JPH05187225A - Electric heating catalyst control device - Google Patents

Electric heating catalyst control device

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JPH05187225A
JPH05187225A JP4033132A JP3313292A JPH05187225A JP H05187225 A JPH05187225 A JP H05187225A JP 4033132 A JP4033132 A JP 4033132A JP 3313292 A JP3313292 A JP 3313292A JP H05187225 A JPH05187225 A JP H05187225A
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JP
Japan
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catalyst
engine
electrically heated
temperature
control
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Application number
JP4033132A
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Japanese (ja)
Inventor
Masakatsu Fujishita
政克 藤下
Takeshi Atago
武士 阿田子
Keiichi Masuno
敬一 増野
Suetaro Shibukawa
末太郎 渋川
Shigeyuki Yoshihara
重之 吉原
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Hitachi Ltd
Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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Abstract

PURPOSE:To perform the reliable starting of an engine by providing a power source for an electric heating catalyst independently from a power source for controlling an engine and controlling an energizing amount so that a detected electric heating catalyst temperature is adjusted to a value approximately equal to a set temperature, in an electric heating catalyst control device for an automobile engine. CONSTITUTION:Through turning ON of a key switch 13, a control circuit 5 performs feedback control by means of a set catalyst temperature and the detected temperature of a temperature sensor 6 installed to a front catalyst 2. Namely, duty control is made on the base of a transistor 11 so that the temperature of the front catalyst 2 is adjusted to a value approximately equal to a set temperature to control energization to the front catalyst 2. An independent battery 15 is arranged as a power source to the front catalyst 2, a charger 14 is provided, and a voltage is set to a value, for example, 24V, equal to or higher than that of a battery 4 for an engine. The charger 14 employs an alternator different from an alternator for controlling an engine. This constitution prevents lowering of capacity of the battery for engine and causes execution of a reliable starting.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は自動車用エンジンの排気
ガスを浄化する際用いるのに好適な触媒装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalyst device suitable for use in purifying exhaust gas from an automobile engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電気加熱触媒制御装置は、エス・
エー・イー、テクニカル、ペーパー、シリーズ、900503
(1990年)第61項から70項(SAE、Technical,Pa
per,Series、900503(1990)Page,61−70)にお
いて論じられているように、レジスタータイプの金属担
体で構成された触媒に電流を通電する事により加熱する
方式で、低温時の排気ガス性能を改善できることについ
て述べられている。そのような電気的に加熱される触媒
は、従来の12V電源システムを用いて30秒以内に約
350℃の触媒活性化温度に到達するよう設計されてい
る。これらの制御手段は、所望の触媒の動作温度まで昇
温できるよう、触媒加熱用電流供給手段と触媒の温度検
出手段とが具備されている。
2. Description of the Related Art A conventional electric heating catalyst control device is
A E, Technical, Paper, Series, 900503
(1990) Item 61 to Item 70 (SAE, Technical, Pa
per, Series, 900503 (1990) Page, 61-70), the catalyst is composed of a resistor-type metal carrier and is heated by passing an electric current through it. It can be improved. Such electrically heated catalysts are designed to reach a catalyst activation temperature of about 350 ° C. within 30 seconds using a conventional 12V power system. These control means are provided with catalyst heating current supply means and catalyst temperature detection means so that the temperature can be raised to a desired catalyst operating temperature.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、触媒
に電流を供給する際の電源については配慮がされておら
ず、バッテリの充電容量が低下すると、エンジン始動時
に用いるスタータの駆動が困難となり、エンジンが始動
できなくなる等の問題があった。すなわち触媒を加熱す
るために要求される要求電力量は約4.7KW であるた
め、従来の電源に対して相当の電気負荷を掛けることに
なり、結果として電源の放電および劣化につながる。ま
た、排気ガスの汚染を最小限にするためには、エンジン
のスタート時に触媒の活性化温度に近付けるよう、エン
ジンの始動に先立って加熱されていることが望ましい
が、触媒加熱をしばしば続けると結果として電源の充電
能力の劣化を招くことになり、さらにスタータによるエ
ンジンの始動も困難となってしまう。
In the above-mentioned prior art, no consideration is given to the power supply for supplying the current to the catalyst, and if the charge capacity of the battery decreases, it becomes difficult to drive the starter used when starting the engine. There was a problem that the engine could not be started. That is, since the required amount of power required to heat the catalyst is about 4.7 KW, a considerable electric load is applied to the conventional power source, resulting in discharge and deterioration of the power source. In addition, in order to minimize exhaust gas pollution, it is desirable that the catalyst is heated prior to starting the engine so as to approach the catalyst activation temperature when starting the engine. As a result, the charging ability of the power source is deteriorated, and it becomes difficult to start the engine by the starter.

【0004】本発明は、前記問題点を解決する事にあ
る。本発明の第一の目的は、エンジンの始動用電源を前
記電気加熱触媒に電流を供給するための電源から独立さ
せることにより、エンジンの始動を確実にすることにあ
る。また本発明の第二の目的は、エンジンの始動用電源
より高い電圧を独立電源用に用いることにより、電源と
しての伝送効率を高めることにある。その結果として、
低コスト,小型軽量化、の電源制御装置を実現可能とな
る。
The present invention is to solve the above problems. A first object of the present invention is to ensure starting of an engine by making an engine starting power source independent from a power source for supplying a current to the electrically heated catalyst. A second object of the present invention is to increase the transmission efficiency as a power source by using a voltage higher than that of the engine starting power source for the independent power source. As a result,
It is possible to realize a low cost, small size and lightweight power supply control device.

【0005】具体的には、本発明の請求項1の目的は、
触媒温度を加熱させて未燃ガスの浄化効率を上げ、未然
ガス中のHC,CO排出量を低減する際に、触媒に通電
される電流を供給する電源を、エンジン制御用の電源と
独立させることにより、エンジンの始動および制御を確
実にすることである。また、本発明の請求項2の目的
は、前記独立した電源をエンジン制御用電源と同等もし
くは高電圧とする事により、電力の伝送効率をあげ、低
価格で、軽量の制御装置を提供することである。さら
に、本発明の請求項3の目的は、エンジン始動前から触
媒を加熱することにより、エンジン始動直後に放出され
る未然ガスの浄化を促進することである。本発明の請求
項4の目的は、触媒の活性化温度がが350℃近傍であ
ることから、触媒の加熱目標温度を350℃にすること
にあり、不必要な電力消費を防止するものである。本発
明の請求項5の目的は、電気加熱触媒を短時間でかつ効
率的に加熱,制御する方法を提供するものである。これ
により、急速に触媒を加熱することが可能になり、かつ
温度制御することにより不必要な電力を防止することが
出来る。本発明の請求項6および請求項7の目的は、エ
ンジンと独立した電源を備えることにより、この電源の
充電手段および充電制御に関しての提案を行うものでA
C/DCコンバータやオルタネータを充電機として用い
ることで小型化が可能で車載上のスペースが節約出来
る。本発明の請求項8の目的は、独立した電源をAC/
DCコンバータで充電する際、エンジン制御用電源に対
して負荷にならないよう、エンジンの始動完了した後
に、AC/DCコンバータで充電するよう配慮したもの
である。本発明の請求項9の目的は、AC/DCコンバ
ータで充電する際の充電制御手段を提供するものであ
る。
Specifically, the object of claim 1 of the present invention is to:
When the catalyst temperature is heated to improve the purification efficiency of unburned gas and the amount of HC and CO emissions in the gas is reduced, the power supply for supplying the current to the catalyst is independent of the power supply for engine control. This ensures the starting and control of the engine. Further, an object of claim 2 of the present invention is to provide a control device which is low in cost and lightweight in order to improve power transmission efficiency by making the independent power source equal to or higher in voltage than an engine control power source. Is. Further, an object of claim 3 of the present invention is to accelerate the purification of gas which is released immediately after the engine is started by heating the catalyst before the engine is started. An object of claim 4 of the present invention is to set the heating target temperature of the catalyst to 350 ° C. because the activation temperature of the catalyst is around 350 ° C., and to prevent unnecessary power consumption. .. An object of claim 5 of the present invention is to provide a method for efficiently heating and controlling an electrically heated catalyst in a short time. This makes it possible to rapidly heat the catalyst, and by controlling the temperature, unnecessary power can be prevented. The object of claims 6 and 7 of the present invention is to provide a charging means and charging control for this power source by providing a power source independent of the engine.
By using a C / DC converter or alternator as a charger, downsizing is possible and the space on the vehicle can be saved. The object of claim 8 of the present invention is to provide an AC / AC independent power source.
When charging with the DC converter, consideration is given to charging with the AC / DC converter after the start of the engine is completed so that the load does not become a load on the engine control power supply. An object of claim 9 of the present invention is to provide a charge control means for charging with an AC / DC converter.

【0006】これにより不必要な充放電が排除出来、電
源の寿命を劣化させることがない。本発明の請求項10
の目的は、電気加熱触媒を従来の主触媒に対して排気ガ
ス上流の位置に配置することで、排気ガスの熱を受ける
ことが可能になり、電気加熱触媒の要求電力量を低減す
ることが可能となる。本発明の請求項11の目的は、電
気加熱触媒の電流制御手段をエンジン制御装置に内蔵す
ることで、制御装置としてのスペースを節約することが
可能となり車載上有利で有る。
As a result, unnecessary charging / discharging can be eliminated and the life of the power source is not deteriorated. Claim 10 of the present invention
By arranging the electrically heated catalyst at a position upstream of the exhaust gas with respect to the conventional main catalyst, it becomes possible to receive the heat of the exhaust gas, and it is possible to reduce the required electric power amount of the electrically heated catalyst. It will be possible. The object of claim 11 of the present invention is to install the current control means for the electrically heated catalyst in the engine control device, which makes it possible to save the space as the control device, which is advantageous in vehicle installation.

【0007】また本発明の第12項では、電源が一つの
場合(電気加熱触媒加熱用とエンジン駆動用電源が共用
の場合)にスタータ駆動用電源が高負荷状態になってス
タータが不作動にならない様にする事を目的としてい
る。本発明の第13項では、エンジンの始動状態を検出
する方法について考慮したもので、スタータスイッチ信
号、またはエンジンの回転数でエンジンがクランキング
状態かどうかを判断するものである。
Further, in the twelfth aspect of the present invention, when there is only one power source (when the electric heating catalyst heating power source and the engine driving power source are shared), the starter driving power source becomes a high load state and the starter does not operate. The purpose is not to become. In the thirteenth aspect of the present invention, the method for detecting the starting state of the engine is considered, and it is determined whether the engine is in the cranking state by the starter switch signal or the engine speed.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の電気触媒制御装
置は、前記した目的を達成せんとするもので、その手段
は、電流が通電される事により加熱せしめる触媒と、こ
の電気加熱触媒の温度を検出する温度検出手段と、該電
気加熱触媒の通電電流を制御する制御手段と、エンジン
制御用電源とは独立した電源と、エンジン制御用電源と
は独立した電源を充電する充電手段を具備することで達
成できる。
The electrocatalyst control device of the present invention is intended to achieve the above-mentioned object. The means are a catalyst that is heated by the passage of an electric current, and a catalyst for heating the electrocatalyst. The temperature detection means for detecting the temperature, the control means for controlling the energization current of the electrically heated catalyst, the power source independent of the engine control power source, and the charging means for charging the power source independent of the engine control power source are provided. Can be achieved.

【0009】また、電源が一つの場合は、スタータが駆
動状態に電気加熱触媒への電気通電を停止することによ
り達成できる。
In the case where there is only one power source, this can be achieved by stopping the electric power supply to the electrically heated catalyst while the starter is in a driving state.

【0010】[0010]

【作用】前記した本発明の電気触媒制御装置の構成によ
れば、エンジン始動前から、前記触媒の温度検出手段に
より温度を検出して前記制御手段により触媒に電流を通
電して該触媒を加熱せしめるため、エンジン始動直後か
ら未然ガスの浄化効率を高めることができ、未然ガス中
のHC,CO排出量を低減できる。また、触媒に電流を
供給する電源電圧をエンジン始動用電源電圧より高く設
定することにより、触媒に通電する電流を低く押さえる
ことができ、配線の軽量化,制御装置の小型化,電力の
伝送効率の向上を図ることができる。
According to the structure of the electrocatalyst control device of the present invention described above, the temperature is detected by the temperature detecting means of the catalyst and the current is passed through the catalyst by the controlling means to heat the catalyst before the engine is started. Therefore, the efficiency of purifying the gas can be increased immediately after the engine is started, and the amount of HC and CO emissions in the gas can be reduced. Further, by setting the power supply voltage for supplying the current to the catalyst higher than the power supply voltage for starting the engine, the current supplied to the catalyst can be suppressed to be low, and the weight of the wiring can be reduced, the control device can be downsized, and the power transmission efficiency can be reduced. Can be improved.

【0011】また、電源が一つの場合は、スタータが駆
動状態に電気加熱触媒への電気通電を停止しているの
で、スタータ駆動電源が電気加熱触媒電気負荷によりダ
ウンすることがない。
When there is only one power source, the starter stops the electric power supply to the electrically heated catalyst in the driven state, so that the starter drive power source does not go down due to the electrically heated catalyst electrical load.

【0012】[0012]

【実施例】本発明の実施例1を以下、図1を用いて説明
する。
Embodiment 1 Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0013】図1は、全体構成を示す概念ブロック図で
ある。まず内燃機関エンジン1から排気された未然ガス
は、前触媒2を通り前触媒より容量的に大きい主触媒3
を経て外気へ放出される。前触媒2は、触媒の温度を検
出する温度センサ6と、電流供給のための2つの端子7
から構成される、SAEペーパー(900503)記載の電気
加熱触媒(EHC)である。本発明の実施例には、前触
媒として(EHC)を示しているが、主触媒に対して前
触媒が(EHC)1個ではなく複数個ある場合や、前触
媒と主触媒とも(EHC)である場合にも適応可能であ
る。電流供給のための2つの端子7の1つはバッテリ1
5と、またもう1つの端子7はエンジン制御装置(EC
U)5のトランジスタN−P−N11のコレクタに接続
される。エンジン制御装置5は、図1に示されていない
が、前触媒2への電流のON/OFF制御を行うリレー手
段をスイッチング制御する、(EHC)制御信号を発生
するトランジスタ11、と温度センサ6からの信号を受
ける制御回路12からなる。その結果、制御回路12は
トランジスタ11のベースに対しデューティ駆動信号を
発生する。トランジスタ11のエミッターは、各バッテ
リ4,15のマイナス端子に接続される。一方、バッテ
リ4は、オルタネータ8,スタータモータ9,電気負荷
10に接続された従来型12Vバッテリである。イグニ
ッションスイッチ13は、制御回路12とバッテリ4の
間に接続されている。
FIG. 1 is a conceptual block diagram showing the overall structure. First, the unexposed gas exhausted from the internal combustion engine 1 passes through the front catalyst 2 and the main catalyst 3 which is larger in volume than the front catalyst 3.
Is released to the outside air via The front catalyst 2 includes a temperature sensor 6 for detecting the temperature of the catalyst and two terminals 7 for supplying an electric current.
An electrically heated catalyst (EHC) described in SAE Paper (900503). In the embodiment of the present invention, (EHC) is shown as the precatalyst. However, when there is more than one (EHC) precatalyst with respect to the main catalyst, or when both the precatalyst and the main catalyst are (EHC). Is also applicable. One of the two terminals 7 for supplying current is the battery 1
5 and another terminal 7 are engine control devices (EC
U) 5 of the transistor N-P-N11 is connected to the collector. Although not shown in FIG. 1, the engine control device 5 performs switching control of a relay unit that performs ON / OFF control of the current to the front catalyst 2, a transistor 11 that generates an (EHC) control signal, and a temperature sensor 6. The control circuit 12 receives a signal from the. As a result, the control circuit 12 generates a duty drive signal for the base of the transistor 11. The emitter of the transistor 11 is connected to the negative terminals of the batteries 4 and 15. On the other hand, the battery 4 is a conventional 12V battery connected to the alternator 8, the starter motor 9, and the electric load 10. The ignition switch 13 is connected between the control circuit 12 and the battery 4.

【0014】本発明に関して、独立バッテリ15はバッ
テリ4より同等もしくは高い電圧例えば24Vが望まし
く、このバッテリ15専用の充電機14が備えられてい
る。この充電機14は、図2に示したようにエンジン制
御用オルタネータとは別のオルタネータとか三相トラン
スとAC/DCコンバータが考えられる。バッテリ15
は、グランドライン以外はバッテリ4とは分離,独立し
ている。
With respect to the present invention, the independent battery 15 preferably has a voltage equal to or higher than that of the battery 4, for example, 24V, and the charger 14 dedicated to this battery 15 is provided. The charger 14 may be an alternator other than the engine control alternator, a three-phase transformer and an AC / DC converter as shown in FIG. Battery 15
Are separated and independent of the battery 4 except for the ground line.

【0015】次に、前記した全体構成に基づいて動作を
説明する。キースイッチ13をONすると、マイクロコ
ンピュータを備えた制御回路(ECU)5は、あらかじ
め設定された触媒温度設定値(約350℃)を指令値、
温度センサ6の信号を帰還値として、帰還制御を行う。
このようにして、制御回路12は前触媒2の温度を前記
設定値に近づけるようにトランジスタ11のベースをデ
ューティを制御する。(本実施例ではデューティ制御し
た例を示したが(EHC)の熱容量が大きい場合は単純
にリレーのON−OFF制御でも構わない。)その結
果、前触媒2の温度が350℃に達したら、前触媒2を
加熱するための電流供給を停止するべくトランジスタ1
1はOFFされる。トランジスタ11のONデューティ
に従い通電された電流は、バッテリ15,前触媒2,ト
ランジスタ11を経て流れ、前触媒2の持つ電気抵抗値
により発熱する。したがって、触媒の加熱完了後にバッ
テリ4、及びスタータモータによりエンジンを始動すれ
ば、触媒の未然ガスの浄化効率が充分高くなっているた
め、未然ガスに含まれるHC,COといった有害な成分
を大幅に除去することができる。さらに加筆すると、第
2の独立バッテリ15の充電量が前触媒2の加熱用に消
費されたために低下したとしても、エンジンの始動用ス
タータモータの駆動用バッテリ4が触媒加熱用バッテリ
15から独立しているためエンジン始動性に困難を来す
ことが無い。
Next, the operation will be described based on the above-mentioned overall structure. When the key switch 13 is turned on, the control circuit (ECU) 5 equipped with a microcomputer uses a preset catalyst temperature set value (about 350 ° C.) as a command value,
Feedback control is performed using the signal of the temperature sensor 6 as a feedback value.
In this way, the control circuit 12 controls the duty of the base of the transistor 11 so that the temperature of the front catalyst 2 approaches the set value. (In the present embodiment, an example in which duty control is performed is shown, but if the heat capacity of (EHC) is large, ON / OFF control of the relay may be simply performed.) As a result, when the temperature of the front catalyst 2 reaches 350 ° C, Transistor 1 to stop the current supply for heating precatalyst 2
1 is turned off. The current supplied according to the ON duty of the transistor 11 flows through the battery 15, the front catalyst 2, and the transistor 11, and generates heat due to the electric resistance value of the front catalyst 2. Therefore, when the engine is started by the battery 4 and the starter motor after the heating of the catalyst is completed, the efficiency of purifying the gas of the catalyst is sufficiently high, and harmful components such as HC and CO contained in the gas are significantly increased. It can be removed. Further adding, even if the charge amount of the second independent battery 15 is reduced because it is consumed for heating the front catalyst 2, the drive battery 4 for the starter motor for starting the engine is independent of the catalyst heating battery 15. Therefore, there is no difficulty in starting the engine.

【0016】次に、本発明の実施例1に関して、図2を
用いてバッテリ充電回路および電気触媒加熱用回路につ
いて説明する。
Next, with reference to FIG. 2, a battery charging circuit and an electrocatalyst heating circuit will be described with reference to the first embodiment of the present invention.

【0017】図2において、イグニッションスイッチ1
3はイグニッションワーニングライト21と直列に接続
され、バラス抵抗22と並列に接続されている。イグニ
ッションワーニングライト21はオルタネータ8に内蔵
されているICレギュレータ23に接続されている。オ
ルタネータ8は、3相交流出力を出すためのステータの
Y結線を構成している。ステータ24の3相交流出力
は、通常12Vにダイオード25により整流され、電気
負荷10やバッテリ4に供給される。通常誘導コイル2
6は、バッテリのプラス端子とレギュレータ23の間に
公知の内蔵回路として設置されている。本発明に関して
は、ステータコイルから出力される3相交流出力は充電
機14に接続され、図2の実施例では12Vから24V
へ3相トランス27で昇圧し、AC/DCコンバータ2
8に送られる。図2に示す様に、バッテリ15は、12
Vのバッテリ2個を直列に接続した24Vバッテリで、
(EHC)2へ電源供給を行い、AC/DCコンバータ
28に接続することにより充電される。ステータ24と
3相トランス27とは、(ECU)5によってライン32
を通じて制御されるリレー31を介して接続されてい
る。そして、この(ECU)5によって24Vバッテリ
15の充電が随時選択的にON/OFFにより制御され
る。バッテリ15の電圧は、(ECU)5によってライ
ン33を介してモニターされる。また、温度センサ6の
出力もまた(ECU)5によってライン34を介してモ
ニターされる。さらに(ECU)5は、メインリレー37
に対するスイッチング信号を選択的に送信すべく設置し
たサブリレー36に対して、ライン35を通じてEHC
通電制御信号を送信する。メインリレー37は、(EH
C)2に対しバッテリ15からの約250アンペアの電
流を切り替えるためのリレーで、高電流対応リレーであ
る。
In FIG. 2, the ignition switch 1
3 is connected in series with the ignition warning light 21 and in parallel with the ballast resistor 22. The ignition warning light 21 is connected to an IC regulator 23 built in the alternator 8. The alternator 8 constitutes a Y connection of the stator for outputting a three-phase AC output. The three-phase AC output of the stator 24 is normally rectified to 12V by the diode 25 and supplied to the electric load 10 and the battery 4. Normal induction coil 2
6 is installed as a known built-in circuit between the positive terminal of the battery and the regulator 23. With respect to the present invention, the three-phase AC output from the stator coil is connected to the charger 14, which in the embodiment of FIG. 2 is 12V to 24V.
To the AC / DC converter 2
Sent to 8. As shown in FIG. 2, the battery 15 has 12
A 24V battery with two V batteries connected in series,
The (EHC) 2 is supplied with power and connected to the AC / DC converter 28 to be charged. The stator 24 and the three-phase transformer 27 are connected to the line 32 by the (ECU) 5.
It is connected via a relay 31 controlled through. Then, the charging of the 24V battery 15 is selectively turned on / off by the (ECU) 5 as needed. The voltage of the battery 15 is monitored by the (ECU) 5 via line 33. The output of the temperature sensor 6 is also monitored by the (ECU) 5 via line 34. Further, the (ECU) 5 is connected to the main relay 37.
To the sub-relay 36 installed to selectively transmit the switching signal for the EHC through the line 35.
Send the energization control signal. The main relay 37 is (EH
C) A relay for switching the current of about 250 amperes from the battery 15 for 2, which is a high current compatible relay.

【0018】図1に示されているように、(EHC)の
制御回路12はエンジン制御装置5に内蔵されているこ
とが望ましいが、図3に示したようにエンジン制御装置
5とは独立していてもかまわず、単純に制御回路300
の中に配置されていても良い。
As shown in FIG. 1, the (EHC) control circuit 12 is preferably incorporated in the engine control device 5, but as shown in FIG. 3, it is independent of the engine control device 5. The control circuit 300 can be simply used.
It may be placed inside.

【0019】次に図3について説明する。Next, FIG. 3 will be described.

【0020】(EHC)の制御回路12はORゲート3
01を持ち、スタータモータ9やエンジン回転数信号
(Ne)の入力信号を受信する。ORゲート301は、
スタータモータ9の作動状態や予め定められたエンジン
回転数に達したかどうかの出力信号をエンジンの始動完
了判定手段302へ送信する。エンジンが始動完了した
かどうかの判定結果に応じて、302から次にライン3
2を介して、バッテリ15の充電電圧を判定する手段3
03,304の出力状態にも依存しながら、AC/DC
コンバータ制御リレー31の作動を制御する信号を送信
する。ここに304は、バッテリ15の充電電圧が予め
定められた目標電圧よりも低いかどうかを判定する手段
であり、303はバッテリ15の充電電圧が予め定めら
れた目標電圧と等しい、または高いかどうかを判定する
手段である。
The (EHC) control circuit 12 has an OR gate 3
01, and receives input signals of the starter motor 9 and the engine speed signal (Ne). The OR gate 301 is
An output signal indicating whether the operating condition of the starter motor 9 or a predetermined engine speed is reached is transmitted to the engine start completion judging means 302. From 302 to line 3
Means 3 for determining the charging voltage of the battery 15 via 2
AC / DC depending on the output state of 03, 304
A signal for controlling the operation of converter control relay 31 is transmitted. Here, 304 is a means for determining whether the charging voltage of the battery 15 is lower than a predetermined target voltage, and 303 is whether the charging voltage of the battery 15 is equal to or higher than the predetermined target voltage. Is a means for determining.

【0021】次に温度センサ6により検出された温度
は、(EHC)の暖機完了温度判定手段305の入力信
号となり、予め定められた目標温度よりも低い場合い場
合、(EHC)制御信号ライン35を介して、(EH
C)電流制御リレー36,37に出力信号が送信され
る。この時、この出力信号も勿論303,304の出力
信号に依存して送信の可否が決定される。
Next, the temperature detected by the temperature sensor 6 becomes an input signal of the (EHC) warm-up completion temperature determination means 305, and if it is lower than a predetermined target temperature, the (EHC) control signal line. 35 through (EH
C) The output signal is transmitted to the current control relays 36 and 37. At this time, of course, this output signal also depends on the output signals of 303 and 304, and the propriety of transmission is determined.

【0022】またイグニッションスイッチ13は、従来
からあるものであるが、少なくとも3段階のポジション
を持ち、所謂バッテリ4からすべての電気負荷から切り
離されているパワーオフポジション、次にパワーオンポ
ジション(所謂キースイッチオン)、そして最後にスタ
ータモータ9を駆動するためのインダクションコイル2
6に通電開始しエンジン始動させるポジションを有する
ものである。
Although the ignition switch 13 is a conventional one, it has at least three-stage positions and is a power-off position in which the so-called battery 4 is disconnected from all electric loads, and then a power-on position (so-called key). Switch-on), and finally the induction coil 2 for driving the starter motor 9
6 has a position to start energization and start the engine.

【0023】イグニッションスイッチが一旦オフした後
に初めてパワーONポジションになると、このことがパ
ワーONポジション判定手段306により判定され、も
しON判定されると、エンジン始動完了判定手段302
から送られて来るエンジン停止判定信号(所謂エンジン
OFF状態を意味する)を受信すべく接続されているA
NDゲート307に、ON判定出力信号が送信される。
これら2つの信号が両方入力されると、ANDゲート3
07は(EHC)電流制御リレー36,37に出力信号
を出す(EHC)プリヒート可否判定手段308に対し
出力信号を出す。
When the power ON position is reached for the first time after the ignition switch is turned off, this is judged by the power ON position judging means 306, and if it is judged ON, the engine start completion judging means 302
A connected to receive an engine stop determination signal (meaning so-called engine OFF state) sent from A
The ON determination output signal is transmitted to the ND gate 307.
When these two signals are both input, AND gate 3
07 outputs an output signal to the (EHC) current control relays 36 and 37, and outputs an output signal to the (EHC) preheat possibility determination means 308.

【0024】次に各リレー動作について説明する。Next, the operation of each relay will be described.

【0025】エンジン始動完了判定手段302でエンジ
ン始動完了判定されると、バッテリ15の充電電圧が予
め定められた目標値と等しいか、または超えていると3
03で判定されると、AC/DCコンバータ制御リレー
31は、バッテリ15の充電ラインをカットOFFする
べくOFFされる。そして、(EHC)2に対しバッテ
リ15から電力供給すべく(EHC)電流制御リレー3
6,37をONさせるために(EHC)制御信号をON
させる。もし、バッテリ15の電圧が予め定められた目
標値より低く、かつエンジンが既に始動完了している場
合は、AC/DCコンバータ28からライン29を介し
てバッテリ15を充電するためAC/DCコンバータ制
御リレー31をONさせるためのON信号を304から
出力する。また、この時リレー37を制御するためのリ
レー36をOFFさせて(EHC)制御をOFFさせる。手
段303,304の判断結果を有効活用することによ
り、もしバッテリ15の電圧が充分にあるならば、AC
/DCコンバータ28作動させないことにより電力を節
約することが出来るし、一方バッテリ15の電力が非常
に低下した場合は前触媒2を対する電力供給は停止され
る。
When the engine start completion judging means 302 judges that the engine start is completed, 3 if the charging voltage of the battery 15 is equal to or exceeds the predetermined target value.
When the determination is made in 03, the AC / DC converter control relay 31 is turned off to cut off the charging line of the battery 15. Then, in order to supply power from the battery 15 to (EHC) 2, (EHC) current control relay 3
Turn on (EHC) control signal to turn on 6, 37
Let If the voltage of the battery 15 is lower than a predetermined target value and the engine has already started, the AC / DC converter control for charging the battery 15 from the AC / DC converter 28 via the line 29. An ON signal for turning on the relay 31 is output from 304. At this time, the relay 36 for controlling the relay 37 is turned off (EHC) to turn off the control. By effectively utilizing the determination results of the means 303 and 304, if the voltage of the battery 15 is sufficient, AC
The power can be saved by not operating the / DC converter 28, while the power supply to the front catalyst 2 is stopped when the power of the battery 15 is very low.

【0026】前触媒2はエンジン始動前にプリヒートさ
れることが望ましいので、エンジン停止状態が検出され
てANDゲート307に対する入力がなされ、かつイグ
ニッションスイッチがパワーONポジションになると、
手段303,304の判定結果に基づいて、手段308
から(EHC)電流制御リレー36,37をONさせる
指令信号を出力する。この時、プリヒート加熱する制御
時間は、電気加熱触媒の容量や加熱に必要な要求電力量
と電源容量により任意に設定可能な時間タイマーで可変
可能である。
Since it is desirable that the front catalyst 2 be preheated before the engine is started, when the engine stop state is detected, an input is made to the AND gate 307, and the ignition switch is set to the power ON position,
Means 308 based on the determination results of the means 303, 304
Outputs a command signal for turning on the (EHC) current control relays 36, 37. At this time, the control time for preheat heating can be varied by a time timer that can be arbitrarily set according to the capacity of the electrically heated catalyst, the required amount of power required for heating, and the power supply capacity.

【0027】さて次に、各制御の制御タイミングについ
て、図4(a)〜図4(g)を用いて説明する。(EHC)
2の温度は通常外気温であり(例えば25℃)、(EH
C)の最適動作は図4(a)に示されるように約350
℃である。今図4(b)に示した様に、イグニッション
スイッチ13が第1ポジションのパワーONポジション
(所謂キースイッチON)になって、かつエンジンが未
だ尚停止中であれば、ライン35を介して(EHC)制
御信号を手段308からON信号を出力する。次に述べ
ることは、必要ならば、下記に述べる動作ステップを行
わない様、手段303,304によって決定されるバッ
テリ15の電圧の判定作業は無視しても良い。
Next, the control timing of each control will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (g). (EHC)
The temperature of 2 is usually outside temperature (for example, 25 ° C), and (EH
The optimum operation of C) is about 350 as shown in FIG.
℃. As shown in FIG. 4B, if the ignition switch 13 is in the power ON position of the first position (so-called key switch ON) and the engine is still stopped, the line 35 ( The EHC) control signal is output from the means 308 as an ON signal. Next, if necessary, the operation of determining the voltage of the battery 15 determined by the means 303 and 304 may be ignored so that the operation steps described below are not performed.

【0028】図4(c)に示した様に、(EHC)制御
信号をONさせるや否や、バッテリ15は前触媒2を加
熱するための電力を供給する。そして、前触媒2の温度
が約50℃に達したら(約6〜10秒の所要時間であ
る)、その後イグニッションスイッチ13はスタータモ
ータ9(図4(d)に示されている様に)を駆動させる
信号を出して良いように設定されている。スタータモー
タの回転に伴い、エンジンも回転し始め、結果としてオ
ルタネータ8も回転し始める。スタータモータが回転さ
れると、エンジンも回転し始め、オルタネータ回転数も
徐々に増加し、その後エンジンが始動完了するとスター
タモータは駆動停止される。スタータモータがONから
OFFされると(または、図示されてはいないが、回転
センサにより検出されたエンジン回転数が予め定められ
た値に達したらAC/DCコンバータの制御信号はライ
ン32を介して、手段302から(図4(f)に示される
様に)OFFからONへ切り替えられる。そして、さら
に手段303,304からの出力信号に応じて、リレー
31の状態を制御されるようになっている。もしバッテ
リ15の電圧が低いか、予め定められた目標値より下回
る場合は、リレー31はONされ3相トランス27とA
C/DCコンバータで構成される充電機は(図4(f)に
示される様に)24Vバッテリ15を充電すべくライン
29を介して充電動作する。
As shown in FIG. 4C, as soon as the (EHC) control signal is turned on, the battery 15 supplies the electric power for heating the front catalyst 2. Then, when the temperature of the front catalyst 2 reaches about 50 ° C. (the required time is about 6 to 10 seconds), the ignition switch 13 then activates the starter motor 9 (as shown in FIG. 4D). It is set so that a signal for driving can be issued. With the rotation of the starter motor, the engine also starts to rotate, and as a result, the alternator 8 also starts to rotate. When the starter motor is rotated, the engine also starts to rotate, and the alternator rotation speed also gradually increases. After that, when the start of the engine is completed, the starter motor is stopped. When the starter motor is switched from ON to OFF (or, although not shown, when the engine speed detected by the rotation sensor reaches a predetermined value, the AC / DC converter control signal is transmitted via the line 32). The means 302 is switched from OFF to ON (as shown in FIG. 4F), and the state of the relay 31 is controlled according to the output signals from the means 303 and 304. If the voltage of the battery 15 is low or lower than a predetermined target value, the relay 31 is turned on and the three-phase transformer 27 and A
The charger composed of the C / DC converter operates as shown in FIG. 4 (f) to charge the 24V battery 15 via the line 29.

【0029】充電機14は、AC/DCコンバータ28
と一体となって3相トランス27として記載されている
が、充電機14は周知の別のオルタネータとかツインロ
ータ・ツインステータオルタネータの第2出力であって
も良い。
The charger 14 includes an AC / DC converter 28.
However, the charger 14 may be another well-known alternator or the second output of a twin rotor / twin stator alternator.

【0030】図5(a)は一電源システムの場合の実施例
2の全体構成を示す概念ブロック図部分機能ブロック図
である。まず内燃機関エンジン1から排気された未然ガ
スは、前触媒(電気加熱触媒)2を通り主触媒3を経て
外気へ放出される。前触媒2は、触媒の温度を検出する
温度センサ6と、電流供給のための2つの端子7から構
成される、SAEペーパー(900503)記載の電気加熱触
媒(EHC)である。本発明の実施例には、前触媒とし
て(EHC)を示しているが、主触媒に対して前触媒が
(EHC)1個ではなく複数個ある場合や、前触媒と主触
媒とも(EHC)である場合にも適応可能である。電流供
給のための2つの端子7の1つはバッテリ4と、またも
う1つの端子7はエンジン制御装置(ECU)5のトラ
ンジスタN−P−N11のコレクタに接続される。エン
ジン制御装置5は、図5に示されていないが、前触媒2
への電流のON/OFF制御を行うリレー手段をスイッ
チング制御する、(EHC)制御信号を発生するトラン
ジスタ11、と温度センサ6からの信号を受ける制御回
路12からなる。その結果、制御回路12はトランジス
タ11のベースに対しデューティ駆動信号を発生する。
トランジスタ11のエミッターは、バッテリ4のマイナ
ス端子に接続される。一方、バッテリ4は、オルタネー
タ8,スタータモータ9,電気負荷10に接続された従
来型12Vバッテリである。イグニッションスイッチ1
3は、制御回路12とバッテリ4の間に接続されてい
る。さらに制御回路12には、図5の下方に示したよう
にエンジンがクランキング状態にあるかどうかを判断す
る機能を内蔵しており、クランキング状態にある時に
は、(EHC)への電気通電を停止する。また、クラン
キング状態にあるかどうかは、本実施例ではスタータ信
号、またはエンジンの回転数により判断している。
FIG. 5A is a conceptual block diagram partial functional block diagram showing the overall configuration of the second embodiment in the case of a single power supply system. First, the unexposed gas exhausted from the internal combustion engine 1 passes through the front catalyst (electrically heated catalyst) 2, the main catalyst 3, and is released to the outside air. The pre-catalyst 2 is an electrically heated catalyst (EHC) described in SAE Paper (900503), which is composed of a temperature sensor 6 for detecting the temperature of the catalyst and two terminals 7 for supplying an electric current. In the examples of the present invention, (EHC) is shown as the precatalyst, but the precatalyst is
The present invention can be applied to the case where there are a plurality of (EHC) instead of one, and the case where both the front catalyst and the main catalyst are (EHC). One of the two terminals 7 for supplying current is connected to the battery 4 and the other terminal 7 is connected to the collector of the transistor N-P-N11 of the engine control unit (ECU) 5. The engine controller 5 is not shown in FIG.
It is composed of a transistor 11 for generating (EHC) control signal, which controls switching of a relay means for ON / OFF control of current to the control circuit 12, and a control circuit 12 for receiving signal from the temperature sensor 6. As a result, the control circuit 12 generates a duty drive signal for the base of the transistor 11.
The emitter of the transistor 11 is connected to the negative terminal of the battery 4. On the other hand, the battery 4 is a conventional 12V battery connected to the alternator 8, the starter motor 9, and the electric load 10. Ignition switch 1
3 is connected between the control circuit 12 and the battery 4. Further, as shown in the lower part of FIG. 5, the control circuit 12 has a built-in function for determining whether the engine is in the cranking state. When the engine is in the cranking state, electric power is supplied to (EHC). Stop. Further, in the present embodiment, whether or not the cranking state is established is determined by the starter signal or the engine speed.

【0031】次に、前記した全体構成に基づいて動作を
説明する。キースイッチ13をONすると、マイクロコ
ンピュータを備えた制御回路(ECU)5は、あらかじ
め設定された触媒温度設定値(約350℃)を指令値、
温度センサ6の信号を帰還値として、帰還制御を行う。
このようにして、制御回路12は前触媒2の温度を前記
設定値に近づけるようにトランジスタ11のベースをデ
ューティを制御する。(本実施例ではデューティ制御し
た例を示したが(EHC)の熱容量が大きい場合は単純
にリレーのON−OFF制御でも構わない。)その結
果、前触媒2の温度が350℃に達したら、前触媒2を
加熱するための電流供給を停止するべくトランジスタ1
1はOFFされる。
Next, the operation will be described based on the above-mentioned overall structure. When the key switch 13 is turned on, the control circuit (ECU) 5 equipped with a microcomputer uses a preset catalyst temperature set value (about 350 ° C.) as a command value,
Feedback control is performed using the signal of the temperature sensor 6 as a feedback value.
In this way, the control circuit 12 controls the duty of the base of the transistor 11 so that the temperature of the front catalyst 2 approaches the set value. (In this embodiment, an example in which duty control is performed is shown, but if the heat capacity of (EHC) is large, ON / OFF control of the relay may be simply performed.) As a result, when the temperature of the front catalyst 2 reaches 350 ° C, Transistor 1 to stop the current supply for heating precatalyst 2
1 is turned off.

【0032】トランジスタ11のONデューティに従い
通電された電流は、バッテリ4,前触媒2,トランジス
タ11を経て流れ、前触媒2の持つ電気抵抗値により発
熱する。したがって、前触媒2のプレヒート加熱後にバ
ッテリ4、及びスタータモータによりエンジンを始動す
れば、主触媒の未然ガスの浄化効率が充分高くなってい
るため、未然ガスに含まれるHC,COといった有害な
成分を大幅に除去することができる。さらに加筆する
と、エンジンの始動用スタータモータの駆動時には(E
HC)の加熱のための通電制御を停止させているのでバ
ッテリ4の電気負荷が増加しないので、エンジンの始動
性に困難を来すことが無い。
The current supplied according to the ON duty of the transistor 11 flows through the battery 4, the front catalyst 2 and the transistor 11, and generates heat due to the electric resistance value of the front catalyst 2. Therefore, if the engine is started by the battery 4 and the starter motor after the precatalyst 2 is preheated, the efficiency of purifying the main catalyst gas is sufficiently high. Can be significantly removed. Further adding, when the starter motor for starting the engine is driven (E
Since the energization control for heating (HC) is stopped, the electric load of the battery 4 does not increase, so that there is no difficulty in the startability of the engine.

【0033】図5(b)は、図5(a)における制御回路1
2における制御系統図を示したものであ。即ち、一電源
システムの場合はエンジンがクランキング状態にある場
合、電源に対してスタータ駆動電気負荷と電気加熱触媒
通電電気負荷が同時に付加されると電源電圧が低下して
しまいエンジンの始動が困難となってしまうと言う問題
が発生する。そこで、制御回路12は、エンジンがクラ
ンキング中か、またはエンジン始動完了しているかどう
かを判断する機能を内蔵し、クランキング状態にある時
には、電気加熱触媒への電気通電を停止させる。また、
クランキング状態にあるかどうかは、本実施例ではスタ
ータ信号、またはエンジンの回転数により判断してい
る。エンジンが始動完了後は、電気加熱触媒が目標加熱
温度以下の場合、目標温度となるまで電気加熱触媒への
通電を再開する。また、エンジンのクランキングに先立
ち、エンジンのイグニションキースイッチON時、でか
つエンジンが停止状態にあり、かつ電気加熱触媒が目標
加熱温度以下の場合、電気加熱触媒のプリヒートOKと
判断し、通電指令信号を通電制御リレー(または制御ト
ランジスタ)へ出力し電気加熱触媒をプリヒート加熱す
る。この時、プリヒート加熱する制御時間は、電気加熱
触媒の容量や加熱に必要な要求電力量と電源容量により
任意に設定可能な時間タイマーで可変可能である。
FIG. 5 (b) shows the control circuit 1 in FIG. 5 (a).
2 is a control system diagram in FIG. That is, in the case of the single power supply system, when the engine is in the cranking state, if the starter drive electric load and the electric heating catalyst energization electric load are simultaneously added to the power supply, the power supply voltage will drop and the engine will be difficult to start There is a problem that it will become. Therefore, the control circuit 12 has a built-in function to determine whether the engine is cranking or the engine has been started. When the engine is in the cranking state, the electric power supply to the electrically heated catalyst is stopped. Also,
In the present embodiment, whether or not the engine is in the cranking state is determined by the starter signal or the engine speed. After the engine has been started, if the temperature of the electrically heated catalyst is equal to or lower than the target heating temperature, the power supply to the electrically heated catalyst is restarted until the temperature reaches the target temperature. Also, prior to engine cranking, when the engine ignition key switch is ON, the engine is in the stopped state, and the electric heating catalyst is below the target heating temperature, it is determined that the preheating of the electric heating catalyst is OK, and the energization command is issued. The signal is output to the energization control relay (or control transistor) to preheat the electrically heated catalyst. At this time, the control time for preheat heating can be varied by a time timer that can be arbitrarily set according to the capacity of the electrically heated catalyst, the required amount of power required for heating, and the power supply capacity.

【0034】図6は、電源が一つの場合に、エンジンの
クランキング時(エンジンの始動用スタータモータの駆
動時)に(EHC)加熱のための通電制御を停止させる
場合のタイミングチャートを示したものである。即ち、
イグニッションスイッチON後スタータスイッチON時
は(EHC)への通電を停止し、スタータスイッチOF
F後に(EHC)への通電を再開し所望の温度に達した
ら通電を停止する。スタータスイッチ信号が無い場合
は、エンジン回転数情報でエンジンのクランキング状態
かどうかを判断しても良い。
FIG. 6 is a timing chart for stopping the energization control for (EHC) heating when the engine is cranking (when the starter motor for starting the engine is driven) when the power source is one. It is a thing. That is,
When the starter switch is turned on after the ignition switch is turned on, the power supply to (EHC) is stopped and the starter switch OF is turned on.
After F, energization to (EHC) is restarted, and energization is stopped when the desired temperature is reached. If there is no starter switch signal, it may be determined from the engine speed information whether the engine is in the cranking state.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、電気加熱触媒用バッテ
リの充電容量が触媒加熱のために低下したとしても、電
力量としては約4.7KW を思い起こして頂けると思う
が、エンジン制御用バッテリ4は触媒加熱用バッテリと
は分離独立しているので、容量が低下したりエンジンの
始動が困難となるようなことが回避出来る。またエンジ
ン始動前から触媒を加熱し昇温させて未然ガスの浄化効
率を上げるようにしたので、エンジン始動直後の未然ガ
ス中のHC,CO排出量を大幅に低減できる。さらに独
立した電源を高電圧とする事により消費電流が下げられ
るので、構成部品の小型化が可能になり、全体の重量低
減,電力の伝送効率をも上げることが出来、低価格で、
小型軽量の制御装置を提供できるという効果を有するも
のである。また、電源が一つの場合はエンジンのクラン
キング中は電気加熱触媒への通電を停止することによ
り、電源の電気負荷が増加しないので、エンジンの始動
性に困難を来すことが無く一電源システムの場合にも対
応できる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, even if the charge capacity of the electrically heated catalyst battery is lowered due to the catalyst heating, it can be recalled that the amount of electric power is about 4.7 kW. Since 4 is independent of the catalyst heating battery, it is possible to avoid a decrease in capacity and difficulty in starting the engine. Further, since the catalyst is heated to raise the temperature before the engine is started to improve the efficiency of purifying the gas, the amount of HC and CO emissions in the gas immediately after the engine is started can be significantly reduced. Furthermore, the consumption current can be reduced by using an independent power supply with a high voltage, which enables downsizing of component parts, overall weight reduction, and power transmission efficiency to be increased.
This has the effect of providing a compact and lightweight control device. Also, when there is only one power supply, the electric load of the power supply does not increase by stopping the energization of the electrically heated catalyst during cranking of the engine, so there is no difficulty in starting the engine and one power supply system. In case of

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の触媒制御装置の実施例1に関
する全体構成を示す概念ブロック図である。
FIG. 1 is a conceptual block diagram showing the overall configuration of a catalyst control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は、本発明の実施例1に関して、今回提案
する電源充電回路と電気加熱触媒の加熱回路を概念ブロ
ック図で示したものである。
FIG. 2 is a conceptual block diagram showing a power supply charging circuit and a heating circuit for an electrically heated catalyst proposed this time in relation to the first embodiment of the present invention.

【図3】図3は、本発明の制御状態の流れを示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a flow of a control state of the present invention.

【図4】図4の(a)から(g)は、本発明の制御装置
の動作のタイミング図を示す。各図において、参照数字
は各構成部品,構成要素,手段等の関連番号を示すもの
である。
4 (a) to (g) show a timing diagram of the operation of the control device of the present invention. In each drawing, reference numerals indicate the related numbers of each component, component, means, and the like.

【図5】図5は、本発明の触媒制御装置の実施例2に関
する全体構成を示す概念ブロック図(a)と、今回提案す
る電気加熱触媒の加熱回路と制御装置および方法を概念
ブロック図(b)で示したものである。
FIG. 5 is a conceptual block diagram (a) showing an overall configuration of a catalyst control device according to a second embodiment of the present invention, and a conceptual block diagram of a heating circuit, a control device, and a method of an electric heating catalyst proposed this time ( It is shown in b).

【図6】図6は、本発明の実施例2に関して、制御装置
の動作のタイミング図を示す。
FIG. 6 shows a timing diagram of the operation of the control device according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン、2…前触媒(電気加熱触媒)、3…主触
媒、4…バッテリ、5…エンジン制御装置、6…温度セ
ンサ、7…接続端子、8…オルタネータ、9…スター
タ、10…電気負荷、11…トランジスタ、12…制御
回路、13…キースイッチ、14…充電機、15…前触
媒(電気加熱触媒)加熱用バッテリ、21…ワーニング
ランプ、22…バラス抵抗、23…レギュレータ、24
…ステータ、25…ダイオード、26…インダクション
コイル、27…3相変圧器、28…AC/DCコンバー
タ。
1 ... Engine, 2 ... Front catalyst (electrically heated catalyst), 3 ... Main catalyst, 4 ... Battery, 5 ... Engine control device, 6 ... Temperature sensor, 7 ... Connection terminal, 8 ... Alternator, 9 ... Starter, 10 ... Electricity Load, 11 ... Transistor, 12 ... Control circuit, 13 ... Key switch, 14 ... Charger, 15 ... Battery for heating front catalyst (electrically heated catalyst), 21 ... Warning lamp, 22 ... Ballast resistor, 23 ... Regulator, 24
... stator, 25 ... diode, 26 ... induction coil, 27 ... three-phase transformer, 28 ... AC / DC converter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿田子 武士 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内 (72)発明者 増野 敬一 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内 (72)発明者 渋川 末太郎 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内 (72)発明者 吉原 重之 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地 3 日立オートモティブエンジニアリング 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (72) Inventor Takeshi Atako 2520 Takaba, Takata, Ibaraki Pref., Sawa Plant, Hitachi, Ltd. (72) Keiichi Masuno 2520, Takaba, Katsuta, Ibaraki Hitachi, Ltd. Factory Sawa Factory (72) Inventor Suetaro Shibukawa 2520, Takaba, Katsuta City, Ibaraki Prefecture Hitachi, Ltd. Sawa Factory (72) Inventor Shigeyuki Yoshihara 2477, Kashima Yatsu, Katsuta City, Ibaraki Prefecture 3 Hitachi Automotive Engineering Co., Ltd.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エンジンの排気通路にエンジンの排気ガス
浄化用の触媒が配置されているエンジンの排気ガス浄化
装置において、電流が通電される事により加熱せしめる
電気加熱触媒と、前記電気加熱触媒の温度を検出する温
度検出手段と、前記電気加熱触媒の通電電流を制御する
制御手段と、前記温度検出手段の信号により、前記電気
加熱触媒の温度を所定の設定温度に近づけるように指令
する制御手段と、エンジン制御用電源とは独立して電気
加熱触媒に供給する電流を取り出す電源手段から構成さ
れることを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化用電気加
熱触媒制御装置。
1. An exhaust gas purifying apparatus for an engine, wherein an exhaust gas purifying catalyst for the engine is arranged in an exhaust passage of the engine, and an electrically heated catalyst that is heated by being energized with an electric current, and an electrically heated catalyst for the electrically heated catalyst. A temperature detecting means for detecting a temperature, a control means for controlling a current flowing through the electrically heated catalyst, and a control means for instructing the temperature of the electrically heated catalyst to approach a predetermined set temperature by a signal from the temperature detecting means. And an electric heating catalyst control device for purifying exhaust gas of an internal combustion engine, comprising: an electric power supply means for taking out a current supplied to the electric heating catalyst independently of an engine control power supply.
【請求項2】前記電気加熱触媒に通電される電流を供給
する電源は、エンジン制御用の電源と同等、もしくは高
い電圧としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の電気加熱触媒制御装置。
2. The electric heating according to claim 1, wherein a power supply for supplying a current to be supplied to the electric heating catalyst has a voltage equal to or higher than that of a power supply for engine control. Catalyst control device.
【請求項3】前記電気加熱触媒の通電電流を制御する制
御手段は、エンジン始動前から制御動作を開始すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項、または特許請求の
範囲第2項に記載の電気加熱触媒制御装置。
3. The control means for controlling the energization current of the electrically heated catalyst starts the control operation before the engine is started, according to claim 1 or claim 2. The electric heating catalyst control device described.
【請求項4】前記電気加熱触媒の所定の設定温度を35
0℃としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
載の電気加熱触媒制御装置。
4. A predetermined set temperature of the electrically heated catalyst is set to 35.
The electric heating catalyst control device according to claim 1, wherein the temperature is set to 0 ° C.
【請求項5】前記電気加熱触媒の通電電流を制御する制
御手段は、エンジンのイグニションスイッチにより起動
され、また前記電気加熱触媒の温度を検出する温度検出
手段に接続された制御回路手段を持ち、前記制御回路手
段は、前記温度検出手段により検出された温度と予め決
められた温度とを比較する比較手段を含み、前記比較結
果に基づき前記電気加熱触媒の通電電流供給を制御する
スイッチング装置とから構成されることを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の電気加熱触媒制御装置。
5. The control means for controlling the energizing current of the electrically heated catalyst has a control circuit means which is activated by an ignition switch of an engine and is connected to a temperature detecting means for detecting the temperature of the electrically heated catalyst. The control circuit means includes a comparing means for comparing the temperature detected by the temperature detecting means with a predetermined temperature, and a switching device for controlling the supply of the energizing current of the electrically heated catalyst based on the comparison result. The electrically heated catalyst control device according to claim 1, wherein the electrically heated catalyst control device is configured.
【請求項6】前記エンジン制御用電源とは独立した電源
手段の充電は、AC/DCコンバータにより行うことを
特徴とする特許請求の範囲第5項に記載の電気加熱触媒
制御装置。
6. The electric heating catalyst control device according to claim 5, wherein the power source means independent of the engine control power source is charged by an AC / DC converter.
【請求項7】前記エンジン制御用電源とは独立した電源
手段の充電は、オルタネータにより行うことを特徴とす
る特許請求の範囲第5項に記載の電気加熱触媒制御装
置。
7. The electric heating catalyst control device according to claim 5, wherein the power source means independent of the engine control power source is charged by an alternator.
【請求項8】前記電気加熱触媒の通電電流を制御する制
御手段は、エンジンが始動完了した後に、前記エンジン
制御用電源とは独立した電源手段にたいしてAC/DC
コンバータの接続作動開始の判断を行う判断手段を備え
ることを特徴とする特許請求の範囲第5項に記載の電気
加熱触媒制御装置。
8. The control means for controlling a current flowing through the electrically heated catalyst is an AC / DC power source means independent of the engine control power source after the engine has been started.
The electrically heated catalyst control device according to claim 5, further comprising a determination unit that determines whether or not the connection operation of the converter is started.
【請求項9】前記電気加熱触媒の通電電流を制御する制
御手段は、前記エンジン制御用電源とは独立した電源手
段の電圧レベルを判定する手段を備え、前記電圧レベル
が所定の電圧レベルよりも低い時、前記スイッチング装
置をONしてAC/DCコンバータを前記エンジン制御
用電源とは独立した電源手段に接続して充電し、前記電
圧レベルが所定の電圧レベルと同等もしくは高い時、前
記スイッチング装置をOFFしてAC/DCコンバータ
を前記エンジン制御用電源とは独立した電源手段から切
離しすることを特徴とする特許請求の範囲第5項に記載
の電気加熱触媒制御装置。
9. A control means for controlling a current flowing through the electrically heated catalyst comprises means for determining a voltage level of a power supply means independent of the engine control power supply, and the voltage level is higher than a predetermined voltage level. When the voltage is low, the switching device is turned on to connect the AC / DC converter to a power source means independent from the engine control power source for charging, and when the voltage level is equal to or higher than a predetermined voltage level, the switching device 6. The electric heating catalyst control device according to claim 5, wherein the AC / DC converter is turned off to disconnect the AC / DC converter from a power supply unit independent of the engine control power supply.
【請求項10】特許請求の範囲第1項において、触媒加
熱用電流を導く抵抗素子を備えた前記電気加熱触媒を主
触媒の上流に配置されることを特徴とする電気加熱触媒
制御装置。
10. The electric heating catalyst control device according to claim 1, wherein the electric heating catalyst having a resistance element for guiding a catalyst heating current is arranged upstream of the main catalyst.
【請求項11】特許請求の範囲第1項において、電気加
熱触媒の通電電流を制御する制御手段は、エンジン制御
装置に内蔵されることを特徴とする電気加熱触媒制御装
置。
11. The electric heating catalyst control device according to claim 1, wherein the control means for controlling the energization current of the electric heating catalyst is incorporated in the engine control device.
【請求項12】エンジンの排気通路にエンジンの排気ガ
ス浄化用の触媒が配置され、さらに電流が通電される事
により加熱せしめる電気加熱触媒と、前記電気加熱触媒
の温度を検出する温度検出手段と、前記電気加熱触媒の
通電電流を制御する制御手段と、前記温度検出手段の信
号により、前記電気加熱触媒の温度を所定の設定温度に
近づけるように指令する制御手段と、電気加熱触媒に供
給する電流を取り出す電源手段から構成される内燃機関
の排気ガス浄化用電気加熱触媒制御装置において、エン
ジンの始動クランキング中は前記電気加熱触媒の通電を
停止制御することを特徴とする電気加熱触媒制御装置。
12. A catalyst for purifying exhaust gas of an engine is arranged in an exhaust passage of the engine, and an electrically heated catalyst which is heated by being supplied with an electric current, and a temperature detection means for detecting a temperature of the electrically heated catalyst. A control means for controlling a current flowing through the electrically heated catalyst, a control means for instructing the temperature of the electrically heated catalyst to approach a predetermined set temperature by a signal from the temperature detection means, and the electrically heated catalyst. An electric heating catalyst control device for purifying exhaust gas of an internal combustion engine, comprising an electric power supply means for extracting an electric current, wherein the electric heating catalyst control device is controlled to stop energization of the electric heating catalyst during engine starting cranking. ..
【請求項13】特許請求の範囲第12項において、エン
ジンの始動クランキング中かどうかの判断をスタータス
イッチ信号あるいはエンジン回転数により行うことを特
徴とする電気加熱触媒制御装置。
13. An electrically heated catalyst control device according to claim 12, wherein it is judged whether or not the engine is under starting cranking by a starter switch signal or an engine speed.
JP4033132A 1991-02-20 1992-02-20 Electric heating catalyst control device Pending JPH05187225A (en)

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JP4033132A JPH05187225A (en) 1991-02-20 1992-02-20 Electric heating catalyst control device
US08/010,620 US5390493A (en) 1992-01-30 1993-01-28 Apparatus for controlling the electric heating of catalyst

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JP2597091 1991-02-20
JP3-25970 1991-02-20
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