JPH051525A - 触媒コンバータを用いた内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
触媒コンバータを用いた内燃機関の排気浄化装置Info
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- JPH051525A JPH051525A JP3035832A JP3583291A JPH051525A JP H051525 A JPH051525 A JP H051525A JP 3035832 A JP3035832 A JP 3035832A JP 3583291 A JP3583291 A JP 3583291A JP H051525 A JPH051525 A JP H051525A
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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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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract
(57)【要約】
〔目的〕 加熱効率が高く、通気抵抗の増大が小さく、
かつ耐久性に優れた電気ヒータを用い、排気浄化効果の
立ち上がりが早い排気浄化用触媒コンバータの提供。 〔構成〕 内燃機関の排気路１００またはバイパス６に
装着した触媒コンバータ１、８の上流に、電気抵抗金属
製の帯板を板面方向に曲げ蛇行状としたリボンヒータ２
または２０を配設し、触媒コンバータが低温のときリボ
ンヒータに通電して、触媒を活性化温度に昇温させる。
かつ耐久性に優れた電気ヒータを用い、排気浄化効果の
立ち上がりが早い排気浄化用触媒コンバータの提供。 〔構成〕 内燃機関の排気路１００またはバイパス６に
装着した触媒コンバータ１、８の上流に、電気抵抗金属
製の帯板を板面方向に曲げ蛇行状としたリボンヒータ２
または２０を配設し、触媒コンバータが低温のときリボ
ンヒータに通電して、触媒を活性化温度に昇温させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は触媒コンバータを用い
た内燃機関の排気浄化装置における冷間始動時の浄化効
率向上に関する。
た内燃機関の排気浄化装置における冷間始動時の浄化効
率向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気浄化のため、排気路にセ
ラミック製でハニカム形状を呈する担体に３元触媒を担
持させた触媒コンバータを装着するとともに、排気中の
残存酸素量を検出する酸素センサを取り付け、供給燃料
が理論空燃比となるよう制御する排気浄化装置が多く用
いられている。しかるに現在排気浄化装置で使用されて
いる触媒は、約３５０℃以上にならないと十分な活性状
態とならない。よって、さらに排気浄化効果を上げるた
めには、機関の冷間始動（コールドスタート）時に、触
媒コンバータをできるだけ急速に加熱、昇温させること
が望ましく、すでに触媒コンバータが排気の浄化開始温
度（前記触媒の活性化温度）に昇温していることが最も
良い。かかる要請のため、 １）触媒コンバータを機関燃焼室に近い排気路の上流部
に装着し、できるだけ高温度の排気が触媒コンバータに
流入するようにする。 ２）触媒コンバータの直前に熱容量の小さい小型の触媒
コンバータを設置し、まずこの小型触媒コンバータを昇
温させる。 ３）電熱式ヒータを付設し、機関の始動と同時に通電し
て排気または触媒コンバータを加熱する。ことなどが提
案されている。
ラミック製でハニカム形状を呈する担体に３元触媒を担
持させた触媒コンバータを装着するとともに、排気中の
残存酸素量を検出する酸素センサを取り付け、供給燃料
が理論空燃比となるよう制御する排気浄化装置が多く用
いられている。しかるに現在排気浄化装置で使用されて
いる触媒は、約３５０℃以上にならないと十分な活性状
態とならない。よって、さらに排気浄化効果を上げるた
めには、機関の冷間始動（コールドスタート）時に、触
媒コンバータをできるだけ急速に加熱、昇温させること
が望ましく、すでに触媒コンバータが排気の浄化開始温
度（前記触媒の活性化温度）に昇温していることが最も
良い。かかる要請のため、 １）触媒コンバータを機関燃焼室に近い排気路の上流部
に装着し、できるだけ高温度の排気が触媒コンバータに
流入するようにする。 ２）触媒コンバータの直前に熱容量の小さい小型の触媒
コンバータを設置し、まずこの小型触媒コンバータを昇
温させる。 ３）電熱式ヒータを付設し、機関の始動と同時に通電し
て排気または触媒コンバータを加熱する。ことなどが提
案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに従来の構成に
おいては、 １）高速運転時に酸素センサや触媒が高温の排気による
熱劣化を生じ、耐久性が低下する。 ２）排気浄化効果の立ち上がりが幾分早くなるが、厳し
い排気規制に対応できない。 ３）電熱ヒータに大電力量が必要であるとともに、触媒
コンバータの加熱に最適な電熱ヒータの構造についての
考案が成されておらず、加熱効率、耐久性、排気の通気
抵抗が増大するなど、実用的性能が十分でない。などの
欠点があった。
おいては、 １）高速運転時に酸素センサや触媒が高温の排気による
熱劣化を生じ、耐久性が低下する。 ２）排気浄化効果の立ち上がりが幾分早くなるが、厳し
い排気規制に対応できない。 ３）電熱ヒータに大電力量が必要であるとともに、触媒
コンバータの加熱に最適な電熱ヒータの構造についての
考案が成されておらず、加熱効率、耐久性、排気の通気
抵抗が増大するなど、実用的性能が十分でない。などの
欠点があった。
【０００４】この発明の目的は、加熱効率が高く、通気
抵抗の増大が防止できるとともに、耐久性に優れた電熱
ヒータを用い、より厳しい排気浄化規制にも十分対応で
きる触媒コンバータを用いた内燃機関の排気浄化装置の
提供にある。さらに請求項４に記載の発明の他の目的
は、上記に加え、小型の電熱ヒータに小電力を供給する
だけで、排気浄化効果の素早い立ち上がりが得られる触
媒コンバータを用いた内燃機関の排気浄化装置の提供に
ある。
抵抗の増大が防止できるとともに、耐久性に優れた電熱
ヒータを用い、より厳しい排気浄化規制にも十分対応で
きる触媒コンバータを用いた内燃機関の排気浄化装置の
提供にある。さらに請求項４に記載の発明の他の目的
は、上記に加え、小型の電熱ヒータに小電力を供給する
だけで、排気浄化効果の素早い立ち上がりが得られる触
媒コンバータを用いた内燃機関の排気浄化装置の提供に
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、こ
の発明は次の１）〜４）の構成を採用した。 １）内燃機関の排気路に装着した触媒コンバータと、そ
の上流に配設され、電気抵抗金属製の帯板を板面方向に
曲げ蛇行状としたリボンヒータと、温度センサを有し、
前記リボンヒータに通電する制御装置とからなり、該制
御装置は、前記触媒コンバータが低温のとき前記ヒータ
に通電して、内燃機関の排気または触媒コンバータの前
面を触媒が活性化する温度に昇温させる触媒コンバータ
を用いた内燃機関の排気浄化装置。 ２）内燃機関の排気路に装着した触媒コンバータと、そ
の上流に設けられ、排気路から分離して再び前記触媒コ
ンバータの上流に戻るバイパスと、該バイパスの切替バ
ルブと、前記バイパスに配設され、電気抵抗金属製の帯
板を板面方向に曲げ蛇行状としたリボンヒータと、機関
の冷却水温センサを備え、切替バルブの作動およびリボ
ンヒータ通電を司る制御装置とからなり、該制御装置
は、冷却水が設定温度以下のとき、前記リボンヒータに
通電して内燃機関の排気または触媒コンバータを触媒が
活性化する温度に昇温させ、エンジン始動から所定時
間、前記バイパスを開いて排気を通し、触媒が活性化す
る温度に達した後、バイパスを閉じる触媒コンバータを
用いた内燃機関の排気浄化装置。 ３）内燃機関の排気路に装着した２つの触媒コンバータ
と、両触媒コンバータの間に挟まれて配設され、電気抵
抗金属製の帯板を板面方向に曲げ蛇行状としたリボンヒ
ータと、温度センサを有し、前記リボンヒータに通電す
る制御装置とからなり、該制御装置は、触媒コンバータ
が低温のとき前記ヒータに通電して、両触媒コンバータ
の端面を触媒が活性化する温度に昇温させる触媒コンバ
ータを用いた内燃機関の排気浄化装置。 ４）内燃機関の排気路に装着した主触媒コンバータと、
その上流に設けられ、排気路から分離して再び前記主触
媒コンバータの上流に戻るバイパスと、該バイパスの切
替バルブと、前記バイパスに直列して配設された、電気
抵抗金属製の帯板を板面方向に曲げ蛇行状としたリボン
ヒータおよび小型触媒コンバータと、機関の冷却水温セ
ンサを備え、前記切替バルブの作動およびリボンヒータ
への通電を司る制御装置とからなり、該制御装置は、冷
却水温が設定温度以下のとき、エンジン始動から所定時
間、前記バイパスを開いて排気を通すとともに前記リボ
ンヒータに通電して小型触媒コンバータまたは該小型触
媒コンバータを通過する排気を触媒が活性化する温度に
昇温させ、前記主触媒コンバータの触媒が活性化する温
度に達した後、バイパスを閉じる触媒コンバータを用い
た内燃機関の排気浄化装置。
の発明は次の１）〜４）の構成を採用した。 １）内燃機関の排気路に装着した触媒コンバータと、そ
の上流に配設され、電気抵抗金属製の帯板を板面方向に
曲げ蛇行状としたリボンヒータと、温度センサを有し、
前記リボンヒータに通電する制御装置とからなり、該制
御装置は、前記触媒コンバータが低温のとき前記ヒータ
に通電して、内燃機関の排気または触媒コンバータの前
面を触媒が活性化する温度に昇温させる触媒コンバータ
を用いた内燃機関の排気浄化装置。 ２）内燃機関の排気路に装着した触媒コンバータと、そ
の上流に設けられ、排気路から分離して再び前記触媒コ
ンバータの上流に戻るバイパスと、該バイパスの切替バ
ルブと、前記バイパスに配設され、電気抵抗金属製の帯
板を板面方向に曲げ蛇行状としたリボンヒータと、機関
の冷却水温センサを備え、切替バルブの作動およびリボ
ンヒータ通電を司る制御装置とからなり、該制御装置
は、冷却水が設定温度以下のとき、前記リボンヒータに
通電して内燃機関の排気または触媒コンバータを触媒が
活性化する温度に昇温させ、エンジン始動から所定時
間、前記バイパスを開いて排気を通し、触媒が活性化す
る温度に達した後、バイパスを閉じる触媒コンバータを
用いた内燃機関の排気浄化装置。 ３）内燃機関の排気路に装着した２つの触媒コンバータ
と、両触媒コンバータの間に挟まれて配設され、電気抵
抗金属製の帯板を板面方向に曲げ蛇行状としたリボンヒ
ータと、温度センサを有し、前記リボンヒータに通電す
る制御装置とからなり、該制御装置は、触媒コンバータ
が低温のとき前記ヒータに通電して、両触媒コンバータ
の端面を触媒が活性化する温度に昇温させる触媒コンバ
ータを用いた内燃機関の排気浄化装置。 ４）内燃機関の排気路に装着した主触媒コンバータと、
その上流に設けられ、排気路から分離して再び前記主触
媒コンバータの上流に戻るバイパスと、該バイパスの切
替バルブと、前記バイパスに直列して配設された、電気
抵抗金属製の帯板を板面方向に曲げ蛇行状としたリボン
ヒータおよび小型触媒コンバータと、機関の冷却水温セ
ンサを備え、前記切替バルブの作動およびリボンヒータ
への通電を司る制御装置とからなり、該制御装置は、冷
却水温が設定温度以下のとき、エンジン始動から所定時
間、前記バイパスを開いて排気を通すとともに前記リボ
ンヒータに通電して小型触媒コンバータまたは該小型触
媒コンバータを通過する排気を触媒が活性化する温度に
昇温させ、前記主触媒コンバータの触媒が活性化する温
度に達した後、バイパスを閉じる触媒コンバータを用い
た内燃機関の排気浄化装置。
【０００６】
【作用および発明の効果】この発明の請求項１記載の触
媒コンバータは、電熱ヒータとしてリボンヒータを用い
ているので次の効果を有する。 ａ）発熱体が偏平であるため、表面積が広く、よって排
気に対する熱伝導が迅速になされ、排気の加熱効率が高
い。 ｂ）発熱体が偏平であるため、前面面積が小さく、排気
流の通気抵抗になりにくい。 ｃ）発熱体が偏平であるため、振動、腐食に強く、耐久
性に優れる。
媒コンバータは、電熱ヒータとしてリボンヒータを用い
ているので次の効果を有する。 ａ）発熱体が偏平であるため、表面積が広く、よって排
気に対する熱伝導が迅速になされ、排気の加熱効率が高
い。 ｂ）発熱体が偏平であるため、前面面積が小さく、排気
流の通気抵抗になりにくい。 ｃ）発熱体が偏平であるため、振動、腐食に強く、耐久
性に優れる。
【０００７】この発明の請求項２記載の触媒コンバータ
は、上記効果に加えて、機関の高速運転時に高温の排気
でリボンヒータが劣化することが防止できるため、耐久
性がさらに向上できる。
は、上記効果に加えて、機関の高速運転時に高温の排気
でリボンヒータが劣化することが防止できるため、耐久
性がさらに向上できる。
【０００８】この発明の請求項３記載の触媒コンバータ
は、上記請求項１の効果に加えて、リボンヒータで発生
させた輻射熱をより効率よく触媒本体に輻射できるの
で、予熱時間の短縮および発熱容量の低減が可能にな
る。
は、上記請求項１の効果に加えて、リボンヒータで発生
させた輻射熱をより効率よく触媒本体に輻射できるの
で、予熱時間の短縮および発熱容量の低減が可能にな
る。
【０００９】この発明の請求項４記載の触媒コンバータ
は、上記請求項１ないし３の効果に加えて、コールドス
タート時に小型のリボンヒータで小型の触媒コンバータ
を加熱すれば触媒が活性化温度に昇温できる。これによ
り消費電力を著しく低減できる。
は、上記請求項１ないし３の効果に加えて、コールドス
タート時に小型のリボンヒータで小型の触媒コンバータ
を加熱すれば触媒が活性化温度に昇温できる。これによ
り消費電力を著しく低減できる。
【００１０】
【実施例】図１はこの発明にかかる内燃機関の排気浄化
用触媒コンバータを示す。１は内燃機関の排気路１００
に装着されたハニカム状触媒コンバータ、２は該コンバ
ータ１の上流に設置されたリボンヒータである。
用触媒コンバータを示す。１は内燃機関の排気路１００
に装着されたハニカム状触媒コンバータ、２は該コンバ
ータ１の上流に設置されたリボンヒータである。
【００１１】コンバータ１は周知の構造を有し、軸方向
に貫通して、断面がほぼ正方形の通気穴が格子状に形成
された円、長円または楕円状の断面を有するセラミック
製柱状体（ハニカム状担体）に３元触媒を担持させてな
るハニカム状触媒本体１１と、その外周を包む網状のス
プリング１２とを、ステンレス鋼板製のハウジング１３
内に収納してなる。
に貫通して、断面がほぼ正方形の通気穴が格子状に形成
された円、長円または楕円状の断面を有するセラミック
製柱状体（ハニカム状担体）に３元触媒を担持させてな
るハニカム状触媒本体１１と、その外周を包む網状のス
プリング１２とを、ステンレス鋼板製のハウジング１３
内に収納してなる。
【００１２】リボンヒータ２は、ステンレス製で排気路
１００より幾分大きい寸法の枠体２１内に、厚さ１．０
ｍｍ、板厚１０ｍｍの鉄−クロム系電気抵抗金属の帯板
を面方向に曲げ、１０ｍｍ間隔の蛇行状に形成し、排気
路１００の断面にほぼ対応する面をカバーできる寸法の
リボン発熱体２２を配してなる。発熱体２２の枠体２１
への固着は、発熱体２２の両端部が絶縁して枠体２１を
貫通した端子２３、２４に固定されるとともに、両側に
位置する湾曲部２ａ…、２ｂ…をその板巾方向に保持す
る、かまぼこ状の凹所を有するセラミック製の保持部材
２５、２６で挟持し、該保持部材２５、２６を枠体２１
の内壁に固定してなされている。
１００より幾分大きい寸法の枠体２１内に、厚さ１．０
ｍｍ、板厚１０ｍｍの鉄−クロム系電気抵抗金属の帯板
を面方向に曲げ、１０ｍｍ間隔の蛇行状に形成し、排気
路１００の断面にほぼ対応する面をカバーできる寸法の
リボン発熱体２２を配してなる。発熱体２２の枠体２１
への固着は、発熱体２２の両端部が絶縁して枠体２１を
貫通した端子２３、２４に固定されるとともに、両側に
位置する湾曲部２ａ…、２ｂ…をその板巾方向に保持す
る、かまぼこ状の凹所を有するセラミック製の保持部材
２５、２６で挟持し、該保持部材２５、２６を枠体２１
の内壁に固定してなされている。
【００１３】この実施例では、リボンヒータ２は前記ハ
ニカム状触媒本体１１の前面から７０ｍｍ上流に設置さ
れており、３キロワットの発熱容量を有する。また発熱
体２２の温度検出のためのヒータ温度センサ２７が枠体
２１を貫通して取り付けられている。
ニカム状触媒本体１１の前面から７０ｍｍ上流に設置さ
れており、３キロワットの発熱容量を有する。また発熱
体２２の温度検出のためのヒータ温度センサ２７が枠体
２１を貫通して取り付けられている。
【００１４】なお、この種のリボンヒータは、ディーゼ
ルエンジンの給気の加熱に実用されているものである
が、本発明では直接排気に晒されるため、給気加熱用と
比較し、発熱体の枠体２１および排気パイプ、さらには
触媒コンバータのハウジング１３への取り付け用ボルト
などの材質をステンレス系耐熱鋼とすることにより耐久
性を向上させている。
ルエンジンの給気の加熱に実用されているものである
が、本発明では直接排気に晒されるため、給気加熱用と
比較し、発熱体の枠体２１および排気パイプ、さらには
触媒コンバータのハウジング１３への取り付け用ボルト
などの材質をステンレス系耐熱鋼とすることにより耐久
性を向上させている。
【００１５】リボンヒータ２は、図３に示す通電制御装
置３により制御される。通電制御装置３は、前記ヒータ
温度センサ２７、該ヒータ温度センサ２７が設定温度に
なったとき点灯する表示灯３１、触媒コンバータ１の下
流に設置された排気温度センサ３２、リボンヒータ２の
上流に取り付けられたヒータ４１付酸素センサ４、エン
ジンの冷却水温センサ３５、車載電源３６と前記リボン
ヒータ２との間に介在させたスイッチ３７、および排気
コントロールユニット３０からなる。
置３により制御される。通電制御装置３は、前記ヒータ
温度センサ２７、該ヒータ温度センサ２７が設定温度に
なったとき点灯する表示灯３１、触媒コンバータ１の下
流に設置された排気温度センサ３２、リボンヒータ２の
上流に取り付けられたヒータ４１付酸素センサ４、エン
ジンの冷却水温センサ３５、車載電源３６と前記リボン
ヒータ２との間に介在させたスイッチ３７、および排気
コントロールユニット３０からなる。
【００１６】５は機関の給気路２００に取り付けられた
燃料噴射装置であり、前記酸素センサ４の出力に応じ
て、機関に供給される燃料と空気との混合比（空燃比）
を、燃料が完全燃焼できる理論空燃比に近づくよう制御
する。
燃料噴射装置であり、前記酸素センサ４の出力に応じ
て、機関に供給される燃料と空気との混合比（空燃比）
を、燃料が完全燃焼できる理論空燃比に近づくよう制御
する。
【００１７】この通電制御装置３は、図４に示すタイム
チャートの如くリボンヒータ２および酸素センサのヒー
タ４１に通電する。キースイッチを差し込むと同時に、
またはキースイッチをアクセサリ（ＡＣＣ）位置に設定
すると通電制御装置３が作動し、エンジンの冷却温度セ
ンサ３４の出力が設定値以下のとき、すなわち冷間始動
またはエンジン停止後相当の時間が経過しているとき
は、酸素センサのヒータ４１とリボンヒータ２とへの通
電が開始される。リボンヒータ２が設定温度（例えば９
００℃）に昇温したとき、表示灯３１が点灯して、運転
者にエンジン始動準備が完了したことを知らせる。この
状態で酸素センサ４は、ヒータ４１により作動温度であ
る４００℃への加熱が完了しているよう設定されてい
る。この点灯により、運転者はリボンヒータ２と酸素セ
ンサ４のプレヒート（予熱）が完了したことを認知し、
キースイッチをオン（機関の電気系統への通電）位置を
経てスタータモータ作動位置に投入する。
チャートの如くリボンヒータ２および酸素センサのヒー
タ４１に通電する。キースイッチを差し込むと同時に、
またはキースイッチをアクセサリ（ＡＣＣ）位置に設定
すると通電制御装置３が作動し、エンジンの冷却温度セ
ンサ３４の出力が設定値以下のとき、すなわち冷間始動
またはエンジン停止後相当の時間が経過しているとき
は、酸素センサのヒータ４１とリボンヒータ２とへの通
電が開始される。リボンヒータ２が設定温度（例えば９
００℃）に昇温したとき、表示灯３１が点灯して、運転
者にエンジン始動準備が完了したことを知らせる。この
状態で酸素センサ４は、ヒータ４１により作動温度であ
る４００℃への加熱が完了しているよう設定されてい
る。この点灯により、運転者はリボンヒータ２と酸素セ
ンサ４のプレヒート（予熱）が完了したことを認知し、
キースイッチをオン（機関の電気系統への通電）位置を
経てスタータモータ作動位置に投入する。
【００１８】なお、酸素センサのヒータ４１とリボンヒ
ータ２とへの通電時間は、上記の如く前記ヒータ温度セ
ンサ２７によりリボンヒータ２自体の温度を直接検出し
て決定する以外に、タイマにより決定される一定時間、
または前記冷却水温センサ３５により検出したエンジン
水温に応じてタイマにより設定される設定時間であって
も良い。リボンヒータ２への通電は、エンジン水温が設
定値に達したとき停止する。その後エンジン水温が設定
値以下に下がったら再び通電しアフターヒートできるよ
う構成しても良い。
ータ２とへの通電時間は、上記の如く前記ヒータ温度セ
ンサ２７によりリボンヒータ２自体の温度を直接検出し
て決定する以外に、タイマにより決定される一定時間、
または前記冷却水温センサ３５により検出したエンジン
水温に応じてタイマにより設定される設定時間であって
も良い。リボンヒータ２への通電は、エンジン水温が設
定値に達したとき停止する。その後エンジン水温が設定
値以下に下がったら再び通電しアフターヒートできるよ
う構成しても良い。
【００１９】図５は第２実施例を示す。この実施例で
は、リボンヒータ２をハニカム状触媒本体１１の直前に
設置している。この構成によりハニカム状触媒本体１１
の前面はリボンヒータ２で発生した輻射熱により加熱さ
れる。このため加熱効率がよく、小発熱容量のヒータ
で、前記触媒本体１１の前面を局部的に触媒が活性化す
る３５０℃以上に迅速に昇温できる。この状態におい
て、エンジンの冷間始動時に行われるアイドリング運転
の比較的低流量でかつ未燃焼成分の多い排気を反応さ
せ、始動当初から反応熱を生じさせ、つづいてこの反応
熱で触媒コンバータ１を排気浄化温度に維持することが
可能となる。
は、リボンヒータ２をハニカム状触媒本体１１の直前に
設置している。この構成によりハニカム状触媒本体１１
の前面はリボンヒータ２で発生した輻射熱により加熱さ
れる。このため加熱効率がよく、小発熱容量のヒータ
で、前記触媒本体１１の前面を局部的に触媒が活性化す
る３５０℃以上に迅速に昇温できる。この状態におい
て、エンジンの冷間始動時に行われるアイドリング運転
の比較的低流量でかつ未燃焼成分の多い排気を反応さ
せ、始動当初から反応熱を生じさせ、つづいてこの反応
熱で触媒コンバータ１を排気浄化温度に維持することが
可能となる。
【００２０】なお、この場合、リボンヒータ２の熱でハ
ニカム状触媒本体１１の前面部の触媒が劣化することを
防ぐため、リボンヒータ２の温度が約６００℃以上にな
らないように温度コントロールすることが望ましい。
ニカム状触媒本体１１の前面部の触媒が劣化することを
防ぐため、リボンヒータ２の温度が約６００℃以上にな
らないように温度コントロールすることが望ましい。
【００２１】図６は第３実施例を示す。この実施例では
触媒コンバータ１の直前に、排気路１００から分岐して
再び排気路１００に戻るバイパス６および切替弁７を設
け、このバイパス６にリボンヒータ２を装着している。
触媒コンバータ１の直前に、排気路１００から分岐して
再び排気路１００に戻るバイパス６および切替弁７を設
け、このバイパス６にリボンヒータ２を装着している。
【００２２】この構成において、コールドスタートの当
初の例えばアイドリング運転中のみ排気の全部または一
部をバイパス６に流し、その後の運転中は切替弁７を作
動させて排気の全部を排気路１００に流すようにする。
これにより、高速運転中の高温の排気でリボンヒータ２
が劣化することが防止できるとともに、通気抵抗の増大
は全く生じない。
初の例えばアイドリング運転中のみ排気の全部または一
部をバイパス６に流し、その後の運転中は切替弁７を作
動させて排気の全部を排気路１００に流すようにする。
これにより、高速運転中の高温の排気でリボンヒータ２
が劣化することが防止できるとともに、通気抵抗の増大
は全く生じない。
【００２３】図７は第４実施例を示す。この実施例で
は、ハニカム状触媒本体１１を短寸の前部ハニカム状触
媒本体１１Ａと長寸の後部ハニカム状触媒本体１１Ｂと
に分割し、両者の中間にリボンヒータ２を挟んで装着し
ている。
は、ハニカム状触媒本体１１を短寸の前部ハニカム状触
媒本体１１Ａと長寸の後部ハニカム状触媒本体１１Ｂと
に分割し、両者の中間にリボンヒータ２を挟んで装着し
ている。
【００２４】この構成により、リボンヒータ２での輻射
熱を前後ハニカム状触媒本体１１Ａ、１１Ｂの端面に輻
射でき、輻射熱による加熱が有効にできる。よってこの
実施例では、前記第２実施例による効果に比較し、予熱
時間の一層の短縮と、ヒータ容量の低減とが可能とな
る。
熱を前後ハニカム状触媒本体１１Ａ、１１Ｂの端面に輻
射でき、輻射熱による加熱が有効にできる。よってこの
実施例では、前記第２実施例による効果に比較し、予熱
時間の一層の短縮と、ヒータ容量の低減とが可能とな
る。
【００２５】図８は第５実施例を示す。この実施例で
は、内燃機関の排気路１００に装着した主触媒コンバー
タ１０の上流に、排気路から分離して再び前記主触媒コ
ンバータの上流に戻るバイパス６と切替弁７とを設け、
前記バイパス６に小型リボンヒータ２０と小型触媒コン
バータ８とを隣接して配設し、機関の冷却水温が低温の
とき、エンジン始動後の短時間、前記バイパス６を開い
て排気の全部または一部を通すとともに、前記小型リボ
ンヒータ２０に通電して小型触媒コンバータ８または該
小型触媒コンバータ８を通過する排気を触媒が活性化す
る温度に昇温させる。
は、内燃機関の排気路１００に装着した主触媒コンバー
タ１０の上流に、排気路から分離して再び前記主触媒コ
ンバータの上流に戻るバイパス６と切替弁７とを設け、
前記バイパス６に小型リボンヒータ２０と小型触媒コン
バータ８とを隣接して配設し、機関の冷却水温が低温の
とき、エンジン始動後の短時間、前記バイパス６を開い
て排気の全部または一部を通すとともに、前記小型リボ
ンヒータ２０に通電して小型触媒コンバータ８または該
小型触媒コンバータ８を通過する排気を触媒が活性化す
る温度に昇温させる。
【００２６】この構成によれば、リボンヒータ２０およ
び触媒コンバータ８はともに小型で熱容量が小さくで
き、リボンヒータは図１に示す構成の半分程度の１．５
キロワットの発熱容量で同等の効果が得られる。切替弁
７によるバイパスの閉鎖は、主触媒コンバータ１０の触
媒が活性化する温度に達した後なされる。これによりリ
ボンヒータ２０および小型触媒コンバータ８は、暖機後
の高温排気による劣化を免れることができる。
び触媒コンバータ８はともに小型で熱容量が小さくで
き、リボンヒータは図１に示す構成の半分程度の１．５
キロワットの発熱容量で同等の効果が得られる。切替弁
７によるバイパスの閉鎖は、主触媒コンバータ１０の触
媒が活性化する温度に達した後なされる。これによりリ
ボンヒータ２０および小型触媒コンバータ８は、暖機後
の高温排気による劣化を免れることができる。
【図１】この発明の第１実施例にかかる内燃機関の排気
浄化用触媒コンバータの断面図である。
浄化用触媒コンバータの断面図である。
【図２】リボンヒータの斜視図である。
【図３】リボンヒータへの通電制御装置の概略図であ
る。
る。
【図４】リボンヒータへの通電のタイムチャートであ
る。
る。
【図５】この発明の第２実施例にかかる触媒コンバータ
の断面図である。
の断面図である。
【図６】この発明の第３実施例にかかる触媒コンバータ
の断面図である。
の断面図である。
【図７】この発明の第４実施例にかかる触媒コンバータ
の断面図である。
の断面図である。
【図８】この発明の第５実施例にかかる触媒コンバータ
の断面図である。
の断面図である。
１ ハニカム状触媒コンバータ
２ リボンヒータ
３ 通電制御装置
４ 酸素センサ
５ 燃料噴射装置
６ バイパス
７ 切替弁（切替バルブ）
８ 小型触媒コンバータ
１０ 主触媒コンバータ
２０ 小型リボンヒータ
１００ 排気路
Claims (4)
- 【請求項１】 内燃機関の排気路に装着した触媒コンバ
ータと、その上流に配設され、電気抵抗金属製の帯板を
板面方向に曲げ蛇行状としたリボンヒータと、温度セン
サを有し、前記リボンヒータに通電する制御装置とから
なり、該制御装置は、前記触媒コンバータが低温のとき
前記ヒータに通電して、内燃機関の排気または触媒コン
バータの前面を触媒が活性化する温度に昇温させる触媒
コンバータを用いた内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】 内燃機関の排気路に装着した触媒コンバ
ータと、その上流に設けられ、排気路から分離して再び
前記触媒コンバータの上流に戻るバイパスと、該バイパ
スの切替バルブと、前記バイパスに配設され、電気抵抗
金属製の帯板を板面方向に曲げ蛇行状としたリボンヒー
タと、機関の冷却水温センサを備え、切替バルブの作動
およびリボンヒータ通電を司る制御装置とからなり、該
制御装置は、冷却水が設定温度以下のとき、前記リボン
ヒータに通電して内燃機関の排気または触媒コンバータ
を触媒が活性化する温度に昇温させ、エンジン始動から
所定時間、前記バイパスを開いて排気を通し、触媒が活
性化する温度に達した後、バイパスを閉じる触媒コンバ
ータを用いた内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項３】 内燃機関の排気路に装着した２つの触媒
コンバータと、両触媒コンバータの間に挟まれて配設さ
れ、電気抵抗金属製の帯板を板面方向に曲げ蛇行状とし
たリボンヒータと、温度センサを有し、前記リボンヒー
タに通電する制御装置とからなり、該制御装置は、触媒
コンバータが低温のとき前記ヒータに通電して、両触媒
コンバータの端面を触媒が活性化する温度に昇温させる
触媒コンバータを用いた内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】 内燃機関の排気路に装着した主触媒コン
バータと、その上流に設けられ、排気路から分離して再
び前記主触媒コンバータの上流に戻るバイパスと、該バ
イパスの切替バルブと、前記バイパスに直列して配設さ
れた、電気抵抗金属製の帯板を板面方向に曲げ蛇行状と
したリボンヒータおよび小型触媒コンバータと、機関の
冷却水温センサを備え、前記切替バルブの作動およびリ
ボンヒータへの通電を司る制御装置とからなり、該制御
装置は、冷却水温が設定温度以下のとき、エンジン始動
から所定時間、前記バイパスを開いて排気を通すととも
に前記リボンヒータに通電して小型触媒コンバータまた
は該小型触媒コンバータを通過する排気を触媒が活性化
する温度に昇温させ、前記主触媒コンバータの触媒が活
性化する温度に達した後、バイパスを閉じる触媒コンバ
ータを用いた内燃機関の排気浄化装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-310986 | 1990-11-15 | ||
| JP31098690 | 1990-11-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH051525A true JPH051525A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=18011775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3035832A Pending JPH051525A (ja) | 1990-11-15 | 1991-03-01 | 触媒コンバータを用いた内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH051525A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019132168A (ja) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| NO20190635A1 (en) * | 2019-05-21 | 2020-11-23 | Vestlandets Innovasjonsselskap As | A catalytic converter module and a method of enhancing the efficiency of a catalytic converter |
| CN113294227A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-08-24 | 南昌智能新能源汽车研究院 | 一种提高sdpf低温起动性能的装置及其控制方法 |
| WO2022019108A1 (ja) * | 2020-07-20 | 2022-01-27 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化触媒システム |
-
1991
- 1991-03-01 JP JP3035832A patent/JPH051525A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019132168A (ja) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| NO20190635A1 (en) * | 2019-05-21 | 2020-11-23 | Vestlandets Innovasjonsselskap As | A catalytic converter module and a method of enhancing the efficiency of a catalytic converter |
| WO2022019108A1 (ja) * | 2020-07-20 | 2022-01-27 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化触媒システム |
| JP2022020346A (ja) * | 2020-07-20 | 2022-02-01 | 株式会社キャタラー | 排ガス浄化触媒システム |
| CN116133745A (zh) * | 2020-07-20 | 2023-05-16 | 株式会社 科特拉 | 排气净化催化剂*** |
| CN113294227A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-08-24 | 南昌智能新能源汽车研究院 | 一种提高sdpf低温起动性能的装置及其控制方法 |
| CN113294227B (zh) * | 2021-07-01 | 2022-08-19 | 南昌智能新能源汽车研究院 | 一种提高sdpf低温起动性能的装置及其控制方法 |
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