JPH0610654A - 排ガス浄化装置 - Google Patents
排ガス浄化装置Info
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- JPH0610654A JPH0610654A JP4191534A JP19153492A JPH0610654A JP H0610654 A JPH0610654 A JP H0610654A JP 4191534 A JP4191534 A JP 4191534A JP 19153492 A JP19153492 A JP 19153492A JP H0610654 A JPH0610654 A JP H0610654A
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- heating element
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/80—Apparatus for specific applications
- H05B6/802—Apparatus for specific applications for heating fluids
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/70—Feed lines
- H05B6/705—Feed lines using microwave tuning
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2214/00—Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
- H05B2214/03—Heating of hydrocarbons
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- Electromagnetism (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Chimneys And Flues (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車の排ガス浄化装置の触媒を加熱するた
めに設けられる電磁波加熱器を、一定温度範囲に制御す
るためには、温度検出のために熱電対やサーミスタを用
いなければならなかったが、これらは電磁波加熱器に対
しては十分な温度検出手段となり得ないので、他の装置
で温度を検出し制御をおこなう。 【構成】 透過量検出センサ１３、又は反射量検出セン
サ２３などにより、電磁波吸収発熱体５に吸収された電
磁波の量を検出し、この吸収量に応じて、電磁波発振器
７からの電磁波発振量を制御する。
めに設けられる電磁波加熱器を、一定温度範囲に制御す
るためには、温度検出のために熱電対やサーミスタを用
いなければならなかったが、これらは電磁波加熱器に対
しては十分な温度検出手段となり得ないので、他の装置
で温度を検出し制御をおこなう。 【構成】 透過量検出センサ１３、又は反射量検出セン
サ２３などにより、電磁波吸収発熱体５に吸収された電
磁波の量を検出し、この吸収量に応じて、電磁波発振器
７からの電磁波発振量を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車から排出
される排ガスを、加熱された触媒によって浄化する装置
に係り、特に触媒を加熱する電磁波吸収発熱体の電磁波
吸収量を検出して制御をおこなう装置に関する。
される排ガスを、加熱された触媒によって浄化する装置
に係り、特に触媒を加熱する電磁波吸収発熱体の電磁波
吸収量を検出して制御をおこなう装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車などから排出される排ガスの浄化
は、一般に、排ガスを触媒と接触させることにより、排
ガス中のＨＣ、すす、ＣＯ、ＮＯx 、などを酸化又は還
元させることによりおこなわれる。これらの酸化や還元
をおこなわせるために、触媒を約３５０℃〜４００℃加
熱して十分に活性化させる必要がある。
は、一般に、排ガスを触媒と接触させることにより、排
ガス中のＨＣ、すす、ＣＯ、ＮＯx 、などを酸化又は還
元させることによりおこなわれる。これらの酸化や還元
をおこなわせるために、触媒を約３５０℃〜４００℃加
熱して十分に活性化させる必要がある。
【０００３】触媒の加熱には排ガスの熱を利用するのが
一般的である。しかし、これだと触媒が上記の温度範囲
に達するのは、数分程度の時間が必要である。そのため
に、例えば自動車の冷間始動時においては、加熱が不十
分な状態が続き、その間、触媒が十分に働かず、排ガス
中の前記ＮＯx などの有害成分がそのまま排出されてし
まうという状態があった。
一般的である。しかし、これだと触媒が上記の温度範囲
に達するのは、数分程度の時間が必要である。そのため
に、例えば自動車の冷間始動時においては、加熱が不十
分な状態が続き、その間、触媒が十分に働かず、排ガス
中の前記ＮＯx などの有害成分がそのまま排出されてし
まうという状態があった。
【０００４】このような状態を避けるため、例えば自動
車の冷間始動時には触媒を電熱線によって加熱し、排ガ
スの熱に頼らずに積極的に上記温度範囲に達するように
したものが提案されている（特開平０３−３１５１０
号）。しかし、電熱線による加熱は、均一加熱が難しく
また加熱時間もかかり過ぎるものであった。
車の冷間始動時には触媒を電熱線によって加熱し、排ガ
スの熱に頼らずに積極的に上記温度範囲に達するように
したものが提案されている（特開平０３−３１５１０
号）。しかし、電熱線による加熱は、均一加熱が難しく
また加熱時間もかかり過ぎるものであった。
【０００５】そこで、マイクロ波加熱装置を用いて、均
一且つ急速な加熱を可能にすることが考えられる。これ
によれば、触媒が前記温度範囲に達するまでの時間、す
なわち活性温度の範囲に達するまでの時間が短縮され、
冷間始動時の排ガスに含まれる有害成分の低減が可能と
なる。
一且つ急速な加熱を可能にすることが考えられる。これ
によれば、触媒が前記温度範囲に達するまでの時間、す
なわち活性温度の範囲に達するまでの時間が短縮され、
冷間始動時の排ガスに含まれる有害成分の低減が可能と
なる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、触媒を
マイクロ波加熱装置で加熱すると、活性温度に達するま
での時間が短いために、今度は温度制御が難しく、過加
熱により、マイクロ波吸収発熱体（以下、発熱体とい
う）にクラック（亀裂）やメルディング（溶媒）などに
よる劣化が起こる可能性がある。
マイクロ波加熱装置で加熱すると、活性温度に達するま
での時間が短いために、今度は温度制御が難しく、過加
熱により、マイクロ波吸収発熱体（以下、発熱体とい
う）にクラック（亀裂）やメルディング（溶媒）などに
よる劣化が起こる可能性がある。
【０００７】このような過加熱を防止するために、前記
発熱体の温度を検出する熱電対やサーミスタなどからな
る温度検出手段を設け、発熱体の温度が触媒の活性温度
に達したことを検出した場合には、加熱を終了させた
り、または、発熱体の温度がそれ以上に上昇しないよう
に制御することが考えられる。
発熱体の温度を検出する熱電対やサーミスタなどからな
る温度検出手段を設け、発熱体の温度が触媒の活性温度
に達したことを検出した場合には、加熱を終了させた
り、または、発熱体の温度がそれ以上に上昇しないよう
に制御することが考えられる。
【０００８】しかし、熱電対は高周波電界の影響により
正しい温度検出ができない。また、サーミスタは、それ
自体がマイクロ波を吸収して発熱するので、これにより
抵抗値変化が生じ、従って、温度検出の応答性が、マイ
クロ波加熱による発熱体の急速な温度上昇に対して十分
でなく、温度検出が遅れ、発熱体の温度を正しく検出し
にくくなる。
正しい温度検出ができない。また、サーミスタは、それ
自体がマイクロ波を吸収して発熱するので、これにより
抵抗値変化が生じ、従って、温度検出の応答性が、マイ
クロ波加熱による発熱体の急速な温度上昇に対して十分
でなく、温度検出が遅れ、発熱体の温度を正しく検出し
にくくなる。
【０００９】本発明は、以上の熱電対やサーミスタの欠
点を除き、電磁波吸収発熱体の温度をより正確に検出し
て、電磁波加熱装置の制御を確実におこなうことのでき
る排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
点を除き、電磁波吸収発熱体の温度をより正確に検出し
て、電磁波加熱装置の制御を確実におこなうことのでき
る排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明は、電磁波発振器からの電磁波を吸収して
発熱し、触媒の浄化性能を発揮させる温度にまで触媒を
加熱するための電磁波吸収発熱体を備える排ガス浄化装
置において、電磁波吸収発熱体の電磁波吸収量を検出す
るセンサを設け、このセンサの検出値に応じて、電磁波
発振器からの電磁波発振量を制御することを特徴とする
ものである。
めに、本発明は、電磁波発振器からの電磁波を吸収して
発熱し、触媒の浄化性能を発揮させる温度にまで触媒を
加熱するための電磁波吸収発熱体を備える排ガス浄化装
置において、電磁波吸収発熱体の電磁波吸収量を検出す
るセンサを設け、このセンサの検出値に応じて、電磁波
発振器からの電磁波発振量を制御することを特徴とする
ものである。
【００１１】ただし、センサとしては、電磁波発振器の
発振量を検出する発振量検出センサと、電磁波吸収発熱
体を透過する透過量を検出する透過量検出センサとから
なるセンサや、電磁波発振器の発振量を検出する発振量
検出センサと、電磁波吸収発熱体で反射する反射量を検
出する反射量検出センサとからなるセンサや、電磁波吸
収発熱体の下流側の排ガス温度を検出する温度センサ
や、電磁波吸収発熱体の下流側の排ガス中に含まれる有
害成分を検出する有害成分検出センサなどが考えられ、
これらセンサの検出値により電磁波吸収発熱体の電磁波
吸収量を求めることを特徴とするものである。
発振量を検出する発振量検出センサと、電磁波吸収発熱
体を透過する透過量を検出する透過量検出センサとから
なるセンサや、電磁波発振器の発振量を検出する発振量
検出センサと、電磁波吸収発熱体で反射する反射量を検
出する反射量検出センサとからなるセンサや、電磁波吸
収発熱体の下流側の排ガス温度を検出する温度センサ
や、電磁波吸収発熱体の下流側の排ガス中に含まれる有
害成分を検出する有害成分検出センサなどが考えられ、
これらセンサの検出値により電磁波吸収発熱体の電磁波
吸収量を求めることを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】電磁波吸収発熱体からの電磁波の透過量または
反射量は、電磁波吸収発熱体の温度と所定の関係（図
２）を有し、下流の排ガス温度は、電磁波吸収発熱体の
温度にいわば直接に関係し、下流側の排ガス中に含まれ
る有害成分は、電磁波吸収発熱体の温度にいわば間接的
な関係（図１１）があり、従来の熱電対やサーミスタに
頼らずに、電磁波吸収発熱体の温度を推定して検出し、
電磁波発振器からの発振量を制御することができる。
反射量は、電磁波吸収発熱体の温度と所定の関係（図
２）を有し、下流の排ガス温度は、電磁波吸収発熱体の
温度にいわば直接に関係し、下流側の排ガス中に含まれ
る有害成分は、電磁波吸収発熱体の温度にいわば間接的
な関係（図１１）があり、従来の熱電対やサーミスタに
頼らずに、電磁波吸収発熱体の温度を推定して検出し、
電磁波発振器からの発振量を制御することができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図１３にお
いて説明する。
いて説明する。
【００１４】まず第１の実施例を図１〜図５において説
明する。
明する。
【００１５】図１に示すように、自動車の排気管１に設
けられる排ガス浄化装置３は、ハニカム構造の電磁波吸
収発熱体５（単に発熱体という）を有し、電磁波（ここ
ではマイクロ波という）を吸収して発熱する。この発熱
により触媒を加熱する。この触媒（図示せず）は発熱体
５の下流に置かれるか、あるいは発熱体５の内部に組み
込まれる。
けられる排ガス浄化装置３は、ハニカム構造の電磁波吸
収発熱体５（単に発熱体という）を有し、電磁波（ここ
ではマイクロ波という）を吸収して発熱する。この発熱
により触媒を加熱する。この触媒（図示せず）は発熱体
５の下流に置かれるか、あるいは発熱体５の内部に組み
込まれる。
【００１６】マイクロ波は電磁波発振器７であるマグネ
トロンによって発生し、電磁波導波管９を通って、前記
発熱体５に照射される。電磁波導波管９には発振量検出
センサ１１（パワーモニタなどからなる）が設けられ、
電磁波の発熱体５への照射量（電磁波入力量）を検出す
る。
トロンによって発生し、電磁波導波管９を通って、前記
発熱体５に照射される。電磁波導波管９には発振量検出
センサ１１（パワーモニタなどからなる）が設けられ、
電磁波の発熱体５への照射量（電磁波入力量）を検出す
る。
【００１７】同様に電磁波導波管９に対し発熱体５を挟
んで反対側に透過量検出センサ１３が設けられ、電磁波
の透過量を検出する。また、電磁波発振器７等から成る
電磁波加熱器１５の上流側には通常の温度センサ１７が
設けられている。これらのマイクロ波や温度の検出信号
はコントローラ１９に伝えられ、このコントローラ１９
は、電磁波発振器７の発振出力を可変に制御する。
んで反対側に透過量検出センサ１３が設けられ、電磁波
の透過量を検出する。また、電磁波発振器７等から成る
電磁波加熱器１５の上流側には通常の温度センサ１７が
設けられている。これらのマイクロ波や温度の検出信号
はコントローラ１９に伝えられ、このコントローラ１９
は、電磁波発振器７の発振出力を可変に制御する。
【００１８】図２に示すように、電磁波透過量は発熱体
５の温度に対し、所定の関係を有する。すなわち発熱体
５の温度が上昇するにつれて、電磁波透過量が減少す
る。このことは換言すれば、図３に示すように、電磁波
吸収量が大きくなれば、発熱体５の温度が上昇している
ことを表わす。すなわち電磁波吸収量をｅ、発熱体５に
対し照射される電磁波入力量をｅ1 、電磁波透過量をｅ
2 とすると、 ｅ＝ｅ1 −ｅ2 となる。また、電磁波入力量ｅ1 と電磁波吸収量ｅとは
ほぼ比例関係にあり、ある一定の温度に対して電磁波入
力量ｅ1 を変化させても、電磁波入力量ｅ1 と電磁波吸
収量ｅとの比ｅ／ｅ1 は一定である。したがってこのｅ
／ｅ1 を検出すれば発熱体５の温度を正確に推定するこ
とができ、温度を検出したことになる。
５の温度に対し、所定の関係を有する。すなわち発熱体
５の温度が上昇するにつれて、電磁波透過量が減少す
る。このことは換言すれば、図３に示すように、電磁波
吸収量が大きくなれば、発熱体５の温度が上昇している
ことを表わす。すなわち電磁波吸収量をｅ、発熱体５に
対し照射される電磁波入力量をｅ1 、電磁波透過量をｅ
2 とすると、 ｅ＝ｅ1 −ｅ2 となる。また、電磁波入力量ｅ1 と電磁波吸収量ｅとは
ほぼ比例関係にあり、ある一定の温度に対して電磁波入
力量ｅ1 を変化させても、電磁波入力量ｅ1 と電磁波吸
収量ｅとの比ｅ／ｅ1 は一定である。したがってこのｅ
／ｅ1 を検出すれば発熱体５の温度を正確に推定するこ
とができ、温度を検出したことになる。
【００１９】そこで、図４に示すように、このｅ／ｅ1
を所定の範囲すなわち、 Ｅ2 ≦ｅ／ｅ1 ≦Ｅ1 となるように電磁波加熱器１５の制御をおこなえば、発
熱体５の温度Ｔを所定の範囲すなわち ＴL ≦Ｔ≦ＴU に制御することができる。
を所定の範囲すなわち、 Ｅ2 ≦ｅ／ｅ1 ≦Ｅ1 となるように電磁波加熱器１５の制御をおこなえば、発
熱体５の温度Ｔを所定の範囲すなわち ＴL ≦Ｔ≦ＴU に制御することができる。
【００２０】なお、上流側の排ガス温度ｔ1 が十分に高
まれば、すなわち、ＴL よりも大きくなれば、発熱体５
による触媒の加熱は不要になるので、加熱を終了するこ
とができる。
まれば、すなわち、ＴL よりも大きくなれば、発熱体５
による触媒の加熱は不要になるので、加熱を終了するこ
とができる。
【００２１】以上の図４に基づく電磁波加熱器１５の制
御のフローを図５に示す。
御のフローを図５に示す。
【００２２】すなわち、エンジンを始動させるため例え
ばキーを鍵穴に差し込む（Ｓ１）と、電磁波加熱器１５
の電磁波発振器７の発振出力がＨｉあるいは強（Ｓ２）
となり、電磁波が発熱体５に照射される。そして、検出
された電磁波入力量ｅ1 と電磁波透過量ｅ2 とから（吸
収量／入力量）＝ｅ／ｅ1 が算出され、このｅ／ｅ1が
Ｅ1 よりも大きければ（Ｓ３）、発熱体５の温度が十分
に大きくなったことを示すので（図２参照）、電磁波発
振器の発振出力をＬｏｗあるいは弱にする（Ｓ４）。そ
うでなければ電磁波の照射をＨｉに保つ（Ｓ５）。
ばキーを鍵穴に差し込む（Ｓ１）と、電磁波加熱器１５
の電磁波発振器７の発振出力がＨｉあるいは強（Ｓ２）
となり、電磁波が発熱体５に照射される。そして、検出
された電磁波入力量ｅ1 と電磁波透過量ｅ2 とから（吸
収量／入力量）＝ｅ／ｅ1 が算出され、このｅ／ｅ1が
Ｅ1 よりも大きければ（Ｓ３）、発熱体５の温度が十分
に大きくなったことを示すので（図２参照）、電磁波発
振器の発振出力をＬｏｗあるいは弱にする（Ｓ４）。そ
うでなければ電磁波の照射をＨｉに保つ（Ｓ５）。
【００２３】電磁波発振器をＬｏｗ（あるいは弱）にし
た後、前記ｅ／ｅ1 がＥ2 よりも小さければ（Ｓ６）、
再び発熱体５の温度が小さくなったことを表わすので
（図３参照）、再び電磁波発振器７をＨｉにする。そう
でなければ電磁波の照射をＬｏｗに保つ。この時、上流
側の排ガス温度ｔ1 がＴL より大きければ（Ｓ７）、排
ガス自体の温度が大きくなっているので、もはや電磁波
発振器７はＯＮにする必要がなく、加熱は終了する。
た後、前記ｅ／ｅ1 がＥ2 よりも小さければ（Ｓ６）、
再び発熱体５の温度が小さくなったことを表わすので
（図３参照）、再び電磁波発振器７をＨｉにする。そう
でなければ電磁波の照射をＬｏｗに保つ。この時、上流
側の排ガス温度ｔ1 がＴL より大きければ（Ｓ７）、排
ガス自体の温度が大きくなっているので、もはや電磁波
発振器７はＯＮにする必要がなく、加熱は終了する。
【００２４】以上の実施例によれば、電磁波入力量と電
磁波透過量とから（吸収量／入力量）＝ｅ／ｅ1 を算出
し、これによりいわば発熱体５（電磁波発熱体）の温度
を推定して検出し、このｅ／ｅ1 が所定範囲になるよう
に制御をおこなうことで温度が所定範囲内になるようコ
ントロールできる。従って、従来のように、高周波電界
の影響により、正しい温度検出ができない熱電対、ある
いは応答性が悪いサーミスタを用いずに発熱体５の温度
を検出し制御をおこなえることになる。
磁波透過量とから（吸収量／入力量）＝ｅ／ｅ1 を算出
し、これによりいわば発熱体５（電磁波発熱体）の温度
を推定して検出し、このｅ／ｅ1 が所定範囲になるよう
に制御をおこなうことで温度が所定範囲内になるようコ
ントロールできる。従って、従来のように、高周波電界
の影響により、正しい温度検出ができない熱電対、ある
いは応答性が悪いサーミスタを用いずに発熱体５の温度
を検出し制御をおこなえることになる。
【００２５】従って、より正しく検出された温度を基に
制御がおこなえ、過加熱を原因とする発熱体５のクラッ
クやメルディングなどを防止できる。
制御がおこなえ、過加熱を原因とする発熱体５のクラッ
クやメルディングなどを防止できる。
【００２６】なお、電磁波加熱器１５の制御（図５参
照）に、電磁波入力量ｅ1 と透過量ｅ2 より算出した電
磁波吸収量ｅを用いることで、電磁波発振器７が経年劣
化により出力が低下した場合であっても、正確に発熱体
５の温度を検出できる。
照）に、電磁波入力量ｅ1 と透過量ｅ2 より算出した電
磁波吸収量ｅを用いることで、電磁波発振器７が経年劣
化により出力が低下した場合であっても、正確に発熱体
５の温度を検出できる。
【００２７】本実施例においては電磁波透過量によって
発熱体５の温度を検出するものであったが、図６に示す
ように、他の実施例においては電磁波反射量によって温
度を検出できる。これによっても、図２に示す電磁波透
過量と同様に、電磁波反射量が小さくなれば発熱体５の
温度が大きくなるという関係があるので、この電磁波反
射量を検出することで、発熱体５の温度を推定し検出で
きる。
発熱体５の温度を検出するものであったが、図６に示す
ように、他の実施例においては電磁波反射量によって温
度を検出できる。これによっても、図２に示す電磁波透
過量と同様に、電磁波反射量が小さくなれば発熱体５の
温度が大きくなるという関係があるので、この電磁波反
射量を検出することで、発熱体５の温度を推定し検出で
きる。
【００２８】すなわち、図６に示すように、発熱体５の
下流側に電磁波を反射する反射金鋼２１を設置し、電磁
波導波管９の側あるいは電磁波導波管９内に反射量を検
出する反射量検出センサ２３を設ける。また、電磁波導
波管９内には、電磁波入力量を検出する入力量検出セン
サ１１も設ける。この電磁波入力量ｅ1 と電磁波反射量
ｅ3 から発熱体５の温度を推定して検出すれば、上記実
施例と同様の効果を得ることができる。
下流側に電磁波を反射する反射金鋼２１を設置し、電磁
波導波管９の側あるいは電磁波導波管９内に反射量を検
出する反射量検出センサ２３を設ける。また、電磁波導
波管９内には、電磁波入力量を検出する入力量検出セン
サ１１も設ける。この電磁波入力量ｅ1 と電磁波反射量
ｅ3 から発熱体５の温度を推定して検出すれば、上記実
施例と同様の効果を得ることができる。
【００２９】以上の実施例においては、自動車の始動後
運転中は通常制御をおこなうものとしたが（図５）、他
の実施例においては、自動車の始動時にのみ制御をおこ
なうものとしてもよい。すなわち発熱体５を加熱する必
要は冷間始動時の一定時間にのみ生じるものであるの
で、始動後一定時間経過した時は一律に加熱を終了する
ことも可能である。
運転中は通常制御をおこなうものとしたが（図５）、他
の実施例においては、自動車の始動時にのみ制御をおこ
なうものとしてもよい。すなわち発熱体５を加熱する必
要は冷間始動時の一定時間にのみ生じるものであるの
で、始動後一定時間経過した時は一律に加熱を終了する
ことも可能である。
【００３０】次に、本発明の第２の実施例を図７〜図９
において説明する。なお、図７において図１と同一の部
分については同一の番号を符す。
において説明する。なお、図７において図１と同一の部
分については同一の番号を符す。
【００３１】本実施例は発熱体５の温度を直接に検出す
るのではなく、排ガスの温度を検出することで発熱体５
の温度を推定し制御をおこなうものである。
るのではなく、排ガスの温度を検出することで発熱体５
の温度を推定し制御をおこなうものである。
【００３２】すなわち、図７に示すように、電磁波加熱
器１５の上流側と下流側に排ガス温度を検出するための
温度センサ２５，２７を設ける。これらの温度センサ２
５，２７は、電磁波を照射されず高周波電界の影響を受
けないので、熱電対などの通常のものが採用できる。
器１５の上流側と下流側に排ガス温度を検出するための
温度センサ２５，２７を設ける。これらの温度センサ２
５，２７は、電磁波を照射されず高周波電界の影響を受
けないので、熱電対などの通常のものが採用できる。
【００３３】そして、下流側の排ガスの温度は電磁波を
吸収し発熱した発熱体５の温度とほぼ等しいと考えられ
るので、下流側の排ガスの温度ｔ2 を一定範囲、すなわ
ちＴL ≦ｔ2 ≦ＴU とすることで、発熱体５の温度を直
接に検出しなくても、より正確な制御をおこなうことが
できると考えられる（図８）。また、上流側の排ガスの
温度ｔ1 自体がＴL よりも大きくなれば、排ガス自体の
温度が十分に大きくなったものとして加熱を終了する。
なお、この例においては、電磁波発振器７をＯＮ・ＯＦ
Ｆ制御する。
吸収し発熱した発熱体５の温度とほぼ等しいと考えられ
るので、下流側の排ガスの温度ｔ2 を一定範囲、すなわ
ちＴL ≦ｔ2 ≦ＴU とすることで、発熱体５の温度を直
接に検出しなくても、より正確な制御をおこなうことが
できると考えられる（図８）。また、上流側の排ガスの
温度ｔ1 自体がＴL よりも大きくなれば、排ガス自体の
温度が十分に大きくなったものとして加熱を終了する。
なお、この例においては、電磁波発振器７をＯＮ・ＯＦ
Ｆ制御する。
【００３４】この図８の制御を図９のフロー図に示す。
【００３５】すなわちエンジン始動（Ｓ１１）後に電磁
波発振器７をＯＮとし（Ｓ１２）、下流側の排ガス温度
ｔ2 がＴU よりも大きく一定範囲を超えている場合には
（Ｓ１３）、電磁波発振器７をＯＦＦとする（Ｓ１
４）。そして、ｔ2 が温度の一定範囲の下限ＴL よりも
小さくなり加熱が十分でなくなった場合には（Ｓ１
５）、Ｓ１２に移行して再び電磁波発振器７をＯＮにす
る。
波発振器７をＯＮとし（Ｓ１２）、下流側の排ガス温度
ｔ2 がＴU よりも大きく一定範囲を超えている場合には
（Ｓ１３）、電磁波発振器７をＯＦＦとする（Ｓ１
４）。そして、ｔ2 が温度の一定範囲の下限ＴL よりも
小さくなり加熱が十分でなくなった場合には（Ｓ１
５）、Ｓ１２に移行して再び電磁波発振器７をＯＮにす
る。
【００３６】そして、下流側の排ガス温度ｔ2 が温度の
一定範囲の上限ＴU よりも小さく（Ｓ１３）、しかも下
限ＴL よりも小さい（Ｓ１６）場合には加熱を続行す
る。また下限ＴL より大きいが（Ｓ１６）、上流側の排
ガス温度Ｔ1 は下限ＴL より小さい場合（Ｓ１７）に
は、まだエンジンが十分に暖まっていないと考えられ、
加熱の必要があるので、加熱を続行する。
一定範囲の上限ＴU よりも小さく（Ｓ１３）、しかも下
限ＴL よりも小さい（Ｓ１６）場合には加熱を続行す
る。また下限ＴL より大きいが（Ｓ１６）、上流側の排
ガス温度Ｔ1 は下限ＴL より小さい場合（Ｓ１７）に
は、まだエンジンが十分に暖まっていないと考えられ、
加熱の必要があるので、加熱を続行する。
【００３７】しかし上流側の温度ｔ1 が下限ＴL よりも
大きくなれば（Ｓ１７）、エンジンが暖まったと考えら
れるので電磁波発振器７をＯＦＦにする。
大きくなれば（Ｓ１７）、エンジンが暖まったと考えら
れるので電磁波発振器７をＯＦＦにする。
【００３８】また、電磁波発振器７をＯＦＦにした状態
で、下流側の排ガス温度ｔ2 が下限ＴL よりも大きい場
合には（Ｓ１５）、電磁波の発熱体５への照射はおこな
われていないものの、発熱体５の温度は十分に高い状態
を維持していると考えられるので（Ｓ１８）、電磁波発
振器はＯＦＦの状態を続ける。
で、下流側の排ガス温度ｔ2 が下限ＴL よりも大きい場
合には（Ｓ１５）、電磁波の発熱体５への照射はおこな
われていないものの、発熱体５の温度は十分に高い状態
を維持していると考えられるので（Ｓ１８）、電磁波発
振器はＯＦＦの状態を続ける。
【００３９】以上の実施例によれば、排ガスの下流側及
び上流側の温度を温度センサ２５，２７（例えば熱電
対）を用いて検出することで、始動時における発熱体５
の温度を所定の範囲内に納めることができ、過加熱よる
発熱体５のクラックやメルディングなどを防止できる。
び上流側の温度を温度センサ２５，２７（例えば熱電
対）を用いて検出することで、始動時における発熱体５
の温度を所定の範囲内に納めることができ、過加熱よる
発熱体５のクラックやメルディングなどを防止できる。
【００４０】次に、本発明の第３実施例を図１０〜図１
３において説明する。なお図１０において図１、図７と
同一の部分については同一の番号を符す。
３において説明する。なお図１０において図１、図７と
同一の部分については同一の番号を符す。
【００４１】発熱体５の温度は、図１１に示すように、
排ガス中の有害成分に対し一定の関係を有し、温度が高
ければ高いほど有害成分の浄化率が大きくなるという関
係を有している。従って、有害成分を検出すれば発熱体
５の温度を推定して検出することが可能である。
排ガス中の有害成分に対し一定の関係を有し、温度が高
ければ高いほど有害成分の浄化率が大きくなるという関
係を有している。従って、有害成分を検出すれば発熱体
５の温度を推定して検出することが可能である。
【００４２】従って、図１０に示すように、電磁波加熱
器１５の下流側に有害成分を検出する有害成分検出セン
サ３１を設ける。この有害成分検出センサ３１は、ＣＯ
を検出するセンサ、ＮＯx を検出するセンサ、あるいは
ＨＣを検出するセンサのいずれか１つあるいは複数を組
み合わせたものとすることができる。電磁波加熱器１５
の上流側には温度センサ２５が設けられ、排ガスの温度
が十分に大きくなった場合には加熱を終了する。
器１５の下流側に有害成分を検出する有害成分検出セン
サ３１を設ける。この有害成分検出センサ３１は、ＣＯ
を検出するセンサ、ＮＯx を検出するセンサ、あるいは
ＨＣを検出するセンサのいずれか１つあるいは複数を組
み合わせたものとすることができる。電磁波加熱器１５
の上流側には温度センサ２５が設けられ、排ガスの温度
が十分に大きくなった場合には加熱を終了する。
【００４３】図１２を参照して、自動車の始動後に発熱
体５の温度Ｔが上昇すると、触媒が働いて有害成分検出
センサ３１の有害成分を検出する検出値Ｍが急速に小さ
くなる。このＭが一定の値Ｍ1 を下回ると、発熱体の温
度Ｔが十分に大きくなったものと推定できるので、一
旦、電磁波発振器７をＯＦＦにする。すると発熱体５の
温度Ｔは徐々に小さくなり、有害成分の検出値Ｍは再び
Ｍ1 に達するので、電磁波発振器７をＯＮにする。
体５の温度Ｔが上昇すると、触媒が働いて有害成分検出
センサ３１の有害成分を検出する検出値Ｍが急速に小さ
くなる。このＭが一定の値Ｍ1 を下回ると、発熱体の温
度Ｔが十分に大きくなったものと推定できるので、一
旦、電磁波発振器７をＯＦＦにする。すると発熱体５の
温度Ｔは徐々に小さくなり、有害成分の検出値Ｍは再び
Ｍ1 に達するので、電磁波発振器７をＯＮにする。
【００４４】このＯＮにしている時間ｔは所定の長さに
する。この所定の長さはあまり短いと温度Ｔはほとんど
変化がなく、あまり長過ぎると温度Ｔが大きくなり過ぎ
る。従って、時間ｔは温度Ｔを所定の大きさにできる長
さに定められる。
する。この所定の長さはあまり短いと温度Ｔはほとんど
変化がなく、あまり長過ぎると温度Ｔが大きくなり過ぎ
る。従って、時間ｔは温度Ｔを所定の大きさにできる長
さに定められる。
【００４５】この時間ｔが過ぎると、再び電磁波はＯＦ
Ｆになり温度Ｔは小さくなり検出値Ｍが大きくなり、再
び電磁波がＯＮになる。このように電磁波のＯＮ・ＯＦ
Ｆが繰り返されて、温度Ｔが所定範囲内すなわち触媒活
性温度領域であってクラックやメルディングの生じない
範囲に維持される。この維持がおこなわれているうちに
自動車のエンジンが十分に暖まり電磁波加熱器１５によ
る加熱の必要がなくなると、加熱を終了する。
Ｆになり温度Ｔは小さくなり検出値Ｍが大きくなり、再
び電磁波がＯＮになる。このように電磁波のＯＮ・ＯＦ
Ｆが繰り返されて、温度Ｔが所定範囲内すなわち触媒活
性温度領域であってクラックやメルディングの生じない
範囲に維持される。この維持がおこなわれているうちに
自動車のエンジンが十分に暖まり電磁波加熱器１５によ
る加熱の必要がなくなると、加熱を終了する。
【００４６】以上の図１２による制御を実際にフロー図
１３に示す。
１３に示す。
【００４７】すなわち、エンジンが始動され（Ｓ２
１）、電磁波発振器７がＯＮとなり（Ｓ２２）、発熱体
５の温度Ｔが大きくなって触媒が働き、排ガス中の有害
成分の検出値Ｍが所定の値Ｍ1 よりも小さくなると（Ｓ
２３）、温度Ｔが十分に大きくなったものと推定され電
磁波発振器７はＯＦＦとなる（Ｓ２４）。なおＭがＭ1
よりも大きければ引き続き電磁波発振器７はＯＮの状態
を維持する（Ｓ２５）。
１）、電磁波発振器７がＯＮとなり（Ｓ２２）、発熱体
５の温度Ｔが大きくなって触媒が働き、排ガス中の有害
成分の検出値Ｍが所定の値Ｍ1 よりも小さくなると（Ｓ
２３）、温度Ｔが十分に大きくなったものと推定され電
磁波発振器７はＯＦＦとなる（Ｓ２４）。なおＭがＭ1
よりも大きければ引き続き電磁波発振器７はＯＮの状態
を維持する（Ｓ２５）。
【００４８】電磁波発振器７がＯＦＦとなった後、検出
値ＭがＭ1 よりも大きいか否かが監視され（Ｓ２６）、
大きくなった場合には温度Ｔが小さくなったものと推定
されるので、一定の時間ｔだけ再び電磁波発振器７がＯ
Ｎとなり、触媒の加熱がおこなわれる（Ｓ２７）。Ｍが
Ｍ1 よりも小さければ触媒５は十分に働いていると考え
られる。そして、上流側の排ガス温度ｔ1 が、触媒活性
温度領域の下限Ｔ1 よりも大きければ（Ｓ２８）、エン
ジンが暖まり排ガス自体の温度が十分に大きくなったも
のとして加熱を終了する（Ｓ２９）。ｔ1 がＴ1 よりも
小さければ（Ｓ２８）、監視（Ｓ２６）を続ける。
値ＭがＭ1 よりも大きいか否かが監視され（Ｓ２６）、
大きくなった場合には温度Ｔが小さくなったものと推定
されるので、一定の時間ｔだけ再び電磁波発振器７がＯ
Ｎとなり、触媒の加熱がおこなわれる（Ｓ２７）。Ｍが
Ｍ1 よりも小さければ触媒５は十分に働いていると考え
られる。そして、上流側の排ガス温度ｔ1 が、触媒活性
温度領域の下限Ｔ1 よりも大きければ（Ｓ２８）、エン
ジンが暖まり排ガス自体の温度が十分に大きくなったも
のとして加熱を終了する（Ｓ２９）。ｔ1 がＴ1 よりも
小さければ（Ｓ２８）、監視（Ｓ２６）を続ける。
【００４９】以上の実施例によれば、排ガス浄化装置３
の上流側に、通常の温度センサ２５（例えば熱電対）を
設けると共に、下流側に、排ガス中の有害成分を検出す
る有害成分検出センサ３１を設けたので、発熱体５の温
度を直接に検出せずに発熱体５の温度Ｔを触媒活性温度
領域に維持するよう加熱がおこなえる。
の上流側に、通常の温度センサ２５（例えば熱電対）を
設けると共に、下流側に、排ガス中の有害成分を検出す
る有害成分検出センサ３１を設けたので、発熱体５の温
度を直接に検出せずに発熱体５の温度Ｔを触媒活性温度
領域に維持するよう加熱がおこなえる。
【００５０】排ガス浄化装置３すなわち電磁波加熱器１
５の上流側に温度センサ２５を設けることで、温度セン
サ２５が高周波電界の影響を受けずにすむ。また、有害
成分検出センサ３１の検出値Ｍが上限値Ｍ1 を超えない
ようにし、且つ、電磁波発振器７を一定時間ｔの間ＯＮ
にし、その後ＯＦＦにする断続運転により、発熱体５の
温度Ｔを所定の温度領域に納め、温度Ｔがあまり高くな
り過ぎて、発熱体５にクラックやメルディングなどが生
じるのを防止できる。
５の上流側に温度センサ２５を設けることで、温度セン
サ２５が高周波電界の影響を受けずにすむ。また、有害
成分検出センサ３１の検出値Ｍが上限値Ｍ1 を超えない
ようにし、且つ、電磁波発振器７を一定時間ｔの間ＯＮ
にし、その後ＯＦＦにする断続運転により、発熱体５の
温度Ｔを所定の温度領域に納め、温度Ｔがあまり高くな
り過ぎて、発熱体５にクラックやメルディングなどが生
じるのを防止できる。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の排ガス浄
化装置によれば、従来のような高周波電界の影響を受け
る熱電対や応答性が悪いサーミスタに頼らずに、電磁波
吸収発熱体の温度を検出できる。すなわち、電磁波吸収
発熱体からの電磁波の透過量または反射量によって、あ
るいは下流側の排ガス温度によって、さらには下流側の
排ガス中に含まれる有害成分によって電磁波吸収発熱体
の温度を検出できる。従って、より正確に温度を検出
し、温度が所定範囲になるよう電磁波加熱器を制御でき
るので、過加熱によるクラックやメルディングなどの劣
化を防止し、排ガス中の有害成分を有効に浄化できる。
化装置によれば、従来のような高周波電界の影響を受け
る熱電対や応答性が悪いサーミスタに頼らずに、電磁波
吸収発熱体の温度を検出できる。すなわち、電磁波吸収
発熱体からの電磁波の透過量または反射量によって、あ
るいは下流側の排ガス温度によって、さらには下流側の
排ガス中に含まれる有害成分によって電磁波吸収発熱体
の温度を検出できる。従って、より正確に温度を検出
し、温度が所定範囲になるよう電磁波加熱器を制御でき
るので、過加熱によるクラックやメルディングなどの劣
化を防止し、排ガス中の有害成分を有効に浄化できる。
【図１】本発明の一実施例に係る装置のブロック図であ
る。
る。
【図２】電磁波反射量に透過量と発熱体温度の関係を示
す図である。
す図である。
【図３】電磁波吸収量と発熱体温度との関係を示す図で
ある。
ある。
【図４】図１の制御を説明するグラフを示した図であ
る。
る。
【図５】図４の制御を具体的に示すフローチャートであ
る。
る。
【図６】他の実施例による図１相当図である。
【図７】本発明の第２実施例に係る装置のブロック図で
ある。
ある。
【図８】図７の制御を示すグラフを示した図である。
【図９】図８の制御を具体的に示すフローチャートであ
る。
る。
【図１０】本発明の第３実施例に係る装置のブロック図
である。
である。
【図１１】有害成分浄化率と温度との関係を示す図であ
る。
る。
【図１２】図１０の制御を説明するグラフを示した図で
ある。
ある。
【図１３】図１２の制御を具体的に示すフローチャート
である。
である。
１ 自動車の排気管 ３ 排ガス浄化装置 １５ 電磁波加熱器 ５ 電磁波吸収発熱体 ７ 電磁波発振器（マグネトロン） ９ 電磁波動波管 １１ 発振量検出センサ １３ 透過量検出センサ ２１ 電磁波反射金網 ２３ 反射量検出センサ ２５，２７ 温度センサ ３１ 有害成分検出センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠谷 昌史 埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号 株 式会社ゼクセル東松山工場内
Claims (5)
- 【請求項１】 電磁波発振器からの電磁波を吸収して発
熱し、触媒の浄化性能を発揮させる温度にまで触媒を加
熱する電磁波吸収発熱体を備える排ガス浄化装置におい
て、前記電磁波吸収発熱体の電磁波吸収量を検出するセ
ンサを設け、このセンサの検出値に応じて、前記電磁波
発振器からの電磁波発振量を制御することを特徴とする
排ガス浄化装置。 - 【請求項２】 前記センサは、前記電磁波発振器の発振
量を検出する発振量検出センサと、前記電磁波吸収発熱
体を透過する透過量を検出する透過量検出センサとから
なり、両センサの検出値の差分により前記電磁波吸収発
熱体の電磁波吸収量を求めることを特徴とする請求項１
記載の排ガス浄化装置。 - 【請求項３】 前記センサは、前記電磁波発振器の発振
量を検出する発振量検出センサと、前記電磁波吸収発熱
体で反射する反射量を検出する反射量検出センサとから
なり、両センサの検出値の差分により前記電磁波吸収発
熱体の電磁波吸収量を求めることを特徴とする請求項１
記載の排ガス浄化装置。 - 【請求項４】 前記センサは、前記電磁波吸収発熱体の
下流側の排ガス温度を検出する温度センサからなり、こ
のセンサの検出値により前記電磁波吸収発熱体の電磁波
吸収量を求めることを特徴とする請求項１記載の排ガス
浄化装置。 - 【請求項５】 前記センサは、前記電磁波吸収発熱体の
下流側の排ガス中に含まれる有害成分を検出する有害成
分検出センサからなり、このセンサの検出値により前記
電磁波吸収発熱体の電磁波吸収量を求めることを特徴と
する請求項１記載の排ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4191534A JP2987012B2 (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4191534A JP2987012B2 (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 排ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610654A true JPH0610654A (ja) | 1994-01-18 |
| JP2987012B2 JP2987012B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=16276269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4191534A Expired - Lifetime JP2987012B2 (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2987012B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5569441A (en) * | 1993-12-04 | 1996-10-29 | Degussa Aktiengesellschaft | System for accelerating the heating rate of a fixed bed catalyst by supplying supplemental energy |
| WO2018178763A1 (en) | 2017-03-28 | 2018-10-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Heating device for exhaust catalyst |
| EP3563635A4 (en) * | 2016-12-29 | 2020-08-12 | Whirlpool Corporation | ELECTROMAGNETIC COOKING DEVICE WITH AUTOMATIC LIQUID HEATING AND PROCESS FOR CONTROLLING THE COOKING IN THE ELECTROMAGNETIC COOKING DEVICE |
| WO2021171856A1 (ja) * | 2020-02-25 | 2021-09-02 | 富士電機株式会社 | 集塵装置 |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP4191534A patent/JP2987012B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5569441A (en) * | 1993-12-04 | 1996-10-29 | Degussa Aktiengesellschaft | System for accelerating the heating rate of a fixed bed catalyst by supplying supplemental energy |
| EP3563635A4 (en) * | 2016-12-29 | 2020-08-12 | Whirlpool Corporation | ELECTROMAGNETIC COOKING DEVICE WITH AUTOMATIC LIQUID HEATING AND PROCESS FOR CONTROLLING THE COOKING IN THE ELECTROMAGNETIC COOKING DEVICE |
| US11432379B2 (en) | 2016-12-29 | 2022-08-30 | Whirlpool Corporation | Electromagnetic cooking device with automatic liquid heating and method of controlling cooking in the electromagnetic cooking device |
| WO2018178763A1 (en) | 2017-03-28 | 2018-10-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Heating device for exhaust catalyst |
| CN110463346A (zh) * | 2017-03-28 | 2019-11-15 | 丰田自动车株式会社 | 用于排气催化剂的加热装置 |
| US10912164B2 (en) | 2017-03-28 | 2021-02-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Heating device for exhaust catalyst |
| CN110463346B (zh) * | 2017-03-28 | 2021-07-06 | 丰田自动车株式会社 | 用于排气催化剂的加热装置 |
| WO2021171856A1 (ja) * | 2020-02-25 | 2021-09-02 | 富士電機株式会社 | 集塵装置 |
| CN114144260A (zh) * | 2020-02-25 | 2022-03-04 | 富士电机株式会社 | 集尘装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2987012B2 (ja) | 1999-12-06 |
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