JPH07166842A - 自動車の触媒器の中の加熱素子の監視方法および装置 - Google Patents

自動車の触媒器の中の加熱素子の監視方法および装置

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JPH07166842A JP6255195A JP25519594A JPH07166842A JP H07166842 A JPH07166842 A JP H07166842A JP 6255195 A JP6255195 A JP 6255195A JP 25519594 A JP25519594 A JP 25519594A JP H07166842 A JPH07166842 A JP H07166842A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 触媒器の中の電気加熱素子の信頼性の高い監
視を可能にする。 【構成】 加熱素子の第1の端子と第2の端子との間に
中間タップを設け、中間タップに印加されている電圧に
基づいて、加熱素子が正常に動作しているかどうか判断
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項1の上位概念に
記載の自動車の触媒器の中の加熱素子の監視装置と、こ
の装置が使用される方法とに関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の有害物質の放出を低減するため
に、自動車の内燃機関の排気ガスは、排気ガスに含まれ
る有害物質をより有害度の低い物質に変換する触媒器に
供給される。有害物質の変換は触媒器の最低動作温度よ
り上でのみ行われるので、触媒器を規則的に加熱すると
好適である。触媒器の加熱は、例えば電気加熱素子によ
り行うことができる。電気加熱素子を有する触媒器は、
ドイツ特許出願公開第2230663号公報から公知で
ある。この明細書に記載の電気加熱素子は、抵抗線から
成る卷線を含み触媒器の中央に配置されている管状構成
要素から成る。
【0003】加熱素子が故障すると有害物質の放出量が
増加するので、加熱素子を監視すると好適である。加熱
素子の監視は技術的に非常に実現困難である、何故なら
ば加熱素子は電気抵抗値が非常に小さく、このように小
さい抵抗値を正確に測定することは非常に複雑でコスト
がかかるからである。このような測定における1つの問
題は、例えば測定ケーブルが加熱素子の端子ケーブルに
接触接続することにある。これらの接触接続の接触抵抗
値は、十分に正確な測定を可能にするためにできるだけ
小さく全寿命期間にわたり一定でなければならない。加
熱素子の抵抗値の代りに例えば、加熱素子がスイッチオ
ンの際に流れる電流を監視することもできる。しかしこ
の変形装置も大きい困難を有する、何故ならば電流は通
常は100アンペアのオーダにあり、従ってコストのか
かる測定技術が必要であるからである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、触媒
器の中の電気加熱素子の信頼性の高い監視を可能にする
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題は、請求項1又
は請求項7の特徴部分に記載の特徴により解決される。
【0006】本発明の装置は、電圧測定に用いられる中
間タップが加熱素子に設けられている。加熱素子がスイ
ッチオンされて正常に動作する場合、中間タップにはバ
ッテリー電圧の部分の電圧が測定される、何故ならばバ
ッテリーの負極と中間タップの間の電気抵抗値と中間タ
ップとバッテリーの正極との間の抵抗値とが等しいから
である。電気回路のどこかの個所で電気抵抗値が変化す
ると、対称性が崩れ、中間タップで測定される電圧がず
れる。従って本発明は、技術的に非常に容易に実現でき
る電圧測定により加熱電気回路の中の最小の変化でも検
出できる利点を有する。加熱素子の抵抗値は非常に小さ
いにもかかわらず、電流が大きなため容易に測定可能な
電圧降下が発生する。
【0007】本発明の別の1つの利点は、加熱回路の中
に配置されているスイッチの切換え状態を監視できるこ
とにある。加熱素子の中間タップに電圧が印加されてい
る場合にはスイッチは閉成されている。
【0008】本発明の1つの有利な実施例では付加的
に、加熱素子のスイッチオンにより発生されるバッテリ
ー電圧の落込みが評価され、これにより、希であるが原
理的に可能な場合、すなわち抵抗値は変化するが中間タ
ップに対する対称性は維持される場合も検出される。
【0009】
【実施例】次に本発明を実施例に基づき図を用いて詳細
に説明する。
【0010】図1は、加熱素子102を有する触媒器1
00を示す。加熱素子102の端子Aはスイッチ104
を介してバッテリー106の正極に接続されている。加
熱素子102の端子Bは、バッテリー106の負極に接
続されている。加熱素子107の端子AとBとの間には
中間タップCが設けられている。中間タップCは評価ブ
ロック108に接続されている。さらに評価ブロック1
08は、バッテリー106の正極及び負極に接続されて
いる。
【0011】本発明は次の動作原理を基礎にしいてい
る。
【0012】次の電圧情報のための基準電位としてその
都度にバッテリー108の負極が用いられる。加熱素子
102の中間タップCには、零とは異なる電圧UCが、
スイッチ104が閉成されている場合にのみ印加され
る、すなわち中間タップCで電圧UCが測定される場合
にはスイッチ104が閉成されている。さらに、加熱素
子102とそのすべてのリード線とが正常な状態にある
場合、中間タップCで測定された電圧UCは、バッテリ
ー電圧UBattの1/2に等しい。すなわち、電圧U
Cが最大でもバッテリー電圧UBattの1/2から許
容偏差dUの範囲内でずれている間は触媒器100は正
常に加熱素子102により加熱されている。これに対し
てずれが、許容偏差dUより大きい場合、加熱素子10
2の加熱効果は制限されている。加熱効果は、ずれが大
きいほど小さい。許容偏差を越えると、それが運転者に
適切な表示手段により伝達され、従って運転者は修理工
場を探して故障を修理させる。極端な場合、中間タップ
Cで電圧が測定されない、又は最大のバッテリー電圧U
Battが測定される。これは、バッテリー106の正
極と中間タップCとの間の回路又はバッテリー106の
負極と中間タップCとの間の回路が破断された場合に発
生する。評価ブロック108は、中間タップCで測定さ
れた電圧UCがバッテリー電圧UBattの1/2から
許容偏差dUより大きくずれている場合には必ず欠陥を
表示するように構成されている。さらに、評価ブロック
108はスイッチ104が、中間タップCで零とは異な
る任意の電圧UCが印加されている場合に閉成されてい
ることを表示する。
【0013】非常に希であるが原理的に可能な場合、す
なわち加熱素子102の中間タップCとバッテリー10
6の正極との間の回路及び中間タップCとバッテリー1
06の負極との間の回路とにそれぞれ互いにまったく同
一の欠陥が発生した場合、中間タップCにバッテリー電
圧UBattの1/2が印加され、従って評価ブロック
108は、誤って、加熱素子が完全に機能していると伝
達する。本発明の1つの実施例では、加熱素子の機能能
力のための付加的な基準が用いられる。この付加的な基
準は、バッテリー106が加熱素子102により非常に
強く負荷され、従ってバッテリー電圧UBattがスイ
ッチ104の閉成時に低下する事実を基礎にしている。
加熱素子102を流れる電流が大きいほど、バッテリー
電圧UBattはスイッチ104の閉成時により大きく
低下する。評価ブロック108は、スイッチ104の閉
成時のバッテリー電圧UBattの低下の大きさを求
め、求められた値が所定領域内にあるかどうかを調べ
る。この値が所定領域の外部にある場合、欠陥が、中間
タップCに印加されている電圧UCの値とは無関係に表
示される。これに対して所定領域内にある場合、前述の
ように電圧UCに基づいて欠陥の発生の有無が判断され
る。
【0014】図2には、図1の本発明の装置が使用でき
る方法のフローチャートが示されている。第1のステッ
プ200でスイッチ104が閉成される。次いでステッ
プ202でバッテリー電圧UBattと、加熱素子10
2の中間タップCに印加されている電圧UCとが測定さ
れる。次いでステップ204で、電圧UCが零と異なる
か否か調べる。零と異ならないとき、すなわちノーの場
合(N)、ステップ206が続き、このステップ206
でスイッチ104が開放される。スイッチ位置について
の情報は、例えばスイッチ位置の監視のための法定の機
能モジュールの範囲内等で必要に応じてさらに処理され
る。ステップ206でフローチャートの進行は終了す
る。
【0015】ステップ204で、電圧UCが零とは異な
ることが検出された場合すなわちイエスの場合(J)、
ステップ204にステップ208が続く。ステップ20
8でスイッチ104が閉成される。ステップ206と同
様、この情報は、スイッチ位置監視のための機能モジュ
ールが設けられている場合にはこの機能モジュールでで
さらに処理できる。ステップ208にステップ210が
続き、ステップ210で、理想値からのずれUCの大き
さが求められる。このために、電圧UCとバッテリー電
圧UBattの1/2との差の絶対値が求められる。次
いでステップ212で、このようにして求められたずれ
が許容偏差dUより小さいかどうかを調べる。許容偏差
より小さかった場合、すなわちイエス(J)の場合ステ
ップ214が続き、ステップ214では欠陥がないと結
論される。ノー(n)の場合、ステップ216が続き、
ステップ216では欠陥が検出される。欠陥は記憶及び
/又は運転者に表示することができる。ステップ214
でもステップ216でもフローチャートの進行が終了す
る。
【0016】スイッチ104の閉成時のバッテリー電圧
低下が付加的に考慮される本発明の前述の実施例は、僅
かな数の付加的なステップを図2のフローチャートに挿
入することにより実現できる。
【0017】ステップ200の前にすでにバッテリー電
圧UBattが測定され、ステップ208の後に挿入さ
れるステップで、ステップ202で測定されたバッテリ
ー電圧UBattと比較される。このようにして求めら
れたバッテリー電圧UBattの2つの値が許容偏差領
域の外部にある場合、欠陥が存在してフローチャートの
進行が終了する。これに対して差が許容偏差領域内にあ
る場合、フローチャートの進行はステップ210に続
く。
【0018】前述の実施例は、加熱素子102の中間タ
ップCが端子AとBとの間の中間に配置されており、従
って加熱素子が完全に機能している場合には一方の端子
A又はBと中間タップCの間の抵抗値と他方の端子B又
はAと中間タップCとの間の抵抗値とが同一である場合
に関する。しかし、中間タップCが端子A及びBのうち
の一方に他方より近い実施例も可能である。この場合、
中間タップCに印加されている電圧を評価するためにバ
ッテリー電圧UBattの1/2を用いるのではなく、
バッテリー電圧UBattの中間タップCの位置に相当
する部分電圧が用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】加熱素子を有する触媒器のブロック回路図であ
る。
【図2】本発明の装置を用いることができる方法のフロ
ーチャートである。
【符号の説明】
100 触媒器 102 加熱素子 104 スイッチ 106 バッテリー 108 評価ブロック A,B 端子 C 中間タップ UBatt バッテリー電圧 UC 電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディーター シューラー ドイツ連邦共和国 マークシュタット ヴ ァイアーシュトラーセ 11

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動車の触媒器(100)の中の加熱素
    子(102)が第1の端子(A)と第2の端子(B)と
    を有し、前記加熱素子(102)の双方の前記端子
    (A,B)に電圧(UBatt)を印加すると、前記加
    熱素子(102)を加熱する電流が前記加熱素子(10
    2)に流れる、自動車の触媒器の中の加熱素子の監視装
    置において、前記加熱素子(102)の前記第1の端子
    (A)と前記第2の端子(B)との間に中間タップ
    (C)を設け、前記中間タップ(C)に印加されている
    電圧(UC)に基づいて、前記加熱素子(102)が正
    常に動作しているかどうか判断することを特徴とする自
    動車の触媒器の中の加熱素子の監視装置。
  2. 【請求項2】 加熱素子(102)が、中間タップ
    (C)に加されている電圧(UC)が双方の端子(A,
    B)に印加されている電圧(UBatt)の部分電圧か
    ら最大許容偏差値(dU)の範囲内で、ずれていること
    を特徴とする請求項1に記載の自動車の触媒器の中の加
    熱素子の監視装置。
  3. 【請求項3】 前記部分電圧数が、加熱素子(102)
    の2つの端子(A,B)の間の中間タップ(C)の位置
    に依存して決められていることを特徴とする請求項2に
    記載の自動車の触媒器の中の加熱素子の監視装置。
  4. 【請求項4】 中間タップ(C)を、加熱素子(10
    2)の2つの端子(A,B)の間の中間に配置して、部
    分電圧が電圧(UBatt)の1/2であることを特徴
    とする請求項3に記載の自動車の触媒器の中の加熱素子
    の監視装置。
  5. 【請求項5】 加熱素子(102)への電流供給をスイ
    ッチ(104)により遮断でき、中間タップ(C)に印
    加されている電圧(UC)に基づいてスイッチ位置を検
    出することができる請求項1から請求項4のうちのいず
    れか1つの請求項に記載の自動車の触媒器の中の加熱素
    子の監視装置。
  6. 【請求項6】 スイッチ(104)が、零と異なる電圧
    (UC)が中間タップ(C)に印加されると閉成するこ
    とを特徴とする請求項5に記載の自動車の触媒器の中の
    加熱素子の監視装置。
  7. 【請求項7】 自動車の触媒器(100)の中の加熱素
    子(102)の監視方法において、前記加熱素子(10
    2)の中間タップ(C)に印加されている(UC)に基
    づいて、前記加熱素子(102)が正常に動作している
    かどうか判断することを特徴とする自動車の触媒器の中
    の加熱素子の監視方法。
  8. 【請求項8】 加熱素子(102)が、中間タップ
    (C)に印加されている電圧(UC)が2つの端子
    (A,B)に印加されている電圧(UBatt)の所定
    の部分電圧から最大許容偏差値(dU)の範囲内で、ず
    れていることを特徴とする請求項7に記載の自動車の触
    媒器の中の加熱素子の監視方法。
  9. 【請求項9】 加熱素子(102)が、前記加熱素子
    (102)が動作を開始すると供給電圧が低下し、この
    電圧低下の大きさが所定領域内にある場合には正常に動
    作することを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の
    自動車の触媒器の中の加熱素子の監視方法。
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