JPH08177470A - 内燃機関の排気ガス浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気ガス浄化装置Info
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バッテリの放電量を増加させることなく、安
定した２次空気導入と触媒加熱とを同時に行うことがで
きる内燃機関の排気ガス浄化装置を提供する。 【構成】 内燃機関１が始動されると、出力切換回路３
３によって、発電機１０の出力端子Ａと切換リレー５０
の第１接点５１とが電気的に接続され、発電機１０の出
力端子Ａと第２接点５２とが電気的に断状態にされる。
この結果、始動時において、２次空気導入装置６の電動
機８及び触媒コンバータ４の加熱素子３に、発電機１０
の出力電流が供給されるので、バッテリ２０の電力は、
複数の電気負荷２２，２３・・・にのみ消費され、電動
機８や加熱素子３によって消費されることはない。
定した２次空気導入と触媒加熱とを同時に行うことがで
きる内燃機関の排気ガス浄化装置を提供する。 【構成】 内燃機関１が始動されると、出力切換回路３
３によって、発電機１０の出力端子Ａと切換リレー５０
の第１接点５１とが電気的に接続され、発電機１０の出
力端子Ａと第２接点５２とが電気的に断状態にされる。
この結果、始動時において、２次空気導入装置６の電動
機８及び触媒コンバータ４の加熱素子３に、発電機１０
の出力電流が供給されるので、バッテリ２０の電力は、
複数の電気負荷２２，２３・・・にのみ消費され、電動
機８や加熱素子３によって消費されることはない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、触媒と２次空気導入方
式とを備えた内燃機関の排気ガス浄化装置に関する。
式とを備えた内燃機関の排気ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車の排気系においては、排
気管に触媒コンバータが取り付けられ、排気ガスの有害
成分を取り除くようにしている。すなわち、排気ガスが
触媒を通過する際に、触媒コンバータ内の触媒によっ
て、排気ガス中の有害成分（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ）に酸
化反応及び還元反応を起こさせて、有害成分を浄化す
る。これらの反応による浄化率は、排気ガス温度や、内
燃機関に供給される空気と燃料との比率である空燃比に
よって変動する。さらに、触媒として白金、バナジウム
等の貴金属を成分とする三元触媒を使用した場合には、
触媒コンバータが通常運転領域での温度（活性化温度、
約４００度Ｃ）にあり、かつ空燃比が理論空燃比にある
ときに、触媒コンバータによる排気ガスの浄化率が最大
となる。ところが、始動直後等、内燃機関が暖まってい
ない状態（暖機過程）では、触媒の温度が上記活性化温
度以下にあり、しかも、上記空燃比が燃料過剰（リッ
チ）状態にあるので、有害成分に対する充分な浄化率を
得ることができない。
気管に触媒コンバータが取り付けられ、排気ガスの有害
成分を取り除くようにしている。すなわち、排気ガスが
触媒を通過する際に、触媒コンバータ内の触媒によっ
て、排気ガス中の有害成分（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ）に酸
化反応及び還元反応を起こさせて、有害成分を浄化す
る。これらの反応による浄化率は、排気ガス温度や、内
燃機関に供給される空気と燃料との比率である空燃比に
よって変動する。さらに、触媒として白金、バナジウム
等の貴金属を成分とする三元触媒を使用した場合には、
触媒コンバータが通常運転領域での温度（活性化温度、
約４００度Ｃ）にあり、かつ空燃比が理論空燃比にある
ときに、触媒コンバータによる排気ガスの浄化率が最大
となる。ところが、始動直後等、内燃機関が暖まってい
ない状態（暖機過程）では、触媒の温度が上記活性化温
度以下にあり、しかも、上記空燃比が燃料過剰（リッ
チ）状態にあるので、有害成分に対する充分な浄化率を
得ることができない。
【０００３】このような問題を解決するための技術とし
て、従来、始動直後の暖機過程において触媒を活性化さ
せる電気ヒータを内蔵した触媒コンバータ用の車両用電
気加熱装置と、電動ポンプによって排気管に空気を供給
する電動式２次空気導入装置とが知られている。
て、従来、始動直後の暖機過程において触媒を活性化さ
せる電気ヒータを内蔵した触媒コンバータ用の車両用電
気加熱装置と、電動ポンプによって排気管に空気を供給
する電動式２次空気導入装置とが知られている。
【０００４】従来の車両用電気加熱装置としては、特公
昭６１−３３７３５号公報に記載された技術がある。図
８は、この装置を示す回路図である。図８において、符
号１００は固定子巻線１０１を有する発電機であり、固
定子巻線１０１は整流器１０２を介して制御装置１１０
と界磁巻線１２０とに接続されている。そして、制御装
置１１０には、加熱素子１３０とバッテリ１３１と出力
調整手段１２１とが接続されている。また、制御装置１
１０には、第１接点１１１、１１２と、第２接点１１３
と、制御回路１１４とが設けられている。第１接点１１
１は、整流器１０２の出力端Ａ点とバッテリ１３１の正
極端子との間に介設されている。そして、第１接点１１
２は、一端が整流器１０２の出力端Ｉ点に接続され、他
端が、充電警報灯１４０及びキースイッチ１４１を介し
てバッテリ１３１の正極端子に接続された状態で、整流
器１０２とバッテリ１３１との間に介設されている。ま
た、この第１接点１１２の他端は、出力調整手段１２１
を介して界磁巻線１２０に接続されている。一方、第２
接点１１３は、整流器１０２の出力端Ａ点と加熱素子１
３０との間に介設されている。また、手動スイッチ１１
５を有する制御回路１１４がバッテリ１３１の正極に接
続されている。
昭６１−３３７３５号公報に記載された技術がある。図
８は、この装置を示す回路図である。図８において、符
号１００は固定子巻線１０１を有する発電機であり、固
定子巻線１０１は整流器１０２を介して制御装置１１０
と界磁巻線１２０とに接続されている。そして、制御装
置１１０には、加熱素子１３０とバッテリ１３１と出力
調整手段１２１とが接続されている。また、制御装置１
１０には、第１接点１１１、１１２と、第２接点１１３
と、制御回路１１４とが設けられている。第１接点１１
１は、整流器１０２の出力端Ａ点とバッテリ１３１の正
極端子との間に介設されている。そして、第１接点１１
２は、一端が整流器１０２の出力端Ｉ点に接続され、他
端が、充電警報灯１４０及びキースイッチ１４１を介し
てバッテリ１３１の正極端子に接続された状態で、整流
器１０２とバッテリ１３１との間に介設されている。ま
た、この第１接点１１２の他端は、出力調整手段１２１
を介して界磁巻線１２０に接続されている。一方、第２
接点１１３は、整流器１０２の出力端Ａ点と加熱素子１
３０との間に介設されている。また、手動スイッチ１１
５を有する制御回路１１４がバッテリ１３１の正極に接
続されている。
【０００５】次いで、この車両用電気加熱装置の動作に
ついて説明する。図８は、各接点位置が通常の充電制御
状態にあることを示し、加熱素子１３０は加熱されてい
ない。この状態では、界磁巻線１２０への通電で発生し
た固定子巻線１０１の出力が、整流器１０２で平滑さ
れ、整流器１０２の出力端Ａ点から第１接点１１１を介
してバッテリ１３１に至り、バッテリ１３１を充電す
る。
ついて説明する。図８は、各接点位置が通常の充電制御
状態にあることを示し、加熱素子１３０は加熱されてい
ない。この状態では、界磁巻線１２０への通電で発生し
た固定子巻線１０１の出力が、整流器１０２で平滑さ
れ、整流器１０２の出力端Ａ点から第１接点１１１を介
してバッテリ１３１に至り、バッテリ１３１を充電す
る。
【０００６】尚、界磁巻線１２０への通電は出力調整手
段１２１によって調整される。具体的には、出力調整手
段１２１が充電警報灯１４０及びキースイッチ１４１を
介してバッテリ１３１の正極端子電圧を検出し、この端
子電圧が所定の設定電圧（例えば１４．５Ｖ）よりも小
さいときに、界磁巻線１２０への電流を大きくして、固
定子巻線１０１の出力を増大させる。その後、固定子巻
線１０１の出力の増大によって、バッテリ１３１の正極
端子電圧が上昇し、上記設定電圧に達したときに、界磁
巻線１２０への通電を停止させるようになっている。こ
のように、出力調整手段１２１が、バッテリ１３１の正
極端子電圧と設定電圧とを比較して、界磁巻線１２０へ
の電流量を変化させることにより、バッテリ１３１への
充電電圧を一定に制御する。
段１２１によって調整される。具体的には、出力調整手
段１２１が充電警報灯１４０及びキースイッチ１４１を
介してバッテリ１３１の正極端子電圧を検出し、この端
子電圧が所定の設定電圧（例えば１４．５Ｖ）よりも小
さいときに、界磁巻線１２０への電流を大きくして、固
定子巻線１０１の出力を増大させる。その後、固定子巻
線１０１の出力の増大によって、バッテリ１３１の正極
端子電圧が上昇し、上記設定電圧に達したときに、界磁
巻線１２０への通電を停止させるようになっている。こ
のように、出力調整手段１２１が、バッテリ１３１の正
極端子電圧と設定電圧とを比較して、界磁巻線１２０へ
の電流量を変化させることにより、バッテリ１３１への
充電電圧を一定に制御する。
【０００７】このような通常の充電制御状態から、手動
スイッチ１１５と第２接点１１３とをオンにして、加熱
素子１３０の動作開始条件にすると、制御装置１１０の
制御回路１１４によって、第１接点１１１、１１２がオ
フになる。これにより、バッテリ１３１が発電機１００
の出力端子Ａと切り離されるので、バッテリ１３１の正
極端子電圧が開放端子電圧（約１２Ｖ）となり、設定電
圧（１４．５Ｖ）よりも低くなる。この結果、出力調整
手段１２１は、界磁巻線１２０の界磁電流を大きくする
が、充電回路が第１接点１１１によって分断されている
ので、バッテリ１３１の正極端子電圧は上昇せず、界磁
巻線１２０は最終的に最大励磁状態に（フル励磁）にな
る。
スイッチ１１５と第２接点１１３とをオンにして、加熱
素子１３０の動作開始条件にすると、制御装置１１０の
制御回路１１４によって、第１接点１１１、１１２がオ
フになる。これにより、バッテリ１３１が発電機１００
の出力端子Ａと切り離されるので、バッテリ１３１の正
極端子電圧が開放端子電圧（約１２Ｖ）となり、設定電
圧（１４．５Ｖ）よりも低くなる。この結果、出力調整
手段１２１は、界磁巻線１２０の界磁電流を大きくする
が、充電回路が第１接点１１１によって分断されている
ので、バッテリ１３１の正極端子電圧は上昇せず、界磁
巻線１２０は最終的に最大励磁状態に（フル励磁）にな
る。
【０００８】ここで、発電機１００に接続されている唯
一の電気負荷は加熱素子１３０だけであるので、発電機
１００の最大出力は全て加熱素子１３０に供給され、加
熱素子１３０が急速に加熱される。この加熱素子１３０
の急速加熱が行われている間、加熱素子１３０以外の車
載電気負荷への電力供給は、バッテリ１３１に前もって
充電されている電力で行われる。
一の電気負荷は加熱素子１３０だけであるので、発電機
１００の最大出力は全て加熱素子１３０に供給され、加
熱素子１３０が急速に加熱される。この加熱素子１３０
の急速加熱が行われている間、加熱素子１３０以外の車
載電気負荷への電力供給は、バッテリ１３１に前もって
充電されている電力で行われる。
【０００９】一方、従来の電動式２次空気導入装置とし
ては、特開昭５９−１３８７１４号公報に記載された技
術がある。図９は、この装置を示す回路図である。図９
において、符号２００は内燃機関であり、その側壁には
排気管２０１が取り付けられている。この排気管２０１
には、触媒２０２が装着されており、その上部には、２
次空気通路２１０が形成されている。２次空気通路２１
０には、ポンプ２２１と電動機２２２とからなる２次空
気ポンプ装置２２０が装着されている。この２次空気ポ
ンプ装置２２０の電動機２２２は、２次空気リレー２３
０を介して、バッテリ１３１と発電機１００とに接続さ
れており、２次空気制御回路２４０によって制御され
る。
ては、特開昭５９−１３８７１４号公報に記載された技
術がある。図９は、この装置を示す回路図である。図９
において、符号２００は内燃機関であり、その側壁には
排気管２０１が取り付けられている。この排気管２０１
には、触媒２０２が装着されており、その上部には、２
次空気通路２１０が形成されている。２次空気通路２１
０には、ポンプ２２１と電動機２２２とからなる２次空
気ポンプ装置２２０が装着されている。この２次空気ポ
ンプ装置２２０の電動機２２２は、２次空気リレー２３
０を介して、バッテリ１３１と発電機１００とに接続さ
れており、２次空気制御回路２４０によって制御され
る。
【００１０】このような構成により、２次空気制御回路
２４０は、２次空気の導入条件を各種センサの情報で確
認した後、２次空気リレー２３０の励磁コイルに通電し
て、２次空気リレー２３０の接点をオン状態にする。こ
れにより、２次空気リレー２３０の接点を介して、発電
機１００とバッテリ１３１とからの電流（例えば、２０
Ａ）が電動機２２２に供給され、電動機２２２が回転す
る。この電動機２２２の回転によって、ポンプ２２１か
ら吐出された空気が、２次空気通路２１０を通って排気
管２０１内に供給される。
２４０は、２次空気の導入条件を各種センサの情報で確
認した後、２次空気リレー２３０の励磁コイルに通電し
て、２次空気リレー２３０の接点をオン状態にする。こ
れにより、２次空気リレー２３０の接点を介して、発電
機１００とバッテリ１３１とからの電流（例えば、２０
Ａ）が電動機２２２に供給され、電動機２２２が回転す
る。この電動機２２２の回転によって、ポンプ２２１か
ら吐出された空気が、２次空気通路２１０を通って排気
管２０１内に供給される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】近年の排気ガス規制強
化に対応するためには、暖機過程での有害成分をより一
層浄化する必要がある。このため、上述した図８及び図
９の車両用電気加熱装置と電動式２次空気導入装置とを
併用し、車両の始動直後からこれらの装置を作動させる
ようにすることが考えられる。しかし、始動直後からこ
れらの装置を作動させると、車両用電気加熱装置におい
て、加熱素子１３０による触媒の急速加熱期間中に、加
熱素子１３０以外の電気負荷のすべての電力をバッテリ
１３１から供給するので、この期間中に電動式２次空気
導入装置により２次空気導入を行うと、２次空気ポンプ
装置２２０の電動機２２２によってバッテリ１３１の電
力が大きく喰われ、バッテリ１３１の寿命が著しく短く
なる。また、起動時にバッテリ１３１の電圧が不足し、
車両がエンジンストールを起こす虞れがある。さらに、
触媒の急速加熱前後で、２次空気ポンプ装置２２０の電
動機２２２によってバッテリ１３１の電力が大きく喰わ
れることから、他の一般の電気負荷に対する電圧が急変
するという問題もある。これらの問題を回避するために
大容量のバッテリ１３１を用いると、コストの上昇や装
置の大形化を招く等の問題が生じてしまう。
化に対応するためには、暖機過程での有害成分をより一
層浄化する必要がある。このため、上述した図８及び図
９の車両用電気加熱装置と電動式２次空気導入装置とを
併用し、車両の始動直後からこれらの装置を作動させる
ようにすることが考えられる。しかし、始動直後からこ
れらの装置を作動させると、車両用電気加熱装置におい
て、加熱素子１３０による触媒の急速加熱期間中に、加
熱素子１３０以外の電気負荷のすべての電力をバッテリ
１３１から供給するので、この期間中に電動式２次空気
導入装置により２次空気導入を行うと、２次空気ポンプ
装置２２０の電動機２２２によってバッテリ１３１の電
力が大きく喰われ、バッテリ１３１の寿命が著しく短く
なる。また、起動時にバッテリ１３１の電圧が不足し、
車両がエンジンストールを起こす虞れがある。さらに、
触媒の急速加熱前後で、２次空気ポンプ装置２２０の電
動機２２２によってバッテリ１３１の電力が大きく喰わ
れることから、他の一般の電気負荷に対する電圧が急変
するという問題もある。これらの問題を回避するために
大容量のバッテリ１３１を用いると、コストの上昇や装
置の大形化を招く等の問題が生じてしまう。
【００１２】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、バッテリの放電量を増加させるこ
となく、従って大容量のバッテリを用いることなく、安
定した２次空気導入と触媒加熱とを同時に行うことがで
きる内燃機関の排気ガス浄化装置を提供することを目的
とする。
めになされたもので、バッテリの放電量を増加させるこ
となく、従って大容量のバッテリを用いることなく、安
定した２次空気導入と触媒加熱とを同時に行うことがで
きる内燃機関の排気ガス浄化装置を提供することを目的
とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明に係る内燃機関の排気ガス浄化
装置は、内燃機関の排気管に介装されて排気ガスを浄化
する触媒コンバータと、上記触媒コンバータを加熱する
加熱素子と、上記触媒コンバータの上流側において上記
排気管に連結された２次空気通路と、上記２次空気通路
に２次空気を送る込むポンプ及びこのポンプを駆動する
電動機を有する２次空気導入手段と、固定子巻線及び界
磁巻線を有し、上記内燃機関によって駆動される発電機
と、上記界磁巻線の界磁電流を制御して、上記発電機の
出力電流の調整をする出力調整手段と、上記２次空気導
入手段の電動機及び上記加熱素子の双方に接続された第
１接点と、バッテリと上記電動機及び加熱素子以外の電
気負荷とに接続された第２接点とを有する切換リレー
と、上記内燃機関の始動時に、上記発電機の出力端と上
記第１接点とを電気的に接続すると共に、上記発電機の
出力端と上記第２接点とを電気的に断状態にするよう
に、上記切換リレーを制御する出力切換手段とから構成
される。
め、請求項１記載の発明に係る内燃機関の排気ガス浄化
装置は、内燃機関の排気管に介装されて排気ガスを浄化
する触媒コンバータと、上記触媒コンバータを加熱する
加熱素子と、上記触媒コンバータの上流側において上記
排気管に連結された２次空気通路と、上記２次空気通路
に２次空気を送る込むポンプ及びこのポンプを駆動する
電動機を有する２次空気導入手段と、固定子巻線及び界
磁巻線を有し、上記内燃機関によって駆動される発電機
と、上記界磁巻線の界磁電流を制御して、上記発電機の
出力電流の調整をする出力調整手段と、上記２次空気導
入手段の電動機及び上記加熱素子の双方に接続された第
１接点と、バッテリと上記電動機及び加熱素子以外の電
気負荷とに接続された第２接点とを有する切換リレー
と、上記内燃機関の始動時に、上記発電機の出力端と上
記第１接点とを電気的に接続すると共に、上記発電機の
出力端と上記第２接点とを電気的に断状態にするよう
に、上記切換リレーを制御する出力切換手段とから構成
される。
【００１４】請求項２記載の発明に係る内燃機関の排気
ガス浄化装置は、上記出力調整手段は、上記界磁巻線の
界磁電流の立上り時、立下り時に、界磁電流を徐々に増
加、減少させるように構成した。
ガス浄化装置は、上記出力調整手段は、上記界磁巻線の
界磁電流の立上り時、立下り時に、界磁電流を徐々に増
加、減少させるように構成した。
【００１５】請求項３記載の発明に係る内燃機関の排気
ガス浄化装置は、上記内燃機関の回転数を制御する内燃
機関制御装置と、上記切換リレーの第１接点側の電圧を
検出し、この電圧が一定になるように、上記内燃機関制
御装置の回転数を制御する電圧検出手段とを設けた。
ガス浄化装置は、上記内燃機関の回転数を制御する内燃
機関制御装置と、上記切換リレーの第１接点側の電圧を
検出し、この電圧が一定になるように、上記内燃機関制
御装置の回転数を制御する電圧検出手段とを設けた。
【００１６】請求項４記載の発明に係る内燃機関の排気
ガス浄化装置は、上記切換リレーの第１接点側の電圧を
検出し、この電圧が一定になるように、上記発電機の界
磁巻線の界磁電流を制御する電圧検出手段を設けた。
ガス浄化装置は、上記切換リレーの第１接点側の電圧を
検出し、この電圧が一定になるように、上記発電機の界
磁巻線の界磁電流を制御する電圧検出手段を設けた。
【００１７】請求項５記載の発明に係る内燃機関の排気
ガス浄化装置は、上記発電機からの電流を検出する電流
検出手段と、上記切換リレーの第１接点と上記２次空気
導入手段の電動機との間に介設され、上記電流検出手段
によって検出された発電機電流に基づいて、上記電動機
への電流を所定値に維持する電動機制御手段を設けた。
ガス浄化装置は、上記発電機からの電流を検出する電流
検出手段と、上記切換リレーの第１接点と上記２次空気
導入手段の電動機との間に介設され、上記電流検出手段
によって検出された発電機電流に基づいて、上記電動機
への電流を所定値に維持する電動機制御手段を設けた。
【００１８】請求項６記載の発明に係る内燃機関の排気
ガス浄化装置は、上記切換リレーの第１接点側の電圧を
検出する電圧検出手段と、上記電圧検出手段で検出され
た電圧値の変化に対応させて、上記２次空気通路から排
気管に導入する２次空気の流量を変化させる流量可変手
段とを設けた。
ガス浄化装置は、上記切換リレーの第１接点側の電圧を
検出する電圧検出手段と、上記電圧検出手段で検出され
た電圧値の変化に対応させて、上記２次空気通路から排
気管に導入する２次空気の流量を変化させる流量可変手
段とを設けた。
【００１９】請求項７記載の発明に係る内燃機関の排気
ガス浄化装置は、上記電動機をＤＣブラシレスモータで
構成し、上記ＤＣブラシレスモータの回転信号に基づい
て、上記切換リレーの第１接点側の電圧を制御すること
により、上記ＤＣブラシレスモータの回転数を制御する
電動機制御手段を設けた。
ガス浄化装置は、上記電動機をＤＣブラシレスモータで
構成し、上記ＤＣブラシレスモータの回転信号に基づい
て、上記切換リレーの第１接点側の電圧を制御すること
により、上記ＤＣブラシレスモータの回転数を制御する
電動機制御手段を設けた。
【００２０】
【作用】請求項１記載の内燃機関の排気ガス浄化装置に
よれば、内燃機関が始動されると、出力切換手段によっ
て、発電機の出力端と切換リレーの第１接点とが電気的
に接続され、発電機の出力端と第２接点とが電気的に断
状態にされる。この結果、電動機及び加熱素子に対して
は、発電機の出力電流が供給されるので、バッテリの電
力が電動機や加熱素子によって消費されることはない。
よれば、内燃機関が始動されると、出力切換手段によっ
て、発電機の出力端と切換リレーの第１接点とが電気的
に接続され、発電機の出力端と第２接点とが電気的に断
状態にされる。この結果、電動機及び加熱素子に対して
は、発電機の出力電流が供給されるので、バッテリの電
力が電動機や加熱素子によって消費されることはない。
【００２１】請求項２記載の内燃機関の排気ガス浄化装
置によれば、出力調整手段によって、その立上り時、立
下り時に徐々に増加、減少するように、界磁巻線の界磁
電流が制御される。
置によれば、出力調整手段によって、その立上り時、立
下り時に徐々に増加、減少するように、界磁巻線の界磁
電流が制御される。
【００２２】請求項３記載の内燃機関の排気ガス浄化装
置によれば、電圧検出手段によって、切換リレーの第１
接点側の電圧が検出され、この電圧が一定になるよう
に、内燃機関制御装置の回転数が制御される。
置によれば、電圧検出手段によって、切換リレーの第１
接点側の電圧が検出され、この電圧が一定になるよう
に、内燃機関制御装置の回転数が制御される。
【００２３】請求項４記載の内燃機関の排気ガス浄化装
置によれば、電圧検出手段によって、切換リレーの第１
接点側の電圧が検出され、この電圧が一定になるよう
に、発電機の界磁巻線の界磁電流が制御される。
置によれば、電圧検出手段によって、切換リレーの第１
接点側の電圧が検出され、この電圧が一定になるよう
に、発電機の界磁巻線の界磁電流が制御される。
【００２４】請求項５記載の内燃機関の排気ガス浄化装
置によれば、電流検出手段によって発電機からの電流が
検出され、検出電流に基づいて、電動機制御手段によ
り、２次空気導入手段の電動機への電流が所定値に維持
される。
置によれば、電流検出手段によって発電機からの電流が
検出され、検出電流に基づいて、電動機制御手段によ
り、２次空気導入手段の電動機への電流が所定値に維持
される。
【００２５】請求項６記載の内燃機関の排気ガス浄化装
置によれば、電圧検出手段によって、切換リレーの第１
接点側の電圧が検出され、この検出された電圧値の変化
に対応させて、流量可変手段が２次空気通路から排気管
に導入する２次空気の流量を変化させる。
置によれば、電圧検出手段によって、切換リレーの第１
接点側の電圧が検出され、この検出された電圧値の変化
に対応させて、流量可変手段が２次空気通路から排気管
に導入する２次空気の流量を変化させる。
【００２６】請求項７記載の内燃機関の排気ガス浄化装
置によれば、電動機制御手段により、ＤＣブラシレスモ
ータからの回転信号が検出され、この回転信号に基づい
て、切換リレーの第１接点側の電圧が制御されて、ＤＣ
ブラシレスモータの回転数が所望の回転数になるように
制御される。
置によれば、電動機制御手段により、ＤＣブラシレスモ
ータからの回転信号が検出され、この回転信号に基づい
て、切換リレーの第１接点側の電圧が制御されて、ＤＣ
ブラシレスモータの回転数が所望の回転数になるように
制御される。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 実施例１．図１は、本発明の第１実施例に係る内燃機関
の排気ガス浄化装置を示すブロック図である。図１にお
いて、符号１は内燃機関であり、この内燃機関１の排気
管２の途中には、加熱素子３と触媒４ａとを内蔵した触
媒コンバータ４が装着され、その上流側には、２次空気
通路５が連結され、２次空気通路５には、２次空気導入
装置６（２次空気導入手段）が装着されている。そし
て、内燃機関１によって駆動される発電機１０と、その
発電機１０により充電されるバッテリ２０とが設けられ
ている。さらに、切換リレー５０が設けられ、切換リレ
ー５０に対する排気ガス制御装置３０の切換動作によ
り、発電機１０の出力電流を内燃機関１側またはバッテ
リ２０に供給するようになっている。尚、符号４０は、
内燃機関１の回転数を制御する内燃機関制御装置であ
り、排気ガス制御装置３０と電気的に接続されている。
て説明する。 実施例１．図１は、本発明の第１実施例に係る内燃機関
の排気ガス浄化装置を示すブロック図である。図１にお
いて、符号１は内燃機関であり、この内燃機関１の排気
管２の途中には、加熱素子３と触媒４ａとを内蔵した触
媒コンバータ４が装着され、その上流側には、２次空気
通路５が連結され、２次空気通路５には、２次空気導入
装置６（２次空気導入手段）が装着されている。そし
て、内燃機関１によって駆動される発電機１０と、その
発電機１０により充電されるバッテリ２０とが設けられ
ている。さらに、切換リレー５０が設けられ、切換リレ
ー５０に対する排気ガス制御装置３０の切換動作によ
り、発電機１０の出力電流を内燃機関１側またはバッテ
リ２０に供給するようになっている。尚、符号４０は、
内燃機関１の回転数を制御する内燃機関制御装置であ
り、排気ガス制御装置３０と電気的に接続されている。
【００２８】触媒４は、排気ガス内の有害成分を除去す
るための物質であり、その上方に装着された加熱素子３
によって加熱される。２次空気導入装置６は、２次空気
通路５に２次空気を送る込むポンプ７と、このポンプ７
を駆動する電動機８とで構成されている。
るための物質であり、その上方に装着された加熱素子３
によって加熱される。２次空気導入装置６は、２次空気
通路５に２次空気を送る込むポンプ７と、このポンプ７
を駆動する電動機８とで構成されている。
【００２９】一方、発電機１０は、固定子巻線１１と、
整流器１２と、界磁巻線１３とで構成されている。ま
た、発電機１０に切換リレー５０を介して接続されてい
るバッテリ２０の正極出力端には、キースイッチ２１が
接続されており、このキースイッチ２１を介して複数の
電気負荷２２、２３・・・がバッテリ２０に接続されて
いる。
整流器１２と、界磁巻線１３とで構成されている。ま
た、発電機１０に切換リレー５０を介して接続されてい
るバッテリ２０の正極出力端には、キースイッチ２１が
接続されており、このキースイッチ２１を介して複数の
電気負荷２２、２３・・・がバッテリ２０に接続されて
いる。
【００３０】排気ガス制御装置３０は、出力調整手段と
しての出力調整回路３２と出力切換手段としての出力切
換回路３３とを有するスイッチ制御回路３１を備えてお
り、このスイッチ制御回路３１は内燃機関制御装置４０
に電気的に接続されている。出力調整回路３２は、トラ
ンジスタ３４を介して界磁巻線１３の界磁電流を制御す
る回路である。具体的には、出力調整回路３２は、バッ
テリ２０の正極端子電圧を検出し、正極端子電圧が設定
電圧（例えば、１４．５Ｖ）よりも低いときには、トラ
ンジスタ３４をオン状態にして、発電機１０の出力端子
Ａからの出力電流を増大させる。そして、出力調整回路
３２は、その後、出力電流の増大によって、バッテリ２
０の正極端子電圧が上記設定電圧に至ったときに、トラ
ンジスタ３４をオフにして、固定子巻線１１から界磁巻
線１３への通電を停止させる機能を有している。このよ
うに、出力調整回路３２は、バッテリ２０の正極端子電
圧と上記設定電圧とを比較し、界磁巻線１３の界磁電流
（出力端子Ａからの出力電流と相似形）の大きさを操作
することで、バッテリ２０への充電電圧を上記設定電圧
にするようになっている。
しての出力調整回路３２と出力切換手段としての出力切
換回路３３とを有するスイッチ制御回路３１を備えてお
り、このスイッチ制御回路３１は内燃機関制御装置４０
に電気的に接続されている。出力調整回路３２は、トラ
ンジスタ３４を介して界磁巻線１３の界磁電流を制御す
る回路である。具体的には、出力調整回路３２は、バッ
テリ２０の正極端子電圧を検出し、正極端子電圧が設定
電圧（例えば、１４．５Ｖ）よりも低いときには、トラ
ンジスタ３４をオン状態にして、発電機１０の出力端子
Ａからの出力電流を増大させる。そして、出力調整回路
３２は、その後、出力電流の増大によって、バッテリ２
０の正極端子電圧が上記設定電圧に至ったときに、トラ
ンジスタ３４をオフにして、固定子巻線１１から界磁巻
線１３への通電を停止させる機能を有している。このよ
うに、出力調整回路３２は、バッテリ２０の正極端子電
圧と上記設定電圧とを比較し、界磁巻線１３の界磁電流
（出力端子Ａからの出力電流と相似形）の大きさを操作
することで、バッテリ２０への充電電圧を上記設定電圧
にするようになっている。
【００３１】また、この出力調整回路３２は、後述する
トランジスタ３５の動作後、ｔ1時間後に、トランジス
タ３４を自動的にオンに切り替え、界磁巻線１３をフル
励磁させて、発電機１０からの出力電流を最大にする機
能も有する。このとき、出力調整回路３２は、界磁巻線
１３の界磁電流が最大値に達するまでの間、トランジス
タ３４の駆動デューティ（オン／オフの比）を増加し、
界磁電流の停止の際に、最大値から零に至るまでの間、
トランジスタ３４の駆動デューティを減少するようにな
っている。
トランジスタ３５の動作後、ｔ1時間後に、トランジス
タ３４を自動的にオンに切り替え、界磁巻線１３をフル
励磁させて、発電機１０からの出力電流を最大にする機
能も有する。このとき、出力調整回路３２は、界磁巻線
１３の界磁電流が最大値に達するまでの間、トランジス
タ３４の駆動デューティ（オン／オフの比）を増加し、
界磁電流の停止の際に、最大値から零に至るまでの間、
トランジスタ３４の駆動デューティを減少するようにな
っている。
【００３２】出力切換回路３３は、切換リレー５０を制
御するための回路であり、トランジスタ３５をオン、オ
フ制御する機能を有する。具体的には、内燃機関制御装
置４０からの動作信号Ｓ１がスイッチ制御回路３１に入
力されると、出力切換回路３３がトランジスタ３５をオ
ン状態にして、切換リレー５０に通電するようになって
いる。また、出力切換回路３３は、動作信号Ｓ１がオフ
状態になると、ｔ2時間経過後に、トランジスタ３５を
オフ状態に切り換える機能を有している。
御するための回路であり、トランジスタ３５をオン、オ
フ制御する機能を有する。具体的には、内燃機関制御装
置４０からの動作信号Ｓ１がスイッチ制御回路３１に入
力されると、出力切換回路３３がトランジスタ３５をオ
ン状態にして、切換リレー５０に通電するようになって
いる。また、出力切換回路３３は、動作信号Ｓ１がオフ
状態になると、ｔ2時間経過後に、トランジスタ３５を
オフ状態に切り換える機能を有している。
【００３３】尚、内燃機関１の始動を内燃機関制御装置
４０が検出すると、動作信号Ｓ１が燃機関制御装置４０
からスイッチ制御回路３１に出力されるようになってい
る。また、内燃機関制御装置４０は、始動後内蔵した図
示しないタイマを作動させ、所定時間経過後（または、
図示しない温度検出センサで検出された触媒４ａの温度
が所定温度に達したとき）、始動終了と判断して、動作
信号Ｓ１をオフにする機能を有している。
４０が検出すると、動作信号Ｓ１が燃機関制御装置４０
からスイッチ制御回路３１に出力されるようになってい
る。また、内燃機関制御装置４０は、始動後内蔵した図
示しないタイマを作動させ、所定時間経過後（または、
図示しない温度検出センサで検出された触媒４ａの温度
が所定温度に達したとき）、始動終了と判断して、動作
信号Ｓ１をオフにする機能を有している。
【００３４】切換リレー５０は、２次空気導入装置６の
電動機８と触媒コンバータ４の加熱素子３との双方に接
続された第１接点５１と、バッテリ２０の正極端子に接
続された第２接点５２と、発電機１０の出力端子Ａに接
続されたスイッチ５３と、出力切換回路３３のトランジ
スタ３５に接続された励磁コイル５４とを有している。
すなわち、スイッチ５３は常時は、第２接点５２に接触
しており、出力切換回路３３のトランジスタ３５がオン
状態になると、励磁コイル５４が励磁されて、スイッチ
５３が第１接点５１と接触するように切り替わる。
電動機８と触媒コンバータ４の加熱素子３との双方に接
続された第１接点５１と、バッテリ２０の正極端子に接
続された第２接点５２と、発電機１０の出力端子Ａに接
続されたスイッチ５３と、出力切換回路３３のトランジ
スタ３５に接続された励磁コイル５４とを有している。
すなわち、スイッチ５３は常時は、第２接点５２に接触
しており、出力切換回路３３のトランジスタ３５がオン
状態になると、励磁コイル５４が励磁されて、スイッチ
５３が第１接点５１と接触するように切り替わる。
【００３５】次に、本実施例の動作について説明する。
図２は、その動作を示すタイムチャート図である。図１
の状態は通常時の状態であり、キースイッチ２１はオン
状態、スイッチ５３は第２接点５２と接続状態、トラン
ジスタ３４はオフ状態にある。この状態から、図２の
（ｇ）に示すように、キースイッチ２１をオンにして、
内燃機関１を始動すると、内燃機関制御装置４０によっ
てその始動状態が検出され、動作信号Ｓ１が燃機関制御
装置４０からスイッチ制御回路３１に出力される。動作
信号Ｓ１が内燃機関制御装置４０に入力されると、出力
切換回路３３によって、トランジスタ３５がオン状態に
され、切換リレー５０の励磁コイル５４が通電状態にな
る。
図２は、その動作を示すタイムチャート図である。図１
の状態は通常時の状態であり、キースイッチ２１はオン
状態、スイッチ５３は第２接点５２と接続状態、トラン
ジスタ３４はオフ状態にある。この状態から、図２の
（ｇ）に示すように、キースイッチ２１をオンにして、
内燃機関１を始動すると、内燃機関制御装置４０によっ
てその始動状態が検出され、動作信号Ｓ１が燃機関制御
装置４０からスイッチ制御回路３１に出力される。動作
信号Ｓ１が内燃機関制御装置４０に入力されると、出力
切換回路３３によって、トランジスタ３５がオン状態に
され、切換リレー５０の励磁コイル５４が通電状態にな
る。
【００３６】これにより、励磁コイル５４が励磁され
て、図２の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、スイッチ５
３が第１接点５１との接触状態に切り替わってオン状態
になり、第２接点５２はオフ状態になる。そして、出力
調整回路３２により、トランジスタ３５の動作後、ｔ1
時間後に、トランジスタ３４が自動的にオンに切り替え
られ、図２の（ｄ）に示すように、界磁巻線１３の界磁
電流が最大になり、発電機１０からの出力電流が最大に
なる。しかし、このとき、界磁電流が最大値に達するま
で、トランジスタ３４の駆動デューティを徐々に増加さ
せるので、図２の（ｄ）に破線で示すように、界磁電流
が最大値に達するまで徐々に増加する。この結果、界磁
電流に対応した出力電流が、発電機１０の出力端子Ａか
ら２次空気導入装置６の電動機８と触媒コンバータ４の
加熱素子３とに流れ、電動機８と加熱素子３とが穏やか
に駆動されるので、図２の（ｅ）及び（ｆ）に破線で示
すように、２次空気導入装置６と触媒４とが穏やかに駆
動、加熱される。
て、図２の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、スイッチ５
３が第１接点５１との接触状態に切り替わってオン状態
になり、第２接点５２はオフ状態になる。そして、出力
調整回路３２により、トランジスタ３５の動作後、ｔ1
時間後に、トランジスタ３４が自動的にオンに切り替え
られ、図２の（ｄ）に示すように、界磁巻線１３の界磁
電流が最大になり、発電機１０からの出力電流が最大に
なる。しかし、このとき、界磁電流が最大値に達するま
で、トランジスタ３４の駆動デューティを徐々に増加さ
せるので、図２の（ｄ）に破線で示すように、界磁電流
が最大値に達するまで徐々に増加する。この結果、界磁
電流に対応した出力電流が、発電機１０の出力端子Ａか
ら２次空気導入装置６の電動機８と触媒コンバータ４の
加熱素子３とに流れ、電動機８と加熱素子３とが穏やか
に駆動されるので、図２の（ｅ）及び（ｆ）に破線で示
すように、２次空気導入装置６と触媒４とが穏やかに駆
動、加熱される。
【００３７】内燃機関制御装置４０に内蔵された上記タ
イマが始動後所定時間経過すると（または、温度検出セ
ンサで検出された触媒４の温度が所定温度になると）、
加熱素子３による触媒４の加熱が終了し、内燃機関制御
装置４０からスイッチ制御回路３１に出力されている動
作信号Ｓ１がオフになる。これにより、出力調整回路３
２の制御によってトランジスタ３４の駆動デューティを
徐々に増加させ、所定時間後にオフ状態になる。この結
果、界磁電流は、図２の（ｄ）に破線で示すように、穏
やかに減少し、停止し、図２の（ｅ）及び（ｆ）に破線
で示すように、２次空気導入装置６が穏やかに停止す
る。
イマが始動後所定時間経過すると（または、温度検出セ
ンサで検出された触媒４の温度が所定温度になると）、
加熱素子３による触媒４の加熱が終了し、内燃機関制御
装置４０からスイッチ制御回路３１に出力されている動
作信号Ｓ１がオフになる。これにより、出力調整回路３
２の制御によってトランジスタ３４の駆動デューティを
徐々に増加させ、所定時間後にオフ状態になる。この結
果、界磁電流は、図２の（ｄ）に破線で示すように、穏
やかに減少し、停止し、図２の（ｅ）及び（ｆ）に破線
で示すように、２次空気導入装置６が穏やかに停止す
る。
【００３８】そして、ｔ2時間経過後、出力切換回路３
３の制御によってトランジスタ３５がオフ状態になり、
切換リレー５０の励磁コイル５４への通電が停止され、
スイッチ５３が第２接点５２との接触状態に切り替わ
る。しかる後、ｔ3時間経過後に、出力調整回路３２の
制御によってトランジスタ３４がオン状態になる。
３の制御によってトランジスタ３５がオフ状態になり、
切換リレー５０の励磁コイル５４への通電が停止され、
スイッチ５３が第２接点５２との接触状態に切り替わ
る。しかる後、ｔ3時間経過後に、出力調整回路３２の
制御によってトランジスタ３４がオン状態になる。
【００３９】この結果、界磁電流が停止状態になってい
るｔ2＋ｔ3時間の間に、スイッチ５３の第１接点５１か
ら第２接点５２への切換が行われる。これは、界磁電流
が生じているときに、即ち、スイッチ５３に出力電流が
流れているときに、スイッチ５３を切り換えると、火花
が飛び、第１接点５１や第２接点５２を劣化させるおそ
れがあるからである。すなわち、本実施例のように、ス
イッチ５３に流れる電流を停止させている間に、スイッ
チ５３を切り換えることにより、第１接点５１や第２接
点５２の保護が図られる。尚、ｔ1時間とｔ2時間、及び
界磁電流の漸増時間と漸減時間とは、内燃機関１の排気
ガスの浄化率を損わない程度の範囲に設定されている。
るｔ2＋ｔ3時間の間に、スイッチ５３の第１接点５１か
ら第２接点５２への切換が行われる。これは、界磁電流
が生じているときに、即ち、スイッチ５３に出力電流が
流れているときに、スイッチ５３を切り換えると、火花
が飛び、第１接点５１や第２接点５２を劣化させるおそ
れがあるからである。すなわち、本実施例のように、ス
イッチ５３に流れる電流を停止させている間に、スイッ
チ５３を切り換えることにより、第１接点５１や第２接
点５２の保護が図られる。尚、ｔ1時間とｔ2時間、及び
界磁電流の漸増時間と漸減時間とは、内燃機関１の排気
ガスの浄化率を損わない程度の範囲に設定されている。
【００４０】上記のように、スイッチ５３が第２接点５
２に接触した状態で、トランジスタ３４がオンになる
と、発電機１０の出力電流がスイッチ５３を介して、バ
ッテリ２０に流れ、バッテリ２０が設定電圧（１４．５
Ｖ）まで充電される。この充電の際にも、図２の（ｄ）
に破線で示すように、界磁電流は、その立上りにおいて
徐々に増加していく。
２に接触した状態で、トランジスタ３４がオンになる
と、発電機１０の出力電流がスイッチ５３を介して、バ
ッテリ２０に流れ、バッテリ２０が設定電圧（１４．５
Ｖ）まで充電される。この充電の際にも、図２の（ｄ）
に破線で示すように、界磁電流は、その立上りにおいて
徐々に増加していく。
【００４１】従って、本実施例の内燃機関の排気ガス浄
化装置によれば、内燃機関１の始動時には、発電機１０
の出力電流を用いて、２次空気導入装置６の電動機８と
触媒コンバータ４とを駆動、加熱し、２次空気導入装置
６と触媒コンバータ４とに対しては、バッテリ２０の電
力を消費しないので、バッテリ２０の長寿命化を図るこ
とができる。また、界磁電流がその立上り時、立下り時
に徐々に増減するので、２次空気導入装置６と触媒コン
バータ４とを穏やかに起動、加熱することができ、ま
た、界磁電流の急変による電気負荷２２、２３・・・に
及ぼす影響（例えばランプのちらつき等）を防止するこ
とができる。
化装置によれば、内燃機関１の始動時には、発電機１０
の出力電流を用いて、２次空気導入装置６の電動機８と
触媒コンバータ４とを駆動、加熱し、２次空気導入装置
６と触媒コンバータ４とに対しては、バッテリ２０の電
力を消費しないので、バッテリ２０の長寿命化を図るこ
とができる。また、界磁電流がその立上り時、立下り時
に徐々に増減するので、２次空気導入装置６と触媒コン
バータ４とを穏やかに起動、加熱することができ、ま
た、界磁電流の急変による電気負荷２２、２３・・・に
及ぼす影響（例えばランプのちらつき等）を防止するこ
とができる。
【００４２】実施例２．本実施例の内燃機関の排気ガス
浄化装置は、上記第１実施例の装置に、図１の二点鎖線
で示す電圧検出手段としての電圧検出回路６０を設けた
構成となっている。具体的には、切換リレー５０の第１
接点５１の出力側に、電圧検出回路６０が設けられ、電
圧検出回路６０の出力側が、内燃機関制御装置４０に接
続されている。そして、内燃機関制御装置４０にアクチ
ュエータ４１が設けられ、アクチュエータ４１により内
燃機関１の回転数を制御するようになっている。これに
より、始動時における発電機１０の出力電圧を電圧検出
回路６０で検出し、その検出信号Ｓ２を内燃機関制御装
置４０に出力する。そして、内燃機関制御装置４０が、
検出信号Ｓ２に基づいて、第１接点５１における出力電
圧が所定値になるように、アクチュエータ４１を制御す
る。
浄化装置は、上記第１実施例の装置に、図１の二点鎖線
で示す電圧検出手段としての電圧検出回路６０を設けた
構成となっている。具体的には、切換リレー５０の第１
接点５１の出力側に、電圧検出回路６０が設けられ、電
圧検出回路６０の出力側が、内燃機関制御装置４０に接
続されている。そして、内燃機関制御装置４０にアクチ
ュエータ４１が設けられ、アクチュエータ４１により内
燃機関１の回転数を制御するようになっている。これに
より、始動時における発電機１０の出力電圧を電圧検出
回路６０で検出し、その検出信号Ｓ２を内燃機関制御装
置４０に出力する。そして、内燃機関制御装置４０が、
検出信号Ｓ２に基づいて、第１接点５１における出力電
圧が所定値になるように、アクチュエータ４１を制御す
る。
【００４３】図３は発電機と外部負荷抵抗を示す回路図
であり、図４は発電機の最大出力特性図である。図３に
示すように、発電機１０の出力端子Ａに接続される全て
の電気負荷は、外部負荷抵抗ＲＬとして捉らえることが
できる。そして、図４に示すように、発電機１０の回転
数（内燃機関１に駆動されるので、内燃機関１の回転数
に比例する）に対応して、発電機１０の出力端子Ａの出
力電流が変動するので、発電機１０から内燃機関１側に
電流を出力すると、第１接点５１の出力側の電圧が変動
する。このため、図３において、発電機１０の外部負荷
抵抗ＲＬが一定であっても、図４に示すように、発電機
１０の回転数（内燃機関１の回転数）の変動でその平衡
点Ｐが変化することになり、その変化に伴って、第１接
点５１の出力側の電圧が大きく変化してしまう。
であり、図４は発電機の最大出力特性図である。図３に
示すように、発電機１０の出力端子Ａに接続される全て
の電気負荷は、外部負荷抵抗ＲＬとして捉らえることが
できる。そして、図４に示すように、発電機１０の回転
数（内燃機関１に駆動されるので、内燃機関１の回転数
に比例する）に対応して、発電機１０の出力端子Ａの出
力電流が変動するので、発電機１０から内燃機関１側に
電流を出力すると、第１接点５１の出力側の電圧が変動
する。このため、図３において、発電機１０の外部負荷
抵抗ＲＬが一定であっても、図４に示すように、発電機
１０の回転数（内燃機関１の回転数）の変動でその平衡
点Ｐが変化することになり、その変化に伴って、第１接
点５１の出力側の電圧が大きく変化してしまう。
【００４４】これは、内燃機関１の始動後の暖機過程に
おける機関回転数が、機関冷却水の温度に応じて決定さ
れ、時事刻々と変化するからである。従って、このよう
に、内燃機関１の回転数が変化する状態で、即ち、第１
接点５１の出力電圧が変化する状態で電動機８の駆動及
び加熱素子３の加熱を行っても、２次空気通路５に所望
量の２次空気を導入することができず、また、触媒４ａ
を所望の温度に加熱することもできない。
おける機関回転数が、機関冷却水の温度に応じて決定さ
れ、時事刻々と変化するからである。従って、このよう
に、内燃機関１の回転数が変化する状態で、即ち、第１
接点５１の出力電圧が変化する状態で電動機８の駆動及
び加熱素子３の加熱を行っても、２次空気通路５に所望
量の２次空気を導入することができず、また、触媒４ａ
を所望の温度に加熱することもできない。
【００４５】しかし、本実施例によれば、第１接点５１
の出力電圧を電圧検出回路６０で検出し、内燃機関制御
装置４０が、電圧検出回路６０からの検出信号Ｓ２に基
づいて、第１接点５１の出力電圧を所望の電圧にするよ
うに、アクチュエータ４１を制御するので、触媒コンバ
ータ４の加熱素子３や２次空気導入装置６の電動機８に
安定した電圧供給を行うことができ、この結果、安定し
た排気ガス浄化率を得ることができるという効果があ
る。その他の構成及び作用効果は上記第１実施例と同様
であるので、その記載は省略する。
の出力電圧を電圧検出回路６０で検出し、内燃機関制御
装置４０が、電圧検出回路６０からの検出信号Ｓ２に基
づいて、第１接点５１の出力電圧を所望の電圧にするよ
うに、アクチュエータ４１を制御するので、触媒コンバ
ータ４の加熱素子３や２次空気導入装置６の電動機８に
安定した電圧供給を行うことができ、この結果、安定し
た排気ガス浄化率を得ることができるという効果があ
る。その他の構成及び作用効果は上記第１実施例と同様
であるので、その記載は省略する。
【００４６】実施例３．本実施例の内燃機関の排気ガス
浄化装置も、上記第２実施例と同様の目的を達成するも
のであるが、図１の一点鎖線で示すように、電圧検出回
路６０からの検出信号Ｓ２が排気ガス制御装置３０のス
イッチ制御回路３１に入力されるようになっており、ア
クチュエータ４１は必要としない。すなわち、電圧検出
回路６０からの検出信号Ｓ２をスイッチ制御回路３１に
入力し、この検出信号Ｓ２に基づいて、出力調整回路３
２が、第１接点５１の出力電圧を所望値にするように、
界磁巻線１３の界磁電流を制御するようになっている。
その他の構成及び作用効果は上記第２実施例と同様であ
るので、その記載は省略する。
浄化装置も、上記第２実施例と同様の目的を達成するも
のであるが、図１の一点鎖線で示すように、電圧検出回
路６０からの検出信号Ｓ２が排気ガス制御装置３０のス
イッチ制御回路３１に入力されるようになっており、ア
クチュエータ４１は必要としない。すなわち、電圧検出
回路６０からの検出信号Ｓ２をスイッチ制御回路３１に
入力し、この検出信号Ｓ２に基づいて、出力調整回路３
２が、第１接点５１の出力電圧を所望値にするように、
界磁巻線１３の界磁電流を制御するようになっている。
その他の構成及び作用効果は上記第２実施例と同様であ
るので、その記載は省略する。
【００４７】実施例４．図５は本発明の第４実施例を示
すブロック図である。本実施例の内燃機関の排気ガス浄
化装置は、図５に示すように、電動機８に流れ込む電流
を制御する電動機制御手段としての電動機制御回路７０
を備えている。そして、電動機制御回路７０には、第１
接点５１から電動機８側に分岐した電流を検出する電流
検出回路７１（電流検出手段）が設けられている。電動
機制御回路７０は、この電流検出回路７１で検出した電
流に基づいて、電動機８に流れ込む電流が所望の電流値
になるように界磁巻線１３を制御するための制御信号Ｓ
３を出力調整回路３２に出力するようになっている。こ
れにより、制御信号Ｓ３に基づいて、出力調整回路３２
が界磁巻線１３の界磁電流を制御するので、所望の回転
数で電動機８を駆動することができ、この結果、２次空
気通路５に安定した流量の２次空気を供給することがで
きる。その他の構成及び作用効果は上記第２及び第３実
施例と同様であるので、その記載は省略する。
すブロック図である。本実施例の内燃機関の排気ガス浄
化装置は、図５に示すように、電動機８に流れ込む電流
を制御する電動機制御手段としての電動機制御回路７０
を備えている。そして、電動機制御回路７０には、第１
接点５１から電動機８側に分岐した電流を検出する電流
検出回路７１（電流検出手段）が設けられている。電動
機制御回路７０は、この電流検出回路７１で検出した電
流に基づいて、電動機８に流れ込む電流が所望の電流値
になるように界磁巻線１３を制御するための制御信号Ｓ
３を出力調整回路３２に出力するようになっている。こ
れにより、制御信号Ｓ３に基づいて、出力調整回路３２
が界磁巻線１３の界磁電流を制御するので、所望の回転
数で電動機８を駆動することができ、この結果、２次空
気通路５に安定した流量の２次空気を供給することがで
きる。その他の構成及び作用効果は上記第２及び第３実
施例と同様であるので、その記載は省略する。
【００４８】実施例５．図６は、本発明の第５実施例に
係る内燃機関の排気ガス浄化装置を示すブロック図であ
る。本実施例の内燃機関の排気ガス浄化装置は、図６に
示すように、切換リレー５０の第１接点５１側の出力電
圧を検出する電圧検出回路６０と、２次空気通路５から
排気管２に導入する２次空気の流量を変化させる流量可
変手段としてのバルブ８０とを備え、電圧検出回路６０
からの検出信号Ｓ２に基づいて、内燃機関制御装置４０
がバルブ８０の開閉を調整するようになっている。
係る内燃機関の排気ガス浄化装置を示すブロック図であ
る。本実施例の内燃機関の排気ガス浄化装置は、図６に
示すように、切換リレー５０の第１接点５１側の出力電
圧を検出する電圧検出回路６０と、２次空気通路５から
排気管２に導入する２次空気の流量を変化させる流量可
変手段としてのバルブ８０とを備え、電圧検出回路６０
からの検出信号Ｓ２に基づいて、内燃機関制御装置４０
がバルブ８０の開閉を調整するようになっている。
【００４９】すなわち、第１接点５１の出力電圧が所望
値よりも大きいときには、電動機８の回転数が大きくな
りすぎ、２次空気通路５内に供給される２次空気の流量
が大きくなってしまうので、このような場合には、内燃
機関制御装置４０がバルブ８０を閉じるように制御し
て、２次空気通路５の径を絞る。逆に、第１接点５１の
出力電圧が所望値よりも小さいときには、電動機８の回
転数が小さく、２次空気通路５内に供給される２次空気
の流量が充分でないので、このような場合には、内燃機
関制御装置４０がバルブ８０を開くように制御して、２
次空気通路５の径を広げる。その他の構成及び作用効果
は上記第４実施例と同様であるので、その記載は省略す
る。
値よりも大きいときには、電動機８の回転数が大きくな
りすぎ、２次空気通路５内に供給される２次空気の流量
が大きくなってしまうので、このような場合には、内燃
機関制御装置４０がバルブ８０を閉じるように制御し
て、２次空気通路５の径を絞る。逆に、第１接点５１の
出力電圧が所望値よりも小さいときには、電動機８の回
転数が小さく、２次空気通路５内に供給される２次空気
の流量が充分でないので、このような場合には、内燃機
関制御装置４０がバルブ８０を開くように制御して、２
次空気通路５の径を広げる。その他の構成及び作用効果
は上記第４実施例と同様であるので、その記載は省略す
る。
【００５０】実施例６．図７は、本発明の第６実施例に
係る内燃機関の排気ガス浄化装置を示すブロック図であ
る。本実施例の内燃機関の排気ガス浄化装置は、図７に
示すように、電動機８をＤＣブラシレスモータで構成す
ると共に、電動機制御手段としての電動機制御回路９０
を設け、電動機制御回路９０から出力調整回路３２に制
御信号Ｓ５を出力する構成になっている。すなわち、Ｄ
Ｃブラシレスモータは、原理上その回転軸の回転数を検
出する機能を有しているので、その回転信号Ｓ４を電動
機制御回路９０へ入力し、この回転信号Ｓ４に基づい
て、制御信号Ｓ５を出力調整回路３２へ出力するように
なっている。この制御信号Ｓ５は、電動機８の回転数が
所望値になるように界磁巻線１３を制御するための信号
である。その他の構成及び作用効果は上記第４実施例と
同様であるので、その記載は省略する。
係る内燃機関の排気ガス浄化装置を示すブロック図であ
る。本実施例の内燃機関の排気ガス浄化装置は、図７に
示すように、電動機８をＤＣブラシレスモータで構成す
ると共に、電動機制御手段としての電動機制御回路９０
を設け、電動機制御回路９０から出力調整回路３２に制
御信号Ｓ５を出力する構成になっている。すなわち、Ｄ
Ｃブラシレスモータは、原理上その回転軸の回転数を検
出する機能を有しているので、その回転信号Ｓ４を電動
機制御回路９０へ入力し、この回転信号Ｓ４に基づい
て、制御信号Ｓ５を出力調整回路３２へ出力するように
なっている。この制御信号Ｓ５は、電動機８の回転数が
所望値になるように界磁巻線１３を制御するための信号
である。その他の構成及び作用効果は上記第４実施例と
同様であるので、その記載は省略する。
【００５１】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明に係
る内燃機関の排気ガス浄化装置によれば、内燃機関の排
気管に介装されて排気ガスを浄化する触媒コンバータ
と、上記触媒コンバータを加熱する加熱素子と、上記触
媒コンバータの上流側において上記排気管に連結された
２次空気通路と、上記２次空気通路に２次空気を送る込
むポンプ及びこのポンプを駆動する電動機を有する２次
空気導入手段と、固定子巻線及び界磁巻線を有し、上記
内燃機関によって駆動される発電機と、上記界磁巻線の
界磁電流を制御して、上記発電機の出力電流の調整をす
る出力調整手段と、上記２次空気導入手段の電動機及び
上記加熱素子の双方に接続された第１接点と、バッテリ
と上記電動機及び加熱素子以外の電気負荷とに接続され
た第２接点とを有する切換リレーと、上記内燃機関の始
動時に、上記発電機の出力端と上記第１接点とを電気的
に接続すると共に、上記発電機の出力端と上記第２接点
とを電気的に断状態にするように、上記切換リレーを制
御する出力切換手段とを備えるので、内燃機関が始動さ
れると、出力切換手段によって、発電機の出力端と切換
リレーの第１接点とが電気的に接続され、発電機の出力
端と第２接点とが電気的に断状態にされる。この結果、
電動機及び加熱素子に、発電機の出力電流が供給され、
バッテリの電力は電動機や加熱素子によって消費される
ことはないので、バッテリの放電量を増加させることな
く、２次空気導入手段の起動と触媒の加熱とを同時に行
うことができるという効果がある。
る内燃機関の排気ガス浄化装置によれば、内燃機関の排
気管に介装されて排気ガスを浄化する触媒コンバータ
と、上記触媒コンバータを加熱する加熱素子と、上記触
媒コンバータの上流側において上記排気管に連結された
２次空気通路と、上記２次空気通路に２次空気を送る込
むポンプ及びこのポンプを駆動する電動機を有する２次
空気導入手段と、固定子巻線及び界磁巻線を有し、上記
内燃機関によって駆動される発電機と、上記界磁巻線の
界磁電流を制御して、上記発電機の出力電流の調整をす
る出力調整手段と、上記２次空気導入手段の電動機及び
上記加熱素子の双方に接続された第１接点と、バッテリ
と上記電動機及び加熱素子以外の電気負荷とに接続され
た第２接点とを有する切換リレーと、上記内燃機関の始
動時に、上記発電機の出力端と上記第１接点とを電気的
に接続すると共に、上記発電機の出力端と上記第２接点
とを電気的に断状態にするように、上記切換リレーを制
御する出力切換手段とを備えるので、内燃機関が始動さ
れると、出力切換手段によって、発電機の出力端と切換
リレーの第１接点とが電気的に接続され、発電機の出力
端と第２接点とが電気的に断状態にされる。この結果、
電動機及び加熱素子に、発電機の出力電流が供給され、
バッテリの電力は電動機や加熱素子によって消費される
ことはないので、バッテリの放電量を増加させることな
く、２次空気導入手段の起動と触媒の加熱とを同時に行
うことができるという効果がある。
【００５２】請求項２記載の発明によれば、上記出力調
整手段によって、その立上り時、立下り時に徐々に増
加、減少するように、上記界磁巻線の界磁電流が制御さ
れるので、２次空気導入手段と触媒コンバータとを穏や
かに起動、加熱することができると共に、界磁電流の急
変による電気負荷への影響をも防止することができると
いう効果がある。
整手段によって、その立上り時、立下り時に徐々に増
加、減少するように、上記界磁巻線の界磁電流が制御さ
れるので、２次空気導入手段と触媒コンバータとを穏や
かに起動、加熱することができると共に、界磁電流の急
変による電気負荷への影響をも防止することができると
いう効果がある。
【００５３】請求項３記載の発明によれば、内燃機関の
回転数を制御する内燃機関制御装置と、上記切換リレー
の第１接点側の電圧を検出し、この電圧が一定になるよ
うに、上記内燃機関制御装置の回転数を制御する電圧検
出手段とを設けたので、加熱素子や２次空気導入手段の
電動機に安定した電力供給を行うことができ、この結
果、安定した排気ガス浄化率を得ることができるという
効果がある。
回転数を制御する内燃機関制御装置と、上記切換リレー
の第１接点側の電圧を検出し、この電圧が一定になるよ
うに、上記内燃機関制御装置の回転数を制御する電圧検
出手段とを設けたので、加熱素子や２次空気導入手段の
電動機に安定した電力供給を行うことができ、この結
果、安定した排気ガス浄化率を得ることができるという
効果がある。
【００５４】請求項４記載の発明によれば、上記切換リ
レーの第１接点側の電圧を検出し、この電圧が一定にな
るように、上記発電機の界磁巻線の界磁電流を制御する
電圧検出手段を設けたので、触媒コンバータの加熱素子
や２次空気導入手段の電動機に安定した電力供給を行う
ことができ、この結果、安定した排気ガス浄化率を得る
ことができるという効果がある。
レーの第１接点側の電圧を検出し、この電圧が一定にな
るように、上記発電機の界磁巻線の界磁電流を制御する
電圧検出手段を設けたので、触媒コンバータの加熱素子
や２次空気導入手段の電動機に安定した電力供給を行う
ことができ、この結果、安定した排気ガス浄化率を得る
ことができるという効果がある。
【００５５】請求項５記載の発明によれば、上記発電機
からの電流を検出する電流検出手段と、上記切換リレー
の第１接点と上記２次空気導入手段の電動機との間に介
設され、上記電流検出手段によって検出された発電機電
流に基づいて、上記電動機への電流を所定値に維持する
電動機制御手段を設けたので、常に安定した２次空気の
流量を得ることができるという効果がある。
からの電流を検出する電流検出手段と、上記切換リレー
の第１接点と上記２次空気導入手段の電動機との間に介
設され、上記電流検出手段によって検出された発電機電
流に基づいて、上記電動機への電流を所定値に維持する
電動機制御手段を設けたので、常に安定した２次空気の
流量を得ることができるという効果がある。
【００５６】請求項６記載の発明によれば、上記切換リ
レーの第１接点側の電圧を検出する電圧検出手段と、こ
の電圧検出手段で検出された電圧値の変化に対応させ
て、上記２次空気通路から排気管に導入する２次空気の
流量を変化させる流量可変手段とを設けたので、流量可
変手段により２次空気通路から排気管に導入する２次空
気の流量を直接変化させることによって、より一層安定
した２次空気の流量を得ることができるという効果があ
る。
レーの第１接点側の電圧を検出する電圧検出手段と、こ
の電圧検出手段で検出された電圧値の変化に対応させ
て、上記２次空気通路から排気管に導入する２次空気の
流量を変化させる流量可変手段とを設けたので、流量可
変手段により２次空気通路から排気管に導入する２次空
気の流量を直接変化させることによって、より一層安定
した２次空気の流量を得ることができるという効果があ
る。
【００５７】請求項７記載の発明によれば、上記電動機
をＤＣブラシレスモータで構成し、このＤＣブラシレス
モータの回転信号に基づいて、上記切換リレーの第１接
点側の電圧を制御することにより、上記ＤＣブラシレス
モータの回転数を制御する電動機制御手段を設けたの
で、電動機制御手段により、ＤＣブラシレスモータから
の回転信号に基づいて、ＤＣブラシレスモータの回転数
を所望の回転数になるように制御することによって、常
に安定した２次空気の流量を得ることができるという効
果がある。
をＤＣブラシレスモータで構成し、このＤＣブラシレス
モータの回転信号に基づいて、上記切換リレーの第１接
点側の電圧を制御することにより、上記ＤＣブラシレス
モータの回転数を制御する電動機制御手段を設けたの
で、電動機制御手段により、ＤＣブラシレスモータから
の回転信号に基づいて、ＤＣブラシレスモータの回転数
を所望の回転数になるように制御することによって、常
に安定した２次空気の流量を得ることができるという効
果がある。
【図１】 本発明の第１実施例乃至第３実施例に係る内
燃機関の排気ガス浄化装置を示すブロック図である。
燃機関の排気ガス浄化装置を示すブロック図である。
【図２】 図１の内燃機関の排気ガス浄化装置が示す動
作のタイムチャート図であり、（ａ）は第２接点側の電
圧を示し、（ｂ）は第２接点の動作を示し、（ｃ）は第
１接点の動作を示し、（ｄ）は界磁電流を示し、（ｅ）
は触媒の温度を示し、（ｆ）は２次空気導入装置の動作
を示し、（ｇ）は動作信号を示す。
作のタイムチャート図であり、（ａ）は第２接点側の電
圧を示し、（ｂ）は第２接点の動作を示し、（ｃ）は第
１接点の動作を示し、（ｄ）は界磁電流を示し、（ｅ）
は触媒の温度を示し、（ｆ）は２次空気導入装置の動作
を示し、（ｇ）は動作信号を示す。
【図３】 発電機と外部負荷抵抗との接続状態を示す回
路図である。
路図である。
【図４】 発電機の最大出力特性図である。
【図５】 本発明の第４実施例に係る内燃機関の排気ガ
ス浄化装置を示すブロック図である。
ス浄化装置を示すブロック図である。
【図６】 本発明の第５実施例に係る内燃機関の排気ガ
ス浄化装置を示すブロック図である。
ス浄化装置を示すブロック図である。
【図７】 本発明の第６実施例に係る内燃機関の排気ガ
ス浄化装置を示す回路図である。
ス浄化装置を示す回路図である。
【図８】 従来の車両用電気加熱装置を示す回路図であ
る。
る。
【図９】 従来の電動式２次空気導入装置を示す回路図
である。
である。
１ 内燃機関、２ 排気管、３ 加熱素子、４ 触媒コ
ンバータ、５ ２次空気通路、６ ２次空気導入装置、
７ ポンプ、８ 電動機、１０ 発電機、１１ 固定子
巻線、１３ 界磁巻線、２０ バッテリ、３２ 出力調
整回路、３３ 出力切換回路、４０ 内燃機関制御装
置、５０ 切換リレー、５１ 第１接点、５２ 第２接
点。
ンバータ、５ ２次空気通路、６ ２次空気導入装置、
７ ポンプ、８ 電動機、１０ 発電機、１１ 固定子
巻線、１３ 界磁巻線、２０ バッテリ、３２ 出力調
整回路、３３ 出力切換回路、４０ 内燃機関制御装
置、５０ 切換リレー、５１ 第１接点、５２ 第２接
点。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年３月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】 図１の内燃機関の排気ガス浄化装置が示す動
作のタイムチャート図である。
作のタイムチャート図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 29/06 Ｌ Ｈ０２Ｊ 7/00 ３０２ Ｄ
Claims (7)
- 【請求項１】 内燃機関の排気管に介装されて排気ガス
を浄化する触媒コンバータと、 上記触媒コンバータを加熱する加熱素子と、 上記触媒コンバータの上流側において上記排気管に連結
された２次空気通路と、 上記２次空気通路に２次空気を送る込むポンプ及びこの
ポンプを駆動する電動機を有する２次空気導入手段と、 固定子巻線及び界磁巻線を有し、上記内燃機関によって
駆動される発電機と、 上記界磁巻線の界磁電流を制御して、上記発電機の出力
電流の調整をする出力調整手段と、 上記２次空気導入手段の電動機及び上記加熱素子の双方
に接続された第１接点と、バッテリと上記電動機及び加
熱素子以外の電気負荷とに接続された第２接点とを有す
る切換リレーと、 上記内燃機関の始動時に、上記発電機の出力端と上記第
１接点とを電気的に接続すると共に、上記発電機の出力
端と上記第２接点とを電気的に断状態にするように、上
記切換リレーを制御する出力切換手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装
置。 - 【請求項２】 上記出力調整手段は、上記界磁巻線の界
磁電流の立上り時、立下り時に、界磁電流を徐々に増
加、減少させるものである請求項１に記載の内燃機関の
排気ガス浄化装置。 - 【請求項３】 上記内燃機関の回転数を制御する内燃機
関制御装置と、 上記切換リレーの第１接点側の電圧を検出し、この電圧
が一定になるように、上記内燃機関制御装置の回転数を
制御する電圧検出手段と、 を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
の内燃機関の排気ガス浄化装置。 - 【請求項４】 上記切換リレーの第１接点側の電圧を検
出し、この電圧が一定になるように、上記発電機の界磁
巻線の界磁電流を制御する電圧検出手段を設けたことを
特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の排
気ガス浄化装置。 - 【請求項５】 上記発電機からの電流を検出する電流検
出手段と、 上記切換リレーの第１接点と上記２次空気導入手段の電
動機との間に介設され、上記電流検出手段によって検出
された発電機電流に基づいて、上記電動機への電流を所
定値に維持する電動機制御手段を設けたことを特徴とす
る請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の排気ガス浄
化装置。 - 【請求項６】 上記切換リレーの第１接点側の電圧を検
出する電圧検出手段と、 上記電圧検出手段で検出された電圧値の変化に対応させ
て、上記２次空気通路から排気管に導入する２次空気の
流量を変化させる流量可変手段と、 を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
の内燃機関の排気ガス浄化装置。 - 【請求項７】 上記電動機をＤＣブラシレスモータで構
成し、 上記ＤＣブラシレスモータの回転信号に基づいて、上記
切換リレーの第１接点側の電圧を制御することにより、
上記ＤＣブラシレスモータの回転数を制御する電動機制
御手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２
に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
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