JPH05187225A - 電気加熱触媒制御装置 - Google Patents
電気加熱触媒制御装置Info
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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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- engine
- control
- electrically heated
- electric heating
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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
- 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
-
- 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
- F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
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- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
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- 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
-
- 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
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- Y02T10/40—Engine management systems
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】触媒温度が低い時触媒の浄化効率が悪いため、
触媒の金属化と共に大電流供給する事で昇温促進を行
い、触媒の浄化効率を向上させるもので、エンジン制御
用電源と電気加熱触媒用電源を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ができる。またスター
タＯＮ時に、電気加熱触媒用電源を停止しバッテリ負荷
を軽減しても良い。 【構成】発電機，バッテリ，電気触媒加熱制御装置，電
源充電装置，電子燃料噴射装置、を構成とし、始動前に
電気加熱触媒のプリヒート制御を行う。始動開始時は、
バッテリの組み合わせ状況により、電気加熱触媒のプリ
ヒート制御を停止することも行う。また、電気加熱触媒
の電流制御は、触媒の活性化温度を検出しながら行うも
のとし、通常３５０℃程度でチョッパ制御、またはリレ
ーのＯＮ−ＯＦＦ制御等により通電制御を滑らかに終了
させる。 【効果】始動直後のＨＣ，ＣＯの排出量を大幅に低減す
ることができる。
触媒の金属化と共に大電流供給する事で昇温促進を行
い、触媒の浄化効率を向上させるもので、エンジン制御
用電源と電気加熱触媒用電源を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ができる。またスター
タＯＮ時に、電気加熱触媒用電源を停止しバッテリ負荷
を軽減しても良い。 【構成】発電機，バッテリ，電気触媒加熱制御装置，電
源充電装置，電子燃料噴射装置、を構成とし、始動前に
電気加熱触媒のプリヒート制御を行う。始動開始時は、
バッテリの組み合わせ状況により、電気加熱触媒のプリ
ヒート制御を停止することも行う。また、電気加熱触媒
の電流制御は、触媒の活性化温度を検出しながら行うも
のとし、通常３５０℃程度でチョッパ制御、またはリレ
ーのＯＮ−ＯＦＦ制御等により通電制御を滑らかに終了
させる。 【効果】始動直後のＨＣ，ＣＯの排出量を大幅に低減す
ることができる。
Description
【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。
ガスを浄化する際用いるのに好適な触媒装置に関する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００１９】次に図３について説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００２４】次に各リレー動作について説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
する全体構成を示す概念ブロック図である。
【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。
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。
【図３】図３は、本発明の制御状態の流れを示す図であ
る。
る。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
の動作のタイミング図を示す。
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。
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。
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (13)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4033132A JPH05187225A (ja) | 1991-02-20 | 1992-02-20 | 電気加熱触媒制御装置 |
| US08/010,620 US5390493A (en) | 1992-01-30 | 1993-01-28 | Apparatus for controlling the electric heating of catalyst |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-25970 | 1991-02-20 | ||
| JP2597091 | 1991-02-20 | ||
| JP4033132A JPH05187225A (ja) | 1991-02-20 | 1992-02-20 | 電気加熱触媒制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05187225A true JPH05187225A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=26363676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4033132A Pending JPH05187225A (ja) | 1991-02-20 | 1992-02-20 | 電気加熱触媒制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05187225A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0633744A (ja) * | 1992-07-13 | 1994-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | 電気加熱触媒の通電制御装置 |
| KR101491297B1 (ko) * | 2013-08-13 | 2015-02-06 | 현대자동차주식회사 | Ｅｈｃ 히터 제어 방법 |
| JP2023091573A (ja) * | 2021-12-20 | 2023-06-30 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54121324A (en) * | 1978-03-15 | 1979-09-20 | Toyota Motor Corp | Catalyst heater |
| JPH04166605A (ja) * | 1990-10-31 | 1992-06-12 | Mitsubishi Motors Corp | ヒータ付き触媒のプリヒート制御装置 |
| JPH05202740A (ja) * | 1992-01-30 | 1993-08-10 | Hitachi Ltd | 電気加熱触媒制御装置 |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP4033132A patent/JPH05187225A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54121324A (en) * | 1978-03-15 | 1979-09-20 | Toyota Motor Corp | Catalyst heater |
| JPH04166605A (ja) * | 1990-10-31 | 1992-06-12 | Mitsubishi Motors Corp | ヒータ付き触媒のプリヒート制御装置 |
| JPH05202740A (ja) * | 1992-01-30 | 1993-08-10 | Hitachi Ltd | 電気加熱触媒制御装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0633744A (ja) * | 1992-07-13 | 1994-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | 電気加熱触媒の通電制御装置 |
| KR101491297B1 (ko) * | 2013-08-13 | 2015-02-06 | 현대자동차주식회사 | Ｅｈｃ 히터 제어 방법 |
| JP2023091573A (ja) * | 2021-12-20 | 2023-06-30 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
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