JP2007321719A - 排気ガス浄化用触媒予熱方法及び同装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員の行動負荷が軽減された車両に関して、エネルギーロスを最小限に抑えながら触媒３を確実に予熱できるようにして、エンジン低温始動時であっても、所期の浄化性能を得る。
【解決手段】車両に該車両を運転する乗員が所定距離まで接近したことを検出し、該乗員の接近が検出された時刻が、乗員行動パターン記憶手段に記憶されている、上記乗員が運転のために上記車両に接近する時間内の時刻であるときに、触媒３の予熱を開始する。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気ガス浄化用触媒予熱方法及び同装置に関する。

近年のエンジンの排気ガス浄化用触媒では、排気ガス高温時には９５％以上の浄化率が得られているが、エンジン始動時を含めた低温時の浄化率向上が課題として残っている。その解決のため、例えば、触媒コンバータをエンジンのマニホールドに直結し、排気ガスの熱によって触媒の早期活性化を図る、或いは触媒の低温活性の向上を図る等の対策がとられている。

また、例えば特許文献１に記載されているように、エンジンが始動される前に触媒を予熱する、すなわち、運転者がドアキーを挿入したとき、ドアが開かれたとき、運転者がシートに着座したとき、或いはエンジンキーがキーシリンダに挿入されたときに、ヒータによる触媒の加熱を開始する技術も知られている。
特開平５−２０２７３７号公報

上述の如き触媒の予熱を行なう場合、そのために必要なエネルギーを最小限に抑えることが望まれる。その一方で、エンジンの低温始動時であっても、その始動直後から確実に触媒が排気ガスを浄化できるようにすることが望まれる。

また、近年はキーを挿入して車両のドアを開けたり、或いはエンジンを始動させたりするものは少なくなりつつある。すなわち、乗員が有するリモートユニットと、車両に備えられた車載ユニットとの間での信号の送受信によって当該車両の乗員を認識し、キーを挿入することなくドアノブに触れることで解錠でき、さらにはエンジン始動ノブを回動させるだけでエンジンを始動させることができるようになりつつある。つまり、乗員が積極的に働きかけることが必要な車両から、乗員の行動負荷を減らす車両に変わりつつある。

しかし、例えば、乗員が当該車両に接近したことを検出して触媒の予熱を開始するようにしても、乗員が運転を意図せずに別の要件で車両に接近する場合もあり、その後にエンジンが始動されるとは限らない。その場合、触媒の予熱はエネルギーの単なる浪費になる。

そこで、本発明は、乗員の行動負荷が軽減された車両に関して、エネルギーロスを最小限に抑えながら触媒を確実に予熱できるようにして、エンジン低温始動時であっても、所期の浄化性能を得ることができるようにする。

そのために、本発明では、乗員の車両運転に至る行動パターンを記憶しておき、これに基いて触媒の予熱を行なうべきか否かを決めるようにした。

請求項１に係る発明は、車両のエンジンの排気通路に設けられた排気ガス浄化用触媒の予熱方法であって、
上記車両に該車両を運転する乗員が所定距離まで接近したことを検出するステップと、
上記乗員の接近が検出された時刻が、乗員行動パターン記憶手段に記憶されている、上記乗員が運転のために上記車両に接近する時間内の時刻であるときに、上記触媒の予熱を開始するステップとを備えていることを特徴とする。

従って、乗員が単に車両に接近しただけでは、触媒の予熱は開始されず、乗員行動パターン記憶手段に記憶されている運転のための接近時間に乗員が車両に接近したときに、つまり、当該乗員の普段の運転に至る行動パターンから、当該車両の運転が開始される可能性が高いと判断されるときに、触媒の予熱が開始される。よって、触媒が無駄に予熱されてしまうことが避けられ、一方、当該車両が運転される蓋然性が高いときは触媒が予熱されるため、エンジンの低温始動時であっても、直ちに期する浄化性能を確保することができる。

上記乗員行動パターン記憶手段に対しては、当該車両を運転する乗員等がマニュアルで運転のための接近時間を設定して記憶させることができ、或いは乗員行動パターン記憶手段に学習機能をもたせ、乗員による車両の運転履歴に基いて、当該車両の運転のための接近時間を学習させて記憶させることができる。このような運転のための接近時間は、例えば月曜日から金曜日までの接近時間、土曜日、日曜日、その他の休日の接近時間というように、暦に関連づけて、記憶させることがより有用になる。

請求項２に係る発明は、請求項１において、
上記乗員行動パターン記憶手段には、上記乗員の接近が検出された時点から当該車両のドアが開くまでの予定時間、並びに該ドアが開いた時点から上記乗員が運転席に着座するまでの予定時間が記憶されており、
上記ドア開放及び着座の各々が上記の各予定時間内に行なわれたときには、その都度上記触媒の予熱のための該触媒の昇温勾配を大きくするステップを備えていることを特徴とする。

すなわち、当初から高い温度勾配で触媒の予熱を開始すると、予熱中止することになったとき、それまでに多量のエネルギーを使用してしまうことになる。そこで、予熱開始当初の昇温勾配を小さくし、その勾配を段階的に大きくしていくようにして、予熱を中止するに至ったときの、エネルギーの浪費を最小限に抑えるようにした。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２において、
上記乗員行動パターン記憶手段には、上記乗員の接近が検出された時点から当該車両のドアが開くまでの予定時間、該ドアが開いた時点から上記乗員が運転席に着座するまでの予定時間、並びに該乗員が着座した時点から上記エンジンの始動までの予定時間が記憶されており、
上記ドア開放、乗員着座及びエンジン始動の各々が上記の各予定時間内に行なわれなかったときは、上記触媒の予熱を中止することを特徴とする。

すなわち、乗員が車両に接近しても、必ずエンジンを始動させるとは限らない。特に、ドア開放、乗員着座及びエンジン始動の各々が予定時間内に行なわれないときは、エンジンが始動されない蓋然性が高い。そこで、そのような場合は、触媒の予熱を中止し、エネルギーの浪費を最小限に抑えるようにした。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
上記排気通路における上記触媒よりも上流側又は下流側に排気ガスの酸素濃度を検出する酸素センサが設けられていて、
上記乗員行動パターン記憶手段に記憶されている運転のための接近時間内に上記乗員の接近が検出されたとき、上記触媒の予熱開始前、又は該予熱開始と同時に、又は該予熱開始後に、上記酸素センサの予熱を開始するステップを備えていることを特徴とする。

すなわち、触媒を排気ガスの浄化に有効に働かせるためには、エンジンの空熱比制御により、触媒に流入する排気ガスの酸素濃度を制御することが好ましいことが知られている。その酸素濃度を適切に制御するには、触媒よりも上流側又は下流側に排気ガスの酸素濃度を検出する酸素センサを設ける必要がある。しかし、この酸素センサの性能も温度に依存し、センサ温度が低い場合には、精度の良い空燃比制御を行なうことができない。そこで、本発明では、触媒の予熱を行なうとともに、酸素センサの予熱をも行なうようにして、触媒をエンジン始動直後から効率良く働かせることができるようにした。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
上記乗員行動パターン記憶手段に記憶されている運転のための接近時間内に上記乗員の接近が検出されたときにおいて、上記触媒の温度が所定温度以上であるときには、上記触媒の予熱開始を遅らせることを特徴とする。

すなわち、触媒温度が比較的高いときに触媒の予熱を開始すると、触媒を速やかに目標温度まで加熱上昇させることができる。しかし、その後のエンジン始動までの時間が長いときには、その触媒温度を維持するために、余分なエネルギーを使用する必要がある。また、エンジンの始動が予測されても、その後にエンジンが始動されない場合もある。そこで、触媒温度が高いときは予熱開始を遅らせることにより、エネルギー消費量を最小限に抑え、また、無駄な予熱を避けることもできるようにした。

請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
上記エンジンを始動するための電力を供給するバッテリを備え、
上記乗員行動パターン記憶手段に記憶されている運転のための接近時間内に上記乗員の接近が検出されたときにおいて、上記バッテリの残容量が所定値以下のときには、上記バッテリの電力による上記触媒の予熱を禁止することを特徴とする。

すなわち、バッテリの残容量が少ないときは、触媒を予熱することによって、エンジンを始動させることができなくなる場合がある。そこで、本発明では、エンジンの始動を優先させるべく、バッテリ残容量が少ないときは、該バッテリの電力による触媒の予熱を禁止するようにした。

請求項７に係る発明は、車両のエンジンの排気ガス浄化用触媒を加熱する触媒加熱手段と、
上記触媒の温度を測定又は推定することによって該触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
上記車両に当該車両を運転する乗員が所定距離まで接近したことを検出する乗員接近検出手段と、
上記乗員が運転のために上記車両に接近する時間を予め記憶する乗員行動パターン記憶手段と、
上記乗員行動パターン記憶手段に記憶されている運転のための接近時間内に、上記乗員接近検出手段によって上記乗員の接近が検出されたときに、上記触媒加熱手段を作動させて上記触媒の昇温を開始する触媒予熱制御手段とを備えていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒の予熱装置である。

従って、車両に乗員が所定距離まで接近したことを検出し、その接近が検出された時刻が、乗員行動パターン記憶手段に記憶されている当該車両の運転のための接近時間内の時刻であるときに、上記触媒の予熱を開始することができる。すなわち、当該車両の運転が開始される可能性が高いと判断されるときに、触媒の予熱を開始することができる。よって、触媒が無駄に予熱されてしまうことが避けられ、一方、当該車両が運転される蓋然性が高いときは触媒が予熱されるため、エンジンの低温始動時であっても、直ちに期する浄化性能を確保することができる。

上記乗員行動パターン記憶手段の好ましい態様は、上記乗員による上記車両の運転履歴に基いて、該乗員が当該車両に運転のために接近する時間を学習して記憶する、特に暦に関連づけて当該接近時間を学習して記憶する、というものである。

上記触媒温度検出手段としては、触媒の温度を直接測定する熱電対を採用することができ、或いは、例えば、エンジンを始動してからの経過時間（エンジン運転時間）或いはエンジンを停止してからの経過時間（エンジン停止時間）と、外気温及び／又はエンジン水温とに基いて、触媒温度を推定するものであってもよい。この触媒温度の検出により、当該触媒を目標温度まで確実に昇温させることができる。なお、予熱開始後の触媒温度は、バッテリ等のエネルギー消費量に基いて、或いは予熱時間に基いて求めることもできる。

請求項８に係る発明は、請求項７において、
上記乗員接近検出手段は、上記所定距離を変更可能に構成されていることを特徴とする。

すなわち、乗員が車両を運転しないときに、その乗員が当該車両から遠く離れた状態になるとは限らず、例えば、車庫の近くで仕事を休息したり仕事をしたりするケースもある。そこで、本発明では、乗員が車両にどの程度接近したときに、その車両を運転する蓋然性が高いとすべきかを適宜設定できるようにした。

以上のように、本発明によれば、乗員の車両に対する接近が検出された時刻が、乗員乗員行動パターン記憶手段に記憶されている運転のための接近時間内の時刻であるときに、触媒の予熱を開始するようにしたから、触媒が無駄に予熱されてしまうことを避け、すなわち、当該車両の運転が開始される可能性が高いときに、触媒を予熱することができ、エンジンの低温始動時であっても、直ちに期する浄化性能を確保することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１において、符号１は車両のエンジン、２はその排気通路であり、この排気通路２に電気加熱式の排気ガス浄化用触媒３が設けられている。この触媒３はエンジン１の排気マニホールドに直結されており、車両の床下にはヒータなしの排気ガス浄化用触媒（三元触媒）が設けられている。なお、触媒３単独で車両の排気ガス浄化を賄うようにしてもよく、また、触媒３は必ずしも排気マニホールドに直結することは要しない。

この実施形態の触媒３は、メタル担体に三元触媒を担持したものである。そのメタル担体の中心に配置した中心電極４とメタル担体の外周部に配置した外周電極５との間にバッテリ６から通電することにより、該触媒３をエンジン始動前に予熱する（加熱昇温させる）ことができるようになっている。従って、本実施形態の場合、メタル担体及び電極４，５が、バッテリ６からの通電によって触媒３を加熱する触媒ヒータ（加熱手段）を構成している。また、バッテリ６はエンジン１の始動に用いられる。

この触媒３には、触媒温度検出手段として熱電対７が取り付けられている。また、排気通路２における触媒３よりも上流側には、触媒３に流入する排気ガスの酸素濃度を検出する上流側酸素センサ８が設けられ、排気通路２における触媒３よりも下流側には、触媒３から流出する排気ガスの酸素濃度を検出する下流側酸素センサ９が設けられている。この両酸素センサ８，９により、エンジン運転中に触媒３で排気ガスの浄化に使用される単位時間当たりの酸素量を検出することができ、その酸素量少ないほど触媒３の劣化が進んでいると判定することができる。従って、両酸素センサ８，９は触媒劣化状態検出手段を構成する。

また、上記両酸素センサ８，９の少なくとも一方は、エンジン１の空燃比制御に利用され、その空燃比制御によって、触媒３に流入する排気ガスの酸素濃度を制御することにより、該触媒３に排気ガス浄化性能を効率良く発揮させることができる。本実施形態では、主として上流側酸素センサ８を空燃比制御に利用し、その空燃比制御をエンジン始動直後から精度良く行なうことができるように、この上流側酸素センサ８を電気ヒータ付きセンサとして、エンジン始動前に、当該センサ８を酸素濃度検出に最適な温度になるようにバッテリ６を利用して予熱するようにしている。

図１の符号１１は触媒３及び酸素センサ８を予熱するためのマイクロコンピュータを利用した制御手段である。この制御手段１１は、車両を運転する乗員の行動パターン学習／記憶部、タイマー、並びに各種の条件判定を行なって触媒３及び酸素センサ８を予熱を制御する制御部（予熱制御手段）を備えている。この予熱制御のために、制御手段１１には、上述の熱電対７、酸素センサ８，９からの検出信号が与えられる他、バッテリ６からの残容量信号、エンジン水温信号、乗員の車両に対する接近信号、車両の状態（運転席ドアの開閉、乗員の着座の有無等）に関する信号、エンジン始動信号等が与えられる。そうして、予熱制御部はバッテリ６から触媒ヒータへの通電量を制御する通電制御部１２に制御信号を与える。なお、バッテリ６からヒータ付き酸素センサ８への通電回路の図示は省略している。

図２は乗員１５が車両１６に所定距離まで接近したか否かを検出する手段（エンジン始動予測手段）の説明図である。同図において、符号１７は乗員１５が携帯するリモートユニット、１８は車両１６に備えられた車載ユニットである。リモートユニット１７には、第１コイルアンテナと送信器と制御回路とが設けられ、車載ユニット１８には第２コイルアンテナと受信器と制御回路とが設けられている。

すなわち、車載ユニット１８の制御回路によって第２コイルアンテナから起動用電磁波が送信される。両ユニット１７，１８が所定距離内に接近したとき、換言すれば、乗員１５が車両１６に所定距離まで接近したときは、第１及び第２の両コイルアンテナ間で電磁誘導結合を生ずる。それに伴い、リモートユニット１７では、第１コイルアンテナからの電流に基いて、その送信器から車載ユニット１８に乗員１５の接近を示す信号を送信する。車載ユニット１８では、当該所定の信号を受信器で受信したとき、ドア解錠等の制御信号を出すとともに、上述の制御手段１１に乗員接近信号を与える。

また、車載ユニット１８には、上記所定距離、すなわち、上記第１コイルアンテナと第２コイルアンテナとが電磁誘導可能な距離を任意に設定する接近距離設定手段と、その距離設定に応じて第２コイルアンテナによる起動用電磁波の送信出力を変化させる出力可変回路とが設けられている。これにより、乗員は、車両１６に対してどの程度接近したときにドアを解錠させ、また、後述の予熱を開始させるかという、上記所定距離を自身に適した距離に設定することができる。

車両１６には、運転席横のドア１９の開閉を検出するドアスイッチ（図示省略）が設けられ、該ドアスイッチからのドア開閉信号が上記制御手段１１に与えられる。

図３に示すように、運転席シート２１には、乗員の着座を検出する荷重センサ２２が設けられている。すなわち、フロアパネル２３にシートブラケット２４を介してベース部材２５が取り付けられ、このベース部材２５とシートスライドレール２６との間に荷重センサ２２が配置され、シートスライドレール２６に運転席シート２１が前後移動可能に支持されている。荷重センサ２２からの検出信号は上記制御手段１１に与えられる。制御手段１１では、荷重センサ２２によって所定値（例えば４０ｋｇ）以上の荷重が検出されたとき、大人、すなわち、運転者が運転席シート２１に着座したと判定する。

次に行動パターン学習／記憶部について説明する。これは、乗員による車両１６の運転履歴に基いて、該乗員の車両運転開始に関する行動パターンを時間に関連づけて学習し記憶する。特に、乗員が運転のために車両１６に接近する時間（時刻）、該接近からドア１９を開けるまでに要する最長の予定時間ｔ1、該ドア開から運転席シート２１に着座するまでに要する最長の予定時間ｔ2、該着座からエンジン１を始動するまでに要する最長の予定時間ｔ3を学習し記憶する。また、かかる行動パターンは、一般には例えば平日と休日とでは異なる、というように曜日によって異なり、或いは月や季節によって異なるのが通常であるから、暦に関連づけて学習して記憶する。

具体的には、行動パターン学習／記憶部には、乗員によってエンジン１が始動される都度、そのときの上記乗員接近信号、ドア開信号、乗員着座信号及びエンジン始動信号が制御手段１１に入力された時刻が読み込まれる。乗員接近時間に関しては、暦上の条件が同じ日の接近時刻データが所定数得られたとき（例えば月曜日から金曜日までを平日としたときに、その平日の接近時刻データが５つ得られたとき）に、そのデータを平均化し、その平均された接近時刻に例えば前後１０分程度の誤差（バラツキ）分を加えて、乗員接近時間（例えば午前７時３０分〜午前７時５０分）として記憶する。

予定時間ｔ1，ｔ2，ｔ3については、暦上の条件が同じ日の乗員接近からドア開、ドア開から乗員着座、及び乗員着座からエンジン始動各々の所要時間データが所定数得られたときに、そのデータを平均化し、その平均所要時間に余裕時間として例えば３０秒程度を加算して、各々の最長の予定時間として記憶する。

また、上記乗員接近時間、並びにドア開、乗員着座及びエンジン始動各々の最長の予定時間ｔ1，ｔ2，ｔ3については、上記所定数のデータが得られる都度そのデータを平均化し、前回値とのずれ量を前回値に所定割合反映させて記憶を更新していく。

制御手段１１の予熱制御部は、触媒３の劣化状態に応じた予熱目標温度の設定、乗員接近及びバッテリ残容量の情報に基づく当該予熱可否の決定、触媒初期温度に基づく予熱開始の遅延、ドア開、乗員着座及びエンジン始動の有無に基づく予熱昇温勾配の変更又は予熱の中止等の制御を行なう。以下、図４に示す制御フロー及び図５に示すタイムチャートを参照して具体的に説明する。

図４において、スタート後のステップＳ１で乗員接近信号等の各種信号が読み込まれ、続くステップＳ２でエンジン運転中か否かが判定される。エンジン運転中であれば、続くステップＳ３で酸素センサ８，９の検出信号に基いて触媒の劣化状態が検出され、続くステップＳ４で触媒３の劣化状態に応じた予熱目標温度が設定される。本実施形態では、基本的には触媒３のライトオフ温度（排気ガス浄化率が５０％になる触媒温度）を目標温度とする。すなわち、触媒３に検出可能な劣化を生じていないときは、当該触媒３のフレッシュ時のライトオフ温度が目標温度として設定され、劣化度合いが大きくなるほど当該目標温度は高めて設定される。但し、触媒３に劣化を生じている場合でも、目標温度の最高値は、フレッシュ時のライトオフ温度＋５０℃とされる（図５参照）。

ステップＳ２でエンジン運転中でないと判定されたときはステップＳ５に進み、リモートユニット１７を携帯した乗員が車両１６に接近したか、つまり、車載ユニット１８から乗員接近信号が出たか否かが判定される。乗員接近信号が出たときは、続くステップＳ６でその接近信号が出た時刻が乗員行動パターン学習／記憶部に記憶されている乗員接近時間内の時刻か否かが判定される。乗員接近信号が乗員接近時間内に出ているときは、続くステップＳ７において、現時点のバッテリ残容量が所定値以下か否か、つまり、触媒３を予熱したときのバッテリ６の残容量でエンジン１の始動が可能か否かが判定される。

触媒予熱後もエンジン１の始動が可能であるときはステップＳ８に進み、触媒３の初期温度（予熱開始前の温度）Ｔが所定温度Ｔｏ以上になっているか否かが判定される。所定温度Ｔｏは、予熱目標温度に応じて変更され、例えば運転席横のドア１９が開になった時点で到達していることが望まれる触媒温度が採用される。この場合、図５に示すように、触媒３に検出可能な劣化を生じているときの所定温度Ｔｏと、触媒３に劣化を生じているときの所定温度Ｔｏ'とは異なり、後者では前者よりも高めに設定される。もちろん、触媒３の予熱目標温度或いは劣化状態の程度に拘わらず、常温よりも高い特定の温度を所定温度Ｔｏとして設定するようにしてもよい。触媒初期温度Ｔが所定温度Ｔｏ（又はＴｏ'）未満であるときは、ステップＳ９に進んで触媒３及び酸素センサ８の予熱が開始される。このときの触媒３の昇温勾配は低めに設定されている。

続くステップＳ１０でドア１９が開いたか否かが判定される。ドア１９が開いていないときはステップＳ１１に進んで、乗員接近（乗員接近信号が出た時刻。以下、同じ。）からドア開までの予定時間ｔ1を経過しているか否かが判定される。この予定時間ｔ1を経過してもドア１９が開けられなかったときはステップＳ１２に進んで触媒３及び酸素センサ８の予熱は中止される。一方、予定時間ｔ1を経過するまでにドア１９が開いたときはステップＳ１３に進んで、バッテリ６からの触媒ヒータへの通電量を増大され、触媒３の昇温勾配が大きくなる（図５参照）。

続くステップＳ１４で乗員が運転席シート２１に着座したか否かが判定される。未だ着座していないときはステップＳ１５に進んで、ドア開から乗員着座までの予定時間ｔ2を経過しているか否かが判定される。この予定時間ｔ2を経過しても乗員が着座しなかったときはステップＳ１２に進んで触媒３及び酸素センサ８の予熱は中止される。一方、予定時間ｔ2を経過するまでに乗員が着座したときはステップＳ１６に進んで、着座した乗員が大人か否か、すなわち、運転者か否かが判定される。大人でないときはステップＳ１２に進んで触媒３及び酸素センサ８の予熱は中止され、大人であるときはステップＳ１７に進んで、バッテリ６からの触媒ヒータへの通電量をさらに増大され、触媒３の昇温勾配がさらに大きくなる（図５参照）。

続くステップＳ１８ではエンジン１が始動されたか否かが判定される。エンジン１が未だ始動されていないときは、ステップＳ１９に進んで、乗員着座からエンジン始動までの予定時間ｔ3を経過しているか否かが判定される。この予定時間ｔ3を経過してもエンジンが始動されなかったときはステップＳ１２に進んで触媒３及び酸素センサ８の予熱は中止される。一方、予定時間ｔ3を経過するまでにエンジン１が始動されたときはステップＳ２０に進んで、熱電対６からの検出信号に基いて、触媒３が目標温度に達したか否かが判定され、目標温度に達するとステップＳ２１に進んで触媒３及び酸素センサ８の予熱は終了される。

また、ステップＳ８において、触媒初期温度Ｔが所定温度Ｔｏ以上であると判定されたときはステップＳ２２に進み、該触媒初期温度Ｔに応じて予熱開始遅延時間ｔ_dが設定される。遅延時間ｔ_dは触媒初期温度Ｔが高くなるほど長くなるように設定される。

続くステップＳ２３では遅延時間ｔ_dが乗員接近から乗員着座までの予定時間ｔ4(＝ｔ1＋ｔ2)未満か否かが判定される。ｔ_d＜ｔ4であるときは、遅延時間ｔ_dを経過した後に触媒３及び酸素センサ８の予熱が開始され（ステップＳ２４，Ｓ２５）、しかる後にステップＳ１４に進んで、乗員が着座したか否かが判定される。遅延時間ｔ_dが予定時間ｔ4以上であるときは、遅延時間ｔ_dを経過した後に触媒３及び酸素センサ８の予熱が開始され（ステップＳ２６，Ｓ２７）、しかる後にステップＳ１８に進んで、エンジン１が始動されたか否かが判定される。

従って、乗員が乗員行動パターン学習／記憶部に記憶されている乗員接近時間内に車両１６に接近したとき、バッテリ残容量が所定値以上であれば、原則として触媒３及び酸素センサ８の予熱が開始される。よって、触媒３の予熱を早めに開始することができ、触媒３をエンジン始動までに目標温度まで確実に昇温し、エンジン始動時から所期の排気ガス浄化率を得ることができる。また、酸素センサ８を予めセンシングに最適な温度にしておくことができ、空燃比制御によって触媒３を効率良く働かせる上で有利になる。一方、乗員が単に車両１６に接近しただけでは、触媒３の予熱は開始されず、当該乗員の普段の行動パターンから、当該車両の運転が開始される可能性が高いと判断されるときのみに、触媒の予熱が開始されから、触媒が無駄に予熱されてしまうことが避けられる。

また、触媒３の劣化状態に応じて目標温度が設定されるため、触媒３の劣化に拘わらず、エンジン始動時から所期の排気ガス浄化率を得る上で有利になる。さらに、バッテリ残容量が少ないときは触媒３の予熱が禁止されるため、エンジンの始動に支障を来さない。

また、予熱を開始しても、予定時間までにドア１９が開けられないとき、予定時間までに乗員が運転席シート２１に着座しないとき、或いは、予定時間までにエンジンが始動されないときは予熱が中止されるから、エネルギーロスを少なくする上で有利になる。特に、図５に示すように、ドア開、乗員着座と進むに従って触媒予熱のための昇温勾配が段階的に大きくされるから、途中で予熱を中止することになったときの、エネルギーロスを最小限に抑えることができる。

また、触媒所期温度Ｔが所定温度Ｔｏ以上になっているときは、予熱の開始が遅らされるから、触媒３の予熱完了が早過ぎてエンジン始動時まで無駄に予熱状態を保持する事態を生ずることが避けられ、エネルギーロスを抑えることができる。

なお、乗員がシートベルトを装着してからエンジン１を始動する場合は、乗員着座からシートベルト着用までの最長の予定時間を同様に乗員行動パターン学習／記憶手段に学習／記憶させ、この予定時間内にシートベルトの着用がなされないときに、触媒等の予熱を中止するようにしてもよい。

また、乗員接近からドア開までの予定時間、乗員接近から乗員着座までの予定時間、乗員接近からシートベルト着用までの予定時間、乗員接近からエンジン始動までの予定時間を行動パターン記憶手段に記憶させ、各々の予定時間を過ぎても当該行動がなされないときに、触媒等の予熱を中止するようにしてもよい。

また、上記実施形態では酸素センサ８の予熱を触媒３の予熱と同時に開始するようにしたが、酸素センサ８の予熱を触媒３の予熱開始前に開始してもよく、或いは酸素センサ８の熱容量は触媒３に比べて小さいことから、触媒３の予熱開始後、エンジン始動前に酸素センサ８の予熱を開始するようにしてもよい。

本発明に係る排気ガス浄化用触媒予熱システムの構成図である。 同システムの乗員接近検出手段の説明図である。 同システムの乗員着座検出手段を備えた運転席シートを一部断面にして示す側面図である。 同システムの制御フロー図である。 同システムのタイムチャート図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 排気通路
３ 排気ガス浄化用触媒
６ バッテリ
７ 熱電対（触媒温度検出手段）
８，９ 酸素センサ（触媒劣化検出手段）
１１ 制御手段

Claims (8)

1. 車両のエンジンの排気通路に設けられた排気ガス浄化用触媒の予熱方法であって、
   上記車両に該車両を運転する乗員が所定距離まで接近したことを検出するステップと、
   上記乗員の接近が検出された時刻が、乗員行動パターン記憶手段に記憶されている、上記乗員が運転のために上記車両に接近する時間内の時刻であるときに、上記触媒の予熱を開始するステップとを備えていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒予熱方法。
2. 請求項１において、
   上記乗員行動パターン記憶手段には、上記乗員の接近が検出された時点から当該車両のドアが開くまでの予定時間、並びに該ドアが開いた時点から上記乗員が運転席に着座するまでの予定時間が記憶されており、
   上記ドア開放及び着座の各々が上記の各予定時間内に行なわれたときには、その都度上記触媒の予熱のための該触媒の昇温勾配を大きくするステップを備えていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒予熱方法。
3. 請求項１又は請求項２において、
   上記乗員行動パターン記憶手段には、上記乗員の接近が検出された時点から当該車両のドアが開くまでの予定時間、該ドアが開いた時点から上記乗員が運転席に着座するまでの予定時間、並びに該乗員が着座した時点から上記エンジンの始動までの予定時間が記憶されており、
   上記ドア開放、乗員着座及びエンジン始動の各々が上記の各予定時間内に行なわれなかったときは、上記触媒の予熱を中止することを特徴とする排気ガス浄化用触媒予熱方法。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
   上記排気通路における上記触媒よりも上流側又は下流側に排気ガスの酸素濃度を検出する酸素センサが設けられていて、
   上記乗員行動パターン記憶手段に記憶されている運転のための接近時間内に上記乗員の接近が検出されたとき、上記触媒の予熱開始前、又は該予熱開始と同時に、又は該予熱開始後に、上記酸素センサの予熱を開始するステップを備えていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒予熱方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
   上記乗員行動パターン記憶手段に記憶されている運転のための接近時間内に上記乗員の接近が検出されたときにおいて、上記触媒の温度が所定温度以上であるときには、上記触媒の予熱開始を遅らせることを特徴とする排気ガス浄化用触媒予熱方法。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
   上記エンジンを始動するための電力を供給するバッテリを備え、
   上記乗員行動パターン記憶手段に記憶されている運転のための接近時間内に上記乗員の接近が検出されたときにおいて、上記バッテリの残容量が所定値以下のときには、上記バッテリの電力による上記触媒の予熱を禁止することを特徴とする排気ガス浄化用触媒予熱方法。
7. 車両のエンジンの排気ガス浄化用触媒を加熱する触媒加熱手段と、
   上記触媒の温度を測定又は推定することによって該触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
   上記車両に当該車両を運転する乗員が所定距離まで接近したことを検出する乗員接近検出手段と、
   上記乗員が運転のために上記車両に接近する時間を予め記憶する乗員行動パターン記憶手段と、
   上記乗員行動パターン記憶手段に記憶されている運転のための接近時間内に、上記乗員接近検出手段によって上記乗員の接近が検出されたときに、上記触媒加熱手段を作動させて上記触媒の昇温を開始する触媒予熱制御手段とを備えていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒の予熱装置。
8. 請求項７において、
   上記乗員接近検出手段は、上記所定距離を変更可能に構成されていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒の予熱装置。

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