专利名称：电加热式催化剂的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及设置在内燃机的排气通路上的电加热式催化剂。
背景技术：
以往，作为设置在内燃机的排气通路上的排气净化催化剂，已开发了利用通过通电而发热的发热体来加热催化剂的电加热式催化剂(Electric Heating Catalyst:以下，称之为EHC)。在EHC中，在通过通电而发热的发热体与收容该发热体的容器之间，设置有对电进行绝缘的绝缘部件。例如，在专利文献I中，公开了如下技术在EHC的通过通电而发热的载体与收容该载体的容器之间设置绝缘体的衬垫。通过设置这种绝缘部件，能够抑制发热体与容器之间发生短路。专利文献1:日本特开平05-269387号公报专利文献2 :日本特开2010-071223号公报在EHC中的发热体的容器内形成空间即电极室，该电极室用于穿通与发热体连接的电极。该电极室通过由绝缘部件以及发热体包围而形成。流过排气管的排气侵入到绝缘部件、发热体中。经过绝缘部件或发热体的外周壁的排气侵入到如上所述地形成的电极室内。在排气中含有水分。因此，如果排气侵入电极室内，则会有因排气中的水分冷凝而在电极室内产生冷凝水的情况。并且，在排气管内，也会有因排气中的水分在排气管壁面上冷凝而产生冷凝水的情况。如果在排气管内产生冷凝水，则该冷凝水被排气推压而流过排气管的内壁面。并且，如果该冷凝水到达EHC，则其会浸入到绝缘部件、发热体中。如果冷凝水浸入到绝缘部件、发热体中，则会有在此经过的冷凝水浸入电极室内的情况。如果电极室内存在冷凝水，则会因该冷凝水蒸发而产生水蒸气。并且，也会有冷凝水在绝缘部件或发热体内蒸发，以水蒸气的状态侵入到电极室的情况。如果通过这种水蒸气引起电极室内的湿度上升，则存在电极室内的电极与容器之间的绝缘电阻会大幅下降的忧虑。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的在于，抑制EHC中的电极与容器之间的绝缘电阻下降。本发明为在EHC中设置对电极室进行通风的通风通路，从电极室除去水蒸气、排气的技术。更详细地说，本发明涉及的EHC为设置在内燃机的排气通路上的电加热式催化剂，其具备发热体，其通过通电而发热，并通过发热而加热催化剂；容器，其收容上述发热体；
绝缘部件，其设置在上述发热体与上述容器之间，并支撑上述发热且对电进行绝缘；电极，其通过电极室连接到上述发热体，并向上述发热体供电，该电极室为位于上述容器的内壁面与上述发热体的外周面之间的空间，并通过上述绝缘部件形成了该电极室的侧壁面；通风通路，其对上述电极室进行通风。通过利用通风通路对电极室进行通风，能够从电极室除去水蒸气、排气。其结果，能够抑制电极室内的湿度变得过高。由此，根据本发明，能够抑制因冷凝水蒸发而产生的水蒸气引起的、电极与容器之间的绝缘电阻下降的情况。本发明中，通风通路可以连接在电极室上。此时,能够直接从电极室内除去水蒸气、排气。并且，通风通路可以连接在相比电极室靠上游侧的绝缘部件所在的部位。此时，能够在水蒸气、排气侵入到电极室之前将其除去。由此，能够抑制水蒸气、排气侵入到电极室中。并且,也能够通过绝缘部件除去暂时侵入电极室内的水蒸气、排气。本发明涉及的电加热式催化剂还可以具备获取电极室内的温度的温度获取部。并且，本发明涉及的电加热式催化剂还可以具备对电极室的通风进行控制的通风控制部。 并且，通风通路连接在电极室上的情况下，通风控制部可以在由温度获取部获取的电极室内的温度高于预定温度时，通过通风通路执行电极室的通风。在这里，预定温度是能够进行如下判定时的阈值，即在电极室内的温度高于该预定温度时，有可能通过因冷凝水蒸发而产生的水蒸气使电极室内的湿度变得过高。该预定温度能够根据实验等来预先求出。在通风通路连接在电极室上的情况下，如果执行通风，则会有侵入电极室内的排气的流量增加的忧虑。如果侵入电极室内的排气的流量增加，则会导致在电极室内产生的冷凝水增加。根据上述记载，电极室内的温度为预定温度以下时，不执行电极室的通风。因此，能够尽量抑制随着进行通风而侵入电极室内的排气的流量增加。并且，在通风通路连接在相比电极室靠上游侧的绝缘部件所在的部分的情况下，通风控制部可以在内燃机启动时开始通过通风通路对电极室进行通风。据此,能够从内燃机启动的时刻开始便抑制水蒸气、排气侵入到电极室。其结果，能够抑制内燃机结束启动之后在电极室内广生水蒸气。在本实施例中，通风通路可以具备连接在电极室上的第一通风通路和连接在相比电极室靠上游侧的绝缘部件所在的部分的第二通风通路。此时，通风控制部，在由温度获取部获取的电极室内的温度高于上述预定温度时，通过第一通风通路执行电极室的通风，在该温度为上述预定温度以下时，通过第二通风通路执行电极室的通风。据此，在电极室内的温度高于预定温度时，能够直接从电极室除去水蒸气、排气。并且，低温启动时等电极室内的温度为预定温度以下时，能够抑制水蒸气、排气侵入到电极室中。在本发明中，通风通路中的与连接在电加热式催化剂本体上的端部相反的一侧的端部可以连接在内燃机的进气通路上。据此，能够利用进气通路内的负压，来实现电极室的通风。根据本发明，能够抑制EHC中的电极与容器之间的绝缘电阻下降。
图1是表示实施例
图2是表示实施例
图3是表示实施例
图4是表示实施例
图5是表示实施例
图6是表示实施例
图7是表示实施例
图8是表示实施例
涉及的EHC的简要结构的图。涉及的EHC的简要结构的图。涉及的通风控制流程的流程图。涉及的EHC的简要结构的图。涉及的EHC的简要结构的图。涉及的通风控制流程的流程图。涉及的EHC的简要结构的图。涉及的通风控制流程的流程图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的具体实施方式
进行说明。关于本实施例所述的结构部件的尺寸、材质、形状及其相应配置等，除有特殊说明外，发明的技术范围并不仅限定于此。<实施例1>(EHC的简要结构)图1是表示本实施例涉及的电加热式催化剂(EHC)的简要结构的图。本实施例涉及的EHCl设置在车辆上所搭载的内燃机的排气管上。内燃机可以为柴油机，也可以为汽油机。并且，采用具备电动机的混合动力系统的车辆中，也能够适用本实施例涉及的EHC1。图1是沿着内燃机的排气管2的中心轴A纵向切断EHCl的截面图。此外，由于EHCl的形状相对于中心轴A线对称，因而为了方便起见，在图1中只表示EHCl的上侧部分。本实施例涉及的EHCl具备催化剂载体3、容器4、衬垫5、内管6、电极7以及通风通路10。催化剂载体3形成为圆柱状，并被设置成其中心轴与排气管2的中心轴A为同轴。排气净化催化剂15被承载在催化剂载体3上。作为排气净化催化剂15，能够例示氧化催化剂、吸收储存还原型NOx催化剂、选择还原型NOx催化剂以及三元催化剂等。催化剂载体3由通电时成为电阻而发热的材料形成。作为催化剂载体3的材料，能够例示SiC。催化剂载体3具有沿排气流动的方向(即，中心轴A的方向)延伸且垂直于排气流动的方向的、截面呈蜂窝状的多个通路。排气在所述通路中流过。此外，正交于中心轴A的方向的催化剂载体3的截面形状可以为椭圆形等。中心轴A为排气管2、催化剂载体
3、内管6以及容器4的共同的中心轴。催化剂载体3收容在容器4中。在容器4内形成有电极室9。一对电极7 (图1中只表示一个电极)经由该电极室9连接到催化剂载体3上。从蓄电池(未图示)向电极7供给电。如果向电极7供给电，则在催化剂载体3上通电。如果催化剂载体3通过通电而发热，则被承载在催化剂载体3上的排气净化催化剂被加热，而促进其活性化。容器4由金属形成。作为形成容器4的材料，可以例示不锈钢材料。容器4具有收容部4a和锥形部4b、4c，该收容部4a包含平行于中心轴A的曲面而构成，该锥形部4b、4c在比该收容部4a更靠上游侧及下游侧的位置连接该收容部4a与排气管2。收容部4a的通路截面面积大于排气管2的通路截面面积，并在其内侧收容有催化剂载体3、衬垫5以及内管6。锥形部4b、4c具有随着远离收容部4a其通路截面面积逐渐缩小的锥形形状。
容器4的收容部4a的内壁面与催化剂载体3的外周面之间夹有衬垫5。S卩，在容器4内，催化剂载体3由衬垫5支撑。并且,在衬垫5中夹有内管6。S卩,衬垫5通过内管6而分割为容器4侧和催化剂载体3侦U。衬垫5由电绝缘材料形成。作为形成衬垫5的材科，能够例示以氧化铝为主要成分的陶瓷纤维。衬垫5卷绕在催化剂载体3的外周面以及内管6的外周面上。由于衬垫5被夹在催化剂载体3与容器4之间，因而能够在催化剂载体3上通电时，抑制电流流向容器4。内管6由电绝缘材料形成。作为形成内管6的材料，能够例示氧化铝。内管6形成为以中心轴A为中心的管状。如图1所示，内管6的沿中心轴A方向的长度比衬垫5长。因此，内管6的上游侧及下游侧的端部从衬垫5的上游侧及下游侧的端面突出。由于电极7穿通容器4及内管6，因而在容器4及内管6上开口设置有贯通孔4d、6a。并且，在衬垫5中形成有用于穿通电极7的空间。通过这种位于容器4的内壁面和催化剂载体3的外周面之间且由衬垫5形成其侧壁面的空间，而形成有电极室9。在容器4上开口设置的贯通孔4d中，设置有支撑电极7的支撑部件8。该支撑部件8由电绝缘材料形成，且形成为在与容器4与电极7之间无间隙。并且，在EHCl中，设置有用于对电极室9进行通风的通风通路10。通风通路10的一端连接在电极室9上，通风通路10的另一端连接在内燃机的进气管(未图示)上。此外，在本实施例中，催化剂载体3相当于本发明涉及的发热体。但是，本发明涉及的发热体不限定于承载催化剂的载体，例如，发热体可以为设置在催化剂的上游侧的结构体。并且，在本实施例中，容器4相当于本发明涉及的容器，衬垫5相当于本发明涉及的绝缘部件。并且，在本实施例中，通风通路10相当于本发明涉及的通风通路。
(本实施例涉及的EHC的结构的作用效果)图1中，箭头表示排气、冷凝水以及因冷凝水蒸发而产生的水蒸气的流动。流过排气管2的排气侵入到衬垫5及催化剂载体3中。如果该排气经过催化剂载体3的外周壁或衬垫5，并侵入到电极室9内，则会有因排气中的水分冷凝而在电极室内产生冷凝水的情况。并且，如果在排气管2内产生冷凝水，且该冷凝水浸入到衬垫5或催化剂载体3中，则会有经过其的冷凝水侵入到电极室9内的情况。如果电极室9内存在冷凝水，则会因该冷凝水蒸发而产生水蒸气。并且，也会有滞留在衬垫5或催化剂载体3内的冷凝水蒸发，并以水蒸气的状态侵入到电极室9的情况。如果通过这种水蒸气引起电极室9内的湿度上升，则存在电极室9内的电极7与容器4之间的绝缘电阻大幅下降的忧虑。因此,本实施例中，在EHCl中设置通风通路10,通过该通风通路10进行电极室9的通风。如上所述，通风通路10的另一端连接在内燃机的进气管上。由此，通过进气管内的负压，使电极室9内的气体被导入到通风通路10中。因此，能够对电极室9进行通风。并且，能够通过这种通风，从电极室9除去水蒸气、排气。其结果，能够抑制电极室9内的湿度过度地变高。由此，根据本实施例，能够抑制因冷凝水蒸发而产生的水蒸气引起的、电极室9内的电极7与容器4之间的绝缘电阻下降的情况。此外，通风通路10不必一定要连接到进气管上。例如，可以在通风通路10上设置真空泵，并通过使该真空泵动作来进行电极室9的通风。
<实施例2>(EHC的简要结构)图2是表示本实施例涉及的EHC的简要结构的图。在本实施例中，在EHCl上设置有检测电极室9内的温度的温度传感器21。该温度传感器21的检测值被输入到电子控制装置(E⑶)20。并且，在通风通路10上设置有通风控制阀11。通过E⑶20来控制通风控制阀11。如果通风控制阀11打开，则通风通路10开通；如果通风控制阀11关闭，则通风通路10被断开。除此之外的结构与实施例1涉及的EHC相同。此外，在本实施例中，温度传感器21相当于本发明涉及的温度获取部。但是，也能够通过ECU20计算出基于内燃机的运转状态而供给到电极室9的热量，并由该热量推测出电极室9内的温度。此时，推测电极室9内的温度的ECU20相当于本发明涉及的温度获取部。(通风控制)本实施例中，如果执行电极室9的通风，则该电极室9内成为负压。因此，存在经过衬垫5或催化剂载体3而侵入到电极室9中的排气的流量增加的忧虑。如果侵入到电极室9中的排气的流量增加，则导致在电极室9内产生的冷凝水增加。因此，在本实施例中，为了抑制侵入到电极室9内的排气的流量增加，而进行相应于电极室9内的温度的通风控制。图3是表示本实施例涉及的通风控制流程的流程图。本流程预先存储在ECU20中，并通过E⑶20按预定间隔被执行。在本流程中，首先，在步骤SlOl中，读取通过温度传感器21检测到的电极室9内的温度Te。接着，在步骤S102中，判定电极室9内的温度Te是否为室外温度TeO以下。在这里，在本实施例中，该室外温度TeO相当于本发明涉及的预定温度。但是，本发明涉及的预定温度不限定于室外温度。在步骤S102中被判定为电极室9内的温度Te为室外温度TeO以下的情况下，接着，在步骤S103中，使通风控制阀11关闭。由此，通风通路10被断开。此时，不进行电极室9的通风。另一方面，在步骤S102中被判定为电极室9内的温度Te高于室外温度TeO的情况下，接着，在步骤S104中，使通风控制阀11打开。由此，通风通路10开通，并进行电极室9的通风。(本实施例涉及的通风控制的作用效果)在电极室9内的温度为室外温度以下时，即使在电极室9内存在冷凝水，该冷凝水也不会蒸发。因此，电极室9内的湿度因水蒸气变得过高的可能性较低。根据上述流程，在这种情况下，不进行电极室9的通风。此外，只有在电极室9内的温度高于室外温度时，即冷凝水在电极室9内蒸发而产生水蒸气时，才进行电极室9的通风。由此，根据本实施例涉及的通风控制，能够尽量抑制随着通风而侵入到电极室9内的排气的流量增加。<实施例3>(EHC的简要结构)图4是表示本实施例涉及的EHC的简要结构的图。在本实施例中，如实施例1所示，通风通路直接连接在电极室9上。在本实施例中，通风通路12连接在相比电极室9靠上游侧的衬垫5所在的部分。除此之外的结构与实施例1涉及的EHC相同。
(本实施例涉及的EHC的结构的作用效果)图4中，箭头同样表示排气、冷凝水以及因冷凝水蒸发而产生的水蒸气的流动。根据本实施例，通过利用通风通路12进行通风，而沿着排气的流动从上游侧侵入到衬垫5中的水蒸气、排气在到达电极室9之前被导入到通风通路12内。即，能够在水蒸气、排气侵入到电极室9之前将之除去。由此，能够抑制水蒸气、排气侵入到电极室9中。因此，能够抑制在电极室9内产生冷凝水。并且，在本实施例的情况中，也能够通过衬垫5除去暂时侵入到电极室9内的水蒸气、排气。<实施例4>(EHC的简要结构)图5是表示本实施例涉及的EHC的简要结构的图。在本实施例中，在通风通路12上设置有通风控制阀13。通过E⑶20来控制通风控制阀13。如果通风控制阀11打开，则通风通路10开通；如果通风控制阀11关闭，则通风通路10被断开。除此之外的结构与实施例3涉及的EHC相同。(通风控制)图6是表示本实施例涉及的通风控制流程的流程图。本流程预先存储在ECU20中，并通过E⑶20按预定间隔被执行。在本流程中，首先，在步骤S201中，判定出连接有排气管2的内燃机是否已经启动。在步骤S201被判定为内燃机还未启动的情况下，接着，在步骤S202中，使通风控制阀13关闭。由此，通风通路12被断开。此时，不进行电极室9的通风。另一方面，在步骤S201中被判定为内燃机已经启动的情况下，接着，在步骤S203中，使通风控制阀13打开。由此，通风通路12开通，并进行电极室9的通风。(本实施例涉及的通风控制的作用效果)在内燃机已经冷启动的情况下，由于刚启动后电极室9内的温度较低，因而电极室9内的冷凝水不会发生蒸发。但是，即使在这种情况下，经过衬垫5的排气也会侵入到电极室9中，而产生冷凝水。并且，该冷凝水随着电极室9内的温度上升而蒸发，而产生水蒸气。根据上述流程，即使在低温启动时，也从内燃机启动的时刻开始便开始通过通风通路12进行通风。即，能够从内燃机启动的时刻开始便抑制水蒸气、排气侵入到电极室9中。由此，能够抑制内燃机结束启动之后在电极室9中广生水蒸气。<实施例5>(EHC的简要结构)图7是表示本实施例涉及的EHC的简要结构的图。本实施例中，如实施例2所述，在EHCl设置有检测电极室9内的温度的温度传感器21。该温度传感器21的检测值被输入到E⑶20中。并且，在本实施例中，通风通路14在中途被分支成第一通风通路14a和第二通风通路14b。并且，第一通风通路14a连接到电极室9上，第二通风通路14b连接到相比电极室9靠上游侧的衬垫5所在的部位。在通风通路14分支为第一通风通路14a和第二通风通路14b的分支点上设置有通风控制阀15。通风控制阀15为三通阀，并通过E⑶20来控制。如果通风控制阀15打开，则第二通风通路14b侧开通，如果通风控制阀15关闭，则第一通风通路14a侧开通。除此之外的结构与实施例1涉及的EHC相同。此外，在本实施例中，也能够通过ECU20计算出基于内燃机的运转状态而供给到电极室9的热量，并由该热量推测出电极室9内的温度。(通风控制)图8是表示本实施例涉及的通风控制流程的流程图。本流程预先存储在ECU20中，并通过E⑶20按预定的间隔被执行。在本流程中，首先，在步骤S301中读取通过温度传感器21检测到的电极室9内的温度Te。接着，在步骤S302中，判定电极室9内的温度Te是否为室外温度TeO以下。此外，在本实施例中，该室外温度TeO也相当于本发明涉及的预定温度。但是，本发明涉及的预定温度不限定于室外温度。在步骤S302中被判定为电极室9内的温度Te为室外温度TeO以下的情况下，接着，在步骤S303中，使通风控制阀15打开。由此，第二通风通路14b侧开通，并通过该第二通风通路14b进行电极室9的通风。另一方面，在步骤S302中被判定为电极室9内的温度Te高于室外温度TeO的情况下，接着，在步骤S304中，使通风控制阀15关闭。由此，第一通风通路14a侧开通，并通过该第一通风通路14a进行电极室9的通风。(本实施例涉及的通风控制的作用效果)根据上述流程，如低温启动时等那样，在电极室9内没有发生冷凝水的蒸发时，通过第二通风通路14b进行通风。由此，能够与实施例3和4同样地，抑制水蒸气、排气侵入到电极室9中。另一方面，在电极室9内发生了冷凝水的蒸发的情况下，通过第一通风通路14a进行通风。由此，能够与实施例1和2同样地，直接从电极室9除去水蒸气、排气。此外，在本实施例中，通风通路14不必一定是在中途进行分支的结构。例如，可以为第一、第二通风通路14a、14b分别连接到进气管上，且分别设置有通风控制阀。附图标记说明如下1. · ·电加热式催化剂(EHC)，3. · ·催化剂载体，4. · ·容器，5. · ·衬垫，6...内管，7...电极，9...电极室，10、12、14...通风通路，13、15...通风控制阀。
权利要求
1.一种电加热式催化剂，设置在内燃机的排气通路上，其特征在于，具备发热体，其通过通电而发热，并通过发热而加热催化剂；容器，其收容上述发热体；绝缘部件，其设置在上述发热体与上述容器之间，并支撑上述发热体且对电进行绝缘；电极，其通过电极室连接到上述发热体，并向上述发热体供电，该电极室为位于上述容器的内壁面与上述发热体的外周面之间的空间，并由上述绝缘部件形成了该电极室的侧壁面；通风通路，其对上述电极室进行通风。
2.根据权利要求1所述的电加热式催化剂，其特征在于，上述通风通路连接在上述电极室上。
3.根据权利要求2所述的电加热式催化剂，其特征在于，还具备温度获取部，其获取上述电极室内的温度；通风控制部，其在由上述温度获取部获取的上述电极室内的温度高于预定温度时，通过上述通风通路执行上述电极室的通风。
4.根据权利要求1所述的电加热式催化剂，其特征在于，上述通风通路连接在相比上述电极室靠上游侧的上述绝缘部件所在的部分。
5.根据权利要求4所述的电加热式催化剂，其特征在于，还具备通风控制部，其在内燃机启动时，开始通过上述通风通路进行上述电极室的通风。
6.根据权利要求1所述的电加热式催化剂，其特征在于，上述通风通路具备第一通风通路，其连接在上述电极室上；第二通风通路，其连接在相比上述电极室靠上游侧的上述绝缘部件所在的部分，该电加热式催化剂还具备温度获取部，其获取上述电极室内的温度；通风控制部，其在由上述温度获取部获取的上述电极室内的温度高于预定温度时，通过上述第一通风通路执行上述电极室的通风，且在该温度在上述预定温度以下时，通过上述第二通风通路执行上述电极室的通风。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电加热式催化剂，其特征在于，上述通风通路的与连接在电加热式催化剂本体上的端部相反的一侧的端部连接在内燃机的进气通路上。
全文摘要
本发明的目的在于，抑制电加热式催化剂(EHC)中的电极与容器之间的绝缘电阻下降。本发明涉及的EHC(1)具备发热体(3)，其通过通电而发热并加热催化剂；容器(4)，其收容发热体；绝缘部件(5)，其设置在发热体(3)与容器(4)之间，并对电进行绝缘；电极(7)，其通过电极室(9)连接到发热体(3)，该电极室(9)为位于容器(4)的内壁面与发热体(3)的外周面之间的空间；通风通路(10)，其对上述电极室进行通风。
文档编号F01N3/20GK103038470SQ20108000528
公开日2013年4月10日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者熊谷典昭, 吉冈卫, 高木直也 申请人:丰田自动车株式会社