JPH0711941A - ヒータ付触媒の電源装置 - Google Patents
ヒータ付触媒の電源装置Info
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- JPH0711941A JPH0711941A JP5150377A JP15037793A JPH0711941A JP H0711941 A JPH0711941 A JP H0711941A JP 5150377 A JP5150377 A JP 5150377A JP 15037793 A JP15037793 A JP 15037793A JP H0711941 A JPH0711941 A JP H0711941A
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- battery
- capacitor
- catalyst
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust 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
- F01N3/18—Exhaust 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
- F01N3/20—Exhaust 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
- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
- F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価で、軽量であり、挿入損失を少なくする
こと。 【構成】 ＤＣ−ＤＣコンバータ３，コンデンサ２，充
放電スイッチ５を設けたヒータ付触媒の電源装置。
こと。 【構成】 ＤＣ−ＤＣコンバータ３，コンデンサ２，充
放電スイッチ５を設けたヒータ付触媒の電源装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明はヒータ付触媒の電源装
置に係わり、特に内燃機関の排気浄化のためのヒータ付
触媒の電源装置に関する。
置に係わり、特に内燃機関の排気浄化のためのヒータ付
触媒の電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気浄化のための触媒は、一
般に所定の温度に達しないと活性化せず、浄化機能を得
ることができない。特に、ヒータの付いていない触媒は
排気熱によって加熱されるが、冷間始動時には排気温が
低く、しかも内燃機関本体が未だ暖気されていないこと
から燃料の燃焼率も悪く、排気浄化が困難である。
般に所定の温度に達しないと活性化せず、浄化機能を得
ることができない。特に、ヒータの付いていない触媒は
排気熱によって加熱されるが、冷間始動時には排気温が
低く、しかも内燃機関本体が未だ暖気されていないこと
から燃料の燃焼率も悪く、排気浄化が困難である。
【０００３】そこで、特開昭４８−５４３１２号公報に
開示されるように、ヒータに触媒をコーティングしてエ
ンジンの始動時に排気ガス中の未燃成分をヒータにより
気化させるようにした装置が開発された。しかし、上記
の公報に開示されたヒータ付触媒は、ヒータの電源がバ
ッテリーであるため、ヒータ加熱時にバッテリーに非常
に負担がかかり、バッテリーの寿命を縮めてしまう。ま
た、バッテリーの容量を大きくしなければならない、と
いう問題があった。
開示されるように、ヒータに触媒をコーティングしてエ
ンジンの始動時に排気ガス中の未燃成分をヒータにより
気化させるようにした装置が開発された。しかし、上記
の公報に開示されたヒータ付触媒は、ヒータの電源がバ
ッテリーであるため、ヒータ加熱時にバッテリーに非常
に負担がかかり、バッテリーの寿命を縮めてしまう。ま
た、バッテリーの容量を大きくしなければならない、と
いう問題があった。
【０００４】そこで、特開平４−２７６１１１号公報に
よって開示されるように、ヒータの電源に予め充電され
ているコンデンサを使用すると、ヒータの加熱時にバッ
テリーに負担がかからなくなり、更に、ヒータに供給さ
れる初期電力がバッテリー使用時以上に大きくなる。そ
の結果、触媒を短時間で加熱することが可能である。
よって開示されるように、ヒータの電源に予め充電され
ているコンデンサを使用すると、ヒータの加熱時にバッ
テリーに負担がかからなくなり、更に、ヒータに供給さ
れる初期電力がバッテリー使用時以上に大きくなる。そ
の結果、触媒を短時間で加熱することが可能である。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】しかし、特開平４−
２７６１１１号公報に開示される装置では、ヒータの電
圧をバッテリーに設定しているため、触媒の加熱に必要
な電力を供給するためにはヒータ電流を大電流にしなけ
ればならないため、ケーブル、スイッチ等の挿入損失が
大きく、システムも大きくなってしまい、重量，コスト
共に高くなるという問題があった。そこで、ヒータに印
加する電圧を高くし、更に、ヒータの抵抗を大きくする
ことにより、突入電流が大電流になるのを抑え、かつ、
触媒を短時間で加熱することを本発明の第１の課題とし
た。
２７６１１１号公報に開示される装置では、ヒータの電
圧をバッテリーに設定しているため、触媒の加熱に必要
な電力を供給するためにはヒータ電流を大電流にしなけ
ればならないため、ケーブル、スイッチ等の挿入損失が
大きく、システムも大きくなってしまい、重量，コスト
共に高くなるという問題があった。そこで、ヒータに印
加する電圧を高くし、更に、ヒータの抵抗を大きくする
ことにより、突入電流が大電流になるのを抑え、かつ、
触媒を短時間で加熱することを本発明の第１の課題とし
た。
【０００６】また、排気経路の構造上、触媒を２個設け
たものがあり、２個の触媒を加熱する場合にはヒータが
２個必要であるが、従来の装置のように、バッテリーを
そのまま電源としている場合にヒータを並列接続する
と、全体のヒータの抵抗値が小さくなってしまうので触
媒を加熱するのに充分な電力を得るためには流れる電流
が大きくなってしまい、回路のケーブルやスイッチを大
電流用にしなければならない、という問題があった。そ
こで、従来のヒータ付触媒に使われていたヒータで２個
の触媒を効率良く加熱することを本発明の第２の課題と
した。
たものがあり、２個の触媒を加熱する場合にはヒータが
２個必要であるが、従来の装置のように、バッテリーを
そのまま電源としている場合にヒータを並列接続する
と、全体のヒータの抵抗値が小さくなってしまうので触
媒を加熱するのに充分な電力を得るためには流れる電流
が大きくなってしまい、回路のケーブルやスイッチを大
電流用にしなければならない、という問題があった。そ
こで、従来のヒータ付触媒に使われていたヒータで２個
の触媒を効率良く加熱することを本発明の第２の課題と
した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の第１の課題を解決
するために請求項１の発明においては、ヒータ付触媒の
電源装置はバッテリー，昇圧回路，コンデンサ，充放電
制御装置から構成される。バッテリーを前記昇圧回路で
昇圧して、予め充電されているコンデンサを電源とし
て、前記コンデンサがヒータに放電して触媒を加熱する
ように接続した。
するために請求項１の発明においては、ヒータ付触媒の
電源装置はバッテリー，昇圧回路，コンデンサ，充放電
制御装置から構成される。バッテリーを前記昇圧回路で
昇圧して、予め充電されているコンデンサを電源とし
て、前記コンデンサがヒータに放電して触媒を加熱する
ように接続した。
【０００８】請求項２の発明においては、請求項１の発
明において、更に、バッテリーをヒータの電源とするよ
うに経路を設け、はじめに前記バッテリーから前記ヒー
タに通電し、次に、切り換えスイッチにより、前記バッ
テリーを昇圧回路で昇圧して電源とするコンデンサから
前記ヒータに放電するように切り換えるようにした。請
求項３の発明においては、請求項２において、更に、バ
ッテリーをヒータの電源とする経路内に、コンデンサを
設け、はじめに、前記コンデンサからヒータに放電し、
そのあと、切り換えスイッチにより、前記バッテリーを
昇圧回路で昇圧して電源とするコンデンサからヒータに
放電するように切り換えるようにした。
明において、更に、バッテリーをヒータの電源とするよ
うに経路を設け、はじめに前記バッテリーから前記ヒー
タに通電し、次に、切り換えスイッチにより、前記バッ
テリーを昇圧回路で昇圧して電源とするコンデンサから
前記ヒータに放電するように切り換えるようにした。請
求項３の発明においては、請求項２において、更に、バ
ッテリーをヒータの電源とする経路内に、コンデンサを
設け、はじめに、前記コンデンサからヒータに放電し、
そのあと、切り換えスイッチにより、前記バッテリーを
昇圧回路で昇圧して電源とするコンデンサからヒータに
放電するように切り換えるようにした。
【０００９】上記の第１及び第２の課題を解決するため
に請求項４の発明においては、ヒータ付触媒の電源装置
は、バッテリー，該バッテリーに接続された昇圧回路，
コンデンサ，充放電制御装置から構成され、ヒータは前
記コンデンサに直列に接続され、前記昇圧回路はバッテ
リーを昇圧し、前記充放電制御装置は、はじめに前記昇
圧回路の出力と前記コンデンサを接続し、次に前記ヒー
タを前記コンデンサに直列に接続した。しかし、従来の
装置に使われていたヒータは−側を必ずボディアースに
接続するような構造になっているので、直列接続が難し
い。そこで、請求項５において、更に、切り換えスイッ
チを設けて、充電時のアースの位置をコンデンサの−側
にして、放電時に前記コンデンサの＋側を１つのヒータ
に接続し、−側からもう１つのヒータに接続して、２個
のヒータの間にボディアースを設け、ボディアースを介
して２個のヒータとコンデンサを直列接続とした。
に請求項４の発明においては、ヒータ付触媒の電源装置
は、バッテリー，該バッテリーに接続された昇圧回路，
コンデンサ，充放電制御装置から構成され、ヒータは前
記コンデンサに直列に接続され、前記昇圧回路はバッテ
リーを昇圧し、前記充放電制御装置は、はじめに前記昇
圧回路の出力と前記コンデンサを接続し、次に前記ヒー
タを前記コンデンサに直列に接続した。しかし、従来の
装置に使われていたヒータは−側を必ずボディアースに
接続するような構造になっているので、直列接続が難し
い。そこで、請求項５において、更に、切り換えスイッ
チを設けて、充電時のアースの位置をコンデンサの−側
にして、放電時に前記コンデンサの＋側を１つのヒータ
に接続し、−側からもう１つのヒータに接続して、２個
のヒータの間にボディアースを設け、ボディアースを介
して２個のヒータとコンデンサを直列接続とした。
【００１０】
【作用】請求項１の発明においては、予めバッテリーを
昇圧回路で昇圧し、コンデンサを充電しておく。放電時
には、コンデンサからヒータに電流が流れるようにし
て、触媒を加熱する。
昇圧回路で昇圧し、コンデンサを充電しておく。放電時
には、コンデンサからヒータに電流が流れるようにし
て、触媒を加熱する。
【００１１】請求項２の発明においては、予めバッテリ
ーを昇圧回路で昇圧し、コンデンサを充電しておく。は
じめにバッテリーから直接ヒータに通電して予め触媒を
加熱しておく。次に、切り換えスイッチにより、前記コ
ンデンサから前記ヒータに放電するように切り換えて、
更に触媒を加熱する。
ーを昇圧回路で昇圧し、コンデンサを充電しておく。は
じめにバッテリーから直接ヒータに通電して予め触媒を
加熱しておく。次に、切り換えスイッチにより、前記コ
ンデンサから前記ヒータに放電するように切り換えて、
更に触媒を加熱する。
【００１２】請求項３の発明においては、予め２組のコ
ンデンサをそれぞれ充電しておき、はじめにバッテリー
を電源とするコンデンサからヒータに放電する。その
後、切り換えスイッチを用いて、バッテリーを昇圧回路
で昇圧して電源とするコンデンサに切り換えてヒータに
電流を流し、触媒を加熱する。
ンデンサをそれぞれ充電しておき、はじめにバッテリー
を電源とするコンデンサからヒータに放電する。その
後、切り換えスイッチを用いて、バッテリーを昇圧回路
で昇圧して電源とするコンデンサに切り換えてヒータに
電流を流し、触媒を加熱する。
【００１３】請求項４の発明においては、予めバッテリ
ーを昇圧回路を用いて昇圧し、コンデンサを充電してお
く。放電制御装置によりコンデンサに直列接続された２
個のヒータに放電して２個の触媒を加熱する。
ーを昇圧回路を用いて昇圧し、コンデンサを充電してお
く。放電制御装置によりコンデンサに直列接続された２
個のヒータに放電して２個の触媒を加熱する。
【００１４】請求項５の発明においては、予めバッテリ
ーを昇圧回路を用いて昇圧し、コンデンサを充電してお
く。切り換えスイッチにより、２個のヒータの間にアー
スを設け、放電時にコンデンサと、ボディアースを介し
て２個のヒータの閉回路を形成することにより、疑似的
に直列接続として触媒を加熱する。
ーを昇圧回路を用いて昇圧し、コンデンサを充電してお
く。切り換えスイッチにより、２個のヒータの間にアー
スを設け、放電時にコンデンサと、ボディアースを介し
て２個のヒータの閉回路を形成することにより、疑似的
に直列接続として触媒を加熱する。
【００１５】
【実施例】以下、本発明における実施例を図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１６】図１は、第１実施例のヒータ付触媒の電源
装置の構成を示している。バッテリー１は内燃機関始動
時にスタータ（図示せず）に電力供給を行ったり、コン
デンサ２を充電するために用いている。昇圧回路は、充
電制御スイッチ，ダイオード，及びトランスを用いたＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ３を使用しており、バッテリーの電
圧を１２０Ｖに昇圧してコンデンサ２に充電する。コン
デンサ２はヒータ４の加熱のための電源になっている。
スイッチ５は放電制御のためのスイッチである。このス
イッチ５は内燃機関始動時に所定時間だけ閉じるように
構成されている。本実施例において、１２Ｖのバッテリ
ー１，容量が３．０Ｆのコンデンサ２、抵抗値が４．５
Ωのヒータ４を使用した。また、触媒の加熱に必要な電
力は触媒の大きさによるが、１５〜４０ｋＪである。図
中、コンデンサ２は直列接続しているが、これは耐圧を
稼ぐためである。
装置の構成を示している。バッテリー１は内燃機関始動
時にスタータ（図示せず）に電力供給を行ったり、コン
デンサ２を充電するために用いている。昇圧回路は、充
電制御スイッチ，ダイオード，及びトランスを用いたＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ３を使用しており、バッテリーの電
圧を１２０Ｖに昇圧してコンデンサ２に充電する。コン
デンサ２はヒータ４の加熱のための電源になっている。
スイッチ５は放電制御のためのスイッチである。このス
イッチ５は内燃機関始動時に所定時間だけ閉じるように
構成されている。本実施例において、１２Ｖのバッテリ
ー１，容量が３．０Ｆのコンデンサ２、抵抗値が４．５
Ωのヒータ４を使用した。また、触媒の加熱に必要な電
力は触媒の大きさによるが、１５〜４０ｋＪである。図
中、コンデンサ２は直列接続しているが、これは耐圧を
稼ぐためである。
【００１７】第１実施例の動作について説明する。予め
ＤＣ−ＤＣコンバータ３を用いてバッテリーの電圧１２
Ｖを１２０Ｖに昇圧して、コンデンサ２を充電してお
く。内燃機関始動時にスイッチ５が閉じて、ヒータ４に
電流が流れて触媒を加熱する。
ＤＣ−ＤＣコンバータ３を用いてバッテリーの電圧１２
Ｖを１２０Ｖに昇圧して、コンデンサ２を充電してお
く。内燃機関始動時にスイッチ５が閉じて、ヒータ４に
電流が流れて触媒を加熱する。
【００１８】従来の昇圧を行わない電源装置のヒータの
抵抗値７０ｍΩと比較して、４．５Ωとかなり大きな抵
抗を使用しているため、従来のヒータに流れる電流は約
１５０Ａであったが、本実施例では約３０Ａとかなり小
さくなる。第１実施例では、スイッチ５は内燃機関始動
時に閉じるようにしたが、必ずしも内燃機関の始動と一
致しなくてもよい。例えば、本発明を車両に搭載する場
合において、車両のエンジンキーの挿入と同時に閉とし
たり、ドアの開閉と連動してもよい。また、イグニッシ
ョンスイッチ後段の電圧が上昇したことを検出して、閉
となるようにしてもよい。ただし、内燃機関の始動後に
スイッチ５を閉じるようにすると、触媒の加熱が遅れ
て、排気ガスの浄化も遅れてしまうので、できれば内燃
機関の始動前に内燃機関の始動を予測して触媒を加熱す
るのが好ましい。
抵抗値７０ｍΩと比較して、４．５Ωとかなり大きな抵
抗を使用しているため、従来のヒータに流れる電流は約
１５０Ａであったが、本実施例では約３０Ａとかなり小
さくなる。第１実施例では、スイッチ５は内燃機関始動
時に閉じるようにしたが、必ずしも内燃機関の始動と一
致しなくてもよい。例えば、本発明を車両に搭載する場
合において、車両のエンジンキーの挿入と同時に閉とし
たり、ドアの開閉と連動してもよい。また、イグニッシ
ョンスイッチ後段の電圧が上昇したことを検出して、閉
となるようにしてもよい。ただし、内燃機関の始動後に
スイッチ５を閉じるようにすると、触媒の加熱が遅れ
て、排気ガスの浄化も遅れてしまうので、できれば内燃
機関の始動前に内燃機関の始動を予測して触媒を加熱す
るのが好ましい。
【００１９】図２は本発明の第２実施例を示している。
昇圧回路としてインダクタを用いたＤＣ−ＤＣコンバー
タ６を使用した。コンデンサ７はバッテリー８をそのま
ま電源としており、コンデンサ９はバッテリーの電圧を
ＤＣ−ＤＣコンバータ６で４０Ｖに昇圧して電源とし
た。本実施例において、容量が１００Ｆのコンデンサ
７，３０Ｆのコンデンサ９を使用した。スイッチ１０は
バッテリー８からコンデンサ７とコンデンサ９へそれぞ
れ充電するときの切り換えスイッチである。スイッチ１
１，１２はヒータ１３の電源をコンデンサ７又はコンデ
ンサ９に切り換えるためのスイッチである。スイッチ１
１は内燃機関の始動にあわせて閉じられ、その後、所定
時間後に開けられるように設定してある。また、スイッ
チ１２はスイッチ１１が閉じられた後に遅れて開けられ
るように設定してある。スイッチ１２も、ヒータ１３へ
の放電によりヒータ１３が充分温められた後で、閉じら
れる。
昇圧回路としてインダクタを用いたＤＣ−ＤＣコンバー
タ６を使用した。コンデンサ７はバッテリー８をそのま
ま電源としており、コンデンサ９はバッテリーの電圧を
ＤＣ−ＤＣコンバータ６で４０Ｖに昇圧して電源とし
た。本実施例において、容量が１００Ｆのコンデンサ
７，３０Ｆのコンデンサ９を使用した。スイッチ１０は
バッテリー８からコンデンサ７とコンデンサ９へそれぞ
れ充電するときの切り換えスイッチである。スイッチ１
１，１２はヒータ１３の電源をコンデンサ７又はコンデ
ンサ９に切り換えるためのスイッチである。スイッチ１
１は内燃機関の始動にあわせて閉じられ、その後、所定
時間後に開けられるように設定してある。また、スイッ
チ１２はスイッチ１１が閉じられた後に遅れて開けられ
るように設定してある。スイッチ１２も、ヒータ１３へ
の放電によりヒータ１３が充分温められた後で、閉じら
れる。
【００２０】スイッチ１０は、コンデンサ９とコンデン
サ７がそれぞれ充分充電できるよう、切り換えられるよ
うに構成されている。
サ７がそれぞれ充分充電できるよう、切り換えられるよ
うに構成されている。
【００２１】第２実施例の動作について説明する。予め
スイッチ１０がコンデンサ７及びコンデンサ９側に接続
して、それぞれのコンデンサを充電する。はじめにスイ
ッチ１１が閉じてコンデンサ７からヒータ１３に電流が
流れて、触媒を加熱する。ヒータの抵抗値が、特開平４
−３６２２１２号公報に開示されるような、コンデンサ
を介さずにバッテリーを電源としたときの最適な値７０
ｍΩのときはヒータに流れる突入電流は約１５０Ａと大
きくなるが、ヒータ１３の抵抗値を４５０ｍΩとしてい
るため、突入電流は約３０Ａと小さくなる。そのあと、
スイッチ１１が開いてスイッチ１２が閉じ、バッテリー
を昇圧回路で昇圧して電源としたコンデンサ９からヒー
タ１３に電流を流して触媒の加熱を継続する。このと
き、コンデンサ７からの放電によってヒータ１３は既に
暖められていてヒータの抵抗が大きくなるので突入電流
は抑えられ、大きな電流は流れない。
スイッチ１０がコンデンサ７及びコンデンサ９側に接続
して、それぞれのコンデンサを充電する。はじめにスイ
ッチ１１が閉じてコンデンサ７からヒータ１３に電流が
流れて、触媒を加熱する。ヒータの抵抗値が、特開平４
−３６２２１２号公報に開示されるような、コンデンサ
を介さずにバッテリーを電源としたときの最適な値７０
ｍΩのときはヒータに流れる突入電流は約１５０Ａと大
きくなるが、ヒータ１３の抵抗値を４５０ｍΩとしてい
るため、突入電流は約３０Ａと小さくなる。そのあと、
スイッチ１１が開いてスイッチ１２が閉じ、バッテリー
を昇圧回路で昇圧して電源としたコンデンサ９からヒー
タ１３に電流を流して触媒の加熱を継続する。このと
き、コンデンサ７からの放電によってヒータ１３は既に
暖められていてヒータの抵抗が大きくなるので突入電流
は抑えられ、大きな電流は流れない。
【００２２】図３は本発明の第３実施例を示している。
例えば、大排気量の車両の場合、排気管を車両の左右に
分ける場合があるが、このとき、触媒コンバータもそれ
ぞれの排気管に設けられる。この場合、ヒータも２つ必
要となる。
例えば、大排気量の車両の場合、排気管を車両の左右に
分ける場合があるが、このとき、触媒コンバータもそれ
ぞれの排気管に設けられる。この場合、ヒータも２つ必
要となる。
【００２３】第３実施例では、このような車両にも対応
できるようにしてある。尚、ヒータの片側の端子をボデ
ィアースすることでヒータへの配電管を１本省略するこ
とができる。このため、従来の電源装置においても、２
個のヒータはボディアースされていることがある。第３
実施例では、従来のボディアースされたヒータをそのま
ま使って、対応が可能である。昇圧回路にはトランスを
用いたＤＣ−ＤＣコンバータ１４を使用した。コンデン
サ１５の容量は３０Ｆ、２個のヒータ１６，１７は従来
の電源装置に使用していたものをそのまま使い、ヒータ
１６，１７の抵抗値は、バッテリーを電源としたときの
２個の触媒を加熱するために並列に接続したときに７０
ｍΩになるような値、すなわち、ヒータ１６，１７はそ
れぞれ、１５０ｍΩである。ヒータ１６，１７の間にア
ース１８を設けて、アース１８を介してヒータ１６，１
７とコンデンサ１５の直列接続とした。充電時のアース
１９の位置をコンデンサ１５の−側にして、充電時のア
ース１９の位置と放電時におけるアース１８の位置をス
イッチ２１によって切り換えるようにした。
できるようにしてある。尚、ヒータの片側の端子をボデ
ィアースすることでヒータへの配電管を１本省略するこ
とができる。このため、従来の電源装置においても、２
個のヒータはボディアースされていることがある。第３
実施例では、従来のボディアースされたヒータをそのま
ま使って、対応が可能である。昇圧回路にはトランスを
用いたＤＣ−ＤＣコンバータ１４を使用した。コンデン
サ１５の容量は３０Ｆ、２個のヒータ１６，１７は従来
の電源装置に使用していたものをそのまま使い、ヒータ
１６，１７の抵抗値は、バッテリーを電源としたときの
２個の触媒を加熱するために並列に接続したときに７０
ｍΩになるような値、すなわち、ヒータ１６，１７はそ
れぞれ、１５０ｍΩである。ヒータ１６，１７の間にア
ース１８を設けて、アース１８を介してヒータ１６，１
７とコンデンサ１５の直列接続とした。充電時のアース
１９の位置をコンデンサ１５の−側にして、充電時のア
ース１９の位置と放電時におけるアース１８の位置をス
イッチ２１によって切り換えるようにした。
【００２４】第３実施例の動作について説明する。予め
バッテリー２０をＤＣ−ＤＣコンバータ１４を用いて１
２Ｖから４０Ｖに昇圧してコンデンサ１５を充電してお
く。
バッテリー２０をＤＣ−ＤＣコンバータ１４を用いて１
２Ｖから４０Ｖに昇圧してコンデンサ１５を充電してお
く。
【００２５】内燃機関始動前はコンデンサ１５の−側に
アース１９が接続されている。始動時は２個の触媒を加
熱するためにスイッチ２２，２３を閉じ、ヒータ１６，
１７に放電する。それと同時にスイッチ２１を開いてア
ースの位置をコンデンサ１５の−側から、ヒータ１６，
１７の間に切り換えて２個の触媒を加熱する。ヒータ１
６，１７に流れる突入電流は１２０Ａで、ヒータ１６，
１７を並列に接続した場合に流れる電流値４８０Ａに比
べて小さくなる。
アース１９が接続されている。始動時は２個の触媒を加
熱するためにスイッチ２２，２３を閉じ、ヒータ１６，
１７に放電する。それと同時にスイッチ２１を開いてア
ースの位置をコンデンサ１５の−側から、ヒータ１６，
１７の間に切り換えて２個の触媒を加熱する。ヒータ１
６，１７に流れる突入電流は１２０Ａで、ヒータ１６，
１７を並列に接続した場合に流れる電流値４８０Ａに比
べて小さくなる。
【００２６】
【発明の効果】請求項１，２，３，４，５の発明によれ
ば、ＤＣ−ＤＣコンバータを設けることによって触媒用
電源装置及びヒータの電圧を高く設定することができ
る。触媒の加熱に必要な電力は一定であるから、ヒータ
の電圧及びヒータの抵抗値を高くすると、ヒータに流れ
る電流は小さくなる。その結果、ケーブル，スイッチ等
の挿入損失を小さくすることができると共に、システム
の重量、コストを低くすることができる。
ば、ＤＣ−ＤＣコンバータを設けることによって触媒用
電源装置及びヒータの電圧を高く設定することができ
る。触媒の加熱に必要な電力は一定であるから、ヒータ
の電圧及びヒータの抵抗値を高くすると、ヒータに流れ
る電流は小さくなる。その結果、ケーブル，スイッチ等
の挿入損失を小さくすることができると共に、システム
の重量、コストを低くすることができる。
【００２７】請求項２，３の発明によれば、ヒータの電
源を切り換えることにより、触媒の温度が低いときの突
入電流を抑えることができる。その結果、請求項１の発
明の効果に加えて、更に ケーブル，スイッチ等の挿入
損失を小さくすることができる。
源を切り換えることにより、触媒の温度が低いときの突
入電流を抑えることができる。その結果、請求項１の発
明の効果に加えて、更に ケーブル，スイッチ等の挿入
損失を小さくすることができる。
【００２８】請求項２の発明によれば、請求項２の発明
による効果に加え、内燃機関始動時のヒータ用電源とし
てコンデンサを使用しているため、バッテリーに負担が
かからない、バッテリーに比べて放電時間を早めること
ができる等の効果がある。
による効果に加え、内燃機関始動時のヒータ用電源とし
てコンデンサを使用しているため、バッテリーに負担が
かからない、バッテリーに比べて放電時間を早めること
ができる等の効果がある。
【００２９】請求項４の発明によれば、２個のヒータを
直列に接続したことにより、全体のヒータの抵抗値が高
くなり、２個のヒータを並列に接続したときに比べて回
路に流れる電流が小さくなり、ケーブル，スイッチ等に
よる挿入損失を小さくすることができる。
直列に接続したことにより、全体のヒータの抵抗値が高
くなり、２個のヒータを並列に接続したときに比べて回
路に流れる電流が小さくなり、ケーブル，スイッチ等に
よる挿入損失を小さくすることができる。
【００３０】請求項５の発明によれば、従来の、バッテ
リーを電源としている場合のヒータは、１つの触媒のみ
を加熱するためのヒータであるから、ヒータの−側は必
ずボディアースになっている。そこで、２個のヒータの
間にボディアースを介してコンデンサに接続することに
より全体のヒータの抵抗値は並列に接続するよりも高く
設定することができる。このように直列接続した場合
は、回路に流れる電流は並列に接続したときに比べて４
分の１程度の値になり、ケーブルやスイッチを大電流用
にする必要がない。その結果、従来のヒータをそのまま
流用して、２個の触媒を効率良く加熱することができ
る。
リーを電源としている場合のヒータは、１つの触媒のみ
を加熱するためのヒータであるから、ヒータの−側は必
ずボディアースになっている。そこで、２個のヒータの
間にボディアースを介してコンデンサに接続することに
より全体のヒータの抵抗値は並列に接続するよりも高く
設定することができる。このように直列接続した場合
は、回路に流れる電流は並列に接続したときに比べて４
分の１程度の値になり、ケーブルやスイッチを大電流用
にする必要がない。その結果、従来のヒータをそのまま
流用して、２個の触媒を効率良く加熱することができ
る。
【図１】本発明の第１実施例の回路図
【図２】本発明の第２実施例の回路図
【図３】本発明の第３実施例の回路図
１，８，２０ バッテリー ２，７，９，１
５ コンデンサ ３，６，１４ ＤＣ−ＤＣコンバータ ４，１３，１６，１７ ヒータ ５，１０，１１，１２，２１，２２，２３ スイッチ １８，１９ アース
５ コンデンサ ３，６，１４ ＤＣ−ＤＣコンバータ ４，１３，１６，１７ ヒータ ５，１０，１１，１２，２１，２２，２３ スイッチ １８，１９ アース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辰 己 輝 雄 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 山 田 泰 稔 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 内燃機関の排気ガス通路に設置され、排
気浄化を行うための触媒及びその触媒を加熱するヒータ
からなるヒータ付触媒の電源装置であって、バッテリ
ー，該バッテリーに接続された昇圧回路，コンデンサ，
充放電制御装置から構成され、前記昇圧回路は、バッテ
リーを昇圧し、前記充放電制御装置は、充電時に前記昇
圧回路の出力と前記コンデンサを接続し、放電時に前記
ヒータと前記コンデンサを接続することを特徴とするヒ
ータ付触媒の電源装置。 - 【請求項２】 請求項１において、更に、バッテリーを
ヒータの電源とするように経路を設け、始めに、前記バ
ッテリーからヒータに通電し、そのあと、切り換えスイ
ッチにより、前記バッテリーを昇圧回路で昇圧して電源
とするコンデンサから前記ヒータに放電するように切り
換えることを特徴とするヒータ付触媒の電源装置。 - 【請求項３】 請求項２において、更に、バッテリーを
ヒータの電源とする経路内に、コンデンサ（７）を設
け、始めに、前記バッテリーを電源とするコンデンサ
（７）からヒータに放電し、そのあと、切り換えスイッ
チにより、前記バッテリーを昇圧回路で昇圧して電源と
するコンデンサ（９）から前記ヒータに放電するように
切り換えることを特徴とするヒータ付触媒の電源装置。 - 【請求項４】 内燃機関の排気ガス通路に設置され、排
気浄化を行うための２個の触媒及びその触媒を加熱する
２個のヒータからなるヒータ付触媒の電源装置であっ
て、バッテリー，該バッテリーに接続された昇圧回路，
コンデンサ，充放電制御装置から構成され、前記昇圧回
路はバッテリーを昇圧し、前記充放電制御装置は充電時
に前記昇圧回路の出力と前記コンデンサを接続し、放電
時に前記２個のヒータと前記コンデンサを直列に接続す
ることを特徴とするヒータ付触媒の電源装置。 - 【請求項５】 請求項４において、前記２個のヒータの
一端をそれぞれアースに接続し、更に、充電時に前記昇
圧回路と前記コンデンサの一端を接続するとともに、ア
ースと前記コンデンサの他端を接続し、且つ、放電時に
前記コンデンサの両端をそれぞれ前記２個のヒータの他
端に接続する切り換えスイッチを設けたことを特徴とす
るヒータ付触媒の電源装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5150377A JPH0711941A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | ヒータ付触媒の電源装置 |
| DE4421066A DE4421066C2 (de) | 1993-06-22 | 1994-06-16 | Elektrische Energieversorgungseinrichtung für eine Heizvorrichtung |
| US08/263,426 US5580477A (en) | 1993-06-22 | 1994-06-21 | Electric power supply for a heater heating a catalyst for purifying automotive exhaust gases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5150377A JPH0711941A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | ヒータ付触媒の電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0711941A true JPH0711941A (ja) | 1995-01-13 |
Family
ID=15495668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5150377A Pending JPH0711941A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | ヒータ付触媒の電源装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5580477A (ja) |
| JP (1) | JPH0711941A (ja) |
| DE (1) | DE4421066C2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012065503A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Toyota Motor Corp | 車両用電源装置 |
| JP2013103557A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Denso Corp | 電力供給装置 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE19513490A1 (de) * | 1995-04-14 | 1996-10-17 | Roth Technik Gmbh | Beheizbarer Gassensor |
| JPH08338234A (ja) * | 1995-06-14 | 1996-12-24 | Toyota Motor Corp | 車両用加熱装置の電力供給装置 |
| JP3385893B2 (ja) * | 1997-02-21 | 2003-03-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関用空燃比センサのヒータ制御装置 |
| DK0894523T3 (da) * | 1997-07-28 | 2004-02-09 | Siemens Ag | Anvendelse af en statisk mikser som katalysator til hydrolyse og anvendelse deraf i et røggasrør i et forbrændingssystem |
| DE19754964A1 (de) | 1997-12-11 | 1999-06-17 | Bayerische Motoren Werke Ag | Vorrichtung zur Energieversorgung eines Kraftfahrzeuges |
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| DE19940802B4 (de) * | 1999-08-27 | 2004-10-21 | Audi Ag | Anordnung zum elektrischen Beheizen eines Katalysators |
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| DE102019209207A1 (de) * | 2019-06-26 | 2020-12-31 | Vitesco Technologies GmbH | Abgasnachbehandlungssystem und Verfahren zur Steuerung eines Abgasnachbehandlungssystems eines Verbrennungsmotors |
| US10914212B1 (en) | 2019-10-29 | 2021-02-09 | Vitesco Technologies USA, LLC | 48V electrically heated catalyst system for a vehicle |
| DE102020132997A1 (de) | 2020-12-10 | 2022-06-15 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Spannungsversorgung |
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| DE3805256A1 (de) * | 1988-02-19 | 1989-08-31 | Siemens Ag | Reserveschaltung zur notstromversorgung eines verbrauchers in einem fahrzeug |
| US5319929A (en) * | 1988-05-20 | 1994-06-14 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Catalytic converter system |
| JP2864768B2 (ja) * | 1991-03-04 | 1999-03-08 | トヨタ自動車株式会社 | ヒータ付触媒の電源装置 |
| IT1251206B (it) * | 1991-09-18 | 1995-05-04 | Magneti Marelli Spa | Impianto elettrico di un autoveicolo, comprendente almeno un supercondensatore. |
| US5321231A (en) * | 1992-01-24 | 1994-06-14 | General Motors Corporation | System for supplying power to an electrically heated catalyst |
-
1993
- 1993-06-22 JP JP5150377A patent/JPH0711941A/ja active Pending
-
1994
- 1994-06-16 DE DE4421066A patent/DE4421066C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-06-21 US US08/263,426 patent/US5580477A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5580477A (en) | 1996-12-03 |
| DE4421066C2 (de) | 1998-07-02 |
| DE4421066A1 (de) | 1995-01-05 |
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