JP2861628B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は排気ガス浄化装置に係
り、特にヒータ付き触媒のヒータを通電することによっ
て触媒の暖気を促進させるようにした、内燃機関の排気
ガス浄化装置に関する。
り、特にヒータ付き触媒のヒータを通電することによっ
て触媒の暖気を促進させるようにした、内燃機関の排気
ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気ガス浄化のための触媒
は、一般に所定の温度に達しないと活性化せず、浄化機
能が得られない。内燃機関における触媒は排気ガスによ
って加熱されるが、特に冷間時に内燃機関を始動するよ
うな場合には、排気温が低く、しかも内燃機関が未だ暖
機されていないことから燃料の燃焼効率も悪く、触媒に
よる排気ガスの浄化が困難である。
は、一般に所定の温度に達しないと活性化せず、浄化機
能が得られない。内燃機関における触媒は排気ガスによ
って加熱されるが、特に冷間時に内燃機関を始動するよ
うな場合には、排気温が低く、しかも内燃機関が未だ暖
機されていないことから燃料の燃焼効率も悪く、触媒に
よる排気ガスの浄化が困難である。
【０００３】そこで、触媒を加熱するためのヒータを設
け、そのヒータを通電することにより触媒を強制的に加
熱し、触媒が活性温度範囲内に達したことを温度センサ
で検出した時点で、温度センサの出力に基づき上記ヒー
タへの通電を停止するようにした、排気ガス浄化装置が
従来知られている（実開昭４９−１２４４１２号公
報）。
け、そのヒータを通電することにより触媒を強制的に加
熱し、触媒が活性温度範囲内に達したことを温度センサ
で検出した時点で、温度センサの出力に基づき上記ヒー
タへの通電を停止するようにした、排気ガス浄化装置が
従来知られている（実開昭４９−１２４４１２号公
報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来装置では、
あらゆる条件の下で、触媒を的確に活性温度範囲内に達
するまで加熱するため、触媒の温度を検出する温度セン
サには、高い検出精度と高速な応答性が要求される。
あらゆる条件の下で、触媒を的確に活性温度範囲内に達
するまで加熱するため、触媒の温度を検出する温度セン
サには、高い検出精度と高速な応答性が要求される。
【０００５】このため、上記の従来装置では温度センサ
を触媒の後部という極めて高温の部位に配置し、直接排
気ガスにさらす構成とすると共に、応答性の良い熱電対
を温度センサとして使用している。しかし、熱電対は、
サーミスタ等の温度センサに比べて応答性が良い反面、
耐久性で劣り、特に上記のような環境下においては、断
線等により故障する可能性が高い。
を触媒の後部という極めて高温の部位に配置し、直接排
気ガスにさらす構成とすると共に、応答性の良い熱電対
を温度センサとして使用している。しかし、熱電対は、
サーミスタ等の温度センサに比べて応答性が良い反面、
耐久性で劣り、特に上記のような環境下においては、断
線等により故障する可能性が高い。
【０００６】この温度センサが故障すると、ヒータへの
通電が続いて、オーバーヒートや触媒の損傷等が生じた
り、ヒータに十分な通電がされず、触媒が活性化せず排
気エミッションが悪化したりする。
通電が続いて、オーバーヒートや触媒の損傷等が生じた
り、ヒータに十分な通電がされず、触媒が活性化せず排
気エミッションが悪化したりする。
【０００７】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、温度センサの応答性によらず、的確にヒータ付
き触媒の触媒を設定温度に加熱する排気ガス浄化装置を
提供することを目的とする。
であり、温度センサの応答性によらず、的確にヒータ付
き触媒の触媒を設定温度に加熱する排気ガス浄化装置を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために本発明は、図１の原理図に示すように、排気浄化
を行うための触媒１３ａと通電手段１４により通電され
ることにより前記触媒１３ａを加熱するヒータ１３ｂと
からなり、内燃機関１１の排気通路１２に設置されたヒ
ータ付き触媒１３を有する排気ガス浄化装置において、
前記ヒータ付き触媒１３の触媒１３ａの温度を検出する
温度検出手段１５と、内燃機関１１の始動前に該温度検
出手段１５により検出した前記触媒１３ａの温度に基づ
いて、該ヒータ１３ｂへの通電時間を算出する演算手段
１６と、該ヒータ付き触媒１３のヒータ１３ｂへ、前記
通電手段１４により通電を開始した時点から、該通電時
間が経過した時に、前記通電手段１４による該ヒータ１
３ｂへの通電を停止する通電制御手段１７とを備える。
ために本発明は、図１の原理図に示すように、排気浄化
を行うための触媒１３ａと通電手段１４により通電され
ることにより前記触媒１３ａを加熱するヒータ１３ｂと
からなり、内燃機関１１の排気通路１２に設置されたヒ
ータ付き触媒１３を有する排気ガス浄化装置において、
前記ヒータ付き触媒１３の触媒１３ａの温度を検出する
温度検出手段１５と、内燃機関１１の始動前に該温度検
出手段１５により検出した前記触媒１３ａの温度に基づ
いて、該ヒータ１３ｂへの通電時間を算出する演算手段
１６と、該ヒータ付き触媒１３のヒータ１３ｂへ、前記
通電手段１４により通電を開始した時点から、該通電時
間が経過した時に、前記通電手段１４による該ヒータ１
３ｂへの通電を停止する通電制御手段１７とを備える。
【０００９】
【作用】上記の演算手段１６により算出される通電時間
は、予め設定された一定時間ではなく、前記温度検出手
段１５により検出された前記触媒１３ａの温度により定
まる可変時間である。また、この通電時間は、前記ヒー
タ付き触媒１３に通電を始めてから、前記ヒータ１３ｂ
の温度が設定温度に達するまでに要するであろうと推定
される時間である。
は、予め設定された一定時間ではなく、前記温度検出手
段１５により検出された前記触媒１３ａの温度により定
まる可変時間である。また、この通電時間は、前記ヒー
タ付き触媒１３に通電を始めてから、前記ヒータ１３ｂ
の温度が設定温度に達するまでに要するであろうと推定
される時間である。
【００１０】一方、前記温度検出手段１５は、前記内燃
機関１１が始動する前の前記触媒１３ａの温度を検出す
るため、定常状態の温度を検出できればよく、高速の応
答性が要求されない。このため、前記演算手段１６によ
り算出される通電時間は前記温度検出手段１５の応答性
に左右されない。
機関１１が始動する前の前記触媒１３ａの温度を検出す
るため、定常状態の温度を検出できればよく、高速の応
答性が要求されない。このため、前記演算手段１６によ
り算出される通電時間は前記温度検出手段１５の応答性
に左右されない。
【００１１】また、本発明では、前記演算手段１６によ
り算出される通電時間だけ、前記通電手段１４がヒータ
１３ｂを加熱するように前記通電制御手段１７が動作す
る。このため、前記ヒータ１３ｂは、温度検出手段の応
答性によらず、常に設定温度近傍の温度に加熱される。
り算出される通電時間だけ、前記通電手段１４がヒータ
１３ｂを加熱するように前記通電制御手段１７が動作す
る。このため、前記ヒータ１３ｂは、温度検出手段の応
答性によらず、常に設定温度近傍の温度に加熱される。
【００１２】
【実施例】図２は本発明の一実施例の構成図を示す。同
図中２１は内燃機関を示し、その燃焼室は排気弁（いず
れも図示せず）を介して排気通路２２に連通している。
排気通路２２は、その出口に２次空気導入口（ＡＩ導入
口）２３が設けられ、更にそのＡＩ導入口２３の下流側
のヒータ付き触媒２４に連通している。
図中２１は内燃機関を示し、その燃焼室は排気弁（いず
れも図示せず）を介して排気通路２２に連通している。
排気通路２２は、その出口に２次空気導入口（ＡＩ導入
口）２３が設けられ、更にそのＡＩ導入口２３の下流側
のヒータ付き触媒２４に連通している。
【００１３】ＡＩ導入口２３は、冷間時に内燃機関２１
を始動する際に開口して、排気通路２２の下流に空気を
導入する機能を有している。内燃機関２１は、冷間時に
始動すると十分に暖機されるまで燃料が不完全燃焼し
て、排気ガス中に不完全燃焼成分を含む。ＡＩ導入口２
３は、この不完全燃焼分を燃焼させるのに必要な空気を
導入するために用いられる。
を始動する際に開口して、排気通路２２の下流に空気を
導入する機能を有している。内燃機関２１は、冷間時に
始動すると十分に暖機されるまで燃料が不完全燃焼し
て、排気ガス中に不完全燃焼成分を含む。ＡＩ導入口２
３は、この不完全燃焼分を燃焼させるのに必要な空気を
導入するために用いられる。
【００１４】ヒータ付き触媒２４の下流には、スタート
キャット２５及びメイン触媒２６が順次設けられてい
る。スタートキャット２５は小容量の触媒で、内燃機関
２１の始動直後のコールド時に、排気ガス中の有毒成分
をいち早く清浄化する働きを有している。本実施例の装
置は、これら３つの触媒の触媒作用により効率よく排気
ガスの浄化を行う。
キャット２５及びメイン触媒２６が順次設けられてい
る。スタートキャット２５は小容量の触媒で、内燃機関
２１の始動直後のコールド時に、排気ガス中の有毒成分
をいち早く清浄化する働きを有している。本実施例の装
置は、これら３つの触媒の触媒作用により効率よく排気
ガスの浄化を行う。
【００１５】ヒータ付き触媒２４には、正電極２７と負
電極２８が設けられている。また、ヒータ付き触媒２４
には、前記温度検出手段１５に相当するヒータ温度検出
用のサーミスタ製温度センサ２９が配置されている。
電極２８が設けられている。また、ヒータ付き触媒２４
には、前記温度検出手段１５に相当するヒータ温度検出
用のサーミスタ製温度センサ２９が配置されている。
【００１６】通電手段１４を構成するために、上記の負
電極２８とバッテリ３０の負端子とを接続し、上記の正
電極２７とコントローラ３１の出力端子とを接続する。
コントローラ３１は演算手段１６及び通電制御手段１７
に相当し、バッテリ３０の正端子と接続しており、正電
極２７に電力を供給することができる。
電極２８とバッテリ３０の負端子とを接続し、上記の正
電極２７とコントローラ３１の出力端子とを接続する。
コントローラ３１は演算手段１６及び通電制御手段１７
に相当し、バッテリ３０の正端子と接続しており、正電
極２７に電力を供給することができる。
【００１７】コントローラ３１には、ライン３２を介し
て正電極２７及び負電極２８からヒータ付き触媒２４の
端子電圧が入力され、ライン３３を介してバッテリ３０
の端子電圧が入力されている。また、コントローラ３１
は電子制御装置（ＥＣＵ）３４及びスタータリレー３５
とそれぞれ接続しており、ＥＣＵ３４やライン３２、３
３の信号に応じて、ヒータ付き触媒２４に通電したり、
スタータリレー３５のオン・オフの切替えを行う。
て正電極２７及び負電極２８からヒータ付き触媒２４の
端子電圧が入力され、ライン３３を介してバッテリ３０
の端子電圧が入力されている。また、コントローラ３１
は電子制御装置（ＥＣＵ）３４及びスタータリレー３５
とそれぞれ接続しており、ＥＣＵ３４やライン３２、３
３の信号に応じて、ヒータ付き触媒２４に通電したり、
スタータリレー３５のオン・オフの切替えを行う。
【００１８】図３は本実施例に使用し得るヒータ付き触
媒の一例の断面図を示す。また、同図において図２と同
一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
媒の一例の断面図を示す。また、同図において図２と同
一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１９】同図中、３６はケースでその内部にヒータ
付き触媒２４とスタートキャット２５が、排気ガスの通
過方向に隣接して設けられている。このヒータ付き触媒
２４は、メタルモノリス担体に絶縁体であるγアルミナ
コートを施し、それをらせん状に巻いてなるメタルモノ
リス触媒等からなり、同図に示すように、その排気ガス
通過方向に延びる中心には上記の正電極２７と電気的に
導通した中心軸２７ａが設けられ、その外周には負電極
２８と電気的に接続している外筒２８ａが設けられてい
る。
付き触媒２４とスタートキャット２５が、排気ガスの通
過方向に隣接して設けられている。このヒータ付き触媒
２４は、メタルモノリス担体に絶縁体であるγアルミナ
コートを施し、それをらせん状に巻いてなるメタルモノ
リス触媒等からなり、同図に示すように、その排気ガス
通過方向に延びる中心には上記の正電極２７と電気的に
導通した中心軸２７ａが設けられ、その外周には負電極
２８と電気的に接続している外筒２８ａが設けられてい
る。
【００２０】このため、正電極２７及び負電極２８に電
圧を印加すると、ヒータ付き触媒２４には中心軸から外
周に向かってらせん状に電流が流れる。触媒はこの通電
による発熱のため加熱し、触媒作用を有する活性化領域
に達し、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素
（ＣＯ）を低減させる。
圧を印加すると、ヒータ付き触媒２４には中心軸から外
周に向かってらせん状に電流が流れる。触媒はこの通電
による発熱のため加熱し、触媒作用を有する活性化領域
に達し、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素
（ＣＯ）を低減させる。
【００２１】温度センサ２９は、負電極２８に一体に配
置され、外筒２８ａの温度を測定する。このため、排気
ガスに直接さらされることがない。更に、本実施例の装
置における温度センサ２９は、サーミスタで構成してい
るため高温下での耐久性に優れており、従来の排気ガス
浄化装置に比べて著しく温度センサ部の信頼性が高い。
その上、負電極２８から負の電位の供給を受けることが
できるため、温度センサ２９においてショート不良を起
こす心配がない。
置され、外筒２８ａの温度を測定する。このため、排気
ガスに直接さらされることがない。更に、本実施例の装
置における温度センサ２９は、サーミスタで構成してい
るため高温下での耐久性に優れており、従来の排気ガス
浄化装置に比べて著しく温度センサ部の信頼性が高い。
その上、負電極２８から負の電位の供給を受けることが
できるため、温度センサ２９においてショート不良を起
こす心配がない。
【００２２】また、ヒータ付き触媒２４の下流には、モ
ノリス触媒等からなるスタートキャット２５が設けられ
ている。スタートキャット２５は排気ガスの進行方向に
所定の間隔を空けて２つのモノリス触媒を隣接させたタ
ンデム構造で、効率良く排気ガスを浄化することができ
る。
ノリス触媒等からなるスタートキャット２５が設けられ
ている。スタートキャット２５は排気ガスの進行方向に
所定の間隔を空けて２つのモノリス触媒を隣接させたタ
ンデム構造で、効率良く排気ガスを浄化することができ
る。
【００２３】図４は本実施例装置に使用するヒータ付き
触媒２４の初期温度と、活性化領域に達するのに必要な
通電時間の関係を表す図を示す。
触媒２４の初期温度と、活性化領域に達するのに必要な
通電時間の関係を表す図を示す。
【００２４】触媒が活性化する温度をヒータの設定温度
Ｔａｃｔとすると、ヒータが設定温度に達するのに必要
な通電時間Ｔｏｎは、次式で表すことができる。尚、次
式において、Ｗはヒータ付き触媒２４のヒータの消費電
力、Ｃは熱容量、Ｔｅｈｃは初期温度を示している。
Ｔａｃｔとすると、ヒータが設定温度に達するのに必要
な通電時間Ｔｏｎは、次式で表すことができる。尚、次
式において、Ｗはヒータ付き触媒２４のヒータの消費電
力、Ｃは熱容量、Ｔｅｈｃは初期温度を示している。
【００２５】 Ｔｏｎ＝（Ｃ／Ｗ）・（Ｔａｃｔ−Ｔｅｈｃ） ここで、通電時間Ｔｏｎを表すパラメータのうち、消費
電力Ｗ、熱容量Ｃ、活性化温度Ｔａｃｔの３つは固定値
である。つまり、通電時間Ｔｏｎは、ヒータ付き触媒２
４の初期温度Ｔｅｈｃにより一義的に決まる値で、両者
は傾きが負の直線で表せる関係を有している。また、同
図中点線部は、触媒の初期温度Ｔｅｈｃが十分高く、ヒ
ータに通電する必要がない領域を示し、本実施例の装置
においてはこの領域では通電カットを行っている。
電力Ｗ、熱容量Ｃ、活性化温度Ｔａｃｔの３つは固定値
である。つまり、通電時間Ｔｏｎは、ヒータ付き触媒２
４の初期温度Ｔｅｈｃにより一義的に決まる値で、両者
は傾きが負の直線で表せる関係を有している。また、同
図中点線部は、触媒の初期温度Ｔｅｈｃが十分高く、ヒ
ータに通電する必要がない領域を示し、本実施例の装置
においてはこの領域では通電カットを行っている。
【００２６】次に、図２の排気ガス浄化装置において、
コントローラ３１が、演算手段１６及び通電手段１４を
実現する処理の各実施例について説明する。
コントローラ３１が、演算手段１６及び通電手段１４を
実現する処理の各実施例について説明する。
【００２７】図５は本実施例の装置に使用する処理の第
１実施例のフローチャートを示す。内燃機関２１のイグ
ニッションスイッチがオンになると、所定時間毎に図５
の処理が起動し、まず内燃機関２１が停止中であるか否
かが判別される（ステップ１０１）。
１実施例のフローチャートを示す。内燃機関２１のイグ
ニッションスイッチがオンになると、所定時間毎に図５
の処理が起動し、まず内燃機関２１が停止中であるか否
かが判別される（ステップ１０１）。
【００２８】内燃機関２１が停止中（ＸＳＴＥＦＩフラ
グが“１”）である場合、触媒を加熱する必要が有ると
判断して先に進み、バッテリ電圧が正常であるか否かを
判別する（ステップ１０２）。
グが“１”）である場合、触媒を加熱する必要が有ると
判断して先に進み、バッテリ電圧が正常であるか否かを
判別する（ステップ１０２）。
【００２９】前記のライン３３を介して検出されたバッ
テリ電圧が、１２．５Ｖより大きい場合（ＢＡＴ＞１
２．５）、処理を進めるためステップ１０３に進み、そ
うでない場合バッテリ３０が弱っていると判断して、節
電のためヒータに通電することなく、通電状態を表すＸ
ＥＨＣフラグを“０”として（ステップ１１１）処理を
終了する。
テリ電圧が、１２．５Ｖより大きい場合（ＢＡＴ＞１
２．５）、処理を進めるためステップ１０３に進み、そ
うでない場合バッテリ３０が弱っていると判断して、節
電のためヒータに通電することなく、通電状態を表すＸ
ＥＨＣフラグを“０”として（ステップ１１１）処理を
終了する。
【００３０】ステップ１０３では、ヒータ付き触媒２４
にすでに通電がされているかを判別する。この判別は前
記のライン３２の出力からヒータ付き触媒２４の正電極
２７と負電極２８の間の電位差を検出することにより行
われる。
にすでに通電がされているかを判別する。この判別は前
記のライン３２の出力からヒータ付き触媒２４の正電極
２７と負電極２８の間の電位差を検出することにより行
われる。
【００３１】ヒータ付き触媒２４にまだ通電がされてい
ない場合（ＸＥＨＣフラグが“０”）、このルーチンは
始回のルーチンであると判断して、次のステップへ進
み、ヒータ付き触媒２４を活性領域まで昇温するのに必
要な通電時間Ｔｏｎを算出する（ステップ１０４）。こ
の演算は上記のＴｏｎとＴｅｈｃとの関係式に、予め温
度センサ２９で測定しておいたＴｅｈｃを代入すること
により行われる。
ない場合（ＸＥＨＣフラグが“０”）、このルーチンは
始回のルーチンであると判断して、次のステップへ進
み、ヒータ付き触媒２４を活性領域まで昇温するのに必
要な通電時間Ｔｏｎを算出する（ステップ１０４）。こ
の演算は上記のＴｏｎとＴｅｈｃとの関係式に、予め温
度センサ２９で測定しておいたＴｅｈｃを代入すること
により行われる。
【００３２】続いて、後述のステップ１０７で積算され
る通電時間タイマＴと、Ｔｏｎとを比較することによ
り、通電時間が経過しているか否かを判別する（ステッ
プ１０５）。今回は初回のルーチンであるから、通電時
間はまだ経過していない（Ｔ＜Ｔｏｎ）と判別して、ヒ
ータ付き触媒２４のヒータを通電してＸＥＨＣフラグを
“１”とする（ステップ１０６）。
る通電時間タイマＴと、Ｔｏｎとを比較することによ
り、通電時間が経過しているか否かを判別する（ステッ
プ１０５）。今回は初回のルーチンであるから、通電時
間はまだ経過していない（Ｔ＜Ｔｏｎ）と判別して、ヒ
ータ付き触媒２４のヒータを通電してＸＥＨＣフラグを
“１”とする（ステップ１０６）。
【００３３】ヒータを通電するとともに、通電状態を表
すＸＥＨＣフラグに“１”を立てた後、ヒータ付き触媒
２４に通電し始めてからの積算時間を計測するため、上
記の通電時間タイマＴに所定値を加算（ステップ１０
７）して、今回のルーチンの処理を終了する。
すＸＥＨＣフラグに“１”を立てた後、ヒータ付き触媒
２４に通電し始めてからの積算時間を計測するため、上
記の通電時間タイマＴに所定値を加算（ステップ１０
７）して、今回のルーチンの処理を終了する。
【００３４】このため、次回以降、所定時間毎にこのサ
ブルーチンが起動すると、ステップ１０１、１０２を経
由してステップ１０３に至り、ヒータ付き触媒２４は通
電中（ＸＥＨＣフラグが“１”）であると判別され、ス
テップ１０４を飛ばしてステップ１０５に至る。
ブルーチンが起動すると、ステップ１０１、１０２を経
由してステップ１０３に至り、ヒータ付き触媒２４は通
電中（ＸＥＨＣフラグが“１”）であると判別され、ス
テップ１０４を飛ばしてステップ１０５に至る。
【００３５】ステップ１０５では、通電時間タイマＴの
値と初回のルーチンで演算したＴｏｎとの値を比較を行
う。このため、コントローラ３１は、ステップ１０５で
通電時間が経過した（Ｔ≧Ｔｏｎ）と判別されるまで上
記のステップ（ステップ１０１〜１０７）を繰り返し実
行する。
値と初回のルーチンで演算したＴｏｎとの値を比較を行
う。このため、コントローラ３１は、ステップ１０５で
通電時間が経過した（Ｔ≧Ｔｏｎ）と判別されるまで上
記のステップ（ステップ１０１〜１０７）を繰り返し実
行する。
【００３６】ステップ１０５で通電時間が経過した（Ｔ
≧Ｔｏｎ）と判別されると、過加熱を防止するため、ヒ
ータ付き触媒２４の通電を止め、ＸＥＨＣフラグを
“０”とする（ステップ１０８）。続いて、次回の処理
に備えて、積算を続けてきた通電タイマＴをクリアする
（ステップ１０９）。
≧Ｔｏｎ）と判別されると、過加熱を防止するため、ヒ
ータ付き触媒２４の通電を止め、ＸＥＨＣフラグを
“０”とする（ステップ１０８）。続いて、次回の処理
に備えて、積算を続けてきた通電タイマＴをクリアする
（ステップ１０９）。
【００３７】以上でヒータ付き触媒２４の加熱が終了
し、排気ガスの有害物質を触媒で浄化する準備が整う。
このため、内燃機関２１の始動ができるように、スター
タリレーをオンして（ステップ１１０）処理を終了す
る。
し、排気ガスの有害物質を触媒で浄化する準備が整う。
このため、内燃機関２１の始動ができるように、スター
タリレーをオンして（ステップ１１０）処理を終了す
る。
【００３８】内燃機関２１が始動し、機関回転数が所定
の回転数に達すると、内燃機関２１動作中を表す信号
が、ＥＣＵ３４からコントローラ３１に入力される。コ
ントローラ３１は、．の信号を受けて、内燃機関の動作
状態を表すＸＳＴＥＦＩフラグを“０”とする。
の回転数に達すると、内燃機関２１動作中を表す信号
が、ＥＣＵ３４からコントローラ３１に入力される。コ
ントローラ３１は、．の信号を受けて、内燃機関の動作
状態を表すＸＳＴＥＦＩフラグを“０”とする。
【００３９】このため、以後このサブルーチンが起動す
ると、ステップ１０１で内燃機関２１が動作中（ＸＳＴ
ＥＦＩフラグが“０”）であると判別され、ヒータ付き
触媒２４の通電をオフの状態で保って（ステップ１１
１）処理を終了する。
ると、ステップ１０１で内燃機関２１が動作中（ＸＳＴ
ＥＦＩフラグが“０”）であると判別され、ヒータ付き
触媒２４の通電をオフの状態で保って（ステップ１１
１）処理を終了する。
【００４０】このように、本実施例の処理によれば、機
関の始動前におけるヒータ付き触媒２４の温度に基づい
て、ヒータ付き触媒２４の通電時間を決定する。このた
め、温度センサ２９は、始動前の定常状態におけるヒー
タ付き触媒２４の温度を測定できるものであればよく、
高速の応答性が要求されない。
関の始動前におけるヒータ付き触媒２４の温度に基づい
て、ヒータ付き触媒２４の通電時間を決定する。このた
め、温度センサ２９は、始動前の定常状態におけるヒー
タ付き触媒２４の温度を測定できるものであればよく、
高速の応答性が要求されない。
【００４１】このため、本実施例の装置は、従来の装置
では応答性が悪く温度センサとして使用できなかったサ
ーミスタを使って、無駄のないヒータ付き触媒２４の通
電時間の設定をする事ができる。
では応答性が悪く温度センサとして使用できなかったサ
ーミスタを使って、無駄のないヒータ付き触媒２４の通
電時間の設定をする事ができる。
【００４２】図６は本実施例の装置が実行する処理の第
２実施例のフローチャートを示す。また、ステップ２０
１〜２０７は、上記の第１実施例におけるステップ１０
１〜１０７に相当し、同一の処理を実行するため、ここ
ではそのステップの説明を省略する。
２実施例のフローチャートを示す。また、ステップ２０
１〜２０７は、上記の第１実施例におけるステップ１０
１〜１０７に相当し、同一の処理を実行するため、ここ
ではそのステップの説明を省略する。
【００４３】本実施例の処理が起動すると、ステップ２
０１〜２０７を実行して処理を終了し、この処理の起動
毎に、通電時間Ｔｏｎが経過するまでこれらのステップ
を繰り返し実行する。
０１〜２０７を実行して処理を終了し、この処理の起動
毎に、通電時間Ｔｏｎが経過するまでこれらのステップ
を繰り返し実行する。
【００４４】本実施例の場合、ステップ２０５で通電時
間が経過した（Ｔ≧Ｔｏｎ）と判別されると、ヒータ付
き触媒２４に通電したままで、内燃機関２１を始動する
ためスタータリレーをオンにして（ステップ２０８）、
処理を終了する。このため、本実施例においては、ヒー
タ付き触媒２４に通電しながら内燃機関２１のクランキ
ングが行われる。
間が経過した（Ｔ≧Ｔｏｎ）と判別されると、ヒータ付
き触媒２４に通電したままで、内燃機関２１を始動する
ためスタータリレーをオンにして（ステップ２０８）、
処理を終了する。このため、本実施例においては、ヒー
タ付き触媒２４に通電しながら内燃機関２１のクランキ
ングが行われる。
【００４５】以後、内燃機関２１が始動し、所定の機関
回転数に達すると、上記の第１実施例の場合と同様に、
ＥＣＵ３４の信号に基づいてＸＳＴＥＦＩフラグが
“０”となる。このため、以後このルーチンが起動する
と、ステップ２０１で内燃機関２１は動作中であると判
別されステップ２０９に進む。
回転数に達すると、上記の第１実施例の場合と同様に、
ＥＣＵ３４の信号に基づいてＸＳＴＥＦＩフラグが
“０”となる。このため、以後このルーチンが起動する
と、ステップ２０１で内燃機関２１は動作中であると判
別されステップ２０９に進む。
【００４６】ステップ２０９では、ヒータ付き触媒２４
の通電をオフするとともに、通電状態を表すＸＥＨＣフ
ラグを“０”とする。次いで、次回以降のルーチン起動
時に備えて、通電時間タイマＴをクリアして（ステップ
２１０）処理を終了する。
の通電をオフするとともに、通電状態を表すＸＥＨＣフ
ラグを“０”とする。次いで、次回以降のルーチン起動
時に備えて、通電時間タイマＴをクリアして（ステップ
２１０）処理を終了する。
【００４７】このように、本実施例の装置は、ヒータ付
き触媒２４に通電したままスタータモータにより内燃機
関２１をクランキングし、内燃機関２１が始動するま
で、その通電を継続する。
き触媒２４に通電したままスタータモータにより内燃機
関２１をクランキングし、内燃機関２１が始動するま
で、その通電を継続する。
【００４８】図７は、第１及び第２の実施例における、
ヒータ付き触媒２４の温度と通電タイミング及び、始動
用スタータモータによるクランキングのタイミングを表
す図を示す。同図中（Ａ）〜（Ｃ）は第１実施例の場合
を示し、（Ｄ）〜（Ｆ）は第２実施例の場合を示す。
ヒータ付き触媒２４の温度と通電タイミング及び、始動
用スタータモータによるクランキングのタイミングを表
す図を示す。同図中（Ａ）〜（Ｃ）は第１実施例の場合
を示し、（Ｄ）〜（Ｆ）は第２実施例の場合を示す。
【００４９】同図（Ｂ）（Ｃ）に示すように、第１実施
例の場合ヒータ付き触媒２４の通電をやめた後でクラン
キングを開始する。このため、同図（Ａ）に示すよう
に、クランキングの間、ヒータ付き触媒２４の温度は下
がってくる。従って、機関が始動した際に十分な触媒作
用を得るためには、ヒータ付き触媒２４を予め活性温度
より高い温度に昇温しておく必要がある。
例の場合ヒータ付き触媒２４の通電をやめた後でクラン
キングを開始する。このため、同図（Ａ）に示すよう
に、クランキングの間、ヒータ付き触媒２４の温度は下
がってくる。従って、機関が始動した際に十分な触媒作
用を得るためには、ヒータ付き触媒２４を予め活性温度
より高い温度に昇温しておく必要がある。
【００５０】これに対して、第２実施例の場合は、同図
（Ｅ）（Ｆ）に示すように、ヒータ付き触媒２４に通電
しながら、内燃機関２１のクランキングを行う。このた
め、同図（Ｄ）に示すように、内燃機関が始動する時点
でヒータ付き触媒２４の温度が活性温度に達していれば
良く、無駄な加熱をする必要がない。
（Ｅ）（Ｆ）に示すように、ヒータ付き触媒２４に通電
しながら、内燃機関２１のクランキングを行う。このた
め、同図（Ｄ）に示すように、内燃機関が始動する時点
でヒータ付き触媒２４の温度が活性温度に達していれば
良く、無駄な加熱をする必要がない。
【００５１】従って、第２実施例の処理によれば、第１
実施例の処理に比べて、バッテリ３０にかかる負荷は一
時的に大きくなるが、無駄な加熱がなく、且つヒータ付
き触媒２４を活性領域に昇温するのに要する時間を短縮
することができる。
実施例の処理に比べて、バッテリ３０にかかる負荷は一
時的に大きくなるが、無駄な加熱がなく、且つヒータ付
き触媒２４を活性領域に昇温するのに要する時間を短縮
することができる。
【００５２】図８は本実施例の装置が実行する処理の第
３実施例のフローチャートを示す。本実施例は、図２に
おけるＡＩ導入口２３を用いた処理と、ヒータ付き触媒
２４に通電して加熱する処理とを同期して、機関の始動
後に行う実施例で、特に冷間時に内燃機関２１を始動さ
せる際に、排気ガスを効率良く浄化するのに適してい
る。
３実施例のフローチャートを示す。本実施例は、図２に
おけるＡＩ導入口２３を用いた処理と、ヒータ付き触媒
２４に通電して加熱する処理とを同期して、機関の始動
後に行う実施例で、特に冷間時に内燃機関２１を始動さ
せる際に、排気ガスを効率良く浄化するのに適してい
る。
【００５３】尚、本実施例の装置は、内燃機関２１の冷
却水温が所定温度より低い場合、内燃機関２１の始動直
後にＡＩ導入口２３から２次空気の導入を行うように構
成されている。また、ＡＩ導入口２３から２次空気を導
入する必要がある場合、ＡＩ要求信号がＥＣＵ３４から
コントローラ３１に送信される。
却水温が所定温度より低い場合、内燃機関２１の始動直
後にＡＩ導入口２３から２次空気の導入を行うように構
成されている。また、ＡＩ導入口２３から２次空気を導
入する必要がある場合、ＡＩ要求信号がＥＣＵ３４から
コントローラ３１に送信される。
【００５４】内燃機関２１のイグニッションスイッチが
オンになると、図８の処理が起動し、まずＥＣＵ３４か
ら送信される信号に基づいて、内燃機関２１が動作中で
あるか否かが判別される（ステップ３０１）。
オンになると、図８の処理が起動し、まずＥＣＵ３４か
ら送信される信号に基づいて、内燃機関２１が動作中で
あるか否かが判別される（ステップ３０１）。
【００５５】内燃機関２１が停止中（ＸＳＴＥＦＩが
“１”）である場合、まだヒータ付き触媒２４に通電す
る必要がないと判断する。このため、内燃機関２１が動
作中（ＸＳＴＥＦＩが“０”）になるまで、このサブル
ーチンが起動するたびに、繰り返しヒータ付き触媒２４
の通電をオフする処理（ステップ３０２〜３０４）を実
行して今回の処理を終了する。
“１”）である場合、まだヒータ付き触媒２４に通電す
る必要がないと判断する。このため、内燃機関２１が動
作中（ＸＳＴＥＦＩが“０”）になるまで、このサブル
ーチンが起動するたびに、繰り返しヒータ付き触媒２４
の通電をオフする処理（ステップ３０２〜３０４）を実
行して今回の処理を終了する。
【００５６】ここで、ヒータ付き触媒２４の通電をオフ
する処理は、通電のオフ工程（ステップ３０２）、通電
の状態を表すＸＥＨＣフラグを“０”として通電の停止
中を表す工程（ステップ３０３）、及び通電時間を積算
して表す通電時間タイマＴをクリアする工程（ステップ
３０４）から構成される。
する処理は、通電のオフ工程（ステップ３０２）、通電
の状態を表すＸＥＨＣフラグを“０”として通電の停止
中を表す工程（ステップ３０３）、及び通電時間を積算
して表す通電時間タイマＴをクリアする工程（ステップ
３０４）から構成される。
【００５７】内燃機関２１が始動し、ＸＳＴＥＦＩフラ
グが“０”となり、内燃機関２１が動作中であると判別
されると（ステップ３０１）、次に、バッテリ３０の出
力電圧が正常であるかを判別する（ステップ３０５）。
尚、本実施例においては、バッテリの出力電圧をスター
タモータを駆動した後に測定するため、１０．５Ｖより
大きい場合は正常であると判別する。
グが“０”となり、内燃機関２１が動作中であると判別
されると（ステップ３０１）、次に、バッテリ３０の出
力電圧が正常であるかを判別する（ステップ３０５）。
尚、本実施例においては、バッテリの出力電圧をスター
タモータを駆動した後に測定するため、１０．５Ｖより
大きい場合は正常であると判別する。
【００５８】ここで異常であると判別された場合（ＢＡ
Ｔ≦１０．５）、バッテリ保護のためヒータ付き触媒２
４に通電するのをやめ、上記のヒータ付き触媒２４の通
電をオフする処理（ステップ３０２〜３０４）を実行し
て今回の処理を終了する。
Ｔ≦１０．５）、バッテリ保護のためヒータ付き触媒２
４に通電するのをやめ、上記のヒータ付き触媒２４の通
電をオフする処理（ステップ３０２〜３０４）を実行し
て今回の処理を終了する。
【００５９】また、バッテリ３０が正常であると判別さ
れた場合（ＢＡＴ＞１０．５）、ＥＣＵ３４からＡＩ要
求信号が送信されているかを判別する（ステップ３０
６）。この結果ＡＩ実行が必要でない場合（ＸＡＩｐｒ
ｅフラグが“０”）、上記のヒータ付き触媒２４の通電
をオフする処理（ステップ３０２〜３０４）を実行して
このルーチンを終了し、ＡＩ実行が必要である場合（Ｘ
ＡＩｐｒｅフラグが“１”）、ステップ３０７に進む。
れた場合（ＢＡＴ＞１０．５）、ＥＣＵ３４からＡＩ要
求信号が送信されているかを判別する（ステップ３０
６）。この結果ＡＩ実行が必要でない場合（ＸＡＩｐｒ
ｅフラグが“０”）、上記のヒータ付き触媒２４の通電
をオフする処理（ステップ３０２〜３０４）を実行して
このルーチンを終了し、ＡＩ実行が必要である場合（Ｘ
ＡＩｐｒｅフラグが“１”）、ステップ３０７に進む。
【００６０】ステップ３０７では、ヒータ付き触媒２４
の通電が開始されているか否かを判断するため、ＸＥＨ
Ｃフラグより通電状態の判別を行う。今回は、内燃機関
２１が始動して初回の処理であり、上記したようにヒー
タ付き触媒２４は通電されていない。また、ＸＥＨＣフ
ラグはステップ３０３で“０”とされたきりである。こ
のため、通電時間を算出する必要があると判断してステ
ップ３０８へ進む。
の通電が開始されているか否かを判断するため、ＸＥＨ
Ｃフラグより通電状態の判別を行う。今回は、内燃機関
２１が始動して初回の処理であり、上記したようにヒー
タ付き触媒２４は通電されていない。また、ＸＥＨＣフ
ラグはステップ３０３で“０”とされたきりである。こ
のため、通電時間を算出する必要があると判断してステ
ップ３０８へ進む。
【００６１】以下に、本実施例における通電時間の演算
の仕方について説明する。通電時間Ｔｏｎは、内燃機関
の始動前に温度センサ２９で測定した、ヒータ付き触媒
２４の温度Ｔｅｈｃを、上記第１実施例で用いた関係式
に代入して求めることができる。しかし、この通電時間
Ｔｏｎは内燃機関２１が停止している時に、ヒータ付き
触媒２４を所定温度に昇温させるのに要する時間であ
る。
の仕方について説明する。通電時間Ｔｏｎは、内燃機関
の始動前に温度センサ２９で測定した、ヒータ付き触媒
２４の温度Ｔｅｈｃを、上記第１実施例で用いた関係式
に代入して求めることができる。しかし、この通電時間
Ｔｏｎは内燃機関２１が停止している時に、ヒータ付き
触媒２４を所定温度に昇温させるのに要する時間であ
る。
【００６２】本実施例の場合は、ヒータ付き触媒２４に
通電を開始するときにはすでに内燃機関２１が動作して
いるため、排気ガスによりヒータ付き触媒２４が加熱さ
れる。このため、ヒータ付き触媒２４に必要最小限の加
熱を行うためには、排気ガスによる加熱分を補正した時
間だけ通電する必要がある。
通電を開始するときにはすでに内燃機関２１が動作して
いるため、排気ガスによりヒータ付き触媒２４が加熱さ
れる。このため、ヒータ付き触媒２４に必要最小限の加
熱を行うためには、排気ガスによる加熱分を補正した時
間だけ通電する必要がある。
【００６３】図９は上記の補正時間を表す図を示す。上
記したように、この補正はヒータ付き触媒２４が排気ガ
スにより加熱されるために生じるものである。このた
め、ヒータ付き触媒２４は排気ガスに加熱された分だけ
早く活性温度に達する。
記したように、この補正はヒータ付き触媒２４が排気ガ
スにより加熱されるために生じるものである。このた
め、ヒータ付き触媒２４は排気ガスに加熱された分だけ
早く活性温度に達する。
【００６４】従って、補正後の通電時間Ｔｏｎｂは、通
電だけで加熱するのに要する時間Ｔｏｎから、排気ガス
が加熱することによる補正時間Ｔｏｎｄを減じた時間で
表すことができる。
電だけで加熱するのに要する時間Ｔｏｎから、排気ガス
が加熱することによる補正時間Ｔｏｎｄを減じた時間で
表すことができる。
【００６５】また、補正時間Ｔｏｎｄは、排気ガスの温
度及び流量により決まる時間であり、内燃機関の負荷と
ほぼ比例した関係となる。一方、内燃機関の負荷は、機
関回転数（ＮＥ）と、機関一回当たりの吸入空気量（Ｑ
Ｎ）の乗算で一義的に決まる値である。従って、同図に
示すように、補正時間Ｔｏｎｄと、内燃機関の負荷ＮＥ
×ＱＮとは比例関係となり、この関係を、実験的に求め
ておくことにより、内燃機関の負荷状態に応じた補正時
間Ｔｏｎｄを容易に決めることができる。
度及び流量により決まる時間であり、内燃機関の負荷と
ほぼ比例した関係となる。一方、内燃機関の負荷は、機
関回転数（ＮＥ）と、機関一回当たりの吸入空気量（Ｑ
Ｎ）の乗算で一義的に決まる値である。従って、同図に
示すように、補正時間Ｔｏｎｄと、内燃機関の負荷ＮＥ
×ＱＮとは比例関係となり、この関係を、実験的に求め
ておくことにより、内燃機関の負荷状態に応じた補正時
間Ｔｏｎｄを容易に決めることができる。
【００６６】図８に示す本実施例の処理においては、通
電時間Ｔｏｎを演算した後、ＥＣＵ３４から送信される
ＮＥ信号及びＱＮ信号に基づいて上記の補正を行い実際
の通電時間Ｔｏｎｂを求めている。また、これと同時
に、上記のＮＥ信号及びＱＮ信号並びにＴｏｎｂに基づ
いて、通電時間Ｔｏｎｂの間に内燃機関２１が吸入する
であろう空気の量、つまり理論吸入空気量Ｔｑａｂを演
算している（ステップ３０９）。
電時間Ｔｏｎを演算した後、ＥＣＵ３４から送信される
ＮＥ信号及びＱＮ信号に基づいて上記の補正を行い実際
の通電時間Ｔｏｎｂを求めている。また、これと同時
に、上記のＮＥ信号及びＱＮ信号並びにＴｏｎｂに基づ
いて、通電時間Ｔｏｎｂの間に内燃機関２１が吸入する
であろう空気の量、つまり理論吸入空気量Ｔｑａｂを演
算している（ステップ３０９）。
【００６７】このＴｑａｂは、ヒータ付き触媒２４の加
熱終了を、吸入空気量の面から監視する目的で求めてい
る。すなわち、内燃機関２１が吸入する空気を積算し
て、このＴｑａｂに達したら、通電時間Ｔｏｎｂが経過
する前であってもヒータ付き触媒２４の通電を終了する
ことにより、内燃機関の負荷が変動した場合にも無駄の
ない制御を行うことができる。
熱終了を、吸入空気量の面から監視する目的で求めてい
る。すなわち、内燃機関２１が吸入する空気を積算し
て、このＴｑａｂに達したら、通電時間Ｔｏｎｂが経過
する前であってもヒータ付き触媒２４の通電を終了する
ことにより、内燃機関の負荷が変動した場合にも無駄の
ない制御を行うことができる。
【００６８】これらの演算をした後、通電時間を積算す
る通電時間タイマＴの値を確認することにより通電時間
が経過しているか否かを判別する（ステップ３１０）。
今回は、通電を開始して始めての処理であるから、まだ
通電時間は経過していないと判別され（Ｔ＜Ｔｏｎ
ｂ）、ステップ３１１に進む。
る通電時間タイマＴの値を確認することにより通電時間
が経過しているか否かを判別する（ステップ３１０）。
今回は、通電を開始して始めての処理であるから、まだ
通電時間は経過していないと判別され（Ｔ＜Ｔｏｎ
ｂ）、ステップ３１１に進む。
【００６９】ステップ３１１では、ヒータ付き触媒２４
が通電中であることを表すため、通電状態を表すＸＥＨ
Ｃフラグを“１”とする。次いでヒータ付き触媒２４の
通電をオンとし（ステップ３１２）、通電時間を積算す
るため通電時間タイマＴに所定値を加算して（ステップ
３１３）今回の処理を終了する。
が通電中であることを表すため、通電状態を表すＸＥＨ
Ｃフラグを“１”とする。次いでヒータ付き触媒２４の
通電をオンとし（ステップ３１２）、通電時間を積算す
るため通電時間タイマＴに所定値を加算して（ステップ
３１３）今回の処理を終了する。
【００７０】このため、以後この処理が起動すると、ス
テップ３０１〜３０６を経由してステップ３０７に至
り、今度はヒータ付き触媒２４が通電中（ＸＥＨＣフラ
グが“１”）であると判別されてステップ３１４に進
む。
テップ３０１〜３０６を経由してステップ３０７に至
り、今度はヒータ付き触媒２４が通電中（ＸＥＨＣフラ
グが“１”）であると判別されてステップ３１４に進
む。
【００７１】ステップ３１４では、上記したようにヒー
タ付き触媒２４の加熱時間を吸入空気量から監視するた
め、内燃機関２１が吸入している空気量を積算して、そ
の値をＴＱＡＩとして表している。
タ付き触媒２４の加熱時間を吸入空気量から監視するた
め、内燃機関２１が吸入している空気量を積算して、そ
の値をＴＱＡＩとして表している。
【００７２】続いて、このＴＱＡＩと、ステップ３０９
で演算した理論吸入空気量Ｔｑａｂとを比較する（ステ
ップ３１５）。内燃機関２１がすでに理論吸入空気量を
吸入済であれば（ＴＱＡＩ≧Ｔｑａｂ）ヒータ付き触媒
２４を加熱する必要がないため、ステップ３０３〜３０
５を実行して今回の処理を終了する。
で演算した理論吸入空気量Ｔｑａｂとを比較する（ステ
ップ３１５）。内燃機関２１がすでに理論吸入空気量を
吸入済であれば（ＴＱＡＩ≧Ｔｑａｂ）ヒータ付き触媒
２４を加熱する必要がないため、ステップ３０３〜３０
５を実行して今回の処理を終了する。
【００７３】また、まだ内燃機関２１が理論吸入空気量
を吸入済でない場合（ＴＱＡＩ＜Ｔｑａｂ）、ステップ
３１０へ進み、通電時間が経過しているかを判別する。
通電時間が経過していれば、ヒータ付き触媒２４を加熱
を終了させるため、ステップ３０２〜３０４を実行して
処理を終了する。
を吸入済でない場合（ＴＱＡＩ＜Ｔｑａｂ）、ステップ
３１０へ進み、通電時間が経過しているかを判別する。
通電時間が経過していれば、ヒータ付き触媒２４を加熱
を終了させるため、ステップ３０２〜３０４を実行して
処理を終了する。
【００７４】通電時間が経過していない場合、まだヒー
タ付き触媒２４の加熱が終了していないと判断して、上
記のステップ３１１〜３１３を実行して今回の処理を終
了する。以後、このサブルーチンの起動毎に、内燃機関
２１の吸入空気量ＴＱＡＩが理論吸入空気量Ｔｑａｂに
達するか、通電時間がＴｏｎｂに達するまで、上記のス
テップ３０１〜３０７、３１４、３１５、３１０〜３１
３を繰り返し実行する。
タ付き触媒２４の加熱が終了していないと判断して、上
記のステップ３１１〜３１３を実行して今回の処理を終
了する。以後、このサブルーチンの起動毎に、内燃機関
２１の吸入空気量ＴＱＡＩが理論吸入空気量Ｔｑａｂに
達するか、通電時間がＴｏｎｂに達するまで、上記のス
テップ３０１〜３０７、３１４、３１５、３１０〜３１
３を繰り返し実行する。
【００７５】このように、本実施例の装置では、内燃機
関２１の動作中にヒータ付き触媒２４の加熱を行うこと
ができ、触媒加熱に要する時間を独立に設定する必要が
ない。また、内燃機関２１の動作中であっても、その負
荷に基づいてヒータ付き触媒２４のヒータ通電時間を補
正しているため、無駄のない加熱を行うことができる。
関２１の動作中にヒータ付き触媒２４の加熱を行うこと
ができ、触媒加熱に要する時間を独立に設定する必要が
ない。また、内燃機関２１の動作中であっても、その負
荷に基づいてヒータ付き触媒２４のヒータ通電時間を補
正しているため、無駄のない加熱を行うことができる。
【００７６】更に、本実施例の装置においては、内燃機
関２１の始動直後の吸入空気に基づいて、吸入空気の面
からも通電の終わる時間を監視している。このため、始
動後に内燃機関２１の負荷が増加して、排気ガスの流量
が増加した場合には、通電時間Ｔｏｎｂが経過する前
に、吸入空気量が、理論空気吸入量に達して通電が終了
する。従って、内燃機関の負荷の増加により、ヒータ付
き触媒２４が予想より早く所定温度になったような場合
でも、それに応じて通電時間も短縮され、無駄のない加
熱を行うことができる。
関２１の始動直後の吸入空気に基づいて、吸入空気の面
からも通電の終わる時間を監視している。このため、始
動後に内燃機関２１の負荷が増加して、排気ガスの流量
が増加した場合には、通電時間Ｔｏｎｂが経過する前
に、吸入空気量が、理論空気吸入量に達して通電が終了
する。従って、内燃機関の負荷の増加により、ヒータ付
き触媒２４が予想より早く所定温度になったような場合
でも、それに応じて通電時間も短縮され、無駄のない加
熱を行うことができる。
【００７７】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、内燃機関
が始動する前のヒータ付き触媒の触媒の温度等から算出
した通電時間だけ、ヒータ付き触媒のヒータを加熱する
ことにより、常にヒータ付き触媒を所定温度近傍に昇温
することができる。
が始動する前のヒータ付き触媒の触媒の温度等から算出
した通電時間だけ、ヒータ付き触媒のヒータを加熱する
ことにより、常にヒータ付き触媒を所定温度近傍に昇温
することができる。
【００７８】このため、ヒータ付き触媒の触媒温度の検
出は、定常状態においてすることができ、サーミスタ等
応答性の悪い温度センサを用いることができる。更に、
この温度センサを排気ガスに直接さらす必要もない。従
って、本発明によれば、温度センサ部の耐久性が向上
し、排気ガス浄化装置の信頼性を向上することができる
という特長がある。
出は、定常状態においてすることができ、サーミスタ等
応答性の悪い温度センサを用いることができる。更に、
この温度センサを排気ガスに直接さらす必要もない。従
って、本発明によれば、温度センサ部の耐久性が向上
し、排気ガス浄化装置の信頼性を向上することができる
という特長がある。
【図１】本発明の原理図である。
【図２】本発明に係る排気ガス浄化装置の一例の構成図
である。
である。
【図３】本発明に係る排気ガス浄化装置に使用し得るヒ
ータ付き触媒の一例の正面断面図である。
ータ付き触媒の一例の正面断面図である。
【図４】本実施例装置のヒータ付き触媒の初期温度と触
媒が活性化領域に達するのに必要な通電時間の関係を表
す図である。
媒が活性化領域に達するのに必要な通電時間の関係を表
す図である。
【図５】本実施例の装置に使用する処理の第１実施例の
フローチャートである。
フローチャートである。
【図６】本実施例の装置に使用する処理の第２実施例の
フローチャートである。
フローチャートである。
【図７】第１及び第２実施例におけるヒータ付き触媒の
温度と通電タイミング及び始動用スタータモータによる
クランキングのタイミングを表す図である。
温度と通電タイミング及び始動用スタータモータによる
クランキングのタイミングを表す図である。
【図８】本実施例の装置に使用する処理の第３実施例の
フローチャートである。
フローチャートである。
【図９】内燃機関の負荷と通電の補正時間の関係を表す
図である。
図である。
１１、２１ 内燃機関 １２、２２ 排気通路 １３、２４ ヒータ付き触媒 １３ａ 触媒 １３ｂ ヒータ １４ 通電手段 １５ 温度検出手段 １６ 演算手段 １７ 通電制御手段 ２９ 温度センサ ３１ コントローラ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−285395（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−279718（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−187225（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−31510（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−124412（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01N 3/20 F01N 3/24
Claims (1)
- 【請求項１】 排気浄化を行うための触媒と通電手段に
より通電されることにより前記触媒を加熱するヒータと
からなり、内燃機関の排気通路に設置されたヒータ付き
触媒を有する排気ガス浄化装置において、 前記ヒータ付き触媒の触媒の温度を検出する温度検出手
段と、 内燃機関の始動前に該温度検出手段が検出した前記触媒
の温度に基づいて、該ヒータへの通電時間を算出する演
算手段と、 該ヒータ付き触媒のヒータへ、前記通電手段により通電
を開始した時点から、該通電時間が経過した時に、前記
通電手段による該ヒータへの通電を停止する通電制御手
段とを備えることを特徴とする排気ガス浄化装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4122191A JP2861628B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | 排気ガス浄化装置 |
| US08/022,247 US5323607A (en) | 1992-05-14 | 1993-02-25 | Exhaust emission control system and method having improved heating control function for catalyst |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4122191A JP2861628B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | 排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05321645A JPH05321645A (ja) | 1993-12-07 |
| JP2861628B2 true JP2861628B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=14829827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4122191A Expired - Fee Related JP2861628B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | 排気ガス浄化装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5323607A (ja) |
| JP (1) | JP2861628B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008120555A1 (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 車両およびその制御方法 |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5602459A (en) | 1988-07-13 | 1997-02-11 | Electronic Development Inc. | Fuel saving multi-battery charging system and method |
| US5397991A (en) * | 1988-07-13 | 1995-03-14 | Electronic Development Inc. | Multi-battery charging system for reduced fuel consumption and emissions in automotive vehicles |
| US5447696A (en) * | 1993-06-29 | 1995-09-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electrically heated catalytic converter system for an engine |
| US5694770A (en) * | 1994-08-09 | 1997-12-09 | Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh | Method and assembly for operating an electrical heater of a catalytic converter system |
| JP3408359B2 (ja) * | 1995-06-16 | 2003-05-19 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の排気系雰囲気温度検出装置 |
| US5600947A (en) * | 1995-07-05 | 1997-02-11 | Ford Motor Company | Method and system for estimating and controlling electrically heated catalyst temperature |
| JPH09192453A (ja) * | 1996-01-19 | 1997-07-29 | Ngk Insulators Ltd | 触媒コンバーター |
| DE19748421A1 (de) * | 1997-11-03 | 1999-05-20 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Verbesserung der Abgasemissionen einer Brennkraftmaschine |
| EP1188913A1 (en) | 2000-09-18 | 2002-03-20 | Neomat S.A. | Heterogeneous catalysis in internal combustion engines |
| JP4525232B2 (ja) * | 2004-08-06 | 2010-08-18 | 日産自動車株式会社 | ディーゼルエンジンの排気後処理装置 |
| DE102004045540A1 (de) * | 2004-09-21 | 2006-03-23 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Katalysator |
| JP4720667B2 (ja) * | 2006-08-04 | 2011-07-13 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の蒸発燃料処理装置 |
| DE102007025419A1 (de) * | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer Abgas-Heizvorrichtung |
| US20090139207A1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Caterpillar Inc. | Thermo-electric auxiliary power unit |
| US8919100B2 (en) * | 2011-06-06 | 2014-12-30 | GM Global Technology Operations LLC | Method of using a regenerative brake system for heating a motor vehicle catalytic converter and powering other electrical accessories |
| JP5660104B2 (ja) | 2012-10-22 | 2015-01-28 | トヨタ自動車株式会社 | 車両 |
| JP5628994B2 (ja) * | 2013-01-21 | 2014-11-19 | ファナック株式会社 | モータがオーバーヒート温度に達するまでの時間を推定する時間推定手段を有する工作機械の制御装置 |
| US10450915B2 (en) * | 2013-09-18 | 2019-10-22 | Advanced Technology Emission Solutions Inc. | Emission control system with induction heating and methods for use therewith |
| US10590819B2 (en) | 2013-09-18 | 2020-03-17 | Advanced Technology Emission Solutions Inc. | Emission control system with resonant frequency measurement and methods for use therewith |
| US9657622B2 (en) * | 2013-09-18 | 2017-05-23 | Advanced Technology Emission Solutions Inc. | Catalytic converter system with control and methods for use therewith |
| US10557392B2 (en) | 2013-09-18 | 2020-02-11 | Advanced Technology Emission Solutions Inc. | Emission control system with temperature measurement and methods for use therewith |
| US10590818B2 (en) | 2016-11-24 | 2020-03-17 | Advanced Technology Emission Solutions Inc. | Emission control system with frequency controlled induction heating and methods for use therewith |
| JP5975069B2 (ja) * | 2014-07-01 | 2016-08-23 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3723070A (en) * | 1970-11-27 | 1973-03-27 | Oxy Catalyst Inc | Catalytic oxidation apparatus |
| DE2263559C3 (de) * | 1972-12-27 | 1980-04-24 | Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich | Gasturbinenanlage |
| DE3309892A1 (de) * | 1983-03-18 | 1984-09-20 | Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München | Verfahren zum regenerieren eines russfilters von brennkraftmaschinen |
| JPS6415421A (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-19 | Yanmar Diesel Engine Co | Exhaust gas control device for internal combustion engine |
| DE8816514U1 (de) * | 1988-04-25 | 1989-10-26 | Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 5204 Lohmar | Elektrisch beheizbarer Katalysator-Trägerkörper |
| JPH04136413A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-11 | Suzuki Motor Corp | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
| JP2913868B2 (ja) * | 1991-03-08 | 1999-06-28 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
| US5257501A (en) * | 1991-10-01 | 1993-11-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Control device for a catalyst having an electric heater |
-
1992
- 1992-05-14 JP JP4122191A patent/JP2861628B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-02-25 US US08/022,247 patent/US5323607A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008120555A1 (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 車両およびその制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05321645A (ja) | 1993-12-07 |
| US5323607A (en) | 1994-06-28 |
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