电控制(1)～(4)。
在上述结构的通电加热式废气净化催化剂系统和废气净化方法中，能够基于来自装备于上述催化剂装置的温度检测部的催化剂床的温度的信息，进行上述(1)～(4)的通电控制。
具体而言，在本系统工作的情况下，在催化剂床的温度为T1以下时，设为对一对电极通电而加热催化剂床的状态，进行催化剂金属的加热。但是，在催化剂床的温度超过T1且为T2以下时，与现有技术不同，不对上述一对电极通电。由此，例如在对内燃机未成为充分高温的状态下的废气进行净化的情况下，能够抑制催化剂床的温度到达NOx净化降低温度范围。
另一方面，在由于内燃机的连续运转而催化剂床的温度处于上升倾向的状态下，具体而言，在催化剂床的温度超过T2时，对上述一对电极通电。由此，能够促进催化剂床的温度在短时间内超过NOx净化降低温度范围。
并且，在催化剂床的温度超过规定的T3时，判断为即使不再进行通电加热也能够实现充分的废气净化，不进行对上述一对电极的通电。
这样，根据在此公开的通电加热式废气净化催化剂系统和废气净化方法，能够在有效地避免上述NOx净化降低温度范围的同时，进行来自如混合动力车辆、其他经济汽车中的发动机那样产生比较低温区域的废气的频率高的内燃机的废气的净化。
在此公开的通电加热式废气净化催化剂系统的一优选方式中，上述控制装置构成为，在进行上述(3)的通电控制时，还进行以下的控制：(3-1)在上述内燃机中不产生燃烧气体的模式时不对上述一对电极通电。另外，在此公开的废气净化方法的一优选方式中，上述(3)的通电控制还包含上述控制(3-1)。
根据该构成的通电加热式废气净化催化剂系统和废气净化方法，能够避免在未产生应净化的废气的状态下发生无用的通电，实现节能。
作为在该内燃机中不产生燃烧气体的模式的优选例，可举出怠速停止、燃料切断。
在这样的所谓节能模式运转中，在内燃机中不产生燃烧气体，所以优选不进行对上述一对电极的无用的通电。
另外，在此公开的通电加热式废气净化催化剂系统和废气净化方法的另一优选方式中，上述催化剂床至少包含铑(Rh)作为催化剂金属。
在此公开的上述通电控制对于由通电加热式废气净化催化剂装置进行的NOx的还原处理起到高效果，所以优选包括铑作为三元催化剂。
另外，在此公开的通电加热式废气净化催化剂系统和废气净化方法特别适合于从车辆用的汽油发动机或柴油发动机产生的较低温区域的废气的净化。
另外，本发明提供用于执行在此公开的任一废气净化方法的控制程序。另外，本发明提供一种计算机可读取的非暂时性的记录介质，其存储有用于执行在此公开的任一废气净化方法的控制程序。在此公开的控制程序将在此公开的通电加热式废气净化催化剂系统的控制装置理解为执行上述(1)～(4)的通电控制的程序。
附图说明
图1是示意性地表示一个实施方式的通电加热式废气净化催化剂系统的结构的图。
图2是示意性地表示一个实施方式的通电加热式催化剂装置的立体图。
图3是示意性地表示另一实施方式的通电加热式催化剂装置的截面图。
图4是表示三元催化剂的NOx净化性能与供给到催化剂床的废气的温度之间的关系的曲线图。
图5是表示一个实施方式的通电控制处理(主程序)的流程图。
图6是表示一个实施方式的通电控制处理中可包含的节能模式通电控制处理(子程序)的流程图。
图7是表示一个实施方式的通电控制处理中可包含的其他节能模式通电控制处理(子程序)的流程图。
图8是一个实施方式的控制装置的功能框图。
具体实施方式
以下，适当参照附图，说明在此公开的技术的优选的几个实施方式。其中，本说明书中特别提及的事项以外的、本技术的实施所需的事项可以作为基于本领域中的现有技术的本领域技术人员的设计事项来掌握。本技术能够基于本说明书中公开的内容和本领域中的技术知识来实施。另外，在本说明书中，A～B是指A以上且B以下。
在此公开的通电加热式废气净化催化剂系统10的优选的一个实施方式的大致构成示于图1。
本实施方式的通电加热式废气净化催化剂系统10是组装于汽车等车辆的系统，包括通电加热式催化剂装置(EHC)20和控制装置(ECU)12。
如图所示，通电加热式催化剂装置20与排气管2的一部分连结，该排气管2是与内燃机(在此为汽车用汽油发动机)1连接的排气系统。此外，在本实施方式中，内燃机1是汽油发动机，但在其他实施方式中也可以是柴油发动机。
该通电加热式催化剂装置20包括：以构成排气系统的一部分的方式与排气管2连接的外筒22；设置于外筒22的内部的催化剂部30和温度检测部28；和设置于外筒22的一部分并且与设置于外筒22的内部的结构发热体的基材26连接的一对(正负极)电极24。
外筒22由耐热性、耐久性、加工性等优异的材质构成。作为该材质，可列举不锈钢等金属材料(导电材料)、陶瓷材料等。外筒22也可以由与排气管2相同的材质构成。外筒22只要是形成有内部空间的所谓的筒形状即可，除了圆筒形状以外，也可以是方筒形状等。
温度检测部28只要能够测量从催化剂部30流出的废气(刚通过催化剂床后的废气)的温度即可，其结构没有特别限制。例如，能够采用由热电偶构成的温度传感器作为温度检测部28。
本实施方式的通电加热式催化剂装置(EHC)20的催化剂部30可以是图2所示的构造。具体而言，如图2所示，包括内部为蜂窝结构的筒状的基材26、和在基材26的外周面以夹着基材26而相互相对的方式形成的一对电极层25和电极(端子)24。电极层25具有在基材26表面扩散电流的功能，以便能够高效地使发热体(在此为基材26)发热。电极层25的外形、尺寸能够适当设定。
本实施方式的基材26由作为能够通过对一对电极24通电时的焦耳热而发热的发热体发挥功能的材质构成。例如，由能够通过通电而发热的非金属材料或金属材料构成。
作为优选的非金属发热体，可举出由掺杂杂质(氮元素(N)等)而能够通电的碳化硅、二硅化钼等构成的规则的单元结构的多孔质体(例如蜂窝结构的整体体)。另外，作为优选的金属发热体，能够使用由Ni-Cr系、Fe-Cr-Al系等金属构成的金属多孔质体(典型地为蜂窝结构体)。通过将基材26用作为能够通过对这样的一对电极24通电时的焦耳热而发热的发热体发挥功能的部件构成，不需要另外设置发热体，所以不需要在外筒22内部确保设置其他部件的发热体的空间，能够进行催化剂床的更有效率的设置。
或者，作为其他实施方式，如图3所示，也可以与构成催化剂部50的基材51分开地设置发热体46。具体而言，在图3所示的通电加热式催化剂装置(EHC)40中，在外筒42内，将由与一对电极44连接的环形加热器构成的发热体46与催化剂部50的废气流动方向的上游侧相邻地配置。由此，通过在外筒22内部使环形加热器(发热体)46发热，能够使催化剂床的温度上升。
如图2所示，基材26是具有废气流入侧和废气流出侧的两个端部开口的多个小室(cell)32、和将相邻的小室32之间分隔的分隔壁34的蜂窝结构体。但是，小室32的形状没有特别限定，不限于正方形、长方形等四边形状，例如也可以是三角形状、六边形状、八边形状等多边形状或圆形等。
基材26不限于上述那样的由小室32和分隔壁34构成的规则的蜂窝结构体，例如，只要废气在细孔内顺畅地流动，也可以是形成有不规则的细孔的海绵状的多孔质体。
另外，基材26不限于从入侧向小室32内导入的废气直接通过小室32从出侧排出的所谓直流型。例如，也可以是从仅入口侧开口的小室导入的废气通过多孔质的分隔壁而向相邻的仅出口侧开口的小室移动并从小室32的出口侧排出的所谓壁通型的基材。
在该小室32内，具体而言，在分隔壁34的表面和/或壁内形成有未图示的催化剂床。催化剂床(也称为催化剂层)可以由现有的这种催化剂装置形成，不需要特别的结构。
即，设置于本实施方式的催化剂部30的催化剂床至少包括作为三元催化剂发挥功能的催化剂金属颗粒和载持该金属颗粒的载体。
作为催化剂金属，例如可举出钯(Pd)、铑(Rh)、铂(Pt)等属于铂族元素的金属或者其他作为氧化或还原催化剂发挥功能的金属。Pd和Pt的一氧化碳和烃的净化性能(氧化净化能力)优异，Rh的NOx的净化性能(还原净化能力)优异，所以是作为三元催化剂特别优选的催化剂金属。除此之外，也可以并用由碱金属、碱土金属、过渡金属等构成的金属。催化剂金属的基于电子显微镜观察的平均粒径优选为0.5nm以上且50nm以下，更优选为1nm以上且20nm以下，但没有特别限定。
作为载持催化剂金属而构成催化剂床的载体，只要能够载持催化剂金属颗粒，就没有特别限制，能够使用现有公知的载体。例如可举出氧化铈(CeO2)、包含该氧化铈的复合氧化物(例如氧化铈-氧化锆复合氧化物(CZ或ZC复合氧化物))等具有氧吸留能力(OSC)的无机材料(所谓的OSC材料)；氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、二氧化硅(SiO2)等氧化物等。它们能够单独使用1种或组合使用2种以上。OSC材料能够作为废气净化的助催化剂发挥功能，所以更优选包含OSC材料的载体。催化剂床还可以含有催化剂成分和载体以外的成分(例如粘合剂、添加剂等)。
催化剂床中的催化剂金属(三元催化剂)的含量没有特别限制。例如，相对于催化剂床中包含的载体的总质量，可以为0.01质量％以上且10质量％以下，优选为0.1质量％以上且5质量％以下。
催化剂床可以是简单的单层结构，也可以是包括催化剂金属的种类、调配比例相互不同的2层以上的层的多层结构。在此公开的通电加热式废气净化催化剂系统10，特别是为了能够有效地实现低温区域中的NOx净化性能，在催化剂床(催化剂层)具有多层结构的情况下，各层中包含的金属种类可以相同，也可以不同。此外，催化剂床的厚度、长度根据基材26的小室32的大小、向通电加热式催化剂装置20供给的废气的流量等适当决定即可。例如，催化剂床的厚度可以为1μm以上且500μm以下。
另一方面，本实施方式的控制装置12是构成用于对内燃机1的工作状态进行各种控制的ECU(engine control unit；也称为电子控制单元)的计算机所承担的装置。ECU自身的结构可以与现有的汽车所采用的结构相同。ECU例如是微型计算机，包括接口(I/F)、执行控制程序的命令的中央运算处理装置(CPU：central processing unit)、保存CPU执行的控制程序的ROM(read only memory)、作为展开程序的工作区域而使用的RAM(random accessmemory)、和保存程序、各种数据的存储器等存储部。
在控制装置12中，用于控制向在此公开的一对电极24的通电的程序预先安装于ECU。控制装置12与温度检测部28电连接，以从温度检测部28取得催化剂床的温度的信息。另外，控制装置12与未图示的电力供给单元(例如与车载电池、内燃机联动的发电器)电连接，能够基于从温度检测部28取得的催化剂床的温度的信息，对从电力供给单元向一对电极24的通电进行接通/断开控制。此外，该接通/断开控制本身可以与现有的EHC中的通电的接通/断开控制相同，省略进一步的详细说明。
接着，参照图5所示的流程对本实施方式的通电加热式废气净化催化剂系统10中的通电控制程序的执行进行说明。
控制装置12通过认识到汽车的运转开始，内燃机(车辆的汽油发动机)1开始工作，从而开始该控制。具体而言，在基于从另行设置于内燃机1的曲轴位置传感器向ECU输入的信号而判断为内燃机1正在运转时，开始该控制。但是，也可以在上述的时刻以外开始。例如，被称为所谓的强力混合动力车的混合动力车辆即使在通过驱动用车载电池和电动机使发动机停止的状态下也能够行驶。因此，在这样的车辆的情况下，为了在发车时的发动机不起动的运转模式下预先加热EHC，也可以以驾驶者的IG-ON(运转开始时的主开关接通)为契机，开始本实施方式的通电加热式废气净化催化剂系统10中的通电控制。
如图5所示，控制装置12首先设定第1阈值温度T1、第2阈值温度T2、第3阈值温度T3(步骤S1)。此时，T1设定为350±25℃的范围内的任一温度，T2设定为450±25℃的范围内的任一温度，T3设定为550℃以上的任一温度。
接着，控制装置12在运转中(典型的是内燃机1的工作中)，以规定间隔从温度检测部28输入来自温度检测部28的温度数据(步骤S2)。然后，根据所输入的温度数据(催化剂床温度信息)，判定催化剂床的温度Tx是否为第1阈值温度T1以下(步骤S3)。在此，当判断为催化剂床的温度Tx在第1阈值温度T1以下时，向一对电极24通电(步骤S4)。然后，返回从步骤S1起的处理。
另一方面，在步骤S3中判定为催化剂床的温度Tx不在第1阈值温度T1以下、即超过T1的情况下，接着判定该催化剂床的温度Tx是否在第2阈值温度T2以下(步骤S5)。在此，在判定为催化剂床的温度Tx为第2阈值温度T2以下(即T1＜Tx≤T2)时，不对一对电极24通电(步骤S6)。然后，返回从步骤S1起的处理。
在步骤S5中判定为催化剂床的温度Tx不在第2阈值温度T2以下、即超过T2的情况下，接着判定该催化剂床的温度Tx是否在第3阈值温度T3以下(步骤S7)。在此，当判断为催化剂床的温度Tx在第3阈值温度T3以下(即T2＜Tx≤T3)时，向一对电极24通电(步骤S8)。然后，返回从步骤S1起的处理。
此时，关于内燃机1的运转，有在是规定的节能模式的情况下执行其他子程序处理的选项，关于该子程序处理在后面叙述。
在步骤S7中判定为催化剂床的温度Tx不是第3阈值温度T3以下、即超过T3的情况下，由于催化剂床的温度被充分加热，所以已经不对一对电极24通电(步骤S9)。然后，返回从步骤S1起的处理。
通过执行包含上述的步骤S1～S9的本实施方式的通电控制程序，能够有效地避免上述的NOx净化降低温度范围并高效地进行来自混合动力车辆、或者附带有所谓节能模式的被称为节能汽车的车辆中的发动机那样产生比较低温区域的废气的频度高的内燃机1的废气的净化。
接着，参照图6所示的流程对能够附随于上述通电控制处理(主程序)的节能模式通电控制处理(子程序)程序的执行进行说明。
此外，在本实施方式中，对于在内燃机1中作为不产生燃烧气体的模式而包括怠速停止机构和燃料切断机构这两方的情况设定了子程序。但是，也可以根据环保汽车的种类(例如，与强力混合动力车相比电机较小且驱动用蓄电池的容量也较小的温和混合动力车或纯发动机车的环保汽车规格)，而仅通过怠速停止机构和燃料切断机构中的任一者来设定子程序处理。
如图6所示，在步骤S7(参照图5)中判定为催化剂床的温度Tx为第3阈值温度T3以下(即T2＜Tx≤T3)时，接着步骤S8，开始节能模式通电控制处理(子程序)程序。
具体而言，判定该时刻的由ECU控制的内燃机1的运转模式。首先，判定当前的运转模式是否为怠速停止动作中(步骤S11)。
在此，在判定为运转模式是怠速停止动作中时，为了避免无用的电力消耗，切断向一对电极24的通电(步骤S12)。
另一方面，在步骤S11中判定为不是怠速切断动作中的情况下，接着，判定当前的运转模式是否是燃料切断动作中(步骤S13)。在此，在判定为运转模式处于燃料切断动作中时，为了避免无用的电力消耗，也切断向一对电极24的通电(步骤S12)。另一方面，在步骤S13中判定为不是燃料切断动作中的情况下，不进行向一对电极24的通电切断，结束该节能模式通电控制处理(子程序)。
或者，作为节能模式通电控制处理(子程序)程序的其他优选方式，也可以如图7所示那样，以规定的方式考虑内燃机1的暂时的运转停止来设定子程序处理。例如，在上述被称为强力混合动力车(HEV)、插电式混合动力车(PHEV)的车辆中，发动机暂时停止的模式在运转中可能频繁出现，所以优选将这样的方式的节能模式通电控制处理编入系统。
如图7所示，在步骤S7(参照图5)中判定为催化剂床的温度Tx为第3阈值温度T3以下(即T2＜Tx≤T3)时，接着步骤S8，开始本方式的节能模式通电控制处理(子程序)程序。
具体而言，判定该时刻的由ECU控制的内燃机1的运转模式。即，判定当前的运转模式是否为发动机停止中(步骤S21)。在此，在判定为运转模式为发动机停止中时，切断向一对电极24的通电(步骤S22)。另一方面，在步骤S21中判定为不是发动机停止中(即，发动机工作中)的情况下，不进行向一对电极24的通电切断，结束节能模式通电控制处理(子程序)。
图8是一个实施方式的控制装置12的功能框图。控制装置12与通电加热式催化剂装置40所包括的一对电极24和温度检测部28可通信地连接，构成为能够对它们进行控制。控制装置12包括温度设定部12a、温度输入部12b、第1温度判定部12c、第2温度判定部12d、第3温度判定部12e、第1通电控制部12f、模式判定部12g和第2通电控制部12h。控制装置12的各部构成为能够相互通信。控制装置12的各部的功能例如由处理器和/或电路等实现。
温度设定部12a、温度输入部12b、第1温度判定部12c、第2温度判定部12d、第3温度判定部12e和第1通电控制部12f是进行上述的主程序(参照图5)的控制部。温度设定部12a是设定第1阈值温度T1、第2阈值温度T2和第3阈值温度T3的控制部。温度设定部12a构成为执行步骤S1(参照图5)的动作。温度输入部12b是从温度检测部28取得催化剂床的温度Tx的信息的控制部。温度输入部12b构成为执行步骤S2(参照图5)的动作。
第1温度判定部12c是将从温度检测部28取得的催化剂床的温度Tx的信息与由温度设定部12a设定的第1阈值温度T1进行比较来判定大小关系的控制部。温度判定部12c构成为执行步骤S3(参照图5)的动作。第2温度判定部12d是将从温度检测部28取得的催化剂床的温度Tx的信息与由温度设定部12a设定的第2阈值温度T2进行比较来判定大小关系的控制部。温度判定部12c构成为执行步骤S5(参照图5)的动作。第3温度判定部12e是将从温度检测部28取得的催化剂床的温度Tx的信息与由温度设定部12a设定的第3阈值温度T3进行比较来判定大小关系的控制部。温度判定部12c构成为执行步骤S7(参照图5)的动作。
第1通电控制部12f是基于由第1温度判定部12c、第2温度判定部12d、第3温度判定部12e得到的结果，分别相对一对电极24的通电进行接通/断开控制的控制部。第1通电控制部12f构成为执行步骤S4、S6、S8、S9(参照图5)的动作。
模式判定部12g和第2通电控制部12h是进行上述子程序(参照图6)的控制部。模式判定部12g是判定内燃机1的运转模式的控制部。模式判定部12g构成为执行步骤S11、S13(参照图6)的动作。第2通电控制部12h是基于由模式判定部12g得到的结果，相对一对电极24的通电进行接通/断开控制的控制部。第2通电控制部12h构成为执行步骤S12(参照图6)的动作。
控制装置12的各部的功能例如也能够通过计算机程序来实现。该计算机程序可以从非暂时性的记录介质读入，也可以通过互联网等下载。在该情况下，用于使计算机执行上述的废气净化方法的程序也是在此公开的发明的一个方式。另外，写入有控制装置12的各部的动作且能够由计算机读取的记录介质也是在此公开的发明的一个方式。作为非暂时性的记录介质，例如可例示ROM、非易失性存储卡等半导体记录介质；DVD、MD、CD等光记录介质；磁带等磁记录介质等。
以上，详细地说明了在此公开的技术的具体例，但这些只不过是例示，并不限定权利要求书。权利要求书中记载的技术包括对以上例示的具体例进行各种变形、变更而得到的技术。
例如，在上述的实施方式的通电加热式废气净化催化剂系统10中的通电控制程序中，在步骤S1中，将预先设定的规定的温度设定为第1阈值温度T1、第2阈值温度T2和第3阈值温度T3，但各个阈值温度不需要始终恒定，能够在反复进行主程序处理的期间适当变更。
例如，由于催化剂床的温度的上升速度和催化剂床的温度的上升/下降频率根据驾驶者的驾驶模式而不同，所以可以设置与催化剂床的温度的上升/下降速度和上升/下降频率相对应的反馈机构，并且可以适当地改变第1阈值温度T1和第2阈值温度T2，使得可以减少在驾驶期间催化剂床的温度属于NOx净化降低温度范围的时间。
附图标记说明
1内燃机(发动机)
2排气管
10通电加热式废气净化催化剂系统
12控制装置(ECU)
20、40通电加热式催化剂装置(EHC)
22、42 外筒
24、44 电极
25 电极层
26基材(发热体)
28温度检测部(热电偶)
30、50 催化剂部
32 小室
34 分隔壁
46 发热体
51 基材。

Claims (11)

1.一种通电加热式废气净化催化剂系统，进行从内燃机排出的废气的净化，其特征在于，包括：
通电加热式催化剂装置，其配置于内燃机的排气管，进行从所述内燃机排出的废气的净化，该通电加热式催化剂装置包括：
与所述排气管连接的外筒；
一对电极；
包括催化剂床的催化剂部，所述催化剂床能够与导入到所述外筒内的废气接触，且包含至少一种作为三元催化剂发挥功能的催化剂金属；
在对所述一对电极通电时发热而能够加热所述催化剂床的发热体；和
能够检测所述催化剂床的温度的温度检测部，和
控制装置，其控制对所述一对电极的通电，
所述控制装置构成为基于从所述温度检测部输入的所述催化剂床的温度的信息，进行以下的通电控制(1)～(4)：
(1)在所述催化剂床的温度为设定在350±25℃的范围内的第1阈值温度T1以下时，对所述一对电极通电；
(2)在所述催化剂床的温度高于所述第1阈值温度T1且为在450±25℃的范围内设定的第2阈值温度T2以下时，不对所述一对电极通电；
(3)在所述催化剂床的温度高于所述第2阈值温度T2且为被设定为550℃以上的第3阈值温度T3以下时，对所述一对电极通电；
(4)在所述催化剂床的温度超过所述第3阈值温度T3时，不对所述一对电极通电。
2.如权利要求1所述的通电加热式废气净化催化剂系统，其特征在于：
所述控制装置在进行所述(3)的通电控制时，构成为还进行以下的控制：
(3-1)在所述内燃机中不产生燃烧气体的模式时，不对所述一对电极通电。
3.如权利要求2所述的通电加热式废气净化催化剂系统，其特征在于：
在所述内燃机中不产生燃烧气体的模式是怠速停止或燃料切断。
4.如权利要求1～3中任一项所述的通电加热式废气净化催化剂系统，其特征在于：
所述催化剂床至少包含铑(Rh)作为所述催化剂金属。
5.如权利要求1～4中任一项所述的通电加热式废气净化催化剂系统，其特征在于：
所述内燃机为车辆用的汽油发动机或柴油发动机。
6.一种利用配置于内燃机的排气管的通电加热式催化剂装置对从所述内燃机排出的废气进行净化的方法，其特征在于：
所述通电加热式催化剂装置包括：与所述排气管连接的外筒；一对电极；包括催化剂床的催化剂部，该催化剂床能够与导入到所述外筒内的废气接触，且包含至少一种作为三元催化剂发挥功能的催化剂金属；发热体，其在对所述一对电极通电时发热而能够对所述催化剂床进行加热；和能够检测所述催化剂床的温度的温度检测部，
所述废气净化方法基于从所述温度检测部取得的所述催化剂床的温度的信息，进行以下的通电控制(1)～(4)：
(1)在所述催化剂床的温度为设定在350±25℃的范围内的第1阈值温度T1以下时，对所述一对电极通电；
(2)在所述催化剂床的温度高于所述第1阈值温度T1且为在450±25℃的范围内设定的第2阈值温度T2以下时，不对所述一对电极通电；
(3)在所述催化剂床的温度高于所述第2阈值温度T2且为被设定为550℃以上的第3阈值温度T3以下时，对所述一对电极通电；
(4)在所述催化剂床的温度超过所述第3阈值温度T3时，不对所述一对电极通电。
7.如权利要求6所述的废气净化方法，其特征在于：
所述(3)的通电控制还包括以下控制：(3-1)在所述内燃机中不产生燃烧气体的模式时，不对所述一对电极通电。
8.如权利要求7所述的废气净化方法，其特征在于：
在所述内燃机中不产生燃烧气体的模式是怠速停止或燃料切断。
9.如权利要求6～8中任一项所述的废气净化方法，其特征在于：
所述催化剂床至少包含铑(Rh)作为所述催化剂金属。
10.如权利要求6～9中任一项所述的废气净化方法，其特征在于：
所述内燃机为车辆用的汽油发动机或柴油发动机。
11.一种控制程序，其特征在于：
用于使计算机执行权利要求6～10中任一项所述的废气净化方法。
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