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JPH09158717A - 電気加熱式触媒の電力供給制御装置 - Google Patents

電気加熱式触媒の電力供給制御装置

Info

Publication number
JPH09158717A
JPH09158717A JP7320655A JP32065595A JPH09158717A JP H09158717 A JPH09158717 A JP H09158717A JP 7320655 A JP7320655 A JP 7320655A JP 32065595 A JP32065595 A JP 32065595A JP H09158717 A JPH09158717 A JP H09158717A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
electrically heated
circuit
heated catalyst
control device
Prior art date
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Pending
Application number
JP7320655A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiko Hibino
雅彦 日比野
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP7320655A priority Critical patent/JPH09158717A/ja
Priority to ES96119628T priority patent/ES2148663T3/es
Priority to EP96119628A priority patent/EP0778400B1/en
Priority to DE69609803T priority patent/DE69609803T2/de
Priority to US08/760,449 priority patent/US5746053A/en
Publication of JPH09158717A publication Critical patent/JPH09158717A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • 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
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＥＨＣへの電力供給装置が故障した場合に、
ＥＨＣへの電力の供給を制御リレーとは別の手段で遮断
して触媒の過加熱を防止する。 【解決手段】 内燃機関１の排気通路４に設けられたＥ
ＨＣ５に電源から電力を供給する回路にＥＣＵ10によっ
て開閉制御される制御リレー11を備え、ＥＨＣ５への電
力供給をこの制御リレー11によって制御する装置におい
て、制御リレー11に短絡故障が発生した場合に、何らか
の手段でこの短絡故障を検出し、この状態でＥＨＣ５に
連続して電源から電力が供給されないように、電力供給
回路を強制的に遮断する。強制的に電力供給回路を遮断
する手段としては、電源がバッテリ８の場合に、リレ
ー、ブレーカ、ヒューズの強制溶断等があり、電源がオ
ルタネータ９の場合に、オルタネータ９の発電電力の抑
制等がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気加熱式触媒の電
力供給制御装置に関し、特に、自動車の排気通路に搭載
された電気加熱式触媒への電力の供給量を制御する制御
リレーが短絡故障を起こした時に触媒の過加熱を防止す
ることができる電気加熱式触媒の電力供給制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】車両に搭載された内燃機関から排出され
る排気ガス中にはＨＣ（炭化水素）やＮＯx(窒素酸化
物) 等の有害物質が含まれているので、内燃機関の排気
通路には一般に排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置と
しての触媒コンバータが設けられている。ところが、こ
の触媒コンバータに使用される三元触媒は、触媒の温度
が低い時 (不活性状態) には排気ガス中の有害物質の浄
化率が低いことが知られている。したがって、例えば、
内燃機関の冷間始動後の触媒コンバータが不活性の状態
では排気ガスの浄化が十分に行なえなかった。
【０００３】そこで、触媒コンバータの上流側の排気通
路に、酸化触媒が担持されると共に電気ヒータを組み込
んだ電気加熱式の第２の触媒コンバータである電気加熱
式触媒（ＥＨＣ：Electrically Heated Catalyst）を組
み込み、触媒コンバータが不活性の状態の時にこの電気
加熱式触媒を電気的に加熱して酸化触媒を活性化させ、
ＨＣの浄化を促進させるようにした排気ガス浄化装置が
提案されている。
【０００４】電気加熱式触媒への電力の供給は、触媒コ
ンバータが活性となるまでで良く、触媒コンバータの活
性化が何らかの手段で検出された後は、電気加熱式触媒
への電力の供給が停止される。また、電気加熱式触媒は
劣化もしくは故障した場合においても早期活性効果が気
体できないので、このような場合には、電気加熱式触媒
への電力の供給は停止される方が好ましい。そこで、特
開平６−１０１４５８号公報には、電気加熱式触媒が故
障又は劣化した場合に、電気加熱式触媒への電力の供給
を停止する技術が提案されている。
【０００５】一般的に、電気加熱式触媒への電力の供給
停止は、制御リレー等のスイッチによって行われてい
る。なお、この制御リレーとしては、例えば、機械的な
電磁リレーや半導体を利用したものが使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来技術においては、制御リレー自体に溶着等の故障が
発生した場合には、電力の供給停止が実行できずに電気
加熱式触媒が異常に加熱されて早期に破損する恐れがあ
るという問題がある。また、電気加熱式触媒で消費され
る電力はオルタネータで発電される電力量よりも多いた
め、バッテリが消耗して車両が走行不能に陥る可能性も
あった。
【０００７】そこで、本発明は、電気加熱式触媒に供給
する電力を制御する電力供給装置が故障した場合でも、
これを検出することができる電気加熱式触媒の電力供給
制御装置、及び、電力供給装置の故障を検出した場合に
は、触媒への電力の供給を防止して触媒の破損を防ぐこ
とができる電気加熱式触媒の電力供給制御装置を提供す
ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の第１の形態の電気加熱式触媒の電力供給制御装置
は、空燃比のフィードバック制御装置を備えた内燃機関
の排気通路に設けられた電気加熱式触媒の電力供給制御
装置であって、この電気加熱式触媒への電源からの電力
供給回路に、内燃機関の制御回路によって開閉制御され
る回路開閉手段を備えるものにおいて、内燃機関の排気
ガス温度を検出する排気温検出手段を、電気加熱式触媒
の下流側の排気通路に設けると共に、この排気温検出手
段の出力と、空燃比フィードバック制御装置の空燃比検
出手段の出力が入力される異常検出手段とを設け、この
異常検出手段は、電気加熱式触媒の加熱時期でない時
で、且つ、空燃比検出手段の検出値が正常値を示す時
に、排気温検出手段の検出値が基準値を越えた場合に、
回路開閉手段の異常と判定することを特徴としている。
【０００９】前記目的を達成する本発明の第２の形態の
電気加熱式触媒の電力供給制御装置は、内燃機関の排気
通路に設けられた電気加熱式触媒の電力供給制御装置で
あって、この電気加熱式触媒への電源からの電力供給回
路に内燃機関の制御回路によって開閉制御される回路開
閉手段を備えるものにおいて、回路開閉手段による電気
加熱式触媒への電力の供給が停止できない故障の発生を
検出する故障検出手段を設けると共に、電源から電気加
熱式触媒への電力供給回路の途中に、動作時にこの電力
供給回路を強制的に遮断する回路強制遮断手段を、回路
開閉手段とは別に設け、故障検出手段による故障の検出
時に、回路強制遮断手段を動作させるようにしたことを
特徴としている。
【００１０】この第２の形態の電気加熱式触媒の電力供
給制御装置においては、回路強制遮断手段として、回路
開閉手段と同じ構成の回路開閉手段を使用しても良く、
また、電力供給回路の脇に設けられてこの電力供給回路
を外部から切断する切断手段を備えた交換可能なユニッ
ト構成としても良い。前記目的を達成する本発明の第３
の形態の電気加熱式触媒の電力供給制御装置は、内燃機
関の排気通路に並列接続されて複数個設けられた電気加
熱式触媒に電力を供給する電力供給制御装置であって、
並列接続された電気加熱式触媒の前段部の電源からの電
力供給回路に内燃機関の制御回路によって開閉制御され
る回路開閉手段を備えるものにおいて、回路開閉手段に
よる電気加熱式触媒への電力の供給が停止できない故障
の発生を検出する故障検出手段を設けると共に、並列接
続された電気加熱式触媒を、電源に対して直列に接続す
る接続切換手段とを設け、故障検出手段による故障の検
出時に、接続切換手段を動作させて全ての電気加熱式触
媒を直列に接続するようにしたことを特徴としている。
【００１１】前記目的を達成する本発明の第４の形態の
電気加熱式触媒の電力供給制御装置は、内燃機関の排気
通路に設けられた電気加熱式触媒の電力供給制御装置で
あって、この電気加熱式触媒への電源からの電力供給回
路に内燃機関の制御回路によって開閉制御される回路開
閉手段を備えるものにおいて、電源を内燃機関によって
駆動されて発電を行う発電機とすると共に、回路開閉手
段による電気加熱式触媒への電力の供給が停止できない
故障の発生を検出する故障検出手段と、故障検出手段に
よる故障の検出時に、内燃機関の回転数を低下させる発
電量制御手段とを設けたことを特徴としている。
【００１２】前記目的を達成する本発明の第５の形態の
電気加熱式触媒の電力供給制御装置は、内燃機関の排気
通路に設けられた電気加熱式触媒の電力供給制御装置で
あって、この電気加熱式触媒への電源からの電力供給回
路に内燃機関の制御回路によって開閉制御される回路開
閉手段を備えるものにおいて、電源を内燃機関によって
駆動されて発電を行う発電機とすると共に、回路開閉手
段による電気加熱式触媒への電力の供給が停止できない
故障の発生を検出する故障検出手段と、故障検出手段に
よる故障の検出時に、発電機の界磁電流を抑える界磁電
流抑制手段とを設けたことを特徴としている。
【００１３】本発明の第１の形態によれば、内燃機関の
排気ガス温度と空燃比によって、正確に電気加熱式触媒
への電力供給回路の回路開閉手段の異状を判定すること
ができる。本発明の第２の形態によれば、電気加熱式触
媒への電力供給回路の回路開閉手段の異状を検出した場
合に、電気加熱式触媒への電力供給回路が強制的に切断
されるので、触媒の過加熱を抑えることができ、電力供
給回路の故障時の対応の信頼性が向上する。また、強制
回路切断手段を電力供給制御回路の回路開閉弁と同じに
すれば、部品を共通化できてコストの削減が図れる。更
に、強制回路切断手段を交換可能にしておけば、電力供
給回路を容易に復元できる。
【００１４】本発明の第３の形態によれば、電気加熱式
触媒への電力供給回路の回路開閉手段の異状を検出した
場合に、複数個の電気加熱式触媒を直列接続に切り換え
ることによって全体の抵抗値を増やし、流れる電流を減
らすことによって触媒の過加熱を防止することができ
る。本発明の第４、及び第５の形態によれば、内燃機関
に駆動される発電機の発電力を抑えることによって触媒
の過加熱を抑えることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施形態を詳細に説明する。図１は本発明の電気加熱式触
媒の電力供給制御装置における電力供給回路の故障状態
の検出の第１の実施形態を示す図である。図１において
１は内燃機関であり、その吸気通路２にはエアクリーナ
３が設けられている。また、内燃機関１の排気通路４に
は通常の触媒コンバータ６が設けられており、この通常
の触媒コンバータ６の上流側に近接して電気加熱式触媒
（以後ＥＨＣという）５が設けられている。
【００１６】ＥＨＣ５への電力の供給は、この実施形態
では内燃機関１を駆動するバッテリ８からＥＨＣ用のヒ
ューズ７を通じて行なわれ、ヒューズ７とＥＨＣ５との
間にはＥＨＣ５への電力供給をオン、オフする制御リレ
ー１１が設けられている。この制御リレー１１のオン、
オフ制御は、ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニッ
ト）１０によって行なわれる。
【００１７】更に、この実施形態ではヒューズ７と制御
リレー１１の間の電力供給回路に電流検出手段であるホ
ール素子ユニット１２が設けられている。このホール素
子ユニット１２は、電力供給回路に電流が流れた時に発
生する磁気を検出して電流量を検出するものであり、検
出した電流値はＥＣＵ１０に入力される。以上のように
構成された電力供給回路の故障状態の検出の第１の実施
形態を備えたＥＨＣ５の電力供給制御装置においては、
ＥＣＵ１０は、制御リレー１１をオンしていない時に、
ホール素子ユニット１２から電流の検出信号が入力され
たことをもって、制御リレー１１が短絡故障したと判定
することができる。
【００１８】図２は本発明の電気加熱式触媒の電力供給
制御装置における電力供給回路の故障状態の検出の第２
の実施形態を示す図である。この第２の実施形態の構成
は、前述の電力供給回路の故障状態の検出の第１の実施
形態の構成と電力供給回路に流れる電流の検出方法が異
なるだけであるので、図１で説明した電力供給回路の故
障状態の検出の第１の実施形態と同じ構成部材には同じ
符号を付してその説明を省略する。
【００１９】図１で説明した電力供給回路の故障状態の
検出の第１の実施形態では、電力供給回路を流れる電流
をホール素子ユニット１２を用いて検出していたが、こ
の第２の実施形態では、ヒューズ７と制御リレー１１の
間の電力供給回路にシャント抵抗１３が設けられてお
り、このシャント抵抗１３の両端の電圧の検出値がＥＣ
Ｕ１０に入力されるようになっている。
【００２０】以上のように構成された電力供給回路の故
障状態の検出の第２の実施形態を備えたＥＨＣ５の電力
供給制御装置においては、ＥＣＵ１０は、制御リレー１
１をオンしていない時に、シャント抵抗１３の両端に電
圧が生じたことをもってシャント抵抗１３の値から電流
が流れたことを検出し、制御リレー１１が短絡故障した
と判定することができる。
【００２１】図３は本発明の電気加熱式触媒の電力供給
制御装置における電力供給回路の故障状態の検出の第３
の実施形態を示す図である。この第３の実施形態の構成
が、電力供給回路の故障状態の検出の第１の実施形態の
構成と異なる点は、第１の実施形態では電力供給回路に
流れる電流を検出して制御リレー１１が短絡故障を判定
していたのに対して、ＥＨＣ５の端子電圧を検出するこ
とによって制御リレー１１の短絡故障の判定を行なう点
のみである。従って、図１で説明した電力供給回路の故
障状態の検出の第１の実施形態と同じ構成部材には同じ
符号を付してその説明を省略する。
【００２２】図１で説明した電力供給回路の故障状態の
検出の第１の実施形態では、電力供給回路を流れる電流
をホール素子ユニット１２を用いて検出していたが、電
力供給回路の故障状態の検出の第３の実施形態では、Ｅ
ＨＣ５の電源端子に印加される電圧がＥＣＵ１０に入力
されるようになっている。以上のように構成された電力
供給回路の故障状態の検出の第３の実施形態を備えたＥ
ＨＣ５の電力供給制御装置においては、ＥＣＵ１０は、
制御リレー１１をオンしていない時に、ＥＨＣ５の電源
端子に電圧が生じたことをもって、制御リレー１１が短
絡故障したと判定することができる。
【００２３】図４は本発明の電気加熱式触媒の電力供給
制御装置における電力供給回路の故障状態の検出の第４
の実施形態を示す図である。この第４の実施形態の構成
は電力供給回路の故障状態の検出の第３の実施形態の構
成と殆ど同じであるので、図３と同じ構成部材には同じ
符号を付してその説明を省略する。電力供給回路の故障
状態の検出の第３の実施形態ではＥＨＣ５の端子電圧を
検出することによって制御リレー１１が短絡故障を判定
していたのに対して、電力供給回路の故障状態の検出の
第４の実施形態では、ＥＨＣ５の温度を検出することに
よって制御リレー１１が短絡故障を判定している。この
ため、電力供給回路の故障状態の検出の第４の実施形態
では、ＥＨＣ５の近傍に温度センサ１４が取り付けられ
ており、温度センサ１４の温度検出値がＥＣＵ１０に入
力されるようになっている。
【００２４】以上のように構成された電力供給回路の故
障状態の検出の第４の実施形態を備えたＥＨＣ５の電力
供給制御装置においては、ＥＣＵ１０は、制御リレー１
１をオンしていない時に、温度センサ１４がＥＨＣ５が
加熱された時の温度を検出したことをもって、制御リレ
ー１１が短絡故障したと判定することができる。図５は
本発明の電気加熱式触媒の電力供給制御装置における電
力供給回路の故障状態の検出の第５の実施形態を示す図
である。この第５の実施形態は、空燃比のフィードバッ
ク制御装置を備えた内燃機関１に適用される。空燃比の
フィードバック制御装置を備えた内燃機関１には、ＥＨ
Ｃ５と通常の触媒コンバータ６の上流側と下流側の排気
通路４にそれぞれ空燃比センサ（Ｏ2 センサ）１５，１
６が設けられている。この構成に加えて、電力供給回路
の故障状態の検出の第５の実施形態では、通常の触媒コ
ンバータ６の下流側の排気通路４に、排気温センサ１７
が設けられている。Ｏ2 センサ１５，１６の検出値、及
び排気温センサ１７の検出値はそれぞれＥＣＵ１０に入
力される。ＥＨＣ５には前述の実施形態と同様にバッテ
リ８からの電力がヒューズ７と制御リレー１１を通じて
印加される点は変わらない。
【００２５】以上のように構成された電力供給回路の故
障状態の検出の第５の実施形態を備えたＥＨＣ５の電力
供給制御装置においては、ＥＣＵ１０は、制御リレー１
１をオンしていない時で、且つ、Ｏ2 センサ１５，１６
が通常の空燃比の検出値を示す時に、排気温センサ１７
の検出値がＥＨＣ５が加熱された時の温度を検出したこ
とをもって、制御リレー１１が短絡故障したと判定する
ことができる。この判定では、燃料噴射量が増量されて
排気ガス温度が高くなった場合には制御リレー１１が短
絡故障したと判定しないので、誤判定を防ぐことができ
る。
【００２６】図６は本発明の電気加熱式触媒の電力供給
制御装置における電力供給回路の故障状態の検出の第６
の実施形態を示す図である。この第６の実施形態は、図
１で説明した電力供給回路を流れる電流値の検出と、図
３で説明したＥＨＣ５の端子電圧の検出とを組み合わせ
たものであり、両図で説明した構成部材と同じ構成部材
には同じ符号を付してある。
【００２７】電力供給回路の故障状態の検出の第６の実
施形態では、電力供給回路に設けられた電流センサであ
るホール素子ユニット１２の電流検出値と、ＥＨＣ５の
端子電圧とがＥＣＵ１０に入力されており、ＥＣＵ１０
は入力される電流値と電圧値とからＥＨＣ５の抵抗値を
検出することができる。ＥＨＣ５の抵抗値には温度勾配
があり、ＥＨＣ５の温度が高くなれば、ＥＨＣ５の抵抗
値は高くなる。
【００２８】以上のように構成された電力供給回路の故
障状態の検出の第６の実施形態を備えたＥＨＣ５の電力
供給制御装置においては、ＥＣＵ１０は、制御リレー１
１をオンしていない時に、ＥＨＣ５の抵抗値が基準値を
超えて異常に上昇したことをもって制御リレー１１が短
絡故障したと判定することができる。次に、以上のよう
な電力供給回路の故障状態の検出の実施形態によって、
ＥＨＣ５の電力供給制御装置において電力供給回路の制
御リレー１１に短絡故障が発生したことが検出された場
合に、ＥＨＣ５が溶損しないようにする、あるいはバッ
テリが消耗しないようにするための対策について説明す
る。
【００２９】図７は本発明の電気加熱式触媒の電力供給
制御装置の第１の実施形態の構成を示す図である。図７
において１は内燃機関であり、その吸気通路２にはエア
クリーナ３が設けられている。また、内燃機関１の排気
通路４には通常の触媒コンバータ６が設けられており、
この通常の触媒コンバータ６の上流側に近接してＥＨＣ
５が設けられている。
【００３０】ＥＨＣ５への電力の供給は、この実施形態
では内燃機関１を駆動するバッテリ８からＥＨＣ用のヒ
ューズ７を通じて行なわれ、ヒューズ７とＥＨＣ５との
間にはＥＨＣ５への電力供給をオン、オフする制御リレ
ー１１が設けられている。この制御リレー１１のオン、
オフ制御は、ＥＣＵ１０によって行なわれる。また、Ｅ
ＣＵ１０には、図１〜図６で説明した制御リレー１１の
故障検出装置の何れかが接続されている。
【００３１】更に、この実施形態ではヒューズ７と制御
リレー１１の間の電力供給回路に回路遮断用のリレー２
１が設けられている。このリレー２１は制御リレー１１
と全く同じ構成のものを用いることができ、ＥＣＵ１０
によって開閉制御される。以上のように構成された第１
の実施形態のＥＨＣ５の電力供給制御装置においては、
故障検出装置２０によって制御リレー１１が短絡故障し
たと判定された時に、ＥＣＵ１０によりリレー２１がオ
フされ、バッテリ８からＥＨＣ５への電力の供給が遮断
される。この結果、ＥＨＣ５の過度の加熱を抑えること
ができ、故障時の対応の信頼性が向上する。また、リレ
ー２１に制御リレー１１と同じものを使用すれば、部品
の共通化を図ることができる。
【００３２】図８は本発明の電気加熱式触媒の電力供給
制御装置の第２の実施形態の構成を示す図である。この
第２の実施形態の構成が前述の第１の実施形態の構成と
異なる点は、ＥＨＣ５への電力供給回路の遮断の構成の
みである。従って、図７で説明した電気加熱式触媒の電
力供給制御装置の第１の実施形態と同じ構成部材には同
じ符号を付してその説明を省略する。
【００３３】図７で説明した電気加熱式触媒の電力供給
制御装置の第１の実施形態では、電力供給回路の遮断が
ヒューズ７と制御リレー１１の間に設けられたリレー２
１で行なわれていたが、この第２の実施形態では、ヒュ
ーズ７の近傍にヒューズ溶断用のヒータ２２が設けられ
ている。このヒータ２２はＥＣＵ１０から電力が供給さ
れることによって加熱され、加熱されるとヒータ２２の
熱でヒューズ７が溶断するようになっている。
【００３４】以上のように構成された電気加熱式触媒の
電力供給制御装置の第２の実施形態においては、故障検
出装置２０によって制御リレー１１が短絡故障したと判
定された時に、ＥＣＵ１０によってヒータ２２に電力の
供給が行なわれ、ヒューズ７が溶断するとバッテリ８か
らＥＨＣ５への電力の供給を遮断することができる。こ
の結果、ＥＨＣ５が過度に加熱されるのを抑えることが
でき、故障時の対応の信頼性が向上する。
【００３５】図９は本発明の電気加熱式触媒の電力供給
制御装置の第３の実施形態の構成を示す図である。この
第３の実施形態の構成が前述の第２の実施形態の構成と
異なる点は、ヒューズ７を溶断する構成のみである。従
って、図８で説明した電気加熱式触媒の電力供給制御装
置の第１の実施形態と同じ構成部材には同じ符号を付し
てその説明を省略する。
【００３６】図８で説明した電気加熱式触媒の電力供給
制御装置の第２の実施形態では、ヒューズ７の近傍にヒ
ューズ溶断用のヒータ２２が設けられているが、この第
３の実施形態では、ヒューズ７の近傍にヒューズ溶断用
のヒータ２２の代わりにバーナ２３が設けられている。
このバーナ２３はＥＣＵ１０からの点火信号によって点
火されて火炎を発生し、この火炎によってヒューズ７が
溶断するようになっている。
【００３７】以上のように構成された電気加熱式触媒の
電力供給制御装置の第３の実施形態においては、故障検
出装置２０によって制御リレー１１が短絡故障したと判
定された時に、ＥＣＵ１０によってバーナ２３が点火さ
れて火炎がヒューズ７に向かって発生し、ヒューズ７が
溶断するとバッテリ８からＥＨＣ５への電力の供給が遮
断される。この結果、ＥＨＣ５が過度に加熱されるのが
防止され、故障時の対応の信頼性が向上する。
【００３８】図１０は本発明の電気加熱式触媒の電力供
給制御装置の第４の実施形態の構成を示す図である。こ
の第４の実施形態の構成が前述の第１の実施形態の構成
と異なる点は、ＥＨＣ５への電力供給回路の遮断の構成
のみである。従って、図７で説明した電気加熱式触媒の
電力供給制御装置の第１の実施形態と同じ構成部材には
同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３９】図７で説明した電気加熱式触媒の電力供給
制御装置の第１の実施形態では、電力供給回路の遮断が
ヒューズ７と制御リレー１１の間に設けられたリレー２
１で行なわれていたが、この第４の実施形態では、ヒュ
ーズ７と制御リレー１１との間にブレーカ３０が設けら
れている。このブレーカ３０はＥＣＵ１０から電力が供
給されることによって動作し、ヒューズ７と制御リレー
１１の間の電力供給回路を遮断するようになっている。
【００４０】以上のように構成された電気加熱式触媒の
電力供給制御装置の第４の実施形態においては、故障検
出装置２０によって制御リレー１１が短絡故障したと判
定された時に、ＥＣＵ１０によってブレーカ３０に電力
の供給が行なわれ、ヒューズ７と制御リレー１１の間の
電力供給回路が遮断されると、バッテリ８からＥＨＣ５
への電力の供給を遮断することができる。この結果、Ｅ
ＨＣ５が過度に加熱されるのを抑えることができ、故障
時の対応の信頼性が向上する。
【００４１】図１１(a) から(d) は図１０のブレーカ３
０の内部構成の実施例を示す図である。図１１(a) に示
すブレーカ３０では、ブレーカ３０の中に高温になると
オフする接点３１が設けられており、この接点３１の脇
には電力供給回路を分岐して設けられた加熱コイル３２
が設けられている。このブレーカ３０では、ＥＨＣ５へ
の電力の供給量が基準値を超えると、加熱コイル３２に
流れる電流が増大し、加熱コイル３２が発熱して接点３
１がオフするようになっている。図１１(a) の実施例で
はこのブレーカ３０内の加熱コイル３２の近傍に図８で
説明したヒータ２２が設けられている。このヒータ２２
は制御リレー１１が短絡故障したと判定された時にＥＣ
Ｕ１０によって電力が供給されると、加熱コイル３２と
同様の働きをして接点３１がオフするようになってい
る。
【００４２】図１１(b) に示すブレーカ３０では、ブレ
ーカ３０の中に高温になるとオフする接点３１と加熱コ
イル３２が直列に接続されて設けられており、加熱コイ
ル３２は折り返されてこの接点３１の脇に位置するよう
になっている。このブレーカ３０でも、ＥＨＣ５への電
力の供給量が基準値を超えると、加熱コイル３２に流れ
る電流が増大し、加熱コイル３２が発熱して接点３１が
オフするようになっている。図１１(b) の実施例ではこ
のブレーカ３０内の加熱コイル３２の近傍に図８で説明
したヒータ２２が設けられている。このヒータ２２は制
御リレー１１が短絡故障したと判定された時にＥＣＵ１
０によって電力が供給されると、加熱コイル３２と同様
の働きをして接点３１がオフするようになっている。
【００４３】図１１(c) に示すブレーカ３０では、ブレ
ーカ３０の中に高温になると変形して電力供給回路をオ
フするバイメタルスイッチ３３が設けられており、この
バイメタルスイッチ３３の脇にはＥＣＵによって駆動さ
れるバーナ２３が設けられている。このバーナ２３は図
９で説明したものと同じで良い。このブレーカ３０で
は、ＥＨＣ５への電力の供給量が基準値を超えると、バ
イメタルスイッチ３３に流れる電流が増大し、バイメタ
ルスイッチ３３が発熱して実線の位置から破線の位置ま
で変形し、電力供給回路が遮断されるようになってい
る。図１１(c) の実施例では制御リレー１１が短絡故障
したと判定された時に、ＥＣＵ１０によってバーナ２３
が点火され、その火炎によってバイメタルが変形して電
力供給回路が遮断される。
【００４４】図１１(d) に示すブレーカ３０は、図１１
(c) に示すブレーカ３０とほぼ同じ構成であり、その中
に高温になると変形して電力供給回路をオフするバイメ
タルスイッチ３３が設けられている。図１１(c) の実施
例ではこのバイメタルスイッチ３３の脇にＥＣＵによっ
て駆動されるバーナ２３が設けられていたが、図１１
(d) の実施例では図８で説明したヒータ２２が設けられ
ている。
【００４５】このブレーカ３０では、ＥＨＣ５への電力
の供給量が基準値を超えると、バイメタルスイッチ３３
に流れる電流が増大し、バイメタルスイッチ３３が発熱
して実線の位置から破線の位置まで変形し、電力供給回
路が遮断されるようになっている。図１１(d) の実施例
では制御リレー１１が短絡故障したと判定された時に、
ＥＣＵ１０によってヒータ２２に電力が供給され、その
熱によってバイメタルが変形して電力供給回路が遮断さ
れる。
【００４６】図１２は本発明の電気加熱式触媒の電力供
給制御装置の第５の実施形態の構成を示す図であり、Ｅ
ＨＣ５を２個使用する車両に適用される。この実施形態
では、バッテリ８からヒューズ７と制御リレー１１を介
して供給される電力は、並列に接続された２つのＥＨＣ
５Ａ，５Ｂに供給されるようになっている。制御リレー
１１がＥＣＵ１０に駆動され、ＥＣＵ１０には故障検出
回路２０が接続されている点は前述の第１から第４の実
施形態と同じである。
【００４７】一方のＥＨＣ５Ａの入力端子には制御リレ
ー１１から直接電力供給回路が接続されており、ＥＨＣ
５のアース端子は、通常は切換片が実線の位置にある切
換スイッチＳＷ１を介して接地されている。また、他方
のＥＨＣ５の入力端子には制御リレー１１から、通常は
切換片が実線の位置にある切換スイッチＳＷ２を介して
電力供給回路が接続されており、ＥＨＣ５のアース端子
は接地されている。そして、切換スイッチＳＷ１とＳＷ
２の通常は接続されない接点同士は電気的に接続されて
いる。
【００４８】以上のように構成された電気加熱式触媒の
電力供給制御装置の第５の実施形態においては、故障検
出装置２０によって制御リレー１１が短絡故障したと判
定された時に、ＥＣＵ１０によって切換スイッチＳＷ
１，ＳＷ２が実線位置から点線位置に切り換わる。ＥＨ
Ｃ５ＡとＥＨＣ５Ｂとは電力供給回路に直列に接続され
る。すると、ＥＨＣ５ＡとＥＨＣ５Ｂで消費される電流
は、ＥＨＣ５ＡとＥＨＣ５Ｂが並列に接続されていた時
に比べて半分になるので、発熱量は４分の１になる。こ
の結果、ＥＨＣ５が過度に加熱されるのを抑えることが
でき、故障時の対応の信頼性が向上する。
【００４９】図１３は本発明の電気加熱式触媒の電力供
給制御装置の第６の実施形態の構成を示す図である。内
燃機関１の近傍には一般に、内燃機関１によって駆動さ
れて発電を行う発電機（オルタネータ）９が設けられて
おり、オルタネータ９の発電によって車両に搭載された
バッテリ８を充電するようになっている。このオルタネ
ータ９にはＥＣＵ１０からの制御信号が入力されるよう
になっている。
【００５０】この実施形態では、オルタネータ９とバッ
テリ８との間にＥＣＵ１０によって切り換え制御される
切換スイッチＳＷ３が設けられており、この切換スイッ
チＳＷ３は、通常はオルタネータ９の出力をバッテリ８
に接続しているが、ＥＨＣ５の加熱時にはオルタネータ
９の出力をＥＨＣ５側に接続するようになっている。す
なわち、ＥＨＣ５の加熱時にはＥＨＣ５にはバッテリ８
から電力が供給されず、オルタネータ９の出力が切換ス
イッチＳＷ３、及び、ヒューズ７を介してＥＨＣ５に供
給されるようになっている。そして、ＥＨＣ５の加熱時
にはＥＣＵ１０がオルタネータ９の発電量を増大させる
ようになっている。
【００５１】以上のように構成された電気加熱式触媒の
電力供給制御装置の第６の実施形態においては、故障検
出装置２０によって切換スイッチＳＷ３がバッテリ８側
接続状態に切り換えられず、ＥＨＣ側接続状態で固着
（溶着）したと判定された場合に、ＥＣＵ１０によって
内燃機関１の回転数が抑えられ、オルタネータ９の発電
量が抑えられる。この結果、ＥＨＣ５が過度に加熱され
るのを抑えることができ、故障時の対応の信頼性が向上
する。
【００５２】図１４は本発明の電気加熱式触媒の電力供
給制御装置の第７の実施形態の構成を示す図である。第
７の実施形態の構成は、図１３で説明した第６の実施形
態の構成とほぼ同じであるので、同じ構成部材には同じ
符号を付してその説明を省略する。図１３で説明した第
６の実施形態の電気加熱式触媒の電力供給制御装置で
は、故障検出装置２０によって切換スイッチＳＷ３がバ
ッテリ８側接続状態に切り換えられず、ＥＨＣ側接続状
態で固着（溶着）したと判定された場合に、ＥＣＵ１０
によって内燃機関１の回転数が抑えられ、オルタネータ
９の発電量が抑えられていた。一方、第７の実施形態の
電気加熱式触媒の電力供給制御装置では、故障検出装置
２０によって切換スイッチＳＷ３がバッテリ８側接続状
態に切り換えられず、ＥＨＣ側接続状態で固着（溶着）
したと判定された場合に、ＥＣＵ１０によってオルタネ
ータ９の界磁電流が抑えられてオルタネータ９の発電量
が抑えられる点のみが異なる。
【００５３】図１５は図１４のオルタネータの内部構成
の一実施例の構成を示す図であり、切換スイッチＳＷ３
がオルタネータ９の本体に内蔵された実施例を示すもの
である。図１５において、９はオルタネータであり、そ
の内部には３相星型結線されたステータコイル９１、ロ
ータコイル９２、ブラシ９３、ダイオードブリッジから
なる３相全波整流機９４、ＩＣレギュレータ９５、及び
切換スイッチＳＷ３Ａ，ＳＷ３Ｂがある。切換スイッチ
ＳＷ３Ａ，ＳＷ３ＢはＥＣＵ１０によって切り換えられ
るようになっている。切換スイッチＳＷ３Ｂはロータコ
イル９２の一端をＥＣＵ１０に接続するか、ＩＣレギュ
レータ９５に接続する。また、切換スイッチＳＷ３Ａは
３相全波整流器９４をＩＣレギュレータ９５に接続する
か、或いはヒューズ７を通じてＥＨＣ５に接続する。Ｉ
Ｃレギュレータ９５には充電端子Ｂ、イグニッションス
イッチ９７に接続するイグニッション端子ＩＧ、チャー
ジランプ９６に接続するランプ端子Ｌ、ロータコイル９
２が接続する界磁電流端子Ｆ、ステータコイル９１の１
相に接続する位相端子Ｐ、及び接地されるアース端子Ｅ
がある。チャージランプ９６の他端はイグニッションス
イッチ９７に接続されており、イグニッションスイッチ
９７の他端はバッテリ８、及び図示しない自動車の他の
電気回路に接続されている。
【００５４】以上のように構成された実施例では、イグ
ニッションスイッチ９７がオンされている通常の状態で
は切換スイッチＳＷ３Ａ，ＳＷ３Ｂが点線側に接続され
ており、ステータコイル９１で発生した電力は３相全波
整流器１４で整流された後にＩＣレギュレータ９５を経
てバッテリ８に入力される。このときチャージランプ９
６も点灯する。
【００５５】一方、イグニッションスイッチ９７がオン
された後の電気加熱式触媒の電力の供給時期において
は、ＥＣＵ１０によって切換スイッチＳＷ３Ａ，ＳＷ３
Ｂが実線側に切り換えられ、ステータコイル９１で発生
した電力は３相全波整流器９４で整流された後に全て、
ヒューズ７を通じてＥＨＣ５に入力される。このときチ
ャージランプ９６は点灯しない。この状態で、ＥＣＵ１
０がロータコイル９２に流す界磁電流を低下させること
により、オルタネータ９の発電量が抑えられる。
【００５６】図１６は本発明の電気加熱式触媒の電力供
給制御装置の第８の実施形態の構成を示す図である。第
８の実施形態の電気加熱式触媒の電力供給制御装置は、
図８及び図９で説明した第２及び第３の実施形態の変形
形態を示すものである。従って、図８，図９で説明した
電気加熱式触媒の電力供給制御装置の第２，第３の実施
形態と同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省
略する。
【００５７】図８，図９で説明した電気加熱式触媒の電
力供給制御装置の第２、第３の実施形態では、ヒューズ
７の近傍にヒューズ溶断用のヒータ２２、あるいはバー
ナ２３が設けられているが、この第８の実施形態では、
ヒューズ７の近傍にヒューズ７を吹き飛ばす火薬２４が
設けられている。この火薬２４はＥＣＵ１０からの点火
信号によって点火されて爆発し、この爆風によってヒュ
ーズ７が吹き飛ぶようになっている。
【００５８】以上のように構成された電気加熱式触媒の
電力供給制御装置の第８の実施形態においては、故障検
出装置２０によって制御リレー１１が短絡故障したと判
定された時に、ＥＣＵ１０によって火薬２４が点火され
て爆発し、その爆風でヒューズ７が吹き飛ぶとバッテリ
８からＥＨＣ５への電力の供給が遮断される。この結
果、ＥＨＣ５が過度に加熱されるのが防止され、故障時
の対応の信頼性が向上する。この実施形態は、最も簡単
で確実に、且つ、安価に電力供給回路を遮断することが
できる方法である。
【００５９】なお、以上説明した電気加熱式触媒の電力
供給制御装置の実施形態において、電力供給回路の一部
を遮断するものにおいては、遮断部分を交換可能なユニ
ット構成にしておけば、遮断後の電力供給回路を容易に
復元することができる。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気加熱
式触媒の電力供給制御装置によれば、電気加熱式触媒に
供給する電力を制御する電力供給装置が故障した場合で
も、これを検出することができる。また、電力供給装置
の故障を検出した場合には、触媒への電力の供給を防止
して触媒の過熱による破損、及びバッテリの消耗を防ぐ
ことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気加熱式触媒の電力供給制御装置に
おける電力供給回路の故障状態の検出の第１の実施形態
を示す図である。
【図２】本発明の電気加熱式触媒の電力供給制御装置に
おける電力供給回路の故障状態の検出の第２の実施形態
を示す図である。
【図３】本発明の電気加熱式触媒の電力供給制御装置に
おける電力供給回路の故障状態の検出の第３の実施形態
を示す図である。
【図４】本発明の電気加熱式触媒の電力供給制御装置に
おける電力供給回路の故障状態の検出の第４の実施形態
を示す図である。
【図５】本発明の電気加熱式触媒の電力供給制御装置に
おける電力供給回路の故障状態の検出の第５の実施形態
を示す図である。
【図６】本発明の電気加熱式触媒の電力供給制御装置に
おける電力供給回路の故障状態の検出の第６の実施形態
を示す図である。
【図７】本発明の電気加熱式触媒の電力供給制御装置の
第１の実施形態の構成を示す図である。
【図８】本発明の電気加熱式触媒の電力供給制御装置の
第２の実施形態の構成を示す図である。
【図９】本発明の電気加熱式触媒の電力供給制御装置の
第３の実施形態の構成を示す図である。
【図１０】本発明の電気加熱式触媒の電力供給制御装置
の第４の実施形態の構成を示す図である。
【図１１】(a) から(d) は図１０のブレーカの内部構成
の実施例を示す図である。
【図１２】本発明の電気加熱式触媒の電力供給制御装置
の第５の実施形態の構成を示す図である。
【図１３】本発明の電気加熱式触媒の電力供給制御装置
の第６の実施形態の構成を示す図である。
【図１４】本発明の電気加熱式触媒の電力供給制御装置
の第７の実施形態の構成を示す図である。
【図１５】図１４のオルタネータの内部構成の一実施例
の構成を示す図である。
【図１６】本発明の電気加熱式触媒の電力供給制御装置
の第８の実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…内燃機関 ２…吸気通路 ４…排気通路 ５…電気加熱式触媒 ６…通常の触媒コンバータ ８…バッテリ ９…オルタネータ １０…ＥＣＵ １１…制御リレー １２…ホール素子ユニット １３…シャント抵抗 １４…温度センサ １５，１６…Ｏ2 センサ １７…排気温センサ ２０…故障検出装置 ２１…リレー ２２…ヒータ ２３…バーナ ２４…火薬 ３０…ブレーカ ９１…ステータコイル ９２…ロータコイル ９４…３相全波整流器 ９５…ＩＣレギュレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５Ｅ ３９５ ３９５Ａ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 空燃比のフィードバック制御装置を備え
    た内燃機関の排気通路に設けられた電気加熱式触媒の電
    力供給制御装置であって、この電気加熱式触媒への電源
    からの電力供給回路に、内燃機関の制御回路によって開
    閉制御される回路開閉手段を備えるものにおいて、 内燃機関の排気ガス温度を検出する排気温検出手段を、
    前記電気加熱式触媒の下流側の排気通路に設けると共
    に、この排気温検出手段の出力と、前記空燃比フィード
    バック制御装置の空燃比検出手段の出力が入力される異
    常検出手段とを設け、この異常検出手段は、前記電気加
    熱式触媒の加熱時期でない時で、且つ、前記空燃比検出
    手段の検出値が正常値を示す時に、前記排気温検出手段
    の検出値が基準値を越えた場合に、前記回路開閉手段の
    異常と判定することを特徴とする電気加熱式触媒の電力
    供給制御装置。
  2. 【請求項２】 内燃機関の排気通路に設けられた電気加
    熱式触媒の電力供給制御装置であって、この電気加熱式
    触媒への電源からの電力供給回路に内燃機関の制御回路
    によって開閉制御される回路開閉手段を備えるものにお
    いて、 前記回路開閉手段による前記電気加熱式触媒への電力の
    供給が停止できない故障の発生を検出する故障検出手段
    を設けると共に、前記電源から前記電気加熱式触媒への
    電力供給回路の途中に、動作時にこの電力供給回路を強
    制的に遮断する回路強制遮断手段を、前記回路開閉手段
    とは別に設け、前記故障検出手段による故障の検出時
    に、前記回路強制遮断手段を動作させるようにしたこと
    を特徴とする電気加熱式触媒の電力供給制御装置。
  3. 【請求項３】 前記回路強制遮断手段として、前記回路
    開閉手段と同じ構成の回路開閉手段が使用されているこ
    とを特徴とする請求項２に記載の電気加熱式触媒の電力
    供給制御装置。
  4. 【請求項４】 前記回路強制遮断手段が、前記電力供給
    回路の脇に設けられてこの電力供給回路を外部から切断
    する切断手段を備え、且つ、交換可能なユニット構成と
    なっていることを特徴とする請求項２に記載の電気加熱
    式触媒の電力供給制御装置。
  5. 【請求項５】 内燃機関の排気通路に並列接続されて複
    数個設けられた電気加熱式触媒に電力を供給する電力供
    給制御装置であって、並列接続された電気加熱式触媒の
    前段部の電源からの電力供給回路に内燃機関の制御回路
    によって開閉制御される回路開閉手段を備えるものにお
    いて、 前記回路開閉手段による前記電気加熱式触媒への電力の
    供給が停止できない故障の発生を検出する故障検出手段
    を設けると共に、前記並列接続された電気加熱式触媒
    を、前記電源に対して直列に接続する接続切換手段とを
    設け、前記故障検出手段による故障の検出時に、前記接
    続切換手段を動作させて全ての電気加熱式触媒を直列に
    接続するようにしたことを特徴とする電気加熱式触媒の
    電力供給制御装置。
  6. 【請求項６】 内燃機関の排気通路に設けられた電気加
    熱式触媒の電力供給制御装置であって、この電気加熱式
    触媒への電源からの電力供給回路に内燃機関の制御回路
    によって開閉制御される回路開閉手段を備えるものにお
    いて、 前記電源を前記内燃機関によって駆動されて発電を行う
    発電機とすると共に、前記回路開閉手段による前記電気
    加熱式触媒への電力の供給が停止できない故障の発生を
    検出する故障検出手段と、前記故障検出手段による故障
    の検出時に、前記内燃機関の回転数を低下させる発電量
    制御手段とを設けたことを特徴とする電気加熱式触媒の
    電力供給制御装置。
  7. 【請求項７】 内燃機関の排気通路に設けられた電気加
    熱式触媒の電力供給制御装置であって、この電気加熱式
    触媒への電源からの電力供給回路に内燃機関の制御回路
    によって開閉制御される回路開閉手段を備えるものにお
    いて、 前記電源を前記内燃機関によって駆動されて発電を行う
    発電機とすると共に、前記回路開閉手段による前記電気
    加熱式触媒への電力の供給が停止できない故障の発生を
    検出する故障検出手段と、前記故障検出手段による故障
    の検出時に、前記発電機の界磁電流を抑える界磁電流抑
    制手段とを設けたことを特徴とする電気加熱式触媒の電
    力供給制御装置。
JP7320655A 1995-12-08 1995-12-08 電気加熱式触媒の電力供給制御装置 Pending JPH09158717A (ja)

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