JP2018013083A - 排気加熱用の電熱ヒータシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】ボディと電極端子との間に堆積した堆積物によって電熱ヒータの正常動作が困難になることを抑制できる排気加熱用の電熱ヒータシステムを提供する。【解決手段】排気加熱用の電熱ヒータシステム10は、内燃機関2の排気が内部を流動する管状のボディ21と、ボディの内部に配置され、通電した場合に発熱するヒータ本体部22と、一端がヒータ本体部に電気的に接続し、他端がボディの外部に突出した電極端子23,24と、ヒータ本体部及び電極端子とボディとの間を絶縁させる絶縁部材25と、を有する排気加熱用の電熱ヒータ20と、内燃機関を始動させた場合においてボディと電極端子との間の電気抵抗値r1が所定範囲内のときに、ヒータ本体部に通電させる制御を実行する制御装置50と、を備えている。【選択図】図1
Description
本発明は、排気加熱用の電熱ヒータシステムに関し、詳しくは内燃機関の排気加熱用の電熱ヒータシステムに関する。
従来、内燃機関の排気通路に配置されて、通電した場合に発熱するヒータ本体部を備え、このヒータ本体部が発熱することで排気を昇温させることができる電熱ヒータが知られている(例えば特許文献1参照)。
ところで、排気加熱用の電熱ヒータとして、内燃機関の排気が内部を流動する管状のボディと、ボディの内部に配置されたヒータ本体部と、一端がヒータ本体部に電気的に接続し、他端がボディの外部に突出した電極端子と、ヒータ本体部及び電極端子とボディとの間を絶縁させる絶縁部材と、を備える構造の電熱ヒータを用いることがある。
この構造の電熱ヒータにおいて、内燃機関を始動させた場合に排気に含まれる煤が排気に含まれる水蒸気等の水分によって凝縮してボディ内の電極端子部分に堆積することがある。このようにして形成された堆積物は導電性を有するので、このような堆積物が多く発生した場合、ボディと電極端子とがこの堆積物を介して導通状態になる可能性がある。この場合、漏電等が生じて電熱ヒータが正常に作動することが困難になる可能性がある。
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、ボディと電極端子との間に堆積した堆積物によって電熱ヒータの正常動作が困難になることを抑制できる排気加熱用の電熱ヒータシステムを提供することである。
上記目的を達成するため、本発明に係る排気加熱用の電熱ヒータシステムは、内燃機関の排気が内部を流動する管状のボディと、前記ボディの内部に配置され、通電した場合に発熱するヒータ本体部と、一端が前記ヒータ本体部に電気的に接続し、他端が前記ボディの外部に突出した電極端子と、前記ヒータ本体部及び前記電極端子と前記ボディとの間を絶縁させる絶縁部材と、を有する排気加熱用の電熱ヒータと、前記内燃機関を始動させた場合において前記ボディと前記電極端子との間の電気抵抗値が所定範囲内のときに、前記ヒータ本体部に通電させる制御を実行する制御装置と、を備える。
本発明によれば、内燃機関を始動させた場合においてボディと電極端子との間の電気抵抗値が所定範囲内のときにヒータ本体部を発熱させて、ボディと電極端子との間に堆積した堆積物に含まれる煤や水分といった導体を熱によって除去させて、ボディと電極端子との間の電気抵抗値を早期に上昇させることができる。これにより、ボディと電極端子との間に堆積した堆積物によって電熱ヒータの正常動作が困難になることを抑制できる。
以下、本発明の実施形態に係る排気加熱用の電熱ヒータシステム10(以下、電熱ヒータシステム10と略称する)について図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施形態に係る電熱ヒータシステム10が適用された内燃機関システム1の構成を示す模式図である。この内燃機関システム1は車両に搭載されている。内燃機関システム1は、内燃機関2と、内燃機関2の各気筒3から排出された排気(G)が通過する排気通路4と、電熱ヒータシステム10と、を備えている。なお、内燃機関2の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態では一例としてディーゼル機関を用いている。
電熱ヒータシステム10は、排気加熱用の電熱ヒータ20(以下、電熱ヒータ20と略称する)と、電熱ヒータ20に電気を供給する電気供給部30と、電熱ヒータ20の後述するボディ21と電極端子との間の電気抵抗値を検出するためのデータを検出する抵抗データ検出部40と、電熱ヒータシステム10を制御する制御装置50と、を備えている。
なお、本実施形態に係る制御装置50は、電熱ヒータシステム10の他に内燃機関2も制御している。具体的には本実施形態においては、内燃機関システム1を統合的に制御する制御装置50が電熱ヒータシステム10の制御装置50としての機能を兼務している。この制御装置50は、各種の制御処理を実行する制御部としての機能を有するCPU51と、CPU51の動作に用いられるデータやプログラム等を記憶する記憶部としての機能を有するROM52、RAM53等と、を有するマイクロコンピュータを備えている。なお、電熱ヒータシステム10は、内燃機関システム1を統合的に制御する制御装置とは別に、電熱ヒータシステム10専用の制御装置を備える構成とすることもできる。
電熱ヒータ20は、排気通路4において、被昇温部材5(電熱ヒータ20によって加熱された排気によって昇温させられる部材)よりも上流側の部分に配置されている。被昇温部材5の具体的な構成は、特に限定されるものではないが、本実施形態においては一例として、排気浄化用の触媒を用いている。なお、本実施形態では、この触媒の一例として、酸化触媒を用いている。また、本実施形態において、この触媒よりも下流側の排気通路4には、排気浄化用のフィルタ(図示せず)が配置されているとともに、このフィルタより
も下流側には尿素SCR装置(図示せず)も配置されている。
も下流側には尿素SCR装置(図示せず)も配置されている。
なお、被昇温部材5の他の例としては、排気浄化用のフィルタを用いることもできる。この場合、電熱ヒータ20は、排気通路4のうち、フィルタの直前の部分(具体的には触媒とフィルタとの間の部分)に配置されていればよい。また、被昇温部材5の他の例として、尿素SCR装置の例えば尿素SCR触媒を用いることもできる。この場合、電熱ヒータ20は、排気通路4のうち、尿素SCR触媒の直前の部分に配置されていればよい。
続いて電熱ヒータ20の構成について説明する。図2(a)は電熱ヒータ20を排気流動方向で上流側から視認した状態の模式図であり、図2(b)は図2(a)のA−A線断面の模式図である。なお、図2(b)において、ヒータ本体部22の内部構造の図示は省略されている。また、図2(a)に図示されているX−Y−Zの直交座標のうち、Y方向は紙面の手前側から奥側に向かう方向となっている。このY方向は、排気通路4内における排気の流動方向となっている。また、Z方向は上方(重力とは反対の方向)である。
図2(a)及び図2(b)を参照して、電熱ヒータ20は、ボディ21、ヒータ本体部22、一対の電極端子(第1電極端子23及び第2電極端子24)、及び絶縁部材25を備えている。
ボディ21は、管状の部材によって構成されている。ボディ21は、その全体が排気通路4の内部に配置されており、ボディ21の内部には内燃機関2の排気がY方向に流動する。
ヒータ本体部22は、ボディ21の内部に配置されている。ヒータ本体部22は、通電した場合に発熱する部材によって構成されている。具体的には本実施形態に係るヒータ本体部22は、通電した場合に発熱する電熱線によって構成されている。また、図2(a)に例示するように、本実施形態に係るヒータ本体部22は、ボディ21の内部において、絶縁部材25によって支持されながら、略渦巻き状に配置されている。
図3(a)は電熱ヒータ20の第1電極端子23の近傍を第1電極端子23の中心軸を含むように切断した状態の拡大断面図である。図2(a)、図2(b)及び図3(a)を参照して、第1電極端子23及び第2電極端子24は、それぞれ、その一端がヒータ本体部22に電気的に接続し、その他端がボディ21の外部に突出している。具体的には本実施形態に係る第1電極端子23及び第2電極端子24は、棒状の導体によって構成されている。第1電極端子23は、その一端がヒータ本体部22の上面部に接続し、その他端がボディ21の上面部に設けられた孔からボディ21の外部に突出している。第2電極端子24は、その一端がヒータ本体部22の下面部に接続し、その他端がボディ21の下面部に設けられた孔からボディ21の外部に突出している。また、第1電極端子23及び第2電極端子24の他端は、さらに、排気通路4に設けられた孔から排気通路4の外部に突出している。
なお、第1電極端子23及び第2電極端子24は、いずれか一方が電気供給部30のバッテリ32(後述する図4に図示されている)から供給された電流が電熱ヒータ20に流入する電極端子であり、他方が電熱ヒータ20から電気が流出する電極端子である。
図3(b)は図2(a)のB付近の拡大図である。図2(a)、図2(b)及び図3(b)に例示されている絶縁部材25は絶縁性の物質によって構成されている。この絶縁部材25は、図2(a)に示すように、ヒータ本体部22の外周部とボディ21の内面との間に配置されることで、ヒータ本体部22とボディ21との間を絶縁している。また図3(a)に示すように、絶縁部材25は、一対の電極端子(第1電極端子23及び第2電極端子24)と、この電極端子が挿通されるボディ21の孔(ボディ21に設けられた電極端子用の孔)との間にも配置されており、これにより、一対の電極端子とボディ21との間を絶縁している。また図2(a)及び図3(b)に示すように、本実施形態に係る絶縁部材25は、ヒータ本体部22の内部にも配置されており、この絶縁部材25はヒータ本体部22が略渦巻き形状になるようにヒータ本体部22の電熱線をガイドしている。
電熱ヒータ20においては、電気供給部30から供給された電気が第1電極端子23又は第2電極端子24を介してヒータ本体部22に流れることで、ヒータ本体部22は発熱する。ヒータ本体部22が発熱することで、ヒータ本体部22を通過する排気が加熱される。なお、絶縁部材25によって、ボディ21とヒータ本体部22との間の絶縁、及びボディ21と第1電極端子23及び第2電極端子24との間の絶縁は保たれている。
続いて電気供給部30の構成について説明する。図4は、電気供給部30の構成を説明するための模式図である。電気供給部30はメイン回路31を備えている。このメイン回路31には、バッテリ32、メインスイッチ33、及び電熱ヒータ20が直列に接続されている。なお、図4に図示されているGND(グランド)は、車両の例えばシャシに接地されていることを示している。また、図4には、ボディ21と電極端子(第1電極端子23又は第2電極端子24)との間の電気抵抗値であるボディ−電極端子間抵抗値r1も図示されている。
メインスイッチ33のON及びOFFは制御装置50によって切り替えられる。制御装置50がメインスイッチ33をONにすることで、バッテリ32から電熱ヒータ20に電気が供給されて、電熱ヒータ20のヒータ本体部22が発熱して、排気が加熱される。制御装置50がメインスイッチ33をOFFにすることで、電熱ヒータ20への電気供給は停止されて、電熱ヒータ20による排気の加熱は停止する。なお、バッテリ32の電圧は、特に限定されるものではないが、本実施形態では一例として24Vを用いている。
続いて抵抗データ検出部40の構成について説明する。図5(a)は、抵抗データ検出部40の構成の一例を説明するための模式図である。図5(a)に例示する抵抗データ検出部40は、ボディ−電極端子間抵抗値r1を検出する際の電源回路である抵抗検出用電源回路41を備えるとともに、メイン回路31のバッテリ32と電熱ヒータ20との間の部分に配置された電流センサ43を備えている。
抵抗検出用電源回路41は、所定の電気抵抗値raを有する電気抵抗44を備えるとともに、サブスイッチ42を備えている。この抵抗検出用電源回路41は、メインスイッチ33と並列になるようにメイン回路31に接続されている。具体的には抵抗検出用電源回路41の始端は、メイン回路31のバッテリ32のプラス極とメインスイッチ33との間の部分に接続され、終端はメイン回路31のメインスイッチ33と電流センサ43との間の部分に接続されている。
サブスイッチ42は制御装置50によって制御されて、ONとOFFとを切り替える。電気抵抗44は、バッテリ32からの電気が抵抗検出用電源回路41を通過して電熱ヒータ20に供給される場合の供給電圧を所定電圧に調整するための電気抵抗である。具体的には、ボディ−電極端子間抵抗値r1を検出する場合、制御装置50は、メインスイッチ33をOFFにしてサブスイッチ42をONにする。この場合、バッテリ32からの電気は抵抗検出用電源回路41を通過して、電熱ヒータ20に供給される。このときに電熱ヒータ20に供給される供給電圧が所定電圧(例えば、1V〜5V程度)になるように、電気抵抗44の電気抵抗値raは設定されている。
制御装置50は、ボディ−電極端子間抵抗値r1を検出する場合、上述したようにメイ
ンスイッチ33をOFFにし、且つサブスイッチ42をONにして、バッテリ32からの電気を抵抗検出用電源回路41を通過させて、電熱ヒータ20に供給させる。このときに電熱ヒータ20に供給される電流値が電流センサ43によって検出されて、制御装置50に伝えられる。制御装置50は、この電流値に基づいてボディ−電極端子間抵抗値r1を算出する。具体的には、この場合、電熱ヒータ20への供給電圧、電気抵抗44、及びヒータ本体部22の電気抵抗値は既知の値であるので、制御装置50は、これらの既知の値と電流センサ43によって検出された電流値とを用いて、オームの法則等の一般的な電気法則を用いて、ボディ−電極端子間抵抗値r1を算出する。
ンスイッチ33をOFFにし、且つサブスイッチ42をONにして、バッテリ32からの電気を抵抗検出用電源回路41を通過させて、電熱ヒータ20に供給させる。このときに電熱ヒータ20に供給される電流値が電流センサ43によって検出されて、制御装置50に伝えられる。制御装置50は、この電流値に基づいてボディ−電極端子間抵抗値r1を算出する。具体的には、この場合、電熱ヒータ20への供給電圧、電気抵抗44、及びヒータ本体部22の電気抵抗値は既知の値であるので、制御装置50は、これらの既知の値と電流センサ43によって検出された電流値とを用いて、オームの法則等の一般的な電気法則を用いて、ボディ−電極端子間抵抗値r1を算出する。
なお、抵抗データ検出部40の構成は上記構成に限定されるものではなく、例えば、以下に説明する構成(変形例1〜変形例3の構成)とすることもできる。図5(b)は、変形例1に係る抵抗データ検出部40aの構成を説明するための模式図である。図5(b)に例示する抵抗データ検出部40aは、電流センサ43を備えずに、所定の電気抵抗値rbを有する電気抵抗46を備えるとともに、電気抵抗46における電圧降下を検出する電圧センサ45を備えている点において、図5(a)に示す抵抗データ検出部40と異なっている。
電気抵抗46は、メイン回路31におけるメインスイッチ33と電熱ヒータ20との間の部分に接続されている。メインスイッチ33がOFFの状態でサブスイッチ42がONになった場合、バッテリ32からの電気は抵抗検出用電源回路41を通過して、電熱ヒータ20に供給される。このときの電気抵抗46における電圧降下量が電圧センサ45によって検出されて、制御装置50に伝えられる。制御装置50は、この電圧降下量に基づいてボディ−電極端子間抵抗値r1を算出する。具体的には制御装置50は、この電圧センサ45の検出した電圧降下量から電流値を算出し、この電流値から、図5(a)で説明したのと同様の手法によって、ボディ−電極端子間抵抗値r1を算出する。
図6(a)は、変形例2に係る抵抗データ検出部40bの構成を説明するための模式図である。図6(a)に例示する抵抗データ検出部40bは、電流センサ43を備えずに、ボディ−電極端子間の電気抵抗における電圧降下を検出する電圧センサ45bを備えている点において、図5(a)に示す抵抗データ検出部40と異なっている。
メインスイッチ33がOFFの状態でサブスイッチ42がONになることで、バッテリ32からの電気が抵抗検出用電源回路41を通過して電熱ヒータ20に供給される。このときのボディ−電極端子間の電気抵抗における電圧降下量が電圧センサ45bによって検出されて、制御装置50に伝えられる。制御装置50は、この電圧降下量に基づいてボディ−電極端子間抵抗値r1を算出する。この具体的な算出手法は次のとおりである。
まず、バッテリ32からの電気が抵抗検出用電源回路41を通過して電熱ヒータ20に供給された場合において、電圧センサ45bの検出する電圧降下量がゼロのとき(すなわち、ボディ−電極端子間に漏電が生じていないとき)に電熱ヒータ20に流れる電流値を予め求めておく(この電流値を基準電流値と称する)。制御装置50は、バッテリ32からの電気が抵抗検出用電源回路41を通過して電熱ヒータ20に供給されたときの電圧センサ45bの検出した電圧降下量を取得し、この取得された電圧降下量と基準電流値とに基づいて、オームの法則等の一般的な電気法則を用いてボディ−電極端子間抵抗値r1を算出する。
図6(b)は、変形例3に係る抵抗データ検出部40cの構成を説明するための模式図である。図6(b)に例示する抵抗データ検出部40cは、電流センサ43を備えずに、電熱ヒータ20における電圧降下を検出する電圧センサ45cを備えている点において、図5(a)に示す抵抗データ検出部40と異なっている。
メインスイッチ33がOFFの状態でサブスイッチ42がONになることで、バッテリ32からの電気が抵抗検出用電源回路41を通過して電熱ヒータ20に供給される。このときの電熱ヒータ20の電気抵抗によって生じる電圧降下量が電圧センサ45cによって検出されて、制御装置50に伝えられる。制御装置50は、この電圧降下量に基づいてボディ−電極端子間抵抗値r1を算出する。
具体的には制御装置50は、抵抗検出用電源回路41から電熱ヒータ20に供給される供給電圧と、この電圧センサ45cの検出した電圧降下量との差に基づいて、ボディ−電極端子間抵抗における電圧降下を算出する。そして、制御装置50は、このように算出されたボディ−電極端子間抵抗における電圧降下に基づいて、前述した図6(a)の手法と同様の手法でボディ−電極端子間抵抗値r1を算出する。
続いて、内燃機関2の始動時における電熱ヒータ20の制御について説明するが、この説明の前に、前述した本発明の解決課題について、比較例を用いて詳細に説明し、この説明の後に上記制御について説明する。まず、比較例として、後述する本実施形態に係る電熱ヒータ20の制御(始動時通電制御)を実行しない電熱ヒータシステム200を想定する。
図9(a)、図9(b)及び図9(c)は、比較例に係る電熱ヒータシステム200の電熱ヒータ20aに堆積物500が堆積した様子を示す模式図である。具体的には、図9(a)は、比較例に係る電熱ヒータ20aの中心軸を法線方向とする面で、堆積物500が堆積した状態の電熱ヒータ20aを切断した切断面を模式的に図示している。なお、この図9(a)は、堆積物500が堆積した状態の電熱ヒータ20aを図2(b)と同じ箇所で断面図示した模式図となっている。また、図9(b)は図9(a)の第1電極端子23の近傍を拡大して断面図示しており、図9(c)は図9(a)の第2電極端子24の近傍を拡大して断面図示している。
比較例に係る電熱ヒータシステム200において、ボディ21内の電極端子部分よりも上流側の排気(G)はボディ21内の電極端子部分に直接当たる。このため、例えば内燃機関2を始動させた場合において、排気に含まれる煤が排気に含まれる水分(水蒸気等)によって凝縮して、ボディ21内の電極端子部分に堆積して、導電性の堆積物500が発生することがある。このような導電性の堆積物500が多く発生した場合、ボディ21と電極端子との間の電気抵抗が小さくなって、ボディ21と電極端子とがこの堆積物500を介して導通状態になる可能性がある。この場合、漏電等が生じて電熱ヒータ20aが正常に作動することが困難になる可能性がある。
そこで、上記の課題を解決するために、本実施形態に係る制御装置50は、内燃機関2を始動させた場合においてボディ−電極端子間抵抗値r1が所定範囲のときに、ヒータ本体部22に通電させる制御(以下、始動時通電制御と称する)を実行する。また、本実施形態に係る制御装置50は、この始動時通電制御において、ヒータ本体部22への通電及び通電停止を複数回繰り返す。
この内燃機関2を始動させた場合に上記の始動時通電制御が実行されることで、ヒータ本体部22を発熱させて、ボディ21と電極端子との間に堆積した堆積物500に含まれる煤や水分といった導体を熱によって除去させて、ボディ−電極端子間抵抗値r1を早期に上昇させることができる。これにより、ボディ21と電極端子との間に堆積した堆積物500によって漏電等が生じることを抑制できるので、電熱ヒータ20の正常動作が困難になることを抑制できる。
上述した始動時通電制御の制御イメージについて、図を用いて説明すると次のようになる。図7は、始動時通電制御の制御イメージを説明するためのグラフである。図7の縦軸は、ボディ−電極端子間抵抗値r1を示し、横軸は時間を示している。なお、ボディ21と電極端子との間に発生した堆積物500の電気伝導度が高いほど、縦軸に示すボディ−電極端子間抵抗値r1の値は小さくなる。縦軸の第1基準値c1以上、第2基準値c2以下の領域が、前述したボディ−電極端子間抵抗値r1の所定範囲に相当する。横軸の時刻t1は内燃機関2の運転が停止した時刻であり、時刻t2は内燃機関2が始動した時刻である。すなわち、内燃機関2は横軸の時刻t1までは運転状態にあり、時刻t1において運転停止状態となり、時刻t2において再始動する。
図7のライン300は、本実施形態に係る始動時通電制御が実行されない場合(すなわち、前述した比較例の場合)を示している。ライン310は、内燃機関2の始動開始時点(t2)においてボディ−電極端子間抵抗値r1が所定範囲(c1以上、c2以下)に入っており、その結果、この始動開始時点において始動時通電制御が実行された場合を示している。ライン320は、内燃機関2の始動開始時点(t2)においては、ボディ−電極端子間抵抗値r1が第1基準値c1よりも小さいため(すなわち所定範囲内でないため)、始動開始時点では始動時通電制御が実行されず、内燃機関2の始動開始後においてボディ−電極端子間抵抗値r1が第1基準値c1以上になった場合(すなわち所定範囲内になった場合)に始動時通電制御が実行された場合を示している。
なお、このライン320は、排気に含まれる水分量が多い場合を想定している。具体的には、排気に含まれる水分量が多い場合、発生した堆積物500に含まれる水分量も多くなるので、堆積物500の電気伝導度が高くなる(電気抵抗値が小さくなる)。このため、内燃機関2の始動開始時点(t2)におけるボディ−電極端子間抵抗値r1が第1基準値c1よりも小さくなる。このような場合をライン320は想定している。
ライン300〜ライン320のいずれにおいても、内燃機関2の運転中における時間の経過とともに、堆積物500の堆積が進むので、時間の経過とともにボディ−電極端子間抵抗値r1の値は減少している。また、時刻t1で内燃機関2の運転が停止しても、ボディ−電極端子間抵抗値r1の値は減少を続けている。
ライン300の場合、時刻t2において始動時通電制御は実行されないが、内燃機関2の運転に伴う排気温度の上昇等によって堆積物500の煤や水分といった導体がある程度は除去される。そのため、堆積物500の電気伝導度は徐々に減少していき、ボディ−電極端子間抵抗値r1は徐々に上昇していく。
ライン310の場合は、内燃機関2が始動した時刻t2において、ボディ−電極端子間抵抗値r1が所定範囲内になっているので、時刻t2において始動時通電制御の実行が開始される。この時刻t2における始動時通電制御の実行開始によって、堆積物500に含まれる煤や水分といった導体が除去されるので、ボディ−電極端子間抵抗値r1が急激に上昇する。これにより、漏電等が生じることが抑制されるので、電熱ヒータ20の正常動作が困難になることが抑制される。
ライン320の場合は、内燃機関2の始動開始後においてボディ−電極端子間抵抗値r1が所定範囲内になった場合に(なお、ライン310よりも遅れて所定範囲内になる)、始動時通電制御が実行されて、ボディ−電極端子間抵抗値r1が急激に上昇している。この場合においても、漏電等が生じることを抑制して、電熱ヒータ20の正常動作が困難になることを抑制できる。
続いて、上述した始動時通電制御について、フローチャートを用いて再度詳細に説明す
る。図8は始動時通電制御の一例を示すフローチャートである。制御装置50は、図8のフローチャートを内燃機関2を始動させた場合に実行する。なお、図8の各ステップは、制御装置50の具体的にはCPU51が実行する。
る。図8は始動時通電制御の一例を示すフローチャートである。制御装置50は、図8のフローチャートを内燃機関2を始動させた場合に実行する。なお、図8の各ステップは、制御装置50の具体的にはCPU51が実行する。
まず制御装置50は、内燃機関2を始動させた場合に、ボディ−電極端子間抵抗値r1を取得する(ステップS10)。具体的には制御装置50は、内燃機関2を始動させるためのスタートスイッチがONにされた場合やイグニションキーがONにされた場合に、抵抗データ検出部40,40a,40b,40cの検出結果に基づいてボディ−電極端子間抵抗値r1を取得する。
次いで制御装置50は、ステップS10で取得されたボディ−電極端子間抵抗値r1が第1基準値c1以上であるか否かを判定する(ステップS20)。
なお、第1基準値c1の具体的な値は、特に限定されるものではないが、例えば、ボディ−電極端子間抵抗値r1がこの値よりも小さい状態で始動時通電制御が実行された場合に、堆積物500に起因する漏電によって電熱ヒータ20の正常動作が困難になると考えられるようなボディ−電極端子間抵抗値を用いることができる。この第1基準値c1は、予め実験、シミュレーション等によって求めておき、制御装置50の記憶部(例えばROM52)に記憶させておく。
ステップS20でNOと判定された場合、制御装置50は、再びステップS10を実行する。なお、この場合、制御装置50は、ステップS20でNOと判定されてから所定時間経過後(例えば数秒後)にステップS10を実行することが好ましい。これは次の理由によるものである。
具体的には、内燃機関2の始動開始時点においてステップS20でNOと判定されても、その後に、排気流によって堆積物500の水分の少なくとも一部が吹き飛ばされてボディ−電極端子間抵抗値r1が第1基準値c1以上になることが考えられる。あるいは、内燃機関2の始動開始時点においてステップS20でNOと判定されても、その後に内燃機関2の出力上昇に伴って排気温度が上昇した場合に、堆積物500の水分の少なくとも一部が蒸発して、ボディ−電極端子間抵抗値r1が第1基準値c1以上になることも考えられる。そのため、制御装置50は、ステップS20でNOと判定してから所定時間が経過してからステップS10を実行することが好ましい。
ステップS20でYESと判定された場合、制御装置50は、ボディ−電極端子間抵抗値r1が第2基準値c2以下であるか否かを判定する(ステップS30)。
なお、第2基準値c2は、第1基準値c1よりも大きな値であればよく、その具体的な値は特に限定されるものではないが、例えば、ボディ−電極端子間抵抗値r1がこの値よりも大きい場合には、始動時通電制御を実行しなくても、漏電等の問題が生じないと考えられるようなボディ−電極端子間抵抗値を用いることができる。この第2基準値c2は、予め実験、シミュレーション等によって求めておき、制御装置50の記憶部(例えばROM52)に記憶させておく。
ステップS30でYESと判定された場合、すなわち内燃機関2を始動させた場合においてボディ−電極端子間抵抗値r1が所定範囲内(第1基準値c1以上、第2基準値c2以下)であるとき、制御装置50は始動時通電制御の実行を開始する(ステップS40)。具体的には制御装置50は、電気供給部30のメインスイッチ33をONに制御して、ヒータ本体部22に通電させる。
なお、制御装置50は、この始動時通電制御において、ヒータ本体部22へ所定期間(例えば数秒間)通電させることを1回のみ実行してもよいが、本実施形態に係る制御装置50は、この始動時通電制御において、メインスイッチ33のON、OFFを繰り返すことを所定期間(例えば数秒間)実行することで、ヒータ本体部22への通電及び通電停止を複数回繰り返す。ステップS40の後に制御装置50は、フローチャートの実行を終了する。
一方、ステップS30でNOと判定された場合、制御装置50はフローチャートの実行を終了する。すなわち、本実施形態に係る制御装置50は、内燃機関2を始動させた場合においてボディ−電極端子間抵抗値r1が所定範囲内のときのみに、始動時通電制御を実行し、内燃機関2を始動させた場合にボディ−電極端子間抵抗値r1が所定範囲外のときは始動時通電制御を実行していない。
以上説明した、本実施形態によれば、内燃機関2を始動させた場合においてボディ−電極端子間抵抗値r1が所定範囲内のときにステップS40に係る始動時通電制御が実行されるので、この始動時通電制御の実行によって、ヒータ本体部22を発熱させて、ボディ21と電極端子との間に堆積した堆積物500に含まれる煤や水分といった導体を熱によって除去させて、ボディ−電極端子間抵抗値r1を早期に上昇させることができる。これにより、ボディ21と電極端子との間に堆積した堆積物500によって電熱ヒータ20の正常動作が困難になることを抑制できる。
また、本実施形態によれば、内燃機関2を始動させた場合において常時ヒータ本体部22を発熱させるのではなく、内燃機関2を始動させた場合においてボディ−電極端子間抵抗値r1が所定範囲内のときのみにヒータ本体部22を発熱させているので、内燃機関2を始動させた場合に常時ヒータ本体部22を発熱させる場合に比較して、消費電力の増大を抑制することができる。すなわち、本実施形態によれば、消費電力の増大を抑制しつつ、ボディ21と電極端子との間に堆積した堆積物500によって電熱ヒータ20の正常動作が困難になることを抑制できる。
また、本実施形態によれば、制御装置50は、ステップS40に係るヒータ本体部22に通電させる制御において、ヒータ本体部22への通電及び通電停止を複数回繰り返す制御を実行しているので、次に説明する効果を奏することもできる。
具体的には、ヒータ本体部22に所定期間通電させることを1回のみ実行する場合においても、上述したように、消費電力の増大を抑制しつつ、ボディ21と電極端子との間に堆積した堆積物500によって電熱ヒータ20の正常動作が困難になることを抑制することは可能である。しかしながら、例えば排気流量が少ない場合(すなわち、排気によるヒータ本体部22の温度上昇抑制効果が少ない場合)に、このようにヒータ本体部22に所定期間通電させることを1回のみ実行した場合、今度は、ヒータ本体部22が当初の想定以上に高温になり過ぎる可能性がある。これに対して、本実施形態のように、ヒータ本体部22への通電及び通電停止を複数回繰り返した場合、排気流量が少ない場合にヒータ本体部22の温度が急上昇することを抑制できるので、排気流量が少ない場合にヒータ本体部22が想定以上に高温になり過ぎることを抑制することができる。
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
1 内燃機関システム
2 内燃機関
10 排気加熱用の電熱ヒータシステム
20 排気加熱用の電熱ヒータ
21 ボディ
22 ヒータ本体部
23 第1電極端子
24 第2電極端子
25 絶縁部材
50 制御装置
2 内燃機関
10 排気加熱用の電熱ヒータシステム
20 排気加熱用の電熱ヒータ
21 ボディ
22 ヒータ本体部
23 第1電極端子
24 第2電極端子
25 絶縁部材
50 制御装置
Claims (2)
- 内燃機関の排気が内部を流動する管状のボディと、前記ボディの内部に配置され、通電した場合に発熱するヒータ本体部と、一端が前記ヒータ本体部に電気的に接続し、他端が前記ボディの外部に突出した電極端子と、前記ヒータ本体部及び前記電極端子と前記ボディとの間を絶縁させる絶縁部材と、を有する排気加熱用の電熱ヒータと、
前記内燃機関を始動させた場合において前記ボディと前記電極端子との間の電気抵抗値が所定範囲内のときに、前記ヒータ本体部に通電させる制御を実行する制御装置と、を備える、排気加熱用の電熱ヒータシステム。 - 前記制御装置は、前記ヒータ本体部に通電させる制御において、前記ヒータ本体部への通電及び通電停止を複数回繰り返す制御を実行する、請求項1記載の排気加熱用の電熱ヒータシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016143172A JP2018013083A (ja) | 2016-07-21 | 2016-07-21 | 排気加熱用の電熱ヒータシステム |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2023508734A (ja) * | 2019-12-31 | 2023-03-03 | ▲広▼▲東▼美的白色家▲電▼技▲術▼▲創▼新中心有限公司 | 加熱回路 |
KR102720122B1 (ko) | 2021-08-24 | 2024-10-22 | 푸렘 게엠베하 | 접속 유닛 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06101448A (ja) * | 1992-09-18 | 1994-04-12 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 排気ガス浄化装置 |
JP2010223159A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Toyota Motor Corp | 車両の制御装置 |
WO2012111102A1 (ja) * | 2011-02-16 | 2012-08-23 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両の排気浄化システムおよびその制御方法 |
JP2012215145A (ja) * | 2011-04-01 | 2012-11-08 | Denso Corp | 触媒通電制御装置 |
-
2016
- 2016-07-21 JP JP2016143172A patent/JP2018013083A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06101448A (ja) * | 1992-09-18 | 1994-04-12 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 排気ガス浄化装置 |
JP2010223159A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Toyota Motor Corp | 車両の制御装置 |
WO2012111102A1 (ja) * | 2011-02-16 | 2012-08-23 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両の排気浄化システムおよびその制御方法 |
JP2012215145A (ja) * | 2011-04-01 | 2012-11-08 | Denso Corp | 触媒通電制御装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2023508734A (ja) * | 2019-12-31 | 2023-03-03 | ▲広▼▲東▼美的白色家▲電▼技▲術▼▲創▼新中心有限公司 | 加熱回路 |
JP7424683B2 (ja) | 2019-12-31 | 2024-01-30 | ▲広▼▲東▼美的白色家▲電▼技▲術▼▲創▼新中心有限公司 | 加熱回路 |
KR102720122B1 (ko) | 2021-08-24 | 2024-10-22 | 푸렘 게엠베하 | 접속 유닛 |
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