JP3206148B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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- JP3206148B2 JP3206148B2 JP29515992A JP29515992A JP3206148B2 JP 3206148 B2 JP3206148 B2 JP 3206148B2 JP 29515992 A JP29515992 A JP 29515992A JP 29515992 A JP29515992 A JP 29515992A JP 3206148 B2 JP3206148 B2 JP 3206148B2
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- catalyst temperature
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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、特に、アルコール、例えばメタノールを含有
した燃料を使用可能な機関の排気通路下流側に位置する
排気浄化用触媒の温度を制御することにより中間生成物
であるアルデヒドの生成を低減させる技術に関する。
置に関し、特に、アルコール、例えばメタノールを含有
した燃料を使用可能な機関の排気通路下流側に位置する
排気浄化用触媒の温度を制御することにより中間生成物
であるアルデヒドの生成を低減させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用の内燃機関においては排気浄化の
ため、排気通路中に排気中のＨＣ (未燃ガス) ，ＣＯ、
ＮＯX 等を浄化する排気浄化用触媒が介装されている。
かかる排気浄化用触媒は、所定の活性化温度に達するま
で昇温した状態でないと充分な触媒作用を奏することが
できず、例えば、機関の冷間始動直後等には、排気浄化
性能が充分なレベルに達するまでにある程度の時間が掛
かってしまうために、触媒を担持する触媒担体を電熱ヒ
ータ等を用いて加熱するように構成されたものがある
（例えば、実開昭６３−６７６０９号公報等参照）。
ため、排気通路中に排気中のＨＣ (未燃ガス) ，ＣＯ、
ＮＯX 等を浄化する排気浄化用触媒が介装されている。
かかる排気浄化用触媒は、所定の活性化温度に達するま
で昇温した状態でないと充分な触媒作用を奏することが
できず、例えば、機関の冷間始動直後等には、排気浄化
性能が充分なレベルに達するまでにある程度の時間が掛
かってしまうために、触媒を担持する触媒担体を電熱ヒ
ータ等を用いて加熱するように構成されたものがある
（例えば、実開昭６３−６７６０９号公報等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、特にアルコ
ール、例えばメタノールを含有した燃料を使用する機関
では、触媒の低温時には、触媒の浄化効率が極端に低下
して未燃のメタノールが触媒内で完全に酸化されずに中
間生成物であるアルデヒドとなって生成されてしまい排
気エミッションが悪化するといった問題点があった。
ール、例えばメタノールを含有した燃料を使用する機関
では、触媒の低温時には、触媒の浄化効率が極端に低下
して未燃のメタノールが触媒内で完全に酸化されずに中
間生成物であるアルデヒドとなって生成されてしまい排
気エミッションが悪化するといった問題点があった。
【０００４】また、かかるアルデヒドの生成を抑制すべ
く触媒下流に配設した電熱ヒータに通電加熱して触媒温
度を昇温させた場合には、図１５のアルデヒドの生成量
と触媒温度との関係に示すように、燃料のメタノール含
有量によりアルデヒドの生成量が異なることになる。即
ち、図において、Ｍ0 （アルコール、例えばメタノール
含有量０％のガソリン）では、ほとんど触媒温度に関係
なくアルデヒドは生成することはないが、Ｍ85（メタノ
ール含有量８５％のガソリン）では、触媒温度が低いほ
どアルデヒドが生成されることになる。従って、メタノ
ール濃度が増加して高くなった場合には、触媒温度を上
げなければならないが、メタノール濃度が低い場合に
は、アルデヒドが生成されにくいので、触媒温度は低い
ままでよく電熱ヒータに通電加熱して触媒温度を昇温さ
せる必要はなくなる。
く触媒下流に配設した電熱ヒータに通電加熱して触媒温
度を昇温させた場合には、図１５のアルデヒドの生成量
と触媒温度との関係に示すように、燃料のメタノール含
有量によりアルデヒドの生成量が異なることになる。即
ち、図において、Ｍ0 （アルコール、例えばメタノール
含有量０％のガソリン）では、ほとんど触媒温度に関係
なくアルデヒドは生成することはないが、Ｍ85（メタノ
ール含有量８５％のガソリン）では、触媒温度が低いほ
どアルデヒドが生成されることになる。従って、メタノ
ール濃度が増加して高くなった場合には、触媒温度を上
げなければならないが、メタノール濃度が低い場合に
は、アルデヒドが生成されにくいので、触媒温度は低い
ままでよく電熱ヒータに通電加熱して触媒温度を昇温さ
せる必要はなくなる。
【０００５】従来の内燃機関の排気浄化装置にあって
は、メタノール濃度にかかわりなく前記電熱ヒータの通
電加熱による触媒温度の昇温は、触媒の活性化を目的と
して行われるもので、活性化された後は通電をＯＦＦと
するものであり、アルデヒド生成の低減に寄与するもの
ではない。また、触媒活性化後もアルデヒド生成の低減
のため電熱ヒータを通電しつづけて触媒温度を昇温させ
ることは、消費電力が過大となり燃費の悪化、オルタネ
ータの大容量化、バッテリーの大型化を要求されると共
に、触媒の劣化を促進することになり、好ましくない。
は、メタノール濃度にかかわりなく前記電熱ヒータの通
電加熱による触媒温度の昇温は、触媒の活性化を目的と
して行われるもので、活性化された後は通電をＯＦＦと
するものであり、アルデヒド生成の低減に寄与するもの
ではない。また、触媒活性化後もアルデヒド生成の低減
のため電熱ヒータを通電しつづけて触媒温度を昇温させ
ることは、消費電力が過大となり燃費の悪化、オルタネ
ータの大容量化、バッテリーの大型化を要求されると共
に、触媒の劣化を促進することになり、好ましくない。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたものであり、アルコールを含有した燃料を使用
可能な機関の排気通路下流側に位置する触媒の温度をア
ルデヒドの生成条件に見合った温度となるように電熱ヒ
ータへの通電を制御することにより、最小限の電力消費
で効果的にアルデヒドの生成量を低減できるようにした
内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
なされたものであり、アルコールを含有した燃料を使用
可能な機関の排気通路下流側に位置する触媒の温度をア
ルデヒドの生成条件に見合った温度となるように電熱ヒ
ータへの通電を制御することにより、最小限の電力消費
で効果的にアルデヒドの生成量を低減できるようにした
内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【０００７】このため、本発明は、図１に示すように、
機関はアルコールを含有した燃料を使用可能であり、該
機関の排気通路に備えられた排気浄化用触媒と、該排気
浄化用触媒を昇温させるべく設けられた発熱手段と、前
記排気浄化用触媒の出口温度を検出する触媒温度検出手
段と、燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃
度検出手段と、該アルコール濃度値が高くなるほどアル
デヒドの生成が抑制される前記排気浄化用触媒の目標触
媒温度を高い値に設定する触媒温度設定手段と、前記触
媒温度検出手段で検出される触媒温度を、触媒温度設定
手段により設定された目標触媒温度値近傍に維持するよ
うに前記発熱手段に通電して制御する通電制御手段と、
を含んで構成される。
機関はアルコールを含有した燃料を使用可能であり、該
機関の排気通路に備えられた排気浄化用触媒と、該排気
浄化用触媒を昇温させるべく設けられた発熱手段と、前
記排気浄化用触媒の出口温度を検出する触媒温度検出手
段と、燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃
度検出手段と、該アルコール濃度値が高くなるほどアル
デヒドの生成が抑制される前記排気浄化用触媒の目標触
媒温度を高い値に設定する触媒温度設定手段と、前記触
媒温度検出手段で検出される触媒温度を、触媒温度設定
手段により設定された目標触媒温度値近傍に維持するよ
うに前記発熱手段に通電して制御する通電制御手段と、
を含んで構成される。
【０００８】また、前記触媒温度検出手段は、アルコー
ル濃度値、機関回転速度値及び負荷値の三値に基づくア
ルコール燃料の発熱量により触媒温度を予測する手段と
することもできる。更に、前記触媒温度設定手段は、触
媒の劣化度合に基づきアルデヒドの生成が抑制される排
気浄化用触媒の目標触媒温度を補正して設定する手段と
することもできる。
ル濃度値、機関回転速度値及び負荷値の三値に基づくア
ルコール燃料の発熱量により触媒温度を予測する手段と
することもできる。更に、前記触媒温度設定手段は、触
媒の劣化度合に基づきアルデヒドの生成が抑制される排
気浄化用触媒の目標触媒温度を補正して設定する手段と
することもできる。
【０００９】
【作用】かかる構成によれば、アルコール濃度検出手段
によりアルコールを含有した燃料中のアルコール濃度、
例えばメタノール濃度が検出され、触媒温度設定手段が
前記検出されたメタノール濃度値が高いほどアルデヒド
の生成が抑制される排気浄化用触媒の目標触媒温度を高
い値に設定する。
によりアルコールを含有した燃料中のアルコール濃度、
例えばメタノール濃度が検出され、触媒温度設定手段が
前記検出されたメタノール濃度値が高いほどアルデヒド
の生成が抑制される排気浄化用触媒の目標触媒温度を高
い値に設定する。
【００１０】そして、触媒温度検出手段により検出され
た排気浄化用触媒の出口温度と前記目標触媒温度とを比
較し、通電制御手段が発熱手段に通電して排気浄化用触
媒の温度を目標触媒温度まで高めるように制御する。こ
のように、発熱手段への通電をメタノール濃度により制
御すれば、メタノール濃度値に応じてアルデヒドの生成
が抑制されると共に、発熱手段への通電を必要最小限に
抑えることができ、燃費の悪化、触媒の劣化を抑制する
ことができる。また、アルコール濃度値、機関回転速度
値及び負荷値の三値に基づくアルコール燃料の発熱量に
より触媒温度を予測するようにすると、触媒温度検出手
段により触媒温度を検出することなく触媒温度制御を行
えるので、排気浄化装置の低コスト化を図ることができ
る。
た排気浄化用触媒の出口温度と前記目標触媒温度とを比
較し、通電制御手段が発熱手段に通電して排気浄化用触
媒の温度を目標触媒温度まで高めるように制御する。こ
のように、発熱手段への通電をメタノール濃度により制
御すれば、メタノール濃度値に応じてアルデヒドの生成
が抑制されると共に、発熱手段への通電を必要最小限に
抑えることができ、燃費の悪化、触媒の劣化を抑制する
ことができる。また、アルコール濃度値、機関回転速度
値及び負荷値の三値に基づくアルコール燃料の発熱量に
より触媒温度を予測するようにすると、触媒温度検出手
段により触媒温度を検出することなく触媒温度制御を行
えるので、排気浄化装置の低コスト化を図ることができ
る。
【００１１】更に、触媒の劣化度合を求め、該劣化度合
に応じてアルデヒドの生成が抑制される排気浄化用触媒
の目標触媒温度を補正して設定するようにすると、触媒
の劣化度合に応じた精度の良いアルデヒドの生成低減制
御を行なうことができる。
に応じてアルデヒドの生成が抑制される排気浄化用触媒
の目標触媒温度を補正して設定するようにすると、触媒
の劣化度合に応じた精度の良いアルデヒドの生成低減制
御を行なうことができる。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明
する。先ず、図２において、本発明に係る排気浄化装置
の全体構成を説明すると、機関１はアルコール、例えば
メタノールを含有した燃料を使用可能であり、該機関１
の排気通路２には、排気浄化用触媒３が介装され、該排
気浄化用触媒３より上流側の排気通路２には排気浄化機
能を有する発熱手段としての電熱触媒（ＥＨＣ）４が設
けられ、該電熱触媒に通電することにより発熱して電熱
ヒータとして機能し、触媒を昇温させるように構成され
る。
する。先ず、図２において、本発明に係る排気浄化装置
の全体構成を説明すると、機関１はアルコール、例えば
メタノールを含有した燃料を使用可能であり、該機関１
の排気通路２には、排気浄化用触媒３が介装され、該排
気浄化用触媒３より上流側の排気通路２には排気浄化機
能を有する発熱手段としての電熱触媒（ＥＨＣ）４が設
けられ、該電熱触媒に通電することにより発熱して電熱
ヒータとして機能し、触媒を昇温させるように構成され
る。
【００１３】そして、排気浄化用触媒３の下流側の出口
には出口温度を検出する触媒温度検出手段としての温度
センサ５が装着されている。尚、燃料タンク９内には、
アルコール濃度、例えばメタノール濃度を検出するため
のアルコール濃度検出手段としてのアルコールセンサ６
が備えられている。前記温度センサ５の検出信号、アル
コールセンサ６により検出されたメタノール濃度Ｍ信
号、回転速度センサ７により検出される機関回転速度Ｎ
信号、機関負荷としての燃料噴射量Ｔｐ信号等がコント
ロールユニット８に入力され、コントロールユニット８
は、これらの検出信号に基づいて、ＥＨＣ４への通電制
御を行う。
には出口温度を検出する触媒温度検出手段としての温度
センサ５が装着されている。尚、燃料タンク９内には、
アルコール濃度、例えばメタノール濃度を検出するため
のアルコール濃度検出手段としてのアルコールセンサ６
が備えられている。前記温度センサ５の検出信号、アル
コールセンサ６により検出されたメタノール濃度Ｍ信
号、回転速度センサ７により検出される機関回転速度Ｎ
信号、機関負荷としての燃料噴射量Ｔｐ信号等がコント
ロールユニット８に入力され、コントロールユニット８
は、これらの検出信号に基づいて、ＥＨＣ４への通電制
御を行う。
【００１４】ここで、触媒温度設定手段及び通電制御手
段としての機能は、コントロールユニット８がソフトウ
エア的に備えている。次に、図３に示すフローチャート
により、本発明の第１実施例の動作を説明する。先ず、
ステップ１（以下「Ｓ１」という。）では、アルコール
センサ６からの検出値を読み込んで、燃料のメタノール
濃度Ｍを検出する。
段としての機能は、コントロールユニット８がソフトウ
エア的に備えている。次に、図３に示すフローチャート
により、本発明の第１実施例の動作を説明する。先ず、
ステップ１（以下「Ｓ１」という。）では、アルコール
センサ６からの検出値を読み込んで、燃料のメタノール
濃度Ｍを検出する。
【００１５】そして、Ｓ２では、図４に示すメタノール
濃度とアルデヒドの生成が抑制される触媒温度Ｋとの関
係を記憶したＲＯＭのマップより前記メタノール濃度Ｍ
に対応する目標触媒温度Ｋ℃を検索して設定する。尚、
ここで、Ｋ℃の設定は、実際の限界値よりも余裕をもた
せて高めに設定するようにするとよい。これは、触媒温
度がＫ℃以下になった直後にＥＨＣ４をＯＮとして通電
してから触媒温度が上昇するまでに時間がかかるため
に、かかる期間内でもアルデヒドの生成を抑制する必要
があるためである。
濃度とアルデヒドの生成が抑制される触媒温度Ｋとの関
係を記憶したＲＯＭのマップより前記メタノール濃度Ｍ
に対応する目標触媒温度Ｋ℃を検索して設定する。尚、
ここで、Ｋ℃の設定は、実際の限界値よりも余裕をもた
せて高めに設定するようにするとよい。これは、触媒温
度がＫ℃以下になった直後にＥＨＣ４をＯＮとして通電
してから触媒温度が上昇するまでに時間がかかるため
に、かかる期間内でもアルデヒドの生成を抑制する必要
があるためである。
【００１６】Ｓ３では、触媒出口に設けられた温度セン
サ５により実際の触媒温度ＴO を検出する。そして、Ｓ
４では、前記触媒温度ＴO と目標触媒温度Ｋとを比較し
て、ＴO がＫよりも大きいか否かを判定する。そして、
ＴO ≧Ｋであれば、既にアルデヒドの生成が抑制される
触媒温度に達しているので、Ｓ５でＥＨＣへの通電をＯ
ＦＦとし、ＴO ＜Ｋであれば、アルデヒドの生成が抑制
される触媒温度に達していないため、Ｓ６で、ＥＨＣ４
への通電をＯＮとして触媒を昇温させた後、Ｓ３からの
ステップをもう一度繰り返すことにより目標触媒温度Ｋ
付近に維持する。
サ５により実際の触媒温度ＴO を検出する。そして、Ｓ
４では、前記触媒温度ＴO と目標触媒温度Ｋとを比較し
て、ＴO がＫよりも大きいか否かを判定する。そして、
ＴO ≧Ｋであれば、既にアルデヒドの生成が抑制される
触媒温度に達しているので、Ｓ５でＥＨＣへの通電をＯ
ＦＦとし、ＴO ＜Ｋであれば、アルデヒドの生成が抑制
される触媒温度に達していないため、Ｓ６で、ＥＨＣ４
への通電をＯＮとして触媒を昇温させた後、Ｓ３からの
ステップをもう一度繰り返すことにより目標触媒温度Ｋ
付近に維持する。
【００１７】尚、ここでＳ１は、アルコール濃度検出手
段として、Ｓ２は、触媒温度設定手段として、Ｓ３は、
触媒温度検出手段として、Ｓ４〜Ｓ６は、通電制御手段
としての機能を奏する。このように、メタノール濃度に
応じてアルデヒドの生成が抑制される目標触媒温度Ｋに
維持するに要求される通電量に制御すればよいため、ア
ルデヒドの生成が抑制されると共に、燃費の向上、オル
タネータの小容量化、バッテリーの小型化を図ることが
できる。
段として、Ｓ２は、触媒温度設定手段として、Ｓ３は、
触媒温度検出手段として、Ｓ４〜Ｓ６は、通電制御手段
としての機能を奏する。このように、メタノール濃度に
応じてアルデヒドの生成が抑制される目標触媒温度Ｋに
維持するに要求される通電量に制御すればよいため、ア
ルデヒドの生成が抑制されると共に、燃費の向上、オル
タネータの小容量化、バッテリーの小型化を図ることが
できる。
【００１８】次に、前記図３に示す第１実施例を変形し
た第２実施例を図５に示すフローチャートにより説明す
る。尚、Ｓ１〜Ｓ３までは前記図３と同一であるので、
同一符号を付してその説明を省略し、Ｓ４Ａ以下の異な
るステップについてのみ説明する。Ｓ４Ａでは、触媒温
度ＴO がＫ°Ｃ以下となった時点より以前ｔｓｅｃ間の
触媒温度の変化に基づく平均温度勾配ｆ1 を演算する。
た第２実施例を図５に示すフローチャートにより説明す
る。尚、Ｓ１〜Ｓ３までは前記図３と同一であるので、
同一符号を付してその説明を省略し、Ｓ４Ａ以下の異な
るステップについてのみ説明する。Ｓ４Ａでは、触媒温
度ＴO がＫ°Ｃ以下となった時点より以前ｔｓｅｃ間の
触媒温度の変化に基づく平均温度勾配ｆ1 を演算する。
【００１９】即ち、図６に示すように、触媒温度ｙは、
ｙ＝ｆ1 Ｔ＋ｂで表され、平均温度勾配ｆ1 は、図にお
いて、Ａ点からＢ点までの傾斜勾配として与えられる。
Ｓ５Ａでは、触媒温度Ｔ0 と目標触媒温度Ｋとを比較し
て、ＴO がＫよりも大きいか否かを判定する。そして、
ＴO ≧Ｋであれば、既にアルデヒドの生成が抑制される
触媒温度にあるためにＳ６ＡでＥＨＣ４への通電をＯＦ
Ｆとし、ＴO ＜Ｋであれば、Ｓ７Ａ以下に進む。Ｓ７Ａ
では、前記Ｓ４Ａで求められた平均温度勾配ｆ1 が０以
上であるか否か、即ち、触媒温度Ｔ0 が増加傾向にある
か否かを判定する。そして、ｆ1 ＞０であれば、触媒温
度Ｔ0 が増加傾向にあるためＳ８ＡでＥＨＣ４への通電
をＯＦＦとし、Ｓ３からのステップをもう一度繰り返す
ことにより目標触媒温度Ｋ付近に維持する。また、ｆ1
≦０であれば、Ｓ９Ａに進む。
ｙ＝ｆ1 Ｔ＋ｂで表され、平均温度勾配ｆ1 は、図にお
いて、Ａ点からＢ点までの傾斜勾配として与えられる。
Ｓ５Ａでは、触媒温度Ｔ0 と目標触媒温度Ｋとを比較し
て、ＴO がＫよりも大きいか否かを判定する。そして、
ＴO ≧Ｋであれば、既にアルデヒドの生成が抑制される
触媒温度にあるためにＳ６ＡでＥＨＣ４への通電をＯＦ
Ｆとし、ＴO ＜Ｋであれば、Ｓ７Ａ以下に進む。Ｓ７Ａ
では、前記Ｓ４Ａで求められた平均温度勾配ｆ1 が０以
上であるか否か、即ち、触媒温度Ｔ0 が増加傾向にある
か否かを判定する。そして、ｆ1 ＞０であれば、触媒温
度Ｔ0 が増加傾向にあるためＳ８ＡでＥＨＣ４への通電
をＯＦＦとし、Ｓ３からのステップをもう一度繰り返す
ことにより目標触媒温度Ｋ付近に維持する。また、ｆ1
≦０であれば、Ｓ９Ａに進む。
【００２０】Ｓ９Ａでは、ｆ1 の絶対値｜ｆ1 ｜が所定
値ｃより小さいか否か、即ち、触媒温度の減少の割合が
小さいか否かを判定する。そして、｜ｆ1 ｜≦ｃであれ
ば、触媒温度の減少の割合が小さい、つまり、機関から
排出される排気温度に依存できるので消費電力を低減す
るために、Ｓ１０Ａで、ＥＨＣ４への通電をＯＮとし
て、定格出力の約１／２の通電を開始した後、Ｓ３から
のステップをもう一度繰り返すことにより目標触媒温度
Ｋ付近に維持する。また、｜ｆ1 ｜＞ｃであれば、触媒
温度の減少の割合が大きいので、Ｓ１１Ａで、ＥＨＣ４
への通電をＯＮとして、定格出力による通電を開始した
後、Ｓ３からのステップをもう一度繰り返すことにより
目標触媒温度Ｋ付近に維持する。
値ｃより小さいか否か、即ち、触媒温度の減少の割合が
小さいか否かを判定する。そして、｜ｆ1 ｜≦ｃであれ
ば、触媒温度の減少の割合が小さい、つまり、機関から
排出される排気温度に依存できるので消費電力を低減す
るために、Ｓ１０Ａで、ＥＨＣ４への通電をＯＮとし
て、定格出力の約１／２の通電を開始した後、Ｓ３から
のステップをもう一度繰り返すことにより目標触媒温度
Ｋ付近に維持する。また、｜ｆ1 ｜＞ｃであれば、触媒
温度の減少の割合が大きいので、Ｓ１１Ａで、ＥＨＣ４
への通電をＯＮとして、定格出力による通電を開始した
後、Ｓ３からのステップをもう一度繰り返すことにより
目標触媒温度Ｋ付近に維持する。
【００２１】尚、ここでＳ４Ａ〜Ｓ１１Ａは、通電制御
手段としての機能を奏する。このように、触媒温度の平
均温度勾配ｆ1 によって触媒温度の変化を予測し、これ
に基づいてＥＨＣ４への通電制御が行われるため、精度
の良い触媒温度の制御によりアルデヒドの生成低減性能
をより高めることができる。また、ＥＨＣ４への通電の
出力値を平均温度勾配ｆ1 値によって例えば、定格出力
の約１／２の通電へ変更することにより、電力消費の低
減化をより促進できる。
手段としての機能を奏する。このように、触媒温度の平
均温度勾配ｆ1 によって触媒温度の変化を予測し、これ
に基づいてＥＨＣ４への通電制御が行われるため、精度
の良い触媒温度の制御によりアルデヒドの生成低減性能
をより高めることができる。また、ＥＨＣ４への通電の
出力値を平均温度勾配ｆ1 値によって例えば、定格出力
の約１／２の通電へ変更することにより、電力消費の低
減化をより促進できる。
【００２２】次に、図７に示すフローチャートにより、
本発明の第３実施例の動作を説明する。尚、Ｓ１〜Ｓ３
までは前記図３と同一であるので、同一符号を付してそ
の説明を省略し、Ｓ４Ｂ以下の異なるステップについて
のみ説明する。Ｓ４Ｂでは、触媒温度がＫ℃以下になっ
た時点より以前ｔｓｅｃ間の機関回転速度と負荷トルク
とを乗算したＮ・ＴP の平均勾配ｆ2 を演算する。
本発明の第３実施例の動作を説明する。尚、Ｓ１〜Ｓ３
までは前記図３と同一であるので、同一符号を付してそ
の説明を省略し、Ｓ４Ｂ以下の異なるステップについて
のみ説明する。Ｓ４Ｂでは、触媒温度がＫ℃以下になっ
た時点より以前ｔｓｅｃ間の機関回転速度と負荷トルク
とを乗算したＮ・ＴP の平均勾配ｆ2 を演算する。
【００２３】即ち、図８に示すように、Ｎ・ＴP ＝ｙ
は、ｙ＝ｆ2 Ｔ＋ｂで表され、平均勾配ｆ2 は、図にお
いて、Ｃ点からＤ点までの傾斜勾配として与えられる。
Ｓ５Ｂでは、Ｓ３で検出した実際の触媒温度Ｔ0 と目標
触媒温度Ｋとを比較して、Ｔ0 がＫよりも大きいか否か
を判定する。そして、Ｔ0 ≧Ｋであれば、既にアルデヒ
ドの生成が抑制された触媒温度に達しているので、Ｓ６
ＢでＥＨＣ４への通電をＯＦＦとし、Ｔ0 ＜Ｋであれ
ば、Ｓ７Ｂ以下に進む。
は、ｙ＝ｆ2 Ｔ＋ｂで表され、平均勾配ｆ2 は、図にお
いて、Ｃ点からＤ点までの傾斜勾配として与えられる。
Ｓ５Ｂでは、Ｓ３で検出した実際の触媒温度Ｔ0 と目標
触媒温度Ｋとを比較して、Ｔ0 がＫよりも大きいか否か
を判定する。そして、Ｔ0 ≧Ｋであれば、既にアルデヒ
ドの生成が抑制された触媒温度に達しているので、Ｓ６
ＢでＥＨＣ４への通電をＯＦＦとし、Ｔ0 ＜Ｋであれ
ば、Ｓ７Ｂ以下に進む。
【００２４】Ｓ７Ｂでは、前記Ｓ４Ｂで求められた平均
勾配ｆ2 が０以下であるか否か、即ち、回転速度・負荷
Ｎ・ＴP が減少傾向にあるか否かを判定する。そして、
ｆ2≦０であれば、Ｎ・ＴP が減少傾向にあるため触媒
温度も低下傾向にあると予想されるので、Ｓ８ＢでＥＨ
Ｃへの通電をＯＮとした後、Ｓ４Ｂからのステップをも
う一度繰り返す。また、ｆ2 ＞０であれば、Ｎ・ＴP が
増加傾向にあるため高温排気により温められ触媒温度も
増加傾向にあると予想されるので、Ｓ６ＢでＥＨＣ４へ
の通電をＯＦＦとする。
勾配ｆ2 が０以下であるか否か、即ち、回転速度・負荷
Ｎ・ＴP が減少傾向にあるか否かを判定する。そして、
ｆ2≦０であれば、Ｎ・ＴP が減少傾向にあるため触媒
温度も低下傾向にあると予想されるので、Ｓ８ＢでＥＨ
Ｃへの通電をＯＮとした後、Ｓ４Ｂからのステップをも
う一度繰り返す。また、ｆ2 ＞０であれば、Ｎ・ＴP が
増加傾向にあるため高温排気により温められ触媒温度も
増加傾向にあると予想されるので、Ｓ６ＢでＥＨＣ４へ
の通電をＯＦＦとする。
【００２５】尚、ここでＳ４Ｂ〜Ｓ８Ｂは、通電制御手
段としての機能を奏する。このように、前記第１実施例
で示されるものに、機関回転速度Ｎ及び負荷ＴPの積算
値による平均勾配ｆ2 要素を更に付け加えてＥＨＣ４へ
の通電制御を行なうことにより、温度センサ５により触
媒温度を検出するよりも早く触媒温度の変化状態を予測
することができ、ＥＨＣ４への無駄な通電が回避され消
費電力の低減化を促進することが一層可能となる。
段としての機能を奏する。このように、前記第１実施例
で示されるものに、機関回転速度Ｎ及び負荷ＴPの積算
値による平均勾配ｆ2 要素を更に付け加えてＥＨＣ４へ
の通電制御を行なうことにより、温度センサ５により触
媒温度を検出するよりも早く触媒温度の変化状態を予測
することができ、ＥＨＣ４への無駄な通電が回避され消
費電力の低減化を促進することが一層可能となる。
【００２６】次に、図９に示すフローチャートにより、
本発明の第４実施例の動作を説明する。尚、Ｓ１〜Ｓ２
までは前記図３と同一であるので、同一符号を付してそ
の説明を省略し、Ｓ３Ｃ以下の異なるステップについて
のみ説明する。Ｓ３Ｃでは、機関回転速度Ｎ、負荷Ｔｐ
及びメタノール濃度Ｍに基づき触媒のメタノール濃度に
応じた発熱量ＱM を三次元マップより検索する。
本発明の第４実施例の動作を説明する。尚、Ｓ１〜Ｓ２
までは前記図３と同一であるので、同一符号を付してそ
の説明を省略し、Ｓ３Ｃ以下の異なるステップについて
のみ説明する。Ｓ３Ｃでは、機関回転速度Ｎ、負荷Ｔｐ
及びメタノール濃度Ｍに基づき触媒のメタノール濃度に
応じた発熱量ＱM を三次元マップより検索する。
【００２７】そして、Ｓ４Ｃでは、下記式に基づき触媒
温度Ｔ1 を予測する。即ち、熱量の平衡式より、 ＱM1＋ＱE1＝Ａ（Ｔ1 −Ｔ0 ） の関係式が成立し、触媒の初期温度Ｔ0 が判れば、Ｔ1
は求まり、その時点での触媒温度が予測される。
温度Ｔ1 を予測する。即ち、熱量の平衡式より、 ＱM1＋ＱE1＝Ａ（Ｔ1 −Ｔ0 ） の関係式が成立し、触媒の初期温度Ｔ0 が判れば、Ｔ1
は求まり、その時点での触媒温度が予測される。
【００２８】ここで、ＱE は、ＥＨＣ４電力による発熱
量で、予め定格消費電力と通電時間（本ルーチンの実行
周期）により求められる。また、Ａは、触媒の熱容量を
示す。一般に、図１０に示す時間と共に変化する触媒温
度Ｔ0 〜Ｔn の間には、以下の関係式が成立する。
量で、予め定格消費電力と通電時間（本ルーチンの実行
周期）により求められる。また、Ａは、触媒の熱容量を
示す。一般に、図１０に示す時間と共に変化する触媒温
度Ｔ0 〜Ｔn の間には、以下の関係式が成立する。
【００２９】 ＱM1＋ＱE1−０＝Ａ（Ｔ1 −Ｔ0 ） （ＱM2＋ＱE2）−（ＱM1＋ＱE1）＝Ａ（Ｔ2 −Ｔ1 ） ・ ・ ・ ・ ・ ・ （ＱMn＋ＱEn）−（ＱMn-1＋ＱEn-1）＝Ａ（Ｔn −ＴN-1 ） 従って、これらを全て加算すると、 （ＱMn＋ＱEn）＝Ａ（Ｔn −Ｔ0 ） の関係式が導かれる。
【００３０】ここで、ＱMnは、Ｎ，Ｔｐ，Ｍに基づき三
次元マップより求められ、ＱEn及びＡは、予め判ってい
るので、Ｔ0 が判れば、任意時間を経過したときの触媒
温度Ｔn が求まることになる。尚、触媒の初温Ｔ0 は、
機関を停止した時の温度と、次に機関を始動にする時ま
での時間より求められる。そして、図１１に示すよう
に、機関停止後の触媒温度Ｔn は、時間と共に低下して
最終的には水温Ｔｗと同じになるが、Ｔn ＝Ｔｗとなる
まではＴn と時間より初温Ｔ0 を補正して求め、その後
は、Ｔ0 ＝Ｔｗとして演算を行なう。尚、Ｔｗは、水温
センサにより検出される。Ｓ５Ｃでは、Ｓ４Ｃで予測さ
れた触媒温度Ｔ1 と目標触媒温度Ｋとを比較して、Ｔ1
がＫよりも小さいか否かを判定する。そして、Ｔ1 ＜Ｋ
であれば、アルデヒドが生成される触媒温度にあるもの
と予測されるためにＳ８ＣでＥＨＣ４への通電をＯＮと
し、Ｔ1 ≧Ｋであれば、Ｓ６Ｃに以下に進む。
次元マップより求められ、ＱEn及びＡは、予め判ってい
るので、Ｔ0 が判れば、任意時間を経過したときの触媒
温度Ｔn が求まることになる。尚、触媒の初温Ｔ0 は、
機関を停止した時の温度と、次に機関を始動にする時ま
での時間より求められる。そして、図１１に示すよう
に、機関停止後の触媒温度Ｔn は、時間と共に低下して
最終的には水温Ｔｗと同じになるが、Ｔn ＝Ｔｗとなる
まではＴn と時間より初温Ｔ0 を補正して求め、その後
は、Ｔ0 ＝Ｔｗとして演算を行なう。尚、Ｔｗは、水温
センサにより検出される。Ｓ５Ｃでは、Ｓ４Ｃで予測さ
れた触媒温度Ｔ1 と目標触媒温度Ｋとを比較して、Ｔ1
がＫよりも小さいか否かを判定する。そして、Ｔ1 ＜Ｋ
であれば、アルデヒドが生成される触媒温度にあるもの
と予測されるためにＳ８ＣでＥＨＣ４への通電をＯＮと
し、Ｔ1 ≧Ｋであれば、Ｓ６Ｃに以下に進む。
【００３１】Ｓ６Ｃでは、Ｓ４Ｃで求めた予測触媒温度
Ｔ1 に基づき触媒温度が所定時間以内に目標触媒温度Ｋ
以下になるか否か、即ち、予測触媒温度Ｔ1 が減少傾向
にあるか否かを判定する。そして、目標触媒温度Ｋ以下
になると予測される場合には、Ｓ８ＣでＥＨＣ４への通
電をＯＮとし、目標触媒温度Ｋ以下になるとは予測され
ない場合には、Ｓ７Ｃに進みＥＨＣ４への通電をＯＦＦ
として停止する。尚、ここでＳ３Ｃ及びＳ４Ｃは、触媒
温度予測手段として、Ｓ５Ｃ〜Ｓ８Ｃは、通電制御手段
としての機能を奏する。
Ｔ1 に基づき触媒温度が所定時間以内に目標触媒温度Ｋ
以下になるか否か、即ち、予測触媒温度Ｔ1 が減少傾向
にあるか否かを判定する。そして、目標触媒温度Ｋ以下
になると予測される場合には、Ｓ８ＣでＥＨＣ４への通
電をＯＮとし、目標触媒温度Ｋ以下になるとは予測され
ない場合には、Ｓ７Ｃに進みＥＨＣ４への通電をＯＦＦ
として停止する。尚、ここでＳ３Ｃ及びＳ４Ｃは、触媒
温度予測手段として、Ｓ５Ｃ〜Ｓ８Ｃは、通電制御手段
としての機能を奏する。
【００３２】このように、触媒の発熱量から触媒温度を
予測してＥＨＣ４への通電を制御することにより、温度
センサを設けて触媒温度を検出することなくアルデヒド
の生成が抑制される触媒温度を保持することができ、以
て、排気浄化装置の簡略化により製品コストの低減化を
図れる。次に、図１２及び図１３に示すフローチャート
により、第５及び第６実施例の動作を説明する。
予測してＥＨＣ４への通電を制御することにより、温度
センサを設けて触媒温度を検出することなくアルデヒド
の生成が抑制される触媒温度を保持することができ、以
て、排気浄化装置の簡略化により製品コストの低減化を
図れる。次に、図１２及び図１３に示すフローチャート
により、第５及び第６実施例の動作を説明する。
【００３３】これらは、共に予め実験値により決定され
た触媒の劣化係数に基づき目標触媒温度を変化させてア
ルデヒドの生成を回避する制御を行なうようにしたもの
であり、前記図３及び図９に示す第１及び第４実施例に
Ｓ１Ａを加えたものである。したがって、前記図３及び
図９に示すフローチャートと同一のステップは、同一符
号を付してその説明を省略し、異なるステップについて
のみ説明する。
た触媒の劣化係数に基づき目標触媒温度を変化させてア
ルデヒドの生成を回避する制御を行なうようにしたもの
であり、前記図３及び図９に示す第１及び第４実施例に
Ｓ１Ａを加えたものである。したがって、前記図３及び
図９に示すフローチャートと同一のステップは、同一符
号を付してその説明を省略し、異なるステップについて
のみ説明する。
【００３４】Ｓ１Ａでは、触媒の劣化度合を判定する。
即ち、触媒の劣化度合を示す劣化Ｐは、 Ｐ＝Ｎ・ＴP ・Ｋ・δ で与えられ、総走行時間をｔとすると、その時点での劣
化Ｐt は Ｐt ＝（Ｎ・ＴP ・Ｋ・δ）ｄｔ ＝Ｐ・ｄｔ で表される。
即ち、触媒の劣化度合を示す劣化Ｐは、 Ｐ＝Ｎ・ＴP ・Ｋ・δ で与えられ、総走行時間をｔとすると、その時点での劣
化Ｐt は Ｐt ＝（Ｎ・ＴP ・Ｋ・δ）ｄｔ ＝Ｐ・ｄｔ で表される。
【００３５】ここで、Ｎは、機関回転速度、ＴP は、機
関負荷としての燃料噴射量、Ｋは、触媒温度、δは、劣
化係数を示し、δは開発時に実験値として求められる。
次に、Ｓ２では、上記劣化度合Ｐt に基づきメタノール
濃度値に対するアルデヒドの生成が抑制される目標触媒
温度Ｋを補正して設定する。即ち、劣化がＰt の時に
は、アルデヒドの生成が抑制される触媒温度は、図１４
に示されるようになり、Ｓ１で求められたメタノール濃
度値に基づき目標触媒温度Ｋが設定される。
関負荷としての燃料噴射量、Ｋは、触媒温度、δは、劣
化係数を示し、δは開発時に実験値として求められる。
次に、Ｓ２では、上記劣化度合Ｐt に基づきメタノール
濃度値に対するアルデヒドの生成が抑制される目標触媒
温度Ｋを補正して設定する。即ち、劣化がＰt の時に
は、アルデヒドの生成が抑制される触媒温度は、図１４
に示されるようになり、Ｓ１で求められたメタノール濃
度値に基づき目標触媒温度Ｋが設定される。
【００３６】このように、触媒の劣化度合により目標触
媒温度を変化させて制御することにより、触媒の劣化度
合により異なるアルデヒドの生成が抑制される触媒温度
に対処でき、精度の良いアルデヒドの生成低減制御を行
うことができる。
媒温度を変化させて制御することにより、触媒の劣化度
合により異なるアルデヒドの生成が抑制される触媒温度
に対処でき、精度の良いアルデヒドの生成低減制御を行
うことができる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発熱手段への通電をメタノール濃度により制御すれば、
メタノール濃度値に応じてアルデヒドの生成が抑制され
ると共に、発熱手段への通電を必要最小限に抑えること
ができ、燃費の悪化、触媒の劣化を抑制することができ
る。
発熱手段への通電をメタノール濃度により制御すれば、
メタノール濃度値に応じてアルデヒドの生成が抑制され
ると共に、発熱手段への通電を必要最小限に抑えること
ができ、燃費の悪化、触媒の劣化を抑制することができ
る。
【００３８】また、アルコール濃度値、機関回転速度値
及び負荷値の三値に基づくアルコール燃料の発熱量によ
り触媒温度を予測するようにした場合には、触媒温度検
出手段により触媒温度を検出することなく触媒温度制御
を行えるので、排気浄化装置の製品コストの低減化を図
ることができる。更に、触媒の劣化度合に基づきアルデ
ヒドの生成が抑制される排気浄化用触媒の目標触媒温度
を補正して設定するようにした場合には、触媒の劣化度
合に応じた精度の良いアルデヒドの生成低減制御を行う
ことができる。
及び負荷値の三値に基づくアルコール燃料の発熱量によ
り触媒温度を予測するようにした場合には、触媒温度検
出手段により触媒温度を検出することなく触媒温度制御
を行えるので、排気浄化装置の製品コストの低減化を図
ることができる。更に、触媒の劣化度合に基づきアルデ
ヒドの生成が抑制される排気浄化用触媒の目標触媒温度
を補正して設定するようにした場合には、触媒の劣化度
合に応じた精度の良いアルデヒドの生成低減制御を行う
ことができる。
【図１】 本発明の構成を示すブロック図。
【図２】 本発明の全体構成を示すシステム図。
【図３】 本発明の一実施例の動作を示すフローチャー
ト。
ト。
【図４】 メタノール濃度Ｍとアルデヒドの生成が抑制
される触媒温度Ｋとの関係を示す説明図。
される触媒温度Ｋとの関係を示す説明図。
【図５】 本発明の他の実施例の動作を示すフローチャ
ート。
ート。
【図６】 触媒温度の平均温度勾配ｆ1 を説明するため
の説明図。
の説明図。
【図７】 本発明の他の実施例の動作を示すフローチャ
ート。
ート。
【図８】 機関回転速度と負荷トルクとを乗算したＮ・
ＴP の平均勾配ｆ2を説明するための説明図。
ＴP の平均勾配ｆ2を説明するための説明図。
【図９】 本発明の他の実施例の動作を示すフローチャ
ート。
ート。
【図10】 時間と共に変化する触媒温度Ｔ0 〜Ｔn 間の
関係を説明するための説明図。
関係を説明するための説明図。
【図11】 触媒温度Ｔn が時間と共に低下する状態を説
明するための説明図。
明するための説明図。
【図12】 本発明の他の実施例の動作を示すフローチャ
ート。
ート。
【図13】 本発明の他の実施例の動作を示すフローチャ
ート。
ート。
【図14】 触媒の劣化度合により異なるメタノール濃度
Ｍとアルデヒドの生成が抑制される触媒温度Ｋとの関係
を示す説明図。
Ｍとアルデヒドの生成が抑制される触媒温度Ｋとの関係
を示す説明図。
【図15】 アルデヒドの生成量と触媒温度との関係を説
明するための説明図。
明するための説明図。
１ 機関 ２ 排気通路 ３ 排気浄化用触媒 ４ 電熱触媒（ＥＨＣ） ５ 温度センサ ６ アルコールセンサ ７ 回転速度センサ ８ コントロールユニット ９ 燃料タンク
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３１０Ａ ＺＡＢ ＺＡＢ 45/00 ３６４ 45/00 ３６４Ｋ ＺＡＢ ＺＡＢ
Claims (3)
- 【請求項１】機関はアルコールを含有した燃料を使用可
能であり、該機関の排気通路に備えられた排気浄化用触
媒と、 該排気浄化用触媒を昇温させるべく設けられた発熱手段
と、 前記排気浄化用触媒の出口温度を検出する触媒温度検出
手段と、 燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出
手段と、 該アルコール濃度値が高くなるほどアルデヒドの生成が
抑制される前記排気浄化用触媒の目標触媒温度を高い値
に設定する触媒温度設定手段と、 前記触媒温度検出手段で検出される触媒温度を、触媒温
度設定手段により設定された目標触媒温度値近傍に維持
するように前記発熱手段に通電して制御する通電制御手
段と、 を含んで構成されることを特徴とする内燃機関の排気浄
化装置。 - 【請求項２】 前記触媒温度検出手段は、アルコール濃
度値、機関回転速度値及び負荷値の三値に基づくアルコ
ール燃料の発熱量により触媒温度を予測する手段である
請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項３】 前記触媒温度設定手段は、触媒の劣化度
合に基づきアルデヒドの生成が抑制される排気浄化用触
媒の目標触媒温度を補正して設定する手段である請求項
１又は請求項２記載の内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29515992A JP3206148B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29515992A JP3206148B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06146866A JPH06146866A (ja) | 1994-05-27 |
| JP3206148B2 true JP3206148B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=17817019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29515992A Expired - Fee Related JP3206148B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3206148B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4807338B2 (ja) | 2007-08-08 | 2011-11-02 | トヨタ自動車株式会社 | ディーゼル機関の制御装置 |
| US8764607B2 (en) * | 2011-03-03 | 2014-07-01 | GM Global Technology Operations LLC | Fuel type based start-stop catalyst heating systems |
| PL2833118T3 (pl) | 2012-03-31 | 2017-01-31 | China Univ Of Mining & Tech (Beijing) | Urządzenie eksperymentalne symulowanego tąpnięcia górotworu typu uderzeniowego |
| WO2014073022A1 (ja) * | 2012-11-08 | 2014-05-15 | トヨタ自動車株式会社 | 排気加熱装置および排気加熱方法 |
-
1992
- 1992-11-04 JP JP29515992A patent/JP3206148B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06146866A (ja) | 1994-05-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |