JP2781308B2 - 電気加熱触媒の通電制御装置 - Google Patents
電気加熱触媒の通電制御装置Info
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- JP2781308B2 JP2781308B2 JP4185345A JP18534592A JP2781308B2 JP 2781308 B2 JP2781308 B2 JP 2781308B2 JP 4185345 A JP4185345 A JP 4185345A JP 18534592 A JP18534592 A JP 18534592A JP 2781308 B2 JP2781308 B2 JP 2781308B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は車両用エンジンを始動
する際に、冷間時の触媒を加熱して活性化させる電気加
熱触媒の通電制御装置に関するものである。
する際に、冷間時の触媒を加熱して活性化させる電気加
熱触媒の通電制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関には、自動車の排気対策として
エンジンの排気管に触媒装置を設けて排気の浄化を行う
ものが知られている。排気の有害成分には一酸化炭素
（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）が
あり、触媒装置はこれら有害成分を含む排気を触媒活性
の大きい白金、パラジウム、ロジウム等を収めた触媒装
置の中を通過させることによって一酸化炭素は二酸化物
炭素（ＣＯ2 ）に、炭化水素は水（Ｈ2 Ｏ）にそれぞれ
酸化し、あるいは窒素酸化物を窒素に還元して排出させ
るものである。これらの転化率は触媒の温度と関係して
おり、高い転化率を維持する触媒の活性化温度は約３０
０℃程度である。従って温度が低いとその転化率も低
く、従ってエンジン始動直後は触媒が暖められていない
ため有害成分は浄化されずに排出されてしまう。そこ
で、ヒータを用いて触媒を加熱することが従来より考え
られており、特に冷間時のエンジン始動時に触媒を加熱
することにより、排出ガスを大幅に低減できることが確
認されている。ところで、触媒を加熱すべく触媒担体を
加熱する場合、急激に触媒担体を加熱すると触媒担体自
体の劣化が非常に早くなり、また加熱した際に触媒担体
が壊れる可能性もある。このため、触媒担体に電流を流
すとき、パルス状に通電を行うとともに、そのデューテ
ィ制御によって徐々に加熱し、触媒担体の劣化等を抑制
する手段が考えられている。
エンジンの排気管に触媒装置を設けて排気の浄化を行う
ものが知られている。排気の有害成分には一酸化炭素
（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）が
あり、触媒装置はこれら有害成分を含む排気を触媒活性
の大きい白金、パラジウム、ロジウム等を収めた触媒装
置の中を通過させることによって一酸化炭素は二酸化物
炭素（ＣＯ2 ）に、炭化水素は水（Ｈ2 Ｏ）にそれぞれ
酸化し、あるいは窒素酸化物を窒素に還元して排出させ
るものである。これらの転化率は触媒の温度と関係して
おり、高い転化率を維持する触媒の活性化温度は約３０
０℃程度である。従って温度が低いとその転化率も低
く、従ってエンジン始動直後は触媒が暖められていない
ため有害成分は浄化されずに排出されてしまう。そこ
で、ヒータを用いて触媒を加熱することが従来より考え
られており、特に冷間時のエンジン始動時に触媒を加熱
することにより、排出ガスを大幅に低減できることが確
認されている。ところで、触媒を加熱すべく触媒担体を
加熱する場合、急激に触媒担体を加熱すると触媒担体自
体の劣化が非常に早くなり、また加熱した際に触媒担体
が壊れる可能性もある。このため、触媒担体に電流を流
すとき、パルス状に通電を行うとともに、そのデューテ
ィ制御によって徐々に加熱し、触媒担体の劣化等を抑制
する手段が考えられている。
【０００３】図３は、この従来の電気加熱触媒の通電制
御装置の動作を示すタイムチャートである。図３におい
て、（Ａ）は車両の各種電子装置へ入力される入力信号
の波形、（Ｂ）はイグニッションスイッチのオフ，オ
ン，スタート位置の３状態、（Ｃ）はヒータへの電流
値、（Ｄ）はバッテリ電圧、（Ｅ）はエンジン回転数、
（Ｆ）は触媒温度を示している。図３より明らかなよう
に従来の通電制御装置では、（Ｂ），（Ｃ）に示すよう
にイグニッションスイッチによるエンジン始動直後にデ
ューティ制御によるパルス状の電流をヒータに供給し、
その後連続通電を行っている。
御装置の動作を示すタイムチャートである。図３におい
て、（Ａ）は車両の各種電子装置へ入力される入力信号
の波形、（Ｂ）はイグニッションスイッチのオフ，オ
ン，スタート位置の３状態、（Ｃ）はヒータへの電流
値、（Ｄ）はバッテリ電圧、（Ｅ）はエンジン回転数、
（Ｆ）は触媒温度を示している。図３より明らかなよう
に従来の通電制御装置では、（Ｂ），（Ｃ）に示すよう
にイグニッションスイッチによるエンジン始動直後にデ
ューティ制御によるパルス状の電流をヒータに供給し、
その後連続通電を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら触媒加熱
のために、エンジン始動直後にデューティ制御による数
百Ａの電流を供給した場合、図３（Ｄ）に示すようにバ
ッテリ電圧の波形に大きな乱れを生じることになる。こ
の結果、図３（Ａ）に示すように、バッテリから電力を
供給されている各種電子装置への入力信号に大きなノイ
ズが生じ、エンジン始動後に必要な各種電子装置の動作
の信頼性が低下することとなる。
のために、エンジン始動直後にデューティ制御による数
百Ａの電流を供給した場合、図３（Ｄ）に示すようにバ
ッテリ電圧の波形に大きな乱れを生じることになる。こ
の結果、図３（Ａ）に示すように、バッテリから電力を
供給されている各種電子装置への入力信号に大きなノイ
ズが生じ、エンジン始動後に必要な各種電子装置の動作
の信頼性が低下することとなる。
【０００５】この発明は上述したような問題点を解決す
るためになされたもので、触媒の加熱に際し、触媒劣化
を防止し得、かつ車両の各種電子装置への入力信号波形
にノイズが生じるのを防止してこれら各種電子装置の動
作の信頼性を向上させることができる電気加熱触媒の通
電制御装置を得ることを目的としている。
るためになされたもので、触媒の加熱に際し、触媒劣化
を防止し得、かつ車両の各種電子装置への入力信号波形
にノイズが生じるのを防止してこれら各種電子装置の動
作の信頼性を向上させることができる電気加熱触媒の通
電制御装置を得ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電気加熱
触媒の通電制御装置は、イグニッションスイッチがスタ
ート状態となってからクランキングを開始するまでの間
に、所定の時間幅を持たせるための遅延手段と、前記所
定の時間幅内に、前記ヒータにパルス状に通電を行って
前記触媒を断続的に加熱する予熱手段と、前記クランキ
ングの終了後に前記加熱手段に連続的に通電を行い前記
触媒を連続的に加熱する加熱手段とを備えたものであ
る。
触媒の通電制御装置は、イグニッションスイッチがスタ
ート状態となってからクランキングを開始するまでの間
に、所定の時間幅を持たせるための遅延手段と、前記所
定の時間幅内に、前記ヒータにパルス状に通電を行って
前記触媒を断続的に加熱する予熱手段と、前記クランキ
ングの終了後に前記加熱手段に連続的に通電を行い前記
触媒を連続的に加熱する加熱手段とを備えたものであ
る。
【０００７】
【作用】この発明に係る電気加熱触媒の通電制御装置に
よれば、遅延手段によりクランキングの開始がイグニッ
ションスイッチをスタート状態とした時点から所定時間
だけ遅延する。この遅延した所定時間の間に予熱手段が
ヒータにパルス状に通電を行うことで、触媒の予熱をク
ランキングの開始前に行なう。クランキングの終了後は
加熱手段がヒータに連続的に通電を行うことで触媒の加
熱を行なう。
よれば、遅延手段によりクランキングの開始がイグニッ
ションスイッチをスタート状態とした時点から所定時間
だけ遅延する。この遅延した所定時間の間に予熱手段が
ヒータにパルス状に通電を行うことで、触媒の予熱をク
ランキングの開始前に行なう。クランキングの終了後は
加熱手段がヒータに連続的に通電を行うことで触媒の加
熱を行なう。
【０００８】
実施例１．以下にこの発明に係る電気加熱触媒の通電制
御装置を図について説明する。図１は実施例の構成を一
部ブロック図で示す構成図である。図１において、１は
エンジン、１ａはこのエンジン１から車両外部へ伸び、
その先端に排気口１ｂを有する排気管、２はこの排気管
１ａに設けられ、エンジン１から排出された排気を浄化
する電気加熱触媒、２ａはこの電気加熱触媒２に設けら
れ、触媒を加熱するためのヒータ、３はこの電気加熱触
媒２よりも排気の下流側において設けられ、電気加熱触
媒２で浄化された排気を更に浄化して排気口１ｂより排
出させる三元触媒である。又、４は後述するバッテリに
接続され、このバッテリより電力の供給を受ける車両の
コントロールユニット、５はコントロールユニット４
等、車両の各種電子装置に電力を供給するバッテリ、６
はその一端子がバッテリ５に接続されるとともに、その
他端子が電気加熱触媒２のヒータ２ａに接続され、それ
ら両端子間がコントロールユニット４によって開閉され
る電子スイッチ、７はエンジン１の始動モータであるス
タータ、８はその一端子がスタータ７に接続されるとと
もに、その他端子がバッテリ５に接続され、その両端子
間がコントロールユニット４によって開閉されるスター
タリレー、９はバッテリ５とコントロールユニット４と
の間に設けられ、バッテリ５のオフ状態、オン状態、及
びエンジン１のスタート状態を切り替えるイグニッショ
ンスイッチである。尚、１０は電気加熱触媒２に設けら
れ、その温度を検出する温度検出器であり、この温度検
出器１０はコントロールユニット４に接続されている。
御装置を図について説明する。図１は実施例の構成を一
部ブロック図で示す構成図である。図１において、１は
エンジン、１ａはこのエンジン１から車両外部へ伸び、
その先端に排気口１ｂを有する排気管、２はこの排気管
１ａに設けられ、エンジン１から排出された排気を浄化
する電気加熱触媒、２ａはこの電気加熱触媒２に設けら
れ、触媒を加熱するためのヒータ、３はこの電気加熱触
媒２よりも排気の下流側において設けられ、電気加熱触
媒２で浄化された排気を更に浄化して排気口１ｂより排
出させる三元触媒である。又、４は後述するバッテリに
接続され、このバッテリより電力の供給を受ける車両の
コントロールユニット、５はコントロールユニット４
等、車両の各種電子装置に電力を供給するバッテリ、６
はその一端子がバッテリ５に接続されるとともに、その
他端子が電気加熱触媒２のヒータ２ａに接続され、それ
ら両端子間がコントロールユニット４によって開閉され
る電子スイッチ、７はエンジン１の始動モータであるス
タータ、８はその一端子がスタータ７に接続されるとと
もに、その他端子がバッテリ５に接続され、その両端子
間がコントロールユニット４によって開閉されるスター
タリレー、９はバッテリ５とコントロールユニット４と
の間に設けられ、バッテリ５のオフ状態、オン状態、及
びエンジン１のスタート状態を切り替えるイグニッショ
ンスイッチである。尚、１０は電気加熱触媒２に設けら
れ、その温度を検出する温度検出器であり、この温度検
出器１０はコントロールユニット４に接続されている。
【０００９】以下に実施例の動作について説明する。エ
ンジン１から排気管１ａによって排出された排気は電気
加熱触媒２で浄化された後、三元触媒３で更に浄化さ
れ、排気口１ｂより車外へ放出される。電気加熱触媒２
への通電制御について以下に説明する。
ンジン１から排気管１ａによって排出された排気は電気
加熱触媒２で浄化された後、三元触媒３で更に浄化さ
れ、排気口１ｂより車外へ放出される。電気加熱触媒２
への通電制御について以下に説明する。
【００１０】電気加熱触媒２への通電は、コントロール
ユニット４による電子スイッチ６の開閉制御により行な
われ、電気加熱触媒２へはパルス状の電流が供給され
る。電子スイッチ６のスイッチング周波数は、コントロ
ールユニット４により定められる。
ユニット４による電子スイッチ６の開閉制御により行な
われ、電気加熱触媒２へはパルス状の電流が供給され
る。電子スイッチ６のスイッチング周波数は、コントロ
ールユニット４により定められる。
【００１１】図２は電気加熱触媒２に電流を供給すると
きのチャート例を示す。まず、（Ｂ）で示すように運転
者がエンジン１を始動するためにイグニッションスイッ
チ９をスタート状態にしたとき、その直後に（Ｃ）で示
すようにコントロールユニット４は電子スイッチ６をあ
る周波数で開閉制御し、ヒータ２ａにパルス状の電流を
供給することで電気加熱触媒２を徐々に加熱して予熱を
行う行程に入る。この触媒予熱は僅かな時間に行われる
が、電流値が大きいためバッテリ電圧は（Ｄ）に示すよ
うに大きく乱れる。この間、コントロールユニット４に
より開閉制御されるスタータリレー８はまだ閉成されて
おらず、バッテリ５とスタータ７とは接続されていな
い。そして、（Ｃ）及び（Ｇ）に示すように、電気加熱
触媒２の予熱が終了したとき、即ち、イグニッションス
イッチ９をスタート状態にしてから△Ｔの遅延時間後、
コントロールユニット４によってスタータリレー８が閉
成され、スタータ７がバッテリ５に接続されてクランキ
ングが開始される。この場合、イグニッションスイッチ
９がスタート状態となってからスタータリレー８が閉成
されてクランキングが始まるまでの時間遅れ△Ｔは、エ
ンジン１の始動操作性を大きく乱すものではない。
きのチャート例を示す。まず、（Ｂ）で示すように運転
者がエンジン１を始動するためにイグニッションスイッ
チ９をスタート状態にしたとき、その直後に（Ｃ）で示
すようにコントロールユニット４は電子スイッチ６をあ
る周波数で開閉制御し、ヒータ２ａにパルス状の電流を
供給することで電気加熱触媒２を徐々に加熱して予熱を
行う行程に入る。この触媒予熱は僅かな時間に行われる
が、電流値が大きいためバッテリ電圧は（Ｄ）に示すよ
うに大きく乱れる。この間、コントロールユニット４に
より開閉制御されるスタータリレー８はまだ閉成されて
おらず、バッテリ５とスタータ７とは接続されていな
い。そして、（Ｃ）及び（Ｇ）に示すように、電気加熱
触媒２の予熱が終了したとき、即ち、イグニッションス
イッチ９をスタート状態にしてから△Ｔの遅延時間後、
コントロールユニット４によってスタータリレー８が閉
成され、スタータ７がバッテリ５に接続されてクランキ
ングが開始される。この場合、イグニッションスイッチ
９がスタート状態となってからスタータリレー８が閉成
されてクランキングが始まるまでの時間遅れ△Ｔは、エ
ンジン１の始動操作性を大きく乱すものではない。
【００１２】一方、スタータリレー８が閉成されてクラ
ンキングが始まった後は、（Ｇ），（Ｃ），（Ｅ）に示
すようにクランキングが終了するまで電気加熱触媒２の
ヒータ２ａに通電は行なわれず、クランキングが終了し
た後には電子スイッチ６を連続的に閉成することで連続
通電による電気加熱触媒２の完全な加熱が行なわれる。
この連続通電による加熱においては電流は一定値となる
ので、（Ｄ）に示すようにバッテリ電圧も一定値に保た
れ、バッテリ５から電力の供給を受けている各種電子装
置（図示しない）への入力信号に対してもノイズが発生
することがない。このようにして、触媒２には（Ｆ）に
示すように最終到達温度まで昇温が続けられる。
ンキングが始まった後は、（Ｇ），（Ｃ），（Ｅ）に示
すようにクランキングが終了するまで電気加熱触媒２の
ヒータ２ａに通電は行なわれず、クランキングが終了し
た後には電子スイッチ６を連続的に閉成することで連続
通電による電気加熱触媒２の完全な加熱が行なわれる。
この連続通電による加熱においては電流は一定値となる
ので、（Ｄ）に示すようにバッテリ電圧も一定値に保た
れ、バッテリ５から電力の供給を受けている各種電子装
置（図示しない）への入力信号に対してもノイズが発生
することがない。このようにして、触媒２には（Ｆ）に
示すように最終到達温度まで昇温が続けられる。
【００１３】こうして、この実施例では、電気加熱触媒
２のヒータ２ａへの開閉通電をエンジン１の始動前に行
なうようにしたので、従来のようにエンジン始動後にお
いて各種電子装置の入力信号に大きなノイズが発生する
ことが防止でき、コントロールユニット４による各種電
子装置やエンジン制御における信頼性の向上を図り得
る。
２のヒータ２ａへの開閉通電をエンジン１の始動前に行
なうようにしたので、従来のようにエンジン始動後にお
いて各種電子装置の入力信号に大きなノイズが発生する
ことが防止でき、コントロールユニット４による各種電
子装置やエンジン制御における信頼性の向上を図り得
る。
【００１４】そして以上の実施例によれば、コントロー
ルユニット４とスタータリレー８はこの発明における遅
延手段を構成し、コントロールユニット４と電子スイッ
チ６はこの発明における予熱手段及び加熱手段を構成し
ている。なお、イグニッションスイッチ９がスタート状
態となってから、実際にスタータリレー８が閉成される
までの遅れ時間△Ｔについては、ある基準時間を設定し
てもよいし、その時間内に電気加熱触媒２の温度検出器
１０により、目標温度に達していることが検知された場
合は、その時間を短縮あるいは削除してもよい。また、
バッテリ５の電圧が基準電位より低い場合においても遅
れ時間を短縮あるいは削除するようにしてもよい。
ルユニット４とスタータリレー８はこの発明における遅
延手段を構成し、コントロールユニット４と電子スイッ
チ６はこの発明における予熱手段及び加熱手段を構成し
ている。なお、イグニッションスイッチ９がスタート状
態となってから、実際にスタータリレー８が閉成される
までの遅れ時間△Ｔについては、ある基準時間を設定し
てもよいし、その時間内に電気加熱触媒２の温度検出器
１０により、目標温度に達していることが検知された場
合は、その時間を短縮あるいは削除してもよい。また、
バッテリ５の電圧が基準電位より低い場合においても遅
れ時間を短縮あるいは削除するようにしてもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、この発
明に係る電気加熱触媒の通電制御装置によれば、イグニ
ッションスイッチがスタート状態となってからクランキ
ングを開始するまでの間に、所定の時間幅を持たせるた
めの遅延手段と、前記所定の時間幅内に、前記ヒータに
パルス状に通電を行って前記触媒を断続的に加熱する予
熱手段と、前記クランキングの終了後に前記加熱手段に
連続的に通電を行い前記触媒を連続的に加熱する加熱手
段とを備えたので、触媒の劣化を防止し、かつエンジン
始動後にはバッテリ電圧を大きく乱すことなく触媒を加
熱することができるので、車両の各種電子装置への信号
入力波形にノイズが発生することがなく、各種電子装置
の動作の信頼性を向上させることができるという効果を
奏する。
明に係る電気加熱触媒の通電制御装置によれば、イグニ
ッションスイッチがスタート状態となってからクランキ
ングを開始するまでの間に、所定の時間幅を持たせるた
めの遅延手段と、前記所定の時間幅内に、前記ヒータに
パルス状に通電を行って前記触媒を断続的に加熱する予
熱手段と、前記クランキングの終了後に前記加熱手段に
連続的に通電を行い前記触媒を連続的に加熱する加熱手
段とを備えたので、触媒の劣化を防止し、かつエンジン
始動後にはバッテリ電圧を大きく乱すことなく触媒を加
熱することができるので、車両の各種電子装置への信号
入力波形にノイズが発生することがなく、各種電子装置
の動作の信頼性を向上させることができるという効果を
奏する。
【図１】実施例１を一部ブロック図で示す構成図であ
る。
る。
【図２】触媒への通電制御を示すタイムチャートであ
る。
る。
【図３】従来の電気加熱触媒の通電制御装置における触
媒への通電制御を示すタイムチャートである。
媒への通電制御を示すタイムチャートである。
１ エンジン ２ 電気加熱触媒 ２ａ ヒータ ４ コントロールユニット ６ 電子スイッチ ７ スタータリレー ９ イグニッションスイッチ
Claims (1)
- 【請求項１】 エンジンの始動時に排気ガスの浄化を行
う触媒を加熱して排気ガスの浄化を促進させるため、触
媒に設けられたヒータに通電を行って触媒を加熱する電
気加熱触媒の通電制御装置において、 イグニッションスイッチがスタート状態となってからク
ランキングを開始するまでの間に、所定の時間幅を持た
せるための遅延手段と、 前記所定の時間幅内に、前記ヒータにパルス状に通電を
行って前記触媒を断続的に加熱する予熱手段と、 前記クランキングの終了後に前記加熱手段に連続的に通
電を行い前記触媒を連続的に加熱する加熱手段と、 を備えたことを特徴とする電気加熱触媒の通電制御装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4185345A JP2781308B2 (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 電気加熱触媒の通電制御装置 |
| US08/070,794 US5388404A (en) | 1992-06-09 | 1993-06-03 | Controller device for electrically heated catalyst of automotive engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4185345A JP2781308B2 (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 電気加熱触媒の通電制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0633744A JPH0633744A (ja) | 1994-02-08 |
| JP2781308B2 true JP2781308B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=16169169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4185345A Expired - Fee Related JP2781308B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-07-13 | 電気加熱触媒の通電制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2781308B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008035561A1 (de) * | 2008-07-30 | 2010-02-04 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung aufweisend zumindest einen elektrisch beheizbaren Wabenkörper |
| JP5304596B2 (ja) * | 2009-11-04 | 2013-10-02 | トヨタ自動車株式会社 | 始動制御装置及び始動制御方法 |
| EP3184769B1 (en) * | 2015-12-25 | 2018-07-18 | Kubota Corporation | Exhaust apparatus for diesel engine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05187225A (ja) * | 1991-02-20 | 1993-07-27 | Hitachi Ltd | 電気加熱触媒制御装置 |
-
1992
- 1992-07-13 JP JP4185345A patent/JP2781308B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0633744A (ja) | 1994-02-08 |
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