JPH0861048A - 電気加熱式触媒制御装置 - Google Patents

電気加熱式触媒制御装置

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JPH0861048A
JPH0861048A JP6196803A JP19680394A JPH0861048A JP H0861048 A JPH0861048 A JP H0861048A JP 6196803 A JP6196803 A JP 6196803A JP 19680394 A JP19680394 A JP 19680394A JP H0861048 A JPH0861048 A JP H0861048A
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卓 小松田
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裕明 加藤
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Abstract

(57)【要約】 電気加熱式触媒の作動状態の検出精度が高く、信頼性に
優れた電気加熱式触媒制御装置を提供する。 【構成】 エンジンから排出される排気ガスを浄化する
電気加熱式触媒(EHC)2、電気加熱式触媒(EH
C)2に印加される触媒電圧VEHCを検出する電圧検出
手段3、電気加熱式触媒(EHC)2に流れる触媒電流
EHCを検出する電流検出手段4、電気加熱式触媒(E
HC)2への電源供給または停止を切替える切替手段
5、電圧検出手段3からの電圧信号VEOおよび電流検出
手段4からの電流信号IEOに基づいて切替手段5のオン
/オフを制御する制御手段6、電気加熱式触媒(EH
C)2の異常を検出して表示する異常検出手段10を備
えた電気加熱式触媒制御装置1。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はエンジンから排出され
る排気ガスを浄化する電気加熱式触媒制御装置に係り、
特に電気加熱式触媒の電圧および電流に基づいて温度上
昇、消費電力または抵抗値を監視して電源の供給、停止
を制御、ないしは触媒の異常を検出する電気加熱式触媒
制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電気加熱式触媒制御装置は、特開
平6―81636号公報に開示されているように、電気
加熱式触媒(EHC)の触媒温度を検出する熱電対、サ
ーミスタなどの触媒温度センサ、触媒温度センサの状態
を検出する検出手段、電気加熱式触媒(EHC)への電
力の供給、遮断を切替える切替手段、検出手段からの検
出信号に基づいて切替手段を制御する制御手段などを備
え、断線や短絡等の触媒温度センサの異常を検出手段が
検出した場合、切替手段を制御して電気加熱式触媒(E
HC)への電力供給を所定時間に制限して電気加熱式触
媒(EHC)の加熱し過ぎや、電気加熱式触媒(EH
C)を全く加熱しない状態を防止するよう構成されたも
のは知られている。
【0003】また、電気加熱式触媒(EHC)に供給さ
れる電圧および電流を検出することにより、電気加熱式
触媒(EHC)の状態を検出するよう構成された電圧、
電流センシングも知られている。図10に一般的な電
圧、電流センシング回路図を示す。図10において、電
気加熱式触媒(EHC)に流れる電流IEHCは、電気加
熱式触媒(EHC)とバッテリEB間に直列に挿入した
シャント抵抗RS間の降下電圧VSにより検出するよう構
成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】熱電対等の触媒温度セ
ンサを用いた従来の電気加熱式触媒制御装置は、触媒温
度センサを高温の触媒雰囲気中に設置しなければなら
ず、触媒温度センサ自体の特性劣化や寿命に課題があ
り、または触媒温度センサを接続する接続線が断線した
り、短絡する場合がある。
【0005】電圧、電流センシングを用いたものは、電
圧VEHCおよび電流IEHCの検出を高温の触媒雰囲気中で
行わなくともよいメリットはあるが、シャント抵抗RS
をバッテリEBと電気加熱式触媒(EHC)の間に挿入
するため、シャント抵抗RSによる電圧降下(VS)が発
生して電気加熱式触媒(EHC)に印加される電圧VE
HCが低下する課題がある。
【0006】また、電流IEHCは非常に大きな値に設定
されるため、シャント抵抗RSの発熱による抵抗変化に
伴って測定精度が低下する課題があり、抵抗変化を補償
するためには電力許容量が大きく、精度の高い抵抗が必
要となってコストアップを招く課題がある。
【0007】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的は電気加熱式触媒(EHC)
および測定系に影響を与えず、電気加熱式触媒(EH
C)の作動状態の検出精度が高く、信頼性に優れた電気
加熱式触媒制御装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る電気加熱式触媒制御装置は、エンジンか
ら排出される排気ガスを浄化する電気加熱式触媒と、電
気加熱式触媒に供給される電圧、電流をそれぞれ検出す
る電圧検出手段および電流検出手段と、電気加熱式触媒
に供給される電力のオン、オフを切替える切替手段と、
電圧検出手段および電流検出手段の検出出力に基づいて
電気加熱式触媒の触媒温度を演算し、電気加熱式触媒の
作動状態を検出する状態検出手段、状態検出手段からの
出力に基づいて切替手段を制御する切替制御手段からな
る制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0009】また、この発明に係る電気加熱式触媒制御
装置は、エンジンから排出される排気ガスを浄化する電
気加熱式触媒と、電気加熱式触媒に供給される電圧、電
流をそれぞれ検出する電圧検出手段および電流検出手段
と、電気加熱式触媒に供給される電力のオン、オフを切
替える切替手段と、電圧検出手段および電流検出手段の
検出出力に基づいて電気加熱式触媒で消費される触媒消
費電力を演算し、電気加熱式触媒の作動状態を検出する
状態検出手段、状態検出手段からの出力に基づいて切替
手段を制御する切替制御手段からなる制御手段と、を備
えたことを特徴とする。
【0010】さらに、この発明に係る電気加熱式触媒制
御装置は、状態検出手段に、電気加熱式触媒で消費され
る触媒消費電力の積算値を演算する積算手段を設けたこ
とを特徴とする。
【0011】また、この発明に係る電気加熱式触媒制御
装置は、エンジンから排出される排気ガスを浄化する電
気加熱式触媒と、電気加熱式触媒に供給される電圧、電
流をそれぞれ検出する電圧検出手段および電流検出手段
と、電気加熱式触媒に供給される電力のオン、オフを切
替える切替手段と、電圧検出手段および電流検出手段の
検出出力に基づいて電気加熱式触媒の触媒抵抗を演算
し、電気加熱式触媒の作動状態を検出する状態検出手
段、状態検出手段からの出力に基づいて切替手段を制御
する切替制御手段からなる制御手段と、を備えたことを
特徴とする。
【0012】さらに、この発明に係る電気加熱式触媒制
御装置は、エンジンから排出される排気ガスを浄化する
電気加熱式触媒と、電気加熱式触媒に供給される電圧、
電流をそれぞれ検出する電圧検出手段および電流検出手
段と、電気加熱式触媒に供給される電力のオン、オフを
切替える切替手段と、電圧検出手段からの検出電圧と基
準電圧、および電流検出手段からの検出電流と基準電流
を比較する比較手段を備え、電気加熱式触媒の作動状態
を検出する状態検出手段、状態検出手段からの出力に基
づいて切替手段を制御する切替制御手段からなる制御手
段と、を備えたことを特徴とする。
【0013】また、この発明に係る電気加熱式触媒制御
装置は、エンジンから排出される排気ガスを浄化する電
気加熱式触媒と、電気加熱式触媒に供給される電圧、電
流をそれぞれ検出する電圧検出手段および電流検出手段
と、電気加熱式触媒に供給される電力のオン、オフを切
替える切替手段と、電圧検出手段および電流検出手段の
検出出力に基づいて電気加熱式触媒の触媒温度を演算
し、電気加熱式触媒の作動状態を検出する状態検出手段
と、状態検出手段からの出力に基づいて電気加熱式触媒
の異常状態を検出する異常検出手段と、を備えたことを
特徴とする。
【0014】さらに、この発明に係る電気加熱式触媒制
御装置は、エンジンから排出される排気ガスを浄化する
電気加熱式触媒と、電気加熱式触媒に供給される電圧、
電流をそれぞれ検出する電圧検出手段および電流検出手
段と、電気加熱式触媒に供給される電力のオン、オフを
切替える切替手段と、電圧検出手段および電流検出手段
の検出出力に基づいて電気加熱式触媒で消費される触媒
消費電力を演算し、電気加熱式触媒の作動状態を検出す
る状態検出手段と、状態検出手段からの出力に基づいて
電気加熱式触媒の異常状態を検出する異常検出手段と、
を備えたことを特徴とする。
【0015】また、この発明に係る電気加熱式触媒制御
装置は、電気加熱式触媒で消費される触媒消費電力の積
算値を演算する積算手段を備えた状態検出手段と、状態
検出手段からの出力に基づいて電気加熱式触媒の異常状
態を検出する異常検出手段とを設けたことを特徴とす
る。
【0016】さらに、この発明に係る電気加熱式触媒制
御装置は、エンジンから排出される排気ガスを浄化する
電気加熱式触媒と、電気加熱式触媒に供給される電圧、
電流をそれぞれ検出する電圧検出手段および電流検出手
段と、電気加熱式触媒に供給される電力のオン、オフを
切替える切替手段と、電圧検出手段および電流検出手段
の検出出力に基づいて電気加熱式触媒の触媒抵抗を演算
し、電気加熱式触媒の作動状態を検出する状態検出手段
と、状態検出手段からの出力に基づいて電気加熱式触媒
の異常状態を検出する異常検出手段と、を備えたことを
特徴とする。
【0017】また、この発明に係る電気加熱式触媒制御
装置は、エンジンから排出される排気ガスを浄化する電
気加熱式触媒と、この電気加熱式触媒に供給される電
圧、電流をそれぞれ検出する電圧検出手段および電流検
出手段と、前記電気加熱式触媒に供給される電力のオ
ン、オフを切替える切替手段と、前記電圧検出手段から
の検出電圧と基準電圧、および前記電流検出手段からの
検出電流と基準電流を比較する比較手段を備え、前記電
気加熱式触媒の作動状態を検出する状態検出手段と、こ
の状態検出手段からの出力に基づいて電気加熱式触媒の
異常状態を検出する異常検出手段と、を備えたことを特
徴とする。
【0018】さらに、この発明に係る電気加熱式触媒制
御装置は、前記電流検出手段に、非接触の検出器を備え
たことを特徴とする。
【0019】
【作用】この発明に係る電気加熱式触媒制御装置は、電
圧および電流に基づいて触媒温度、触媒消費電力、また
は触媒抵抗を演算する状態検出手段をそれぞれ設けたの
で、演算された触媒温度、触媒消費電力、または触媒抵
抗に基づいて触媒温度、触媒消費電力、または触媒抵抗
の時間特性をモニタして電気加熱式触媒への電源供給を
精度良く制御することができる。
【0020】また、この発明に係る電気加熱式触媒制御
装置は、状態検出手段に、電気加熱式触媒で消費される
触媒消費電力の積算値を演算する積算手段を設けたの
で、電気加熱式触媒の積算電力をモニタして電気加熱式
触媒への電源供給を精度良く制御することができる。
【0021】さらに、この発明に係る電気加熱式触媒制
御装置は、状態検出手段に、電圧と基準電圧、および電
流と基準電流を比較する比較手段を設けたので、比較結
果に基づいて電圧および電流の時間特性をモニタして電
気加熱式触媒への電源供給を精度良く制御することがで
きる。
【0022】また、この発明に係る電気加熱式触媒制御
装置は、状態検出手段が出力する触媒温度、触媒消費電
力、または触媒抵抗に基づいて電気加熱式触媒の異常状
態を検出する異常検出手段を備えたので、電気加熱式触
媒の異常検出を精度良く行うことができる。
【0023】さらに、この発明に係る電気加熱式触媒制
御装置は、状態検出手段が出力する触媒消費電力の積算
値に基づいて電気加熱式触媒の異常状態を検出する異常
検出手段を備えたので、電気加熱式触媒の異常検出を精
度良く行うことができる。
【0024】また、この発明に係る電気加熱式触媒制御
装置は、状態検出手段が出力する電圧と基準電圧、およ
び電流と基準電流の比較結果に基づいて電気加熱式触媒
の異常状態を検出する異常検出手段を備えたので、電気
加熱式触媒の異常検出を精度良く行うことができる。
【0025】さらに、この発明に係る電気加熱式触媒制
御装置は、電流検出手段に、非接触の検出器を備えたの
で、電気加熱式触媒および測定系に影響を与えず、電気
加熱式触媒(EHC)の状態を高精度にモニタすること
ができる。
【0026】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図1はこの発明に係る電気加熱式触媒制御
装置の要部ブロック構成図である。図1において、電気
加熱式触媒制御装置1は、エンジンから排出される排気
ガスを浄化する電気加熱式触媒(EHC)2、電気加熱
式触媒(EHC)2に印加される電圧VEHCを検出する
電圧検出手段3、電気加熱式触媒(EHC)2に流れる
電流IEHCを検出する電流検出手段4、電気加熱式触媒
(EHC)2への電源供給または停止を切替える切替手
段5、電圧検出手段3からの電圧信号VEOおよび電流検
出手段4からの電流信号IEOに基づいて切替手段5のオ
ン/オフを制御する制御手段6、電気加熱式触媒(EH
C)2の異常を検出して表示する異常検出手段10を備
える。なお、電気加熱式触媒制御装置1はバッテリ9
(バッテリ電圧EO)、または直流電圧EOを発生する電
動機により駆動される。
【0027】このように構成された電気加熱式触媒制御
装置1は、図示しない車両のイグニッションスイッチが
オン操作されて制御手段8にバッテリ9の直流電源EO
(12V系)が印加されると、切替手段5をオン制御し
て電気加熱式触媒(EHC)2に直流電源EOを所定時
間だけ供給し、電気加熱式触媒(EHC)2を急速な昇
温特性(例えば500℃/10秒)で立上げ、触媒を加
熱して活性化させ、エンジンから排出される排気ガスを
触媒を介して減少させるとともに、電気加熱式触媒(E
HC)2に供給される電圧VEHCおよび電流IEHCをモニ
タし、電気加熱式触媒(EHC)2が設定した状態と異
なる場合には切替手段5をオフ制御して直流電源EO
供給を停止するとともに、電気加熱式触媒(EHC)2
が異常状態にあると判定するよう構成する。
【0028】電圧検出手段3は電気加熱式触媒(EH
C)2に供給される電圧VEHCを対応する感度のディジ
タル値に変換し、電圧信号VEOを制御手段6に提供す
る。なお、電圧検出手段3は制御手段6を構成するマイ
クロプロセッサのメモリや比較機能の一部で構成し、例
えば、電圧VEHCを8ビット(256ステップ)の電圧
信号VEOで検出する。
【0029】電流検出手段4は直流磁界を検出する非接
触型のセンサ、例えばホール素子を用いたもので構成
し、電気加熱式触媒(EHC)2を流れる電流IEHC
対応する電流信号IEOに変換して制御手段6に提供す
る。
【0030】切替手段5はリレー、電流容量の大きなF
ET(電界効果トランジスタ)やトランジスタ等のスイ
ッチング素子で構成し、制御手段6から供給される切替
信号KOに基づいてオン/オフ動作を行い、電気加熱式
触媒(EHC)2への直流電源(バッテリ電圧)EO
供給/停止を切替える。
【0031】制御手段6はマイクロプロセッサと周辺回
路で構成し、状態検出手段7、切替制御手段8を備え
る。状態検出手段7は予め所定値を記憶したROM/R
AM等のメモリ、演算機能、比較判定機能およびタイマ
等から構成し、電圧検出手段3からの電圧信号VEOおよ
び電流検出手段4からの電流信号IEOに基づいて触媒温
度(TEHC)、触媒消費電力(PEHC)、触媒抵抗(R
EHC)、または触媒積算電力(PS)を演算し、演算結果
を予めメモリに設定した所定値と比較することにより電
気加熱式触媒(EHC)2の作動状態を判定し、比較結
果に対応した判定信号HOを切替制御手段8、あるいは
異常検出手段10に出力する。
【0032】切替制御手段8はマイクロプロセッサの出
力インタフェース回路等で構成し、状態検出手段7から
提供される判定信号HOに基づいて切替手段5を駆動す
るのに必要なレベル(例えば、電流値、電圧極性)の制
御信号KOを出力する。
【0033】異常検出手段10はLEDやLCD等の可
視表示器、または音声合成器を用いた可聴表示器等で構
成して車室内のフロントパネルに設け、状態検出手段7
から提供される判定信号HOに基づいて電気加熱式触媒
(EHC)2の異常状態を判定し、可視表示器や可聴表
示器に異常状態を表示してドライバに通知する。
【0034】図2は請求項1または請求項6に係る電気
加熱式触媒制御装置の状態検出手段の要部ブロック構成
図である。この実施例は、電気加熱式触媒(EHC)2
の作動状態を電圧信号VEOおよび電流信号IEOから演算
した触媒温度TEHCに基づいて判定する。
【0035】状態検出手段7は、温度演算手段11、温
度値記憶手段12、比較手段13、タイマ手段14を備
え、電圧信号VEOおよび電流信号IEOに基づいて触媒温
度(TEHC)を演算し、演算された触媒温度TEHCと予め
設定された経過時間に対応した触媒温度の上限温度値T
MAXおよび下限温度値TMINと比較し、触媒温度TEHC
上限温度値TMAXおよび下限温度値TMINの範囲を超える
(TEHC<TMIN、TMA X<TEHC)場合、例えばHレベル
の判定信号HOを出力し、切替制御手段8を介して切替
手段5をオフ制御して電気加熱式触媒(EHC)2への
直流電源EOの供給を停止する。また、状態検出手段7
はHレベルの判定信号HOを異常判定手段10に提供し
て電気加熱式触媒(EHC)2の異常状態を異常検出手
段10に可視表示または可聴表示するよう制御する。
【0036】一方、触媒温度TEHCが上限温度値TMAX
よび下限温度値TMINの範囲内にある(TMIN≦TEHC
MAX)場合には、例えばLレベルの判定信号HOを出力
し、切替制御手段8を介して切替手段5を継続してオン
制御し、直流電源EOを電気加熱式触媒(EHC)2に
継続して供給するよう構成する。また、この状態では異
常検出手段10は電気加熱式触媒(EHC)2が正常状
態にあると判定し、可視表示または可聴表示を行わな
い。
【0037】温度演算手段11は数1で表わされる温度
演算機能を備え、電圧信号VEOおよび電流信号IEOに基
づいて触媒温度TEHCを演算し、触媒温度信号TEHCを比
較手段13に提供する。
【0038】
【数1】
【0039】温度値記憶手段12はROM等のメモリで
構成し、予め経過時間に対する設計値や実験値に基づい
て設定された上限温度値TMAXおよび下限温度値TMIN
データを記憶し、時間経過に対応して上限温度値TMAX
および下限温度値TMINを比較手段13に提供する。
【0040】比較手段13は、温度演算手段11からの
触媒温度信号TEHCと温度値記憶手段12からの上限温
度値TMAXおよび下限温度値TMINとを比較し、触媒温度
信号TEHCが上限温度値TMAXを超える(TEHC>TMAX
場合、または触媒温度信号TEHCが下限温度値TMINを下
回る(TEHC<TMIN)場合には、例えばHレベルの判定
信号HOを切替制御手段8に出力するよう構成する。ま
た、比較手段13は、Hレベルの判定信号HOを異常検
出手段10にも提供し、異常検出手段10は判定信号H
Oに基づいて電気加熱式触媒(EHC)2の異常を判定
して可視表示または可聴表示する。
【0041】一方、比較手段13は、触媒温度信号T
EHCが下限温度値TMIN以上で上限温度値TMAX以下の場
合(TMIN≦TEHC≦TMAX)、例えばLレベルの判定信
号HOを出力するよう構成する。また、比較手段13
は、Lレベルの判定信号HOを異常検出手段10にも提
供し、異常検出手段10は判定信号HOに基づいて電気
加熱式触媒(EHC)2が正常であることを判定して可
視表示または可聴表示を行わない。
【0042】さらに、比較手段13は、所定時間が経過
した際にタイマ手段14から出力されるタイマ信号tk
が入力された場合にはHレベルの判定信号HOを切替制
御手段8に出力し、電気加熱式触媒(EHC)2への直
流電源EOを停止するよう制御する。
【0043】タイマ手段14は基準クロックを分周して
正確な時間タイマを形成し、イグニッションスイッチが
オン操作されて制御手段6に直流電源EOが印加された
場合、パワーオンリセット信号PONにより計時を開始
し、予め設定された所定時間が経過するとタイマ信号t
Kを比較手段13に出力する。
【0044】このように、状態検出手段7は電圧信号V
EOおよび電流信号IEOに基づいて触媒温度TEHCを演算
し、演算した触媒温度TEHCに基づいて電気加熱式触媒
(EHC)2の昇温特性を検出することにより、電気加
熱式触媒(EHC)2への直流電源EOの供給/停止を
制御するとともに、電気加熱式触媒(EHC)2の異常
検出を行う。
【0045】図7に図2の状態検出手段の動作に対応し
た動作フロー図を示す。まず、車両のイグニッションス
イッチがオン操作され、制御手段6に直流電源EOが印
加されると、パワーオンリセット信号PONによりイニシ
ャル状態となり、電気加熱式触媒(EHC)2に直流電
源EOが供給されて加熱が開始される。なお、本操作フ
ローは、車両のイグニッションスイッチがオン操作され
た後、所定時間毎にマイクロプロセッサにおいて割込み
処理される。
【0046】まず、ステップS1で電圧検出手段3の出
力である電気加熱式触媒(EHC)2の電圧VEHCを検
出し、ステップS2で電流検出手段4の出力である電気
加熱式触媒(EHC)2の電流IEHCを検出する。
【0047】次に、ステップS3で電圧VEHCと電流I
EHCに基づいて触媒温度TEHCを演算し、ステップS4に
てメモリに予め記憶された経過時間に対する上限温度値
MA Xおよび下限温度値TMINを読み込み、続いてステッ
プS5、ステップS6でそれぞれ触媒温度TEHCと上限
温度値TMAX、触媒温度TEHCと下限温度値TMINの比較
を行う。
【0048】触媒温度TEHCが上限温度値TMAXと下限温
度値TMINの範囲を超える(TEHC<TMIN、TMAX<T
EHC)場合は、比較手段13がHレベルの判定信号HO
出力して直流電源EOを遮断し、電気加熱式触媒(EH
C)2への電源供給を停止(ステップS7)するととも
に、電気加熱式触媒(EHC)2が異常状態にあると判
定する。(ステップS9) なお、ステップ9にて異常状態と判定された時は、異常
検出手段10の表示器により異常状態が外部に表示され
る。
【0049】一方、触媒温度TEHCが上限温度値TMAX
下限温度値TMINの範囲にある(TM IN≦TEHC≦TMAX
場合には、比較手段13がHレベルの判定信号HOを継
続して出力し続け、所定時間tkが経過するまで電気加
熱式触媒(EHC)2に直流電源EOを供給して加熱を
継続(ステップS8)するとともに、電気加熱式触媒
(EHC)2が正常状態にあると判定する。(ステップ
S10) なお、以下に説明する図3〜図6の状態検出手段の動作
に対応した動作フローについては説明を省略する。
【0050】図3は請求項2または請求項7に係る電気
加熱式触媒制御装置の状態検出手段の要部ブロック構成
図である。この実施例は、電気加熱式触媒(EHC)2
の作動状態を電圧信号VEOおよび電流信号IEOから演算
した触媒消費電力PEHCに基づいて判定する。なお、図
3において、状態検出手段15は、温度演算手段11に
代えて電力演算手段16、温度値記憶手段12に代えて
電力値記憶手段17を備えた点が図2の状態検出手段7
と異なる。
【0051】状態検出手段15は、電力演算手段16、
電力値記憶手段17、比較手段13、タイマ手段14を
備え、電圧信号VEOおよび電流信号IEOに基づいて触媒
消費電力(PEHC)を演算し、演算された触媒消費電力
EHCと予め設定された触媒消費電力の上限電力値PMAX
および下限電力値PMINと比較し、触媒消費電力PEHC
上限電力値PMAXおよび下限電力値PMINの範囲を超える
(PEHC<PMIN、PMA X<PEHC)場合、例えばHレベル
の判定信号HOを出力し、切替制御手段8を介して切替
手段5をオフ制御し、電気加熱式触媒(EHC)2への
直流電源EOの供給を停止制御するとともに、電気加熱
式触媒(EHC)2の異常検出を行う。
【0052】一方、触媒消費電力PEHCが上限電力値P
MAXおよび下限電力値PMINの範囲内(PMIN≦PEHC≦P
MAX)の場合には、例えばLレベルの判定信号HOを出力
し、切替制御手段8を介して切替手段5を継続してオン
制御し、電気加熱式触媒(EHC)2へ直流電源EO
継続して供給するよう構成する。
【0053】電力演算手段16は数2で表わされる電力
演算機能を備え、電圧信号VEOおよび電流信号IEOに基
づいて触媒消費電力PEHCを演算し、触媒消費電力信号
EHCを比較手段13に提供する。
【0054】
【数2】PEHC=VEO・IEO
【0055】電力値記憶手段17はROM等のメモリで
構成し、予め設計値や実験値に基づいて設定された上限
電力値PMAXおよび下限電力値PMINのデータを記憶
し、時間経過に対応して上限電力値PMAXおよび下限電
力値PMINを比較手段13に提供する。
【0056】比較手段13およびタイマ手段14は図2
と同一の構成のため、状態記憶手段15は、電圧信号V
EOおよび電流信号IEOに基づいて触媒消費電力PEHC
演算し、演算した触媒消費電力PEHCを上限電力値PMAX
および下限電力値PMINと比較し、比較結果に基づいて
電気加熱式触媒(EHC)2の瞬時電力特性を検出する
ことにより、電気加熱式触媒(EHC)2への直流電源
Oの供給/停止を制御するとともに、電気加熱式触媒
(EHC)2の正常/異常を検出する。
【0057】図4は請求項4または請求項9に係る電気
加熱式触媒制御装置の状態検出手段の要部ブロック構成
図である。この実施例は、電気加熱式触媒(EHC)2
の作動状態を電圧信号VEOおよび電流信号IEOから演算
した触媒抵抗REHCに基づいて判定する。なお、図4に
おいて、状態検出手段18は、図2の状態検出手段7の
温度演算手段11に代えて抵抗演算手段19、温度値記
憶手段12に代えて抵抗値記憶手段20を備えた点が異
なる。
【0058】抵抗演算手段19は数3で表わされる抵抗
演算機能を備え、電圧信号VEOおよび電流信号IEOに基
づいて触媒抵抗REHCを演算し、触媒抵抗信号REHCを比
較手段13に提供する。
【0059】
【数3】REHC=VEO/IEO
【0060】抵抗値記憶手段20はROM等のメモリで
構成し、予め設計値や実験値に基づいて設定された上限
抵抗値RMAXおよび下限抵抗値RMINのデータを記憶し、
時間経過に対応して上限抵抗値RMAXおよび下限抵抗値
MINを比較手段13に提供する。
【0061】比較手段13に提供された触媒抵抗信号R
EHCと上限抵抗値RMAXおよび下限抵抗値RMINは比較さ
れ、触媒抵抗信号REHCが上限抵抗値RMAXおよび下限抵
抗値RMINの範囲を超える(REHC<RMIN、RMAX<R
EHC)場合は、Hレベルの判定信号HOを出力して電気加
熱式触媒(EHC)2への電源供給を停止するととも
に、電気加熱式触媒(EHC)2の異常状態を表示し、
触媒抵抗信号REHCが上限抵抗値RMAXおよび下限抵抗値
MINの範囲内(RMIN≦REHC≦RMAX)の場合には、L
レベルの判定信号HOを出力して電気加熱式触媒(EH
C)2への電源供給を継続するよう制御する。
【0062】なお、触媒抵抗信号REHCが上限抵抗値R
MAXおよび下限抵抗値RMINの範囲内(RMIN≦REHC≦R
MAX)であっても、タイマ手段14からタイマ信号tk
受け取ると、比較手段13はHレベルの判定信号HO
出力して電気加熱式触媒(EHC)2への電源供給を停
止するよう制御する。
【0063】図5は請求項5または請求項10に係る電
気加熱式触媒制御装置の状態検出手段の要部ブロック構
成図である。この実施例は、電気加熱式触媒(EHC)
2の作動状態を検出した電圧VEHCおよび電流IEHCの時
間特性に基づいて判定する。
【0064】状態検出手段21は、電圧/電流値記憶手
段22、電流比較手段23Aおよび電圧比較手段23B
を備えた制御手段23、論理和手段24、タイマ手段1
4を備え、電流IEHCおよび電圧VEHCに対応した電流信
号IEOおよび電圧信号VEOと、電圧/電流値記憶手段2
2に予め設定した上限電流値IMAXと下限電流値IMIN
上限電圧値VMAXと下限電圧値VMIN、をそれぞれ電流比
較手段23A、電圧比較手段23Bで比較するよう構成
する。
【0065】電流比較手段23Aは、電流信号IEOと上
限電流値IMAXおよび下限電流値IM INを比較し、電流信
号IEOが上限電流値IMAXおよび下限電流値IMINの範囲
を超える(IEO<IMIN、IMAX<IEO)場合は、例えば
Hレベルの電流比較信号HIを出力し、一方、電流信号
EOが上限電流値IMAXおよび下限電流値IMINの範囲内
(IMIN≦IEO≦IMAX)の場合には、Lレベルの電流比
較信号HIを出力するよう構成する。
【0066】電圧比較手段23Bも、電圧信号VEOと上
限電圧値VMAXおよび下限電圧値VM INを比較し、電圧信
号VEOが上限電圧値VMAXおよび下限電圧値VMINの範囲
を超える(VEO<VMIN、VMAX<VEO)場合は、例えば
Hレベルの電圧比較信号HVを出力し、一方、電圧信号
EOが上限電圧値VMAXおよび下限電圧値VMINの範囲内
(VMIN≦VEO≦VMAX)の場合には、Lレベルの電圧比
較信号HVを出力するよう構成する。
【0067】論理和手段24は、電流比較信号HIと電
圧比較信号HVの論理和演算を行い、論理和信号(HI
V)を判定信号HOとして出力し、電流比較信号HI
たは電圧比較信号HVのいずれか一方がHレベルの場合
は、Hレベルの判定信号HOを出力して電気加熱式触媒
(EHC)2に供給する電源を停止するよう制御すると
ともに、電気加熱式触媒(EHC)2の異常を判定し、
一方、電流比較信号HIおよび電圧比較信号HVのいずれ
もLレベルの場合には、Lレベルの判定信号HOを出力
して電気加熱式触媒(EHC)2に継続して電源を供給
するよう制御する。なお、判定信号HOがLレベルであ
っても、所定時間が経過してタイマ手段14からタイマ
信号tKが出力されると、電流比較信号HIおよび電圧比
較信号HVのいずれもHレベルに設定し、電気加熱式触
媒(EHC)2に供給する電源を停止するよう制御す
る。
【0068】図6は請求項3または請求項8に係る電気
加熱式触媒制御装置の状態検出手段の要部ブロック構成
図である。この実施例は、電気加熱式触媒(EHC)2
の作動状態を電圧信号VEOおよび電流信号IEOから演算
した触媒積算電力PSに基づいて判定する。
【0069】状態検出手段25は、電力演算手段16、
積算手段26、積算電力値記憶手段27、比較手段1
3、タイマ手段14を備える。積算手段26は時間積分
機能を備え、電力演算手段16からの触媒消費電力信号
EHC(=VEO・IEO)に時間積分を施して数4で表わ
される触媒積算電力PSを演算し、触媒積算電力信号PS
を比較手段13に供給する。
【0070】
【数4】
【0071】積算電力値記憶手段27はROM等のメモ
リで構成し、電気加熱式触媒(EHC)2を最適加熱す
るのに必要な積算電力値PMおよび時間経過に伴う積算
電力値の上限値PSMAX、下限値PSMINを設定し、積算電
力値信号PMを比較手段13に供給する。
【0072】比較手段13は、触媒積算電力信号PS
積算電力値信号PM、上限値PSMAX、下限値PSMINを比
較し、触媒積算電力信号PSが積算電力値信号PMを超え
た(PS>PM)場合、または触媒積算電力信号PSが上
限値PSMAXと下限値PSMINの範囲を超える(PS>P
SMAX、PSMIN>PS)場合は、例えばHレベルの判定信
号HOを出力して電気加熱式触媒(EHC)2に供給す
る電源を直ちに停止するとともに、電気加熱式触媒(E
HC)2の異常表示を行うよう制御する。
【0073】一方、触媒積算電力信号PSと積算電力値
信号PMを比較し、触媒積算電力信号PSが積算電力値信
号PM以下(PS≦PM)の場合、または触媒積算電力信
号Pが上限値PSMAXと下限値PSMINの範囲内(P
SMIN≦PS≦PSMAX)の場合には、Lレベルの判定信号
Oを出力して電気加熱式触媒(EHC)2に継続して
電源を供給するよう制御する。
【0074】図8(a)〜(c)に図2〜図4の状態検
出手段7、15、18が検出する、それぞれ触媒温度、
触媒消費電力、触媒抵抗の時間特性図を示し、図9
(a)〜(b)に図5〜図6の状態検出手段21、25
が検出するそれぞれ電圧―電流、触媒積算電力の時間特
性図を示す。図8の(a)は時間経過に対する触媒温度
EHCの昇温特性を示し、触媒温度TEHCは時間経過とと
もに変化する上限温度値TMAXおよび下限温度値TMIN
の比較により電気加熱式触媒(EHC)2の作動状態を
検出する。
【0075】図8の(b)〜(c)はそれぞれ時間経過
に対する触媒消費電力PEHC、触媒抵抗REHCの特性を示
し、それぞれ時間経過に対して一定に設定された上限値
および下限値(PMAXとPMIN、RMAXとRMIN)との比較
により電気加熱式触媒(EHC)2の作動状態を検出す
る。
【0076】図9の(a)は時間経過に対するそれぞれ
電圧VEHC、電流IEHCの特性を示し、それぞれ時間経過
に対して一定に設定された上限値および下限値(VMAX
とVM IN、IMAXとIMIN)との比較により電気加熱式触
媒(EHC)2の作動状態を検出する。
【0077】図9の(b)は時間経過に伴って増加する
触媒積算電力PSの特性を示し、時間経過に対して一定
に設定された上限値(PM)、または上限値PSMAXおよ
び下限値PSMINとの比較により電気加熱式触媒(EH
C)2の作動状態を検出する。
【0078】なお、この発明の状態検出手段は、触媒温
度、触媒消費電力、触媒抵抗、電圧―電流、触媒積算電
力に基づいて電気加熱式触媒の作動状態を検出するよう
構成したが、任意の組合せで検出するよう構成して検出
精度を高めることも可能である。
【0079】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る電気
加熱式触媒制御装置は、電圧および電流に基づいて触媒
温度、触媒消費電力、または触媒抵抗を演算する状態検
出手段をそれぞれ設け、演算された触媒温度、触媒消費
電力、または触媒抵抗に基づいて触媒温度、触媒消費電
力、または触媒抵抗の時間特性をモニタして電気加熱式
触媒への電源供給を精度良く制御することができるの
で、電気加熱式触媒の加熱を最適に保つことができる。
【0080】また、この発明に係る電気加熱式触媒制御
装置は、状態検出手段に、電気加熱式触媒で消費される
触媒消費電力の積算値を演算する積算手段を設け、電気
加熱式触媒の積算電力をモニタして電気加熱式触媒への
電源供給を精度良く制御することができるので、電気加
熱式触媒の加熱を最適に保つことができる。
【0081】さらに、この発明に係る電気加熱式触媒制
御装置は、状態検出手段に、電圧と基準電圧、および電
流と基準電流を比較する比較手段を設け、比較結果に基
づいて電圧および電流の時間特性をモニタして電気加熱
式触媒への電源供給を精度良く制御することができるの
で、電気加熱式触媒の加熱を最適に保つことができる。
【0082】また、この発明に係る電気加熱式触媒制御
装置は、状態検出手段が出力する触媒温度、触媒消費電
力、または触媒抵抗に基づいて電気加熱式触媒の異常状
態を検出する異常検出手段を備え、電気加熱式触媒の異
常検出を精度良く行うことができるので、電気加熱式触
媒の異常表示を適切に行うことができる。
【0083】さらに、この発明に係る電気加熱式触媒制
御装置は、状態検出手段が出力する触媒消費電力の積算
値に基づいて電気加熱式触媒の異常状態を検出する異常
検出手段を備え、電気加熱式触媒の異常検出を精度良く
行うことができるので、電気加熱式触媒の異常表示を適
切に行うことができる。
【0084】また、この発明に係る電気加熱式触媒制御
装置は、状態検出手段が出力する電圧と基準電圧、およ
び電流と基準電流の比較結果に基づいて電気加熱式触媒
の異常状態を検出する異常検出手段を備え、電気加熱式
触媒の異常検出を精度良く行うことができるので、電気
加熱式触媒の異常表示を適切に行うことができる。
【0085】さらに、この発明に係る電気加熱式触媒制
御装置は、電流検出手段に、ホール素子を用いた非接触
の検出器を備え、電気加熱式触媒および測定系に影響を
与えず、電気加熱式触媒の作動状態を高精度にモニタで
きるので、電気加熱式触媒の加熱を最適に保つととも
に、電気加熱式触媒の異常表示を適切に行うことができ
る。
【0086】また、この発明に係る電気加熱式触媒制御
装置は、電圧および電流に基づいて電気加熱式触媒の作
動状態をモニタする状態検出手段を備えたので、電圧検
出手段および電流検出手段に故障や接続線の断線、切替
手段に用いられるリレー接点に固着等の不具合が発生し
ても、状態検出手段で検出して電気加熱式触媒への電源
供給を停止したり、電気加熱式触媒の異常表示を行うこ
とができる。
【0087】よって、電気加熱式触媒の作動状態の検出
精度が高く、信頼性に優れた電気加熱式触媒制御装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る電気加熱式触媒制御装置の要部
ブロック構成図
【図2】請求項1または請求項6に係る電気加熱式触媒
制御装置の状態検出手段の要部ブロック構成図
【図3】請求項2または請求項7に係る電気加熱式触媒
制御装置の状態検出手段の要部ブロック構成図
【図4】請求項4または請求項9に係る電気加熱式触媒
制御装置の状態検出手段の要部ブロック構成図
【図5】請求項5または請求項10に係る電気加熱式触
媒制御装置の状態検出手段の要部ブロック構成図
【図6】請求項3または請求項8に係る電気加熱式触媒
制御装置の状態検出手段の要部ブロック構成図
【図7】図2状態検出手段の動作に対応した動作フロー
【図8】図2〜図4の状態検出手段に対応した触媒温
度、触媒消費電力、触媒抵抗の時間特性図
【図9】図5〜図6の状態検出手段に対応した電圧―電
流、触媒積算電力の時間特性図
【図10】一般的な電圧、電流センシング回路図
【符号の説明】
1…電気加熱式触媒制御装置、2…電気加熱式触媒(E
HC)、3…電圧検出手段、4…電流検出手段、5…切
替手段、6,23…制御手段、7,15,18,21,
25…状態検出手段、8…切替制御手段、9…バッテ
リ、10…異常検出手段、11…温度演算手段、12…
温度値記憶手段、13…比較手段、14…タイマ手段、
16…電力演算手段、17…電力値記憶手段、19…抵
抗演算手段、20…抵抗値記憶手段、22…電圧/電流
値記憶手段、23A…電流比較手段、23B…電圧比較
手段、24…論理和手段、26…積算手段、27…積算
電力値記憶手段、EO…直流電圧、HO…判定信号、HI
…電流比較信号、HV…電圧比較信号、IEHC…電流、I
EO…電流信号、IMAX…上限電流値、IMIN…下限電流
値、KO…切替信号、PEHC…触媒消費電力、PM…積算
電力値、PMAX…上限電力値、PMIN…下限電力値、PON
…パワーオンリセット信号、PS…触媒積算電力信号、
EHC…触媒抵抗、RMAX…上限抵抗値、RMIN…下限抵
抗値、TEHC…触媒温度、TMAX…上限温度値、TMIN
下限温度値、tK…タイマ信号、VEHC…電圧、VEO…電
圧信号、VMAX…上限電圧値、VMIN…下限電圧値。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 琢也 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンから排出される排気ガスを浄化
    する電気加熱式触媒と、この電気加熱式触媒に供給され
    る電圧、電流をそれぞれ検出する電圧検出手段および電
    流検出手段と、前記電気加熱式触媒に供給される電力の
    オン、オフを切替える切替手段と、前記電圧検出手段お
    よび前記電流検出手段の検出出力に基づいて前記電気加
    熱式触媒の触媒温度を演算し、前記電気加熱式触媒の作
    動状態を検出する状態検出手段、この状態検出手段から
    の出力に基づいて前記切替手段を制御する切替制御手段
    からなる制御手段と、を備えたことを特徴とする電気加
    熱式触媒制御装置。
  2. 【請求項2】 エンジンから排出される排気ガスを浄化
    する電気加熱式触媒と、この電気加熱式触媒に供給され
    る電圧、電流をそれぞれ検出する電圧検出手段および電
    流検出手段と、前記電気加熱式触媒に供給される電力の
    オン、オフを切替える切替手段と、前記電圧検出手段お
    よび前記電流検出手段の検出出力に基づいて前記電気加
    熱式触媒で消費される触媒消費電力を演算し、前記電気
    加熱式触媒の作動状態を検出する状態検出手段、この状
    態検出手段からの出力に基づいて前記切替手段を制御す
    る切替制御手段からなる制御手段と、を備えたことを特
    徴とする電気加熱式触媒制御装置。
  3. 【請求項3】 前記状態検出手段に、前記電気加熱式触
    媒で消費される触媒消費電力の積算値を演算する積算手
    段を設けたことを特徴とする請求項2記載の電気加熱式
    触媒制御装置。
  4. 【請求項4】 エンジンから排出される排気ガスを浄化
    する電気加熱式触媒と、この電気加熱式触媒に供給され
    る電圧、電流をそれぞれ検出する電圧検出手段および電
    流検出手段と、前記電気加熱式触媒に供給される電力の
    オン、オフを切替える切替手段と、前記電圧検出手段お
    よび前記電流検出手段の検出出力に基づいて前記電気加
    熱式触媒の触媒抵抗を演算し、前記電気加熱式触媒の作
    動状態を検出する状態検出手段、この状態検出手段から
    の出力に基づいて前記切替手段を制御する切替制御手段
    からなる制御手段と、を備えたことを特徴とする電気加
    熱式触媒制御装置。
  5. 【請求項5】 エンジンから排出される排気ガスを浄化
    する電気加熱式触媒と、この電気加熱式触媒に供給され
    る電圧、電流をそれぞれ検出する電圧検出手段および電
    流検出手段と、前記電気加熱式触媒に供給される電力の
    オン、オフを切替える切替手段と、前記電圧検出手段か
    らの検出電圧と基準電圧、および前記電流検出手段から
    の検出電流と基準電流を比較する比較手段を備え、前記
    電気加熱式触媒の作動状態を検出する状態検出手段、こ
    の状態検出手段からの出力に基づいて前記切替手段を制
    御する切替制御手段からなる制御手段と、を備えたこと
    を特徴とする電気加熱式触媒制御装置。
  6. 【請求項6】 エンジンから排出される排気ガスを浄化
    する電気加熱式触媒と、この電気加熱式触媒に供給され
    る電圧、電流をそれぞれ検出する電圧検出手段および電
    流検出手段と、前記電気加熱式触媒に供給される電力の
    オン、オフを切替える切替手段と、前記電圧検出手段お
    よび前記電流検出手段の検出出力に基づいて前記電気加
    熱式触媒の触媒温度を演算し、前記電気加熱式触媒の作
    動状態を検出する状態検出手段と、この状態検出手段か
    らの出力に基づいて前記電気加熱式触媒の異常状態を検
    出する異常検出手段と、を備えたことを特徴とする電気
    加熱式触媒制御装置。
  7. 【請求項7】 エンジンから排出される排気ガスを浄化
    する電気加熱式触媒と、この電気加熱式触媒に供給され
    る電圧、電流をそれぞれ検出する電圧検出手段および電
    流検出手段と、前記電気加熱式触媒に供給される電力の
    オン、オフを切替える切替手段と、前記電圧検出手段お
    よび前記電流検出手段の検出出力に基づいて前記電気加
    熱式触媒で消費される触媒消費電力を演算し、前記電気
    加熱式触媒の作動状態を検出する状態検出手段と、この
    状態検出手段からの出力に基づいて前記電気加熱式触媒
    の異常状態を検出する異常検出手段と、を備えたことを
    特徴とする電気加熱式触媒制御装置。
  8. 【請求項8】 前記状態検出手段に、前記電気加熱式触
    媒で消費される触媒消費電力の積算値を演算する積算手
    段を設けたことを特徴とする請求項7記載の電気加熱式
    触媒制御装置。
  9. 【請求項9】 エンジンから排出される排気ガスを浄化
    する電気加熱式触媒と、この電気加熱式触媒に供給され
    る電圧、電流をそれぞれ検出する電圧検出手段および電
    流検出手段と、前記電気加熱式触媒に供給される電力の
    オン、オフを切替える切替手段と、前記電圧検出手段お
    よび前記電流検出手段の検出出力に基づいて前記電気加
    熱式触媒の触媒抵抗を演算し、前記電気加熱式触媒の作
    動状態を検出する状態検出手段と、この状態検出手段か
    らの出力に基づいて前記電気加熱式触媒の異常状態を検
    出する異常検出手段と、を備えたことを特徴とする電気
    加熱式触媒制御装置。
  10. 【請求項10】 エンジンから排出される排気ガスを浄
    化する電気加熱式触媒と、この電気加熱式触媒に供給さ
    れる電圧、電流をそれぞれ検出する電圧検出手段および
    電流検出手段と、前記電気加熱式触媒に供給される電力
    のオン、オフを切替える切替手段と、前記電圧検出手段
    からの検出電圧と基準電圧、および前記電流検出手段か
    らの検出電流と基準電流を比較する比較手段を備え、前
    記電気加熱式触媒の作動状態を検出する状態検出手段
    と、この状態検出手段からの出力に基づいて前記電気加
    熱式触媒の異常状態を検出する異常検出手段と、を備え
    たことを特徴とする電気加熱式触媒制御装置。
  11. 【請求項11】 前記電流検出手段に、非接触の検出器
    を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項10記載の
    電気加熱式触媒制御装置。
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