JPH0842328A - 触媒の加熱用電源装置 - Google Patents

触媒の加熱用電源装置

Info

Publication number
JPH0842328A
JPH0842328A JP6177237A JP17723794A JPH0842328A JP H0842328 A JPH0842328 A JP H0842328A JP 6177237 A JP6177237 A JP 6177237A JP 17723794 A JP17723794 A JP 17723794A JP H0842328 A JPH0842328 A JP H0842328A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
heating
voltage
battery
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP6177237A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3577342B2 (ja
Inventor
Fujio Matsui
冨士夫 松井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Heavy Industries Ltd filed Critical Fuji Heavy Industries Ltd
Priority to JP17723794A priority Critical patent/JP3577342B2/ja
Publication of JPH0842328A publication Critical patent/JPH0842328A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3577342B2 publication Critical patent/JP3577342B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バッテリからの電力を効率良く制御して触媒
担体に加熱用電力として供給し、電力損失の低減、装置
の小型化、バッテリの耐久性向上を図る。 【構成】 DC−DCコンバータ7によってバッテリ6
の直流電圧を昇圧して電気二重層コンデンサ8に充電し
ておくことで、短時間に大電力を供給可能とし、高圧直
流電圧をDC−ACインバータ9によって高周波に変換
して誘導コイル3に通電することで電流値を小さく抑え
る。また、加熱給電制御回路部11で、触媒温度に応じ
てDC−ACインバータ9を作動・停止させることによ
り、誘導コイル3の等価抵抗R0の温度変化に起因する
共振周波数のずれを防止し、加熱効率の低下を防止す
る。これにより、バッテリ6の負担を軽減して加熱電力
を効率良く供給し、バッテリの耐久性向上、大型化とこ
れに伴う重量増の回避、電力損失の低減を図る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波誘導加熱によ
り、触媒成分を表面に担持した触媒担体を加熱する触媒
の加熱用電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、自動車等のエンジンの冷態暖機
時には、排気ガス温度が低く、触媒温度も活性化温度以
下であるため、排気ガスが十分に浄化されないおそれが
る。このため、触媒成分を表面に担持した触媒担体を加
熱することにより、触媒の早期活性化を促進して排気ガ
ス浄化性能を向上するシステムが従来から種々提案され
ている。
【0003】例えば、特開平3−202614号公報に
は、電熱材から構成した触媒担体に通電して加熱する技
術が開示されており、特開平2−223622号公報に
は、触媒担体をステンレス鋼製のハニカム形状体とし、
このハニカム形状体に通電、発熱させるようにした技術
が開示されている。
【0004】さらに、実開平3−10023号公報に
は、触媒コンバータ容器内に、触媒担体に渦電流を生じ
させる高周波コイルを設け、高周波誘導加熱により触媒
担体を加熱する技術が開示されており、特願平4−33
5355号には、螺旋状巻回体からなる触媒担体を高周
波誘導加熱する技術が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ン始動時や始動前に急速に触媒を活性化温度まで加熱
し、排気ガス温度が活性化温度になるまで触媒を所定の
温度に保持するには、所定の電力を一定時間供給する必
要があり、供給される電力は数Kw(例えば4〜5K
w)以上の大電力となり、車載のバッテリ電源では電流
値が数百アンペアと大きくなる。
【0006】その結果、化学反応を伴う従来の鉛バッテ
リ等では、パワー密度(重量当たりの出力)が小さいた
め、大きなパワー密度を得ようとすればバッテリの大型
化を伴い、必然的に重量増及び容積増を招いて燃費の悪
化、搭載性の不具合を生じるばかりでなく、途中の電力
損失の増大、バッテリの耐久性低下といった問題を招く
ことになる。
【0007】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、バッテリからの電力を効率良く制御して触媒担体に
加熱用電力として供給し、電力損失の低減、装置の小型
化、バッテリの耐久性向上を図ることのできる触媒の加
熱用電源装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、触媒成分を表
面に担持した触媒担体を高周波誘導加熱する触媒の加熱
用電源装置において、バッテリの電圧を昇圧して電気二
重層コンデンサに充電する充電手段と、前記充電手段に
よって充電した前記電気二重層コンデンサからの直流電
圧を交流電圧に変換し、前記触媒担体の外周に巻回した
誘導コイルに高周波電流を通電する高周波電流通電手段
と、前記高周波電流通電手段の作動・停止を触媒温度に
応じて制御する触媒加熱制御手段とを備えたものであ
る。
【0009】
【作用】本発明では、バッテリの電圧を昇圧して充電し
た電気二重層コンデンサからの直流電圧を交流電圧に変
換し、触媒担体の外周に巻回した誘導コイルへの高周波
電流の通電・非通電を触媒温度に応じて制御する。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図面は本発明の一実施例を示し、図1は電源装置
の回路構成図、図2は制御動作を示す波形図、図3
(a)及び(b)は触媒コンバータの概略断面図であ
る。
【0011】図3において、符号1は、自動車等のエン
ジン(図示せず)の排気系に接続され、排気ガスを浄化
する触媒コンバータであり、この触媒コンバータ1のケ
ース1aに、貴金属等からなる触媒成分、例えば白金や
ロジウム等の触媒成分を表面に担持する触媒担体2が内
蔵され、ケース外周に誘導コイル3が巻回されている。
【0012】前記触媒担体2は磁性体からなるセル構造
となっており、各セルは相互に電気的に接触状態にあ
る。一方、前記ケース1aはセラミックス等の非磁性体
からなり、前記誘導コイル3で発生する磁束を内部の触
媒担体2に集中させるようになっている。すなわち、触
媒担体と誘導コイルとを収納した従来の金属製のケース
を非磁性体としてケース外周に誘導コイルを巻回し、誘
導コイルを排気ガスに直接さらされないようにして長寿
命化を図るのである。
【0013】また、図3(b)に示すように、前記触媒
担体2の下流側には、温度センサ4が臨まされ、この温
度センサ4と前記誘導コイル3とが、加熱電力を供給す
る電源装置5に接続されている。前記温度センサ4は、
温度が低いときには電気抵抗が大きく、温度が上昇する
と電気抵抗が減少する特性を持ったセンサであり、触媒
出口の排気ガス温度を計測することで間接的に触媒温度
を検出するようになっている。尚、前記温度センサ4を
触媒担体2の温度を計測可能な箇所に取り付けて触媒温
度を検出するようにしても良い。
【0014】そして、前記電源装置5によって前記誘導
コイル3に高周波電流を流して交番磁界を発生させ、前
記触媒担体2を高周波誘導加熱し、低温時の触媒の活性
化を促進する。すなわち、前記誘導コイル3に高周波電
流を通電して交番磁界を発生させると、磁性体からなる
触媒担体2に渦電流損及びヒステリシス損(但し、ヒス
テリシス損は極く小さいため無視できる)が発生する。
その結果、主として渦電流が前記触媒担体2を形成する
材料の内部抵抗によってジュール熱に変換され、前記触
媒担体2が加熱される。
【0015】この場合、磁性体からなる前記触媒担体2
としては、鉄系の材料で表皮抵抗の比較的大きい材料が
用いられ(但し、ステンレス鋼の一部には、電気抵抗が
比較的小さいため誘導加熱に適さないものもある)、前
記誘導コイル3に通電する高周波電流の周波数を適宜設
定することにより加熱深さを制御し、前記触媒担体2の
表面付近が加熱されるようにする。
【0016】前記電源装置5は、図1に示すように、充
電手段としてのDC−DCコンバータ7、電気二重層コ
ンデンサ8、高周波電流通電手段としてのDC−ACイ
ンバータ9、前記誘導コイル3に直列接続される共振用
コンデンサ10、触媒加熱制御手段としての加熱給電制
御回路部11を備えている。
【0017】前記DC−DCコンバータ7は、バッテリ
6の直流電圧を昇圧し、前記電気二重層コンデンサ8に
充電するものであり、また、前記DC−ACインバータ
9は、前記DC−DCコンバータ7によって充電された
前記電気二重層コンデンサ8からの直流電圧を交流電圧
に変換し、前記共振用コンデンサ10を介して前記誘導
コイル3に高周波電流を通電するものである。
【0018】すなわち、前記誘導コイル3は、回路的に
等価コイルL0及び等価抵抗R0に変換できるため、前記
誘導コイル3に前記共振用コンデンサ10を接続するこ
とによりRLC直列回路を構成して共振周波数での高周
波誘導加熱を行なうようになっており、バッテリ6から
の電圧を高圧化して電気二重層コンデンサ8に充電して
おくことで、短時間に大電力を供給でき、しかも、この
高圧直流電圧を高周波電圧に変換して誘導コイル3に通
電することで電流値を小さく抑えることができ、バッテ
リ6の負担を軽減して耐久性を向上し、また、大型化と
これに伴う重量増の回避、電力損失の低減を図ることが
できるのである。
【0019】また、前記加熱給電制御回路部11は、前
記DC−ACインバータ9の作動・停止を触媒温度に応
じて制御するものであり、後述するように、触媒温度が
基準温度より低いときに前記DC−ACインバータ9を
作動させ、触媒温度が基準温度より高いときに前記DC
−ACインバータ9を停止させることにより、前記誘導
コイル3の等価抵抗R0の温度変化に起因する共振周波
数のずれを補正し、加熱効率の低下を防止する。
【0020】具体的には、前記加熱給電制御回路部11
は、主として、コンパレータ12とアンドゲート13と
から構成されており、前記コンパレータ12は、図示し
ない定電圧電源から供給される定電圧(図中、+で示
す)を分圧する分圧抵抗R1,R2によって生成される
基準電圧が抵抗R3を介し反転入力側に印加されるとと
もに、定電圧を抵抗R4と前記温度センサ(センサ抵
抗)4とで分圧して生成される比較電圧が抵抗R5を介
して非反転入力側に印加される。
【0021】前記コンパレータ12の出力側は、前記ア
ンドゲート13の一方の入力側に接続され、前記アンド
ゲート13の他方の入力側には、前記触媒担体2の加熱
開始を指示する制御指令電圧が入力されるようになって
おり、前記アンドゲート13の出力側が前記DC−AC
インバータ9に接続されている。
【0022】以上の構成による電源装置5では、例えば
エンジン始動時等のエンジン冷態状態で触媒温度も低い
とき、触媒加熱開始を指示する制御指令電圧を電源装置
5に入力すると、予めDC−DCコンバータ7によって
バッテリ6の直流電圧を昇圧して充電されている電気二
重層コンデンサ8の直流電圧がDC−ACインバータ9
によって高周波電圧に変換され、誘導コイル3に高周波
電流が通電されて触媒担体2が誘導加熱される。
【0023】すなわち、図2に示すように、触媒加熱開
始を指示するハイレベルの制御指令電圧が加熱給電制御
回路部11のアンドゲート13に入力されると、温度セ
ンサ4のセンサ温度(触媒温度)が基準温度よりも低い
とき、温度センサ4の抵抗が大きいため、コンパレータ
12の非反転入力側に印加される比較電圧が反転入力側
の基準電圧よりも高くなる。その結果、コンパレータ1
2からハイレベルの信号が出力され、アンドゲート13
からのハイレベルの加熱給電許可信号によりDC−AC
インバータ9が作動する。
【0024】次いで、触媒温度が上昇し、基準温度より
も高くなると、温度センサ4の抵抗が小さくなり、コン
パレータ12の非反転入力側に印加される比較電圧が反
転入力側の基準電圧よりも低くなる、すると、コンパレ
ータ12の出力電圧がローレベルに反転し、アンドゲー
ト13の出力電圧がローレベルになってDC−ACイン
バータ9が停止する。
【0025】このように、ハイレベルの制御指令電圧が
入力されている間は、温度センサ4からの信号に応じて
コンパレータ12の出力がハイレベルとローレベルとの
間で反転することでアンドゲート13を介してDC−A
Cインバータ9が作動・停止を繰返し、触媒担体2の加
熱に伴う誘導コイル3の等価抵抗R0の温度変化によっ
て共振周波数がずれることが防止され、加熱電力が効率
良く供給される。
【0026】そして、触媒加熱開始後、所定の時間が経
過して触媒が十分に活性化したような場合に、制御指令
電圧をローレベルにして加熱終了を指示すると、アンド
ゲート13の出力がローレベルとなり、DC−ACイン
バータ9が停止して加熱終了となる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、バ
ッテリからの電圧を高圧化して電気二重層コンデンサに
充電しておくことで、誘導コイルへの通電開始時には短
時間に大電力を供給でき、しかも、この高圧直流電圧を
高周波に変換して誘導コイルに通電することで電流値を
小さく抑え、触媒温度に応じて誘導コイルへの高周波電
流の通電・非通電を制御するため、バッテリからの電力
を効率良く触媒担体に加熱用電力として供給することが
でき、バッテリの負担を軽減して耐久性を向上し、ま
た、大型化とこれに伴う重量増の回避、電力損失の低減
を図ることができる等優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電源装置の回路接続図
【図2】制御動作を示す波形図
【図3】触媒コンバータの概略断面図
【符号の説明】
2 触媒担体 3 誘導コイル 6 バッテリ 7 DC−DCコンバータ(充電手段) 8 電気二重層コンデンサ 9 DC−ACコンバータ(高周波電流通電手段) 11 加熱給電制御回路部(触媒加熱制御手段)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 触媒成分を表面に担持した触媒担体(2)
    を高周波誘導加熱する触媒の加熱用電源装置において、 バッテリ(6)の電圧を昇圧して電気二重層コンデンサ(8)
    に充電する充電手段(7)と、 前記充電手段(7)によって充電した前記電気二重層コン
    デンサ(8)からの直流電圧を交流電圧に変換し、前記触
    媒担体(2)の外周に巻回した誘導コイル(3)に高周波電流
    を通電する高周波電流通電手段(9)と、 前記高周波電流通電手段(9)の作動・停止を触媒温度に
    応じて制御する触媒加熱制御手段(11)とを備えたことを
    特徴とする触媒の加熱用電源装置。
JP17723794A 1994-07-28 1994-07-28 触媒の加熱用電源装置 Expired - Fee Related JP3577342B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17723794A JP3577342B2 (ja) 1994-07-28 1994-07-28 触媒の加熱用電源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17723794A JP3577342B2 (ja) 1994-07-28 1994-07-28 触媒の加熱用電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0842328A true JPH0842328A (ja) 1996-02-13
JP3577342B2 JP3577342B2 (ja) 2004-10-13

Family

ID=16027550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17723794A Expired - Fee Related JP3577342B2 (ja) 1994-07-28 1994-07-28 触媒の加熱用電源装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3577342B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009225602A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Mazda Motor Corp 車両用誘導加熱装置
US20180142592A1 (en) * 2016-11-24 2018-05-24 Advanced Technology Emission Solutions Inc. Emission control system with frequency controlled induction heating and methods for use therewith
US20180187585A1 (en) * 2013-09-18 2018-07-05 Advanced Technology Emission Solutions Inc. Emission control system with temperature measurement and methods for use therewith
US20180252135A1 (en) * 2013-09-18 2018-09-06 Advanced Technology Emission Solutions Inc. Emission control system with resonant frequency measurement and methods for use therewith

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009225602A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Mazda Motor Corp 車両用誘導加熱装置
US20180187585A1 (en) * 2013-09-18 2018-07-05 Advanced Technology Emission Solutions Inc. Emission control system with temperature measurement and methods for use therewith
US20180252135A1 (en) * 2013-09-18 2018-09-06 Advanced Technology Emission Solutions Inc. Emission control system with resonant frequency measurement and methods for use therewith
US10557392B2 (en) * 2013-09-18 2020-02-11 Advanced Technology Emission Solutions Inc. Emission control system with temperature measurement and methods for use therewith
US10590819B2 (en) * 2013-09-18 2020-03-17 Advanced Technology Emission Solutions Inc. Emission control system with resonant frequency measurement and methods for use therewith
US20180142592A1 (en) * 2016-11-24 2018-05-24 Advanced Technology Emission Solutions Inc. Emission control system with frequency controlled induction heating and methods for use therewith
US10590818B2 (en) * 2016-11-24 2020-03-17 Advanced Technology Emission Solutions Inc. Emission control system with frequency controlled induction heating and methods for use therewith

Also Published As

Publication number Publication date
JP3577342B2 (ja) 2004-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5763977A (en) Motor vehicle alternator and system for controlling the same
CN109630243B (zh) 具有感应加热的催化转换器结构
US10450915B2 (en) Emission control system with induction heating and methods for use therewith
CN106762043B (zh) 具有受控感应加热的排放物控制系统及使用该系统的方法
JP3398172B2 (ja) 高周波誘導加熱における加熱温度制御方法及び高周波誘導加熱温度制御装置
US5321231A (en) System for supplying power to an electrically heated catalyst
US10590819B2 (en) Emission control system with resonant frequency measurement and methods for use therewith
CN108775267B (zh) 排放处理系统及操作排放处理系统的方法
WO2016021186A1 (ja) 排ガス流路部材、排ガス浄化装置、その昇温方法、及び、排ガス流路部材用の磁性体
US11306640B2 (en) Abnormality detection apparatus for electrically heated catalyst
US10557392B2 (en) Emission control system with temperature measurement and methods for use therewith
CN102791979B (zh) 车辆以及对催化剂装置通电的方法
US11319850B2 (en) Abnormality detection apparatus for electrically heated catalyst
US5456063A (en) Secondary air supply apparatus for engine
JPH0828250A (ja) 自動車用誘導発熱式触媒コンバータ
JPH0711941A (ja) ヒータ付触媒の電源装置
JPH0979029A (ja) 電気加熱式触媒の制御装置
JP3577342B2 (ja) 触媒の加熱用電源装置
US10590818B2 (en) Emission control system with frequency controlled induction heating and methods for use therewith
CN109869216B (zh) 具有位置控制的感应加热的排放控制系统及其使用方法
CN109424401B (zh) 利用具有可移动热分布曲线的感应加热进行气体排放物处理的装置和方法
US10626766B2 (en) Gaseous emissions treatment system with enhanced induction heating and method of use
CN110091729B (zh) 车辆的控制装置
JP3266749B2 (ja) 内燃機関の排気ガス浄化装置
CN102758674B (zh) 用于激活电加热催化剂的电力系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040322

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040330

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040525

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040629

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040712

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080716

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees