JP2996056B2 - 通電加熱式触媒コンバータ - Google Patents
通電加熱式触媒コンバータInfo
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- F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気浄化装
置に関し、詳細には加熱手段により加熱される排気浄化
触媒を有する触媒コンバータに関する。
置に関し、詳細には加熱手段により加熱される排気浄化
触媒を有する触媒コンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気通路に設けた浄化触媒に
より排気中の有害成分を除去する技術が知られている。
一般に、この排気浄化触媒はある温度（活性温度）以上
の温度に達しないと排気浄化能力を発揮しない。通常、
触媒は内燃機関の排気によって加熱され、徐々に温度上
昇して上記活性温度に到達するが、機関の冷間始動時等
では排気温度が低く触媒が活性温度に到達するのに時間
を要する。このため、機関の冷間始動後排気温度が上昇
するまでの間、排気の浄化が不十分になる問題がある。
より排気中の有害成分を除去する技術が知られている。
一般に、この排気浄化触媒はある温度（活性温度）以上
の温度に達しないと排気浄化能力を発揮しない。通常、
触媒は内燃機関の排気によって加熱され、徐々に温度上
昇して上記活性温度に到達するが、機関の冷間始動時等
では排気温度が低く触媒が活性温度に到達するのに時間
を要する。このため、機関の冷間始動後排気温度が上昇
するまでの間、排気の浄化が不十分になる問題がある。
【０００３】例えば、実開昭４７−２２３１３号公報に
は、上記の問題を防止するため排気浄化触媒に電気ヒー
タを組み込んだ内燃機関の排気浄化装置が開示されてい
る。この排気浄化装置では、機関始動時に一定時間だけ
ヒータに通電することにより触媒を急速に加熱し、機関
始動後直ちに触媒が活性温度に到達するようにしてい
る。
は、上記の問題を防止するため排気浄化触媒に電気ヒー
タを組み込んだ内燃機関の排気浄化装置が開示されてい
る。この排気浄化装置では、機関始動時に一定時間だけ
ヒータに通電することにより触媒を急速に加熱し、機関
始動後直ちに触媒が活性温度に到達するようにしてい
る。
【０００４】しかし、上記の装置のように、電気ヒータ
を用いて触媒を急速に加熱するためには電気ヒータに比
較的大きな電力を供給する必要があり、機関始動時のバ
ッテリの負荷が大きくなる。このため、バッテリの充電
状態が不充分な場合や、バッテリが劣化しているような
場合に上記の電気ヒータによる触媒加熱を行うと触媒の
充分な昇温が得られないばかりでなく、ヒータ通電によ
りバッテリ電圧が大幅に低下して始動後の機関運転状態
が不安定になる場合がある。特に、複数の触媒コンバー
タを有し、それぞれの触媒を電気ヒータで加熱するよう
な場合にはヒータの数に応じて電力消費量も大きくなり
上記の問題が生じやすい。
を用いて触媒を急速に加熱するためには電気ヒータに比
較的大きな電力を供給する必要があり、機関始動時のバ
ッテリの負荷が大きくなる。このため、バッテリの充電
状態が不充分な場合や、バッテリが劣化しているような
場合に上記の電気ヒータによる触媒加熱を行うと触媒の
充分な昇温が得られないばかりでなく、ヒータ通電によ
りバッテリ電圧が大幅に低下して始動後の機関運転状態
が不安定になる場合がある。特に、複数の触媒コンバー
タを有し、それぞれの触媒を電気ヒータで加熱するよう
な場合にはヒータの数に応じて電力消費量も大きくなり
上記の問題が生じやすい。
【０００５】本願出願人はこの問題に対して、上記のよ
うに複数の電気ヒータを設けた通電加熱式触媒コンバー
タでにおいて、バッテリの電圧が低下したときに一部の
電気ヒータへの通電を停止して残りの電気ヒータにのみ
通電を行うようにした通電加熱式触媒コンバータを特願
平４−２８６４４３号において既に提案している。すな
わち、バッテリ電圧が低下している場合には全部の電気
ヒータに充分な電力を供給することは困難であるため、
電気ヒータの全てに通電を行ったのでは全ての触媒で昇
温が不充分になり始動時の排気エミッションが大幅に悪
化する。また、バッテリ電圧の低下により上述のように
機関始動後の運転状態が不安定になる恐れがある。そこ
で、上記特願平４−２８６４４３号の装置ではバッテリ
電圧低下時には通電する電気ヒータの数を減らしてバッ
テリの負荷を低減するとともに、電気ヒータに通電する
触媒では充分な昇温が得られるようにして排気エミッシ
ョンの大幅な悪化を防止したものである。
うに複数の電気ヒータを設けた通電加熱式触媒コンバー
タでにおいて、バッテリの電圧が低下したときに一部の
電気ヒータへの通電を停止して残りの電気ヒータにのみ
通電を行うようにした通電加熱式触媒コンバータを特願
平４−２８６４４３号において既に提案している。すな
わち、バッテリ電圧が低下している場合には全部の電気
ヒータに充分な電力を供給することは困難であるため、
電気ヒータの全てに通電を行ったのでは全ての触媒で昇
温が不充分になり始動時の排気エミッションが大幅に悪
化する。また、バッテリ電圧の低下により上述のように
機関始動後の運転状態が不安定になる恐れがある。そこ
で、上記特願平４−２８６４４３号の装置ではバッテリ
電圧低下時には通電する電気ヒータの数を減らしてバッ
テリの負荷を低減するとともに、電気ヒータに通電する
触媒では充分な昇温が得られるようにして排気エミッシ
ョンの大幅な悪化を防止したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記特願平４−２８６
４４３号の装置では、一部の電気ヒータへの通電を停止
することにより残りの触媒の昇温を確保している。しか
し、電気ヒータに通電を停止した触媒では排気温度が充
分に上昇するまで活性温度に到達しないため、この間に
触媒を通過する排気の浄化が不充分になる問題が生じ
る。
４４３号の装置では、一部の電気ヒータへの通電を停止
することにより残りの触媒の昇温を確保している。しか
し、電気ヒータに通電を停止した触媒では排気温度が充
分に上昇するまで活性温度に到達しないため、この間に
触媒を通過する排気の浄化が不充分になる問題が生じ
る。
【０００７】本発明は上記問題に鑑み、複数の触媒と電
気的加熱手段とを有する通電加熱式触媒コンバータの電
源電圧低下時の排気エミッションの悪化を防止する手段
を提供することを目的としている。
気的加熱手段とを有する通電加熱式触媒コンバータの電
源電圧低下時の排気エミッションの悪化を防止する手段
を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、図１の
発明の構成図に示すように複数の排気通路Ｂ１、Ｂ２…
Ｂｉを有する内燃機関Ａのそれぞれの排気通路に、排気
浄化触媒Ｃ１、Ｃ２…Ｃｉと、機関始動時に前記排気浄
化触媒を加熱する電気的加熱手段Ｄ１、Ｄ２…Ｄｉとを
配置した通電加熱式触媒コンバータにおいて、前記電気
的加熱手段の電源電圧が所定値以下となった場合に前記
電気的加熱手段のうち一部の電気的加熱手段に供給する
電力を他の電気的加熱手段に供給する電力より低下させ
る電力供給制限手段Ｅと、前記電力供給が低下せしめら
れた電気的加熱手段を配置した排気通路に流入する排気
の温度を他の排気通路に流入する排気の温度より上昇さ
せる排気温度制御手段Ｆとを備えたことを特徴とする通
電加熱式触媒コンバータが提供される。
発明の構成図に示すように複数の排気通路Ｂ１、Ｂ２…
Ｂｉを有する内燃機関Ａのそれぞれの排気通路に、排気
浄化触媒Ｃ１、Ｃ２…Ｃｉと、機関始動時に前記排気浄
化触媒を加熱する電気的加熱手段Ｄ１、Ｄ２…Ｄｉとを
配置した通電加熱式触媒コンバータにおいて、前記電気
的加熱手段の電源電圧が所定値以下となった場合に前記
電気的加熱手段のうち一部の電気的加熱手段に供給する
電力を他の電気的加熱手段に供給する電力より低下させ
る電力供給制限手段Ｅと、前記電力供給が低下せしめら
れた電気的加熱手段を配置した排気通路に流入する排気
の温度を他の排気通路に流入する排気の温度より上昇さ
せる排気温度制御手段Ｆとを備えたことを特徴とする通
電加熱式触媒コンバータが提供される。
【０００９】
【作用】電源電圧が低下した場合には、電力供給制限手
段Ｅは一部の電気的加熱手段への電力供給を制限する。
これにより、他の電気的加熱手段では充分な電力が確保
され触媒が急速に昇温されて活性温度に達する。一方、
電力供給が制限された電気的加熱手段では発熱量が低下
するが、排気温度制御手段Ｆは上記電力供給が制限され
た電気的加熱手段が配置された排気通路に流入する排気
の温度を上昇させるため、電気的加熱手段の発熱量低下
が排気の温度上昇により補われ、触媒は短時間で活性温
度に到達する。
段Ｅは一部の電気的加熱手段への電力供給を制限する。
これにより、他の電気的加熱手段では充分な電力が確保
され触媒が急速に昇温されて活性温度に達する。一方、
電力供給が制限された電気的加熱手段では発熱量が低下
するが、排気温度制御手段Ｆは上記電力供給が制限され
た電気的加熱手段が配置された排気通路に流入する排気
の温度を上昇させるため、電気的加熱手段の発熱量低下
が排気の温度上昇により補われ、触媒は短時間で活性温
度に到達する。
【００１０】
【実施例】図２に本発明の一実施例を示す。図２におい
て、１は内燃機関本体を示す。本実施例では内燃機関１
としては２つの気筒バンク１ａ、１ｂを有するＶ型８気
筒機関が使用されており、各バンク１ａ、１ｂにはそれ
ぞれ互いに独立した排気通路４ａ、４ｂが設けられてい
る。また、排気通路４ａ、４ｂにはそれぞれ排気浄化用
の触媒コンバータ３ａ、３ｂが配置されている。
て、１は内燃機関本体を示す。本実施例では内燃機関１
としては２つの気筒バンク１ａ、１ｂを有するＶ型８気
筒機関が使用されており、各バンク１ａ、１ｂにはそれ
ぞれ互いに独立した排気通路４ａ、４ｂが設けられてい
る。また、排気通路４ａ、４ｂにはそれぞれ排気浄化用
の触媒コンバータ３ａ、３ｂが配置されている。
【００１１】本実施例で使用する触媒コンバータ３ａ、
３ｂは円筒形の容器内にヒータ付触媒７ａ、７ｂと、そ
の下流側に主触媒８ａ、８ｂを配置した構成とされ、機
関始動時にヒータ付触媒７ａ、７ｂを通電加熱して始動
後直ちに活性温度まで昇温させることにより機関始動時
の排気浄化性能を向上させている。図３は、ヒータ付き
触媒７ａ、７ｂの構造を示す断面図である。本実施例で
は、図３に示すようにヒータ付き触媒７ａ、７ｂは金属
製平箔９１と金属製波形箔９２とを交互に同心円状に巻
いた構成とされ、上記平箔９１と波形箔９２に触媒粒子
を担持させている。
３ｂは円筒形の容器内にヒータ付触媒７ａ、７ｂと、そ
の下流側に主触媒８ａ、８ｂを配置した構成とされ、機
関始動時にヒータ付触媒７ａ、７ｂを通電加熱して始動
後直ちに活性温度まで昇温させることにより機関始動時
の排気浄化性能を向上させている。図３は、ヒータ付き
触媒７ａ、７ｂの構造を示す断面図である。本実施例で
は、図３に示すようにヒータ付き触媒７ａ、７ｂは金属
製平箔９１と金属製波形箔９２とを交互に同心円状に巻
いた構成とされ、上記平箔９１と波形箔９２に触媒粒子
を担持させている。
【００１２】また、上記金属製の平箔９１と波形箔９２
とに電流を流すことにより平箔９１と波形箔９２とを発
熱させ、それにより担持された触媒粒子の加熱、昇温が
行われる。すなわち、金属製平箔９１及び波形箔９２は
触媒の担体として機能するとともに同時にその全体は触
媒７ａ、７ｂの加熱手段（ヒータ）９ａ、９ｂとして機
能している。ヒータ９ａ、９ｂは図２に示すようにそれ
ぞれ配線１１ａ、１２ａ及び１１ｂ、１２ｂを介して互
いに並列にバッテリ１４と内燃機関１のオルタネータ１
５とからなる電源１３に接続されている。また、配線１
１ａ、１２ａにはそれぞれ半導体スイッチ３０ａ、３０
ｂが設けられており、後述する電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）２０の出力信号により半導体スイッチ３０ａ、３０
ｂを作動させてヒータ９ａ、９ｂへの通電を個別に制御
することができるようになっている。
とに電流を流すことにより平箔９１と波形箔９２とを発
熱させ、それにより担持された触媒粒子の加熱、昇温が
行われる。すなわち、金属製平箔９１及び波形箔９２は
触媒の担体として機能するとともに同時にその全体は触
媒７ａ、７ｂの加熱手段（ヒータ）９ａ、９ｂとして機
能している。ヒータ９ａ、９ｂは図２に示すようにそれ
ぞれ配線１１ａ、１２ａ及び１１ｂ、１２ｂを介して互
いに並列にバッテリ１４と内燃機関１のオルタネータ１
５とからなる電源１３に接続されている。また、配線１
１ａ、１２ａにはそれぞれ半導体スイッチ３０ａ、３０
ｂが設けられており、後述する電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）２０の出力信号により半導体スイッチ３０ａ、３０
ｂを作動させてヒータ９ａ、９ｂへの通電を個別に制御
することができるようになっている。
【００１３】電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０は、ＲＯ
Ｍ（リードオンリメモリ）２２、ＲＡＭ（ランダムアク
セスメモリ）２３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２
４、入力ポート２７及び出力ポート２８を相互に双方向
性バス２１で接続した公知の構成のディジタルコンピュ
ータからなり、機関１の燃料噴射制御や点火時期制御等
の基本制御を行うほか、本実施例では触媒コンバータ３
ａ、３ｂに内蔵された触媒７ａ、７ｂのヒータ９ａ、９
ｂの通電制御を行っている。
Ｍ（リードオンリメモリ）２２、ＲＡＭ（ランダムアク
セスメモリ）２３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２
４、入力ポート２７及び出力ポート２８を相互に双方向
性バス２１で接続した公知の構成のディジタルコンピュ
ータからなり、機関１の燃料噴射制御や点火時期制御等
の基本制御を行うほか、本実施例では触媒コンバータ３
ａ、３ｂに内蔵された触媒７ａ、７ｂのヒータ９ａ、９
ｂの通電制御を行っている。
【００１４】この制御のため、ＥＣＵ２０の入力ポート
２７には、機関１の吸気通路に設けられたエアフローメ
ータ（図示せず）から機関吸入空気量に比例した出力電
圧信号と、機関冷却水通路に取り付けられた水温センサ
（図示せず）から機関冷却水温度に比例した出力電圧信
号が、また、電圧計１７からバッテリ１４の端子電圧を
表す信号が、それぞれＡＤ変換器２９を介して入力され
ている。
２７には、機関１の吸気通路に設けられたエアフローメ
ータ（図示せず）から機関吸入空気量に比例した出力電
圧信号と、機関冷却水通路に取り付けられた水温センサ
（図示せず）から機関冷却水温度に比例した出力電圧信
号が、また、電圧計１７からバッテリ１４の端子電圧を
表す信号が、それぞれＡＤ変換器２９を介して入力され
ている。
【００１５】さらに、入力ポート２７には、機関１のデ
ィストリビュータに配置された回転数センサ（図示せ
ず）から機関回転数を表すパルス信号が入力されてい
る。一方、ＥＣＵ２０の出力ポート２８はそれぞれ駆動
回路３１ａ、３１ｂを介してヒータ付き触媒７ａ、７ｂ
のヒータ９ａ、９ｂへの通電を制御する半導体スイッチ
３０ａ、３０ｂに接続されており、ＥＣＵ２０の出力信
号に基づいて半導体スイッチ３０ａ、３０ｂの作動が制
御される。
ィストリビュータに配置された回転数センサ（図示せ
ず）から機関回転数を表すパルス信号が入力されてい
る。一方、ＥＣＵ２０の出力ポート２８はそれぞれ駆動
回路３１ａ、３１ｂを介してヒータ付き触媒７ａ、７ｂ
のヒータ９ａ、９ｂへの通電を制御する半導体スイッチ
３０ａ、３０ｂに接続されており、ＥＣＵ２０の出力信
号に基づいて半導体スイッチ３０ａ、３０ｂの作動が制
御される。
【００１６】また、ＥＣＵ２０の出力ポート２８は点火
回路３２を介して機関１の各気筒に設けられた点火プラ
グ（図示せず）に接続されており、ＥＣＵ２０の出力信
号に基づいて各気筒の点火時期が制御される。次に本実
施例のバッテリ電圧低下時の電気ヒータ９ａ、９ｂの通
電制御について説明する。本実施例では、バッテリ電圧
が所定値より低下した場合には電気ヒータ９ａ、９ｂの
うち一方（例えば気筒バンク１ａ側の電気ヒータ９ａ）
への通電を行わず、他のヒータ（９ｂ）のみに通電を行
う。これによりヒータ９ｂには充分な電力が供給され、
触媒７ｂの昇温が行われる。一方、通電を停止したヒー
タ９ａ側では触媒７ａはヒータによる加熱が行われない
ため、このままでは活性温度に到達する時間が長くなり
機関始動時の排気エミッションが悪化するおそれがあ
る。
回路３２を介して機関１の各気筒に設けられた点火プラ
グ（図示せず）に接続されており、ＥＣＵ２０の出力信
号に基づいて各気筒の点火時期が制御される。次に本実
施例のバッテリ電圧低下時の電気ヒータ９ａ、９ｂの通
電制御について説明する。本実施例では、バッテリ電圧
が所定値より低下した場合には電気ヒータ９ａ、９ｂの
うち一方（例えば気筒バンク１ａ側の電気ヒータ９ａ）
への通電を行わず、他のヒータ（９ｂ）のみに通電を行
う。これによりヒータ９ｂには充分な電力が供給され、
触媒７ｂの昇温が行われる。一方、通電を停止したヒー
タ９ａ側では触媒７ａはヒータによる加熱が行われない
ため、このままでは活性温度に到達する時間が長くなり
機関始動時の排気エミッションが悪化するおそれがあ
る。
【００１７】そこで、本実施例では、ＥＣＵ２０はヒー
タに通電を停止した側の気筒バンク１ａの点火時期を遅
延させ、排気通路４ａに流入する排気温度を上昇させる
ことにより触媒７ａの昇温を早める。点火時期を遅延さ
せることにより気筒内での燃焼開始が遅れるため気筒か
ら排気通路に排出される排気の温度は上昇する。なお、
通電中のヒータ９ｂ側の気筒バンクについても点火時期
を遅延させて排気温度を上昇させれば触媒７ｂの昇温は
更に加速されるが、機関全体の点火時期を遅延させると
始動後の運転が不安定になるため運転上好ましくない。
そこで、本実施例ではヒータの通電を停止した側の気筒
バンクのみ点火時期を遅延させ、この問題が生じること
を防止している。これによりバッテリ電圧低下時にも、
機関運転に影響を与えることなく両方の触媒が急速に昇
温され全体として排気エミッションが低減される。
タに通電を停止した側の気筒バンク１ａの点火時期を遅
延させ、排気通路４ａに流入する排気温度を上昇させる
ことにより触媒７ａの昇温を早める。点火時期を遅延さ
せることにより気筒内での燃焼開始が遅れるため気筒か
ら排気通路に排出される排気の温度は上昇する。なお、
通電中のヒータ９ｂ側の気筒バンクについても点火時期
を遅延させて排気温度を上昇させれば触媒７ｂの昇温は
更に加速されるが、機関全体の点火時期を遅延させると
始動後の運転が不安定になるため運転上好ましくない。
そこで、本実施例ではヒータの通電を停止した側の気筒
バンクのみ点火時期を遅延させ、この問題が生じること
を防止している。これによりバッテリ電圧低下時にも、
機関運転に影響を与えることなく両方の触媒が急速に昇
温され全体として排気エミッションが低減される。
【００１８】図４は上記のヒータ通電制御動作を示すフ
ローチャートの一例である。本ルーチンはＥＣＵ２０に
より所定時間毎に実行される。図４においてルーチンが
スタートすると、ステップ４０１では二次空気の供給条
件が成立しているか否かがフラグＸＡＩＲの値により判
断される。図２には示していないが、本実施例では始動
時の触媒における排気中の未燃ＨＣ成分等の酸化反応に
よる触媒の昇温を促進するために排気通路４ａ、４ｂを
機関１に接続する排気マニホルドにエアポンプ等を用い
た加圧空気供給源から二次空気を供給している。“ＸＡ
ＩＲ”は別途実行されるルーチンによりセット（ＸＡＩ
Ｒ＝“１”）、リセット（ＸＡＩＲ＝“０”）されるフ
ラグであり、フラグＸＡＩＲがセットされると二次空気
の供給が行われる。なお、二次空気の供給実行条件は、 機関が始動モードを抜けていること（すなわち、機関
回転数が所定値（例えば４００RPM ）以上になっている
こと）。
ローチャートの一例である。本ルーチンはＥＣＵ２０に
より所定時間毎に実行される。図４においてルーチンが
スタートすると、ステップ４０１では二次空気の供給条
件が成立しているか否かがフラグＸＡＩＲの値により判
断される。図２には示していないが、本実施例では始動
時の触媒における排気中の未燃ＨＣ成分等の酸化反応に
よる触媒の昇温を促進するために排気通路４ａ、４ｂを
機関１に接続する排気マニホルドにエアポンプ等を用い
た加圧空気供給源から二次空気を供給している。“ＸＡ
ＩＲ”は別途実行されるルーチンによりセット（ＸＡＩ
Ｒ＝“１”）、リセット（ＸＡＩＲ＝“０”）されるフ
ラグであり、フラグＸＡＩＲがセットされると二次空気
の供給が行われる。なお、二次空気の供給実行条件は、 機関が始動モードを抜けていること（すなわち、機関
回転数が所定値（例えば４００RPM ）以上になっている
こと）。
【００１９】機関冷却水温度ＴＨＷが所定範囲内（例
えば−１０度Ｃ＜ＴＨＷ＜３５度Ｃ）にあること。 である。 なお、冷却水温度ＴＨＷが低い場合（例えば
−１０度Ｃ以下）で二次空気供給を行わないのは、この
状態では機関に供給される燃料が増量されている恐れが
あり、二次空気を供給すると触媒温度が過度に上昇して
触媒を劣化させる可能性があるからである。また、所定
温度以上（例えば３５度Ｃ）で供給を行わないのは、こ
の状態では始動後の排気温度がある程度高くなっている
ため、二次空気を供給しなくても触媒が活性温度に短時
間で昇温するからである。
えば−１０度Ｃ＜ＴＨＷ＜３５度Ｃ）にあること。 である。 なお、冷却水温度ＴＨＷが低い場合（例えば
−１０度Ｃ以下）で二次空気供給を行わないのは、この
状態では機関に供給される燃料が増量されている恐れが
あり、二次空気を供給すると触媒温度が過度に上昇して
触媒を劣化させる可能性があるからである。また、所定
温度以上（例えば３５度Ｃ）で供給を行わないのは、こ
の状態では始動後の排気温度がある程度高くなっている
ため、二次空気を供給しなくても触媒が活性温度に短時
間で昇温するからである。
【００２０】ステップ４０１で二次空気の供給条件が成
立していない場合には、ヒータにより触媒を加熱する必
要がないためステップ４２７と４２９とが実行される。
すなわち、ステップ４２７ではフラグＹＥＨＣ１とＹＥ
ＨＣ２とがともにリセットされ、ステップ４２９では点
火時期遅角量ＡＥＨＣ１がゼロに設定される。ここで、
フラグＹＥＨＣ１とＹＥＨＣ２はヒータ９ａ、９ｂの通
電制御フラグであり、ＹＥＨＣ１がセット（＝“１”）
されると別途実行されるルーチンにより半導体スイッチ
３０ａが導通（オン）されてヒータ９ａに通電がおこな
われる。また、ＹＥＨＣ２がセット（＝“１”）される
と別途実行されるルーチンにより半導体スイッチ３０ｂ
が導通してヒータ９ｂに通電がおこなわれる。ステップ
４２７ではＹＥＨＣ１とＹＥＨＣ２とはともにリセット
されるためヒータ９ａ、９ｂの通電はともに停止され
る。
立していない場合には、ヒータにより触媒を加熱する必
要がないためステップ４２７と４２９とが実行される。
すなわち、ステップ４２７ではフラグＹＥＨＣ１とＹＥ
ＨＣ２とがともにリセットされ、ステップ４２９では点
火時期遅角量ＡＥＨＣ１がゼロに設定される。ここで、
フラグＹＥＨＣ１とＹＥＨＣ２はヒータ９ａ、９ｂの通
電制御フラグであり、ＹＥＨＣ１がセット（＝“１”）
されると別途実行されるルーチンにより半導体スイッチ
３０ａが導通（オン）されてヒータ９ａに通電がおこな
われる。また、ＹＥＨＣ２がセット（＝“１”）される
と別途実行されるルーチンにより半導体スイッチ３０ｂ
が導通してヒータ９ｂに通電がおこなわれる。ステップ
４２７ではＹＥＨＣ１とＹＥＨＣ２とはともにリセット
されるためヒータ９ａ、９ｂの通電はともに停止され
る。
【００２１】また、ＡＥＨＣ１は気筒バンク１ａの点火
時期遅角量であり、ＡＥＨＣ１がゼロ以外の値にセット
されるとＥＣＵ２０はＡＥＨＣ１にセットされたクラン
ク角度だけ気筒バンク１ａの点火時期を遅角させる。ス
テップ４２９では、ＡＥＨＣがゼロにセットされるため
気筒バンク１ａの点火時期遅角は行わず、気筒バンク１
ａと１ｂの点火時期は同一にセットされる。
時期遅角量であり、ＡＥＨＣ１がゼロ以外の値にセット
されるとＥＣＵ２０はＡＥＨＣ１にセットされたクラン
ク角度だけ気筒バンク１ａの点火時期を遅角させる。ス
テップ４２９では、ＡＥＨＣがゼロにセットされるため
気筒バンク１ａの点火時期遅角は行わず、気筒バンク１
ａと１ｂの点火時期は同一にセットされる。
【００２２】一方、ステップ４０１でフラグＸＡＩＲが
セットされていた場合にはステップ４０３に進み、電圧
計１７の出力からバッテリ１４の端子電圧ＢＡＴが所定
値（例えば、１１ボルト）以上か否かが判定される。前
述のように、バッテリ電圧ＢＡＴが所定値より低い場合
には全部のヒータに通電するとヒータの発熱量が不充分
になったり始動後の運転状態が不安定になるおそれがあ
るため、ステップ４１９に進みバッテリ１４の履歴を表
すフラグＸＢＴをセット（ＸＢＴ＝“１”）してステッ
プ４２１から４２５を実行する。
セットされていた場合にはステップ４０３に進み、電圧
計１７の出力からバッテリ１４の端子電圧ＢＡＴが所定
値（例えば、１１ボルト）以上か否かが判定される。前
述のように、バッテリ電圧ＢＡＴが所定値より低い場合
には全部のヒータに通電するとヒータの発熱量が不充分
になったり始動後の運転状態が不安定になるおそれがあ
るため、ステップ４１９に進みバッテリ１４の履歴を表
すフラグＸＢＴをセット（ＸＢＴ＝“１”）してステッ
プ４２１から４２５を実行する。
【００２３】ここで、バッテリの履歴フラグＸＢＴは機
関始動時にイグニッションスイッチがオンされるとリセ
ット（＝“０”）され、ステップ４０３でバッテリ電圧
が所定値（例えば１１ボルト）以下と判断されるとセッ
ト（＝“１”）される（ステップ４１９）。すなわち、
フラグＸＢＴは、バッテリ電圧が低下して一旦セットさ
れると、次回の機関始動時までセットされたままにな
る。
関始動時にイグニッションスイッチがオンされるとリセ
ット（＝“０”）され、ステップ４０３でバッテリ電圧
が所定値（例えば１１ボルト）以下と判断されるとセッ
ト（＝“１”）される（ステップ４１９）。すなわち、
フラグＸＢＴは、バッテリ電圧が低下して一旦セットさ
れると、次回の機関始動時までセットされたままにな
る。
【００２４】ステップ４０３でバッテリ電圧ＢＡＴが所
定値（１１ボルト）以上であった場合にはステップ４０
５と４０７で他のヒータ通電条件が成立しているか否か
が判断される。本実施例では、ヒータ９ａ、９ｂへの通
電は機関始動後所定の期間だけ行われ、始動後の機関吸
入空気量積算値ＴＧＡが所定値ＴＧＡ0 以上になった場
合（ステップ４０５）、または機関始動後一定時間（例
えば１０秒）が経過した場合（ステップ４０７）に終了
する。始動後の機関吸入空気量の積算値をヒータ通電実
行条件としているのは、機関吸入空気量は機関負荷、す
なわち単位時間当たりに機関が発生する熱量に比例する
と考えられるため、機関吸入空気量の積算値を監視する
ことにより排気を通じて機関から触媒に与えられる熱量
が判定できるためである。すなわち、ステップ４０５で
空気量積算値が所定値以上になった場合には触媒が排気
により十分に加熱されていると考えられるのでヒータの
通電は停止される。なお、吸入空気量の積算値ＴＧＡは
別途実行されるルーチンによりエアフローメータの出力
信号を積算することにより算出される。また、始動後一
定時間以上ヒータ通電を行った場合（ステップ４０７）
にも、同様に触媒の温度が十分に上昇していると考えら
れるためヒータの通電は停止される。
定値（１１ボルト）以上であった場合にはステップ４０
５と４０７で他のヒータ通電条件が成立しているか否か
が判断される。本実施例では、ヒータ９ａ、９ｂへの通
電は機関始動後所定の期間だけ行われ、始動後の機関吸
入空気量積算値ＴＧＡが所定値ＴＧＡ0 以上になった場
合（ステップ４０５）、または機関始動後一定時間（例
えば１０秒）が経過した場合（ステップ４０７）に終了
する。始動後の機関吸入空気量の積算値をヒータ通電実
行条件としているのは、機関吸入空気量は機関負荷、す
なわち単位時間当たりに機関が発生する熱量に比例する
と考えられるため、機関吸入空気量の積算値を監視する
ことにより排気を通じて機関から触媒に与えられる熱量
が判定できるためである。すなわち、ステップ４０５で
空気量積算値が所定値以上になった場合には触媒が排気
により十分に加熱されていると考えられるのでヒータの
通電は停止される。なお、吸入空気量の積算値ＴＧＡは
別途実行されるルーチンによりエアフローメータの出力
信号を積算することにより算出される。また、始動後一
定時間以上ヒータ通電を行った場合（ステップ４０７）
にも、同様に触媒の温度が十分に上昇していると考えら
れるためヒータの通電は停止される。
【００２５】一方、ステップ４０５、４０７で通電実行
条件が成立していた場合にはステップ４０９で前述のバ
ッテリ履歴フラグＸＢＴの値が判定され、ＸＢＴがセッ
トされていない場合（ＸＢＴ＝“０”）には、すなわち
過去にバッテリ電圧が所定値より低下したことがなく、
かつ現在も所定値以上である場合にはステップ４１１、
４１３でヒータ通電フラグＹＥＨＣ１とＹＥＨＣ２の両
方がセットされ、ヒータ９ａ、９ｂの両方に通電が行わ
れる。
条件が成立していた場合にはステップ４０９で前述のバ
ッテリ履歴フラグＸＢＴの値が判定され、ＸＢＴがセッ
トされていない場合（ＸＢＴ＝“０”）には、すなわち
過去にバッテリ電圧が所定値より低下したことがなく、
かつ現在も所定値以上である場合にはステップ４１１、
４１３でヒータ通電フラグＹＥＨＣ１とＹＥＨＣ２の両
方がセットされ、ヒータ９ａ、９ｂの両方に通電が行わ
れる。
【００２６】また、ステップ４０９でＸＢＴがセットさ
れていた場合（ＸＢＴ＝“１”）にはステップ４１３の
みが実行されフラグＹＥＨＣ２のみがセットされる。後
述するようにステップ４１９でフラグＸＢＴがセットさ
れた場合には、必ずステップ４２５でフラグＹＥＨＣ１
はリセットされる。従って、ここではステップ４０９か
ら４１３の実行により、ヒータ９ａのみが通電されるこ
とになる。すなわち、現在のバッテリ電圧ＢＡＴが所定
値以上（ステップ４０３）であっても、過去にバッテリ
電圧ＢＡＴが所定値より低下したことがある場合（ステ
ップ４０９でＸＢＴ＝“１”）にはヒータ９ａの通電は
行わない。これは、過去に両方のヒータに通電したとき
にバッテリ電圧が所定値以下に低下したバッテリ履歴が
あるため、現在バッテリ電圧が回復していても、再度両
方のヒータに通電した場合にはバッテリ電圧が低下する
可能性が極めて大きいからである。
れていた場合（ＸＢＴ＝“１”）にはステップ４１３の
みが実行されフラグＹＥＨＣ２のみがセットされる。後
述するようにステップ４１９でフラグＸＢＴがセットさ
れた場合には、必ずステップ４２５でフラグＹＥＨＣ１
はリセットされる。従って、ここではステップ４０９か
ら４１３の実行により、ヒータ９ａのみが通電されるこ
とになる。すなわち、現在のバッテリ電圧ＢＡＴが所定
値以上（ステップ４０３）であっても、過去にバッテリ
電圧ＢＡＴが所定値より低下したことがある場合（ステ
ップ４０９でＸＢＴ＝“１”）にはヒータ９ａの通電は
行わない。これは、過去に両方のヒータに通電したとき
にバッテリ電圧が所定値以下に低下したバッテリ履歴が
あるため、現在バッテリ電圧が回復していても、再度両
方のヒータに通電した場合にはバッテリ電圧が低下する
可能性が極めて大きいからである。
【００２７】なお、上記によりヒータ９ａの通電を停止
したにもかかわらず、バッテリ電圧ＢＡＴが所定値より
低下した場合、すなわち次回ルーチン実行時にステップ
４０３、４１９が実行され、さらにステップ４２１でＹ
ＥＨＣ１がリセット（＝“０”）されていると判定され
た場合にはステップ４２３でヒータ９ａへの通電を停止
してもまだヒータ９ｂに充分な電力供給を行うことがで
きないためヒータ９ｂへの通電も停止される。すなわ
ち、バッテリ電圧低下時には、先ずヒータ９ａへの通電
を停止し（ＹＥＨＣ１←“０”）、それでもバッテリ電
圧が上昇しない場合にはヒータ９ｂでも充分な昇温が期
待できないので、ヒータ９ｂへの通電も停止して（ＹＥ
ＨＣ２←“０”）バッテリを保護する。
したにもかかわらず、バッテリ電圧ＢＡＴが所定値より
低下した場合、すなわち次回ルーチン実行時にステップ
４０３、４１９が実行され、さらにステップ４２１でＹ
ＥＨＣ１がリセット（＝“０”）されていると判定され
た場合にはステップ４２３でヒータ９ａへの通電を停止
してもまだヒータ９ｂに充分な電力供給を行うことがで
きないためヒータ９ｂへの通電も停止される。すなわ
ち、バッテリ電圧低下時には、先ずヒータ９ａへの通電
を停止し（ＹＥＨＣ１←“０”）、それでもバッテリ電
圧が上昇しない場合にはヒータ９ｂでも充分な昇温が期
待できないので、ヒータ９ｂへの通電も停止して（ＹＥ
ＨＣ２←“０”）バッテリを保護する。
【００２８】ステップ４１５は気筒バンク１ａの点火時
期遅角条件の判断を示す。すなわち、ヒータ９ａの通電
が停止されており（ＹＥＨＣ１＝“０”）かつ、ヒータ
９ｂの通電が行われている場合（ＹＥＨＣ２＝“１”）
のみステップ４１７で気筒バンク１ａの点火時期遅角量
ＡＥＨＣ１が所定値（例えばクランク角度で２０度）に
セットされる。これにより気筒バンク１ａの点火時期の
みが所定量遅角され、ヒータに通電を停止した側の触媒
に流入する排気の温度が上昇する。
期遅角条件の判断を示す。すなわち、ヒータ９ａの通電
が停止されており（ＹＥＨＣ１＝“０”）かつ、ヒータ
９ｂの通電が行われている場合（ＹＥＨＣ２＝“１”）
のみステップ４１７で気筒バンク１ａの点火時期遅角量
ＡＥＨＣ１が所定値（例えばクランク角度で２０度）に
セットされる。これにより気筒バンク１ａの点火時期の
みが所定量遅角され、ヒータに通電を停止した側の触媒
に流入する排気の温度が上昇する。
【００２９】次に、本発明の別の実施例について説明す
る。上記実施例ではバッテリ電圧低下時に一方の電気ヒ
ータ９ａへの通電を完全に停止しているが、バッテリの
状態、劣化程度等によってはヒータ９ａへの通電を完全
に停止しないでも定格より少ない電流なら流すことがで
きる場合がある。このような場合、排気温度を上昇させ
るとともに、バッテリが許容できる範囲の電流をヒータ
９ａにも流すことにより触媒７ａの昇温をさらに加速す
ることができる。
る。上記実施例ではバッテリ電圧低下時に一方の電気ヒ
ータ９ａへの通電を完全に停止しているが、バッテリの
状態、劣化程度等によってはヒータ９ａへの通電を完全
に停止しないでも定格より少ない電流なら流すことがで
きる場合がある。このような場合、排気温度を上昇させ
るとともに、バッテリが許容できる範囲の電流をヒータ
９ａにも流すことにより触媒７ａの昇温をさらに加速す
ることができる。
【００３０】図５は上記のように、バッテリの状態に応
じてヒータ９ａにも通電を行うようにしたヒータ通電制
御動作のフローチャートの例を示している。本実施例で
はＥＣＵ２０からの信号により半導体スイッチ３０ａを
パルス状にオン／オフ制御し、スイッチ３１ａのデュー
ティ比（オン時間とオフ時間との合計に占めるオン時間
の割合）を変化させることによりヒータ９ａへの通電電
流を低下させる。なお、半導体スイッチ３０ｂについて
はデューティ制御は行わず図４と同様に通常のオン／オ
フ制御を行う。
じてヒータ９ａにも通電を行うようにしたヒータ通電制
御動作のフローチャートの例を示している。本実施例で
はＥＣＵ２０からの信号により半導体スイッチ３０ａを
パルス状にオン／オフ制御し、スイッチ３１ａのデュー
ティ比（オン時間とオフ時間との合計に占めるオン時間
の割合）を変化させることによりヒータ９ａへの通電電
流を低下させる。なお、半導体スイッチ３０ｂについて
はデューティ制御は行わず図４と同様に通常のオン／オ
フ制御を行う。
【００３１】図５の実施例では、図４の実施例のステッ
プ４２５がステップ５２５から５３１に置き代えられて
いる点が図４の実施例と相違する。以下、相違する点に
ついてのみ説明する。図５において、ステップ４０１で
バッテリ電圧が所定値以下の場合には図４と同様ステッ
プ４１９から４２３の実行後、ステップ５２５で半導体
スイッチ３０ａのデューティ比ＤＴ１が所定値αだけ低
減される。ここで、デューティ比ＤＴ１は機関始動時に
は1.0 にセットされている。すなわち、本実施例ではス
テップ４０３でバッテリ電圧が所定値（例えば１１ボル
ト）以下になっているかぎり、ルーチン実行毎にデュー
ティ比ＤＴ１は一定値αずつ減少する。これにより、ヒ
ータ９ａへの通電電流はルーチン実行毎に減少し、それ
に応じて負荷が減少するためバッテリ電圧が上昇して行
くことになる。
プ４２５がステップ５２５から５３１に置き代えられて
いる点が図４の実施例と相違する。以下、相違する点に
ついてのみ説明する。図５において、ステップ４０１で
バッテリ電圧が所定値以下の場合には図４と同様ステッ
プ４１９から４２３の実行後、ステップ５２５で半導体
スイッチ３０ａのデューティ比ＤＴ１が所定値αだけ低
減される。ここで、デューティ比ＤＴ１は機関始動時に
は1.0 にセットされている。すなわち、本実施例ではス
テップ４０３でバッテリ電圧が所定値（例えば１１ボル
ト）以下になっているかぎり、ルーチン実行毎にデュー
ティ比ＤＴ１は一定値αずつ減少する。これにより、ヒ
ータ９ａへの通電電流はルーチン実行毎に減少し、それ
に応じて負荷が減少するためバッテリ電圧が上昇して行
くことになる。
【００３２】このバッテリ電圧の上昇により、ある程度
までヒータ９ａへの通電電流を低下した時点でバッテリ
電圧が所定値以上になると、以後ステップ４０５以下が
実行されるため半導体スイッチ３０ａのデューティ比は
その時点の値に保持され、ヒータ９ａへの通電電流はは
そのデューティ比に対応した一定の値になる。一方、バ
ッテリの性能が劣化している場合はステップ５２５の実
行によりデューティ比ＤＴ１は減少し続ける。これによ
りデューティ比ＤＴ１がゼロ以下になった場合にはステ
ップ５２７から５３１でデューティ比ＤＴ１の値がＤＴ
＝０でガードされ（ステップ５３１）スイッチ３０ａは
オフに保持されるとともに、フラグＹＥＨＣ１がリセッ
トされる（ステップ５２９）。これによりヒータ９ａへ
の通電は停止される。また、ヒータ９ａへの通電の停止
によってもバッテリ電圧が所定値以上に上昇しない場合
にはヒータ９ｂへの通電も停止される点は図４と同様で
ある。
までヒータ９ａへの通電電流を低下した時点でバッテリ
電圧が所定値以上になると、以後ステップ４０５以下が
実行されるため半導体スイッチ３０ａのデューティ比は
その時点の値に保持され、ヒータ９ａへの通電電流はは
そのデューティ比に対応した一定の値になる。一方、バ
ッテリの性能が劣化している場合はステップ５２５の実
行によりデューティ比ＤＴ１は減少し続ける。これによ
りデューティ比ＤＴ１がゼロ以下になった場合にはステ
ップ５２７から５３１でデューティ比ＤＴ１の値がＤＴ
＝０でガードされ（ステップ５３１）スイッチ３０ａは
オフに保持されるとともに、フラグＹＥＨＣ１がリセッ
トされる（ステップ５２９）。これによりヒータ９ａへ
の通電は停止される。また、ヒータ９ａへの通電の停止
によってもバッテリ電圧が所定値以上に上昇しない場合
にはヒータ９ｂへの通電も停止される点は図４と同様で
ある。
【００３３】なお、上記実施例ではヒータ９ａへの通電
制限時にはいずれも点火時期遅角により気筒バンク１ａ
からの排気温度を上昇させているが、点火時期遅角によ
らず、気筒バンク１ａへの燃料噴射量を低減して気筒バ
ンク１ａ側のみの燃焼空燃比をリーン空燃比に移行させ
ることによっても排気温度を上昇させることができる。
図６は燃料噴射量制御により排気温度を上昇させる場合
のヒータ通電制御動作を示すフローチャートである。図
６ではヒータ９ａの通電制限の実行に応じてリーン空燃
比フラグＦＬのセット（ステップ６１７）、リセット
（ステップ６２９）が行われる点が図４の実施例と相違
している。リーン空燃比フラグＦＬがセットされるとＥ
ＣＵ２０により実行される後述の燃料噴射量演算ルーチ
ンにより、気筒バンク１ａの各気筒への燃料噴射量が低
減され、空燃比がリーンに移行するため気筒バンク１ａ
側の排気温度が上昇する。なお、図６のフローチャート
の他のステップの動作は図４と同一である。
制限時にはいずれも点火時期遅角により気筒バンク１ａ
からの排気温度を上昇させているが、点火時期遅角によ
らず、気筒バンク１ａへの燃料噴射量を低減して気筒バ
ンク１ａ側のみの燃焼空燃比をリーン空燃比に移行させ
ることによっても排気温度を上昇させることができる。
図６は燃料噴射量制御により排気温度を上昇させる場合
のヒータ通電制御動作を示すフローチャートである。図
６ではヒータ９ａの通電制限の実行に応じてリーン空燃
比フラグＦＬのセット（ステップ６１７）、リセット
（ステップ６２９）が行われる点が図４の実施例と相違
している。リーン空燃比フラグＦＬがセットされるとＥ
ＣＵ２０により実行される後述の燃料噴射量演算ルーチ
ンにより、気筒バンク１ａの各気筒への燃料噴射量が低
減され、空燃比がリーンに移行するため気筒バンク１ａ
側の排気温度が上昇する。なお、図６のフローチャート
の他のステップの動作は図４と同一である。
【００３４】図７は、ＥＣＵ２０により所定クランク回
転角（例えば３６０度毎）に実行される燃料噴射量演算
ルーチンである。本実施例では気筒バンク１ａと１ｂの
気筒の燃料噴射量ＴＡＵ１、ＴＡＵ２は別々に設定さ
れ、気筒バンク１ａと１ｂの燃料噴射弁からの燃料噴射
量はそれぞれ独立して制御される。図７においてルーチ
ンがスタートすると、ステップ７０１では、吸入空気量
データＱ及び回転速度データＮｅ がそれぞれ機関１の
吸気通路に設けられたエアフローメータと、機関１の回
転数センサとから読み込まれ、基本噴射量ＴＡＵＰ（Ｔ
ＡＵＰは理論空燃比を得る噴射時間）が演算される。本
実施例では、基本噴射量ＴＡＵＰはたとえばＴＡＵＰ←
α・Ｑ／Ｎｅ （αは定数）として演算される。次い
で、ステップ７０３では、気筒バンク１ｂの最終燃料噴
射量ＴＡＵ２が、ＴＡＵ２←ＴＡＵＰ・β＋γにより演
算される。ここで、β，γは運転状態パラメータによっ
て定まる補正量である。
転角（例えば３６０度毎）に実行される燃料噴射量演算
ルーチンである。本実施例では気筒バンク１ａと１ｂの
気筒の燃料噴射量ＴＡＵ１、ＴＡＵ２は別々に設定さ
れ、気筒バンク１ａと１ｂの燃料噴射弁からの燃料噴射
量はそれぞれ独立して制御される。図７においてルーチ
ンがスタートすると、ステップ７０１では、吸入空気量
データＱ及び回転速度データＮｅ がそれぞれ機関１の
吸気通路に設けられたエアフローメータと、機関１の回
転数センサとから読み込まれ、基本噴射量ＴＡＵＰ（Ｔ
ＡＵＰは理論空燃比を得る噴射時間）が演算される。本
実施例では、基本噴射量ＴＡＵＰはたとえばＴＡＵＰ←
α・Ｑ／Ｎｅ （αは定数）として演算される。次い
で、ステップ７０３では、気筒バンク１ｂの最終燃料噴
射量ＴＡＵ２が、ＴＡＵ２←ＴＡＵＰ・β＋γにより演
算される。ここで、β，γは運転状態パラメータによっ
て定まる補正量である。
【００３５】次いで、ステップ７０５では図６のルーチ
ンでセット／リセットされるリーン空燃比フラグＦＬの
値が判定され、ＦＬがセットされていない場合（ＦＬ＝
“０”）にはステップ７０９に進み気筒バンク１ａの燃
料噴射量ＴＡＵ１をＴＡＵ２と同一の値にセットする。
これにより、気筒１ａ、１ｂの燃料噴射量は同一にセッ
トされる。一方、ＦＬがセットされている場合にはステ
ップ７０７に進み、気筒バンク１ｂの燃料噴射量ＴＡＵ
１は、例えば、ＴＡＵ１←ＴＡＵ２・Ｋとして演算され
る。ここでＫは1.0 より小さい定数である。これによ
り、気筒バンク１ａの燃料噴射量が低減され、気筒バン
ク１ａの空燃比はは気筒バンク１ｂの空燃比よりリーン
側に移行する。次いで、ステップ７１１では上記により
演算したＴＡＵ１、ＴＡＵ２をＲＡＭ２３に格納してル
ーチンを終了する。
ンでセット／リセットされるリーン空燃比フラグＦＬの
値が判定され、ＦＬがセットされていない場合（ＦＬ＝
“０”）にはステップ７０９に進み気筒バンク１ａの燃
料噴射量ＴＡＵ１をＴＡＵ２と同一の値にセットする。
これにより、気筒１ａ、１ｂの燃料噴射量は同一にセッ
トされる。一方、ＦＬがセットされている場合にはステ
ップ７０７に進み、気筒バンク１ｂの燃料噴射量ＴＡＵ
１は、例えば、ＴＡＵ１←ＴＡＵ２・Ｋとして演算され
る。ここでＫは1.0 より小さい定数である。これによ
り、気筒バンク１ａの燃料噴射量が低減され、気筒バン
ク１ａの空燃比はは気筒バンク１ｂの空燃比よりリーン
側に移行する。次いで、ステップ７１１では上記により
演算したＴＡＵ１、ＴＡＵ２をＲＡＭ２３に格納してル
ーチンを終了する。
【００３６】これにより、別途実行される燃料噴射ルー
チンで気筒バンク１ａ、１ｂの燃料噴射弁が、それぞれ
ＴＡＵ１、ＴＡＵ２に相当する時間開弁され燃料噴射が
行われる。ところで、本発明では機関の運転状態が不安
定になることを防止するため、通電を制限するヒータの
配置された排気通路に対応する気筒のみ排気温度を上昇
させているが、例えばアイドルスピードコントロール
（ＩＳＣ）装置を備えた機関では、バッテリ電圧低下時
に機関に供給される空気量を増大して機関回転数を上昇
させることにより、機関運転状態が不安定化することな
く全気筒の排気温度を上昇させることが可能である。
チンで気筒バンク１ａ、１ｂの燃料噴射弁が、それぞれ
ＴＡＵ１、ＴＡＵ２に相当する時間開弁され燃料噴射が
行われる。ところで、本発明では機関の運転状態が不安
定になることを防止するため、通電を制限するヒータの
配置された排気通路に対応する気筒のみ排気温度を上昇
させているが、例えばアイドルスピードコントロール
（ＩＳＣ）装置を備えた機関では、バッテリ電圧低下時
に機関に供給される空気量を増大して機関回転数を上昇
させることにより、機関運転状態が不安定化することな
く全気筒の排気温度を上昇させることが可能である。
【００３７】図８は、ＩＳＣ装置の構成の概略を示す図
である。図８において８１は内燃機関、８２は内燃機関
８１の吸気通路、８３は吸気通路に配置されたスロット
ル弁、８４はエアフローメータ、８５はサージタンクを
示す。また、８６はスロットル弁８３をバイパスしてス
ロットル弁８３とエアフローメータ８４の間の吸気通路
とサージタンク８５とを接続するバイパス通路である。
バイパス通路８６には、ステッパモータ等のアクチュエ
ータ８７により駆動されるＩＳＣ弁８８が設けられてい
る。また、ＩＳＣ弁８８のアクチュエータ８７はＥＣＵ
２０の出力ポートに接続されており、ＥＣＵ２０からの
制御信号によりアクチュエータ８７をかいしてＩＳＣ弁
８８の開度を制御することによりスロットル弁８３とは
独立して機関吸入空気量が制御される。
である。図８において８１は内燃機関、８２は内燃機関
８１の吸気通路、８３は吸気通路に配置されたスロット
ル弁、８４はエアフローメータ、８５はサージタンクを
示す。また、８６はスロットル弁８３をバイパスしてス
ロットル弁８３とエアフローメータ８４の間の吸気通路
とサージタンク８５とを接続するバイパス通路である。
バイパス通路８６には、ステッパモータ等のアクチュエ
ータ８７により駆動されるＩＳＣ弁８８が設けられてい
る。また、ＩＳＣ弁８８のアクチュエータ８７はＥＣＵ
２０の出力ポートに接続されており、ＥＣＵ２０からの
制御信号によりアクチュエータ８７をかいしてＩＳＣ弁
８８の開度を制御することによりスロットル弁８３とは
独立して機関吸入空気量が制御される。
【００３８】図９は上記ＩＳＣ弁８８による機関回転数
上昇を行う場合のヒータ通電制御動作を示すフローチャ
ートの例を示す。図９のフローチャートは図４と略同一
であるが、ステップ９１７と９２９とで点火時期遅角量
ＡＥＨＣ１を設定する代わりに、ＩＳＣフラグＦＩＳＣ
のセット／リセットを行うようにした点が相違してい
る。図９においてＩＳＣフラグがセット（ＦＩＳＣ＝
“１”）されると（ステップ９１７）、ＥＣＵ２０はス
テッパモータ８７の設定ステップを所定量増大してＩＳ
Ｃ弁８８の開度を増大する。これにより、機関吸入空気
量が増大するため機関回転数が上昇し機関全体の排気温
度が上昇する。
上昇を行う場合のヒータ通電制御動作を示すフローチャ
ートの例を示す。図９のフローチャートは図４と略同一
であるが、ステップ９１７と９２９とで点火時期遅角量
ＡＥＨＣ１を設定する代わりに、ＩＳＣフラグＦＩＳＣ
のセット／リセットを行うようにした点が相違してい
る。図９においてＩＳＣフラグがセット（ＦＩＳＣ＝
“１”）されると（ステップ９１７）、ＥＣＵ２０はス
テッパモータ８７の設定ステップを所定量増大してＩＳ
Ｃ弁８８の開度を増大する。これにより、機関吸入空気
量が増大するため機関回転数が上昇し機関全体の排気温
度が上昇する。
【００３９】なお、上記に本発明をＶ型機関について適
用した場合を例にとって説明したが、本発明は上記実施
例に限定されるわけではなく、他の形式の機関にも適用
可能である。例えば、直列気筒型機関においても、複数
の気筒グループ毎に独立した排気通路を有し、それぞれ
の排気通路にヒータ付触媒を配置したような場合にも本
発明は適用可能である。また、上記実施例では、２つの
排気通路を有する機関に例をとって説明したが、本発明
は３つ以上の排気通路を有する機関についても同様に適
用可能である。
用した場合を例にとって説明したが、本発明は上記実施
例に限定されるわけではなく、他の形式の機関にも適用
可能である。例えば、直列気筒型機関においても、複数
の気筒グループ毎に独立した排気通路を有し、それぞれ
の排気通路にヒータ付触媒を配置したような場合にも本
発明は適用可能である。また、上記実施例では、２つの
排気通路を有する機関に例をとって説明したが、本発明
は３つ以上の排気通路を有する機関についても同様に適
用可能である。
【００４０】さらに、上記実施例では排気温度を上昇さ
せる手段として、点火時期遅角、空燃比のリーン側移
行、機関回転数上昇の３つについて説明したが他の方法
により排気温度上昇を行ってもよく、また、上記方法の
２つ以上を併用してもよい。例えば、点火時期遅角を行
うと機関回転数は低下する傾向になり、機関の運転状態
（特にアイドル運転時）が不安定になるとともに、回転
数低下によりオルタネータの発電量が低下するためバッ
テリの負荷が増大する傾向があるが、これを補うために
同時にＩＳＣによる機関回転数の上昇をおこなうことも
可能である。
せる手段として、点火時期遅角、空燃比のリーン側移
行、機関回転数上昇の３つについて説明したが他の方法
により排気温度上昇を行ってもよく、また、上記方法の
２つ以上を併用してもよい。例えば、点火時期遅角を行
うと機関回転数は低下する傾向になり、機関の運転状態
（特にアイドル運転時）が不安定になるとともに、回転
数低下によりオルタネータの発電量が低下するためバッ
テリの負荷が増大する傾向があるが、これを補うために
同時にＩＳＣによる機関回転数の上昇をおこなうことも
可能である。
【００４１】また、本発明を直接構成するものではない
が、電源電圧が充分に高く全部の電気ヒータに通電を行
う場合に、機関全体の点火時期遅角とＩＳＣによる回転
数上昇とを同時に行いアイドル状態の安定化とオルタネ
ータの発電量の確保とを行いながら排気温度上昇により
触媒の昇温を促進することもできる。図１０は通常の電
気ヒータ加熱時に上記点火時期遅角とＩＳＣ制御とを行
う場合のフローチャートの例を示す。図１０は、自動変
速機付車両用エンジンに上記を適用した場合についての
もので、簡単のためにバッテリ電圧低下時のヒータ通電
制御を行わない場合について示している。
が、電源電圧が充分に高く全部の電気ヒータに通電を行
う場合に、機関全体の点火時期遅角とＩＳＣによる回転
数上昇とを同時に行いアイドル状態の安定化とオルタネ
ータの発電量の確保とを行いながら排気温度上昇により
触媒の昇温を促進することもできる。図１０は通常の電
気ヒータ加熱時に上記点火時期遅角とＩＳＣ制御とを行
う場合のフローチャートの例を示す。図１０は、自動変
速機付車両用エンジンに上記を適用した場合についての
もので、簡単のためにバッテリ電圧低下時のヒータ通電
制御を行わない場合について示している。
【００４２】図１０の例では、電気ヒータ通電時には、
自動変速機のシフトがニュートラル位置にある場合のみ
点火時期の遅角とＩＳＣ弁による吸気量増大とを行い、
自動変速機がニュートラル以外の位置にシフトされてい
る場合には点火時期、ＩＳＣとも通常の制御に復帰させ
ている。これは、点火時期を遅角させたままで車両走行
状態になると出力低下による運転性の悪化が生じる場合
があるからである。
自動変速機のシフトがニュートラル位置にある場合のみ
点火時期の遅角とＩＳＣ弁による吸気量増大とを行い、
自動変速機がニュートラル以外の位置にシフトされてい
る場合には点火時期、ＩＳＣとも通常の制御に復帰させ
ている。これは、点火時期を遅角させたままで車両走行
状態になると出力低下による運転性の悪化が生じる場合
があるからである。
【００４３】図１０において、ステップ１００１と１０
０３は図４、ステップ４０１、４０５と同様なヒータ通
電実行条件の判定を示す。また、ステップ１００５では
車両が停止状態にあるか否か（例えば、車両速度が５Km
/h以下か否か）の判断を示す。車両が走行状態にある時
は前述のように運転性の悪化を避けるためにヒータ通電
は行わない。上記条件が成立した場合にはステップ１０
０７でフラグＹＥＨＣをセットして全部の電気ヒータに
通電を行い、ステップ１００９で点火時期遅角量ＡＥＨ
Ｃを所定値ＡＥＨＫにセットするとともに、ステップ１
０１１でＩＳＣ弁８８のステッパモータ８７の設定ステ
ップの増大量ＰＥＨＣを所定量ＰＥＨＫにセットする。
これにより、点火時期の遅角による回転数の低下と吸入
空気量増大による回転数上昇とが相殺される。また、ス
テップ１０１３では自動変速機がニュートラル位置にシ
フトされているか否かを判断し、ニュートラル以外の位
置にシフトされている場合にはステップ１０１５と１０
１７とにより点火時期遅角量ＡＥＨＣとステッパモータ
の設定ステップの増大量ＰＥＨＣとをゼロに減少させ
る。
０３は図４、ステップ４０１、４０５と同様なヒータ通
電実行条件の判定を示す。また、ステップ１００５では
車両が停止状態にあるか否か（例えば、車両速度が５Km
/h以下か否か）の判断を示す。車両が走行状態にある時
は前述のように運転性の悪化を避けるためにヒータ通電
は行わない。上記条件が成立した場合にはステップ１０
０７でフラグＹＥＨＣをセットして全部の電気ヒータに
通電を行い、ステップ１００９で点火時期遅角量ＡＥＨ
Ｃを所定値ＡＥＨＫにセットするとともに、ステップ１
０１１でＩＳＣ弁８８のステッパモータ８７の設定ステ
ップの増大量ＰＥＨＣを所定量ＰＥＨＫにセットする。
これにより、点火時期の遅角による回転数の低下と吸入
空気量増大による回転数上昇とが相殺される。また、ス
テップ１０１３では自動変速機がニュートラル位置にシ
フトされているか否かを判断し、ニュートラル以外の位
置にシフトされている場合にはステップ１０１５と１０
１７とにより点火時期遅角量ＡＥＨＣとステッパモータ
の設定ステップの増大量ＰＥＨＣとをゼロに減少させ
る。
【００４４】なお、点火時期遅角量ＡＥＨＣの設定値Ａ
ＥＨＫとステッパモータの設定ステップ増大量ＰＥＨＣ
の設定値ＰＥＨＫとは一定値にするのではなく、機関運
転条件に応じて決定するようにしてもよい。図１１
（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、ＡＥＨＫとＰＥＨＫとの設
定例を示す。図１１の例ではＡＥＨＣは機関冷却水温度
ＴＨＷに応じて設定され、ＰＥＨＫは上記により設定さ
れたＡＥＨＫの値に応じて決定される。このように、点
火時期遅角と吸入空気量の増大とを同時に制御すること
により排気温度の上昇によりヒータ通電時の触媒温度上
昇が促進されるとともに、点火時期の変更と吸入空気量
の変更とによる機関回転数の増減が相殺されるため、機
関回転数は一定に保持され、自動変速機のシフト操作時
の機関回転数変動を防止することができる。
ＥＨＫとステッパモータの設定ステップ増大量ＰＥＨＣ
の設定値ＰＥＨＫとは一定値にするのではなく、機関運
転条件に応じて決定するようにしてもよい。図１１
（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、ＡＥＨＫとＰＥＨＫとの設
定例を示す。図１１の例ではＡＥＨＣは機関冷却水温度
ＴＨＷに応じて設定され、ＰＥＨＫは上記により設定さ
れたＡＥＨＫの値に応じて決定される。このように、点
火時期遅角と吸入空気量の増大とを同時に制御すること
により排気温度の上昇によりヒータ通電時の触媒温度上
昇が促進されるとともに、点火時期の変更と吸入空気量
の変更とによる機関回転数の増減が相殺されるため、機
関回転数は一定に保持され、自動変速機のシフト操作時
の機関回転数変動を防止することができる。
【００４５】
【発明の効果】本発明は、上述のように、電源電圧低下
時に一部の電気的加熱手段への電力供給を低下させると
ともに、電力供給が低下せしめられた電気的加熱手段が
配置された排気通路に流入する排気温度を上昇させるよ
うにしたことにより、機関始動後の運転状態の不安定化
を防止しながら触媒の温度上昇を促進し、機関始動時の
排気エミッションを向上させることができる優れた効果
を奏する。
時に一部の電気的加熱手段への電力供給を低下させると
ともに、電力供給が低下せしめられた電気的加熱手段が
配置された排気通路に流入する排気温度を上昇させるよ
うにしたことにより、機関始動後の運転状態の不安定化
を防止しながら触媒の温度上昇を促進し、機関始動時の
排気エミッションを向上させることができる優れた効果
を奏する。
【図１】本発明の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例を説明する図である。
【図３】ヒータ付触媒の構造例を示す断面図である。
【図４】ヒータ通電制御の一例を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図５】ヒータ通電制御の一例を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図６】ヒータ通電制御の一例を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図７】燃料噴射量演算ルーチンの一例を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図８】ＩＳＣ装置の構成の概略を示す図である。
【図９】ヒータ通電制御の一例を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図１０】ヒータ通電制御の一例を示すフローチャート
である。
である。
【図１１】図１０の点火時期遅角量とＩＳＣ弁開度増大
量の設定値を示すマップである。
量の設定値を示すマップである。
１…内燃機関本体 １ａ、１ｂ…気筒バンク ３ａ、３ｂ…触媒コンバータ ４ａ、４ｂ…排気通路 ７ａ、７ｂ…ヒータ付触媒 ８ａ、８ｂ…主触媒 ９ａ、９ｂ電気ヒータ １３…電源 １４…バッテリ １５…オルタネータ ２０…電子制御ユニット（ＥＣＵ） １７…電圧計 ３０ａ、３０ｂ…半導体スイッチ ３２…点火回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｔ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｅ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01N 3/20 F01N 3/24 F01N 9/00 F02D 43/00 301 F02P 5/15
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の排気通路を有する内燃機関のそれ
ぞれの排気通路に排気浄化触媒と機関始動時に前記排気
浄化触媒を加熱する電気的加熱手段とを配置した通電加
熱式触媒コンバータにおいて、前記電気的加熱手段の電
源電圧が所定値以下となった場合に前記電気的加熱手段
のうち一部の電気的加熱手段に供給する電力を他の電気
的加熱手段に供給する電力より低下させる電力供給制限
手段と、前記電力供給が低下せしめられた電気的加熱手
段を配置した排気通路に流入する排気の温度を他の排気
通路に流入する排気の温度より上昇させる排気温度制御
手段とを備えたことを特徴とする通電加熱式触媒コンバ
ータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5159082A JP2996056B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 通電加熱式触媒コンバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5159082A JP2996056B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 通電加熱式触媒コンバータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0726945A JPH0726945A (ja) | 1995-01-27 |
| JP2996056B2 true JP2996056B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=15685838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5159082A Expired - Fee Related JP2996056B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 通電加熱式触媒コンバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2996056B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3322098B2 (ja) * | 1995-11-06 | 2002-09-09 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2009040191A (ja) * | 2007-08-08 | 2009-02-26 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | 車両用電源装置 |
| JP5644649B2 (ja) * | 2011-04-18 | 2014-12-24 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
| JP6520786B2 (ja) * | 2016-03-25 | 2019-05-29 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
| DE102021120997B4 (de) | 2021-08-12 | 2023-03-23 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Verfahren für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgasreinigungseinheit |
-
1993
- 1993-06-29 JP JP5159082A patent/JP2996056B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0726945A (ja) | 1995-01-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |