JP3077457B2

JP3077457B2 - 内燃機関の触媒暖機装置

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Publication number: JP3077457B2
Application number: JP05158851A
Authority: JP
Inventors: 比呂志田中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 2000-08-14
Anticipated expiration: 2015-08-14
Also published as: JPH0711945A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の触媒暖機装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】機関始動後できるだけ早い時期から未燃
ＨＣ，ＣＯを浄化するために機関始動後ただちに通電加
熱せしめられる通電加熱式触媒を機関排気通路内に配置
し、触媒の温度が未燃ＨＣ，ＣＯの酸化作用を促進しう
る活性化温度に達すると触媒上流の機関排気通路内に２
次空気を供給してこの２次空気により未燃ＨＣ，ＣＯを
浄化するようにした内燃機関が公知である（特開平５−
５９９４０号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが通電加熱式触
媒は大電力を必要とするために通電加熱式触媒が通電加
熱されているときに機関の運転に不必要な電気負荷に通
電するとバッテリ電圧が大巾に低下し、機関の運転が不
安定になってしまうという問題を生じる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、機関排気通路内に通電加熱式触媒
を配置して触媒を暖機すべきときに触媒を通電加熱する
ようにした内燃機関において、触媒の通電加熱作用が行
れているときに機関の運転に不必要な少くとも一部の電
気負荷へ通電すべき要求が出されたときにはその要求に
かかわらずに触媒の通電加熱作用を継続させつつ上述の
一部の電気負荷への通電を禁止する通電禁止手段を具備
している。

【０００５】

【作用】触媒を通電加熱しているときには機関の運転に
不必要な電気負荷への通電が禁止される。

【０００６】

【実施例】図１は本発明をＶ型８気筒内燃機関に適用し
た場合を示す。図１を参照するとＶ型８気筒内燃機関１
の各気筒は対応する吸気枝管２を介して共通の吸気ダク
ト３に連結され、各吸気枝管２には夫々対応する気筒の
吸気ポート内に向けて燃料を噴射するための燃料噴射弁
４が取付けられる。吸気ダクト３はエアフロメータ５を
介してエアクリーナ６に連結され、吸気ダクト３の入口
部にはスロットル弁７が配置される。また、このＶ型８
気筒内燃機関は一対の排気マニホルド８ａ，８ｂを具備
し、各排気マニホルド８ａ，８ｂは夫々対応する触媒コ
ンバータ９ａ，９ｂおよび排気管１０ａ，１０ｂを介し
て共通の触媒コンバータ１１に連結される。触媒コンバ
ータ９ａ，９ｂは同じ構造を有しており、図２に示され
るように触媒コンバータ９ａ，９ｂの入口部に配置され
た通電加熱式三元触媒１２ａ，１２ｂと、通電加熱式三
元触媒１２ａ，１２ｂの下流に配置された一対の主三元
触媒１３ａ，１３ｂとにより構成される。

【０００７】通電加熱式三元触媒１２ａ，１２ｂは図３
に示されるように中心電極１４ａ，１４ｂ周りに交互に
巻設された金属製薄板１５と金属製波形板１６とにより
構成され、これら金属製薄板１５および金属製波形板１
６上には三元触媒が担持されている。中心電極１４ａ，
１４ｂに電圧を印加すると金属製薄板１５および金属製
波形板１６内を中心部から外方に向けて電流が流れるた
めに金属製薄板１５および金属製波形板１６が発熱し、
斯くしてこれら金属製薄板１５および金属製波形板１６
により担持された三元触媒が加熱されることになる。従
ってこれら金属製薄板１５と金属製波形板１６はヒータ
の役目を果していることになる。なお、通電加熱式三元
触媒１２ａ，１２ｂには通電加熱式三元触媒１２ａ，１
２ｂの温度を検出するための温度センサ１７ａ，１７ｂ
が取付けられている。

【０００８】また、図１に示されるように内燃機関１は
２次空気供給用電動式エアポンプ１８を具備している。
このエアポンプ１８の吐出口は遮断弁１９を介して一対
の２次空気供給用分岐管２０ａ，２０ｂに連結され、各
分岐管２０ａ，２０ｂは夫々対応する触媒コンバータ９
ａ，９ｂ上流の排気マニホルド８ａ，８ｂ内に連結され
る。これら各分岐管２０ａ，２０ｂ内には夫々対応する
排気マニホルド８ａ，８ｂ内に向けてのみ流通可能な逆
止弁２１ａ，２１ｂが配置される。遮断弁１９の負圧ダ
イアフラム室２２は大気に連通可能な切換弁２３を介し
てスロットル弁７下流の吸気ダクト３内に連結されてい
る。負圧ダイアフラム室２２は通常切換弁２３を介して
大気に開放されており、このとき遮断弁１９は図１に示
されるように閉弁している。これに対して切換弁２３の
切換え作用により負圧ダイアフラム室２２が吸気ダクト
３内に連結されると遮断弁１９が開弁し、このときエア
ポンプ１８から吐出された２次空気が各排気マルホルド
８ａ，８ｂ内に供給される。

【０００９】電子制御ユニット３０はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス３１によって相互に接続
されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）３４、常時電源に接続されているバックアップＲ
ＡＭ３５、入力ポート３６および出力ポート３７を具備
する。機関１に取付けられたディストリビュータ３８に
は機関回転数を表わす出力パルスを発生する回転数セン
サ３９が取付けられ、回転数センサ３９の出力パルスが
入力ポート３６に入力される。エアフロメータ５は吸入
空気量に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧が対
応したＡＤ変換器４０を介して入力ポート３６に入力さ
れる。機関１には機関冷却水温に比例した出力電圧を発
生する水温センサ４１が取付けられ、この水温センサ４
１の出力電圧が対応するＡＤ変換器４０を介して入力ポ
ート３６に入力される。

【００１０】また、機関１を始動させるためのスタータ
の駆動制御をするスタータスイッチ４２が設けられ、こ
のスタータスイッチ４２がオンにされたことを示す信号
が入力ポート３６に入力される。また、電磁クラッチ４
３を介して機関１により駆動されるエアコン用コンプレ
ッサ４４とこのコンプレッサ４４を作動させるためのエ
アコンスイッチ４５とが設けられ、このエアコンスイッ
チ４５がオンにされたことを示す信号が入力ポート３６
に入力される。また、通常は１２（Ｖ）程度の出力電圧
を発生するバッテリ４６が設けられ、このバッテリ４６
の出力電圧が対応するＡＤ変換器４０介して入力ポート
３６に入力される。

【００１１】各通電加熱式三元触媒１２ａ，１２ｂに夫
々取付けられた温度センサ１７ａ，１７ｂは対応する三
元触媒１２ａ，１２ｂの温度に比例した出力電圧を発生
し、これら出力電圧は夫々対応するＡＤ変換器４０を介
して入力ポート３６に入力される。また、各触媒コンバ
ータ９ａ，９ｂ上流の各排気マニホルド８ａ，８ｂ内に
は夫々排気ガス中の酸素濃度を検出するための第１の酸
素濃度検出器、即ち第１のＯ₂センサ４７ａ，４７ｂが
配置され、更に各触媒コンバータ９ａ，９ｂ下流の各排
気管１０ａ，１０ｂ内には夫々第２のＯ₂センサ４８
ａ，４８ｂが配置される。これらの各Ｏ₂センサ４７
ａ，４７ｂ，４８ａ，４８ｂは空燃比がリーン（稀薄）
のときにはは０．１ボルト程度の出力電圧（リーン電
圧）を発生し、空燃比がリッチ（過濃）になると０．９
ボルト程度の出力電圧（リッチ出力）を発生する。各Ｏ
₂センサ４７ａ，４７ｂ，４８ａ，４８ｂの出力電圧は
夫々対応するＡＤ変換器４０を介して入力ポート３６に
入力される。

【００１２】また、通電加熱式三元触媒１２ａ，１２ｂ
の各中心電極１４ａ，１４ｂは夫々対応するリレー４９
ａ，４９ｂを介してバッテリ４６に接続され、またエア
ポンプ１８もリレー５０を介してバッテリ４６に接続さ
れる。出力ポート３７は対応する駆動回路５１を介して
各リレー４９ａ，４９ｂ，５０に接続される。リレー４
９ａ，４９ｂがオンになると各通電加熱式三元触媒１２
ａ，１２ｂに電力が供給されるために各三元触媒１２
ａ，１２ｂが加熱され、リレー５０がオンになるとエア
ポンプ１８に電力が供給されるためにエアポンプ１８が
駆動せしめられる。なお、このエアポンプ１８はエアポ
ンプ１８の入力端子に印加される電圧とエアポンプ１８
に供給される電流を検出するための電圧電流検出器５１
を具備しており、この電圧電流検出器５１により検出さ
れた電圧および電流値が対応するＡＤ変換器４０を介し
て入力ポート３６に入力される。また、出力ポート３７
は対応する駆動回路５２，５３を介して夫々切換弁２３
および電磁クラッチ４３に接続される。

【００１３】次に図４を参照しつつ図１に示される触媒
暖機装置の基本的な作動についてまず初めに説明する。
図４に示されるようにイグニッションスイッチ（図示せ
ず）がオンにされるとスタートフラグＸＳがセットされ
る。次いでスタータスイッチ４２がオンとされて機関が
始動され、機関回転数Ｎが予め定められた設定値、例え
ば４００ｒ．ｐ．ｍを越えるとスタートフラグＸＳがリ
セットされる。スタートフラグＸＳがリセットされると
通電加熱式触媒１２ａ，１２ｂへの電力の供給が開始さ
れ、即ち金属製薄板１５と金属製波形板１６からなるヒ
ータがオンとされその結果図４に示されるように通電加
熱式触媒１２ａ，１２ｂの温度が上昇を開始する。この
とき機関シリンダ内ではリッチ混合気が燃焼せしめられ
ており、従ってこのとき各排気マニホルド８ａ，８ｂ内
には多量の未燃ＨＣ，ＣＯを含んだ排気ガスが排出され
る。

【００１４】次いで通電加熱式触媒１２ａ，１２ｂの温
度が未燃ＨＣ，ＣＯの酸化作用を促進しうる活性化温度
Ｔａ（図４）近くまで上昇するとエアポンプ１８が駆動
されて排気ガスの空燃比を１４．７から１５．５程度の
リーン又は理論空燃比とするのに必要な量の２次空気の
供給が開始される。次いで通電加熱式触媒１２ａ，１２
ｂの温度が活性化温度Ｔａに達すると２次空気による未
燃ＨＣ，ＣＯの酸化作用が開始され、このときの酸化反
応熱によって通電加熱式触媒１２ａ，１２ｂの温度が急
速に上昇する。この酸化反応による発熱量は極めて大き
く、従って一旦酸化反応が開始されると通電加熱式触媒
１２ａ，１２ｂを通電加熱しなくても通電加熱式触媒１
２ａ，１２ｂの温度は急速に上昇する。従って未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯの酸化反応が開始されると図４に示されるよう
に通電加熱式触媒１２ａ，１２ｂへの電力の供給が停止
される。このように図１に示される触媒暖機装置では通
電加熱式触媒１２ａ，１２ｂの温度が活性化温度Ｔａを
越えた直後までしか通電加熱式触媒１２ａ，１２ｂに電
力を供給する必要がないので電力消費量を大巾に低減で
きることになる。

【００１５】図４に示されるように通電加熱式触媒１２
ａ，１２ｂへの電力の供給が停止された後にも２次空気
の供給が続行される。この間、酸化反応熱によって排気
ガスがかなり高温になるために通電加熱式触媒１２ａ，
１２ｂの下流に配置された主三元触媒１３ａ，１３ｂは
すみやかに活性化温度Ｔａに達し、主三元触媒１３ａ，
１３ｂにおいても未燃ＨＣ，ＣＯ酸化作用が開始され
る。次いで２次空気の供給が停止され、Ｏ₂センサ１７
ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂの出力信号に基く空燃比の
フィードバック制御が開始される。

【００１６】このように２次空気を供給することによっ
て排気ガスの空燃比をリーン又は理論空燃比にしうると
きには機関始動後短時間のうちに未燃ＨＣ，ＣＯの浄化
作用が開始される。ところが例えばエアポンプ１８が故
障して２次空気を供給することができない場合、或いは
エアポンプ１８から２次空気が供給されても排気ガスの
空燃比がリーン又は理論空燃比にならない場合には未燃
ＨＣ，ＣＯを酸化するのに十分な酸素が排気ガス中に存
在せず、従ってこの場合には通電加熱式触媒１２ａ，１
２ｂを通電加熱しても電力を消費するだけで何の意味も
ないことになる。従って本発明による実施例ではこのよ
うに２次空気を供給しえないか、或いは排気ガスの空燃
比をリーン又は理論空燃比にしえない場合には通電加熱
式触媒１２ａ，１２ｂへの電力の供給を停止するように
している。

【００１７】ところで車両は通常図１に示されるような
機関の運転に不必要なエアコン用電磁クラッチ４３の如
き電気負荷、および機関の運転に不必要なカーラジオ、
カーステレオ、フォグランプ等（図示せず）の電気負荷
を備えており、また、車両は車両の安全な運転には必ず
しも常に必要でないヘッドライトのハイビーム等の電気
負荷も具えている。ところが通電加熱式触媒１２ａ，１
２ｂの通電加熱には大電力が必要とされ、従って通電加
熱式触媒１２ａ，１２ｂが通電加熱されたときには上述
のような電気負荷にも通電されるとバッテリ４６の電圧
が大巾に低下してしまい、その結果機関１の安定した運
転を確保することができないという問題を生じる。

【００１８】そこで本発明では通電加熱式触媒１２ａ，
１２ｂが通電加熱されたときには上述のような機関の運
転に不必要な、或いは車両の安全な運転には必ずしも常
に必要ではない電気負荷の全部又は一部への通電を禁止
するようにしている。図５から図９に示すフローチャー
トは一例として通電加熱式触媒１２ａ，１２ｂが通電加
熱されたときには電磁クラッチ４３への通電を停止する
ようにした触媒加熱制御の一実施例を示しているが、無
論通電加熱式触媒１２ａ，１２ｂが通電加熱されたとき
には上述した他の電気負荷の全部又は一部への通電を停
止することもできる。

【００１９】次に図５から図９に示すフローチャートを
参照しつつ触媒加熱制御の一実施例について説明する。
図５を参照するとまず初めにステップ１００において図
４に示すスタートフラグＸＳがセットされているか否か
が判別される。イグニッションスイッチがオンにされた
直後はスタートフラグＸＳはリセットされているのでス
テップ１０１に進み、機関回転数Ｎが一定値、例えば２
００r.p.m よりも低いか否かが判別される。このときに
はＮ＜２００r.p.m であるのでステップ１０２に進んで
スタートフラグＸＳがセットされる。即ち前述したよう
にイグニッションスイッチがオンにされるとスタートフ
ラグＸＳがセットされることになる。次いでステップ１
０５に進む。スタートフラグＸＳがセットされるとステ
ップ１００からステップ１０３に進んで機関回転数Ｎが
４００r.p.m 以上になったか否かが判別される。Ｎ≦４
００r.p.m のときはステップ１０５にジャンプする。一
方、Ｎ＞４００r.p.m になるとステップ１０４に進んで
スタートフラグＸＳがリセットされ、次いでステップ１
０５に進む。

【００２０】ステップ１０５では通電加熱式触媒１２
ａ，１２ｂの通電制御、即ち金属製薄板１５と金属製波
形板１６からなるヒータの制御が行われる。次いでステ
ップ１０６では２次空気の供給制御が行われる。図６お
よび図７は図５のステップ１０５において行われるヒー
タ制御を示している。

【００２１】図６および図７を参照するとまず初めにス
テップ２００においてスタートフラグＸＳがリセットさ
れているか否かが判別される。スタートフラグＸＳがセ
ットされているとき、即ち機関始動後機関回転数Ｎが４
００r.p.m に達するまではステップ２０１に進んで水温
センサ４１により検出された機関冷却水温Ｔｗが始動時
冷却水温ＴｗＳとされる。次いでステップ２０２ではヒ
ータがオフとされる。即ち、通電加熱式触媒１２ａ，１
２ｂへの電力の供給が停止される。次いでステップ２０
３ではエアコンスイッチ４５がオンであるか否かが判別
される。エアコンスイッチ２０３がオンのときにはステ
ップ２０４に進んでエアコン用電磁クラッチ４３がオン
とされ、斯くしてこのときにはコンプレッサ４４が機関
１により駆動される。

【００２２】一方、ステップ２００においてスタートフ
ラグＸＳがリセットされたと判別されると、即ち機関回
転数Ｎが４００r.p.m を越えるとステップ２０５に進
む。従って始動時冷却水温ＴｗＳは機関回転数Ｎが４０
０r.p.m を越えたときの機関冷却水温Ｔｗを表わしてい
ることがわかる。ステップ２０５では機関冷却水温Ｔｗ
が−１０℃≦Ｔｗ≦３５℃の範囲にあるか否かが判別さ
れる。Ｔｗ＜−１０℃又はＴｗ＞３５℃のときにはステ
ップ２０２に進んでヒータがオフとされる。これに対し
て−１０℃≦Ｔｗ≦３５℃のときにはステップ２０６に
進んでバッテリ４６の電圧Ｖが１１（Ｖ）以下になった
ときにセットされるバッテリフラグＸＢがリセットされ
ているか否かが判別される。バッテリフラグＸＢがセッ
トされているときにはステップ２０２に進んでヒータが
オフとされる。これに対してバッテリフラグＸＢがリセ
ットされているときにはステップ２０７に進む。

【００２３】ステップ２０７ではバッテリ４６の電圧Ｖ
が１６（Ｖ）以下か否かが判別される。Ｖ＞１６（Ｖ）
のときにはステップ２０２に進んでヒータがオフとされ
る。これに対してＶ≦１６（Ｖ）のときにはステップ２
０８に進んでバッテリ４６の電圧Ｖが１１（Ｖ）よりも
高いか否かが判別される。Ｖ＜１１（Ｖ）のときにはス
テップ２０９に進んでバッテリフラグＸＢがセットさ
れ、次いでステップ２０２に進んでヒータがオフとされ
る。これに対してＶ≧１１（Ｖ）のときにはステップ２
１０に進んでスタータスイッチ４２がオフとなっている
か否かが判別される。スタータスイッチ４２がオンのと
きにはステップ２０２に進んでヒータがオフにされる。
これに対してスタータスイッチ４２がオフであるとステ
ップ２１１に進む。

【００２４】ステップ２１１およびステップ２１２では
エアポンプ１８に異常があることを示すポンプフラグＸ
Ｅ１又はＸＥ２がリセットされているか否かが判別され
る。これらのポンプフラグＸＥ１，ＸＥ２は図１１に示
す時間割込みルーチンにおいて処理され、従ってここで
図１１に示す時間割込みルーチンについて説明する。図
１１を参照するとまず初めにステップ２５０においてエ
アポンプ１８を作動させるためにリレー５０がオンとさ
れているか否かが判別される。リレー５０がオフとされ
ているときには処理ルーチンを完了する。これに対して
リレー５０がオンとされているときにはステップ２５１
に進んでエアポンプ１８の電圧電流検出器５１の出力に
基いてエアポンプ１８の入力端子に印加される電圧Ｅが
零であるか否かが判別される。電圧Ｅが零となるのは例
えば電力供給線が断線しているときである。電圧Ｅが零
になるとエアポンプ１８が駆動されないのでこのときに
はステップ２５２に進んでポンプフラグＸＥ１がセット
される。

【００２５】一方、Ｅ＝０でないときにはステップ２５
１からステップ２５３に進んでエアポンプ１８の電圧電
流検出器５１の出力に基いてエアポンプ１８に供給され
る電流値Ｉが許容電流値Ｉｏを越えているか否かが判別
される。例えばエアポンプ１８が焼付きを生じて回転し
ない場合にはエアポンプ１８には過大な電流が流れ、従
ってこのような場合に電流値Ｉが許容電流値Ｉｏよりも
大きくなる。Ｉ＞Ｉｏになるとエアポンプ１８から２次
空気が全く吐出されないか、或いは吐出されたとしても
不十分な量の２次空気しか吐出されないのでこのときに
はステップ２５４に進んでホンプフラグＥＸ２がセット
される。なお、これらのポンプフラグＥＸ１，ＥＸ２の
セット・リセット状態はバックアップＲＡＭ３５に記憶
される。

【００２６】更び図６および図７に戻るとステップ２１
１においてポンプフラグＸＥ１がセットされていると判
断されたときにはステップ２０２に進んでヒータがオフ
にされる。これに対してポンプフラグＸＥ１がリセット
されているときにはステップ２１２に進む。ステップ２
１２においてポンプフラグＸＥ２がセットされていると
判断されたときにはステップ２０２に進んでヒータがオ
フとされ、ポンプフラグＸＥ２がリセットされていると
きにはステップ２１３に進む。

【００２７】ステップ２１３では機関始動後の累積吸入
空気量ＧＡが予め定められた最大吸入空気量ＧＡｍａｘ
よりも小さいか否かが判別される。この累積吸入空気量
ＧＡは図１０に示す時間割込みルーチンにより算出さ
れ、従ってここで図１０に示す時間割込みルーチンにつ
いて説明する。図１０を参照するとまず初めにステップ
２６０においてスタートフラグＸＳがリセットされてい
るか否かが判別され、スタートフラグＸＳがリセットさ
れているときにはエアフローメータ５により計測された
吸入空気量Ｇと割込み時間間隔ｔとの積Ｇ・ｔにＧＡを
加算することによって累積吸入空気量ＧＡが算出され
る。エアフローメータ５により計測される吸入空気量Ｇ
は単位時間当りに機関シリンダ内に供給される吸入空気
量を表わしているので積Ｇ・ｔは割込み時間間隔の間に
機関シリンダ内に供給される吸入空気量を表わしてお
り、従って累積吸入空気量ＧＡは機関回転数Ｎが４００
r.p.m を越えた後に機関シリンダ内に供給された累積吸
入空気量を表わしていることになる。

【００２８】次いでステップ２６２ではカウント値ＣＴ
１が１だけインクリメントされ、次いでステップ２６３
ではカウント値ＣＴ２が１だけインクリメントされる。
即ち、機関回転数Ｎが４００r.p.m を越えると各カウン
ト値ＣＴ１，ＣＴ２のカウントアップ作用が開始され
る。一方、最大吸入空気量ＧＡｍａｘはヒータへの通電
を停止するために定められている。即ち、累積吸入空気
量ＧＡが最大吸入空気量ＧＡｍａｘに達するとヒータへ
の通電が停止される。即ち、通電加熱式触媒１２ａ，１
２ｂはヒータにより加熱されるが排気ガスによっても加
熱され、従って通電加熱式触媒１２ａ，１２ｂの温度が
活性化温度に達するまでの時間は機関始動後通電加熱式
触媒１２ａ，１２ｂ内に流入した累積排気ガス量の影響
を受けることになる。そこで本発明による実施例では通
電加熱式触媒１２ａ，１２ｂが活性化温度を若干越えた
温度になるまでの累積排気ガス量、即ち累積吸入空気量
ＧＡを最大吸入空気量ＧＡｍａｘとして予め求めてお
き、累積吸入空気量ＧＡが最大吸入空気量ＧＡｍａｘに
達したときにはヒータへの通電を停止するようにしてい
る。

【００２９】なお、始動時冷却水温ＴｗＳが高いほど通
電加熱式触媒１２ａ，１２ｂは早く温度上昇するので最
大吸入空気量ＧＡｍａｘは図１２に示されるように始動
時冷却水温ＴｗＳが高くなるほど小さくなる。また、バ
ッテリ４６の電圧Ｖが高いほどヒータの発熱量が多くな
るので通電加熱式触媒１２ａ，１２ｂは早く温度上昇
し、従って最大吸入空気量ＧＡｍａｘは図１２に示され
るようにバッテリ４６の電圧Ｖが高くなるほど小さくな
る。なお、この最大吸入空気量ＧＡｍａｘは始動時冷却
水温ＴｗＳおよびバッテリ４６の電圧Ｖの関数として図
１３（Ａ）に示すようなマップの形で予めＲＯＭ３２内
に記憶されている。

【００３０】更び図６および図７に戻り、ステップ２１
３においてＧＡ≦ＧＡｍａｘであると判断されると、ス
テップ２１４に進む。ステップ２１４では図１０に示す
ルーチンにより算出されているカウント値ＣＴ１が一定
値、例えば１０秒間に相当する一定値ＣＴＯ１よりも小
さいか否かが判別される。このＣＴＯ１はヒータを長時
間に亘ってオンにし続けないためのガードとして設けら
れており、もしＣＴ１≧ＣＴＯ１になった場合にはステ
ップ２０２に進んでヒータがオフとされる。これに対し
てＣＴ１＜ＣＴＯ１のときにはステップ２１５に進む。
ステップ２１５ではエアコンスイッチ４５がオフである
か否かが判別され、エアコンスイッチ４５がオフのとき
にはステップ２１７に進む。これに対してエアコンスイ
ッチ４５がオンのときにはステップ２１６に進んでエア
コン用電磁クラッチ４３がオフとされる。即ち、コンプ
レッサ４４の作動が停止される。次いでステップ２１７
に進んでヒータがオンとされ、通電加熱式触媒１２ａ，
１２ｂの通電加熱作用が開始される。

【００３１】従って機関回転数Ｎが４００r.p.m を越え
たときに−１０℃≦Ｔｗ≦３５℃であり、かつ１１
（Ｖ）＜Ｖ＜１６（Ｖ）であり、かつスタータスイッチ
４２がオフであり、かつポンプフラグＸＥ１，ＸＥ２が
共にリセットされているときにはヒータがオンとされ、
このときエアコン用電磁クラッチ４３への通電が停止さ
れる。このようにヒータに通電されたときにはエアコン
用電磁クラッチ４３への通電が停止されるのでバッテリ
４６の電圧はさほど低下せず、斯くして機関１の安定し
た運転を確保できることになる。

【００３２】一方、ステップ２１３においてＧＡ≦ＧＡ
ｍａｘになったと判断されるとステップ２０２に進んで
ヒータがオフとされる。次いでステップ２０３において
アエコンスイッチ４５がオンになっていると判断される
とステップ２０４に進んでエアコン用電磁クラッチ４３
がオンにされる。即ち、エアコンスイッチ４５がオンに
されていたとしてもヒータがオンにされている間はエア
コン用電磁クラッチ４３がオフとされ、ヒータがオフに
された後にエアコン用電磁クラッチ４３に通電されるこ
とになる。

【００３３】なお、本発明による実施例ではエアポンプ
１８が故障して少くとも一方のポンプフラグＸＥ１，Ｘ
Ｅ２がセットされているときにはヒータはオフとされ
る。従ってエアポンプ１８により十分な２次空気を供給
可能なときでなければヒータがオンにされないことがわ
かる。図８および図９は図５のステップ１０６において
行われる２次空気供給制御を示している。

【００３４】図８および図９を参照するとまず初めにス
テップ３０１においてスタートフラグＸＳがセットされ
るいるか否かが判別される。スタートフラグＸＳがセッ
トされているとき、即ち機関回転数Ｎが４００r.p.m に
達していないときにはステップ３０２に進んで機関冷却
水温Ｔｗが−１０℃≦Ｔｗ≦３５℃の範囲にあるか否か
が判別される。−１０℃≦Ｔｗ≦３５℃のときにはステ
ップ３０３に進んで２次空気を供給すべき前提条件が成
立していることを示す許可フラグＸＰがセットされ、次
いでステップ３０６に進む。これに対してＴｗ＜−１０
℃又はＴｗ＞３５℃のときにはステップ３０５に進んで
許可フラグがリセットされ、次いでステップ３０６に進
む。

【００３５】ステップ３０６ではスタートフラグＸＳが
リセットされているか否かが判別される。このときには
スタートフラグＸＳがセットされているのでステップ３
０７に進んでエアポンプ１８がオフとされる。次いでス
テップ３０８では切換弁２３の切換作用によって遮断弁
１９が閉弁せしめられる。一方、スタートフラグＸＳが
リセットされると、即ち機関回転数Ｎが４００r.p.m を
越えるとステップ３０１からステップ３０４に進んで累
積吸入空気量ＧＡが最大吸入空気量ＧＩｍａｘよりも大
きくなったか否かが判別される。この最大吸入空気量Ｇ
Ｉｍａｘは２次空気の供給を停止するために定められて
いる。即ち、累積吸入空気量ＧＡが最大吸入空気量ＧＩ
ｍａｘに達すると２次空気の供給が停止される。図１２
からわかるようにこの最大吸入空気量ＧＩｍａｘはヒー
タ通電停止のための、最大吸入空気量ＧＡｍａｘよりも
かなり大きく、従ってヒータがオフにされてから暫らく
した後に２次空気の供給が停止されることがわかる。な
お、図１２からわかるように最大吸入空気量ＧＩｍａｘ
も始動時冷却水温ＴｗＳとバッテリ４６の電圧Ｖとの関
数であり、この最大吸入空気量ＧＩｍａｘは図１３
（Ｂ）に示すようなマップの形で予めＲＯＭ３２内に記
憶されている。

【００３６】ステップ３０４においてＧＡ≦ＧＩｍａｘ
であると判断されるとステップ３０６にジャンプする。
このときステップ３０６ではスタートフラグＸＳがリセ
ットされていると判断されるのでステップ３０９に進
む。ステップ３０９では図１０に示すルーチンにおいて
算出されているカウント値ＣＴ２が一定値ＣＴＯ２を越
えたか否かが判別される。この一定値ＣＴＯ２は機関回
転数Ｎが４００r.p.m を越えたときから２次空気の供給
を開始するときまでの時間を表わしており、この一定値
ＣＴＯ２は例えば５秒間に相当する値にされている。ス
テップ３０９においてＣＴ２≦ＣＴＯ２と判断されたと
きにはステップ３０７に進み、ＣＴ２＞ＣＴＯ２になる
と、即ち機関回転数Ｎが４００r.p.m を越えてから５秒
間経過するとステップ３１０に進む。

【００３７】ステップ３１０ではバッテリ４６の電圧Ｖ
が１１（Ｖ）よりも高いか否かが判別される。Ｖ≦１１
（Ｖ）のときにはステップ３１１に進んでヒータがオン
にされているか否かが判別さる。ヒータがオフのときに
はステップ３０７に進んでエアポンプ１８がオフとされ
る。これに対してヒータがオンであると判別されたとき
にはステップ３１２に進んでヒータがオフとされ、次い
でステップ３０７に進んでエアポンプ１８がオフとされ
る。即ち、バッテリ４６の電圧Ｖは通常１２（Ｖ）程度
であるがバッテリ４６の電圧（Ｖ）が１１（Ｖ）以下に
なるとエアポンプ１８を駆動しても十分な量の２次空気
を供給できない。従ってこのときにはエアポンプ１８を
オフにすると共にヒータがオフにされる。

【００３８】一方、ステップ３１０においてＶ＞１１
（Ｖ）であると判別されたときにはステップ３１３に進
んで許可フラグＸＰがセットされているか否かが判別さ
れる。許可フラグＸＰがセットされているときにはステ
ップ３１４に進んでエアポンプ１８がオンとされ、次い
でステップ３１５に進んでエアポンプ１８がオンにされ
てから一定時間、例えば０．５秒経過したか否かが判別
される。一定時間経過しないときにはステップ３０８に
進んで遮断弁１９が閉弁され続け、一定時間を経過する
とステップ３１６に進んで切換弁２３の切換作用により
遮断弁１９が開弁せしめられる。即ち、エアポンプ１８
がオンにされた後にエアポンプ１８の吐出圧が高まるの
を持ち、エアポンプ１８の吐出圧が高まったときに遮断
弁１９が開弁されて２次空気の供給が開始される。

【００３９】次いで、ステップ３０４においてＧＡ＞Ｇ
Ｉｍａｘになったと判別されたときにはステップ３０５
に進んで許可フラグＸＰがリセットされる。許可フラグ
がリセットされるとステップ３１３からステップ３０７
に進んでエアポンプ１８がオフとされ、次いでステップ
３０８において遮断弁１９が閉弁せしめられるので、２
次空気の供給が停止される。

【００４０】

【発明の効果】通電加熱式触媒が通電加熱されたときに
は機関の運転に不必要な少くとも一部の電気負荷への通
電が停止されるのでバッテリ電圧が大巾に低下するのを
阻止することができ、斯くして機関の安定した運転を確
保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の全体図である。

【図２】触媒コンバータの拡大側面断面図である。

【図３】通電加熱式触媒の断面図である。

【図４】ヒータおよびエアポンプの作動を説明するため
のタイムチャートである。

【図５】触媒の加熱制御を実行するためのフローチャー
トである。

【図６】ヒータ制御を実行するためのフローチャートで
ある。

【図７】ヒータ制御を実行するためのフローチャートで
ある。

【図８】２次空気制御を実行するためのフローチャート
である。

【図９】２次空気制御を実行するためのフローチャート
である。

【図１０】時間割込みルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図１１】時間割込みルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図１２】最大吸入空気量ＧＡｍａｘ，ＧＩｍａｘを示
す線図である。

【図１３】最大吸収空気量ＧＡｍａｘ，ＧＩｍａｘのマ
ップを示す図である。

【符号の説明】

８ａ，８ｂ…排気マニホルド１２ａ，１２ｂ…通電加熱式触媒１８…エアポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/20 F01N 3/24 F01N 9/00 F02D 43/00 F02D 45/00 F02D 29/00 - 29/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】機関排気通路内に通電加熱式触媒を配置
して該触媒を暖機すべきときに該触媒を通電加熱するよ
うにした内燃機関において、上記触媒の通電加熱作用が
行れているときに機関の運転に不必要な少くとも一部の
電気負荷へ通電すべき要求が出されたときには該要求に
かかわらずに触媒の通電加熱作用を継続させつつ上記一
部の電気負荷への通電を禁止する通電禁止手段を具備し
た内燃機関の触媒暖機装置。