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公開番号2021131052
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210909
出願番号2020026192
出願日20200219
発明の名称車両
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人特許業務法人平木国際特許事務所
主分類F01N 3/20 20060101AFI20210813BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】エンジン始動後のエミッションを低減する。
【解決手段】車両10は、エンジン11の排ガスを浄化する触媒13と、触媒13を加熱する加熱部14とを含む電気加熱式触媒装置15と、エンジン11が搭載された車両10の外に位置する運転者を検知する検知装置20と、検知装置20により検知された運転者と車両10との距離が所定の閾値以下である場合、加熱部14を加熱作動させる加熱作動信号を送信する制御装置30とを備えることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
エンジンの排ガスを浄化する触媒と前記触媒を加熱する加熱部とを含む電気加熱式触媒装置と、
前記エンジンが搭載された車両の外に位置する運転者を検知する検知装置と、
前記検知装置により検知された前記運転者と前記車両との距離が所定の閾値以下である場合、前記加熱部を加熱作動させる加熱作動信号を送信する制御装置と
を備えることを特徴とする車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、車両に関する。
続きを表示(約 4,500 文字)【背景技術】
【0002】
従来から、エンジンの排気系をエンジンが始動する前に加熱するプレヒートに関する技術が知られている。例えば、特許文献1には、運転者が車両に搭乗したことが検知された場合に、エンジンの排気系に設けられた空燃比センサのヒータを制御するプレヒートの技術が記載されている。エンジンの排ガスを浄化する触媒においてもプレヒートを行うことが期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2010−32275号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載の技術を触媒に適用すると、運転者が車両に搭乗したことが検知された場合に、触媒を加熱する構成となるが、触媒が活性化するには数十秒単位の時間を要することが多い。このため、運転者の車両への搭乗が検知されてから触媒が活性化するまでの時間をより短時間にすることが求められている。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、エンジンの始動後に排出されるエミッションを低減することが可能な車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両は、エンジンの排ガスを浄化する触媒と前記触媒を加熱する加熱部とを含む電気加熱式触媒装置と、前記エンジンが搭載された車両の外に位置する運転者を検知する検知装置と、前記検知装置により検知された前記運転者と前記車両との距離が所定の閾値以下である場合、前記加熱部を加熱作動させる加熱作動信号を送信する制御装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、触媒が適切に活性化した後に、エンジンの排ガスを触媒に通過させることができるため、従来よりも多くの排ガスを適切に浄化することができる。よって、本発明によれば、浄化不足の排ガスに含まれるエミッションが、車外へ排出され難くなり得るため、エンジンの始動後に排出されるエミッションを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本実施形態に係るプレヒートシステムの構成を示す図。
図1に示す制御装置の機能的構成を示す図。
プレヒートに関する制御装置の処理を示すフローチャート。
検知装置及び制御装置の変形例1を説明する図。
検知装置及び制御装置の変形例2を説明する図。
図5に示す加熱開始判定部の判定に用いられる閾値を決定するテーブル。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。各実施形態において同一の符号を付された構成は、特に言及しない限り、各実施形態において同様の機能を有するため、その説明を省略する。
【0010】
図1は、本実施形態に係るプレヒートシステム1の構成を示す図である。
【0011】
プレヒートシステム1は、エンジン11の排ガスを浄化する触媒13をプレヒートするシステムである。プレヒートシステム1は、運転者が車両10に搭乗する前に触媒13を加熱する。
【0012】
プレヒートシステム1は、運転者が所持する通信機器5と、通信機器5と通信可能な車両10とを備える。
【0013】
通信機器5は、車両10と無線通信を行う通信機器である。通信機器5は、車両10のドアロックを解除するエントリーキー、運転者の携帯端末、又は、所定の発信機等により構成される。通信機器5は、運転者の入力操作により、車両10に搭載されたエンジン11の始動要求を送信する。通信機器5は、所定の周波数帯の電波を変調して、エンジン11の始動要求を送信する。
【0014】
車両10は、動力源であるエンジン11と、エンジン11の排ガスを車両10の外へ排出する排ガス管12と、排ガス管12を流れる排ガスを浄化する電気加熱式触媒装置15とを備える。更に、車両10は、車両10の各構成要素に電力を供給するバッテリ16と、バッテリ16から電気加熱式触媒装置15への給電と給電停止とを切り替えるスイッチ17とを備える。更に、車両10は、車両10の外に位置する運転者を検知する検知装置20と、車両10の各構成要素を統括的に制御する制御装置30とを備える。
【0015】
電気加熱式触媒装置15は、エンジン11の排ガスを浄化する触媒13と、触媒13を加熱する加熱部14とを含む。
【0016】
触媒13は、炭化珪素等のセラミックスを用いて形成された円柱状の多孔質部材である。触媒13の内部は、ハニカム構造を有し、触媒13の軸線方向に延びる複数の孔が設けられている。複数の孔を形成する内壁面には、白金、パラジウム、ロジウム等の金属触媒が担持されている。
【0017】
触媒13は、触媒13の内部に設けられた複数の孔が、排ガス管12に連通する。触媒13は、エンジン11に近い上流側の排ガス管12を流れる排ガスを通過させ、エンジン11から遠い下流側の排ガス管12へと導く。触媒13は、排ガスが通過する際、触媒13の内壁面に担持された金属触媒が、排ガスに含まれる有害物質である炭化水素、一酸化炭素及び窒素酸化物の反応を促進することによって、排ガスを浄化する。
【0018】
加熱部14は、抵抗加熱式のヒータ等によって構成される。加熱部14は、触媒13の外周面に設置される。加熱部14は、スイッチ17を介してバッテリ16に接続される。加熱部14は、バッテリ16から供給される電力によって作動する。加熱部14の加熱作動は、加熱部14が発熱停止状態から発熱状態へと切り替わって触媒13を加熱し、触媒13に含まれる金属触媒を活性化させることを意味する。
【0019】
スイッチ17は、リレー等によって構成される。スイッチ17は、バッテリ16から加熱部14への給電経路上に設けられる。スイッチ17は、制御装置30からの作動信号に従って、バッテリ16から加熱部14への給電経路を遮断状態から通電状態へと切り替える。スイッチ17の作動に応じて加熱部14が作動する。
【0020】
検知装置20は、通信機器5と無線通信を行う通信機21と、通信機器5との距離を測定する測距部22とを含む。
【0021】
通信機21は、通信機器5から送信された電波を少なくとも受信するアンテナ等を含んで構成される。通信機21は、通信機器5から送信された電波を復調してエンジン始動要求を取得し、制御装置30へ送信する。
【0022】
測距部22は、通信機器5と通信機21との距離を測定する。測距部22は、通信機器5から送信された電波が通信機21により受信されると、受信された電波の強度等に応じた距離を算出することによって、通信機器5と通信機21との距離を測定する。測距部22は、通信機器5と通信機21との距離を測定することによって、通信機器5を所持して車両10の外に位置する運転者と車両10との距離を測定することができる。測距部22は、車両10に対する運転者の距離情報を制御装置30へ送信する。
【0023】
制御装置30は、車両10に備えられた電子制御ユニット(ECU)等によって構成される。制御装置30は、検知装置20から送信されたエンジン11の始動要求と運転者の距離情報とを受信する。制御装置30は、受信したエンジン11の始動要求と運転者の距離情報とに基づいて、エンジン11の始動とスイッチ17の作動とを制御する。制御装置30は、スイッチ17の作動を制御することによって、加熱部14の作動を制御する。
【0024】
図2は、図1に示す制御装置30の機能的構成を示す図である。
【0025】
制御装置30は、始動要求受付部31と、距離取得部32と、加熱開始判定部33と、加熱制御部34と、閾値設定部35とを含む。
【0026】
始動要求受付部31は、検知装置20から送信されたエンジン11の始動要求を受け付け、加熱開始判定部33へ送信する。距離取得部32は、検知装置20から送信された運転者の距離情報を受け付け、加熱開始判定部33へ送信する。距離取得部32は、運転者の距離情報を複数回受け付けて、当該距離の時間変化を算出し、通信機器5を所持する運転者の移動速度を見積ることができる。
【0027】
加熱開始判定部33は、エンジン11の始動要求と運転者の距離情報とに基づいて、加熱部14の加熱作動を開始させるか否かを判定する。加熱開始判定部33は、エンジン11の始動要求が受け付けられ、且つ、車両10と運転者との距離が所定の閾値以下である場合、加熱部14の加熱作動を開始させると判定する。一方、加熱開始判定部33は、エンジン11の始動要求が受け付けられていないか、又は、車両10と運転者との距離が所定の閾値より大きい場合、加熱部14の加熱作動を開始させないと判定する。加熱開始判定部33は、判定結果を加熱制御部34へ送信する。
【0028】
加熱制御部34は、加熱開始判定部33の判定結果に応じて、加熱部14を加熱作動させる加熱作動信号をスイッチ17に送信する。加熱制御部34は、加熱開始判定部33の判定結果が、加熱部14の加熱作動を開始させる判定結果である場合、加熱部14を加熱作動させる加熱作動信号をスイッチ17へ送信する。加熱制御部34は、加熱開始判定部33の判定結果が、加熱部14の加熱作動を開始させない判定結果である場合、加熱作動信号をスイッチ17へ送信しない。
【0029】
閾値設定部35は、加熱開始判定部33の判定に用いられる閾値を、加熱開始判定部33に設定する。閾値は、触媒13、加熱部14及びバッテリ16等の仕様に応じて予め決定された一定の距離であってもよい。
【0030】
しかしながら、本実施形態において、閾値は、触媒13のプレヒートに最低限必要な時間を示すプレヒート下限時間を考慮して決定された値である。具体的には、プレヒート下限時間は、加熱制御部34が加熱作動信号を送信してから加熱部14が実際に加熱作動を開始するまでに要する時間と、加熱部14が加熱作動を開始してから触媒13に含まれる金属触媒が最低限活性化するまでに要する時間との合計時間である。プレヒート下限時間は、触媒13、加熱部14及びバッテリ16等の仕様に応じて予め決定される。閾値設定部35は、プレヒート下限時間に基づいて決定された閾値を、加熱開始判定部33に設定してもよい。
(【0031】以降は省略されています)

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