JP2783064B2 - 加熱触媒制御装置 - Google Patents

加熱触媒制御装置

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JP2783064B2 JP4149416A JP14941692A JP2783064B2 JP 2783064 B2 JP2783064 B2 JP 2783064B2 JP 4149416 A JP4149416 A JP 4149416A JP 14941692 A JP14941692 A JP 14941692A JP 2783064 B2 JP2783064 B2 JP 2783064B2
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両用エンジンを始動す
る際に、冷間時の触媒を活性化させるべく加熱するため
の加熱触媒の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】車両の排気ガスを浄化する触媒コンバー
タには、効率良く浄化作用できる所定の活性化温度があ
り、一般に300℃以上の温度を必要とする。従って、
エンジン始動直後等、活性化温度以下のときには浄化効
率が低下する。ところで、このようなエンジンの冷間時
には、大量の有害成分(HC,CO,NOx )が発生す
るので、触媒コンバータを素早く活性化温度まで上昇さ
せることが必要である。
【0003】そこで、近時、特開平3ー31510 号公報に示
されるように、エンジンの始動以前に触媒薬品を発熱体
に担持してなる触媒付きヒータをオンし、触媒薬品を十
分活性化させて、排気ガス中の有害成分を抑制する方法
がとられていた。また、このヒータをオンする加熱開始
制御方法として、自動車の乗降用ドアにドアロックの解
除のためにドアキーが差し込まれるとヒータをオンする
ことや、エンジンの始動前に電気系統の電源がオンされ
たとき、あるいはエンジンの始動と同時に設定すること
が行われていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術では、ドアキーが差し込まれたときに触媒
付きヒータをオンしても、エンジンが始動するかどうか
は確定的ではなく、タイマーが作動してヒータをオフし
ても、何回かの過程を繰り返すことにより、バッテリに
かなりの負担をかけてしまう。また、実際自動車に乗る
際、ドアキーを使用するかどうかは、かなり流動的であ
る。また、電源系統がオンしたときにプリヒートを開始
すると、他の負荷が同時に働いた場合、バッテリに負担
をかける。さらには、エンジン始動と同時にヒータをオ
ンしても、始動直後の排気ガス中の有害成分は抑制され
ないという問題点があった。
【0005】本発明は以上の点に鑑み、上記のような問
題点を解消するためになされたもので、その目的とする
ところは、冷間時の触媒をエンジン始動以前に加熱する
際、適確なタイミングで触媒加熱を開始し、排気ガスを
より十分に浄化できるようにすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は、電気加熱触媒コンバータ内の触媒の温度を
検出するとともにバッテリの電圧を検出し、その検出結
果に基づき触媒加熱を制御し、さらには加熱を開始する
タイミングを決定するに際し、IGスイッチに新たに設
置した接点によってプリヒート開始時間を決定し、触媒
温度とバッテリ電圧の値によって、自動的にエンジンの
クランキングを開始するためにIGスイッチのスタート
接点つまりSTART接点、またはクランキング準備の
ためにIGスイッチのオン接点つまりON接点にキース
イッチの位置が変わるようにしたものである。
【0007】
【作用】したがって本発明においては、エンジン始動前
に適確なタイミングで触媒加熱を開始し、排気ガスをよ
り十分に浄化できるよう自動的にエンジンのクランキン
グ開始、またはクランキング準備状態を作ることが可能
になる。
【0008】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。 実施例1 図1は本発明に係る加熱触媒制御装置の基本概念を示す
もので、触媒モノリスを電気的に加熱するシステムの一
例を示す構成図である。同図において、1はエンジン、
2はヒータ2aによって加熱される電気加熱触媒、3は
三元触媒である。4はヒータ通電制御スイッチ、5は電
気加熱触媒2の温度を検出する触媒温度検出手段、6は
車載バッテリ9の電圧を検出するバッテリ電圧検出手
段、7はこれら触媒温度検出手段5,バッテリ電圧検出
手段6およびIG(イグニッション)スイッチ8からの
各信号を受け、それに基づきヒータ通電制御スイッチ4
を制御してエンジンの始動以前に適確なタイミングで電
気加熱触媒2を活性化させるためのコントローラであ
る。
【0009】すなわちこの実施例は、触媒温度検出手段
5と、バッテリ電圧検出手段6と、通常の「LOC
K」,「OFF」,「ACC」,「ON」及び「STA
RT」の各接点81〜85の他に新たに設けたヒート接点
つまりHEAT接点86 を有するIGスイッチ8(図2
(b) 参照)を設け、これら検出手段5,6で得られる触
媒温度,バッテリ電圧の検出信号及びIGスイッチ8の
各接点位置情報をコントローラ7に入力する。
【0010】そしてコントローラ7は、それら触媒温
度,バッテリ温度及びIGスイッチ8の各接点位置情報
を受け、そのHEAT接点86 の信号によって触媒加熱
開始のタイミングを決定したうえ、触媒温度とバッテリ
電圧の値をもとに触媒加熱を制御して、触媒活性化後自
動的にエンジン1のクランキング開始またはクランキン
グ準備状態にすることにより、エンジン1から排出され
るガスを、プリヒートされた電気加熱触媒2で十分浄化
した後、三元触媒3で再び浄化して、車外へ放出するも
のとなっている。
【0011】次に上記実施例の構成において電気加熱触
媒を加熱するときの動作について図2のフローを参照し
て説明する。図2はIGスイッチ8にHEAT接点86
を設けた場合であり、同図(a) は電気加熱触媒2をプリ
ヒート制御するときの一実施例を示すフローチャート、
同図(b)はIGスイッチ8の各接点の具体的な配置図で
ある。
【0012】運転者が自動車を始動させる場合、まずキ
ースイッチ10をIGスイッチ8内に挿入してLOCK
接点81 の位置からHEAT接点86 の位置に設定する
(ステップ30〜31)。ここで、コントローラ7はキ
ースイッチ10がHEAT接点86 の位置に設定された
状態で、まずバッテリ電圧検出手段6の検出電圧によっ
てバッテリ9の負荷としてヒータ2aが使用できるかど
うかを判定した後、その電圧VB が所定の基準値VS1
上であればスイッチ4をオンしヒータ2aに通電してプ
リヒート(ヒータON)を開始する(ステップ32〜3
4)。
【0013】その後、コントローラ7はヒータ通電中の
バッテリ状態を検出し(ステップ35)、この電圧VB
が所定の基準値VS2以下であるときは、直ちにキースイ
ッチ10をSTART接点85 の位置に自動で設置され
る(ステップ40)。また、検出電圧VB が基準値VS2
以上であれば、通電を継続して、触媒温度検出手段5で
検出される触媒温度TH が目標値に達したとき、スイッ
チ4をオフしてヒータOFFとしプリヒートを完了する
(ステップ36〜39)。これと同時にキースイッチ1
0は自動的にSTART接点85 の位置に設置され、通
常のエンジンクランキングを開始する(ステップ40〜
42)。
【0014】なお、この場合キースイッチ10がIGス
イッチ8のSTART接点85 にあるときでも、触媒温
度TH が目標値以上でないとき、あるいはバッテリ電圧
Bが基準値以上のとき、もしくはその他設定した条件
以外のときにはスタータには通電されないように制御さ
れている。また、これらの状態はパイロットランプ等で
運転者に知らせるようになっている。
【0015】このように本実施例によると、車両用エン
ジンの始動を開始する以前に、冷間時の触媒を活性化さ
せるためにヒータ2aによって電気加熱触媒2をプリヒ
ートするとき、IGスイッチ8に新たにHEAT接点8
6 を設け、キースイッチ10をそのHEAT接点86
設定したうえ、バッテリ状態を判定して、その検出電圧
Bが基準値以上のときプリヒートを開始する。さら
に、触媒温度THが目標値に達してその触媒2を活性化
した後、プリヒート完了と同時にキースイッチ10を通
常のSTART接点85 の位置に戻して自動的にエンジ
ン1のクランキングを開始することにより、エンジンの
始動以前に適確なタイミングで触媒を十分に活性化させ
ることができる。
【0016】実施例2 図3は本発明の他の実施例を説明するためのもので、同
図(a) は電気加熱触媒をプリヒート制御するときのフロ
ーチャート、同図(b) はIGスイッチ8の各接点の具体
的な配置図である。図3の実施例においては、図2と同
様に、IGスイッチ8にHEAT接点86 を設けて触媒
加熱を制御するが(ステップ50〜58)、ヒータOF
Fつまりプリヒート完了後(ステップ59)、キースイ
ッチ10は自動的にON接点84 に戻して(ステップ6
0)、エンジンのクランキング準備状態とし、その後運
転者はキースイッチ10をSTART接点85 の位置に
操作してエンジンを始動させるものとなっている(ステ
ップ61〜63)。
【0017】この実施例においても、キースイッチ10
をHEAT接点86 に設定後、バッテリ状態を判定し
て、その検出電圧VB が基準値以上のときプリヒートを
開始し、さらに触媒温度TH が目標値に達してその触媒
活性化後、プリヒート完了と同時にON接点84 に戻し
てエンジンのクランキング準備状態にすることにより、
上記実施例1と同様な効果が得られる。
【0018】実施例3 図4は本発明のさらに別の実施例を説明する図3相当の
もので、IGスイッチ8のSTART接点85 を2段階
にした場合である。図4の実施例においては、運転者が
エンジンを始動させる場合、まずキースイッチ10を第
1回目のSTART接点85 の位置(HEAT用パイロ
ットランプ851の表示)に設置する(ステップ70〜7
1)。ここで、コントローラ7はバッテリ状態を判定し
た後、上述の実施例2と同様に、プリヒートを開始する
とともに、触媒温度TH が目標値に達して触媒2を活性
化したのち、クランキング準備状態にする(ステップ7
2〜80)。その後、運転者はキースイッチ10を2回
目のSTART接点85 の位置(START用パイロッ
トランプ852の表示)に操作してエンジンをクランキン
グさせるものとなっている(ステップ81〜83)。
【0019】したがって本実施例においても、上記実施
例と同様に、エンジンの始動以前に適確なタイミングで
触媒を十分に活性化させることが可能になる。なお、図
3及び図4においても、キースイッチ10がSTART
接点85 にあるときでも、触媒温度TH が目標値以上で
ないとき、あるいはバッテリ電圧VBが基準値以上のと
き、もしくはその他設定した条件以外のときにはスター
タには通電されないように制御されている。また、これ
らの状態はパイロットランプ等で運転者に知らせるよう
になっている。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、車両用エ
ンジンの始動以前に電気ヒータ等によって触媒をプリヒ
ートするとき、IGスイッチに新たにヒート接点を設
け、またはスタート接点を2段階にし、それらによって
触媒加熱を開始し、触媒が十分に活性化した後、または
バッテリ状態を検出した後に自動的にクランキング開
始、あるいはクランキング準備状態にするようにしたの
で、触媒を適確なタイミングでプリヒートを開始し、さ
らにはエンジン始動と同時に排気ガスをより十分に浄化
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシステム構成を示す基本概念図であ
る。
【図2】(a) は本発明の一実施例を説明するための触媒
をプリヒート制御するときのフローチャート、(b)はI
Gスイッチの各接点の配置図である。
【図3】(a) は本発明の他の実施例を説明するための触
媒をプリヒート制御するときのフローチャート、(b)は
IGスイッチの各接点の配置図である。
【図4】(a) は本発明のさらに別の実施例を説明するた
めの触媒をプリヒート制御するときのフローチャート、
(b)はIGスイッチの各接点の配置図である。
【符号の説明】
1 エンジン 2 電気加熱触媒 2a ヒータ 3 三元触媒 4 ヒータ通電制御スイッチ 5 触媒温度検出手段 6 バッテリ電圧検出手段 7 コントローラ 8 IGスイッチ 85 スタート(START)接点 86 ヒート(HEAT)接点 9 バッテリ 10 キースイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01N 3/20 F01N 3/24 F02D 11/02 F01N 9/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両用エンジンの始動以前に、冷間時の
    触媒を活性化させるべく、電気ヒータ等によってプリヒ
    ートする加熱触媒制御装置において、 加熱触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、バッテ
    リの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、エンジン
    始動用のオン接点,スタート接点等の通常の各種接点の
    他に新たに設けたヒート接点を有するIGスイッチと、
    これら触媒温度,バッテリ電圧及びIGスイッチの接点
    位置情報を受けて、キースイッチを前記IGスイッチの
    ヒート接点位置に設定後バッテリの電圧が所定値に達し
    たときプリヒートを開始し、触媒温度が目標値に達した
    ときはプリヒート完了と同時に前記キースイッチをスタ
    ート接点に戻して、自動的にエンジンをクランキングす
    る手段を備えたことを特徴とする加熱触媒制御装置。
  2. 【請求項2】 車両用エンジンの始動以前に、冷間時の
    触媒を活性化させるべく、電気ヒータ等によってプリヒ
    ートする加熱触媒制御装置において、 加熱触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、バッテ
    リの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、エンジン
    始動用のオン接点,スタート接点等の通常の各種接点の
    他に新たに設けたヒート接点を有するIGスイッチと、
    これら触媒温度,バッテリ電圧及びIGスイッチの接点
    位置情報を受けて、キースイッチを前記IGスイッチの
    ヒート接点位置に設定後バッテリの電圧が所定値に達し
    たときプリヒートを開始し、触媒温度が目標値に達した
    ときはプリヒート完了と同時に前記キースイッチをオン
    接点に戻して、エンジンのクランキング準備状態にする
    手段を備えたことを特徴とする加熱触媒制御装置。
  3. 【請求項3】 車両用エンジンの始動以前に、冷間時の
    触媒を活性化させるべく、電気ヒータ等によってプリヒ
    ートする加熱触媒制御装置において、 加熱触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、バッテ
    リの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、エンジン
    始動用のオン接点,スタート接点等の通常の各種接点を
    有するIGスイッチと、これら触媒温度,バッテリ電圧
    及びIGスイッチの接点位置情報を受けて、キースイッ
    チを前記IGスイッチの第1回目スタート接点位置に設
    定後バッテリの電圧が所定値を満たしているときプリヒ
    ートを開始し、触媒温度が目標値に達したときはプリヒ
    ート完了と同時に前記キースイッチをオン接点に戻し、
    次回にスタート接点位置に設定したときエンジンクラン
    キングを開始する手段を備えたことを特徴とする加熱触
    媒制御装置。
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US6357226B2 (en) * 1998-10-22 2002-03-19 Chrysler Corporation Control system for lean air-fuel ratio NOx catalyst system
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