JP2988200B2 - 通電加熱式触媒における二次空気供給制御装置 - Google Patents

通電加熱式触媒における二次空気供給制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の排気系に
設けられて通電により加熱される通電加熱式触媒に対し
て二次空気の供給を制御するようにした通電加熱式触媒
における二次空気供給制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の技術として、例えば特開
平１−２２７８１５号公報に開示された「排気ガス浄化
装置」（以下において「第１の従来技術」とする。）が
知られている。この第１の従来技術では、排気通路に設
けられた三元触媒に対して、エンジンの冷間始動時から
二次空気を供給することにより、排気エミッションの低
減が図られていた。
【０００３】ところで、近年では触媒を早期に活性化さ
せるために、触媒に電気ヒータを備えてなる種々の電気
ヒータ付触媒（ＥＨＣ）が開発されている。又、触媒に
二次空気を供給する技術としては、エンジンに連動して
常時駆動される機械式エアポンプに代わり、必要な時だ
け電気モータに通電して作動させる電動式エアポンプが
開発されている。そこで、上記第１の従来技術に則り、
エンジンの冷間始動時における排気エミッションの対策
として、電気ヒータ付触媒を冷間始動時から作動させる
と共に、電動式エアポンプを作動させて電気ヒータ付触
媒に二次空気を供給することが応用例として考えられ
る。
【０００４】又、その一例として、特開平５−５９９４
０号公報における「内燃機関の触媒浄化装置」（以下に
おいて「第２の従来技術」とする。）が挙げられる。こ
の第２の従来技術では、内燃機関の冷間始動時に電気ヒ
ータ付触媒を作動させると共に、その触媒が活性化温度
に達したところで、電動式エアポンプの作動を開始させ
て電気ヒータ付触媒に二次空気を供給することが開示さ
れている。ここでは、触媒が活性化温度に達する前に触
媒に二次空気が供給されても、触媒が酸化反応により発
生させる熱量より二次空気により触媒から奪われる熱量
のほうが大きい。そのため、触媒が活性化温度に達する
前に触媒に対する二次空気の供給を停止させることによ
り、触媒の活性化を促進させるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記第１の
従来技術の応用例では、冷間始動時に電気ヒータ付触媒
と電動式エアポンプの両方を同時に作動させた場合に、
触媒活性化前の加熱途中で電気ヒータ付触媒から二次空
気により奪われる熱量が多くなる。そのため、電気ヒー
タ付触媒の活性化が遅れて、排気ガスの浄化性能を悪化
させるというおそれがあった。又、電気ヒータ付触媒の
通電のために電力が無駄に使用されるおそれがあった。
しかも、電動式エアポンプの電気モータには起動時に非
常に大きな突入電流が流れることから、電気ヒータ付触
媒と電動式エアポンプとの両方を同時に通電させること
は、バッテリ等の電源に対して大きな負担をかけること
になる。その結果、バッテリの電圧が低下し過ぎること
になり、場合によっては、バッテリの劣化を早めるおそ
れがあった。或いは、バッテリの電圧低下に起因して、
オルタネータの負荷が急増し、エンジンに回転不調を来
すおそれがあった。
【０００６】又、前記第２の従来技術では、触媒が活性
化温度に達した暖機後に、電気ヒータ付触媒と電動式エ
アポンプとの両方を作動させ続けた場合には、触媒が通
電によって必要以上に加熱されることになる。そのた
め、電気ヒータ付触媒及び電動式エアポンプの通電のた
めに電力が無駄に使用されるおそれがあった。
【０００７】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その第１の目的は、内燃機関の冷間始動
時に触媒を効率良く暖機させてその排気ガス浄化性能を
向上させると共に、そのために要する電力の無駄な消費
を低減させることの可能な通電加熱式触媒における二次
空気供給制御装置を提供することにある。又、第２の目
的は、上記第１の目的に加えて、通電のために使用され
る電源の負担を軽減することの可能な通電加熱式触媒に
おける二次空気供給制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、第１の発明においては、内燃機関の排気系に
設けられた触媒を通電により加熱するための触媒加熱手
段と、排気系に二次空気を供給するために通電により作
動させる電動式エアポンプと、内燃機関の冷間始動時に
おいて、触媒加熱手段を作動させた後に電動式エアポン
プを作動させるべく触媒加熱手段及び電動式エアポンプ
に対する通電開始順序を制御するための通電開始制御手
段と、冷間始動時において、触媒加熱手段の作動を停止
させた後に電動式エアポンプの作動を停止させるべく、
触媒加熱手段及び電動式エアポンプに対する通電終了順
序を制御するための通電終了制御手段とを備えたことを
趣旨としている。
【０００９】上記第２の目的を達成するために、第２の
発明においては、内燃機関の排気系に設けられた触媒を
通電により加熱するための触媒加熱手段と、排気系に二
次空気を供給するために通電により作動させる電動式エ
アポンプと、内燃機関の冷間始動時において、触媒加熱
手段を作動させてその作動を停止させた後に電動式エア
ポンプを作動させるべく、触媒加熱手段及び電動式エア
ポンプに対する通電順序を制御するための通電制御手段
とを備えたことを趣旨としている。
【００１０】
【作用】上記第１の発明の構成によれば、内燃機関の冷
間始動時において、通電開始制御手段により触媒加熱手
段及び電動式エアポンプに対する通電開始順序が制御さ
れ、触媒加熱手段を作動させた後に電動式エアポンプを
作動させる。又、その後、通電終了制御手段により触媒
加熱手段及び電動式エアポンプに対する通電終了順序が
制御され、触媒加熱手段の作動を停止させた後に電動式
エアポンプの作動を停止させる。このため、触媒加熱手
段及び電動式エアポンプに対する通電が同時に開始され
ることがなく、両者が同時に作動を開始することがな
い。又、触媒加熱手段及び電動式エアポンプに対する通
電が同時に終了されることがなく、両者が同時に作動を
終了することがない。従って、触媒が加熱により活性化
温度に達してから、或いは活性化温度に達する少し前か
ら、触媒に二次空気を供給することが可能となる。又、
触媒の暖機後は、触媒の加熱のための電力の使用をなく
すことが可能となる。
【００１１】上記第２の発明の構成によれば、内燃機関
の冷間始動時において、通電制御手段により触媒加熱手
段及び電動式エアポンプに対する通電順序が制御され、
触媒加熱手段が作動されその作動が停止された後に電動
式エアポンプが作動される。このため、触媒加熱手段及
び電動式エアポンプに対する通電が同時に行われること
がなく、両者が同時に作動することがない。従って、触
媒が加熱により活性化温度に達してから、或いは活性化
温度に達する少し前から、触媒に二次空気を供給するこ
とが可能となる。又、触媒の暖機後は、触媒の加熱のた
めの電力の使用をなくすことが可能となる。更には、触
媒加熱手段及び電動式エアポンプの通電のために電源が
同時に使用されることがない。
【００１２】
【実施例】
（第１実施例）以下、第１の発明の通電加熱式触媒にお
ける二次空気供給制御装置を自動車のガソリンエンジン
に具体化した第１実施例を図１〜図３に基づいて詳細に
説明する。
【００１３】図１はこの実施例におけるガソリンエンジ
ンシステムを示す概略構成図である。ガソリンエンジン
を構成するエンジン本体１には、吸気マニホルド２及び
排気マニホルド３が接続されている。この吸気マニホル
ド２と図示しない吸気管等により吸気系が構成されてい
る。そして、吸気管等を通じて外部から取り入れられた
空気が吸気マニホルド２からエンジン本体１の燃焼室に
導入される。又、排気マニホルド３により排気系の一部
が構成されている。そして、燃焼後の排気ガスが燃焼室
から排気マニホルド３を通じて導出される。排気マニホ
ルド３には、導出された排気ガスを大気中へ排出させる
ために、複数の排気管４，５，６等が接続されている。
又、各排気管４〜６の途中には、第１の三元触媒コンバ
ータ７及び第２の触媒コンバータ８がそれぞれ配設され
ている。周知のように第１及び第２の三元触媒コンバー
タ７，８は、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）及び一酸化
炭素（ＣＯ）を酸化させると共に、酸化窒素（ＮＯｘ）
を還元させて排気ガスを浄化させるためのものである。
【００１４】ここで、排気系の上流側に位置する第１の
三元触媒コンバータ７は、大小二つに分割された三元触
媒を内蔵して構成されている。それら二つの三元触媒の
うち、小さい方が電気ヒータを備えてなる電気ヒータ付
触媒９となっており、大きい方がメイン触媒１０となっ
ている。電気ヒータ付触媒９は三元触媒を付着させてメ
タル触媒を構成するハニカムコアを備え、そのハニカム
コアの中心に電極が配置されている。そして、その中心
電極とハブとの間に通電させることにより、自身のメタ
ル触媒が加熱される。一方、メイン触媒１０は単に三元
触媒を付着させたメタル触媒により構成されている。電
気ヒータ付触媒９はメイン触媒１０よりも上流側に配置
され、主にエンジンの冷間始動時に作動させる。又、第
２の三元触媒コンバータ８は一つのメイン触媒１１を内
蔵して構成されている。このメイン触媒１１は上記と同
様に三元触媒を付着させたメタル触媒により構成されて
いる。
【００１５】尚、この実施例でエンジン本体１には、そ
の始動時にクランキングにより図示しないクランクシャ
フトに回転力を付与するためのスタータ１２が設けられ
ている。又、このスタータ１２には、そのオン・オフ動
作を検知するためのスタータスイッチ１３が設けられて
いる。周知のようにスタータ１２は、図示しないイグニ
ッションスイッチの操作によりオン・オフされるもので
ある。そして、イグニッションスイッチがオン操作され
ている間はスタータ１２がオンして、スタータスイッチ
１３からは「オン」のスタータ信号ＳＴＳが出力され
る。
【００１６】一方、電気ヒータ付触媒９に対する通電を
行うために、電気ヒータ付触媒９の中心電極側は電源ラ
イン１４を通じて車載用の電源としてのバッテリ１５の
プラス電極１５ａに接続されている。又、電気ヒータ付
触媒９のリブ側は、電源ライン１６を通じてバッテリ１
５のマイナス電極１５ｂに接続されている。更に、バッ
テリ１５から電気ヒータ付触媒９への通電を制御するた
めに、電源ライン１４の途中には、第１のリレースイッ
チ１７が設けられている。この第１のリレースイッチ１
７は電気信号により「オン」されることにより、電源ラ
イン１４を閉路させて、電気ヒータ付触媒９に対してバ
ッテリ１５からの通電を行わせる。又、第１のリレース
イッチ１７は「オフ」されることにより、電源ライン１
４を開路させて、電気ヒータ付触媒９に対するバッテリ
１５からの通電を停止させる。
【００１７】又、第１の触媒コンバータ７には、電気ヒ
ータ付触媒９の触媒温度ＴＨＣを検出するための触媒温
センサ１８が設けられている。又、第１の触媒コンバー
タ７において、触媒温センサ１８の上流側には、排気ガ
ス中の酸素濃度Ｏｘを検出するための酸素センサ１９が
設けられている。
【００１８】尚、図１では図示されていないが、スター
タ１２はイグニッションスイッチを介してバッテリ１５
のプラス電極１５ａに接続されている。そして、イグニ
ッションスイッチがオン操作されることにより、スター
タ１２に対するバッテリ１５からの通電が行われる。
【００１９】次に、排気系に二次空気を供給するための
構成について説明する。この実施例では、排気系に二次
空気を供給するために、通電により作動させる電動式エ
アポンプ２０が設けられている。この電動式エアポンプ
２０は電気モータを内蔵してなり、その電気モータを作
動させることにより外気を吸入して吐出させる。電動式
エアポンプ２０の吐出口には、二次空気供給用のエアパ
イプ２１の一端が接続されており、同エアパイプ２１の
他端は第１の触媒コンバータ７より上流の排気管４に接
続されている。この電動式エアポンプ２０に対してバッ
テリ１５からの通電を行うために、同ポンプ２０のプラ
ス端子は電源ライン２２を通じてバッテリ１５のプラス
電極１５ａに接続されている。又、電動式エアポンプ２
０のマイナス端子は、電源ライン２３を通じてバッテリ
１５のマイナス電極１５ｂに接続されている。更に、電
動式エアポンプ２０への通電を制御するために、電源ラ
イン２２の途中には、第２のリレースイッチ２４が設け
られている。この第２のリレースイッチ２４は電気信号
により「オン」されることにより、電源ライン２２が閉
路させて、電動式エアポンプ２０に対するバッテリ１５
からの通電う行わせる。そして、その通電により電動式
エアポンプ２０を作動させることにより、吸入された外
気がエアパイプ２１を通じ、二次空気として第１の触媒
コンバータ７の上流側から排気系に導入可能となる。
又、第２のリレースイッチ２４は「オフ」されることに
より、電源ライン２２を開路させて、電動式エアポンプ
２０に対するバッテリ１５からの通電を停止させる。
【００２０】一方、エアパイプ２１の途中を開閉するた
めに、同パイプ２１の途中にはダイヤフラム式のエアコ
ントロールバルブ２６が設けられている。このエアコン
トロールバルブ２６はダイヤフラム２６ａにより区画さ
れたダイヤフラム室２６ｂを備え、ダイヤフラム２６ａ
にはエアパイプ２１の途中を開閉するための弁体２６ｃ
が固着されている。ダイヤフラム室２６ｂには、ダイヤ
フラム２６ａを下方へ付勢するためのスプリング２６ｄ
が設けられている。そして、そのスプリング２６ｄの付
勢力により、弁体２６ｃがエアパイプ２１の途中を閉鎖
させる閉弁位置に付勢配置されている。一方、弁体２６
ｃを、エアパイプ２１の途中を開放させる開弁位置に配
置させるために、ダイヤフラム室２６ｂにはバキューム
パイプ２７の一端が接続されている。又、このバキュー
ムパイプ２７の他端は吸気マニホルド２に接続されてい
る。そして、吸気マニホルド２にて発生する吸気負圧
が、バキュームパイプ２７を通じてダイヤフラム室２６
ｂに導入可能となっている。更に、ダイヤフラム室２６
ｂへの負圧の導入を制御するために、バキュームパイプ
２７の途中には、電気信号により開閉切換えされる三方
式のバキューム・スイッチング・バルブ（以下単に「Ｖ
ＳＶ」という）２８が設けられている。このＶＳＶ２８
は電気信号により「オン」されることにより、バキュー
ムパイプ２７の途中を開放させる。これにより、エアコ
ントロールバルブ２６のダイヤフラム室２６ｂに対する
負圧の導入が許容され、弁体２６ｃがスプリング２６ｄ
の付勢力に抗して開弁位置に配置されてエアパイプ２１
の途中が開放される。一方、ＶＳＶ２８は電気信号によ
り「オフ」されることにより、バキュームパイプ２７の
途中を閉鎖させると共に、ダイヤフラム室２６ｂを大気
へ開放させる。これにより、ダイヤフラム室２６ｂに大
気圧が導入され、弁体２６ｃがスプリング２６ｄの付勢
力によって閉弁位置に配置されてエアパイプ２１の途中
が閉鎖される。
【００２１】又、エアパイプ２１の途中には、チェック
バルブ２９が設けられている。このチェックバルブ２９
は、排気脈動に起因して排気管４からエアパイプ２１へ
排気ガスが逆流することを防止するためのものである。
【００２２】加えて、エンジン本体１には、その冷却水
の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出するための水温センサ
３０が設けられている。この実施例では、電気ヒータ付
触媒９、電動式エアポンプ２０及びＶＳＶ２８の作動
が、電子制御装置（以下単に「ＥＣＵ」という）３１に
よりそれぞれ制御される。ＥＣＵ３１はフリーランニン
グカウンタの機能を兼ね備えた中央処理装置（ＣＰＵ）
と、所定の制御プログラム等を予め記憶したりＣＰＵの
演算結果等を一時記憶したりする各種メモリ等とを備え
ている。ＥＣＵ３１はこれら各部と外部入力回路及び外
部出力回路等とがバスにより接続されて論理演算回路と
して構成されている。そして、ＥＣＵ３１の外部入力回
路には、前述したスタータスイッチ１３、触媒温センサ
１８、酸素センサ１９及び水温センサ３０等がそれぞれ
接続されている。又、ＥＣＵ３１の外部出力回路には、
前述した第１及び第２のリレースイッチ１７，２４及び
ＶＳＶ２８がそれぞれ接続されている。
【００２３】この実施例では、電源ライン１４，１６、
第１のリレースイッチ１７、電源ライン２２，２３及び
第２のリレースイッチ２４の電気回路を含むＥＣＵ３１
により通電開始制御手段及び通電終了制御手段が構成さ
れている。そして、エンジンの冷間時始動時において、
スタータスイッチ１３、触媒温センサ１８及び水温セン
サ３０からの各種信号に基づき、電気ヒータ付触媒９の
作動を開始させた後に電動式エアポンプ２０の作動を開
始せる。又、電気ヒータ付触媒９の作動を終了させた後
に電動式エアポンプ２０の作動を終了させる。そのため
に、電気ヒータ付触媒９及び電動式エアポンプ２０に対
する通電開始順序及び通電終了順序がＥＣＵ３１により
制御されるようになっている。更に、ＥＣＵ３１は酸素
センサ１９からの信号等に基づき、エンジンの空燃比フ
ィードバック制御（ＦＢ制御）を実行するようになって
いる。
【００２４】次に、上記のように構成された通電加熱式
触媒における二次空気供給制御装置について、ＥＣＵ３
１により実行される二次空気供給制御のための処理内容
について説明する。
【００２５】図２はＥＣＵ３１により実行される「二次
空気供給制御ルーチン」のフローチャートを示してい
る。このルーチンの処理は、イグニッションスイッチの
操作によりスタータスイッチ１３からのスタータ信号Ｓ
ＴＳが「オフ」から「オン」へ切り換わるタイミングで
開始される。
【００２６】このルーチンの処理が開始されると、ＥＣ
Ｕ３１は先ずステップ１０１におてい、スタータスイッ
チ１３からのスタータ信号ＳＴＳが「オン」から「オ
フ」へ切り換わったか否かを判断する。ここで、スター
タ信号ＳＴＳが「オン」から「オフ」へ切り換わってい
ない場合には、スタータ１２によるクランキング中であ
るものとして、ＥＣＵ３１はその後の処理を終了する。
一方、スタータ信号ＳＴＳが「オン」から「オフ」へ切
り換わった場合には、スタータ１２によるクランキング
を完了したエンジンの完爆後であるものとして、ＥＣＵ
３１はステップ１０２へ処理を移行する。
【００２７】ステップ１０２において、ＥＣＵ３１は水
温センサ３０及び触媒温センサ１８からの信号に基づき
冷却水温ＴＨＷ及び触媒温度ＴＨＣをそれぞれ読み込
む。そして、ステップ１０３において、ＥＣＵ３１は冷
却水温ＴＨＷが予め定められた暖機完了温度αに達して
いるか否かを判断する。ここで、冷却水温ＴＨＷが暖機
完了温度αに達している場合には、エンジン本体１が充
分に暖まっている温間始動時であるものとして、ＥＣＵ
３１はその後の処理を終了する。又、冷却水温ＴＨＷが
暖機完了温度αに達していない場合には、エンジン本体
１が充分に暖まっていない冷間始動時であるものとし
て、ＥＣＵ３１はステップ１０４へ処理を移行する。
【００２８】ステップ１０４において、ＥＣＵ３１は触
媒温度ＴＨＣが活性化温度βに達しているか否かを判断
する。ここで、触媒温度ＴＨＣが既に活性化温度βに達
している場合には、ＥＣＵ３１はその後の処理を終了す
る。又、触媒温度ＴＨＣが活性化温度βに達していない
場合には、ＥＣＵ３１は電気ヒータ付触媒９を加熱すべ
くステップ１０５へ処理を移行する。
【００２９】そして、ステップ１０５において、ＥＣＵ
３１は第１のリレースイッチ１７を「オン」させ、バッ
テリ１５から電気ヒータ付触媒９への通電を開始させ
る。これにより、電気ヒータ付触媒９では自身の加熱が
開始される。
【００３０】次に、ステップ１０６において、ＥＣＵ３
１はＣＰＵにおけるフリーランニングカンウタにより、
電気ヒータ付触媒９への通電を開始した後の経過時間Ｔ
１のカウントを開始させる。
【００３１】続いて、ステップ１０７において、ＥＣＵ
３１は触媒温センサ１８からの信号に基づき触媒温度Ｔ
ＨＣを読み込む。そして、ステップ１０８において、Ｅ
ＣＵ３１は触媒温度ＴＨＣが活性化温度βに達したか否
かを判断する。ここで、触媒温度ＴＨＣが活性化温度β
に達していない場合には、ＥＣＵ３１は処理をステップ
１０７へジャンプさせて触媒温度ＴＨＣを再び読み込
む。更に、ステップ１０８において、ＥＣＵ３１は触媒
温度ＴＨＣが活性化温度βに達したか否かを再び判断す
る。つまり、ＥＣＵ３１は触媒温度ＴＨＣが活性化温度
βに達するのを待つのである。一方、ステップ１０８に
おいて、触媒温度ＴＨＣが活性化温度βに達した場合に
は、電気ヒータ付触媒９の加熱により電気ヒータ付触媒
９が排気ガス浄化に有効な温度に達したものとして、Ｅ
ＣＵ３１はステップ１０９へ処理を移行する。
【００３２】ステップ１０９において、ＥＣＵ３１は第
２のリレースイッチ２４を「オン」させ、バッテリ１５
から電動式エアポンプ２０への通電を開始させる。つま
り、ここでは二次空気の供給を開始するのに先立ち、電
動式エアポンプ２０を予備的に駆動させるのである。
【００３３】続いて、ステップ１１０において、ＥＣＵ
３１はＣＰＵにおける別のフリーランニングカンウタに
より、電動式エアポンプ２０への通電が開始された後の
経過時間Ｔ２のカウントを開始させる。又、ステップ１
１１において、ＥＣＵ３１は、その経過時間Ｔ２が電動
式エアポンプ２０の予備的な駆動に充分な基準時間Ａに
達するのを待つ。そして、経過時間Ｔ２が基準時間Ａに
達した場合には、ステップ１１２において、ＥＣＵ３１
はＶＳＶ２８を「オン」させる。
【００３４】これにより、バキュームパイプ２７を通じ
てエアコントロールバルブ２６のダイヤフラム室２６ｂ
に負圧が導入され、弁体２６ｃが開弁位置に配置されて
エアパイプ２１が開放される。このときには、電動式エ
アポンプ２０が既に予備的に駆動されていることから、
同ポンプ２０から吐出される外気は、二次空気としてエ
アパイプ２１を通じ第１の三元触媒コンバータ７の上流
側から排気系へ直ちに供給され始める。
【００３５】次に、ステップ１１３において、ＥＣＵ３
１は先にカウントを開始した経過時間Ｔ１が電気ヒータ
付触媒９への通電を終了させるための基準時間Ｂに達す
るのを待つ。ここで、基準時間Ｂは、電気ヒータ付触媒
９に対する通電を開始させてから同触媒９が活性化温度
βに達するのに適合した時間に設定されている。従っ
て、電気ヒータ付触媒９の活性化温度βが、同触媒９の
劣化に伴い変化したとしても、その変化を許容した上で
電気ヒータ付触媒９に対する通電時間が確保されること
になる。そして、経過時間Ｔ１が基準時間Ｂに達した場
合には、ステップ１１４において、ＥＣＵ３１は第１の
リレースイッチ１７を「オフ」させ、電気ヒータ付触媒
９に対するバッテリ１５からの通電を終了させる。これ
により、電気ヒータ付触媒９では自身の加熱が停止され
る。
【００３６】又、ステップ１１５において、ＥＣＵ３１
は酸素センサ１９からの信号等に基づき、エンジンの空
燃比フィードバック制御（ＦＢ制御）が開始されるのを
待つ。そして、その空燃比フィードバック制御が開始さ
れた場合には、ステップ１１６において、ＥＣＵ３１は
第２のリレースイッチ１７を「オフ」させて、電動式エ
アポンプ２０に対するバッテリ１５からの通電を終了さ
せる。それと共に、ＥＣＵ３１はＶＳＶ２８を「オフ」
させる。
【００３７】これにより、電動式エアポンプ２０が停止
され、ＶＳＶ２８によりエアコントロールバルブ２６の
ダイヤフラム室２６ｂが大気開放となり、弁体２６ｃが
閉弁位置に配置されてエアパイプ２１の途中が閉鎖され
る。その結果、排気系への二次空気の供給が停止され
る。
【００３８】そして、上記のステップ１１６の処理を終
えた後、ＥＣＵ３１はこの「二次空気供給制御ルーチ
ン」の処理を終了し、エンジン始動時における二次空気
供給制御の処理動作を全て終了する。
【００３９】次に、上記のような「二次空気供給制御ル
ーチン」の処理内容により得られる二次空気供給制御の
作用を図３のタイムチャートに従って説明する。このタ
イムチャートは、エンジンの冷間始動時におけるスター
タ信号ＳＴＳ、電気ヒータ付触媒９の作動、電動式エア
ポンプ２０の作動、ＶＳＶ２８の作動、触媒温度ＴＨＣ
及びバッテリ１５の電圧の変化の関係を示している。
【００４０】今、時刻ｔ０において、イグニッションス
イッチの操作に伴いスタータ信号ＳＴＳが「オフ」から
「オン」へ切り換わると、スタータ１２に対する通電に
起因して比較的大きな電力が消費される。そのため、バ
ッテリ１５の電圧は一時的に急低下する。
【００４１】その後、時刻ｔ１において、イグニッショ
ンスイッチの操作に伴いスタータ信号ＳＴＳが「オン」
から「オフ」へ切り換わると、電気ヒータ付触媒９が通
電により「オン」されてその加熱が開始される。この
時、バッテリ１５では電気ヒータ付触媒９への通電に起
因して比較的大きな電力が消費されることから、バッテ
リ１５の電圧レベルはやや低下する。この時、電気ヒー
タ付触媒９の加熱の開始に伴い、触媒温度ＴＨＣが上昇
し始める。
【００４２】その後、時刻ｔ２において、触媒温度ＴＨ
Ｃが活性化温度βに達すると、電動式エアポンプ２０が
バッテリ１５からの通電により「オン」されて起動され
る。この時、電動式エアポンプ２０には、電気モータの
誘導負荷に対する非常に大きな突入電流が流れることか
ら、バッテリ１５の電圧は一時的に急低下する。
【００４３】そして、時刻ｔ３において時刻ｔ２からの
経過時間Ｔ２、即ち電動式エアポンプ２０が起動されて
からの時間がある基準時間Ａに達すると、ＶＳＶ２８が
「オン」される。そして、このＶＳＶ２８が「オン」さ
れたタイミングで、排気系への二次空気の供給が開始さ
れる。従って、電気ヒータ付触媒９では、その触媒が活
性化した状態で二次空気により酸素が供給されることか
ら、排気ガス中のＨＣやＣＯが効率的に酸化されて排気
ガスの浄化が行われる。又、そのときの酸化反応に伴
い、時刻ｔ３からは触媒温度ＴＨＣの上昇率が大きくな
る。
【００４４】その後、時刻ｔ４において、時刻ｔ１から
の経過時間Ｔ１、即ち電気ヒータ付触媒９の加熱を開始
させてからの時間がある基準時間Ｂに達すると、電気ヒ
ータ付触媒９が「オフ」されてその加熱が停止される。
この時点で、電気ヒータ付触媒９は既に活性化温度βを
上回り酸化反応温度に充分に達していることから、電気
ヒータ付触媒９の加熱を停止させてもその浄化作用に支
障をもたらすことがない。又、この時刻ｔ４から電気ヒ
ータ付触媒９に対する通電が停止されることから、一旦
低下していたバッテリ１５の電圧は元のレベルへと回復
し始める。
【００４５】そして、時刻ｔ５において、エンジンの空
燃比フィードバック制御（ＦＢ制御）が開始されると、
電動式エアポンプ２０及びＶＳＶ２８が同時に「オフ」
されて排気系への二次空気の供給が停止される。
【００４６】以上説明したようにこの実施例では、エン
ジンの冷間始動時において、電気ヒータ付触媒９及び電
動式エアポンプ２０に対する通電開始順序が制御され、
電気ヒータ付触媒９を作動させた後に電動式エアポンプ
２０を作動させている。又、電気ヒータ付触媒９及び電
動式エアポンプ２０に対する通電終了順序が制御され、
電気ヒータ付触媒９の作動を停止させた後に電動式エア
ポンプ２０の作動を停止させている。このため、電気ヒ
ータ付触媒９及び電動式エアポンプ２０に対する通電が
同時に開始されることがなく、両者９，２０が同時に作
動を開始させることがない。又、電気ヒータ付触媒９及
び電動式エアポンプ２０に対する通電が同時に終了され
ることがなく、両者９，２０が同時に作動を終了させる
ことがない。
【００４７】従って、この実施例では、電気ヒータ付触
媒９が加熱により活性化温度βに達した状態で、同触媒
９に二次空気により酸素を供給することが可能となる。
そのため、この実施例では、電気ヒータ付触媒及び電動
式エアポンプの作動を同時に開始させるような場合とは
異なり、電気ヒータ付触媒９が自身の加熱により活性化
温度βに達する前に二次空気で冷やされることがない。
その結果、電気ヒータ付触媒９を効率良く迅速に暖機さ
せて活性化温度βまで昇温させることができ、電気ヒー
タ付触媒９による排気ガスの浄化をいち早く行わせるこ
とができる。つまり、エンジンの冷間始動時に電気ヒー
タ付触媒９の排気ガス浄化性能を一層向上させることが
できるのである。
【００４８】又、この実施例では、電気ヒータ付触媒９
が活性化温度βに達してからの暖機後には、同触媒９そ
れ自身の加熱のために必要以上の電力が使用されること
がない。その結果、電気ヒータ付触媒９の暖機のために
要する電力の無駄な消費を低減させることができる。
【００４９】更に、この実施例では、電気ヒータ付触媒
９と電動式エアポンプ２０とに対する通電が同時に開始
されないことから、その意味でバッテリ１５に対する負
担を軽減することができる。即ち、電動式エアポンプ２
０の起動にはその電気モータにおいて大きな突入電流を
必要とするのであるが、電気ヒータ付触媒９と電動式エ
アポンプ２０とに対する通電を同時に開始させない分だ
け、バッテリ１５に瞬間的にかかる負担が低減される。
その結果、バッテリ１５に瞬間的な大電力の消費が強い
られることが少なくなり、バッテリ１５の過剰な電圧低
下が低減されてバッテリ１５の劣化を防止することがで
きる。或いは、バッテリ１５の大幅な電圧低下や劣化が
低減されることから、通常、バッテリ１５と共に設けら
れるオルタネータに対する負荷を急増させることがな
い。そのことから、エンジンに回転不調を来すおそれが
ない。
【００５０】加えて、この実施例では、電気ヒータ付触
媒９に対する通電期間が基準時間Ｂをもって制御される
ことから、電気ヒータ付触媒９が自身の劣化により活性
化温度βを変化させたとしても、活性化に充分な通電時
間を確保することができる。その結果、電気ヒータ付触
媒９が劣化したとしても、その暖機が不充分な段階から
二次空気の供給が開始されることがなく、同触媒９によ
る排気ガス浄化性能を悪化させることがない。
【００５１】（第２実施例）次に、第２の発明の通電加
熱式触媒における二次空気供給制御装置を自動車のガソ
リンエンジンに具体化した第２実施例を図４及び図５に
従って説明する。尚、この実施例では、ガソリンエンジ
ンシステムの構成が前記第１実施例のそれと基本的に同
じであるものとして、第１実施例と同一の部材について
は同一の符号を付して説明を省略する。そして、この実
施例では第１実施例と特に異なる二次空気供給制御の処
理内容を中心に説明する。ここでは、電源ライン１４，
１６、第１のリレースイッチ１７、電源ライン２２，２
３及び第２のリレースイッチ２４の電気回路を含むＥＣ
Ｕ３１により通電制御手段が構成されている。
【００５２】図４はＥＣＵ３１により実行される「二次
空気供給制御ルーチン」のフローチャートを示してい
る。このルーチンの処理が開始されると、ＥＣＵ３１は
ステップ２０１〜ステップ２０５の処理を実行する。こ
れらステップ２０１〜ステップ２０５の処理内容は、第
１実施例の図２に示すフローチャートのステップ１０１
〜ステップ１０５のそれと同じであることから、ここで
は説明を省略する。
【００５３】そして、ステップ２０５からステップ２０
６へ移行し、ステップ２０６及びステップ２０７におい
て、ＥＣＵ３１は触媒温センサ１８からの信号に基づき
触媒温度ＴＨＣが活性化温度βに達するのを待つ。触媒
温度ＴＨＣが活性化温度βに達した場合には、電気ヒー
タ付触媒９の加熱により電気ヒータ付触媒９が排気ガス
浄化に有効な温度に達したものとして、ＥＣＵ３１はス
テップ２０８へ処理を移行する。
【００５４】ステップ２０８において、ＥＣＵ３１は第
２のリレースイッチ２４を「オン」させて、電動式エア
ポンプ２０に対するバッテリ１５からの通電を開始させ
る。つまり、二次空気の供給開始に先立ち電動式エアポ
ンプ２０を予備的に駆動させる。
【００５５】又、ステップ２０９において、ＥＣＵ３１
は第１のリレースイッチ１７を「オフ」させて、電気ヒ
ータ付触媒９に対するバッテリ１５からの通電を終了さ
せる。これにより、電気ヒータ付触媒９では自身の加熱
が停止される。
【００５６】続いて、ステップ２１０において、ＥＣＵ
３１はＣＰＵにおけるフリーランニングカンウタによ
り、電動式エアポンプ２０への通電開始後の経過時間Ｔ
２のカウントを開始させる。又、ステップ２１１におい
て、ＥＣＵ３１はその経過時間Ｔ２が電動式エアポンプ
２０の予備的な駆動に充分な基準時間Ａに達するのを待
つ。そして、経過時間Ｔ２が基準時間Ａに達した場合に
は、ステップ２１２において、ＥＣＵ３１はＶＳＶ２８
を「オン」させる。
【００５７】これにより、エアコントロールバルブ２６
の弁体２６ｃが開弁位置に配置されてエアパイプ２１が
開放される。そして、予め駆動されている電動式エアポ
ンプ２０から吐出される外気が、二次空気として第１の
三元触媒コンバータ７の上流側から排気系へ直ちに供給
され始める。
【００５８】その後、ステップ２１３において、ＥＣＵ
３１は酸素センサ１９からの信号等に基づき、エンジン
の空燃比フィードバック制御（ＦＢ制御）が開始される
のを待つ。そして、その空燃比フィードバック制御が開
始された場合には、ステップ２１４において、ＥＣＵ３
１は第２のリレースイッチ１７を「オフ」させて、電動
式エアポンプ２０に対するバッテリ１５からの通電を終
了させる。それと共に、ＥＣＵ３１はＶＳＶ２８を「オ
フ」させる。
【００５９】これにより、電動式エアポンプ２０が停止
され、ＶＳＶ２８によりエアコントロールバルブ２６の
弁体２６ｃが閉弁位置に配置されてエアパイプ２１の途
中が閉鎖される。その結果、第１の三元触媒コンバータ
７の上流側から排気系への二次空気の供給が停止され
る。
【００６０】次に、上記のような処理内容により得られ
る二次空気供給制御の作用を、第１実施例における図３
に準ずる図５のタイムチャートに従って説明する。今、
時刻ｔ１０において、スタータ信号ＳＴＳが「オフ」か
ら「オン」へ切り換わると、スタータ１２への通電に起
因してバッテリ１５の電圧が一時的に急低下する。
【００６１】その後、時刻ｔ１１において、スタータ信
号ＳＴＳが「オン」から「オフ」へ切り換わると、電気
ヒータ付触媒９がバッテリ１５からの通電により「オ
ン」されてその加熱が開始される。この時、バッテリ１
５では電気ヒータ付触媒９への通電に起因して電圧レベ
ルがやや低下した状態となる。又、電気ヒータ付触媒９
の加熱が開始されることから、触媒温度ＴＨＣは上昇し
始める。
【００６２】その後、時刻ｔ１２において触媒温度ＴＨ
Ｃが活性化温度βに達すると、電気ヒータ付触媒９が
「オフ」され、それと同時に電動式エアポンプ２０がバ
ッテリ１５からの通電により「オン」されて起動され
る。この時、電動式エアポンプ２０には、電気モータの
誘導負荷に対する大きな突入電流が流れることから、バ
ッテリ１５の電圧が一時的に急低下する。
【００６３】そして、時刻ｔ１３において電動式エアポ
ンプ２０が起動されてからの経過時間Ｔ２が基準時間Ａ
に達すると、ＶＳＶ２８が「オン」される。そして、こ
のＶＳＶ２８が「オン」されたタイミングで、排気系へ
の二次空気の供給が開始される。従って、電気ヒータ付
触媒９では、触媒が活性化された状態で二次空気により
酸素が供給されることから、排気ガス中のＨＣやＣＯが
効率的に酸化されて排気ガスの浄化が行われる。又、そ
のときの酸化反応に伴い、時刻ｔ１３から触媒温度ＴＨ
Ｃの上昇率が大きくなる。この時点で、電気ヒータ付触
媒９は既に活性化温度βを上回り酸化反応温度に充分に
達していることから、電気ヒータ付触媒９の加熱を停止
させてもその浄化作用に支障はない。更に、時刻ｔ１２
から電気ヒータ付触媒９への通電が停止されていること
から、一旦低下していたバッテリ１５の電圧は元のレベ
ルへと徐々に回復することになる。
【００６４】そして、時刻ｔ１４において、エンジンの
空燃比フィードバック制御（ＦＢ制御）が開始される
と、電動式エアポンプ２０及びＶＳＶ２８が同時に「オ
フ」されて排気系への二次空気の供給が停止される。
【００６５】以上説明したように、この実施例では、エ
ンジンの冷間始動時において、電気ヒータ付触媒９及び
電動式エアポンプ２０に対する通電順序が制御され、電
気ヒータ付触媒９を作動させ、同触媒９が活性化温度β
に達した時点でその作動を停止させると同時に電動式エ
アポンプ２０の作動を開始させている。このため、電気
ヒータ付触媒９と電動式エアポンプ２０とに対する通電
が同時に行われることがなく、両者９，２０を同時に作
動させることがない。
【００６６】従って、この実施例では、電気ヒータ付触
媒９が加熱により活性化温度βに達した状態で、同触媒
９に二次空気により酸素を供給することが可能となる。
そのため、この実施例でも、エンジンの冷間始動時に、
電気ヒータ付触媒９が自身の加熱により活性化温度βに
達する前に二次空気で冷やされることがない。その結
果、電気ヒータ付触媒９を効率良く迅速に暖機させて活
性化温度βまで昇温させることができ、電気ヒータ付触
媒９により排気ガスの浄化をいち早く行わせることがで
きる。つまり、エンジンの冷間始動時に電気ヒータ付触
媒９の排気ガス浄化性能を一層向上させることができ
る。
【００６７】又、この実施例でも、電気ヒータ付触媒９
が活性化温度βに達してからの暖機後には、同触媒９そ
れ自身の加熱のために必要以上の電力が使用されること
がない。その結果、電気ヒータ付触媒９の暖機のために
要する電力の無駄な消費を低減させることができる。
【００６８】更に、この実施例では、電気ヒータ付触媒
９及び電動式エアポンプ２０の通電のためにバッテリ１
５が同時に使用されることがない。その結果、バッテリ
１５の負担を確実に軽減することができる。そのため、
バッテリ１５の過剰な電圧低下が低減されてバッテリ１
５の劣化を未然に防止することができる。或いは、バッ
テリ１５の大幅な電圧低下や劣化が低減されることか
ら、通常、バッテリ１５と共に設けられるオルタネータ
に対する負荷を急増させることがない。そのことから、
エンジンに回転不調を来すおそれがない。
【００６９】尚、この発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一
部を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記第１実施例では、通電を制御することによ
り、電気ヒータ付触媒９を作動を開始させた後に同触媒
９と電動式エアポンプ２０とを同時に作動させる期間を
設定したが、その同時に作動させる期間だけ、電動式エ
アポンプ２０を低電圧で作動させるようにしてもよい。
【００７０】例えば、その構成として、図６に示すよう
に、電源ライン１４と電源ライン２２との間に、第１の
リレースイッチ１７が「オン」されたときに、電動式エ
アポンプ２０を低電圧で作動させるための抵抗２５を設
けてもよい。この場合、電動式エアポンプ２０が通電に
より起動されるときに、その電気モータには誘導負荷に
対する非常に大きな突入電流が流れるが、同モータは抵
抗２５を通じて低電圧で起動されることから、突入電流
はある程度小さなレベルに抑えられる。又、両者９，２
０を同時に作動させるのに要する電力を低減させること
ができ、バッテリ１５の負担を更に軽減することができ
る。
【００７１】或いは、別の構成として、図３に準ずる図
７のタイムチャートに示すように、時刻ｔ２２〜時刻ｔ
２４の間で第２のリレースイッチ２４をあるデューティ
比をもってスイッチングさせるようにする。これによ
り、その期間だけ電動式エアポンプ２０を周期的に「オ
ン・オフ」させて、電動式エアポンプ２０を低電圧で作
動させるようにしてもよい。この場合、電気ヒータ付触
媒９と電動式エアポンプ２０を同時に作動させるのに要
する電力を低減させることができ、バッテリ１５の負担
を更に軽減することができる。
【００７２】（２）前記第１実施例では、電気ヒータ付
触媒９への通電を開始してから電動式エアポンプ２０へ
の通電を開始するためのタイミングを、触媒温センサ１
８により検出される触媒温度ＴＨＣに基づいて制御し
た。これに対し、電動式エアポンプ２０への通電を開始
するためのタイミングを制御するために、電気ヒータ付
触媒９への通電を開始してからの経過時間を判断基準と
することもできる。
【００７３】（３）前記第２実施例では、通電を制御す
ることにより、電気ヒータ付触媒９を作動させ、その作
動を停止させると同時に電動式エアポンプ２０の作動を
開始させるように設定した。これに対して、図５に準ず
る図８のタイムチャートに示すように、時刻ｔ３２で電
気ヒータ付触媒９の作動を停止させ、その後の経過時間
Ｔ３が所定の基準時間Ｃに達した時刻ｔ３３の時点で、
電動式エアポンプ２０とＶＳＶ２８を同時に「オン」さ
せて作動を開始させてもよい。この場合、電気ヒータ付
触媒９の作動を停止させてから電動式エアポンプ２０の
作動を開始させるまでの間で、バッテリ１５の電圧レベ
ルをある程度上昇させることができる。そのため、電動
式エアポンプ２０が起動されるときに起こる電圧のレベ
ル低下をある程度抑えることができる。
【００７４】（４）前記各実施例では、電気ヒータ付触
媒９の構成を、メタル触媒を構成するハニカムコアの中
心に電極を配置してその中心電極とハブとの間で通電す
るものとしたが、電気ヒータ付触媒の構成はこれに限ら
れるものではなく、触媒自体を通電により加熱できるも
のであれば他の構成でもよい。
【００７５】
【発明の効果】以上詳述したように、第１の発明によれ
ば、内燃機関の冷間始動時において、触媒加熱手段及び
電動式エアポンプに対する通電開始順序を制御すること
により、触媒加熱手段を作動させた後に電動式エアポン
プを作動させている。又、触媒加熱手段及び電動式エア
ポンプに対する通電終了順序を制御することにより、触
媒加熱手段の作動を停止させた後に電動式エアポンプの
作動を停止させている。従って、触媒が加熱により活性
化温度に達してから、或いは活性化温度に達する少し前
から、触媒に二次空気を供給することが可能となり、触
媒の暖機後は、触媒の加熱のための電力の使用をなくす
ことが可能となる。その結果、内燃機関の冷間始動時に
触媒を効率良く暖機させてその排気ガス浄化性能を向上
させることができ、そのために要する電力の無駄な消費
を低減させることができるという優れた効果を発揮す
る。
【００７６】又、第２の発明によれば、内燃機関の冷間
始動時において、触媒加熱手段及び電動式エアポンプに
対する通電順序を制御することにより、触媒加熱手段を
作動させその作動を停止させた後に電動式エアポンプを
作動させている。従って、触媒が加熱により活性化温度
に達してから、或いは活性化温度に達する少し前から、
触媒に二次空気を供給することが可能となり、触媒の暖
機後は、触媒の加熱のための電力の使用をなくすことが
可能となる。又、触媒加熱手段及び電動式エアポンプの
通電のために電源が同時に使用されることがない。その
結果、内燃機関の冷間始動時に触媒を効率良く暖機させ
てその排気ガス浄化性能を向上させることができ、その
ために要する電力の無駄な消費を低減させることができ
る。加えて、通電のために使用される電源の負担を軽減
することができ、延いては電源の劣化を防止することが
できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明を具体化した第１実施例におけるガ
ソリンエンジンシステムを示す概略構成図である。
【図２】第１実施例において、ＥＣＵにより実行される
「二次空気供給制御ルーチン」を示すフローチャートで
ある。
【図３】第１実施例において、ＥＣＵにより実行される
二次空気供給制御の作用を説明するタイムチャートであ
る。
【図４】第２の発明を具体化した第２実施例において、
ＥＣＵにより実行される「二次空気供給制御ルーチン」
を示すフローチャートである。
【図５】第２実施例において、ＥＣＵにより実行される
二次空気供給制御の作用を説明するタイムチャートであ
る。
【図６】第１の発明を具体化した別の実施例におけるガ
ソリンエンジンシステムを示す概略構成図である。
【図７】第１の発明を具体化した別の実施例において、
ＥＣＵにより実行される二次空気供給制御の作用を説明
するタイムチャートである。
【図８】第２の発明を具体化した別の実施例において、
ＥＣＵにより実行される二次空気供給制御の作用を説明
するタイムチャートである。
【符号の説明】
１…内燃機関としてのエンジン本体、３…排気マニホル
ド、４〜６…排気管（３〜６により排気系が構成されて
いる。）、９…触媒加熱手段を構成する電気ヒータ付触
媒、１４，１６…電源ライン、１７…第１のリレースイ
ッチ、２０…電動式エアポンプ、２２，２３…電源ライ
ン、２４…第２のリレースイッチ、３１…ＥＣＵ（１４
〜１７，２２〜２４，３１により通電開始制御手段、通
電終了制御手段及び通電制御手段が構成されてい
る。）。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 9/00 Ｆ０１Ｎ 9/00 Ｚ (56)参考文献 特開 平６−17641（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−163935（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−59940（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−341317（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−64415（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−14433（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01N 3/20 F01N 3/22 F01N 3/32 F01N 9/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気系に設けられた触媒を通
    電により加熱するための触媒加熱手段と、 前記排気系に二次空気を供給するために通電により作動
    させる電動式エアポンプと、 前記内燃機関の冷間始動時において、前記触媒加熱手段
    を作動させた後に前記電動式エアポンプを作動させるべ
    く前記触媒加熱手段及び前記電動式エアポンプに対する
    通電開始順序を制御するための通電開始制御手段と、 前記冷間始動時において、前記触媒加熱手段の作動を停
    止させた後に前記電動式エアポンプの作動を停止させる
    べく、前記触媒加熱手段及び前記電動式エアポンプに対
    する通電終了順序を制御するための通電終了制御手段と
    を備えたことを特徴とする通電加熱式触媒における二次
    空気供給制御装置。
  2. 【請求項２】 内燃機関の排気系に設けられた触媒を通
    電により加熱するための触媒加熱手段と、 前記排気系に二次空気を供給するために通電により作動
    させる電動式エアポンプと、 前記内燃機関の冷間始動時において、前記触媒加熱手段
    を作動させてその作動を停止させた後に前記電動式エア
    ポンプを作動させるべく、前記触媒加熱手段及び前記電
    動式エアポンプに対する通電順序を制御するための通電
    制御手段とを備えたことを特徴とする通電加熱式触媒に
    おける二次空気供給制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7452343B2 (ja) 2020-09-15 2024-03-19 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両制御方法及びハイブリッド車両制御装置

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5390488A (en) * 1993-12-27 1995-02-21 General Motors Corporation Air injection control for preheated catalysts
JPH09133016A (ja) * 1995-11-09 1997-05-20 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
DE19626381C2 (de) * 1996-07-01 1999-03-18 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zum schadstoffarmen Betreiben eines Verbrennungsmotors
JPH10238339A (ja) * 1997-02-20 1998-09-08 Nissan Motor Co Ltd エンジンの排気浄化装置
GB2340054B (en) * 1998-07-24 2001-11-07 Johnson Matthey Plc Combatting air pollution
FR2815077B1 (fr) * 2000-10-05 2003-03-21 Renault Procede et dispositif d'amorcage d'un catalyseur
US20060179824A1 (en) * 2003-02-03 2006-08-17 Chapeau, Inc. Air flow regulation system for exhaust stream oxidation catalyst
JP4103759B2 (ja) * 2003-09-26 2008-06-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4270283B2 (ja) 2007-01-29 2009-05-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の二次空気供給装置
CN101605970A (zh) * 2007-03-27 2009-12-16 博格华纳公司 用于电动空气泵的限流驱动器
US20120102922A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Gm Global Technology Operations, Inc. Method of sizing a heating core of an exhaust heater for an exhaust treatment system of a vehicle
DE112011104896B4 (de) * 2011-02-16 2015-10-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abgasreinigungssystem für ein Hybridfahrzeug und ein Steuerverfahren dafür
JP5673852B2 (ja) 2011-11-02 2015-02-18 トヨタ自動車株式会社 電気加熱式触媒の制御装置
USD855927S1 (en) * 2017-06-14 2019-08-06 Graceful Burial, LLC Urn-lowering device
EP3696394B1 (en) 2019-02-13 2023-08-16 FCA Italy S.p.A. System and method for controlling the emissions of a spark-ignition internal combustion engine of a motor-vehicle
NL2023547B1 (en) * 2019-07-22 2021-02-10 Daf Trucks Nv Air Flow Heater Assist by E-Turbo
CN112901317A (zh) * 2021-03-16 2021-06-04 安徽江淮汽车集团股份有限公司 三元催化器封装结构、发动机组件及汽车

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1476486A1 (de) * 1965-10-29 1969-10-02 Heinz Berger Vorrichtung zur Vernichtung schaedlicher Anteile der Abgase von Verbrennungsmotoren
DE2046324A1 (de) * 1970-09-19 1972-03-23 Berger, Heinz, 3470 Höxter Vorrichtung zur Vernichtung der schädlichen Anteile der Abgase von Verbrennungsmotoren
JPS5413820A (en) * 1977-07-04 1979-02-01 Nippon Denso Co Ltd Engine exhaust gas purifier
JPS5413818A (en) * 1977-07-05 1979-02-01 Toyota Motor Corp Electromagnetic changeover valve for internal combustion engine exhaust gas purifier
JPS594528B2 (ja) * 1978-10-02 1984-01-30 ダイハツ工業株式会社 内燃機関の２次空気制御装置
JPS6326748A (ja) * 1986-07-21 1988-02-04 Toyo Electric Mfg Co Ltd メモリの異常判別方法
JPH01227815A (ja) * 1988-03-07 1989-09-12 Mitsubishi Motors Corp 排気ガス浄化装置
DE8816514U1 (de) * 1988-04-25 1989-10-26 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 5204 Lohmar Elektrisch beheizbarer Katalysator-Trägerkörper
SE500701C2 (sv) * 1991-02-22 1994-08-15 Volvo Ab Förfarande och anordning vid katalytisk avgasrening för fordon med elektriskt uppvärmd startkatalysator
JPH0559940A (ja) * 1991-08-27 1993-03-09 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の触媒浄化装置
JPH0586845A (ja) * 1991-09-30 1993-04-06 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7452343B2 (ja) 2020-09-15 2024-03-19 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両制御方法及びハイブリッド車両制御装置

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JPH0674028A (ja) 1994-03-15

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