JP2836395B2 - エンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents
エンジンの排気ガス浄化装置Info
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- 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
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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
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、触媒を加熱する電気式
ヒータを備えたエンジンの排気ガス浄化装置に関するも
のである。
ヒータを備えたエンジンの排気ガス浄化装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車の排気ガス中のＨＣは、エ
ンジンの運転域の中ではエンジン始動後数分間のエンジ
ン冷態時に大きな割合をもって排出されていた。このた
め、冷態運転中に排出されるＨＣを減少させることがき
わめて重要で、エンジン本体を改良したり、燃料制御を
工夫したりしていた。しかし、排気ガス中のＨＣ量を零
近くまで低減させるには、触媒を使用しなければならな
い。
ンジンの運転域の中ではエンジン始動後数分間のエンジ
ン冷態時に大きな割合をもって排出されていた。このた
め、冷態運転中に排出されるＨＣを減少させることがき
わめて重要で、エンジン本体を改良したり、燃料制御を
工夫したりしていた。しかし、排気ガス中のＨＣ量を零
近くまで低減させるには、触媒を使用しなければならな
い。
【０００３】ところが、触媒はある程度以上の高温に加
熱されないと浄化能力を発揮しないので、エンジン始動
直後では十分にＨＣを浄化することができない。このた
め、従来ではエンジン始動後に触媒を電気式ヒータで活
性温度まで加熱するようにしていた。
熱されないと浄化能力を発揮しないので、エンジン始動
直後では十分にＨＣを浄化することができない。このた
め、従来ではエンジン始動後に触媒を電気式ヒータで活
性温度まで加熱するようにしていた。
【０００４】このように触媒を電気式ヒータで加熱する
構造の従来の排気ガス浄化装置を図３および図４によっ
て説明する。図３は従来の排気ガス浄化装置を示す構成
図、図４は従来の排気ガス浄化装置でのヒータ制御を示
すタイミングチャートである。これらの図において、１
は自動車用エンジン、２は前記エンジン１の排気管で、
この排気管２中には触媒３が装着されている。
構造の従来の排気ガス浄化装置を図３および図４によっ
て説明する。図３は従来の排気ガス浄化装置を示す構成
図、図４は従来の排気ガス浄化装置でのヒータ制御を示
すタイミングチャートである。これらの図において、１
は自動車用エンジン、２は前記エンジン１の排気管で、
この排気管２中には触媒３が装着されている。
【０００５】前記触媒３は、電気式ヒータ４が設けられ
ており、このヒータ４に通電することによって浄化温度
に加熱されるように構成されている。５および６はヒー
タ４に電力を供給するためのバッテリで、各バッテリ
５，６はそれぞれ従来周知の１２Ｖのものが使用されて
いる。
ており、このヒータ４に通電することによって浄化温度
に加熱されるように構成されている。５および６はヒー
タ４に電力を供給するためのバッテリで、各バッテリ
５，６はそれぞれ従来周知の１２Ｖのものが使用されて
いる。
【０００６】７は前記バッテリ５，６を充電するための
発電機で、エンジン１によって駆動されて発電する従来
周知のものである。８はキースイッチ、９は前記キース
イッチ８がＯＮ操作された後に一定時間だけ後述するリ
レー１０を作動させるタイマーである。なお、前記タイ
マー９およびリレー１０によって制御装置が構成されて
いる。
発電機で、エンジン１によって駆動されて発電する従来
周知のものである。８はキースイッチ、９は前記キース
イッチ８がＯＮ操作された後に一定時間だけ後述するリ
レー１０を作動させるタイマーである。なお、前記タイ
マー９およびリレー１０によって制御装置が構成されて
いる。
【０００７】リレー１０は、接点１０ａ〜１０ｄを開閉
する構造で、タイマー９によってＯＮ状態とされたとき
には接点１０ｃと接点１０ｄとがＯＮ状態とされ、接点
１０ａと接点１０ｂとがＯＦＦ状態とされるように構成
されている。図３ではリレー１０のＯＦＦ状態を示す。
する構造で、タイマー９によってＯＮ状態とされたとき
には接点１０ｃと接点１０ｄとがＯＮ状態とされ、接点
１０ａと接点１０ｂとがＯＦＦ状態とされるように構成
されている。図３ではリレー１０のＯＦＦ状態を示す。
【０００８】バッテリ５，６は互いに並列に接続される
回路と、直列に接続される回路とが接続され、それぞれ
の回路は前記接点１０ａ〜１０ｄによって選択的に切り
換えられる。そして、ヒータ４には直列回路が接続され
ている。すなわち、リレー１０がＯＦＦ状態では図３に
示すように接点１０ａ，１０ｂがＯＮ状態とされて両バ
ッテリ５，６が並列に接続される。このとき、バッテリ
５，６は発電機７によって充電される。
回路と、直列に接続される回路とが接続され、それぞれ
の回路は前記接点１０ａ〜１０ｄによって選択的に切り
換えられる。そして、ヒータ４には直列回路が接続され
ている。すなわち、リレー１０がＯＦＦ状態では図３に
示すように接点１０ａ，１０ｂがＯＮ状態とされて両バ
ッテリ５，６が並列に接続される。このとき、バッテリ
５，６は発電機７によって充電される。
【０００９】次に、上述したように構成された従来の排
気ガス浄化装置の動作を図４を用いて説明する。なお、
同図（ａ）はキースイッチ８のＯＮ、ＯＦＦを示し、同
図（ｂ）はタイマー９のＯＮ、ＯＦＦを示し、同図
（ｃ）はヒータ４のＯＮ、ＯＦＦを示し、同図（ｄ）は
触媒３の温度変化を示す。先ず、図４（ａ）に示すよう
にキースイッチ８がＯＮ操作されると、同図（ｂ）に示
すように同時にタイマー９が作動してリレー１０がＯＮ
状態とされる。この際には、接点１０ａ，１０ｂがＯＦ
Ｆ状態とされると共に、接点１０ｃ，１０ｄがＯＮ状態
とされる。すなわち、バッテリ５→接点１０ｃ→バッテ
リ６→接点１０ｄ→ヒータ４→バッテリ５の経路で電流
が流れ、ヒータ４にはバッテリ５とバッテリ６とが直列
に接続された電圧（１２Ｖ×２＝２４Ｖ）が同図（ｃ）
に示すように印加される。
気ガス浄化装置の動作を図４を用いて説明する。なお、
同図（ａ）はキースイッチ８のＯＮ、ＯＦＦを示し、同
図（ｂ）はタイマー９のＯＮ、ＯＦＦを示し、同図
（ｃ）はヒータ４のＯＮ、ＯＦＦを示し、同図（ｄ）は
触媒３の温度変化を示す。先ず、図４（ａ）に示すよう
にキースイッチ８がＯＮ操作されると、同図（ｂ）に示
すように同時にタイマー９が作動してリレー１０がＯＮ
状態とされる。この際には、接点１０ａ，１０ｂがＯＦ
Ｆ状態とされると共に、接点１０ｃ，１０ｄがＯＮ状態
とされる。すなわち、バッテリ５→接点１０ｃ→バッテ
リ６→接点１０ｄ→ヒータ４→バッテリ５の経路で電流
が流れ、ヒータ４にはバッテリ５とバッテリ６とが直列
に接続された電圧（１２Ｖ×２＝２４Ｖ）が同図（ｃ）
に示すように印加される。
【００１０】ヒータ４に２４Ｖを印加する理由は、ヒー
タ４の所要電力が５〜６ＫＷときわめて高く、１２Ｖで
は電流が大き過ぎ大電流用の重いバッテリが必要となる
と共に配線やリレー１０の容量も大きくしなければなら
ないからである。
タ４の所要電力が５〜６ＫＷときわめて高く、１２Ｖで
は電流が大き過ぎ大電流用の重いバッテリが必要となる
と共に配線やリレー１０の容量も大きくしなければなら
ないからである。
【００１１】ヒータ４に通電が開始されると、触媒３の
温度は同図（ｄ）に示すように上昇し、３０〜４０秒後
には３００〜４００℃に達する。このように触媒３を電
気的に加熱することにより触媒を活性化させることがで
きるので、エンジン始動後の早期であっても浄化効率が
高くなり、ＨＣ排出量を減少させることができる。
温度は同図（ｄ）に示すように上昇し、３０〜４０秒後
には３００〜４００℃に達する。このように触媒３を電
気的に加熱することにより触媒を活性化させることがで
きるので、エンジン始動後の早期であっても浄化効率が
高くなり、ＨＣ排出量を減少させることができる。
【００１２】タイマー９は図４（ｃ）中にＴ1 で示す一
定時間だけ経過した後、リレー１０をＯＦＦ状態とす
る。このときにはヒータ９に接続された直列回路が開か
れてヒータ９への通電が絶絶たれる。なお、タイマー９
でリレー１０をＯＮ状態とする時間は、ヒータ４の使用
電力や触媒３の容量等から決められ、通常は３０秒程度
とされている。
定時間だけ経過した後、リレー１０をＯＦＦ状態とす
る。このときにはヒータ９に接続された直列回路が開か
れてヒータ９への通電が絶絶たれる。なお、タイマー９
でリレー１０をＯＮ状態とする時間は、ヒータ４の使用
電力や触媒３の容量等から決められ、通常は３０秒程度
とされている。
【００１３】また、リレー１０がＯＦＦ状態となると、
バッテリ５，６は並列に接続されることになる。すなわ
ち、タイマー９の作動終了後はバッテリ５，６は発電機
７で充電されるようになる。
バッテリ５，６は並列に接続されることになる。すなわ
ち、タイマー９の作動終了後はバッテリ５，６は発電機
７で充電されるようになる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、このように
構成された従来の排気ガス浄化装置では、ヒータ４への
通電状態が分からないため、ヒータ４に給電される電力
が不足しているにも係わらずに運転されることがあっ
た。
構成された従来の排気ガス浄化装置では、ヒータ４への
通電状態が分からないため、ヒータ４に給電される電力
が不足しているにも係わらずに運転されることがあっ
た。
【００１５】例えば、リレー１０が故障してバッテリ
５，６の並列、直列の切替えが行われなかったり、直列
に接続されてもバッテリ５，６の充電状態が不十分であ
った場合には、ヒータ４に給電される電力が不足してし
まい、触媒３を十分に加熱できなくなってＨＣ排出量を
減らすことができなくなってしまう。
５，６の並列、直列の切替えが行われなかったり、直列
に接続されてもバッテリ５，６の充電状態が不十分であ
った場合には、ヒータ４に給電される電力が不足してし
まい、触媒３を十分に加熱できなくなってＨＣ排出量を
減らすことができなくなってしまう。
【００１６】また、バッテリ５，６が十分に充電されて
いない状態で直列に接続されてヒータ４への通電を行う
と、両バッテリ５，６が過放電となってしまう。すなわ
ち、発電機７で十分に充電されないうちにエンジン１が
停止されると、次回エンジン始動時にスタータモータ
（図示せず）でクランキングを行えなくなってしまう。
いない状態で直列に接続されてヒータ４への通電を行う
と、両バッテリ５，６が過放電となってしまう。すなわ
ち、発電機７で十分に充電されないうちにエンジン１が
停止されると、次回エンジン始動時にスタータモータ
（図示せず）でクランキングを行えなくなってしまう。
【００１７】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係るエンジ
ンの排気ガス浄化装置は、直列電圧をヒータに印加する
制御装置に、ヒータへ印加される電圧が低いときに警報
を発する警告手段を設けたものである。
ンの排気ガス浄化装置は、直列電圧をヒータに印加する
制御装置に、ヒータへ印加される電圧が低いときに警報
を発する警告手段を設けたものである。
【００１８】第２の発明に係るエンジンの排気ガス浄化
装置は、直列電圧をヒータに印加する制御装置に、ヒー
タへ印加される電圧が低いときにヒータへの給電を絶つ
過放電防止手段を設けたものである。
装置は、直列電圧をヒータに印加する制御装置に、ヒー
タへ印加される電圧が低いときにヒータへの給電を絶つ
過放電防止手段を設けたものである。
【００１９】
【作用】第１の発明によれば、ヒータへ印加される電圧
が低いときには、それが運転者に伝えられる。
が低いときには、それが運転者に伝えられる。
【００２０】第２の発明によれば、ヒータへ印加される
電圧が低いときにはバッテリでの電力消費が抑制され
る。
電圧が低いときにはバッテリでの電力消費が抑制され
る。
【００２１】
実施例１．以下、本発明の一実施例を図１および図２に
よって詳細に説明する。図１は本発明に係るエンジンの
排気ガス浄化装置を示す構成図、図２はヒータへ印加さ
れる電圧と判定電圧とを比較するためのグラフである。
これらの図において前記図３で説明したものと同一もし
くは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は
省略する。
よって詳細に説明する。図１は本発明に係るエンジンの
排気ガス浄化装置を示す構成図、図２はヒータへ印加さ
れる電圧と判定電圧とを比較するためのグラフである。
これらの図において前記図３で説明したものと同一もし
くは同等部材については、同一符号を付し詳細な説明は
省略する。
【００２２】これらの図において、１１はヒータ４へ印
加される電圧を検出するための電圧検出器である。この
電圧検出器１１は、ヒータ４に給電する直列回路に並列
に接続されており、アラームランプ１２が接続されると
共に、制御線１３を介してタイマー９に接続されてい
る。そして、ヒータ通電時にヒータ４の両極間の電圧を
検出し、その電圧値が予め定めた値より小さい場合にア
ラームランプ１２を点灯させると共に、タイマー９を停
止させてヒータ４への通電を絶つように構成されてい
る。
加される電圧を検出するための電圧検出器である。この
電圧検出器１１は、ヒータ４に給電する直列回路に並列
に接続されており、アラームランプ１２が接続されると
共に、制御線１３を介してタイマー９に接続されてい
る。そして、ヒータ通電時にヒータ４の両極間の電圧を
検出し、その電圧値が予め定めた値より小さい場合にア
ラームランプ１２を点灯させると共に、タイマー９を停
止させてヒータ４への通電を絶つように構成されてい
る。
【００２３】電圧検出器１１がアラームランプ１２を点
灯させたりタイマー９を停止させたりする時期は、ヒー
タ４の両極間の電圧が図２中Ｖ1 に示すようにバッテリ
１個分の定格電圧より大きく、かつ定格電圧の２倍より
小さくなったときとされる。すなわち、電圧Ｖ1 が本発
明に係る判定電圧となる。
灯させたりタイマー９を停止させたりする時期は、ヒー
タ４の両極間の電圧が図２中Ｖ1 に示すようにバッテリ
１個分の定格電圧より大きく、かつ定格電圧の２倍より
小さくなったときとされる。すなわち、電圧Ｖ1 が本発
明に係る判定電圧となる。
【００２４】前記アラームランプ１２は、本実施例では
運転室内に配置されている。すなわち、電圧検出器１１
とアラームランプ１２とで第１の発明に係る警告手段が
構成されることになり、ヒータ４へ印加される電圧がＶ
1 より低いときには、それがアラームランプ１２によっ
て運転者に伝えられる。
運転室内に配置されている。すなわち、電圧検出器１１
とアラームランプ１２とで第１の発明に係る警告手段が
構成されることになり、ヒータ４へ印加される電圧がＶ
1 より低いときには、それがアラームランプ１２によっ
て運転者に伝えられる。
【００２５】また、電圧検出器１１とタイマー９とで第
２の発明に係る過放電防止手段が構成されることにな
る。なお、電圧検出器１１で低電圧が一度検出される
と、ハンチング防止のために長時間またはエンジン停止
時までヒータ４の通電遮断状態が保たれる。すなわち、
ヒータ４へ印加される電圧がＶ1 より低いときには、バ
ッテリ５，６での電力消費が抑制されることになる。
２の発明に係る過放電防止手段が構成されることにな
る。なお、電圧検出器１１で低電圧が一度検出される
と、ハンチング防止のために長時間またはエンジン停止
時までヒータ４の通電遮断状態が保たれる。すなわち、
ヒータ４へ印加される電圧がＶ1 より低いときには、バ
ッテリ５，６での電力消費が抑制されることになる。
【００２６】実施例２．なお、前記実施例ではアラーム
ランプ１２を点灯させるときと、タイマー９を停止させ
るときの判定電圧Ｖ1 を同一電圧とした例を示したが、
本発明はそのような限定にとらわれることなく、アラー
ムランプ点灯とタイマー停止の判定電圧をそれぞれ異な
る電圧とすることもできる。すなわち、バッテリ５，６
の電圧が低くなったときに先にアラームランプ１２を点
灯させ、その後にヒータ４を停止させるようにすること
もできる。
ランプ１２を点灯させるときと、タイマー９を停止させ
るときの判定電圧Ｖ1 を同一電圧とした例を示したが、
本発明はそのような限定にとらわれることなく、アラー
ムランプ点灯とタイマー停止の判定電圧をそれぞれ異な
る電圧とすることもできる。すなわち、バッテリ５，６
の電圧が低くなったときに先にアラームランプ１２を点
灯させ、その後にヒータ４を停止させるようにすること
もできる。
【００２７】実施例３．また、前記実施例では警報手段
をアラームランプ１２を使用して構成した例を示した
が、そのように光によって運転者に知らせる代わりに、
例えばブザーを用いて音によって知らせるようにするこ
ともできる。
をアラームランプ１２を使用して構成した例を示した
が、そのように光によって運転者に知らせる代わりに、
例えばブザーを用いて音によって知らせるようにするこ
ともできる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係るエ
ンジンの排気ガス浄化装置は、直列電圧をヒータに印加
する制御装置に、ヒータへ印加される電圧が低いときに
警報を発する警告手段を設けたため、ヒータへ印加され
る電圧が低いときには、それが運転者に伝えられる。
ンジンの排気ガス浄化装置は、直列電圧をヒータに印加
する制御装置に、ヒータへ印加される電圧が低いときに
警報を発する警告手段を設けたため、ヒータへ印加され
る電圧が低いときには、それが運転者に伝えられる。
【００２９】したがって、触媒の昇温不足に起因して排
気ガス（特にＨＣ）の浄化効率が低下しているのを運転
者に知らせることができるので、電圧不足となった早期
に不良，故障箇所を修理することができるようになる。
気ガス（特にＨＣ）の浄化効率が低下しているのを運転
者に知らせることができるので、電圧不足となった早期
に不良，故障箇所を修理することができるようになる。
【００３０】第２の発明に係るエンジンの排気ガス浄化
装置は、直列電圧をヒータに印加する制御装置に、ヒー
タへ印加される電圧が低いときにヒータへの給電を絶つ
過放電防止手段を設けたため、ヒータへ印加される電圧
が低いときにはバッテリでの電力消費が抑制される。
装置は、直列電圧をヒータに印加する制御装置に、ヒー
タへ印加される電圧が低いときにヒータへの給電を絶つ
過放電防止手段を設けたため、ヒータへ印加される電圧
が低いときにはバッテリでの電力消費が抑制される。
【００３１】このため、バッテリが過放電になるのを確
実に防止することができ、エンジン始動時にクランキン
グ不良を起こすのを未然に防ぐことができる。
実に防止することができ、エンジン始動時にクランキン
グ不良を起こすのを未然に防ぐことができる。
【図１】本発明に係るエンジンの排気ガス浄化装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】ヒータへ印加される電圧と判定電圧とを比較す
るためのグラフである。
るためのグラフである。
【図３】従来の排気ガス浄化装置を示す構成図である。
【図４】従来の排気ガス浄化装置でのヒータ制御を示す
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
１ エンジン ２ 排気管 ３ 触媒 ４ ヒータ ５ バッテリ ６ バッテリ ９ タイマー １０ リレー １１ 電圧検出器 １２ アラームランプ １３ 制御線
Claims (2)
- 【請求項１】 排気管中の触媒を加熱する電気式ヒータ
が設けられ、このヒータに、ヒータ不使用時に並列に接
続された２つのバッテリをヒータ使用時に直列に接続し
て直列電圧をヒータに印加する制御装置が接続されたエ
ンジンの排気ガス浄化装置において、前記制御装置に、
ヒータへ印加される電圧が予め定めた判定電圧より低い
ときに警報を発する警告手段を設けたことを特徴とする
エンジンの排気ガス浄化装置。 - 【請求項２】 排気管中の触媒を加熱する電気式ヒータ
が設けられ、このヒータに、ヒータ不使用時に並列に接
続された２つのバッテリをヒータ使用時に直列に接続し
て直列電圧をヒータに印加する制御装置が接続されたエ
ンジンの排気ガス浄化装置において、前記制御装置に、
ヒータへ印加される電圧が予め定めた判定電圧より低い
ときにヒータへの給電を絶つ過放電防止手段を設けたこ
とを特徴とするエンジンの排気ガス浄化装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4208993A JP2836395B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | エンジンの排気ガス浄化装置 |
| KR93015138A KR950012135B1 (en) | 1992-08-05 | 1993-08-04 | Exaust gas putrification apparatus of engine |
| DE4326384A DE4326384C2 (de) | 1992-08-05 | 1993-08-05 | Abgas-Reinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4208993A JP2836395B2 (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | エンジンの排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
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