JP2923134B2 - 触媒加熱制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばエンジンの排
出する有害ガス成分を浄化する触媒の活性化を電気ヒー
タで触媒を加熱して行うようにした触媒加熱制御装置に
関し、特に触媒の温度センサの異常を検出したときに所
定時間電気ヒータに通電を行ったり、触媒の温度センサ
の異常を検出したときに所定時間電気ヒータに通電を行
なうと共に外部に報知したり、触媒の温度センサの異常
を検出したときに触媒以外の他の温度センサで検出した
検出結果に基づいて所定時間電気ヒータに通電を行うこ
とができる触媒加熱制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジンが排出する有害なガス
成分を変換、浄化するためには、エンジンが排出した有
害なガスを触媒となる物質が例えば塗布された円筒状の
部材などを通過させ、触媒となる物質とガスとで化学変
化を生じさせ、無害な気体や水等に変化させることによ
ってその目的を達成している。

【０００３】ところで、エンジンが排出する有害なガス
成分を効率良く変換、浄化するためにはエンジンの始動
と共に触媒が活性化されていることが必要である。

【０００４】従来、このような要求に応えるものとして
して、例えば図３、図４に示すような触媒加熱制御装置
が提案されている。この図３は従来の触媒加熱制御装置
の構成を示すブロック図、図４は図３に示す従来の触媒
加熱制御装置の動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【０００５】図において、１は図示しないエンジンの排
気管中に設置され、エンジンから排出される排気ガス中
の有害成分を浄化する電気ヒータ付加熱触媒、２はこの
電気ヒータ付加熱触媒１内の温度を検出するためにこの
内部に設けられている熱電対などの触媒温度センサ、３
は後述する電気加熱触媒コントローラからのスイッチン
グ信号によってオン、オフとなる通電制御スイッチ、４
は通電制御スイッチ３がオンとなったときに電気ヒータ
付加熱触媒１や図示しない車両のライト等の電気負荷６
にそれぞれ電力を供給するバッテリ、５は図示しないエ
ンジンが始動されたときにその軸出力に駆動されて発電
し、バッテリ４及び電気負荷６に電力を供給する車両用
発電機、７は触媒温度センサ２が接続され、イグニッシ
ョンスイッチ８の閉成によって電源電圧が供給される
と、イグニッションスイッチ８、バッテリ４の電圧及び
図示しないクランキングスイッチなどの状態を検査して
通電開始条件が成立しているかどうか判定し、条件が成
立しているときに触媒温度センサ２が検出した温度情報
に基づいて通電制御スイッチ３を制御して電気ヒータ付
加熱触媒１に対する電力供給を制御する電気加熱触媒コ
ントローラである。

【０００６】次に図４のフローチャートを参照して動作
について説明する。先ず、電気加熱触媒はエンジンを始
動した直後の温度が低く、非活性状態である触媒を加熱
して活性化を促進させるものであり、イグニッションス
イッチ８によって電気加熱触媒コントローラ７に電源電
圧が印加されると、電気加熱触媒コントローラ７はイグ
ニッションスイッチ８、バッテリ４の電圧、図示しない
クランキングスイッチなどの状態を検査し、通電開始条
件が成立しているか否かを判断する（ステップＳＴ
１）。そして「ＹＥＳ」、即ち、通電開始条件が成立し
ていると判断したときは、電気ヒータ付加熱触媒１の触
媒温度センサ２によって触媒温度Ｔを測定し（ステップ
ＳＴ２）、測定した触媒温度Ｔが触媒活性化温度Ｔ０以
上か否かを判断し（ステップＳＴ３）、「ＹＥＳ」であ
れば通電制御スイッチ３をオフにして通電を終了する
（ステップＳＴ５）。

【０００７】ステップＳＴ３において「ＮＯ」、即ち、
触媒温度Ｔが触媒活性化温度Ｔ０以上ではないと判断し
た場合は、通電制御スイッチ３をオンにし、ヒータに電
流を流して触媒１を加熱する（ステップＳＴ４）。一
方、ステップＳＴ１において、電気加熱触媒加熱コント
ローラ７に電源電圧が印加された時点で通電開始条件が
成立していない場合、並びにステップＳＴ３において、
触媒温度が高く、活性化している場合はステップＳＴ５
に移行し、このステップＳＴ５において通電制御ステッ
プ３をオフにして終了する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の触媒加熱制御装
置は以上のように構成されているので、触媒温度センサ
からの検出信号が断線によって電気加熱触媒コントロー
ラに供給されなかったり、或いは触媒温度センサが短絡
して異常となった場合に、触媒の電気ヒータで触媒を加
熱し続けて触媒を破損、劣化させる危険性があると共
に、逆に電気ヒータが触媒を一切加熱しなくなり、これ
によって触媒の活性化が促進されず、これによってエン
ジンの有害な排気ガスを低減できなくなるなどの問題点
があった。

【０００９】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、電気ヒータ付加熱触媒に設けられ
た触媒温度センサが異常な状態となっても、加熱触媒の
加熱し過ぎや、加熱触媒を全く加熱しないという状態の
発生を防止し、触媒の活性化を良好に促進し、有害な排
気ガスの低減効果を保持できる触媒加熱制御装置を得る
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る触媒加熱
制御装置は、エンジンの排出する有害ガス成分を浄化す
る触媒及びこの触媒に設けられて該触媒を加熱する電気
ヒータからなる触媒手段と、この触媒手段に設けられて
上記触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、この触
媒温度検出手段の状態を検出する検出手段と、上記電気
ヒータに電力を供給する電力供給手段と、上記電力供給
手段から上記電気ヒータへの電力供給、非供給を切り換
える切り換え手段と、上記触媒温度検出手段又は上記検
出手段からの検出信号に基づいて上記切り換え手段を制
御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記検出手
段によって上記触媒温度検出手段の異常を検出したとき
に、上記切り換え手段を制御して上記電力供給手段から
上記電気ヒータへの電力供給を所定時間となるように制
御するようにしたものである。

【００１１】またこの発明に係る触媒加熱制御装置は、
エンジンの排出する有害ガス成分を浄化する触媒及びこ
の触媒に設けられて該触媒を加熱する電気ヒータからな
る触媒手段と、この触媒手段に設けられて上記触媒の温
度を検出する触媒温度検出手段と、この触媒温度検出手
段の状態を検出する検出手段と、上記電気ヒータに電力
を供給する電力供給手段と、上記電力供給手段から上記
電気ヒータへの電力供給、非供給を切り換える切り換え
手段と、上記触媒温度検出手段又は上記検出手段からの
検出信号に基づいて上記切り換え手段を制御する制御手
段と、上記検出手段によって上記触媒温度検出手段の異
常を検出したときにその旨を報知する報知手段とを備
え、上記制御手段は、上記検出手段によって上記触媒温
度検出手段の異常を検出したときに、上記切り換え手段
を制御して上記電力供給手段から上記電気ヒータへの電
力の供給を所定時間となるよう制御するようにしたもの
である。

【００１２】またこの発明に係る触媒加熱制御装置は、
エンジンの排出する有害ガス成分を浄化する触媒及びこ
の触媒に設けられて該浄化を加熱する電気ヒータからな
る触媒手段と、この触媒手段に設けられて上記触媒の温
度を検出する触媒温度検出手段と、この触媒温度検出手
段の状態を検出する検出手段と、上記電気ヒータに電力
を供給する電力供給手段と、上記電力供給手段から上記
電気ヒータへの電力供給、非供給を切り換える切り換え
手段と、上記触媒温度検出手段又は上記検出手段からの
検出信号に基づいて上記切り換え手段を制御する制御手
段と、上記検出手段によって上記触媒温度検出手段の異
常を検出したときにその旨を報知する報知手段とを備
え、上記制御手段は、上記検出手段によって上記触媒温
度検出手段の異常を検出したときに、上記エンジンに関
連した温度検出手段からの検出信号に基づいて上記切り
換え手段を制御して上記電力供給手段から上記電気ヒー
タへの電力の供給を所定時間となるよう制御するように
したものである。

【００１３】

【作用】この発明においては、触媒温度検出手段からの
検出信号及び触媒温度検出手段の状態に基づいて電気ヒ
ータへの電力の供給・非供給を制御する。

【００１４】またこの発明においては、触媒温度検出手
段の異常を検出したときに、切り換え手段を制御して電
力供給手段から電気ヒータへの電力の供給を所定時間と
なるよう制御する。

【００１５】またこの発明においては、触媒温度検出手
段の異常を検出したときに、エンジンに関連した温度検
出手段からの検出信号に基づいて切り換え手段を制御し
て電力供給手段から電気ヒータへの電力の供給を所定時
間となるよう制御する。

【００１６】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例を示すブロック図であ
り、図において、図３と対応する部分には同一符号を付
し、その詳細説明を省略する。７Ａは上記電気加熱触媒
コントローラ７と同様の機能を有すると共に後述の外気
温センサ及び触媒温度センサ異常検出回路の検出出力の
処理並びに警告灯を駆動する電気加熱触媒コントロー
ラ、９は例えば図示しないエンジンルームや車体等の所
定位置に取り付けられる外気温センサ、１０は電気加熱
触媒コントローラ７Ａ内に設けられ、触媒温度センサ２
の断線、短絡等の異常を検出する触媒温度センサ異常検
出回路、１１は触媒温度センサ２の異常が触媒温度セン
サ異常検出回路１０によって検出されたときに、電気加
熱触媒コントローラ７Ａによって点灯され、これによっ
て外部に触媒温度センサ２の異常を報知するための警告
灯である。なお、図示せずも、触媒温度センサ異常検出
回路１０は、適当な切換え手段によりエンジン始動時の
み触媒温度センサ２と電気加熱触媒コントローラ７Ａの
処理回路の間に挿入され、それ以外の通常動作では触媒
温度センサ２の検出出力が直接電気加熱触媒コントロー
ラ７Ａに供給されるようになされる。

【００１７】次に動作につてい図２のフローチャートを
参照して説明する。イグニッションスイッチ８によって
電気加熱触媒コントローラ７Ａに電源電圧が印加される
と、イグニッションスイッチ８、バッテリ４の電圧、図
示しないクランキングスイッチ等の状態を検出し、通電
開始条件が成立しているか否かを判断する（ステップＳ
Ｔ１１）。そして「ＹＥＳ」、すなわち、通電開始条件
が成立していると判断した場合は、触媒温度センサ異常
検出回路の１０で触媒温度センサ２に電圧を印加し、微
少な電流を流すことによって触媒温度センサ２の回路の
導通をチェックする（ステップＳＴ１２）。

【００１８】次に、触媒温度センサ２が断線や短絡等の
異常な状態となっているか否かを判断し（ステップＳＴ
１３）、「ＹＥＳ」と判断した場合は警告灯１１に電流
を流して警告灯１１を点灯させ（ステップＳＴ１４）、
外気温センサ９からの検出信号によって外気温情報を得
る（ステップＳＴ１５）。次に、ステップＳＴ１５にお
いて得た外気温情報に基づいて、外気温が低いときには
電気ヒータ付加熱触媒１の電気ヒータに通電する時間、
すなわち、触媒を加熱する時間が長く、外気温が高いと
きには電気ヒータ付加熱触媒１の電気ヒータに通電する
時間、すなわち、触媒を加熱する時間が短くなるよう
に、外気温の関数として電気加熱触媒コントローラ７Ａ
内に記憶する電気ヒータ付加熱触媒１に対する通電時間
を算出し、通電制御スイッチ３をオンにする通電時間ｔ
０を決定する（ステップＳＴ１６）。

【００１９】次に、ステップＳＴ１６で設定した通電時
間ｔ０と図示しない電気加熱触媒コントローラ７Ａの通
電タイマの計測時間を比較し、通電タイマの計測時間ｔ
が通電時間ｔ０以上となったか否かを判断し（ステップ
ＳＴ１７）、「ＹＥＳ」と判断した場合はステップＳＴ
２２に移行して通電制御スイッチ３をオフにし、「Ｎ
Ｏ」と判断した場合はステップＳＴ１８に移行して通電
制御スイッチ３をオンのままとする。一方、ステップＳ
Ｔ１３において触媒温度センサ２が異常ではないと判断
した場合はステップＳＴ１９に移行し、触媒温度センサ
２によって触媒の温度Ｔを検出し、触媒温度センサ２に
よって検出した触媒の温度Ｔが触媒活性化温度Ｔ０以上
か否かを判断し、「ＹＥＳ」と判断した場合は通電制御
スイッチ３をオフにし（ステップＳＴ２２）、「ＮＯ」
と判断した場合は通電制御スイッチ３をオンのままとす
る（ステップＳＴ２１）。

【００２０】このように本実施例においては、触媒温度
センサ２が断線や短絡等の異常な状態になっているかを
触媒温度センサ異常検出回路１０で検出し、異常である
と判断した場合には警告灯１１を点灯してユーザーにそ
の旨を報告すると共に、外気温センサ９で外気温を測定
し、測定した外気温に基づいて通電時間を設定し、その
設定した通電時間を通電タイマによって計測し、設定し
た通電時間となった場合に通電制御スイッチ３を制御し
て通電を停止、即ち、電気ヒータ付加熱触媒１の電気ヒ
ータによる触媒に対する加熱を停止し、触媒温度センサ
２に異常がないと判断した場合には触媒の温度が触媒活
性化温度以上となるまで通電スイッチ３をオンにして通
電、即ち、電気ヒータ付加熱触媒１の電気ヒータによる
触媒に対する加熱を行うようにしたので、電気ヒータ付
加熱触媒１に設けられた触媒温度センサ２が異常な状態
となっても、加熱触媒の加熱し過ぎや、加熱触媒を全く
加熱しないという状態の発生を防止し、触媒の活性化を
良好に促進し、有害が排気ガスの低減効果を保持するこ
とができる。

【００２１】実施例２．又、上記実施例１では触媒温度
センサ２が異常な場合における電気ヒータ付加熱触媒１
への通電時間を外気温センサ９からの外気温情報に基づ
いて決定するようにしているが、図示せずもエンジンの
冷却水温センサからの水温情報に基づいて電気ヒータへ
の通電時間、即ち、触媒に対する加熱時間を決定するよ
うにしても良い。この場合エンジン内部の温度を検出し
ているので、実施例１の効果に加えて、加熱するための
温度情報をより正確に得ることができる。

【００２２】実施例３．又、上記実施例１及び２で使用
する外気温センサ及び冷却水温センサの代わりに、図示
せずもエンジンの油温センサ、或いは、トランスミッシ
ョンの油温センサを用い、その検出情報に基づいて電気
ヒータへの通電時間、即ち、触媒に対する加熱時間を決
定するようにしても良い。この場合においても、エンジ
ンやトランスミッション内部の温度を検出しているの
で、実施例２と略同様の効果を得ることができる。

【００２３】実施例４．又、上記実施例１，２及び３で
使用する外気温センサ９、冷却水温センサ、エンジンの
油温センサ並びにトランスミッションの油温センサの各
検出情報を複合し、加重平均して電気ヒータへの通電時
間、即ち、触媒に対する加熱時間を決定するようにして
も良い。この場合においても、実施例１，２及び３より
更に良好な効果を得ることができる。

【００２４】実施例５．又、上記実施例１，２，３及び
４で使用する外気温センサ９、冷却水温センサ、エンジ
ンの油温センサ並びにトランスミッションの油温センサ
を用いないで、触媒を破損しない一定の通電時間を例え
ばタイマに設定し、この設定時間だけ電気ヒータに通電
を行い、触媒を加熱するようにしても良い。この場合も
上記各実施例と略同様の効果を得ることができ、特に、
本実施例では触媒制御装置以外の例えば燃料噴射装置用
の他の電子制御装置が搭載されていない車両に用いて有
用である。

【００２５】又、上記各実施例では、触媒温度センサ異
常検出回路を電気加熱触媒コントローラ内に設けた場合
であるが、外部に設けてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、エン
ジンの排出する有害ガス成分を浄化する触媒及びこの触
媒に設けられて該触媒を加熱する電気ヒータからなる触
媒手段と、この触媒手段に設けられて上記触媒の温度を
検出する触媒温度検出手段と、この触媒温度検出手段の
状態を検出する検出手段と、上記電気ヒータに電力を供
給する電力供給手段と、上記電力供給手段から上記電気
ヒータへの電力供給、非供給を切り換える切り換え手段
と、上記触媒温度検出手段又は上記検出手段からの検出
信号に基づいて上記切り換え手段を制御する制御手段と
を備え、上記制御手段は、上記検出手段によって上記触
媒温度検出手段の異常を検出したときに、上記切り換え
手段を制御して上記電力供給手段から上記電気ヒータへ
の電力供給を所定時間となるように制御するようにした
ので、触媒手段に設けられた触媒温度検出手段が異常な
状態となっても、加熱触媒の加熱し過ぎや、加熱触媒を
全く加熱しないという状態の発生を防止し、触媒の活性
化を良好に促進し、有害な排気ガスの低減効果を保持す
ることができるという効果を奏する。

【００２７】また、この発明によれば、エンジンの排出
する有害ガス成分を浄化する触媒及びこの触媒に設けら
れて該触媒を加熱する電気ヒータからなる触媒手段と、
この触媒手段に設けられて上記触媒の温度を検出する触
媒温度検出手段と、この触媒温度検出手段の状態を検出
する検出手段と、上記電気ヒータに電力を供給する電力
供給手段と、上記電力供給手段から上記電気ヒータへの
電力供給、非供給を切り換える切り換え手段と、上記触
媒温度検出手段又は上記検出手段からの検出信号に基づ
いて上記切り換え手段を制御する制御手段と、上記検出
手段によって上記触媒温度検出手段の異常を検出したと
きにその旨を報知する報知手段とを備え、上記制御手段
は、上記検出手段によって上記触媒温度検出手段の異常
を検出したときに、上記切り換え手段を制御して上記電
力供給手段から上記電気ヒータへの電力の供給を所定時
間となるよう制御するようにしたので、触媒手段に設け
られた触媒温度検出手段が異常な状態となっても、加熱
触媒の加熱し過ぎや、加熱触媒を全く加熱しないという
状態の発生を防止し、触媒の活性化を良好に促進し、有
害な排気ガスの低減効果を保持することができ、更に、
触媒温度検出手段の状態をユーザに報知することができ
るという効果を奏する。

【００２８】また、この発明によれば、エンジンの排出
する有害ガス成分を浄化する触媒及びこの触媒に設けら
れて該触媒を加熱する電気ヒータからなる触媒手段と、
この触媒手段に設けられて上記触媒の温度を検出する触
媒温度検出手段と、この触媒温度検出手段の状態を検出
する検出手段と、上記電気ヒータに電力を供給する電力
供給手段と、上記電力供給手段から上記電気ヒータへの
電力供給、非供給を切り換える切り換え手段と、上記触
媒温度検出手段又は上記検出手段からの検出信号に基づ
いて上記切り換え手段を制御する制御手段と、上記検出
手段によって上記触媒温度検出手段の異常を検出したと
きにその旨を報知する報知手段とを備え、上記制御手段
は、上記検出手段によって上記触媒温度検出手段の異常
を検出したときに、上記エンジンに関連した温度検出手
段からの検出信号に基づいて上記切り換え手段を制御し
て上記電力供給手段から上記電気ヒータへの電力の供給
を所定時間となるよう制御するようにしたので、触媒手
段に設けられた触媒温度検出手段が異常な状態となって
も、エンジンに関連した温度に基づいて触媒に対する加
熱を行うことができ、これによって加熱触媒の加熱し過
ぎや、加熱触媒を全く加熱しないという状態の発生を防
止し、触媒の活性化を良好に促進し、有害な排気ガスの
低減効果を保持することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による触媒加熱制御装置の一実施例を
示すブロック図である。

【図２】この発明による触媒加熱制御装置の動作を説明
するためのフローチャートである。

【図３】従来の触媒加熱制御装置を示すブロック図であ
る。

【図４】従来の触媒加熱制御装置の動作を説明するため
のフローチャートである。

【符号の説明】

１ 電気ヒータ付加熱触媒 ２ 触媒温度センサ ３ 通電制御スイッチ ４ バッテリ ５ 車両用発電機 ７Ａ 電気加熱触媒コントローラ ９ 外気温センサ １０ 触媒温度センサ異常検出回路 １１ 警告灯

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの排出する有害ガス成分を浄化
   する触媒及びこの触媒に設けられて該触媒を加熱する電
   気ヒータからなる触媒手段と、 この触媒手段に設けられて上記触媒の温度を検出する触
   媒温度検出手段と、 この触媒温度検出手段の状態を検出する検出手段と、 上記電気ヒータに電力を供給する電力供給手段と、 上記電力供給手段から上記電気ヒータへの電力供給、非
   供給を切り換える切り換え手段と、 上記触媒温度検出手段又は上記検出手段からの検出信号
   に基づいて上記切り換え手段を制御する制御手段とを備
   え、上記制御手段は、上記検出手段によって上記触媒温
   度検出手段の異常を検出したときに、上記切り換え手段
   を制御して上記電力供給手段から上記電気ヒータへの電
   力供給を所定時間となるように制御するようにしたこと
   を特徴とする触媒加熱制御装置。
2. 【請求項２】 エンジンの排出する有害ガス成分を浄化
   する触媒及びこの触媒に設けられて該触媒を加熱する電
   気ヒータからなる触媒手段と、 この触媒手段に設けられて上記触媒の温度を検出する触
   媒温度検出手段と、 この触媒温度検出手段の状態を検出する検出手段と、 上記電気ヒータに電力を供給する電力供給手段と、 上記電力供給手段から上記電気ヒータへの電力供給、非
   供給を切り換える切り換え手段と、 上記触媒温度検出手段又は上記検出手段からの検出信号
   に基づいて上記切り換え手段を制御する制御手段と、 上記検出手段によって上記触媒温度検出手段の異常を検
   出したときにその旨を報知する報知手段とを備え、上記
   制御手段は、上記検出手段によって上記触媒温度検出手
   段の異常を検出したときに、上記切り換え手段を制御し
   て上記電力供給手段から上記電気ヒータへの電力の供給
   を所定時間となるよう制御するようにしたことを特徴と
   する触媒加熱制御装置。
3. 【請求項３】 エンジンの排出する有害ガス成分を浄化
   する触媒及びこの触媒に設けられて該触媒を加熱する電
   気ヒータからなる触媒手段と、 この触媒手段に設けられて上記触媒の温度を検出する触
   媒温度検出手段と、 この触媒温度検出手段の状態を検出する検出手段と、 上記電気ヒータに電力を供給する電力供給手段と、 上記電力供給手段から上記電気ヒータへの電力供給、非
   供給を切り換える切り換え手段と、 上記触媒温度検出手段又は上記検出手段からの検出信号
   に基づいて上記切り換え手段を制御する制御手段と、 上記検出手段によって上記触媒温度検出手段の異常を検
   出したときにその旨を報知する報知手段とを備え、上記
   制御手段は、上記検出手段によって上記触媒温度検出手
   段の異常を検出したときに、上記エンジンに関連した温
   度検出手段からの検出信号に基づいて上記切り換え手段
   を制御して上記電力供給手段から上記電気ヒータへの電
   力の供給を所定時間となるよう制御するようにしたこと
   を特徴とする触媒加熱制御装置。