JPH0828252A - 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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- JPH0828252A JPH0828252A JP6159886A JP15988694A JPH0828252A JP H0828252 A JPH0828252 A JP H0828252A JP 6159886 A JP6159886 A JP 6159886A JP 15988694 A JP15988694 A JP 15988694A JP H0828252 A JPH0828252 A JP H0828252A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気加熱式触媒の実際の浄化性能の度合い
（エミッション転化率）を基に、電気ヒータの通電制御
を行うことにより、触媒や電気ヒータの供給電源の劣化
を抑えつつ、触媒を十分に活性化すること等を目的とす
る。 【構成】 触媒上流側の酸素センサの出力の反転周期Ｆ
1 を読み込む（Ｓ８）。触媒下流側の酸素センサの出力
の反転周期Ｆ2 を読み込む（Ｓ９）。反転周期比Ｆｒ
（＝Ｆ2 ／Ｆ1 ）を算出する（Ｓ１０）。反転周期比Ｆ
ｒと触媒の浄化度合い〔触媒転化率〕には、所定の相関
関係があり、触媒の浄化が進むに連れて反転周期比Ｆｒ
は０に近づく。従って、この反転周期比Ｆｒに基づいて
触媒の劣化度合いを判定し（Ｓ１１）、所定値Ｆｒａ以
下のときは十分な浄化性能になったと判断して、電気加
熱式触媒の電気ヒータへの通電を停止する（Ｓ７）。反
転周期比Ｆｒが所定値Ｆｒａを越えているときは、触媒
がまだ十分に活性していないものと判定して、通電を継
続し、Ｓ１２に進む。
（エミッション転化率）を基に、電気ヒータの通電制御
を行うことにより、触媒や電気ヒータの供給電源の劣化
を抑えつつ、触媒を十分に活性化すること等を目的とす
る。 【構成】 触媒上流側の酸素センサの出力の反転周期Ｆ
1 を読み込む（Ｓ８）。触媒下流側の酸素センサの出力
の反転周期Ｆ2 を読み込む（Ｓ９）。反転周期比Ｆｒ
（＝Ｆ2 ／Ｆ1 ）を算出する（Ｓ１０）。反転周期比Ｆ
ｒと触媒の浄化度合い〔触媒転化率〕には、所定の相関
関係があり、触媒の浄化が進むに連れて反転周期比Ｆｒ
は０に近づく。従って、この反転周期比Ｆｒに基づいて
触媒の劣化度合いを判定し（Ｓ１１）、所定値Ｆｒａ以
下のときは十分な浄化性能になったと判断して、電気加
熱式触媒の電気ヒータへの通電を停止する（Ｓ７）。反
転周期比Ｆｒが所定値Ｆｒａを越えているときは、触媒
がまだ十分に活性していないものと判定して、通電を継
続し、Ｓ１２に進む。
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、内燃機関の排気通路に電気ヒータによ
り加熱される電気加熱式触媒を介装してなる排気浄化装
置に関する。
置に関し、特に、内燃機関の排気通路に電気ヒータによ
り加熱される電気加熱式触媒を介装してなる排気浄化装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関（以下、エンジン）の低温始動
直後の排気ガス温度が低いときには、排気通路に介装し
た三元触媒による排気ガスの浄化が殆ど不可能である。
そこで、従来より、触媒を早期に活性化する目的で、図
に示すように、触媒を加熱する電気ヒータ１を有する電
気加熱式触媒２をエンジン３の排気通路４に介装した排
気浄化装置が提案されている（特開平４−２７９７１８
号公報参照）。
直後の排気ガス温度が低いときには、排気通路に介装し
た三元触媒による排気ガスの浄化が殆ど不可能である。
そこで、従来より、触媒を早期に活性化する目的で、図
に示すように、触媒を加熱する電気ヒータ１を有する電
気加熱式触媒２をエンジン３の排気通路４に介装した排
気浄化装置が提案されている（特開平４−２７９７１８
号公報参照）。
【０００３】そして、従来では、電気加熱式触媒２の内
部温度を温度検出手段５により検出し、検出温度がある
温度に達したときに、該触媒２が十分に活性化し、加熱
が不必要であると判断して、コントロールユニット６か
らの制御信号で電気ヒータ１への通電を停止するように
している。又、電気加熱式触媒２を活性化するのに必要
な電気ヒータ１への通電時間を、エンジン３の冷却水温
度等から算出し、実通電時間が算出した時間に達した場
合に、電気加熱式触媒２が十分に活性化し、加熱が不必
要があると判断して、電気ヒータ１への通電を停止する
ようにもしている。
部温度を温度検出手段５により検出し、検出温度がある
温度に達したときに、該触媒２が十分に活性化し、加熱
が不必要であると判断して、コントロールユニット６か
らの制御信号で電気ヒータ１への通電を停止するように
している。又、電気加熱式触媒２を活性化するのに必要
な電気ヒータ１への通電時間を、エンジン３の冷却水温
度等から算出し、実通電時間が算出した時間に達した場
合に、電気加熱式触媒２が十分に活性化し、加熱が不必
要があると判断して、電気ヒータ１への通電を停止する
ようにもしている。
【０００４】従って、かかる従来技術では、温度検出手
段５の故障発生時にも、電気加熱式触媒２を活性化させ
るのに必要な時間だけ電気ヒータ１に通電を行うことに
よって、システムの信頼性を向上するようにしている。
段５の故障発生時にも、電気加熱式触媒２を活性化させ
るのに必要な時間だけ電気ヒータ１に通電を行うことに
よって、システムの信頼性を向上するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の排気浄化装置にあっては、次のような問題点
があった。即ち、電気加熱式触媒の電気ヒータへの通電
を、触媒の内部温度がある温度に達したとき又は実通電
時間がエンジン冷却水温度等から算出した時間に達した
ときに停止させる構成であるため、電気加熱式触媒の浄
化性能〔Ｔ５０（排気ガスを５０％浄化するのに必要な
時間）〕がまだ劣化していないときには、浄化するのに
必要な温度以上に電気ヒータに通電して触媒を加熱する
ことになり、電気加熱式触媒の劣化のみならず、バッテ
リの劣化を進行させてしまうことになる。
うな従来の排気浄化装置にあっては、次のような問題点
があった。即ち、電気加熱式触媒の電気ヒータへの通電
を、触媒の内部温度がある温度に達したとき又は実通電
時間がエンジン冷却水温度等から算出した時間に達した
ときに停止させる構成であるため、電気加熱式触媒の浄
化性能〔Ｔ５０（排気ガスを５０％浄化するのに必要な
時間）〕がまだ劣化していないときには、浄化するのに
必要な温度以上に電気ヒータに通電して触媒を加熱する
ことになり、電気加熱式触媒の劣化のみならず、バッテ
リの劣化を進行させてしまうことになる。
【０００６】これとは逆に、電気加熱方式のため、触媒
性能がなくても加熱によって触媒の内部温度は上昇する
ため、電気加熱式触媒の浄化性能が劣化してきたときに
は、触媒浄化性能が十分に活性化する以前に、触媒内部
温度が上昇したとして電気ヒータへの通電を停止してし
まう可能性もある。又、電気加熱式触媒のクラッキン
グ、断線等の故障が発生すると、電気加熱式触媒の抵抗
値は容易に増大する可能性があるが、この抵抗値の増大
による触媒昇温速度の低下が生じた場合や、電気加熱式
触媒のショート等の故障による部分的な加熱が生じた場
合には、従来のエンジン冷却水温度等に基づいて算出し
た必要通電時間や触媒内部温度を指標とした電気ヒータ
の通電制御では、触媒を十分に活性化できない。
性能がなくても加熱によって触媒の内部温度は上昇する
ため、電気加熱式触媒の浄化性能が劣化してきたときに
は、触媒浄化性能が十分に活性化する以前に、触媒内部
温度が上昇したとして電気ヒータへの通電を停止してし
まう可能性もある。又、電気加熱式触媒のクラッキン
グ、断線等の故障が発生すると、電気加熱式触媒の抵抗
値は容易に増大する可能性があるが、この抵抗値の増大
による触媒昇温速度の低下が生じた場合や、電気加熱式
触媒のショート等の故障による部分的な加熱が生じた場
合には、従来のエンジン冷却水温度等に基づいて算出し
た必要通電時間や触媒内部温度を指標とした電気ヒータ
の通電制御では、触媒を十分に活性化できない。
【０００７】しかも、従来技術にあっては、上述のよう
な電気加熱式触媒のクラッキング、断線、ショート等の
故障（交換、修理が必要な程度のもの）を知ることはで
きず、これに対処できないため、触媒の活性化に支障を
来すという問題点もある。そこで、本発明は以上のよう
な従来の問題点に鑑み、電気加熱式触媒の実際の浄化性
能の度合い（エミッション転化率）を基に、電気ヒータ
の通電制御を行うことにより、電気ヒータへの不必要な
通電や、逆に不十分な通電を解消し、もって触媒や電気
ヒータの供給電源の劣化を抑えつつ、触媒を十分に活性
化することを目的とする。
な電気加熱式触媒のクラッキング、断線、ショート等の
故障（交換、修理が必要な程度のもの）を知ることはで
きず、これに対処できないため、触媒の活性化に支障を
来すという問題点もある。そこで、本発明は以上のよう
な従来の問題点に鑑み、電気加熱式触媒の実際の浄化性
能の度合い（エミッション転化率）を基に、電気ヒータ
の通電制御を行うことにより、電気ヒータへの不必要な
通電や、逆に不十分な通電を解消し、もって触媒や電気
ヒータの供給電源の劣化を抑えつつ、触媒を十分に活性
化することを目的とする。
【０００８】又、本発明は、電気加熱式触媒のクラッキ
ング、断線、ショート等の故障の診断を可能にして、こ
れに対処できるようにすることにより、触媒の活性化に
支障を来さないようにすることを目的とする。
ング、断線、ショート等の故障の診断を可能にして、こ
れに対処できるようにすることにより、触媒の活性化に
支障を来さないようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、図１に示すように、内燃機関の排気通路に電
気ヒータにより加熱される電気加熱式触媒を介装してな
る排気浄化装置において、前記触媒の浄化性能の度合い
を判定する触媒浄化性能度合い判定手段と、該判定手段
による判定結果に基づいて、必要な触媒浄化性能度合い
未満では前記電気ヒータへの通電を行い、必要な触媒浄
化性能度合い以上では前記電気ヒータへの通電を停止す
る通電制御手段と、を含んで構成した。
の発明は、図１に示すように、内燃機関の排気通路に電
気ヒータにより加熱される電気加熱式触媒を介装してな
る排気浄化装置において、前記触媒の浄化性能の度合い
を判定する触媒浄化性能度合い判定手段と、該判定手段
による判定結果に基づいて、必要な触媒浄化性能度合い
未満では前記電気ヒータへの通電を行い、必要な触媒浄
化性能度合い以上では前記電気ヒータへの通電を停止す
る通電制御手段と、を含んで構成した。
【００１０】請求項２記載の発明は、前記触媒浄化性能
度合い判定手段を、排気通路の電気加熱式触媒下流側と
上流側に夫々介装された空燃比検出手段と、各空燃比検
出手段の出力信号の反転周期又は振幅を夫々検出する手
段と、各空燃比検出手段の出力信号の反転周期又は振幅
の比を算出する手段と、を含んで構成し、各空燃比検出
手段の出力信号の反転周期又は振幅の比に基づいて触媒
浄化性能度合いを判定するようにした。
度合い判定手段を、排気通路の電気加熱式触媒下流側と
上流側に夫々介装された空燃比検出手段と、各空燃比検
出手段の出力信号の反転周期又は振幅を夫々検出する手
段と、各空燃比検出手段の出力信号の反転周期又は振幅
の比を算出する手段と、を含んで構成し、各空燃比検出
手段の出力信号の反転周期又は振幅の比に基づいて触媒
浄化性能度合いを判定するようにした。
【００１１】請求項３記載の発明は、前記触媒の劣化度
合いを判定する触媒劣化度合い判定手段と、電気ヒータ
への供給電圧を検出する電圧検出手段と、内燃機関始動
時の機関温度を検出する機関温度検出手段と、前記触媒
劣化度合い、供給電圧及び機関温度に基づいて電気ヒー
タに必要な通電時間を算出する必要通電時間算出手段
と、前記通電制御手段にによる通電制御に基づいて電気
ヒータに実際に通電される時間を検出する実通電時間検
出手段と、前記必要通電時間と実通電時間とを比較する
比較手段と、該比較手段の比較結果に基づいて電気ヒー
タの故障を診断する故障診断手段と、を含んで構成し
た。
合いを判定する触媒劣化度合い判定手段と、電気ヒータ
への供給電圧を検出する電圧検出手段と、内燃機関始動
時の機関温度を検出する機関温度検出手段と、前記触媒
劣化度合い、供給電圧及び機関温度に基づいて電気ヒー
タに必要な通電時間を算出する必要通電時間算出手段
と、前記通電制御手段にによる通電制御に基づいて電気
ヒータに実際に通電される時間を検出する実通電時間検
出手段と、前記必要通電時間と実通電時間とを比較する
比較手段と、該比較手段の比較結果に基づいて電気ヒー
タの故障を診断する故障診断手段と、を含んで構成し
た。
【００１２】請求項４記載の発明は、前記触媒劣化度合
い判定手段を、排気通路の電気加熱式触媒下流側と上流
側に夫々介装された空燃比検出手段と、各空燃比検出手
段の出力信号の反転周期又は振幅を夫々検出する手段
と、各空燃比検出手段の出力信号の反転周期又は振幅の
比を算出する手段と、を含んで構成し、各空燃比検出手
段の出力信号の反転周期又は振幅の比に基づいて触媒劣
化度合いを判定するようにした。
い判定手段を、排気通路の電気加熱式触媒下流側と上流
側に夫々介装された空燃比検出手段と、各空燃比検出手
段の出力信号の反転周期又は振幅を夫々検出する手段
と、各空燃比検出手段の出力信号の反転周期又は振幅の
比を算出する手段と、を含んで構成し、各空燃比検出手
段の出力信号の反転周期又は振幅の比に基づいて触媒劣
化度合いを判定するようにした。
【００１３】請求項５記載の発明は、前記触媒劣化度合
い及び機関温度に基づいて電気ヒータへの供給電圧を変
化させる供給電圧制御手段を設け、電気ヒータに必要な
通電時間を一定にする構成とした。
い及び機関温度に基づいて電気ヒータへの供給電圧を変
化させる供給電圧制御手段を設け、電気ヒータに必要な
通電時間を一定にする構成とした。
【００１４】
【作用】請求項１記載の発明においては、電気加熱式触
媒の浄化性能の度合いに基づいて、電気ヒータへの通電
が制御され、浄化するのに必要な温度以上に電気ヒータ
に通電して触媒を加熱する虞がなく、電気加熱式触媒の
劣化のみならず、バッテリの劣化を防止できると共に、
触媒の浄化性能が劣化していても常に必要な浄化性能を
持つようになるまで触媒を加熱することができる。
媒の浄化性能の度合いに基づいて、電気ヒータへの通電
が制御され、浄化するのに必要な温度以上に電気ヒータ
に通電して触媒を加熱する虞がなく、電気加熱式触媒の
劣化のみならず、バッテリの劣化を防止できると共に、
触媒の浄化性能が劣化していても常に必要な浄化性能を
持つようになるまで触媒を加熱することができる。
【００１５】又、触媒性能劣化、クラッキング、断線等
の故障がによる触媒の抵抗値増大に起因する触媒昇温速
度の低下が生じた場合や、電気加熱式触媒のショート等
の故障による部分的な加熱が生じた場合にも、常に安定
した排気浄化性能を保つことができる。請求項２記載の
発明においては、排気通路の電気加熱式触媒下流側と上
流側に夫々介装された各空燃比検出手段の出力信号の反
転周期又は振幅の比に基づいて触媒浄化性能度合いが判
定される。
の故障がによる触媒の抵抗値増大に起因する触媒昇温速
度の低下が生じた場合や、電気加熱式触媒のショート等
の故障による部分的な加熱が生じた場合にも、常に安定
した排気浄化性能を保つことができる。請求項２記載の
発明においては、排気通路の電気加熱式触媒下流側と上
流側に夫々介装された各空燃比検出手段の出力信号の反
転周期又は振幅の比に基づいて触媒浄化性能度合いが判
定される。
【００１６】請求項３記載の発明においては、請求項１
記載の発明の触媒の浄化性能の度合いに基づく電気ヒー
タへの通電制御によって、電気ヒータに実際に通電され
る時間と、触媒劣化度合い、バッテリ供給電圧及びエン
ジン始動時の冷却水温より予想した必要通電時間との差
から、電気ヒータの故障を診断するようにしたから、電
気加熱式触媒のクラッキング、断線、ショート等の故障
を知ることができ、これに対処できるようになるため、
触媒の活性化に支障を来すことがない。
記載の発明の触媒の浄化性能の度合いに基づく電気ヒー
タへの通電制御によって、電気ヒータに実際に通電され
る時間と、触媒劣化度合い、バッテリ供給電圧及びエン
ジン始動時の冷却水温より予想した必要通電時間との差
から、電気ヒータの故障を診断するようにしたから、電
気加熱式触媒のクラッキング、断線、ショート等の故障
を知ることができ、これに対処できるようになるため、
触媒の活性化に支障を来すことがない。
【００１７】請求項４記載の発明においては、排気通路
の電気加熱式触媒下流側と上流側に夫々介装された各空
燃比検出手段の出力信号の反転周期又は振幅の比に基づ
いて触媒の劣化度合いが判定される。請求項５記載の発
明においては、触媒の浄化性能が非常に良好なとき（フ
レッシュ時等）には、通電時間を短くできるため、バッ
テリ及び電気加熱式触媒の劣化を遅らせることができ
る。
の電気加熱式触媒下流側と上流側に夫々介装された各空
燃比検出手段の出力信号の反転周期又は振幅の比に基づ
いて触媒の劣化度合いが判定される。請求項５記載の発
明においては、触媒の浄化性能が非常に良好なとき（フ
レッシュ時等）には、通電時間を短くできるため、バッ
テリ及び電気加熱式触媒の劣化を遅らせることができ
る。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２は、請求項１記載の発明の一実施例のシステ
ム構成を示している。この図において、エンジン１０の
排気通路１１には排気浄化用の電気加熱式触媒１２が介
装されている。この電気加熱式触媒１２は、従来と同様
に触媒を加熱する電気ヒータ１３を内部に備えている。
前記排気通路１１の電気加熱式触媒１２の上流側と下流
側には、夫々第１の空燃比検出手段としての第１の酸素
センサ１４と、第２の空燃比検出手段としての第２の酸
素センサ１５とが介装されている。
する。図２は、請求項１記載の発明の一実施例のシステ
ム構成を示している。この図において、エンジン１０の
排気通路１１には排気浄化用の電気加熱式触媒１２が介
装されている。この電気加熱式触媒１２は、従来と同様
に触媒を加熱する電気ヒータ１３を内部に備えている。
前記排気通路１１の電気加熱式触媒１２の上流側と下流
側には、夫々第１の空燃比検出手段としての第１の酸素
センサ１４と、第２の空燃比検出手段としての第２の酸
素センサ１５とが介装されている。
【００１９】かかる第１の酸素センサ１４と第２の酸素
センサ１５から夫々出力される検出信号はコントロール
ユニット１６に入力される。又、コントロールユニット
１６には、イグニッションスイッチ１７からの信号と、
エンジン１０の冷却水温度を検出するエンジン冷却水温
度検出手段１８からの検出信号とが夫々入力される。か
かるコントロールユニット１６には、次の各手段として
の機能がソフトウェア的に装備されている。
センサ１５から夫々出力される検出信号はコントロール
ユニット１６に入力される。又、コントロールユニット
１６には、イグニッションスイッチ１７からの信号と、
エンジン１０の冷却水温度を検出するエンジン冷却水温
度検出手段１８からの検出信号とが夫々入力される。か
かるコントロールユニット１６には、次の各手段として
の機能がソフトウェア的に装備されている。
【００２０】即ち、前記第１の酸素センサ１４と第２の
酸素センサ１５から夫々出力される検出信号に基づい
て、触媒１２上流・下流での空燃比変動を比較する空燃
比変動比較手段１９と、この比較結果に基づいて触媒の
劣化（浄化性能）度合いを判定する触媒劣化度合い判定
手段２０と、この触媒劣化度合いの判定値を記憶する触
媒劣化度合い記憶手段２１と、この触媒劣化度合いの判
定値から触媒１２の異常を判定して表示する触媒異常判
定表示手段３０と、が設けられている。
酸素センサ１５から夫々出力される検出信号に基づい
て、触媒１２上流・下流での空燃比変動を比較する空燃
比変動比較手段１９と、この比較結果に基づいて触媒の
劣化（浄化性能）度合いを判定する触媒劣化度合い判定
手段２０と、この触媒劣化度合いの判定値を記憶する触
媒劣化度合い記憶手段２１と、この触媒劣化度合いの判
定値から触媒１２の異常を判定して表示する触媒異常判
定表示手段３０と、が設けられている。
【００２１】又、電気加熱式触媒１２に通電を行う電源
（バッテリ）の電圧を検出するバッテリ電圧検出手段２
２と、検出されたバッテリ電圧に基づいてバッテリの異
常を判定して表示するバッテリ異常判定表示手段２９
と、前記バッテリの検出電圧値とエンジン始動時の冷却
水温度と前記触媒劣化度合いの判定値とから、電気加熱
式触媒１２の電気ヒータ１３に必要な通電時間を判定す
る必要通電時間判定手段２３と、前記空燃比変動比較手
段１９からの情報から触媒の浄化性能度合いを判定する
触媒の浄化度合い判定手段２４と、この浄化度合い判定
手段２４からの情報から電気加熱式触媒１２の電気ヒー
タ１３への通電を制御する通電制御手段２５と、電気加
熱式触媒１２の電気ヒータ１３に実際に通電している時
間を検出する実通電時間検出手段２６と、この検出実通
電時間と前記必要通電時間判定手段２３の判定値とを比
較する時間比較手段２７と、この比較手段２７による比
較値から電気加熱式触媒１２の故障を判定して表示する
故障判定表示手段２８と、が設けられている。
（バッテリ）の電圧を検出するバッテリ電圧検出手段２
２と、検出されたバッテリ電圧に基づいてバッテリの異
常を判定して表示するバッテリ異常判定表示手段２９
と、前記バッテリの検出電圧値とエンジン始動時の冷却
水温度と前記触媒劣化度合いの判定値とから、電気加熱
式触媒１２の電気ヒータ１３に必要な通電時間を判定す
る必要通電時間判定手段２３と、前記空燃比変動比較手
段１９からの情報から触媒の浄化性能度合いを判定する
触媒の浄化度合い判定手段２４と、この浄化度合い判定
手段２４からの情報から電気加熱式触媒１２の電気ヒー
タ１３への通電を制御する通電制御手段２５と、電気加
熱式触媒１２の電気ヒータ１３に実際に通電している時
間を検出する実通電時間検出手段２６と、この検出実通
電時間と前記必要通電時間判定手段２３の判定値とを比
較する時間比較手段２７と、この比較手段２７による比
較値から電気加熱式触媒１２の故障を判定して表示する
故障判定表示手段２８と、が設けられている。
【００２２】次に、かかる構成に基づくコントロールユ
ニット１６の制御内容を図３のフローチャートに従って
説明する。即ち、ステップ１（図ではＳ１と記す。以下
同様）にて、イグニッションスイッチ１７をＯＮとし、
ステップ２にて、電気加熱式触媒１２の電気ヒータ１３
に通電を開始すると共に、通電時間ｔｒの測定を開始す
る。ステップ３では、電気加熱式触媒１２の電気ヒータ
１３の電源であるバッテリの電圧ＶＢをモニタする。
ニット１６の制御内容を図３のフローチャートに従って
説明する。即ち、ステップ１（図ではＳ１と記す。以下
同様）にて、イグニッションスイッチ１７をＯＮとし、
ステップ２にて、電気加熱式触媒１２の電気ヒータ１３
に通電を開始すると共に、通電時間ｔｒの測定を開始す
る。ステップ３では、電気加熱式触媒１２の電気ヒータ
１３の電源であるバッテリの電圧ＶＢをモニタする。
【００２３】ここで、電気加熱式触媒１２の浄化性能が
ある程度（例えば転化率８０％）になるまで通電すると
設定したならば、この浄化性能になる温度は、後述する
触媒劣化度合い判定方法により判定された触媒の劣化度
合いＲから判定できる。又、この浄化性能になる温度に
なるまでの通電時間は、始動時（通電開始時）の電気加
熱式触媒温度とバッテリ電圧ＶＢからの発熱量とから判
定できる。又、始動時（通電開始時）の電気加熱式触媒
１２の温度は、エンジン冷却水のエンジン始動時水温Ｔ
ｗから予想できる。
ある程度（例えば転化率８０％）になるまで通電すると
設定したならば、この浄化性能になる温度は、後述する
触媒劣化度合い判定方法により判定された触媒の劣化度
合いＲから判定できる。又、この浄化性能になる温度に
なるまでの通電時間は、始動時（通電開始時）の電気加
熱式触媒温度とバッテリ電圧ＶＢからの発熱量とから判
定できる。又、始動時（通電開始時）の電気加熱式触媒
１２の温度は、エンジン冷却水のエンジン始動時水温Ｔ
ｗから予想できる。
【００２４】従って、ステップ４においては、バッテリ
電圧ＶＢ、エンジン始動時水温Ｔｗ及び触媒劣化度合い
Ｒから、通電に必要な時間ｔｙを算出する。ステップ５
では、常にバッテリ電圧ＶＢが所定値Ｖ1 以上かどうか
を判定し、所定値Ｖ1 未満となったときは、ステップ６
に進んでバッテリの異常を表示し、ステップ７に進ん
で、電気加熱式触媒１２の電気ヒータ１３への通電を停
止する。
電圧ＶＢ、エンジン始動時水温Ｔｗ及び触媒劣化度合い
Ｒから、通電に必要な時間ｔｙを算出する。ステップ５
では、常にバッテリ電圧ＶＢが所定値Ｖ1 以上かどうか
を判定し、所定値Ｖ1 未満となったときは、ステップ６
に進んでバッテリの異常を表示し、ステップ７に進ん
で、電気加熱式触媒１２の電気ヒータ１３への通電を停
止する。
【００２５】バッテリ電圧ＶＢが所定値Ｖ1 以上であれ
ば、ステップ８に進んで、触媒上流側の酸素センサ１４
の出力信号をモニタし、この酸素センサ１４の出力の反
転周期Ｆ1 を読み込む。ステップ９では、触媒１２の下
流側の酸素センサ１５の出力信号をモニタし、この酸素
センサ１５の出力の反転周期Ｆ2 を読み込む。ステップ
１０では、反転周期比Ｆｒ（＝Ｆ2 ／Ｆ1 ）を算出す
る。
ば、ステップ８に進んで、触媒上流側の酸素センサ１４
の出力信号をモニタし、この酸素センサ１４の出力の反
転周期Ｆ1 を読み込む。ステップ９では、触媒１２の下
流側の酸素センサ１５の出力信号をモニタし、この酸素
センサ１５の出力の反転周期Ｆ2 を読み込む。ステップ
１０では、反転周期比Ｆｒ（＝Ｆ2 ／Ｆ1 ）を算出す
る。
【００２６】ここで、反転周期比Ｆｒと触媒の浄化度合
い〔触媒転化率〕（ある条件下では劣化度合い）には、
図４に示すような相関関係があり、触媒の浄化が進むに
連れて反転周期比Ｆｒは０に近づく。従って、ステップ
１１では、この反転周期比Ｆｒに基づいて触媒の劣化度
合いを判定し、所定値Ｆｒａ以下のときは十分な浄化性
能（ここでは、転化率８０％）になったと判断して、ス
テップ７に進み、電気加熱式触媒１２の電気ヒータ１３
への通電を停止する。又、この反転周期比Ｆｒが所定値
Ｆｒａを越えているときは、触媒１２がまだ十分に活性
していないものと判定して、ステップ７には進まず、通
電を継続し、ステップ１２にて、実通電時間ｔｒと、バ
ッテリ電圧ＶＢ、エンジン始動時水温Ｔｗ及び触媒劣化
度合いＲから算出した必要通電時間ｔｙとの差（ｔｒ−
ｔｙ）がある所定値Ａ以上であるか否かを判定する。
（ｔｒ−ｔｙ）がある所定値Ａ未満であれば、ステップ
５に戻って、通電を継続し、（ｔｒ−ｔｙ）がある所定
値Ａ以上であるときには、電気加熱式触媒１２のクラッ
キング大、断線、ショート等の故障があったと判断し
て、ステップ１３に進み、電気加熱式触媒１２の電気ヒ
ータ１３又は電気系統の異常を表示し、ステップ７に進
んで、電気加熱式触媒１２の電気ヒータ７への通電を停
止する。
い〔触媒転化率〕（ある条件下では劣化度合い）には、
図４に示すような相関関係があり、触媒の浄化が進むに
連れて反転周期比Ｆｒは０に近づく。従って、ステップ
１１では、この反転周期比Ｆｒに基づいて触媒の劣化度
合いを判定し、所定値Ｆｒａ以下のときは十分な浄化性
能（ここでは、転化率８０％）になったと判断して、ス
テップ７に進み、電気加熱式触媒１２の電気ヒータ１３
への通電を停止する。又、この反転周期比Ｆｒが所定値
Ｆｒａを越えているときは、触媒１２がまだ十分に活性
していないものと判定して、ステップ７には進まず、通
電を継続し、ステップ１２にて、実通電時間ｔｒと、バ
ッテリ電圧ＶＢ、エンジン始動時水温Ｔｗ及び触媒劣化
度合いＲから算出した必要通電時間ｔｙとの差（ｔｒ−
ｔｙ）がある所定値Ａ以上であるか否かを判定する。
（ｔｒ−ｔｙ）がある所定値Ａ未満であれば、ステップ
５に戻って、通電を継続し、（ｔｒ−ｔｙ）がある所定
値Ａ以上であるときには、電気加熱式触媒１２のクラッ
キング大、断線、ショート等の故障があったと判断し
て、ステップ１３に進み、電気加熱式触媒１２の電気ヒ
ータ１３又は電気系統の異常を表示し、ステップ７に進
んで、電気加熱式触媒１２の電気ヒータ７への通電を停
止する。
【００２７】ここで、ステップ４にて用いる触媒１２の
劣化度合いＲは、特開平４−１１６２３９号公報によっ
て明らかにされている、デュアル酸素センサ（ＤＯＳ）
の劣化診断方法により判定することができる。これを図
５のフローチャートに基づいて説明すると、ステップ２
１では、劣化診断領域であるか否かを判定し、劣化診断
領域であると判定されると、ステップ２２に進む。ステ
ップ２２では、触媒１２上流側の酸素センサ１４の出力
信号をモニタし、この酸素センサ１４の出力の反転周期
Ｆ1 を読み込む。ステップ２３では、触媒１２下流側の
酸素センサ１５の出力信号をモニタし、この酸素センサ
１５の出力の反転周期Ｆ2 を読み込む。ステップ２４で
は、反転周期比Ｆｒ（＝Ｆ2 ／Ｆ1 ）を算出する。
劣化度合いＲは、特開平４−１１６２３９号公報によっ
て明らかにされている、デュアル酸素センサ（ＤＯＳ）
の劣化診断方法により判定することができる。これを図
５のフローチャートに基づいて説明すると、ステップ２
１では、劣化診断領域であるか否かを判定し、劣化診断
領域であると判定されると、ステップ２２に進む。ステ
ップ２２では、触媒１２上流側の酸素センサ１４の出力
信号をモニタし、この酸素センサ１４の出力の反転周期
Ｆ1 を読み込む。ステップ２３では、触媒１２下流側の
酸素センサ１５の出力信号をモニタし、この酸素センサ
１５の出力の反転周期Ｆ2 を読み込む。ステップ２４で
は、反転周期比Ｆｒ（＝Ｆ2 ／Ｆ1 ）を算出する。
【００２８】ステップ２５では、算出された反転周期比
Ｆｒに基づいて、図６のマップを参照して、触媒１２の
劣化度合いＲを算出する。ステップ２６では、触媒の劣
化度合いＲを更新記憶する。ステップ２７では、触媒の
劣化度合いＲが所定値未満があるか否かを判定し、所定
値未満であればステップ２１に戻り、所定値以上であれ
ば、ステップ２８に進んで、触媒性能が異常である表示
を行う。
Ｆｒに基づいて、図６のマップを参照して、触媒１２の
劣化度合いＲを算出する。ステップ２６では、触媒の劣
化度合いＲを更新記憶する。ステップ２７では、触媒の
劣化度合いＲが所定値未満があるか否かを判定し、所定
値未満であればステップ２１に戻り、所定値以上であれ
ば、ステップ２８に進んで、触媒性能が異常である表示
を行う。
【００２９】尚、上記の説明においては、酸素センサ１
４，１５の出力の反転周期を検出するようにしたが、酸
素センサ１４，１５の出力の振幅を検出するようにして
も良い。かかる構成によると、電気加熱式触媒１２の浄
化性能の度合いに基づいて、電気ヒータ１３への通電を
制御するようにしたから、浄化するのに必要な温度以上
に電気ヒータ１３に通電して触媒１２を加熱してしまう
虞がなく、電気加熱式触媒１２の劣化のみならず、バッ
テリの劣化を防止できると共に、触媒１２の浄化性能が
劣化していても常に必要な浄化性能を持つようになるま
で触媒１２を加熱することができる。
４，１５の出力の反転周期を検出するようにしたが、酸
素センサ１４，１５の出力の振幅を検出するようにして
も良い。かかる構成によると、電気加熱式触媒１２の浄
化性能の度合いに基づいて、電気ヒータ１３への通電を
制御するようにしたから、浄化するのに必要な温度以上
に電気ヒータ１３に通電して触媒１２を加熱してしまう
虞がなく、電気加熱式触媒１２の劣化のみならず、バッ
テリの劣化を防止できると共に、触媒１２の浄化性能が
劣化していても常に必要な浄化性能を持つようになるま
で触媒１２を加熱することができる。
【００３０】又、触媒１２の浄化性能劣化、クラッキン
グ、断線等の故障がによる触媒１２の抵抗値増大に起因
する触媒１２の昇温速度の低下が生じた場合や、触媒１
２のショート等の故障による部分的な加熱が生じた場合
にも、常に安定した排気浄化性能を保つことができる。
更に、かかる構成によると、上述の電気加熱式触媒１２
の浄化性能の度合いに基づく電気ヒータ１３への通電制
御によって、電気ヒータ１３に実際に通電される時間
と、触媒劣化度合い、バッテリ供給電圧及びエンジン始
動時の冷却水温より予想した必要通電時間との差から、
電気ヒータ１３の故障を診断するようにしたから、電気
加熱式触媒１２のクラッキング、断線、ショート等の故
障を知ることができ、これに対処できるようになるた
め、触媒１２の活性化に支障を来すことがない。
グ、断線等の故障がによる触媒１２の抵抗値増大に起因
する触媒１２の昇温速度の低下が生じた場合や、触媒１
２のショート等の故障による部分的な加熱が生じた場合
にも、常に安定した排気浄化性能を保つことができる。
更に、かかる構成によると、上述の電気加熱式触媒１２
の浄化性能の度合いに基づく電気ヒータ１３への通電制
御によって、電気ヒータ１３に実際に通電される時間
と、触媒劣化度合い、バッテリ供給電圧及びエンジン始
動時の冷却水温より予想した必要通電時間との差から、
電気ヒータ１３の故障を診断するようにしたから、電気
加熱式触媒１２のクラッキング、断線、ショート等の故
障を知ることができ、これに対処できるようになるた
め、触媒１２の活性化に支障を来すことがない。
【００３１】尚、他の実施例として、触媒１２の劣化度
合い及びエンジン始動時の冷却水温に応じて、電気ヒー
タ１３に供給する電圧を変化させ、触媒１２を活性化さ
せる時間（必要な通電時間）を常に一定にしておくよう
にすると良い（請求項５記載の発明）。この場合、算出
した必要通電時間と実通電時間との差がある程度小さい
ときは、この差に応じて次に通電するときの供給電圧を
補正し、通電時間を一定に保つようにする。又、この供
給電圧の補正ができなくなったならば、故障と判定し
て、これを表示するようにする。
合い及びエンジン始動時の冷却水温に応じて、電気ヒー
タ１３に供給する電圧を変化させ、触媒１２を活性化さ
せる時間（必要な通電時間）を常に一定にしておくよう
にすると良い（請求項５記載の発明）。この場合、算出
した必要通電時間と実通電時間との差がある程度小さい
ときは、この差に応じて次に通電するときの供給電圧を
補正し、通電時間を一定に保つようにする。又、この供
給電圧の補正ができなくなったならば、故障と判定し
て、これを表示するようにする。
【００３２】かかる構成によると、触媒１２の浄化性能
が非常に良好なとき（フレッシュ時等）には、通電時間
を短くできるため、バッテリ及び電気加熱式触媒１２の
劣化を遅らせることができるという利点がある。尚、上
述した各実施例によれば、電気加熱式触媒１２の内部温
度を検出する必要がないため、温度検出手段を設ける必
要がなく、この検出手段を省略できる分だけ安価なシス
テムとすることができる。
が非常に良好なとき（フレッシュ時等）には、通電時間
を短くできるため、バッテリ及び電気加熱式触媒１２の
劣化を遅らせることができるという利点がある。尚、上
述した各実施例によれば、電気加熱式触媒１２の内部温
度を検出する必要がないため、温度検出手段を設ける必
要がなく、この検出手段を省略できる分だけ安価なシス
テムとすることができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、電気加熱式触媒の浄化性能の度合いに基づ
いて、電気ヒータへの通電を制御するようにしたから、
電気加熱式触媒の劣化のみならず、バッテリの劣化を防
止できると共に、触媒の浄化性能が劣化していても常に
必要な浄化性能を持つようになるまで触媒を加熱するこ
とができ、更に、触媒性能劣化、クラッキング、断線等
の故障がによる触媒の抵抗値増大に起因する触媒昇温速
度の低下が生じた場合や、電気加熱式触媒のショート等
の故障による部分的な加熱が生じた場合にも、常に安定
した排気浄化性能を保つことができる。
明によれば、電気加熱式触媒の浄化性能の度合いに基づ
いて、電気ヒータへの通電を制御するようにしたから、
電気加熱式触媒の劣化のみならず、バッテリの劣化を防
止できると共に、触媒の浄化性能が劣化していても常に
必要な浄化性能を持つようになるまで触媒を加熱するこ
とができ、更に、触媒性能劣化、クラッキング、断線等
の故障がによる触媒の抵抗値増大に起因する触媒昇温速
度の低下が生じた場合や、電気加熱式触媒のショート等
の故障による部分的な加熱が生じた場合にも、常に安定
した排気浄化性能を保つことができる。
【００３４】請求項２記載の発明においては、排気通路
の電気加熱式触媒下流側と上流側に夫々介装された各空
燃比検出手段の出力信号の反転周期又は振幅の比に基づ
いて触媒浄化性能度合いを判定できる。請求項３記載の
発明においては、請求項１記載の発明の触媒の浄化性能
の度合いに基づく電気ヒータへの通電制御によって、電
気ヒータに実際に通電される時間と、触媒劣化度合い、
バッテリ供給電圧及びエンジン始動時の冷却水温より予
想した必要通電時間との差から、電気ヒータの故障を診
断するようにしたから、電気加熱式触媒のクラッキン
グ、断線、ショート等の故障を知ることができ、これに
対処できるようになるため、触媒の活性化に支障を来す
ことがない。
の電気加熱式触媒下流側と上流側に夫々介装された各空
燃比検出手段の出力信号の反転周期又は振幅の比に基づ
いて触媒浄化性能度合いを判定できる。請求項３記載の
発明においては、請求項１記載の発明の触媒の浄化性能
の度合いに基づく電気ヒータへの通電制御によって、電
気ヒータに実際に通電される時間と、触媒劣化度合い、
バッテリ供給電圧及びエンジン始動時の冷却水温より予
想した必要通電時間との差から、電気ヒータの故障を診
断するようにしたから、電気加熱式触媒のクラッキン
グ、断線、ショート等の故障を知ることができ、これに
対処できるようになるため、触媒の活性化に支障を来す
ことがない。
【００３５】請求項４記載の発明においては、排気通路
の電気加熱式触媒下流側と上流側に夫々介装された各空
燃比検出手段の出力信号の反転周期又は振幅の比に基づ
いて触媒の劣化度合いが判定できる。請求項５記載の発
明においては、触媒の浄化性能が非常に良好なときに
は、通電時間を短くできるため、バッテリ及び電気加熱
式触媒の劣化を遅らせることができる。
の電気加熱式触媒下流側と上流側に夫々介装された各空
燃比検出手段の出力信号の反転周期又は振幅の比に基づ
いて触媒の劣化度合いが判定できる。請求項５記載の発
明においては、触媒の浄化性能が非常に良好なときに
は、通電時間を短くできるため、バッテリ及び電気加熱
式触媒の劣化を遅らせることができる。
【図１】 請求項１記載の発明の構成図
【図２】 同上の発明の一実施例のシステム構成図
【図３】 同上の発明の一実施例の作用を説明するフロ
ーチャート
ーチャート
【図４】 反転周期比Ｆｒと触媒の浄化度合い〔触媒転
化率〕の相関関係を示す特性図
化率〕の相関関係を示す特性図
【図５】 デュアル酸素センサ（ＤＯＳ）の劣化診断方
法を説明するフローチャート
法を説明するフローチャート
【図６】 反転周期比Ｆｒと触媒の劣化度合いＲとの関
係を示すマップ
係を示すマップ
【図７】 従来の排気浄化装置のシステム図
１０ エンジン １１ 排気通路 １２ 電気加熱式触媒 １３ 電気ヒータ １４ 第１の酸素センサ １５ 第２の酸素センサ １６ コントロールユニット １７ イグニッションスイッチ １８ エンジン冷却水温度検出手段 ２０ 触媒劣化度合い判定手段 ２３ 必要通電時間判定手段 ２４ 触媒の浄化度合い判定手段 ２５ 通電制御手段 ２６ 実通電時間検出手段 ２７ 時間比較手段
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ＺＡＢ ３６８ Ｇ
Claims (5)
- 【請求項１】内燃機関の排気通路に電気ヒータにより加
熱される電気加熱式触媒を介装してなる排気浄化装置に
おいて、前記触媒の浄化性能の度合いを判定する触媒浄
化性能度合い判定手段と、該判定手段による判定結果に
基づいて、必要な触媒浄化性能度合い未満では前記電気
ヒータへの通電を行い、必要な触媒浄化性能度合い以上
では前記電気ヒータへの通電を停止する通電制御手段
と、を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の排
気浄化装置。 - 【請求項２】前記触媒浄化性能度合い判定手段は、排気
通路の電気加熱式触媒下流側と上流側に夫々介装された
空燃比検出手段と、各空燃比検出手段の出力信号の反転
周期又は振幅を夫々検出する手段と、各空燃比検出手段
の出力信号の反転周期又は振幅の比を算出する手段と、
を含んで構成され、各空燃比検出手段の出力信号の反転
周期又は振幅の比に基づいて触媒浄化性能度合いを判定
するようにしたことを特徴とする請求項１記載の内燃機
関の排気浄化装置。 - 【請求項３】前記触媒の劣化度合いを判定する触媒劣化
度合い判定手段と、電気ヒータへの供給電圧を検出する
電圧検出手段と、内燃機関始動時の機関温度を検出する
機関温度検出手段と、前記触媒劣化度合い、供給電圧及
び機関温度に基づいて電気ヒータに必要な通電時間を算
出する必要通電時間算出手段と、前記通電制御手段にに
よる通電制御に基づいて電気ヒータに実際に通電される
時間を検出する実通電時間検出手段と、前記必要通電時
間と実通電時間とを比較する比較手段と、該比較手段の
比較結果に基づいて電気ヒータの故障を診断する故障診
断手段と、を含んで構成されたことを特徴とする請求項
１又は２記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】前記触媒劣化度合い判定手段は、排気通路
の電気加熱式触媒下流側と上流側に夫々介装された空燃
比検出手段と、各空燃比検出手段の出力信号の反転周期
又は振幅を夫々検出する手段と、各空燃比検出手段の出
力信号の反転周期又は振幅の比を算出する手段と、を含
んで構成され、各空燃比検出手段の出力信号の反転周期
又は振幅の比に基づいて触媒劣化度合いを判定するよう
にしたことを特徴とする請求項３記載の内燃機関の排気
浄化装置。 - 【請求項５】前記触媒劣化度合い及び機関温度に基づい
て電気ヒータへの供給電圧を変化させる供給電圧制御手
段を設け、電気ヒータに必要な通電時間を一定にするこ
とを特徴とする請求項４記載の内燃機関の排気浄化装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6159886A JPH0828252A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6159886A JPH0828252A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0828252A true JPH0828252A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=15703335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6159886A Pending JPH0828252A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828252A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012081094A1 (ja) * | 2010-12-15 | 2012-06-21 | トヨタ自動車株式会社 | 電気加熱式触媒の故障検出装置 |
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-
1994
- 1994-07-12 JP JP6159886A patent/JPH0828252A/ja active Pending
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| US8776586B2 (en) | 2010-12-15 | 2014-07-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Failure detection apparatus for an electrically heated catalyst |
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