JP3946295B2 - 電気加熱触媒の通電制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、エンジンの排気系に介装された電気加熱触媒の通電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの排気ガスを浄化する触媒を早期に活性化するため、触媒担体を導電体で形成してヒータとして加熱したり、触媒に電熱ヒータを取り付けて加熱するシステムがあり、この加熱システムには、エンジン始動前にヒータに通電し、触媒を加熱するプレヒート方式と、エンジン始動後にヒータに通電し、触媒を加熱するポストヒート方式とがある。
【０００３】
ところで、上記触媒は、活性化温度に達していないときは排気ガスを浄化する能力が低い反面、高温になりすぎ、所定温度を超えると急激に劣化を開始してしまうという特性を有しており、そのため上記触媒は、活性化温度以上、且つ、劣化開始温度以下の温度範囲内に保つ必要がある。
【０００４】
上記触媒温度を、活性化温度以上、且つ、劣化開始温度以下に制御するために、触媒内に温度センサを直付し、触媒が活性化温度範囲内に達したことを温度センサで検出した時点で、温度センサの出力に基づき上記ヒータへの通電を停止するようにした技術が、従来より知られている。
【０００５】
しかしながら、上記温度センサは、きわめて高温な箇所に設けられているばかりでなく、常に排気ガスにさらされているため、故障する可能性が高い。
【０００６】
これに対処するに、特開平４−２７９７１８号公報では、ヒータの温度検出用のセンサを用いて触媒温度を制御するとともに、機関冷却水温等から上記触媒が設定温度に達するであろう時間を算出し、ヒータ通電時間を設定する技術が開示されている。
【０００７】
上記技術では、仮にヒータの温度検出用のセンサが故障した場合であっても、算出された所定の設定時間経過後にはヒータの通電はオフされるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記触媒の加熱温度は、外気温をはじめとする様々な変動要因に左右されるものであり、特にポストヒート方式においての温度制御は、例えば運転者がエンジンを空ぶかししただけであっても、排気ガス温度、排気ガス流量等の変動要因が加わる。このような状況下において、上記特開平４−２７９７１８号公報の技術で、例えばヒータの温度検出用のセンサが故障した場合であって、且つ、ヒータ通電中に運転者がエンジンを空ぶかしし、触媒温度が急激に上昇した場合等においても、上記設定時間内は、ヒータ加熱が続行されるため、触媒は劣化開始温度を越えてしまう虞がある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ポストヒート方式の電気加熱触媒の通電制御装置において、故障する可能性の高い触媒内直付の温度検出センサを用いることなく、ヒータ通電中に運転者がエンジンを空ぶかしする等の変動要因にも対応し、触媒温度を活性化温度以上且つ劣化開始温度以下に加熱することのできる電気加熱触媒の通電制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の本発明による電気加熱触媒の通電制御装置は、 エンジンの排気系に介装された電気加熱触媒の通電制御装置において、エンジンが完爆状態、且つ、アイドル状態であるか否かを判定するアイドル状態判定手段と、エンジンが完爆状態となってからの経過時間が予め設定した所定時間内であるか否かを判定する経過時間判定手段と、エンジンが完爆状態且つアイドル状態となったときの冷却水温をサンプルホールドして当該冷却水温が予め設定した設定温度以下か否かを判定する水温判定手段と、トランスミッションのポジションが走行ポジション以外であるか否かを判定するトランスミッション判定手段と、エンジンが完爆状態且つアイドル状態であって、エンジンが完爆状態となってからの経過時間が上記設定した所定時間内であり、上記サンプルホールドした冷却水温が上記設定温度以下であり、上記トランスミッションのポジションが走行ポジション以外であるとき上記電気加熱触媒に通電させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２記載の本発明による電気加熱触媒の通電制御装置は請求項１記載の電気加熱触媒の通電制御装置において、上記経過時間判定手段は、エンジンが完爆状態ではなくなった後、再び完爆状態となったときには、それまでのカウンタをクリアして再び経過時間をカウントするものである。
【００１２】
また、請求項３記載の本発明による電気加熱触媒の通電制御装置は請求項１または請求項２記載の電気加熱触媒の通電制御装置において、上記水温判定手段は、エンジンが完爆状態或いはアイドル状態ではなくなった後、再び完爆状態且つアイドル状態となったときには、冷却水温をサンプルホールドし直すものである。
【００１３】
すなわち、請求項１記載の発明では、上記アイドル状態判定手段によりエンジンが完爆状態且つアイドル状態であるか否かを判定し、上記経過時間判定手段によりエンジンが完爆状態となってからの経過時間が予め設定した所定時間内であるか否かを判定し、上記水温判定手段によりエンジンが完爆状態且つアイドル状態となったときの冷却水温をサンプルホールドして当該冷却水温が予め設定した設定温度以下であるか否かを判定し、上記トランスミッション判定手段によりトランスミッションのポジションが走行ポジション以外であるか否かを判定する。そして、エンジンが完爆状態且つアイドル状態であって、エンジンが完爆状態となってからの経過時間が上記設定した所定時間内であって、上記サンプルホールドした冷却水温が上記設定温度以下であって、上記トランスミッションのポジションが走行ポジション以外であるとき上記電気加熱触媒に通電を行う。
【００１４】
この場合、請求項２記載の発明では、上記経過時間判定手段は、エンジンが完爆状態ではなくなった後、再び完爆状態となったときには、それまでのカウンタをクリアして再び経過時間をカウントする。
また、請求項３記載の発明では、上記水温判定手段は、エンジンが完爆状態或いはアイドル状態ではなくなった後、再び完爆状態且つアイドル状態となったときには、冷却水温をサンプルホールドし直す。
【００１５】
【発明の実施の形態】
発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１〜図３は本発明の第１の実施の形態に係る。
【００１７】
図２において、符号１は自動車等のエンジン（図示せず）の排気系に接続された電気加熱触媒（ＥＨＣ）を表し、符号２はこの電気加熱触媒１の電源装置を表す。
【００１８】
上記電気加熱触媒１は、例えば金属やセラミックス等の導電体によって形成された触媒担体１ａと、この触媒担体１ａの表面に担持された白金やアルミナ等の触媒とで主要に構成されている。
【００１９】
上記触媒担体１ａには、この触媒担体１ａを触媒低温時に通電し触媒加熱用ヒータとして動作させるための電極が介装されており、この電極の一端は接地され、もう一端は上記電源装置２に電源の出力端として設けられたＡ端子に接続されている。
【００２０】
上記電源装置２は、電源としてオルタネータ（ＡＬＴ）３及び、バッテリ（ＢＡＴ）４を有し、更に、トランジスタ１５と、このトランジスタ１５の動作制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）６と、上記トランジスタ１５が通電したとき閉じる（オンする）常開リレースイッチ（ＳＷ）５とを有している。
【００２１】
上記リレースイッチ５は、常開リレー接点５ａとコイル５ｂとで主要に構成され、上記コイル５ｂは、一端が上記バッテリ４の正極側と接続されているとともに、他端は上記トランジスタ１５のコレクタ側に接続されている。
【００２２】
上記トランジスタ１５のエミッタ側は接地されており、また、ベース側は上記電子制御ユニット６のＳ端子に接続されている。
【００２３】
上記バッテリ４から上記コイル５ｂへの通電は、上記トランジスタ１５のオン、オフ動作、すなわち上記電子制御ユニット６の上記トランジスタ１５に対するベース電流の制御によって行われ、上記コイル５ｂが通電されこのコイル５ｂが励磁されることによって上記リレー接点５ａが閉じるようになっている。
【００２４】
上記リレー接点５ａの一端は、上記Ａ端子に接続されており、他端は、上記オルタネータ３の出力側に接続されるとともに、上記バッテリ４の正極側に接続されている。そして、上記リレー接点が閉じたとき（オンされたとき）上記オルタネータ３と上記バッテリ４とのうち少なくともどちらか一方から上記電気加熱触媒１に電源が供給されるようになっている。
【００２５】
上記電子制御ユニット６の回路構成を図１を参照にして説明する。
この電子制御ユニット６には、上記Ｓ端子の他に、Ｂ端子、Ｃ端子、Ｄ端子が設けられている。
【００２６】
上記電子制御ユニット６のＢ端子には、例えば、クランク角ロータ（図示せず）等から検出されたパルス信号がエンジン回転数Ｎを表す信号として入力され、また、Ｃ端子には、温度センサ（図示せず）から検出されたアナログ電圧信号ＴＭＰがエンジン冷却水温を表す信号として入力されるようになっている。
【００２７】
更に、上記電子制御ユニット６のＤ端子には、ニュートラル信号ＮSWが入力されるようになっている。このニュートラル信号ＮSWは、トランスミッション（図示せず）がニュートラルポジションにあるときハイレベルとなり、それ以外のポジションにあるときローレベルとなる電圧信号であり、ニュートラルスイッチによって制御されるものである。
【００２８】
図中の符号１１はタイマであり、このタイマ１１は、トリガ入力端子１１ａと、出力端子１１ｂとを有している。上記タイマ１１は、上記トリガ入力端子１１ａからハイレベルの電圧信号が入力されたときトリガが立ち上げられオンされるとともに、予め設定された所定時間内上記出力端子１１ｂからハイレベルの電圧信号を出力するタイマである。尚、上記タイマ１１は、動作中（タイマ１１がオンされているとき）に、トリガ入力端子１１ａからの入力電圧信号が一旦ローレベルとなった後、再びハイレベルとなったときは、それまでのカウントはクリアされ再び上記タイマ１１がオンされるように設定されている。
【００２９】
また、図中の符号１２はサンプルホールド回路であり、このサンプルホールド回路１２はトリガ入力端子１２ａと、入力端子１２ｂと、出力端子１２ｃとを有している。上記サンプルホールド回路１２は、上記トリガ入力端子１２ａからハイレベルの電圧信号が入力されたときトリガが立ち上げられ、トリガが立ち上げられたときの上記入力端子１２ｂからの入力電圧値をサンプルホールドし、このサンプルホールドした電圧を上記出力端子１２ｃから出力し続ける回路である。尚、上記サンプルホールド回路１２はトリガ入力端子１２ａからの入力電圧信号が一旦ローレベルとなった後、再びハイレベルとなったときは、上記入力端子１２ｂからの入力電圧値をサンプルホールドし直すように設定されている。
【００３０】
上記Ｂ端子は、Ｆ／Ｖコンバータ７を介して、コンパレータ８の非反転入力端子側に接続されているとともに、コンパレータ９の反転入力端子側に接続されている。
【００３１】
一方、上記コンパレータ８の反転入力端子側には基準電圧として電圧Ｖ1が入力されるようになっており、また、上記コンパレータ９の非反転入力端子側には基準電圧として電圧Ｖ2が入力されるようになっている。
【００３２】
上記コンパレータ８の出力端子側は、１０ａ、１０ｂの２つの入力端子を有するＡＮＤ回路１０の入力端子１０ａ側に接続されるとともに上記タイマ１１のトリガ入力端子１１ａに接続されている。
【００３３】
上記タイマ１１の出力端子１１ｂは、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの４つの入力端子を有するＡＮＤ回路１４の入力端子１４ａに接続されている。
【００３４】
上記コンパレータ９の出力端子側は、上記ＡＮＤ回路１０の入力端子１０ｂに接続されている。
【００３５】
上記ＡＮＤ回路１０の出力端子は、上記ＡＮＤ回路１４の入力端子１４ｂに接続されるとともに上記サンプルホールド回路１２のトリガ入力端子１２ａに接続されている。
【００３６】
上記Ｃ端子は上記サンプルホールド回路１２の入力端子側１２ｂに接続されており、また、上記上記サンプルホールド回路１２の出力端子１２ｃはコンパレータ１３の反転入力端子側に接続されている。
【００３７】
上記コンパレータ１３の非反転入力端子側には、基準電圧としてＶ3が入力されるようになっており、また、上記コンパレータ１３の出力端子側は上記ＡＮＤ回路１４の入力端子１４ｃに接続されている。
【００３８】
上記Ｄ端子は、上記ＡＮＤ回路１４の入力端子１４ｄに接続されている。そして、このＡＮＤ回路１４の出力端子は、Ｓ端子に接続されてる。
【００３９】
以上の構成により、上記電子制御ユニット６は以下に示す動作を行う。
Ｂ端子から入力されたエンジン回転数Ｎのパルス信号は、Ｆ／Ｖコンバータ７に入力され、上記パルス信号の周波数に比例した電圧ＶNに変換された後、コンパレータ８の非反転入力端子側とコンパレータ９の反転入力端子側とに出力される。
【００４０】
上記コンパレータ８では、非反転入力端子に入力された上記電圧ＶNと、反転端子に入力された電圧Ｖ1とが比較され、Ｖ1＜ＶNのときハイレベルの電圧信号が、Ｖ1＞ＶNのときローレベルの電圧信号が上記コンパレータ８の出力端子から出力される。
【００４１】
一方、上記コンパレータ９では、反転入力端子に入力された上記電圧ＶNと、非反転端子に入力された電圧Ｖ2とが比較され、Ｖ2＞ＶNのときハイレベルの電圧信号が、Ｖ2＜ＶNのときローレベルの電圧信号が上記コンパレータ９の出力端子から出力される。
【００４２】
尚、上記電圧Ｖ1は、エンジンを始動させた後、エンジンが完爆状態に入ったと考えられるときのエンジンの最低回転数Ｎ1でのパルス信号を、上記Ｆ／Ｖコンバータ７によって変換されたときの電圧と等しい電圧であり、また、上記電圧Ｖ2は、エンジンがアイドリング状態であると考えられるときのエンジンの最高回転数Ｎ2でのパルス信号を上記Ｆ／Ｖコンバータ７によって変換されたときの電圧と等しい電圧である。
【００４３】
上記コンパレータ８からの出力電圧信号は、タイマ１１のトリガ入力端子１１ａに入力されるとともに、ＡＮＤ回路１０の入力端子１０ａに入力される。
【００４４】
上記トリガ入力端子１１ａに入力された、上記コンパレータ８からの出力電圧信号は、この電圧信号がハイレベルのとき、上記タイマ１１のトリガを立ち上げるトリガ信号として働き、上記タイマ１１を動作させる。
【００４５】
上記タイマ１１は、トリガが立ち上げられると（タイマ１１がオンされると）、カウントを開始するとともに、予め設定された所定時間内はハイレベルの電圧信号をＡＮＤ回路１４の入力端子１４ａに出力し続ける。
【００４６】
また上記コンパレータ９からの出力電圧信号は、上記ＡＮＤ回路１０の入力端子１０ｂに入力される。
【００４７】
上記ＡＮＤ回路１０では、上記コンパレータ８から上記入力端子１０ａに入力される電圧信号と、上記コンパレータ９から上記入力端子１０ｂに入力される電圧信号とが共にハイレベルであるときだけ、このＡＮＤ回路１０の出力端子からハイレベルの電圧信号が出力される。
【００４８】
すなわち、上記電圧ＶNが、Ｖ1＜ＶN＜Ｖ2のときだけ上記ＡＮＤ回路１０の出力端子からハイレベルの電圧信号が出力されるようになっている。
【００４９】
上記ＡＮＤ回路１０から出力される電圧信号は、上記ＡＮＤ回路１４の入力端子１４ｂに入力されるとともに、サンプルホールド回路１２のトリガ入力端子１２ａに入力される。
【００５０】
上記サンプルホールド回路１２には、更に、Ｃ端子から入力された冷却水温ＴＭＰのアナログ電圧信号が入力端子１２ｂから入力される。
【００５１】
上記ＡＮＤ回路１０からの出力電圧信号は、上記サンプルホールド回路１２に入力されると、上記サンプルホールド回路１２のトリガを立ち上げるトリガ信号として動作する。
【００５２】
上記サンプルホールド回路１２では、トリガが立ち上がったときの上記アナログ電圧信号の電圧値をサンプルホールドし、このホールド電圧ＶTを出力端子１２ｃからコンパレータ１３の反転入力端子側に出力する。
【００５３】
上記コンパレータ１３では、反転入力端子に入力された電圧ＶTと、非反転入力端子に入力された基準電圧Ｖ3とが比較され、Ｖ3＜ＶTのときハイレベルの電圧信号が、Ｖ3＞ＶTのときローレベルの電圧信号が上記コンパレータ１３の出力端子から出力される。
【００５４】
尚、上記基準電圧Ｖ3の電圧値は、上記図示しない温度センサが、エンジンコールド時の所定の冷却水温を検出しアナログ電圧信号に変換したときの電圧値と等しい電圧値である。
【００５５】
上記コンパレータ１３の出力端子からの出力電圧信号は、上記ＡＮＤ回路１４の入力端子１４ｃに入力される。
【００５６】
上記Ｄ端子からは、ニュートラルスイッチからのニュートラル信号ＮSWが、上記ＡＮＤ回路１４の入力端子１４ｄに入力される。
【００５７】
上記ＡＮＤ回路１４では、上記各入力端子１４ａ〜１４ｄに同時にハイレベルの電圧信号が入力されたときだけ、上記ＡＮＤ回路１４の上記出力端子側から上記Ｓ端子に対し所定の電圧が出力され、一方、上記各入力端子１４ａ〜１４ｄに入力される入力電圧がどれか１つでも、ローレベルである場合は、上記ＡＮＤ回路１４からの出力電圧はオフされる。
【００５８】
以上のように、本発明の第１の実施の形態によれば、上記電子制御ユニット６は、エンジン回転数がＮ1以上且つ、Ｎ2以下であり、エンジンが完爆してからの経過時間が上記タイマ１１が設定した時間内であり、サンプルホールドしたエンジン冷却水温が予め設定した設定温度以下で、更に、トランスミッションのポジションがニュートラルポジションあるという条件を満たしているときに限り、上記Ｓ端子から正電圧を出力するようになっている。
【００５９】
すなわち、上記各条件を全て満たすときのみ、上記トランジスタ１５にベース電圧が印加されて上記トランジスタ１５がオンし、上記リレースイッチ５がオンし、上記オルタネータ３或いは上記バッテリ４の少なくともどちらか一方から上記電気加熱触媒１に電源供給が行われ、この電気加熱触媒１の電気加熱が行われる。
【００６０】
このため、上記電気加熱触媒１に温度センサを直付けすることなく触媒温度を活性化温度以上に保ち、エンジンの空ぶかしと上記電気加熱触媒１の電気加熱とが同時に行われることによる触媒の異常加熱を防止して、劣化開始温度以下に保つことができる。
【００６１】
また、上記電気加熱触媒１に温度センサを直付けしなくても済むため、コストの削減を図ることができる。
【００６２】
尚、図２の電源装置２に組み込まれる電子制御ユニット６は、図１に示したような回路構成でなくてもよく、マイクロコンピュータからなる構成でもよい。この構成においても、上記電子制御ユニット６はエンジン回転数Ｎと、冷却水温のアナログ電圧信号ＴＭＰと、ニュートラル信号ＮSWとをパラメータとして動作する。
【００６３】
以下、上記電子制御ユニット６をマイクロコンピュータで構成したときの動作について図３のフローチャートに従って説明する。尚、図３のフローチャート中の「ＳＷ ＯＮ」及び、「ＳＷ ＯＦＦ」は、上記電子制御ユニット６のＳ端子から出力される正電圧のオン、オフを表す。
【００６４】
ルーチンがスタートすると、ステップＳ１で、実測されたエンジン回転数Ｎが、エンジンが完爆状態に入ったと考えられるときの最低回転数Ｎ1よりも大きいか否かを判断する。
【００６５】
上記回転数Ｎが、上記回転数Ｎ1よりも大きいと判断したときは、ステップＳ２に進み、一方上記回転数Ｎが、上記回転数Ｎ1よりも小さいと判断したときは、上記ステップＳ１の動作を繰り返す。
【００６６】
上記ステップＳ２では、タイマを始動させた後、ステップＳ３に進む。尚、このタイマは、ハード的にマイクロコンピュータ内に組み込まれているものか或いは、ソフト的にマイクロコンピュータで制御するものかのいずれかによるものであり、タイマのカウント時間は予め設定されているものである。
【００６７】
上記ステップＳ３では、Ｃ端子からアナログ電圧信号として入力されたエンジン冷却水水温をサンプルホールドした後、ステップＳ４に進む。
【００６８】
上記ステップＳ４では、実測されたエンジン回転数Ｎが、エンジンがアイドリング状態であると考えられるときの最高回転数Ｎ2よりも小さいか否かを判断する。
【００６９】
上記回転数Ｎが上記回転数Ｎ2よりも小さいと判断したときは、ステップＳ５に進み、上記回転数Ｎが上記回転数Ｎ2よりも大きいと判断したときは、ステップＳ１２に進む。
【００７０】
上記ステップＳ１２では、上記Ｓ端子からの出力がオンされているときは、この出力をオフした後、ステップＳ１３に進み、ステップＳ１３では、上記回転数Ｎが上記回転数Ｎ2よりも小さいか否かを判断し、小さいと判断すればステップＳ１４に進む。一方上記回転数Ｎが上記回転数Ｎ2よりも大きいと判断すれば上記ステップＳ１３の動作を繰り返す。
【００７１】
上記ステップＳ１４では、これまでサンプルホールドされていた上記エンジン冷却水水温をクリアし、新たにサンプルホールドした後、上記ステップＳ４に戻る。
【００７２】
また、上記ステップＳ５では、再び上記回転数Ｎと上記回転数Ｎ1とを比較し、上記回転数Ｎが上記回転数Ｎ1よりも大きいと判断したときはステップＳ６に進み、一方上記回転数Ｎが上記回転数Ｎ1よりも小さいと判断したときは、ステップＳ１０に進む。
【００７３】
上記ステップＳ１０では、上記Ｓ端子からの出力がオンされているときは、この出力をオフした後、上記ステップＳ１に戻り、上記Ｓ端子からの出力がオフされているときはそのまま上記ステップＳ１に戻る。
【００７４】
上記ステップＳ６では、動作中の上記タイマの経過時間がこのタイマに設定される設定時間以内か否かを判断し、上記設定時間以内であればステップＳ７に進み、一方上記設定時間を過ぎていればステップＳ１１に進む。
【００７５】
上記ステップＳ７では、上記ステップＳ３或いは上記ステップＳ１４でサンプルホールドされたエンジンの冷却水温が設定温度以下であるか否かを判断し、上記サンプルホールドされたエンジン冷却水温が設定温度以下であると判断したときはステップＳ８に進み、一方、上記サンプルホールドされたエンジン冷却水温が設定温度より高いと判断したときは上記ステップＳ１１に進む。
【００７６】
上記ステップＳ８ではニュートラル信号ＮSWがオンされているか否か（ミッションがニュートラルポジションにあるか否か）を判断し、オンされていると判断したときはステップＳ９に進み、一方オフされていると判断したときは、上記ステップＳ１１に進む。
【００７７】
上記ステップＳ９では、上記Ｓ端子からの出力をオンした後、上記ステップＳ４に戻る。
【００７８】
また、上記ステップＳ１１では上記Ｓ端子からの出力がオンされているときは、この出力をオフした後上記ステップＳ４に戻り、上記Ｓ端子からの出力がオフされているときはそのまま上記ステップＳ４に戻る。
【００７９】
以上のように、本発明の第１の実施の形態では、上記電子制御ユニット６は、図３のフローチャートに従って動作するマイクロコンピュータなどからなる構成であっても、エンジン回転数がＮ1以上且つ、Ｎ2以下であり、エンジンが完爆してからの経過時間がタイマが設定した時間内であり、サンプルホールドしたエンジン冷却水温が予め設定した設定温度以下で、更に、トランスミッションのポジションがニュートラルポジションであるという条件を全て満たしているときに限り、上記Ｓ端子から正電圧を出力するようになっている。
【００８０】
すなわち、上記各条件を全て満たすときのみ、上記電気加熱触媒１に電源供給が行われ、この電気加熱触媒１の電気加熱が行われる。
【００８１】
次に、発明の第２の実施の形態について図面を参照にして説明する。
図４〜図６は本発明の第２の実施の形態に関する。
【００８２】
図５において、符号１は自動車等のエンジン（図示せず）の排気系に接続された電気加熱触媒（ＥＨＣ）を表し、符号２０はこの電気加熱触媒１の電源装置を表す。
【００８３】
尚、上記第１の実施の形態の全体構成図である図２と、本第２の実施の形態の全体構成図である図５とにおいて、上記第１の実施の形態の電源装置２の構成要件である電子制御ユニット６と、本第２の実施の形態の電源装置２０の構成要件である電子制御ユニット２１とのみが異なり、その他の構成は略同様である。
【００８４】
上記電子制御ユニット２１の回路構成を図４を参照にして説明する。
この電子制御ユニット２１には、Ｓ端子の他に、Ｃ端子、Ｄ端子、Ｅ端子、Ｆ端子が設けられている。
【００８５】
上記Ｃ端子には、温度センサ（図示せず）から検出されたアナログ電圧信号ＴＭＰがエンジン冷却水温を表す信号として入力されるようになっている。
【００８６】
上記Ｄ端子には、ニュートラル信号ＮSWが入力されるようになっている。このニュートラル信号ＮSWは、トランスミッション（図示せず）がニュートラルポジションにあるときハイレベルとなり、それ以外のポジションにあるときローレベルとなる電圧信号であり、ニュートラルスイッチによって制御されるものである。
【００８７】
上記Ｅ端子には、完爆信号Ｋが入力されるようになっている。この完爆信号Ｋは、エンジンが完爆状態となり完爆フラグが立ったときハイレベルで出力され、それ以外のときはローレベルで出力される電圧信号である。
【００８８】
上記Ｆ端子には、アイドル信号ＩSWが入力されるようになっている。このアイドル信号ＩSWは、エンジンがアイドル状態のときハイレベルで出力され、それ以外のときローレベルで出力される電圧信号であり、その制御はアイドルスイッチ（図示せず）によって行われる。
【００８９】
尚、エンジンが完爆状態か否か、エンジンがアイドル状態か否か等の判断は図示しないエンジンコントロールユニット等によって行われる。
【００９０】
図中の符号２２はタイマであり、このタイマ２２は、トリガ入力端子２２ａと、出力端子２２ｂとを有している。上記タイマ２２は、上記トリガ入力端子２２ａからハイレベルの電圧信号が入力されたときトリガが立ち上げられオンされるとともに、予め設定された所定時間内上記出力端子２２ｂから所定の正電圧を出力するタイマである。尚、上記タイマ２２は、動作中（タイマ２２がオンされているとき）に、トリガ入力端子２２ａからの入力電圧信号が一旦ローレベルとなった後、再びハイレベルとなったときは、それまでのカウントはクリアされ再び上記タイマ２２がオンされるように設定されている。
【００９１】
また、図中の符号２４はサンプルホールド回路であり、このサンプルホールド回路２４はトリガ入力端子２４ａと、入力端子２４ｂと、出力端子２４ｃとを有している。上記サンプルホールド回路２４は、上記トリガ入力端子２４ａからハイレベルの電圧信号が入力されたときトリガが立ち上げられ、トリガが立ち上げられたときの上記入力端子２４ｂからの入力電圧値をサンプルホールドし、このサンプルホールドした電圧を上記出力端子２４ｃから出力し続ける回路である。尚、上記サンプルホールド回路２４はトリガ入力端子２４ａからの入力電圧信号が一旦ローレベルとなった後、再びハイレベルとなったときは、上記入力端子２４ｂからの入力電圧値をサンプルホールドし直すように設定されている。
【００９２】
上記Ｅ端子は、タイマ２２のトリガ入力端子２２ａに接続されるとともに、２３ａ、２３ｂの２つの入力端子を有するＡＮＤ回路２３の入力端子２３ａに接続されている。
【００９３】
上記Ｆ端子は、上記ＡＮＤ回路２３の入力端子２３ｂに接続されている。
【００９４】
上記ＡＮＤ回路２３の出力端子は、上記サンプルホールド回路２４のトリガ入力端子２４ａに接続されているとともに、ＡＮＤ回路２６の入力端子２６ｂに接続されている。
【００９５】
上記Ｃ端子は上記サンプルホールド回路２４の入力端子２４ｂに接続されており、また、サンプルホールド回路２４の出力端子２４ｃはコンパレータ２５の反転入力端子側に接続されている。
【００９６】
上記コンパレータ２５の非反転入力端子側には、基準電圧としてＶ3が入力されるようになっており、また、上記コンパレータ２５の出力端子側は上記ＡＮＤ回路２６の入力端子２６ｃに接続されている。
【００９７】
上記Ｄ端子は、上記ＡＮＤ回路２６の入力端子２６ｄに接続されており、上記ＡＮＤ回路２６の出力端子は、上記Ｓ端子に接続されている。
【００９８】
以上の構成により上記電子制御ユニット２０は、以下に示す動作を行う。
上記Ｅ端子から入力される完爆信号Ｋは、上記タイマ２２のトリガ入力端子２２ａに入力されるとともに、上記ＡＮＤ回路２３の入力端子２３ａに入力される。
【００９９】
上記完爆信号Ｋはハイレベルで上記タイマ２２に入力されると、このタイマ２２のトリガを立ち上げるトリガ信号として働き、上記タイマ２２を動作させる。
【０１００】
上記タイマ２２は、トリガが立ち上げられると（タイマ２２がオンされると）、カウントを開始し、設定された所定時間内は所定の正電圧をＡＮＤ回路２６の入力端子２６ａに出力し続ける。
【０１０１】
上記Ｆ端子から入力されるアイドル信号ＩSWは、上記ＡＮＤ回路２３の入力端子２３ｂに入力される。
【０１０２】
上記ＡＮＤ回路２３では、上記Ｅ端子から上記入力端子２３ａに入力される電圧信号と、上記Ｆ端子から上記入力端子２３ｂに入力される電圧信号とが共にハイレベルであるときだけ、このＡＮＤ回路２３の出力端子からハイレベルの電圧信号が出力される。
【０１０３】
上記ＡＮＤ回路２３の出力端子から出力されたハイレベルの電圧信号は、サンプルホールド回路２４のトリガ入力端子２４ａに入力されるとともに、上記ＡＮＤ回路２６の入力端子２６ｂに入力される。
【０１０４】
上記ＡＮＤ回路２３からの出力電圧信号は、上記サンプルホールド回路２４に入力されると、この電圧信号がハイレベルのとき上記サンプルホールド回路２４のトリガを立ち上げるトリガ信号として動作する。
【０１０５】
上記サンプルホールド回路２４では、トリガが立ち上げられたとき、上記Ｃ端子から入力される上記アナログ電圧信号ＴＭＰの電圧値をＶTとしてホールドし、このホールド電圧ＶTを、コンパレータ２５の反転入力端子に出力し続ける。
【０１０６】
上記コンパレータ２５では、非反転入力端子に入力された上記基準電圧Ｖ3と、反転入力端子に入力された上記ホールド電圧ＶTとが比較され、ＶT＜Ｖ3のときハイレベルの電圧信号が、ＶT＞Ｖ3のときローレベルの電圧信号が上記コンパレータ２５の出力端子から出力される。
【０１０７】
尚、上記基準電圧Ｖ3の電圧値は、上記図示しない温度センサが、エンジンコールド時の所定の冷却水温を検出しアナログ電圧信号に変換したときの電圧値と等しい電圧値である。
【０１０８】
上記コンパレータ２５の出力端子からの出力電圧信号は、上記ＡＮＤ回路２６の入力端子２６ｃに入力される。
【０１０９】
上記Ｄ端子からは、ニュートラルスイッチからのニュートラル信号ＮSWが、上記ＡＮＤ回路２６の入力端子２６ｄに入力される。
【０１１０】
上記ＡＮＤ回路２６では、上記各入力端子２６ａ〜２６ｄに同時にハイレベルの電圧信号が入力されたときだけ、上記ＡＮＤ回路２６の上記出力端子側からハイレベルの電圧信号が出力され、一方、上記各入力端子２６ａ〜２６ｄに入力される入力電圧がどれか１つでも、ローレベルである場合は、上記ＡＮＤ回路２６からの出力電圧はオフされる。
【０１１１】
以上のように、本発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、エンジンが完爆し、且つアイドル状態であり、エンジンが完爆してからの経過時間が上記タイマ２２が設定した時間内であり、サンプルホールドしたエンジン冷却水温が予め設定した設定温度以下で、更に、トランスミッションがニュートラルポジションであるという条件を満たしているときに限り、上記Ｓ端子から正電圧を出力するようになっている。
【０１１２】
すなわち、上記各条件を全て満たすときのみ、上記トランジスタ１５にベース電流が印加され、上記リレースイッチ５がオンし、上記オルタネータ３或いは上記バッテリ４の少なくともどちらか一方から上記電気加熱触媒１に電源供給が行われ、この電気加熱触媒１の電気加熱が行われる。
【０１１３】
本第２の実施の形態では、上記第１の実施の形態で得られる効果に加え、回路規模を小型化する事ができるという効果が新たに生じる。
【０１１４】
尚、上記第１の実施の形態の電子制御ユニット６或いは、上記第２の実施の形態の電子制御ユニット２１は、その構成の一部或いは全部をエンジンコントロールユニット等のその他のユニットに組み込むことが可能である。
【０１１５】
上記電子制御ユニット６或いは、上記電子制御ユニット２１の構成の一部或いは全部をエンジンコントロールユニット等のその他のユニットに組み込むことによって、コストの低減を図ることができる。
【０１１６】
尚、図５の電源装置２０に組み込まれる電子制御ユニット２１は、図４に示したような回路構成でなくてもよく、マイクロコンピュータからなる構成でも良い。この構成においても上記電子制御ユニット２１は完爆信号Ｋと、アイドル信号ＩSWと、冷却水温のアナログ電圧信号ＴＭＰと、ニュートラル信号ＮSWとをパラメータとして動作する。
【０１１７】
以下、上記電子制御ユニット２１をマイクロコンピュータで構成したときの動作について、図６のフローチャートに従って説明する。尚、図６のフローチャート中の「ＳＷ ＯＮ」及び、「ＳＷ ＯＦＦ」は、上記電子制御ユニット２１のＳ端子から出力される正電圧のオン、オフを表す。
【０１１８】
ルーチンがスタートすると、ステップＳ２１で、完爆信号Ｋがオンされているか否かを判断する。すなわち、エンジンが完爆状態に入ったか否かを判断する。
【０１１９】
上記完爆フラグＫがオンされていると判断したときは、ステップＳ２２に進み、一方上記完爆信号Ｋがオンされていないと判断したときは、上記ステップＳ２１の動作を繰り返す。
【０１２０】
上記ステップＳ２２では、タイマを始動させた後、ステップＳ２３に進む。尚、上記タイマはハード的にマイクロコンピュータ内に組み込まれているものか或いは、ソフト的にマイクロコンピュータで制御するものかのいずれかによるものであり、タイマのカウント時間は予め設定されているものである。
【０１２１】
上記ステップＳ２３では、Ｃ端子からアナログ電圧信号として入力されたエンジン冷却水水温をサンプルホールド回路２４で電圧ＶTとしてサンプルホールドした後、ステップＳ２４に進む。
【０１２２】
上記ステップＳ２４では、アイドル信号がオンされているか否かを判断し、アイドル信号がオンされていると判断したときは、ステップＳ２５に進み、アイドル信号がオフされていると判断したときは、ステップＳ３２に進む。
【０１２３】
上記ステップＳ３２では、上記Ｓ端子からの出力電圧がオンされているときは、この出力電圧をオフした後、ステップＳ３３に進み、上記Ｓ端子からの出力電圧がオフされているときはそのままステップＳ３３に進む。
【０１２４】
上記ステップＳ３３では、上記アイドル信号がオンされているか否かを判断し、オンされていると判断すればステップＳ３４に進み、一方オフされていると判断すれば上記ステップＳ３３の動作を繰り返す。
【０１２５】
上記ステップＳ３４では、電圧ＶTとしてこれまでサンプルホールドされていた上記エンジン冷却水温をクリアにし、新たにサンプルホールドした後、上記ステップＳ２４に戻る。
【０１２６】
上記ステップＳ２５では、再び完爆信号Ｋがオンされているか否かを判断し、完爆信号Ｋがオンされていると判断したときはステップＳ２６に進み、完爆信号がオフされていると判断したときはステップＳ３０に進む。
【０１２７】
上記ステップＳ３０では、上記Ｓ端子からの出力電圧がオンされているときは、この出力電圧をオフした後、上記ステップＳ１に戻り、上記Ｓ端子からの出力電圧がオフされているときはそのまま上記ステップＳ１に戻る。
【０１２８】
上記ステップＳ２６では、動作中の上記タイマの経過時間がこのタイマに設定される設定時間以内か否かを判断し、上記設定時間以内であればステップＳ２７に進み、一方上記設定時間を過ぎていればステップＳ３１に進む。
【０１２９】
上記ステップＳ２７では、上記ステップＳ２３或いは上記ステップＳ３４でサンプルホールドされたエンジンの冷却水温が設定温度以下であるか否かを判断し、上記サンプルホールドされたエンジン冷却水温が設定温度以下であると判断したときはステップＳ２８に進み、一方、上記サンプルホールドされたエンジン冷却水温が設定温度より高いと判断したときは上記ステップＳ３１に進む。
【０１３０】
上記ステップＳ２８ではニュートラルスイッチがオンされているか否か（ミッションがニュートラルポジションにあるか否か）を判断し、オンされていると判断したときはステップＳ２９に進み、一方オフされていると判断したときは、上記ステップＳ３１に進む。
【０１３１】
上記ステップＳ２９では、上記Ｓ端子からの出力電圧をオンした後、上記ステップＳ２４に戻る。
【０１３２】
また、上記ステップＳ３１では上記Ｓ端子からの出力電圧がオンされているときは、この出力電圧をオフした後上記ステップＳ２４に戻り、上記Ｓ端子からの出力電圧がオフされているときはそのまま上記ステップＳ２４に戻る。
【０１３３】
以上のように、本発明の第２の実施の形態では、上記電子制御ユニット２０は、図６のフローチャートに従って動作するマイクロコンピュータなどからなる構成であっても、アイドル信号がオンであり、エンジンが完爆してからの経過時間がタイマが設定した時間内であり、サンプルホールドしたエンジン冷却水温が予め設定した設定温度以下で、更に、ニュートラル信号ＮSWがオンであるという条件を満たしているときに限り、上記Ｓ端子から正電圧を出力するようになっている。
【０１３４】
すなわち、上記各条件を全て満たすときのみ、上記電気加熱触媒１に電源供給が行われ、この電気加熱触媒１の電気加熱が行われる。
【０１３５】
また、その他の実施の形態として、電気加熱触媒加熱用電源をオルタネータのみに求めたときの電気加熱触媒の電源装置の回路接続図を図７に示す。
【０１３６】
図中において、符号１は上記第１の実施の形態或いは上記第２の実施の形態で用いた電気加熱触媒であり、符号３０はこの電気加熱触媒に電源を供給するための電源装置である。
【０１３７】
上記電気加熱触媒１の触媒担体１ａの一端は接地され、他端は上記電源装置３１に形成されたＧ端子に接続されている。
【０１３８】
上記電源装置３０は、オルタネータ３、バッテリ４、トランジスタ１５、リレースイッチ３１、電子制御ユニット３２とで主要に構成されている。
【０１３９】
上記リレースイッチ３１は、共通接点３１ａと、接点３１ｂ、接点３１ｃとを有するリレースイッチであり、通常上記共通接点３１ａと上記接点３１ｂとが常閉している。
【０１４０】
上記リレースイッチ３１は、さらにコイル３１ｄも有しており、このコイル３１ｄが通電され励磁されると、上記共通接点３１ａは、上記接点３１ｂ側から上記接点３１ｃ側に切り替えられるようになっている。
【０１４１】
上記リレースイッチ３１の接点３１ｂは上記Ｇ端子に接続されており、接点３１ｃは上記バッテリ４の正極側に接続されている。
【０１４２】
また、上記リレースイッチ３１の共通接点３１ａは上記オルタネータ３の出力端に接続されており、このオルタネータ３は、上記共通接点３１ａが上記接点３１ｂ側に接続されると上記電気加熱触媒１に、上記接点３１ｃ側に接続されると上記バッテリ４に給電するようになっている。
【０１４３】
上記リレースイッチ３１のコイル３１ｄの一端は、上記バッテリ４の正極側に接続されており、上記コイル３１ｄの他端は、上記トランジスタ１５のコレクタ側に接続されている。
【０１４４】
上記トランジスタ１５のエミッタ側は接地されており、ベース側は、上記電子制御ユニット３２に形成されたＳ端子に接続されている。
【０１４５】
尚、上記電源装置３０には、上記電子制御ユニット３２として、上記第１の実施の形態の電子制御ユニット６或いは、上記第２の実施の形態の電子制御ユニット２１のうち、どちらか一方の電子制御ユニットが組み込まれる。
【０１４６】
上記電源装置３０に、上記電子制御ユニット３２として上記電子制御ユニット６が組み込まれたとき、この電子制御ユニット３２には、エンジン回転数Ｎがパルス信号として、エンジン冷却水水温がアナログ電圧信号ＴＭＰとして、入力され、更にニュートラル信号ＮSWが入力される。
【０１４７】
一方、上記電源装置３０に、上記電子制御ユニット３２として上記電子制御ユニット２１が組み込まれたとき、この電子制御ユニット３２には、エンジンが完爆状態でオンされる完爆信号Ｋ、エンジンがアイドル状態でオンされるアイドル信号ＩSWが入力され、更にアナログ電圧信号ＴＭＰ、ニュートラル信号ＮSWが入力される。
【０１４８】
以上の構成により上記電源装置３０は、以下に示す動作を行う。
通常リレースイッチ３１の共通接点３１ａは接点３１ｂ側に接続されており、オルタネータ３の発電電圧は、バッテリ４に供給され、上記バッテリ４は充電されている。
【０１４９】
電子制御ユニット３２が、入力される各種信号によって、エンジンが完爆状態且つアイドル状態であり、エンジンが完爆状態となってからの経過時間が予め設定した時間内であり、サンプルホールドしたエンジン冷却水温が予め設定した設定温度以下で、更に、トランスミッションのポジションがニュートラルポジションであるという条件を満たしたと判断したとき、上記電子制御ユニット３２のＳ端子から正電圧が出力される。
【０１５０】
上記Ｓ端子から正電圧が出力されると、トランジスタ１５がオンされ、バッテリ４からコイル３１ｄに電力が供給され、上記コイル３１ｄが励磁される。
【０１５１】
上記コイル３１ｄが励磁されると、共通接点３１ａが、接点３１ｃ側から接点３１ｂ側へと切り替えられ、オルタネータ３の発電電圧が電気加熱触媒１に供給され、上記電気加熱触媒１が加熱される。
【０１５２】
上記本実施の形態では、上記電気加熱触媒１の加熱は上記オルタネータ３からの給電のみで行い、上記電気加熱触媒１の加熱用電源を上記バッテリ４から供給することはない。そのため、上記電気加熱触媒１加熱中であっても上記バッテリ４からの出力電圧の電圧降下の心配がなく、例えば照明機器や計器類等のその他の電装品に上記バッテリ４から十分な給電が可能となり、これらを誤動作なく動作させることができるという効果が新たに生じる。
【０１５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、故障する可能性の高い触媒内直付の温度検出センサを用いることなく、ヒータ通電中に運転者がエンジンを空ぶかしする等の変動要因にも対応し、触媒温度を活性化温度以上且つ劣化開始温度以下に加熱することのできる電気加熱触媒の通電制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１〜図３は本発明の第１の実施の形態を示し、図１は電子制御ユニットの回路図
【図２】電源装置の回路接続図
【図３】マイクロコンピュータ構成による電子制御ユニットの動作ルーチンを示すフローチャート
【図４】図４〜図６は本発明の第２の実施の形態を示し、図４は電子制御ユニットの回路図
【図５】電源装置の回路接続図
【図６】マイクロコンピュータ構成による電子制御ユニットの動作ルーチンを示すフローチャート
【図７】電気加熱触媒加熱用電源をオルタネータのみに求める場合の電源装置の回路接続図
【符号の説明】
１ 電気加熱触媒
５ リレースイッチ
６ 電子制御ユニット
８ コンパレータ
９ コンパレータ
１０ ＡＮＤ回路
１１ タイマ
１２ サンプルホールド回路
１３ コンパレータ
１４ ＡＮＤ回路
【発明の属する分野】
本発明は、エンジンの排気系に介装された電気加熱触媒の通電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの排気ガスを浄化する触媒を早期に活性化するため、触媒担体を導電体で形成してヒータとして加熱したり、触媒に電熱ヒータを取り付けて加熱するシステムがあり、この加熱システムには、エンジン始動前にヒータに通電し、触媒を加熱するプレヒート方式と、エンジン始動後にヒータに通電し、触媒を加熱するポストヒート方式とがある。
【０００３】
ところで、上記触媒は、活性化温度に達していないときは排気ガスを浄化する能力が低い反面、高温になりすぎ、所定温度を超えると急激に劣化を開始してしまうという特性を有しており、そのため上記触媒は、活性化温度以上、且つ、劣化開始温度以下の温度範囲内に保つ必要がある。
【０００４】
上記触媒温度を、活性化温度以上、且つ、劣化開始温度以下に制御するために、触媒内に温度センサを直付し、触媒が活性化温度範囲内に達したことを温度センサで検出した時点で、温度センサの出力に基づき上記ヒータへの通電を停止するようにした技術が、従来より知られている。
【０００５】
しかしながら、上記温度センサは、きわめて高温な箇所に設けられているばかりでなく、常に排気ガスにさらされているため、故障する可能性が高い。
【０００６】
これに対処するに、特開平４−２７９７１８号公報では、ヒータの温度検出用のセンサを用いて触媒温度を制御するとともに、機関冷却水温等から上記触媒が設定温度に達するであろう時間を算出し、ヒータ通電時間を設定する技術が開示されている。
【０００７】
上記技術では、仮にヒータの温度検出用のセンサが故障した場合であっても、算出された所定の設定時間経過後にはヒータの通電はオフされるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記触媒の加熱温度は、外気温をはじめとする様々な変動要因に左右されるものであり、特にポストヒート方式においての温度制御は、例えば運転者がエンジンを空ぶかししただけであっても、排気ガス温度、排気ガス流量等の変動要因が加わる。このような状況下において、上記特開平４−２７９７１８号公報の技術で、例えばヒータの温度検出用のセンサが故障した場合であって、且つ、ヒータ通電中に運転者がエンジンを空ぶかしし、触媒温度が急激に上昇した場合等においても、上記設定時間内は、ヒータ加熱が続行されるため、触媒は劣化開始温度を越えてしまう虞がある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ポストヒート方式の電気加熱触媒の通電制御装置において、故障する可能性の高い触媒内直付の温度検出センサを用いることなく、ヒータ通電中に運転者がエンジンを空ぶかしする等の変動要因にも対応し、触媒温度を活性化温度以上且つ劣化開始温度以下に加熱することのできる電気加熱触媒の通電制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の本発明による電気加熱触媒の通電制御装置は、 エンジンの排気系に介装された電気加熱触媒の通電制御装置において、エンジンが完爆状態、且つ、アイドル状態であるか否かを判定するアイドル状態判定手段と、エンジンが完爆状態となってからの経過時間が予め設定した所定時間内であるか否かを判定する経過時間判定手段と、エンジンが完爆状態且つアイドル状態となったときの冷却水温をサンプルホールドして当該冷却水温が予め設定した設定温度以下か否かを判定する水温判定手段と、トランスミッションのポジションが走行ポジション以外であるか否かを判定するトランスミッション判定手段と、エンジンが完爆状態且つアイドル状態であって、エンジンが完爆状態となってからの経過時間が上記設定した所定時間内であり、上記サンプルホールドした冷却水温が上記設定温度以下であり、上記トランスミッションのポジションが走行ポジション以外であるとき上記電気加熱触媒に通電させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２記載の本発明による電気加熱触媒の通電制御装置は請求項１記載の電気加熱触媒の通電制御装置において、上記経過時間判定手段は、エンジンが完爆状態ではなくなった後、再び完爆状態となったときには、それまでのカウンタをクリアして再び経過時間をカウントするものである。
【００１２】
また、請求項３記載の本発明による電気加熱触媒の通電制御装置は請求項１または請求項２記載の電気加熱触媒の通電制御装置において、上記水温判定手段は、エンジンが完爆状態或いはアイドル状態ではなくなった後、再び完爆状態且つアイドル状態となったときには、冷却水温をサンプルホールドし直すものである。
【００１３】
すなわち、請求項１記載の発明では、上記アイドル状態判定手段によりエンジンが完爆状態且つアイドル状態であるか否かを判定し、上記経過時間判定手段によりエンジンが完爆状態となってからの経過時間が予め設定した所定時間内であるか否かを判定し、上記水温判定手段によりエンジンが完爆状態且つアイドル状態となったときの冷却水温をサンプルホールドして当該冷却水温が予め設定した設定温度以下であるか否かを判定し、上記トランスミッション判定手段によりトランスミッションのポジションが走行ポジション以外であるか否かを判定する。そして、エンジンが完爆状態且つアイドル状態であって、エンジンが完爆状態となってからの経過時間が上記設定した所定時間内であって、上記サンプルホールドした冷却水温が上記設定温度以下であって、上記トランスミッションのポジションが走行ポジション以外であるとき上記電気加熱触媒に通電を行う。
【００１４】
この場合、請求項２記載の発明では、上記経過時間判定手段は、エンジンが完爆状態ではなくなった後、再び完爆状態となったときには、それまでのカウンタをクリアして再び経過時間をカウントする。
また、請求項３記載の発明では、上記水温判定手段は、エンジンが完爆状態或いはアイドル状態ではなくなった後、再び完爆状態且つアイドル状態となったときには、冷却水温をサンプルホールドし直す。
【００１５】
【発明の実施の形態】
発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１〜図３は本発明の第１の実施の形態に係る。
【００１７】
図２において、符号１は自動車等のエンジン（図示せず）の排気系に接続された電気加熱触媒（ＥＨＣ）を表し、符号２はこの電気加熱触媒１の電源装置を表す。
【００１８】
上記電気加熱触媒１は、例えば金属やセラミックス等の導電体によって形成された触媒担体１ａと、この触媒担体１ａの表面に担持された白金やアルミナ等の触媒とで主要に構成されている。
【００１９】
上記触媒担体１ａには、この触媒担体１ａを触媒低温時に通電し触媒加熱用ヒータとして動作させるための電極が介装されており、この電極の一端は接地され、もう一端は上記電源装置２に電源の出力端として設けられたＡ端子に接続されている。
【００２０】
上記電源装置２は、電源としてオルタネータ（ＡＬＴ）３及び、バッテリ（ＢＡＴ）４を有し、更に、トランジスタ１５と、このトランジスタ１５の動作制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）６と、上記トランジスタ１５が通電したとき閉じる（オンする）常開リレースイッチ（ＳＷ）５とを有している。
【００２１】
上記リレースイッチ５は、常開リレー接点５ａとコイル５ｂとで主要に構成され、上記コイル５ｂは、一端が上記バッテリ４の正極側と接続されているとともに、他端は上記トランジスタ１５のコレクタ側に接続されている。
【００２２】
上記トランジスタ１５のエミッタ側は接地されており、また、ベース側は上記電子制御ユニット６のＳ端子に接続されている。
【００２３】
上記バッテリ４から上記コイル５ｂへの通電は、上記トランジスタ１５のオン、オフ動作、すなわち上記電子制御ユニット６の上記トランジスタ１５に対するベース電流の制御によって行われ、上記コイル５ｂが通電されこのコイル５ｂが励磁されることによって上記リレー接点５ａが閉じるようになっている。
【００２４】
上記リレー接点５ａの一端は、上記Ａ端子に接続されており、他端は、上記オルタネータ３の出力側に接続されるとともに、上記バッテリ４の正極側に接続されている。そして、上記リレー接点が閉じたとき（オンされたとき）上記オルタネータ３と上記バッテリ４とのうち少なくともどちらか一方から上記電気加熱触媒１に電源が供給されるようになっている。
【００２５】
上記電子制御ユニット６の回路構成を図１を参照にして説明する。
この電子制御ユニット６には、上記Ｓ端子の他に、Ｂ端子、Ｃ端子、Ｄ端子が設けられている。
【００２６】
上記電子制御ユニット６のＢ端子には、例えば、クランク角ロータ（図示せず）等から検出されたパルス信号がエンジン回転数Ｎを表す信号として入力され、また、Ｃ端子には、温度センサ（図示せず）から検出されたアナログ電圧信号ＴＭＰがエンジン冷却水温を表す信号として入力されるようになっている。
【００２７】
更に、上記電子制御ユニット６のＤ端子には、ニュートラル信号ＮSWが入力されるようになっている。このニュートラル信号ＮSWは、トランスミッション（図示せず）がニュートラルポジションにあるときハイレベルとなり、それ以外のポジションにあるときローレベルとなる電圧信号であり、ニュートラルスイッチによって制御されるものである。
【００２８】
図中の符号１１はタイマであり、このタイマ１１は、トリガ入力端子１１ａと、出力端子１１ｂとを有している。上記タイマ１１は、上記トリガ入力端子１１ａからハイレベルの電圧信号が入力されたときトリガが立ち上げられオンされるとともに、予め設定された所定時間内上記出力端子１１ｂからハイレベルの電圧信号を出力するタイマである。尚、上記タイマ１１は、動作中（タイマ１１がオンされているとき）に、トリガ入力端子１１ａからの入力電圧信号が一旦ローレベルとなった後、再びハイレベルとなったときは、それまでのカウントはクリアされ再び上記タイマ１１がオンされるように設定されている。
【００２９】
また、図中の符号１２はサンプルホールド回路であり、このサンプルホールド回路１２はトリガ入力端子１２ａと、入力端子１２ｂと、出力端子１２ｃとを有している。上記サンプルホールド回路１２は、上記トリガ入力端子１２ａからハイレベルの電圧信号が入力されたときトリガが立ち上げられ、トリガが立ち上げられたときの上記入力端子１２ｂからの入力電圧値をサンプルホールドし、このサンプルホールドした電圧を上記出力端子１２ｃから出力し続ける回路である。尚、上記サンプルホールド回路１２はトリガ入力端子１２ａからの入力電圧信号が一旦ローレベルとなった後、再びハイレベルとなったときは、上記入力端子１２ｂからの入力電圧値をサンプルホールドし直すように設定されている。
【００３０】
上記Ｂ端子は、Ｆ／Ｖコンバータ７を介して、コンパレータ８の非反転入力端子側に接続されているとともに、コンパレータ９の反転入力端子側に接続されている。
【００３１】
一方、上記コンパレータ８の反転入力端子側には基準電圧として電圧Ｖ1が入力されるようになっており、また、上記コンパレータ９の非反転入力端子側には基準電圧として電圧Ｖ2が入力されるようになっている。
【００３２】
上記コンパレータ８の出力端子側は、１０ａ、１０ｂの２つの入力端子を有するＡＮＤ回路１０の入力端子１０ａ側に接続されるとともに上記タイマ１１のトリガ入力端子１１ａに接続されている。
【００３３】
上記タイマ１１の出力端子１１ｂは、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの４つの入力端子を有するＡＮＤ回路１４の入力端子１４ａに接続されている。
【００３４】
上記コンパレータ９の出力端子側は、上記ＡＮＤ回路１０の入力端子１０ｂに接続されている。
【００３５】
上記ＡＮＤ回路１０の出力端子は、上記ＡＮＤ回路１４の入力端子１４ｂに接続されるとともに上記サンプルホールド回路１２のトリガ入力端子１２ａに接続されている。
【００３６】
上記Ｃ端子は上記サンプルホールド回路１２の入力端子側１２ｂに接続されており、また、上記上記サンプルホールド回路１２の出力端子１２ｃはコンパレータ１３の反転入力端子側に接続されている。
【００３７】
上記コンパレータ１３の非反転入力端子側には、基準電圧としてＶ3が入力されるようになっており、また、上記コンパレータ１３の出力端子側は上記ＡＮＤ回路１４の入力端子１４ｃに接続されている。
【００３８】
上記Ｄ端子は、上記ＡＮＤ回路１４の入力端子１４ｄに接続されている。そして、このＡＮＤ回路１４の出力端子は、Ｓ端子に接続されてる。
【００３９】
以上の構成により、上記電子制御ユニット６は以下に示す動作を行う。
Ｂ端子から入力されたエンジン回転数Ｎのパルス信号は、Ｆ／Ｖコンバータ７に入力され、上記パルス信号の周波数に比例した電圧ＶNに変換された後、コンパレータ８の非反転入力端子側とコンパレータ９の反転入力端子側とに出力される。
【００４０】
上記コンパレータ８では、非反転入力端子に入力された上記電圧ＶNと、反転端子に入力された電圧Ｖ1とが比較され、Ｖ1＜ＶNのときハイレベルの電圧信号が、Ｖ1＞ＶNのときローレベルの電圧信号が上記コンパレータ８の出力端子から出力される。
【００４１】
一方、上記コンパレータ９では、反転入力端子に入力された上記電圧ＶNと、非反転端子に入力された電圧Ｖ2とが比較され、Ｖ2＞ＶNのときハイレベルの電圧信号が、Ｖ2＜ＶNのときローレベルの電圧信号が上記コンパレータ９の出力端子から出力される。
【００４２】
尚、上記電圧Ｖ1は、エンジンを始動させた後、エンジンが完爆状態に入ったと考えられるときのエンジンの最低回転数Ｎ1でのパルス信号を、上記Ｆ／Ｖコンバータ７によって変換されたときの電圧と等しい電圧であり、また、上記電圧Ｖ2は、エンジンがアイドリング状態であると考えられるときのエンジンの最高回転数Ｎ2でのパルス信号を上記Ｆ／Ｖコンバータ７によって変換されたときの電圧と等しい電圧である。
【００４３】
上記コンパレータ８からの出力電圧信号は、タイマ１１のトリガ入力端子１１ａに入力されるとともに、ＡＮＤ回路１０の入力端子１０ａに入力される。
【００４４】
上記トリガ入力端子１１ａに入力された、上記コンパレータ８からの出力電圧信号は、この電圧信号がハイレベルのとき、上記タイマ１１のトリガを立ち上げるトリガ信号として働き、上記タイマ１１を動作させる。
【００４５】
上記タイマ１１は、トリガが立ち上げられると（タイマ１１がオンされると）、カウントを開始するとともに、予め設定された所定時間内はハイレベルの電圧信号をＡＮＤ回路１４の入力端子１４ａに出力し続ける。
【００４６】
また上記コンパレータ９からの出力電圧信号は、上記ＡＮＤ回路１０の入力端子１０ｂに入力される。
【００４７】
上記ＡＮＤ回路１０では、上記コンパレータ８から上記入力端子１０ａに入力される電圧信号と、上記コンパレータ９から上記入力端子１０ｂに入力される電圧信号とが共にハイレベルであるときだけ、このＡＮＤ回路１０の出力端子からハイレベルの電圧信号が出力される。
【００４８】
すなわち、上記電圧ＶNが、Ｖ1＜ＶN＜Ｖ2のときだけ上記ＡＮＤ回路１０の出力端子からハイレベルの電圧信号が出力されるようになっている。
【００４９】
上記ＡＮＤ回路１０から出力される電圧信号は、上記ＡＮＤ回路１４の入力端子１４ｂに入力されるとともに、サンプルホールド回路１２のトリガ入力端子１２ａに入力される。
【００５０】
上記サンプルホールド回路１２には、更に、Ｃ端子から入力された冷却水温ＴＭＰのアナログ電圧信号が入力端子１２ｂから入力される。
【００５１】
上記ＡＮＤ回路１０からの出力電圧信号は、上記サンプルホールド回路１２に入力されると、上記サンプルホールド回路１２のトリガを立ち上げるトリガ信号として動作する。
【００５２】
上記サンプルホールド回路１２では、トリガが立ち上がったときの上記アナログ電圧信号の電圧値をサンプルホールドし、このホールド電圧ＶTを出力端子１２ｃからコンパレータ１３の反転入力端子側に出力する。
【００５３】
上記コンパレータ１３では、反転入力端子に入力された電圧ＶTと、非反転入力端子に入力された基準電圧Ｖ3とが比較され、Ｖ3＜ＶTのときハイレベルの電圧信号が、Ｖ3＞ＶTのときローレベルの電圧信号が上記コンパレータ１３の出力端子から出力される。
【００５４】
尚、上記基準電圧Ｖ3の電圧値は、上記図示しない温度センサが、エンジンコールド時の所定の冷却水温を検出しアナログ電圧信号に変換したときの電圧値と等しい電圧値である。
【００５５】
上記コンパレータ１３の出力端子からの出力電圧信号は、上記ＡＮＤ回路１４の入力端子１４ｃに入力される。
【００５６】
上記Ｄ端子からは、ニュートラルスイッチからのニュートラル信号ＮSWが、上記ＡＮＤ回路１４の入力端子１４ｄに入力される。
【００５７】
上記ＡＮＤ回路１４では、上記各入力端子１４ａ〜１４ｄに同時にハイレベルの電圧信号が入力されたときだけ、上記ＡＮＤ回路１４の上記出力端子側から上記Ｓ端子に対し所定の電圧が出力され、一方、上記各入力端子１４ａ〜１４ｄに入力される入力電圧がどれか１つでも、ローレベルである場合は、上記ＡＮＤ回路１４からの出力電圧はオフされる。
【００５８】
以上のように、本発明の第１の実施の形態によれば、上記電子制御ユニット６は、エンジン回転数がＮ1以上且つ、Ｎ2以下であり、エンジンが完爆してからの経過時間が上記タイマ１１が設定した時間内であり、サンプルホールドしたエンジン冷却水温が予め設定した設定温度以下で、更に、トランスミッションのポジションがニュートラルポジションあるという条件を満たしているときに限り、上記Ｓ端子から正電圧を出力するようになっている。
【００５９】
すなわち、上記各条件を全て満たすときのみ、上記トランジスタ１５にベース電圧が印加されて上記トランジスタ１５がオンし、上記リレースイッチ５がオンし、上記オルタネータ３或いは上記バッテリ４の少なくともどちらか一方から上記電気加熱触媒１に電源供給が行われ、この電気加熱触媒１の電気加熱が行われる。
【００６０】
このため、上記電気加熱触媒１に温度センサを直付けすることなく触媒温度を活性化温度以上に保ち、エンジンの空ぶかしと上記電気加熱触媒１の電気加熱とが同時に行われることによる触媒の異常加熱を防止して、劣化開始温度以下に保つことができる。
【００６１】
また、上記電気加熱触媒１に温度センサを直付けしなくても済むため、コストの削減を図ることができる。
【００６２】
尚、図２の電源装置２に組み込まれる電子制御ユニット６は、図１に示したような回路構成でなくてもよく、マイクロコンピュータからなる構成でもよい。この構成においても、上記電子制御ユニット６はエンジン回転数Ｎと、冷却水温のアナログ電圧信号ＴＭＰと、ニュートラル信号ＮSWとをパラメータとして動作する。
【００６３】
以下、上記電子制御ユニット６をマイクロコンピュータで構成したときの動作について図３のフローチャートに従って説明する。尚、図３のフローチャート中の「ＳＷ ＯＮ」及び、「ＳＷ ＯＦＦ」は、上記電子制御ユニット６のＳ端子から出力される正電圧のオン、オフを表す。
【００６４】
ルーチンがスタートすると、ステップＳ１で、実測されたエンジン回転数Ｎが、エンジンが完爆状態に入ったと考えられるときの最低回転数Ｎ1よりも大きいか否かを判断する。
【００６５】
上記回転数Ｎが、上記回転数Ｎ1よりも大きいと判断したときは、ステップＳ２に進み、一方上記回転数Ｎが、上記回転数Ｎ1よりも小さいと判断したときは、上記ステップＳ１の動作を繰り返す。
【００６６】
上記ステップＳ２では、タイマを始動させた後、ステップＳ３に進む。尚、このタイマは、ハード的にマイクロコンピュータ内に組み込まれているものか或いは、ソフト的にマイクロコンピュータで制御するものかのいずれかによるものであり、タイマのカウント時間は予め設定されているものである。
【００６７】
上記ステップＳ３では、Ｃ端子からアナログ電圧信号として入力されたエンジン冷却水水温をサンプルホールドした後、ステップＳ４に進む。
【００６８】
上記ステップＳ４では、実測されたエンジン回転数Ｎが、エンジンがアイドリング状態であると考えられるときの最高回転数Ｎ2よりも小さいか否かを判断する。
【００６９】
上記回転数Ｎが上記回転数Ｎ2よりも小さいと判断したときは、ステップＳ５に進み、上記回転数Ｎが上記回転数Ｎ2よりも大きいと判断したときは、ステップＳ１２に進む。
【００７０】
上記ステップＳ１２では、上記Ｓ端子からの出力がオンされているときは、この出力をオフした後、ステップＳ１３に進み、ステップＳ１３では、上記回転数Ｎが上記回転数Ｎ2よりも小さいか否かを判断し、小さいと判断すればステップＳ１４に進む。一方上記回転数Ｎが上記回転数Ｎ2よりも大きいと判断すれば上記ステップＳ１３の動作を繰り返す。
【００７１】
上記ステップＳ１４では、これまでサンプルホールドされていた上記エンジン冷却水水温をクリアし、新たにサンプルホールドした後、上記ステップＳ４に戻る。
【００７２】
また、上記ステップＳ５では、再び上記回転数Ｎと上記回転数Ｎ1とを比較し、上記回転数Ｎが上記回転数Ｎ1よりも大きいと判断したときはステップＳ６に進み、一方上記回転数Ｎが上記回転数Ｎ1よりも小さいと判断したときは、ステップＳ１０に進む。
【００７３】
上記ステップＳ１０では、上記Ｓ端子からの出力がオンされているときは、この出力をオフした後、上記ステップＳ１に戻り、上記Ｓ端子からの出力がオフされているときはそのまま上記ステップＳ１に戻る。
【００７４】
上記ステップＳ６では、動作中の上記タイマの経過時間がこのタイマに設定される設定時間以内か否かを判断し、上記設定時間以内であればステップＳ７に進み、一方上記設定時間を過ぎていればステップＳ１１に進む。
【００７５】
上記ステップＳ７では、上記ステップＳ３或いは上記ステップＳ１４でサンプルホールドされたエンジンの冷却水温が設定温度以下であるか否かを判断し、上記サンプルホールドされたエンジン冷却水温が設定温度以下であると判断したときはステップＳ８に進み、一方、上記サンプルホールドされたエンジン冷却水温が設定温度より高いと判断したときは上記ステップＳ１１に進む。
【００７６】
上記ステップＳ８ではニュートラル信号ＮSWがオンされているか否か（ミッションがニュートラルポジションにあるか否か）を判断し、オンされていると判断したときはステップＳ９に進み、一方オフされていると判断したときは、上記ステップＳ１１に進む。
【００７７】
上記ステップＳ９では、上記Ｓ端子からの出力をオンした後、上記ステップＳ４に戻る。
【００７８】
また、上記ステップＳ１１では上記Ｓ端子からの出力がオンされているときは、この出力をオフした後上記ステップＳ４に戻り、上記Ｓ端子からの出力がオフされているときはそのまま上記ステップＳ４に戻る。
【００７９】
以上のように、本発明の第１の実施の形態では、上記電子制御ユニット６は、図３のフローチャートに従って動作するマイクロコンピュータなどからなる構成であっても、エンジン回転数がＮ1以上且つ、Ｎ2以下であり、エンジンが完爆してからの経過時間がタイマが設定した時間内であり、サンプルホールドしたエンジン冷却水温が予め設定した設定温度以下で、更に、トランスミッションのポジションがニュートラルポジションであるという条件を全て満たしているときに限り、上記Ｓ端子から正電圧を出力するようになっている。
【００８０】
すなわち、上記各条件を全て満たすときのみ、上記電気加熱触媒１に電源供給が行われ、この電気加熱触媒１の電気加熱が行われる。
【００８１】
次に、発明の第２の実施の形態について図面を参照にして説明する。
図４〜図６は本発明の第２の実施の形態に関する。
【００８２】
図５において、符号１は自動車等のエンジン（図示せず）の排気系に接続された電気加熱触媒（ＥＨＣ）を表し、符号２０はこの電気加熱触媒１の電源装置を表す。
【００８３】
尚、上記第１の実施の形態の全体構成図である図２と、本第２の実施の形態の全体構成図である図５とにおいて、上記第１の実施の形態の電源装置２の構成要件である電子制御ユニット６と、本第２の実施の形態の電源装置２０の構成要件である電子制御ユニット２１とのみが異なり、その他の構成は略同様である。
【００８４】
上記電子制御ユニット２１の回路構成を図４を参照にして説明する。
この電子制御ユニット２１には、Ｓ端子の他に、Ｃ端子、Ｄ端子、Ｅ端子、Ｆ端子が設けられている。
【００８５】
上記Ｃ端子には、温度センサ（図示せず）から検出されたアナログ電圧信号ＴＭＰがエンジン冷却水温を表す信号として入力されるようになっている。
【００８６】
上記Ｄ端子には、ニュートラル信号ＮSWが入力されるようになっている。このニュートラル信号ＮSWは、トランスミッション（図示せず）がニュートラルポジションにあるときハイレベルとなり、それ以外のポジションにあるときローレベルとなる電圧信号であり、ニュートラルスイッチによって制御されるものである。
【００８７】
上記Ｅ端子には、完爆信号Ｋが入力されるようになっている。この完爆信号Ｋは、エンジンが完爆状態となり完爆フラグが立ったときハイレベルで出力され、それ以外のときはローレベルで出力される電圧信号である。
【００８８】
上記Ｆ端子には、アイドル信号ＩSWが入力されるようになっている。このアイドル信号ＩSWは、エンジンがアイドル状態のときハイレベルで出力され、それ以外のときローレベルで出力される電圧信号であり、その制御はアイドルスイッチ（図示せず）によって行われる。
【００８９】
尚、エンジンが完爆状態か否か、エンジンがアイドル状態か否か等の判断は図示しないエンジンコントロールユニット等によって行われる。
【００９０】
図中の符号２２はタイマであり、このタイマ２２は、トリガ入力端子２２ａと、出力端子２２ｂとを有している。上記タイマ２２は、上記トリガ入力端子２２ａからハイレベルの電圧信号が入力されたときトリガが立ち上げられオンされるとともに、予め設定された所定時間内上記出力端子２２ｂから所定の正電圧を出力するタイマである。尚、上記タイマ２２は、動作中（タイマ２２がオンされているとき）に、トリガ入力端子２２ａからの入力電圧信号が一旦ローレベルとなった後、再びハイレベルとなったときは、それまでのカウントはクリアされ再び上記タイマ２２がオンされるように設定されている。
【００９１】
また、図中の符号２４はサンプルホールド回路であり、このサンプルホールド回路２４はトリガ入力端子２４ａと、入力端子２４ｂと、出力端子２４ｃとを有している。上記サンプルホールド回路２４は、上記トリガ入力端子２４ａからハイレベルの電圧信号が入力されたときトリガが立ち上げられ、トリガが立ち上げられたときの上記入力端子２４ｂからの入力電圧値をサンプルホールドし、このサンプルホールドした電圧を上記出力端子２４ｃから出力し続ける回路である。尚、上記サンプルホールド回路２４はトリガ入力端子２４ａからの入力電圧信号が一旦ローレベルとなった後、再びハイレベルとなったときは、上記入力端子２４ｂからの入力電圧値をサンプルホールドし直すように設定されている。
【００９２】
上記Ｅ端子は、タイマ２２のトリガ入力端子２２ａに接続されるとともに、２３ａ、２３ｂの２つの入力端子を有するＡＮＤ回路２３の入力端子２３ａに接続されている。
【００９３】
上記Ｆ端子は、上記ＡＮＤ回路２３の入力端子２３ｂに接続されている。
【００９４】
上記ＡＮＤ回路２３の出力端子は、上記サンプルホールド回路２４のトリガ入力端子２４ａに接続されているとともに、ＡＮＤ回路２６の入力端子２６ｂに接続されている。
【００９５】
上記Ｃ端子は上記サンプルホールド回路２４の入力端子２４ｂに接続されており、また、サンプルホールド回路２４の出力端子２４ｃはコンパレータ２５の反転入力端子側に接続されている。
【００９６】
上記コンパレータ２５の非反転入力端子側には、基準電圧としてＶ3が入力されるようになっており、また、上記コンパレータ２５の出力端子側は上記ＡＮＤ回路２６の入力端子２６ｃに接続されている。
【００９７】
上記Ｄ端子は、上記ＡＮＤ回路２６の入力端子２６ｄに接続されており、上記ＡＮＤ回路２６の出力端子は、上記Ｓ端子に接続されている。
【００９８】
以上の構成により上記電子制御ユニット２０は、以下に示す動作を行う。
上記Ｅ端子から入力される完爆信号Ｋは、上記タイマ２２のトリガ入力端子２２ａに入力されるとともに、上記ＡＮＤ回路２３の入力端子２３ａに入力される。
【００９９】
上記完爆信号Ｋはハイレベルで上記タイマ２２に入力されると、このタイマ２２のトリガを立ち上げるトリガ信号として働き、上記タイマ２２を動作させる。
【０１００】
上記タイマ２２は、トリガが立ち上げられると（タイマ２２がオンされると）、カウントを開始し、設定された所定時間内は所定の正電圧をＡＮＤ回路２６の入力端子２６ａに出力し続ける。
【０１０１】
上記Ｆ端子から入力されるアイドル信号ＩSWは、上記ＡＮＤ回路２３の入力端子２３ｂに入力される。
【０１０２】
上記ＡＮＤ回路２３では、上記Ｅ端子から上記入力端子２３ａに入力される電圧信号と、上記Ｆ端子から上記入力端子２３ｂに入力される電圧信号とが共にハイレベルであるときだけ、このＡＮＤ回路２３の出力端子からハイレベルの電圧信号が出力される。
【０１０３】
上記ＡＮＤ回路２３の出力端子から出力されたハイレベルの電圧信号は、サンプルホールド回路２４のトリガ入力端子２４ａに入力されるとともに、上記ＡＮＤ回路２６の入力端子２６ｂに入力される。
【０１０４】
上記ＡＮＤ回路２３からの出力電圧信号は、上記サンプルホールド回路２４に入力されると、この電圧信号がハイレベルのとき上記サンプルホールド回路２４のトリガを立ち上げるトリガ信号として動作する。
【０１０５】
上記サンプルホールド回路２４では、トリガが立ち上げられたとき、上記Ｃ端子から入力される上記アナログ電圧信号ＴＭＰの電圧値をＶTとしてホールドし、このホールド電圧ＶTを、コンパレータ２５の反転入力端子に出力し続ける。
【０１０６】
上記コンパレータ２５では、非反転入力端子に入力された上記基準電圧Ｖ3と、反転入力端子に入力された上記ホールド電圧ＶTとが比較され、ＶT＜Ｖ3のときハイレベルの電圧信号が、ＶT＞Ｖ3のときローレベルの電圧信号が上記コンパレータ２５の出力端子から出力される。
【０１０７】
尚、上記基準電圧Ｖ3の電圧値は、上記図示しない温度センサが、エンジンコールド時の所定の冷却水温を検出しアナログ電圧信号に変換したときの電圧値と等しい電圧値である。
【０１０８】
上記コンパレータ２５の出力端子からの出力電圧信号は、上記ＡＮＤ回路２６の入力端子２６ｃに入力される。
【０１０９】
上記Ｄ端子からは、ニュートラルスイッチからのニュートラル信号ＮSWが、上記ＡＮＤ回路２６の入力端子２６ｄに入力される。
【０１１０】
上記ＡＮＤ回路２６では、上記各入力端子２６ａ〜２６ｄに同時にハイレベルの電圧信号が入力されたときだけ、上記ＡＮＤ回路２６の上記出力端子側からハイレベルの電圧信号が出力され、一方、上記各入力端子２６ａ〜２６ｄに入力される入力電圧がどれか１つでも、ローレベルである場合は、上記ＡＮＤ回路２６からの出力電圧はオフされる。
【０１１１】
以上のように、本発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、エンジンが完爆し、且つアイドル状態であり、エンジンが完爆してからの経過時間が上記タイマ２２が設定した時間内であり、サンプルホールドしたエンジン冷却水温が予め設定した設定温度以下で、更に、トランスミッションがニュートラルポジションであるという条件を満たしているときに限り、上記Ｓ端子から正電圧を出力するようになっている。
【０１１２】
すなわち、上記各条件を全て満たすときのみ、上記トランジスタ１５にベース電流が印加され、上記リレースイッチ５がオンし、上記オルタネータ３或いは上記バッテリ４の少なくともどちらか一方から上記電気加熱触媒１に電源供給が行われ、この電気加熱触媒１の電気加熱が行われる。
【０１１３】
本第２の実施の形態では、上記第１の実施の形態で得られる効果に加え、回路規模を小型化する事ができるという効果が新たに生じる。
【０１１４】
尚、上記第１の実施の形態の電子制御ユニット６或いは、上記第２の実施の形態の電子制御ユニット２１は、その構成の一部或いは全部をエンジンコントロールユニット等のその他のユニットに組み込むことが可能である。
【０１１５】
上記電子制御ユニット６或いは、上記電子制御ユニット２１の構成の一部或いは全部をエンジンコントロールユニット等のその他のユニットに組み込むことによって、コストの低減を図ることができる。
【０１１６】
尚、図５の電源装置２０に組み込まれる電子制御ユニット２１は、図４に示したような回路構成でなくてもよく、マイクロコンピュータからなる構成でも良い。この構成においても上記電子制御ユニット２１は完爆信号Ｋと、アイドル信号ＩSWと、冷却水温のアナログ電圧信号ＴＭＰと、ニュートラル信号ＮSWとをパラメータとして動作する。
【０１１７】
以下、上記電子制御ユニット２１をマイクロコンピュータで構成したときの動作について、図６のフローチャートに従って説明する。尚、図６のフローチャート中の「ＳＷ ＯＮ」及び、「ＳＷ ＯＦＦ」は、上記電子制御ユニット２１のＳ端子から出力される正電圧のオン、オフを表す。
【０１１８】
ルーチンがスタートすると、ステップＳ２１で、完爆信号Ｋがオンされているか否かを判断する。すなわち、エンジンが完爆状態に入ったか否かを判断する。
【０１１９】
上記完爆フラグＫがオンされていると判断したときは、ステップＳ２２に進み、一方上記完爆信号Ｋがオンされていないと判断したときは、上記ステップＳ２１の動作を繰り返す。
【０１２０】
上記ステップＳ２２では、タイマを始動させた後、ステップＳ２３に進む。尚、上記タイマはハード的にマイクロコンピュータ内に組み込まれているものか或いは、ソフト的にマイクロコンピュータで制御するものかのいずれかによるものであり、タイマのカウント時間は予め設定されているものである。
【０１２１】
上記ステップＳ２３では、Ｃ端子からアナログ電圧信号として入力されたエンジン冷却水水温をサンプルホールド回路２４で電圧ＶTとしてサンプルホールドした後、ステップＳ２４に進む。
【０１２２】
上記ステップＳ２４では、アイドル信号がオンされているか否かを判断し、アイドル信号がオンされていると判断したときは、ステップＳ２５に進み、アイドル信号がオフされていると判断したときは、ステップＳ３２に進む。
【０１２３】
上記ステップＳ３２では、上記Ｓ端子からの出力電圧がオンされているときは、この出力電圧をオフした後、ステップＳ３３に進み、上記Ｓ端子からの出力電圧がオフされているときはそのままステップＳ３３に進む。
【０１２４】
上記ステップＳ３３では、上記アイドル信号がオンされているか否かを判断し、オンされていると判断すればステップＳ３４に進み、一方オフされていると判断すれば上記ステップＳ３３の動作を繰り返す。
【０１２５】
上記ステップＳ３４では、電圧ＶTとしてこれまでサンプルホールドされていた上記エンジン冷却水温をクリアにし、新たにサンプルホールドした後、上記ステップＳ２４に戻る。
【０１２６】
上記ステップＳ２５では、再び完爆信号Ｋがオンされているか否かを判断し、完爆信号Ｋがオンされていると判断したときはステップＳ２６に進み、完爆信号がオフされていると判断したときはステップＳ３０に進む。
【０１２７】
上記ステップＳ３０では、上記Ｓ端子からの出力電圧がオンされているときは、この出力電圧をオフした後、上記ステップＳ１に戻り、上記Ｓ端子からの出力電圧がオフされているときはそのまま上記ステップＳ１に戻る。
【０１２８】
上記ステップＳ２６では、動作中の上記タイマの経過時間がこのタイマに設定される設定時間以内か否かを判断し、上記設定時間以内であればステップＳ２７に進み、一方上記設定時間を過ぎていればステップＳ３１に進む。
【０１２９】
上記ステップＳ２７では、上記ステップＳ２３或いは上記ステップＳ３４でサンプルホールドされたエンジンの冷却水温が設定温度以下であるか否かを判断し、上記サンプルホールドされたエンジン冷却水温が設定温度以下であると判断したときはステップＳ２８に進み、一方、上記サンプルホールドされたエンジン冷却水温が設定温度より高いと判断したときは上記ステップＳ３１に進む。
【０１３０】
上記ステップＳ２８ではニュートラルスイッチがオンされているか否か（ミッションがニュートラルポジションにあるか否か）を判断し、オンされていると判断したときはステップＳ２９に進み、一方オフされていると判断したときは、上記ステップＳ３１に進む。
【０１３１】
上記ステップＳ２９では、上記Ｓ端子からの出力電圧をオンした後、上記ステップＳ２４に戻る。
【０１３２】
また、上記ステップＳ３１では上記Ｓ端子からの出力電圧がオンされているときは、この出力電圧をオフした後上記ステップＳ２４に戻り、上記Ｓ端子からの出力電圧がオフされているときはそのまま上記ステップＳ２４に戻る。
【０１３３】
以上のように、本発明の第２の実施の形態では、上記電子制御ユニット２０は、図６のフローチャートに従って動作するマイクロコンピュータなどからなる構成であっても、アイドル信号がオンであり、エンジンが完爆してからの経過時間がタイマが設定した時間内であり、サンプルホールドしたエンジン冷却水温が予め設定した設定温度以下で、更に、ニュートラル信号ＮSWがオンであるという条件を満たしているときに限り、上記Ｓ端子から正電圧を出力するようになっている。
【０１３４】
すなわち、上記各条件を全て満たすときのみ、上記電気加熱触媒１に電源供給が行われ、この電気加熱触媒１の電気加熱が行われる。
【０１３５】
また、その他の実施の形態として、電気加熱触媒加熱用電源をオルタネータのみに求めたときの電気加熱触媒の電源装置の回路接続図を図７に示す。
【０１３６】
図中において、符号１は上記第１の実施の形態或いは上記第２の実施の形態で用いた電気加熱触媒であり、符号３０はこの電気加熱触媒に電源を供給するための電源装置である。
【０１３７】
上記電気加熱触媒１の触媒担体１ａの一端は接地され、他端は上記電源装置３１に形成されたＧ端子に接続されている。
【０１３８】
上記電源装置３０は、オルタネータ３、バッテリ４、トランジスタ１５、リレースイッチ３１、電子制御ユニット３２とで主要に構成されている。
【０１３９】
上記リレースイッチ３１は、共通接点３１ａと、接点３１ｂ、接点３１ｃとを有するリレースイッチであり、通常上記共通接点３１ａと上記接点３１ｂとが常閉している。
【０１４０】
上記リレースイッチ３１は、さらにコイル３１ｄも有しており、このコイル３１ｄが通電され励磁されると、上記共通接点３１ａは、上記接点３１ｂ側から上記接点３１ｃ側に切り替えられるようになっている。
【０１４１】
上記リレースイッチ３１の接点３１ｂは上記Ｇ端子に接続されており、接点３１ｃは上記バッテリ４の正極側に接続されている。
【０１４２】
また、上記リレースイッチ３１の共通接点３１ａは上記オルタネータ３の出力端に接続されており、このオルタネータ３は、上記共通接点３１ａが上記接点３１ｂ側に接続されると上記電気加熱触媒１に、上記接点３１ｃ側に接続されると上記バッテリ４に給電するようになっている。
【０１４３】
上記リレースイッチ３１のコイル３１ｄの一端は、上記バッテリ４の正極側に接続されており、上記コイル３１ｄの他端は、上記トランジスタ１５のコレクタ側に接続されている。
【０１４４】
上記トランジスタ１５のエミッタ側は接地されており、ベース側は、上記電子制御ユニット３２に形成されたＳ端子に接続されている。
【０１４５】
尚、上記電源装置３０には、上記電子制御ユニット３２として、上記第１の実施の形態の電子制御ユニット６或いは、上記第２の実施の形態の電子制御ユニット２１のうち、どちらか一方の電子制御ユニットが組み込まれる。
【０１４６】
上記電源装置３０に、上記電子制御ユニット３２として上記電子制御ユニット６が組み込まれたとき、この電子制御ユニット３２には、エンジン回転数Ｎがパルス信号として、エンジン冷却水水温がアナログ電圧信号ＴＭＰとして、入力され、更にニュートラル信号ＮSWが入力される。
【０１４７】
一方、上記電源装置３０に、上記電子制御ユニット３２として上記電子制御ユニット２１が組み込まれたとき、この電子制御ユニット３２には、エンジンが完爆状態でオンされる完爆信号Ｋ、エンジンがアイドル状態でオンされるアイドル信号ＩSWが入力され、更にアナログ電圧信号ＴＭＰ、ニュートラル信号ＮSWが入力される。
【０１４８】
以上の構成により上記電源装置３０は、以下に示す動作を行う。
通常リレースイッチ３１の共通接点３１ａは接点３１ｂ側に接続されており、オルタネータ３の発電電圧は、バッテリ４に供給され、上記バッテリ４は充電されている。
【０１４９】
電子制御ユニット３２が、入力される各種信号によって、エンジンが完爆状態且つアイドル状態であり、エンジンが完爆状態となってからの経過時間が予め設定した時間内であり、サンプルホールドしたエンジン冷却水温が予め設定した設定温度以下で、更に、トランスミッションのポジションがニュートラルポジションであるという条件を満たしたと判断したとき、上記電子制御ユニット３２のＳ端子から正電圧が出力される。
【０１５０】
上記Ｓ端子から正電圧が出力されると、トランジスタ１５がオンされ、バッテリ４からコイル３１ｄに電力が供給され、上記コイル３１ｄが励磁される。
【０１５１】
上記コイル３１ｄが励磁されると、共通接点３１ａが、接点３１ｃ側から接点３１ｂ側へと切り替えられ、オルタネータ３の発電電圧が電気加熱触媒１に供給され、上記電気加熱触媒１が加熱される。
【０１５２】
上記本実施の形態では、上記電気加熱触媒１の加熱は上記オルタネータ３からの給電のみで行い、上記電気加熱触媒１の加熱用電源を上記バッテリ４から供給することはない。そのため、上記電気加熱触媒１加熱中であっても上記バッテリ４からの出力電圧の電圧降下の心配がなく、例えば照明機器や計器類等のその他の電装品に上記バッテリ４から十分な給電が可能となり、これらを誤動作なく動作させることができるという効果が新たに生じる。
【０１５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、故障する可能性の高い触媒内直付の温度検出センサを用いることなく、ヒータ通電中に運転者がエンジンを空ぶかしする等の変動要因にも対応し、触媒温度を活性化温度以上且つ劣化開始温度以下に加熱することのできる電気加熱触媒の通電制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１〜図３は本発明の第１の実施の形態を示し、図１は電子制御ユニットの回路図
【図２】電源装置の回路接続図
【図３】マイクロコンピュータ構成による電子制御ユニットの動作ルーチンを示すフローチャート
【図４】図４〜図６は本発明の第２の実施の形態を示し、図４は電子制御ユニットの回路図
【図５】電源装置の回路接続図
【図６】マイクロコンピュータ構成による電子制御ユニットの動作ルーチンを示すフローチャート
【図７】電気加熱触媒加熱用電源をオルタネータのみに求める場合の電源装置の回路接続図
【符号の説明】
１ 電気加熱触媒
５ リレースイッチ
６ 電子制御ユニット
８ コンパレータ
９ コンパレータ
１０ ＡＮＤ回路
１１ タイマ
１２ サンプルホールド回路
１３ コンパレータ
１４ ＡＮＤ回路
Claims (3)
- エンジンの排気系に介装された電気加熱触媒の通電制御装置において、
エンジンが完爆状態、且つ、アイドル状態であるか否かを判定するアイドル状態判定手段と、
エンジンが完爆状態となってからの経過時間が予め設定した所定時間内であるか否かを判定する経過時間判定手段と、
エンジンが完爆状態且つアイドル状態となったときの冷却水温をサンプルホールドして当該冷却水温が予め設定した設定温度以下か否かを判定する水温判定手段と、
トランスミッションのポジションが走行ポジション以外であるか否かを判定するトランスミッション判定手段と、
エンジンが完爆状態且つアイドル状態であって、エンジンが完爆状態となってからの経過時間が上記設定した所定時間内であり、上記サンプルホールドした冷却水温が上記設定温度以下であり、上記トランスミッションのポジションが走行ポジション以外であるとき上記電気加熱触媒に通電させる制御手段とを備えたことを特徴とする電気加熱触媒の通電制御装置。 - 上記経過時間判定手段は、エンジンが完爆状態ではなくなった後、再び完爆状態となったときには、それまでのカウンタをクリアして再び経過時間をカウントすることを特徴とする請求項１記載の電気加熱触媒の通電制御装置。
- 上記水温判定手段は、エンジンが完爆状態或いはアイドル状態ではなくなった後、再び完爆状態且つアイドル状態となったときには、冷却水温をサンプルホールドし直すことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電気加熱触媒の通電制御装置。
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| JP01047597A JP3946295B2 (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | 電気加熱触媒の通電制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP01047597A JP3946295B2 (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | 電気加熱触媒の通電制御装置 |
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- 1997-01-23 JP JP01047597A patent/JP3946295B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH10205321A (ja) | 1998-08-04 |
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