JP2024066675A - Abnormality detection device for electrically heated catalytic converter - Google Patents
Abnormality detection device for electrically heated catalytic converter Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024066675A JP2024066675A JP2022176243A JP2022176243A JP2024066675A JP 2024066675 A JP2024066675 A JP 2024066675A JP 2022176243 A JP2022176243 A JP 2022176243A JP 2022176243 A JP2022176243 A JP 2022176243A JP 2024066675 A JP2024066675 A JP 2024066675A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- electrically heated
- resistance value
- value
- detection device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 title claims abstract description 43
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims description 31
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 110
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 63
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 20
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 18
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 14
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
【課題】電気加熱式触媒の加熱異常を正確に判定することができる電気加熱式触媒装置の異常検出装置を提供する。【解決手段】内燃機関の排気を浄化する触媒が導電性のハウジング内に該ハウジングに対して絶縁した状態に収容され、触媒の温度を上昇させるために触媒に通電する電気加熱式触媒装置の異常検出装置であって、触媒を昇温するべく通電した場合の基準抵抗値を予め保持しており(ステップS2)、触媒をハウジングに収容した使用状態で触媒を加熱するべく通電した実抵抗値を求め(ステップS6)、実抵抗値と基準抵抗値とに基づいて絶縁抵抗値を求め(ステップS7)、絶縁抵抗値と予め定めた判定しきい値とに基づいて、電気加熱式触媒装置の異常を判定する(ステップS8)。【選択図】図2[Problem] To provide an abnormality detection device for an electrically heated catalyst device that can accurately determine heating abnormalities in an electrically heated catalyst. [Solution] In an abnormality detection device for an electrically heated catalyst device, a catalyst that purifies exhaust gas from an internal combustion engine is housed in a conductive housing in a state insulated from the housing, and electricity is passed through the catalyst to raise the temperature of the catalyst, the abnormality detection device stores in advance a reference resistance value when electricity is passed through the catalyst to raise its temperature (step S2), determines an actual resistance value when electricity is passed through the catalyst to heat it in a use state in which the catalyst is housed in the housing (step S6), determines an insulation resistance value based on the actual resistance value and the reference resistance value (step S7), and determines an abnormality in the electrically heated catalyst device based on the insulation resistance value and a predetermined determination threshold value (step S8). [Selected Figure] Figure 2
Description
この発明は、排気通路に設けられた触媒の温度を電気によって加熱して昇温させる電気加熱式触媒を備える電気加熱式触媒装置の異常検出装置に関するものである。 This invention relates to an abnormality detection device for an electrically heated catalyst device equipped with an electrically heated catalyst that uses electricity to heat and increase the temperature of a catalyst installed in an exhaust passage.
特許文献1には、電気加熱式触媒(EHC)の漏電を検出するために、絶縁抵抗検出装置が設けられ、その絶縁抵抗検出装置によって検出された絶縁抵抗値が、所定値未満の場合に、漏電と判断してリレースイッチをオフにして電気加熱式触媒への通電を遮断するように制御する車両の制御装置が記載されている。
特許文献1に記載の車両の制御装置によると、EHC担体と金属材料で構成されたケース(排気管)との間の絶縁抵抗値を見ているので、この絶縁抵抗値から、EHC担体とケースとの間に設けられた電気絶縁性を有する保持マット(絶縁コート)の絶縁低下を見ることができる、とされている。
According to the vehicle control device described in
電気加熱式触媒では、通電される触媒とそのケースとは、本来、絶縁されているべきものであるが、特許文献1に記載されているように、カーボンなどの導電性物質の堆積によって触媒とそのケースとが電気的に導通することがある。ここで触媒とケースとの間に二カ所以上の導通が発生したとき、ケースが触媒に対して並列回路を構成するため、ケースに対して電流が流れてしまう、触媒の加熱の異常が生じてしまう。特許文献1に記載されている装置は、絶縁抵抗検出装置に電流を流して触媒とケースとの間の電気抵抗を測定して、両者の間の導通を検出している。ここで加熱・昇温のためにEHCに電流を流した場合、カーボンなどの導電性の物質の堆積によって触媒とケースとが一箇所のみ導通していても、並列回路が構成されないため加熱のための電流が漏れることがなく、触媒の加熱は正常に行うことができる。しかし、一箇所導通している場合において、絶縁抵抗検出装置に電流を流すと、ケースと触媒と絶縁抵抗検出装置と導通部分とで回路が形成されているため、絶縁抵抗検出装置に電流が流れる。このとき加熱の異常が生じていないにもかかわらず検出される絶縁抵抗値が下がり、異常判定を行う可能性があり、判定精度が必ずしも高くない課題がある。
In an electrically heated catalyst, the catalyst and its case should be insulated from each other, but as described in
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、電気加熱式触媒の加熱異常を正確に判定することができる電気加熱式触媒装置の異常検出装置を提供することを目的とするものである。 This invention was made with a focus on the above technical problems, and aims to provide an abnormality detection device for an electrically heated catalyst device that can accurately determine heating abnormalities in an electrically heated catalyst.
この発明は、上記の目的を達成するために、内燃機関の排気を浄化する触媒が導電性のハウジング内に該ハウジングに対して絶縁した状態に収容され、前記触媒の温度を上昇させるために前記触媒に通電する電気加熱式触媒装置の異常検出装置であって、前記触媒を昇温するべく通電した場合の前記触媒の基準抵抗値を予め保持しており、前記触媒を前記ハウジングに収容した使用状態で前記触媒を加熱するべく通電した際の実抵抗値を求め、前記実抵抗値と前記基準抵抗値とに基づいて絶縁抵抗値を求め、前記絶縁抵抗値と予め定めた判定しきい値とに基づいて、前記電気加熱式触媒装置の異常を判定することを特徴とするものである。 To achieve the above object, the present invention provides an abnormality detection device for an electrically heated catalyst device in which a catalyst for purifying exhaust gas from an internal combustion engine is housed in a conductive housing in a state insulated from the housing, and current is passed through the catalyst to raise the temperature of the catalyst, the abnormality detection device prestores a reference resistance value of the catalyst when current is passed through the catalyst to raise its temperature, calculates an actual resistance value when current is passed through the catalyst to heat it in a state in which the catalyst is housed in the housing, calculates an insulation resistance value based on the actual resistance value and the reference resistance value, and judges an abnormality in the electrically heated catalyst device based on the insulation resistance value and a predetermined judgment threshold value.
また、この発明では、前記基準抵抗値は、排気管の流量センサ、前記排気管を通る前記排気の空燃比センサ、前記排気の温度センサのいずれかの検出値に応じて予め定めた関係から推定して求められていてよい。 In addition, in this invention, the reference resistance value may be estimated from a predetermined relationship according to the detection value of any one of the exhaust pipe flow rate sensor, the air-fuel ratio sensor of the exhaust passing through the exhaust pipe, and the exhaust temperature sensor.
また、この発明では、前記基準抵抗値は、前記触媒に取り付けられたセンサの検出値に基づいて定められてよい。 In addition, in this invention, the reference resistance value may be determined based on the detection value of a sensor attached to the catalyst.
また、この発明では、前記触媒を加熱するべく通電した際の回路に流れる電流値を検出する電流センサと、前記回路の電圧値を検出する電圧センサとを備え、前記実抵抗値は、前記電流値と前記電圧値とによって定められてよい。 The present invention also includes a current sensor that detects the value of the current flowing through the circuit when electricity is applied to heat the catalyst, and a voltage sensor that detects the voltage value of the circuit, and the actual resistance value may be determined by the current value and the voltage value.
この発明の電気加熱式触媒装置の異常検出装置によれば、触媒を昇温するべく通電した場合の基準抵抗値を予め保持しており、触媒をハウジングに収容した使用状態で触媒を加熱するべく通電した実抵抗値を求め、その実抵抗値と予め保持している基準抵抗値とに基づいて絶縁抵抗値を求め、そしてその絶縁抵抗値と予め定めた判定しきい値とに基づいて、電気加熱式触媒装置の異常を判定することによって、電気加熱式触媒の加熱異常を正確に判定することができる。 The abnormality detection device for an electrically heated catalyst device of this invention stores in advance a reference resistance value when electricity is passed through the catalyst to heat it, calculates the actual resistance value when electricity is passed through the catalyst to heat it when it is housed in a housing and in use, calculates an insulation resistance value based on the actual resistance value and the previously stored reference resistance value, and judges an abnormality in the electrically heated catalyst device based on the insulation resistance value and a predetermined judgment threshold value, thereby accurately judging a heating abnormality in the electrically heated catalyst.
具体的には、予め保持している触媒の基準抵抗値と、電気加熱式触媒装置の回路全体の実抵抗値とに基づいて絶縁抵抗値を求めている。その絶縁抵抗値は、電気加熱式触媒装置の絶縁抵抗であって、判定しきい値によって絶縁低下がわかると、触媒以外のところで電流が漏れていることがわかるので、電気加熱式触媒装置の加熱異常が生じていると判定することができる。 Specifically, the insulation resistance value is calculated based on a previously stored reference resistance value of the catalyst and the actual resistance value of the entire circuit of the electrically heated catalyst device. This insulation resistance value is the insulation resistance of the electrically heated catalyst device, and if a decrease in insulation is detected by the judgment threshold value, it is found that current is leaking somewhere other than the catalyst, and it can be determined that a heating abnormality has occurred in the electrically heated catalyst device.
また、この発明の電気加熱式触媒装置の異常検出装置によれば、基準抵抗値は、排気管の流量センサ、排気管を通る排気の空燃比センサ、排気の温度センサの検出値によって推定することができるので、触媒の抵抗の経年劣化分を推定してから、その経年劣化した触媒の抵抗値と、電気加熱式触媒装置の回路全体の実抵抗値とに基づいて絶縁抵抗値を求めることで、経年劣化にともなう絶縁低下がわかり、したがって電気加熱式触媒装置の異常が生じていると判定することができる。 In addition, with the electrically heated catalyst device anomaly detection device of this invention, the reference resistance value can be estimated from the detection values of the exhaust pipe flow sensor, the exhaust air-fuel ratio sensor of the exhaust passing through the exhaust pipe, and the exhaust temperature sensor. Therefore, by estimating the deterioration of the catalyst resistance over time and then calculating the insulation resistance value based on the resistance value of the deteriorated catalyst and the actual resistance value of the entire circuit of the electrically heated catalyst device, it is possible to determine the insulation deterioration due to deterioration over time and therefore determine that an abnormality has occurred in the electrically heated catalyst device.
また、この発明の電気加熱式触媒装置の異常検出装置によれば、基準抵抗値は、前記触媒に取り付けられたセンサの検出によって定めることができるので、その触媒の抵抗の実測値と、電気加熱式触媒装置の回路全体の実抵抗値とに基づいて絶縁抵抗値を求めることで、経年劣化にともなう絶縁低下がわかり、したがって電気加熱式触媒装置の異常が生じていると判定することができる。 In addition, according to the anomaly detection device for an electrically heated catalytic converter of this invention, the reference resistance value can be determined by detection by a sensor attached to the catalyst. Therefore, by calculating the insulation resistance value based on the actual measured resistance value of the catalyst and the actual resistance value of the entire circuit of the electrically heated catalytic converter, it is possible to determine the deterioration of insulation due to aging, and therefore to determine that an anomaly has occurred in the electrically heated catalytic converter.
また、この発明の電気加熱式触媒装置の異常検出装置によれば、実抵抗値は、触媒を加熱するべく通電した際の回路に流れる電流値を検出する電流センサと、回路の電圧値を検出する電圧センサとによって検出された電流値と電圧値とによって定められていることによって、電気加熱式触媒装置の回路全体の抵抗値を実測値で求められるので、より正確に電気加熱式触媒装置の異常を判定することができる。 In addition, according to the abnormality detection device for an electrically heated catalyst device of this invention, the actual resistance value is determined by the current value and voltage value detected by a current sensor that detects the current value flowing through the circuit when electricity is applied to heat the catalyst, and a voltage sensor that detects the voltage value of the circuit. This allows the resistance value of the entire circuit of the electrically heated catalyst device to be obtained as an actual measurement value, making it possible to more accurately determine abnormalities in the electrically heated catalyst device.
この発明の実施例における電気加熱式触媒装置の異常検出装置について、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下に説明する実施例は、この発明を実施した場合の一例に過ぎないのであって、この発明を限定するものではない。 The abnormality detection device for an electrically heated catalytic converter in an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is merely one example of how the present invention can be implemented, and is not intended to limit the present invention.
この発明の実施例の構成を図1(A)の模式図を用いて説明する。内燃機関(以下、エンジンと記す)1は、一例として複数の気筒2を有するガソリンエンジンであり、ガソリンと空気との混合気を燃焼させて動力を出力する。
The configuration of an embodiment of the present invention will be described with reference to the schematic diagram in Figure 1 (A). An internal combustion engine (hereinafter referred to as engine) 1 is, as an example, a gasoline engine having
エンジン1の各気筒2内では、吸気管3を介して接続されているインテークマニホールド4から導入された吸気と、図示しないインジェクタから噴射された燃料とを含む混合気が図示しない点火装置の火花放電によって燃焼する。混合気の燃焼によって各気筒2内で生じた排ガスは、エキゾーストマニホールド5を介して接続されている排気管6に排出される。排気管6には、少なくとも触媒7が設けられている。
In each
触媒7は、炭化水素や一酸化炭素などの環境汚染物質を酸化させる酸化触媒や、窒素酸化物を硝酸態窒素として捕捉した後に還元して無害化する吸蔵還元型触媒など、従来、車両に用いられている排気浄化触媒であって、ガラスなどの絶縁材(図示せず)に覆われた状態で導電性のハウジング8に収容されている。また、ハウジング8の前後端部は排気管6にそれぞれ接続されている。
The
エンジン1を始動してから触媒7が活性化するまでは時間を要することから、触媒7を早期に活性化するために電気加熱式触媒装置(以下、EHCと記すことがある)9が設けられ、触媒7の温度を電気によって加熱させて昇温し、活性化させている。
Because it takes time for the
次に、電気加熱式触媒装置9について図1を参照して説明する。電気加熱式触媒装置9は、少なくとも一方の電極10、他方の電極11、電力変換装置12、そしてバッテリ13を備えている。一方の電極10は、端部が触媒7の外周部に固定された正電圧印加用の電極として機能し、他方の電極11は、端部が触媒7の外周部に固定された負電圧印加用の電極として機能している。また、一方の電極10および他方の電極11は、それぞれガラスなどの絶縁材料で構成された絶縁碍子(図示せず)で覆われて、それぞれの電極10,11とハウジング8との間は絶縁状態が維持されている。
Next, the electrically heated
電力変換装置12は、バッテリ13の電力を変換するための電源回路ユニットであって、バッテリ13の電力が電力変換装置12内部の絶縁トランス14によって所定の電圧に変換される。そして触媒に印加する電流Iと電圧Vを検出する電流センサ15および電圧センサ16を備えている。したがって、電力変換装置12によって変換された電力を、各電極10,11の間に流すことにより、ジュール熱によって触媒7が加熱・昇温される。
The
触媒7自体の抵抗をEHC抵抗REHCと示し、上記の電流センサ15および電圧センサ16の検出値から求まる回路全体の抵抗を実抵抗Rとする。まだ初動前の新車状態であれば、電気加熱式触媒装置9とハウジング8との間は絶縁状態に担保されているはずなので、両者の間の絶縁抵抗Rleakは限りなく高い値になっている。言い換えれば、実抵抗RがEHC抵抗REHCを表すことになる。
The resistance of the
エンジン1の運転を繰り返すうちに、絶縁抵抗Rleakが徐々に低下することが従来知られており、その要因の一例として、初期の製造不良による絶縁低下や、カーボン堆積による絶縁低下などが考えられる。特に排ガスに含まれるカーボンが触媒7の縁の複数箇所に堆積すると、触媒7とハウジング8との間のカーボンが堆積した部分(抵抗RαおよびRβ)と、カーボンが堆積した部分を繋ぐハウジング8(排気管6)(抵抗Rγ)とで導通経路が生じることで、電気加熱式触媒装置9の絶縁抵抗Rleak(上述した一例ではRleak=Rα+Rβ+Rγ)が低下し、すなわち触媒7に十分に電流が行き届かずに加熱異常を発生する場合がある。その電気加熱式触媒装置9の異常判定を行う制御がこの発明の実施例における電子制御装置(以下、ECUと記す)17で実行される。
It has been known that the insulation resistance Rleak gradually decreases as the
ECU17は、少なくともエンジン1を制御する装置であって、演算素子やメモリなどからなるマイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータを使用して演算を行い、その演算の結果を制御指令信号として出力するように構成されている。
The
図1の(A)に示すECU17は、機能的構成として少なくとも、初回始動判定手段18、初期EHC抵抗値算出部19、初期EHC異常判定手段20、EHC抵抗検知部21、絶縁抵抗算出部22、そして絶縁低下判定手段23を制御する機能を備えている。
The
初回始動判定手段18は、触媒7を含む電気加熱式触媒装置9が初動前の新車状態であるか否かを判断する機能を有している。具体的な手段の一例として、新車の場合において工場で組み立てたときに、ECU17に外部ツールを接続し、外部ツールからECU17に対して「初回始動であること」を送信することなどが挙げられる。初回始動判定手段18では、そのような「初回始動であること」をECUが受信したか否かを判定している。なお、初回始動判定手段18における「初回始動」とは、必ずしも新車である必要はなく、例えば修理などの理由で触媒7を含む電気加熱式触媒装置9を交換して新しくした場合にも適用してよい。
The initial start determination means 18 has a function of determining whether or not the electrically heated
初期EHC抵抗値算出部19は、初回始動判定手段18で「初回始動である」と肯定的に判断された場合に、製造時の初期EHC抵抗REHC_iniの値を算出する機能を有している。製造時の初期EHC抵抗REHC_iniは、例えば電力変換装置12内部の電流センサ15および電圧センサ16から検出される値を用いて、オームの法則より算出することができる。
REHC_ini=V/I…(1)
The initial EHC resistance
REHC_ini=V/I (1)
また、製造時の初期EHC抵抗REHC_iniの値は、製造時における初期ばらつきがあるので、初期EHC抵抗値算出部19は、後述する経年劣化などの絶縁低下の度合を把握するために製造時の初期EHC抵抗REHC_iniの値をECU17に記憶する機能を有している。
In addition, since the value of the initial EHC resistance REHC_ini at the time of manufacture has initial variation at the time of manufacture, the initial EHC resistance
初期EHC異常判定手段20は、初期EHC抵抗値算出部19によって求められた製造時の初期EHC抵抗REHC_iniの値が、絶縁不良が生じていないとして求めてある所定範囲内であるか否か、あるいは絶縁不良などがない正常状態での抵抗値との偏差が所定の範囲内であるか否かを判断する機能を有している。所定範囲内であれば、電気加熱式触媒装置9は正常であり、一方で所定範囲外であれば、電気加熱式触媒装置9は異常であると判定される。なおこの所定範囲は、一例としてECU17に予め記憶されている初期EHC抵抗値マップから読み出した値であってよい。
The initial EHC abnormality determination means 20 has a function of determining whether the value of the initial EHC resistance REHC_ini at the time of manufacture calculated by the initial EHC resistance
EHC抵抗検知部21は、初回始動以外のときのEHC抵抗REHC(この発明の実施形態における基準抵抗値に相当する)を検知、取得する機能を有している。EHC抵抗REHCの値を検知する手段は、一例として、従来知られている適宜の抵抗計であってよい。あるいは、触媒7の抵抗の経年劣化を実験やシミュレーションによって予め求めて例えばマップとして保持しておき、触媒7の抵抗の経年劣化をそのマップから推定して求めることができる。具体的には、排気管6の流量センサ、排気管6を通る排気の空燃比センサ、排気の温度センサの検出値をパラメータとし、あるいはいずれかの検出値をパラメータとした所定の関係であるEHC抵抗値マップから、経年劣化後のEHC抵抗REHC’を推定し、初期EHC抵抗値算出部19で算出して記憶した製造時の初期EHC抵抗REHC_iniの値に、推定した経年劣化分EHC抵抗REHC’を合わせた値をEHC抵抗REHCの値として定めることができる。
The EHC
絶縁抵抗算出部22は、EHC抵抗検知部21によって求められたデータ(EHC抵抗REHC)に基づいて、電気加熱式触媒装置9の回路の絶縁抵抗Rleakを算出する機能を有している。絶縁抵抗Rleakは、EHC抵抗REHCと、電流センサ15および電圧センサ16の検出値から求まる回路全体の合成抵抗である実抵抗値R=V/Iとを用いて算出することができる。具体的には、
Rleak=REHC・(V/I)/{REHC-(V/I)}…(2)
である。なお、電気加熱式触媒装置9の等価回路は、当初新車状態時では触媒7が抵抗器となる直列回路と考えてよいのに対し、触媒7とハウジング8との間が何らかの理由で電気的に導通すると、その導通を生じさせるカーボンなどの異物およびハウジング8が触媒7に対して並列に接続された並列回路を構成することになる。これを図1の(B)に等価回路で示してある。したがって、絶縁抵抗Rleakは、上記の(2)式から知られるように、電圧と電流と(すなわち実抵抗と)触媒7自体の抵抗値との関係式で算出することができる。
The insulation
Rleak = REHC · (V / I) / {REHC - (V / I)} ... (2)
It should be noted that the equivalent circuit of the electrically heated
絶縁低下判定手段23は、絶縁抵抗算出部22によって求められた絶縁抵抗Rleakの値が、所定しきい値を超えたか否かを判断する機能を有している。所定しきい値を超えていれば、電気加熱式触媒装置9は正常であり、反対に所定しきい値以下であれば、電気加熱式触媒装置9は異常であると判定される。なおこの所定しきい値は、一例としてECU17に予め記憶されている絶縁低下マップとして予め定めた値であってよい。
The insulation degradation determination means 23 has a function of determining whether or not the value of the insulation resistance Rleak calculated by the insulation
図2は、上述した構成における制御の一例を説明するためのフローチャートであって、前述したECU17によって実行される。図2にフローチャートで示す制御は、エンジン1が運転されているときに上記のECU17によって繰り返し実行される。図2に示す制御例では、まず、初回始動であるか否かを判断する(ステップS1)。触媒7を含む電気加熱式触媒装置9が初動前の新車状態であるか否かを判断するもので、初回始動判定手段18によって判断される。このステップS1で肯定的に判断された場合、すなわちステップS1で初回始動であると判断された場合には、製造時の初期EHC抵抗REHC_iniの値を算出し、記憶する(ステップS2)。初期EHC抵抗値算出部19によって、電力変換装置12内部の電流センサ15および電圧センサ16から検出される値を用いて製造時の初期EHC抵抗REHC_iniの値を算出し、ECU17に記憶する。
2 is a flowchart for explaining an example of control in the above-mentioned configuration, and is executed by the above-mentioned
次に、製造時の初期EHC抵抗REHC_iniの値が、所定範囲内であるか否かを判断する(ステップS3)。これはステップ2で算出された製造時の初期EHC抵抗REHC_iniの値が設計上予め定めた所定範囲内であるか否かを判断するもので、初期EHC異常判定手段20によって行われる。このステップS3で肯定的に判断された場合、すなわちステップS3で製造時の初期EHC抵抗REHC_iniの値が所定範囲内であると判断された場合には、電気加熱式触媒装置9は正常であると判定され(ステップS4)、判定終了後、このフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。これとは反対に、このステップS3で否定的に判断された場合、すなわちステップS3で製造時の初期EHC抵抗REHC_iniの値が所定範囲外であると判断された場合には、電気加熱式触媒装置9は異常と判定され(ステップS5)、判定終了後、このフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。したがって、この場合には、何らかの警告あるいは異常信号を出力し、装置の交換あるいは修理を行うことになる。
Next, it is determined whether the value of the initial EHC resistance REHC_ini at the time of manufacture is within a predetermined range (step S3). This is performed by the initial EHC abnormality determination means 20 to determine whether the value of the initial EHC resistance REHC_ini at the time of manufacture calculated in
一方で、ステップS1で否定的に判断された場合、すなわちステップS1で初回始動でないと判断された場合には、EHC抵抗REHCを検知する(ステップS6)。ここでEHC抵抗REHCは、適宜のセンサあるいはステップS2で記憶した製造時の初期EHC抵抗REHC_iniの値からの経年劣化に基づく推定値から定めることができ、EHC抵抗検知部21によって検知される。
On the other hand, if the answer is negative in step S1, that is, if it is determined in step S1 that the engine is not being started for the first time, the EHC resistance REHC is detected (step S6). Here, the EHC resistance REHC can be determined from an appropriate sensor or an estimated value based on deterioration over time from the value of the initial EHC resistance REHC_ini at the time of manufacture stored in step S2, and is detected by the EHC
次に、絶縁抵抗Rleakを算出する(ステップS7)。電流および電圧は上述した各センサ15,16によって常時検出されているから、回路の全体としての抵抗値すなわち実抵抗値R(=V/I)は知られており、その値と、ステップS6で検知したEHC抵抗REHCとに基づいて、電気加熱式触媒装置9の回路の絶縁抵抗Rleakを算出することができる。すなわち、前述した(2)式による演算で、絶縁抵抗Rleakが絶縁抵抗算出部22によって算出される。
Next, the insulation resistance Rleak is calculated (step S7). Because the current and voltage are constantly detected by the above-mentioned
続いて、絶縁抵抗Rleakが所定しきい値を超えたか否かを判断する(ステップS8)。ここではステップS7によって求められた絶縁抵抗Rleakの値が所定しきい値を超えたか否かを判断するもので、絶縁低下判定手段23によって行われる。このステップS8で肯定的に判断された場合、すなわちステップS8で絶縁抵抗Rleakの値が所定しきい値よりも高いと判断された場合には、電気加熱式触媒装置9は正常であると判定され(ステップS9)、判定終了後、このフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。これとは反対に、このステップS8で否定的に判断された場合、すなわちステップS8で絶縁抵抗Rleakの値が所定しきい値以下であると判断された場合には、電気加熱式触媒装置9は異常であると判定され(ステップS10)判定終了後、このフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。この場合には、前述したように、何らかの警告あるいは異常信号を出力し、装置の交換あるいは修理を行うことになる。
Next, it is determined whether the insulation resistance Rleak exceeds a predetermined threshold value (step S8). Here, it is determined whether the value of the insulation resistance Rleak obtained in step S7 exceeds a predetermined threshold value, and this is performed by the insulation degradation determination means 23. If the determination in step S8 is affirmative, that is, if the value of the insulation resistance Rleak is determined to be higher than the predetermined threshold value in step S8, the electrically heated
この発明の実施例における電気加熱式触媒装置9の異常検出装置では、ステップS1において、触媒7を含む電気加熱式触媒装置9が初動前の新車状態であるか否かを判断することによって、ステップS2で新車状態のEHC抵抗の値、すなわち製造時の初期EHC抵抗REHC_iniの値をECUに記憶し、予め保持することができる。また、ステップS3製造時の初期EHC抵抗REHC_iniの値が所定範囲内であるか否かを判断することによって、電気加熱式触媒装置9の初期不良による異常を検出することができる。
In the abnormality detection device for the electrically
さらに、ステップS6において、初回始動以外のときのEHC抵抗REHCを検知することとしており、EHC抵抗REHCを検知するにあたって、適宜のセンサでの実測値で求めてもよいし、あるいは経年劣化分EHC抵抗REHC’を推定してから、製造時の初期EHC抵抗REHC_iniの値と合わせることによって、より実際のEHC抵抗REHCの劣化度合を求めてもよい。通常、製造時の初期EHC抵抗REHC_iniの値にはばらつきが生じやすいので、経時変化のみを考慮してEHC抵抗REHCの劣化度合を推定するのでは劣化の推定精度が劣る可能性がある。すなわち、EHC抵抗REHCの劣化度合を製造時の初期ばらつきを考慮した上で推定することで、よりEHC抵抗REHCの劣化の推定精度を高めることができる。 Furthermore, in step S6, the EHC resistance REHC is detected at times other than the initial start. When detecting the EHC resistance REHC, it may be obtained as an actual measurement value using an appropriate sensor, or the EHC resistance REHC' due to deterioration over time may be estimated and then combined with the value of the initial EHC resistance REHC_ini at the time of manufacture to obtain a more actual degree of deterioration of the EHC resistance REHC. Normally, the value of the initial EHC resistance REHC_ini at the time of manufacture is likely to vary, so there is a possibility that the accuracy of the deterioration estimation may be poor if the degree of deterioration of the EHC resistance REHC is estimated by considering only the change over time. In other words, by estimating the degree of deterioration of the EHC resistance REHC while taking into account the initial variation at the time of manufacture, the accuracy of the estimation of the deterioration of the EHC resistance REHC can be improved.
そして、ステップS6で検知したEHC抵抗REHCの値に基づいて、次のステップS7で絶縁抵抗Rleakの値が算出される。このようにすれば、触媒7とハウジング8との間の絶縁抵抗Rleakの値を直接計測せずに、電気加熱式触媒装置9の回路全体の抵抗Rの値と、EHC抵抗REHCの値とに基づいて絶縁抵抗Rleakの値を算出することができる。従来のように、触媒7とハウジング8との間の絶縁抵抗Rleakの値を直接計測する場合では、カーボン堆積したところが1箇所であっても、触媒7とハウジング8との間に意図的に電圧をかけて電流を流すので、絶縁抵抗Rleakの値が下がって絶縁不良を誤って判定するおそれがあるのに対して、この発明は、絶縁抵抗Rleakの値を、電気加熱式触媒装置9の回路全体の抵抗Rの値と、EHC抵抗REHCの値とに基づいて算出しているので、より正確に電気加熱式触媒装置9の異常を判定することができる。
Then, in the next step S7, the value of the insulation resistance Rleak is calculated based on the value of the EHC resistance REHC detected in step S6. In this way, the value of the insulation resistance Rleak between the
なお、この発明は上述した実施例に限定されないのであって、この発明の目的の範囲で適宜に変更して実施することができる。 The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and may be modified as appropriate within the scope of the invention.
1 エンジン
2 気筒
3 吸気管
4 インテークマニホールド
5 エキゾーストマニホールド
6 排気管
7 触媒
8 ハウジング
9 電気加熱式触媒装置
10 一方の電極
11 他方の電極
12 電力変換装置
13 バッテリ
14 絶縁トランス
15 電流センサ
16 電圧センサ
17 ECU
18 初回始動判定手段
19 初期EHC抵抗値算出部
20 初期EHC異常判定手段
21 EHC抵抗検知部
22 絶縁抵抗算出部
23 絶縁低下判定手段
REFERENCE SIGNS
18 Initial start determination means 19 Initial EHC resistance
Claims (4)
前記触媒を昇温するべく通電した場合の前記触媒の基準抵抗値を予め保持しており、
前記触媒を前記ハウジングに収容した使用状態で前記触媒を加熱するべく通電した際の実抵抗値を求め、
前記実抵抗値と前記基準抵抗値とに基づいて絶縁抵抗値を求め、
前記絶縁抵抗値と予め定めた判定しきい値とに基づいて、前記電気加熱式触媒装置の異常を判定する
ことを特徴とする電気加熱式触媒装置の異常検出装置。 An abnormality detection device for an electrically heated catalyst device in which a catalyst for purifying exhaust gas from an internal combustion engine is housed in a conductive housing in a state insulated from the housing, and an electric current is passed through the catalyst to raise the temperature of the catalyst,
A reference resistance value of the catalyst when current is applied to raise the temperature of the catalyst is stored in advance,
determining an actual resistance value when current is applied to heat the catalyst in a state in which the catalyst is housed in the housing and in use;
determining an insulation resistance value based on the actual resistance value and the reference resistance value;
An abnormality detection device for an electrically heated catalyst device, comprising: a detecting unit for detecting an abnormality in the electrically heated catalyst device based on the insulation resistance value and a predetermined judgment threshold value.
前記基準抵抗値は、排気管の流量センサ、前記排気管を通る前記排気の空燃比センサ、前記排気の温度センサのいずれかの検出値に応じて予め定めた関係から推定して求められている
ことを特徴とする電気加熱式触媒装置の異常検出装置。 2. The abnormality detection device for an electrically heated catalytic converter according to claim 1,
An abnormality detection device for an electrically heated catalytic converter, characterized in that the reference resistance value is estimated from a predetermined relationship based on the detection values of a flow sensor in the exhaust pipe, an air-fuel ratio sensor of the exhaust passing through the exhaust pipe, and a temperature sensor of the exhaust.
前記基準抵抗値は、前記触媒に取り付けられたセンサの検出値に基づいて定められる
ことを特徴とする電気加熱式触媒装置の異常検出装置。 2. The abnormality detection device for an electrically heated catalytic converter according to claim 1,
13. An abnormality detection device for an electrically heated catalytic converter, comprising: a first resistance value detecting means for detecting an abnormality in an electrically heated catalytic converter;
前記触媒を加熱するべく通電した際の回路に流れる電流値を検出する電流センサと、前記回路の電圧値を検出する電圧センサとを備え、
前記実抵抗値は、前記電流値と前記電圧値とによって定められる
ことを特徴とする電気加熱式触媒装置の異常検出装置。 4. An abnormality detection device for an electrically heated catalytic converter according to claim 1,
a current sensor that detects a value of a current flowing through a circuit when a current is applied to heat the catalyst, and a voltage sensor that detects a voltage value of the circuit;
2. An abnormality detection device for an electrically heated catalytic converter, comprising: a first electrode connected to a first terminal of the catalytic converter;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022176243A JP2024066675A (en) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | Abnormality detection device for electrically heated catalytic converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022176243A JP2024066675A (en) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | Abnormality detection device for electrically heated catalytic converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024066675A true JP2024066675A (en) | 2024-05-16 |
Family
ID=91067476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022176243A Pending JP2024066675A (en) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | Abnormality detection device for electrically heated catalytic converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024066675A (en) |
-
2022
- 2022-11-02 JP JP2022176243A patent/JP2024066675A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101701536B1 (en) | Method and device for monitoring a component arranged in an exhaust gas region of an internal combustion engine | |
US8751187B2 (en) | Apparatus for calculating temperature of conductive carrier of catalyst converter | |
JP6563840B2 (en) | Catalyst deterioration diagnosis method and catalyst deterioration diagnosis system | |
JP6563839B2 (en) | Catalyst deterioration diagnosis method and catalyst deterioration diagnosis system | |
US20110015824A1 (en) | Method for the on-board functional diagnosis of a soot sensor in a motor vehicle and/or for the detection of further constituents in the soot | |
US8635900B2 (en) | Method for evaluating the state of a soot sensor in a motor vehicle | |
JP5846163B2 (en) | Control device for electrically heated catalyst | |
JP5170907B2 (en) | Control device for controlled parts for vehicles | |
JP2006266961A (en) | Soot sensor | |
WO2007114267A1 (en) | Catalytic combustion type gas sensor, detection device and compensating device | |
KR20090025157A (en) | Test method for an exhaust gas probe of an internal combustion engine, in particular for a lambda probe | |
JP2010256142A (en) | Exhaust gas sensor heater degradation diagnosis device | |
US11933751B2 (en) | Method for assessing the operatability of a sensor for detecting soot | |
JPH1089134A (en) | Monitoring method and device of function of hydrocarbon sensor for internal combustion engine | |
US6245205B1 (en) | Diagnostic arrangement for a potentiometric electrically heated exhaust-gas probe for controlling combustion processes | |
JP2016176446A (en) | Failure diagnosis device of exhaustion purification system | |
JP4095138B2 (en) | Method and apparatus for determining the sensitivity of a hydrocarbon sensor for an internal combustion engine | |
JP3704183B2 (en) | Method and apparatus for monitoring heating device of sensor provided in exhaust system of internal combustion engine | |
CN105324664A (en) | Gas sensor control device | |
JP2000064830A (en) | Catalyst deterioration detecting device | |
JP2024066675A (en) | Abnormality detection device for electrically heated catalytic converter | |
US20210363905A1 (en) | Methods and systems for detecting an impedance of a catalytic converter | |
US11092099B2 (en) | Control apparatus | |
JPH102215A (en) | Self-diagnosis device for exhaust emission controller of internal combustion engine | |
JPH09144531A (en) | Device and method for supervising exhaust emission control system |