JPH09158718A - 電気加熱式触媒の通電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度センサを使用せずに触媒の温度を推定
し、触媒を過熱させない範囲で電気加熱式触媒への通電
が可能な通電制御装置を提供する。 【解決手段】 排気通路２に設けられた触媒３を加熱す
るＥＨＣ４がスイッチ５を介してバッテリ６に接続さ
れ、スイッチ５のオンでＥＨＣ４に通電を行なうＥＨＣ
の通電制御手段100 に加えて、ＥＨＣ４の通電中の抵抗
値を検出する通電抵抗検出手段101 と、検出した抵抗値
が基準値に達したか否かで触媒３の活性開始温度を判定
する触媒活性開始温度判定手段102 と、触媒３が活性開
始温度に達した時の抵抗値の時間変化率を演算する抵抗
値の時間変化率演算手段104 と、演算した抵抗値の時間
変化率の大きさに応じた最適通電時間を記憶する最適通
電時間記憶手段104 とを設け、通電制御手段100 が演算
された抵抗値の変化率の大きさと最適通電時間記憶手段
の記憶値とからＥＨＣ４への通電時間を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気加熱式触媒の通
電制御装置に関し、特に、温度センサを使用することな
く触媒の温度を推定し、触媒を過熱させない範囲で電気
加熱式触媒に通電を行なう電気加熱式触媒の通電制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載された内燃機関から排出され
る排気ガス中にはＨＣ（炭化水素）やＮＯx(窒素酸化
物) 等の有害物質が含まれているので、内燃機関の排気
通路には一般に排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置と
しての触媒コンバータが設けられている。ところが、こ
の触媒コンバータに使用される三元触媒は、触媒の温度
が低い時 (不活性状態) には排気ガス中の有害物質の浄
化率が低いことが知られている。したがって、内燃機関
の冷間始動後の触媒コンバータが不活性の状態では排気
ガスの浄化が十分に行なえなかった。

【０００３】そこで、触媒コンバータの上流側の排気通
路に、酸化触媒を担持すると共に電気ヒータを組み込ん
だ第２の触媒コンバータである電気加熱式触媒（ＥＨ
Ｃ：Electrically Heated Catalyst）を取り付け、触媒
コンバータが不活性の状態の時にこの電気加熱式触媒を
電気的に加熱して酸化触媒を活性化させ、ＨＣ（Hydroc
arbon: 炭化水素）の浄化を促進させるようにした排気
ガス浄化装置が提案されている。

【０００４】電気加熱式触媒への電力の供給は、触媒コ
ンバータが活性となるまでで良い。従って、従来は内燃
機関の冷間始動時等の電気加熱式触媒への通電が必要な
時に時間を決めて一定電力を供給していた。ところが、
電気加熱式触媒に常に一定電力を供給する制御では、触
媒が早く活性化した場合には電力が無駄になり、逆に触
媒が経時変化で活性化しにくくなった場合には電力が不
足するという問題があった。

【０００５】そこで、本出願人は、電気加熱式触媒の温
度を温度センサによって検出して、検出された触媒の温
度の変化率（温度の上昇率）が減少したら触媒が活性化
したと判断して電気加熱式触媒への通電を停止する触媒
の活性化判定装置を提案した（特開平６−１２９２４５
号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６−１２９２４５号公報に開示の触媒の活性化判定装置
では、温度センサが電気加熱式触媒に直接、あるいは近
接して配置されているので、高温にも耐えられるような
温度センサが必要となり、その結果、コストアップを招
く恐れがあった。また、何らかの原因で電気加熱式触媒
のヒータ温度が急激に上昇を続けた場合や、内燃機関の
失火、または低温時のエアインジェクション作動時等で
異常に触媒床温が上昇した場合には、触媒の温度の変化
率は減少しないので、更に電気加熱式触媒に通電が行な
われて触媒が過熱されてしまう恐れもあった。

【０００７】そこで、本発明は、電気加熱式触媒への通
電を触媒の温度に基づいて制御するに際して、高価な温
度センサを使用することなく触媒の温度を推定して電気
過熱式触媒への通電を制御すると共に、電気加熱式触媒
への通電により触媒を過熱させる恐れのない電気加熱式
触媒の通電制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の電気加熱式触媒の通電制御装置の第１の形態が図１
に示される。図１に示すように、第１の形態では、内燃
機関１の排気通路２に少なくとも１個の触媒３と、この
触媒３を強制的に加熱する電気加熱手段４が配置されて
おり、この電気加熱手段４に電力を供給する電源６、及
び、この電源６から電気加熱手段４への通電をスイッチ
５のオンオフによって制御する通電制御手段１００とを
備える電気加熱式触媒の通電制御装置において、電気加
熱手段４の通電中の抵抗値を検出する通電抵抗検出手段
１０１と、電気加熱手段４の通電中の抵抗値が基準値に
達したか否かで触媒３の活性開始温度を判定する触媒活
性開始温度判定手段１０２と、触媒３が活性開始温度に
達した時に、検出した抵抗値の時間変化率を演算する抵
抗値の時間変化率演算手段１０３と、触媒３が活性開始
温度に達した時の、電気加熱手段４の抵抗値の時間変化
率の大きさに応じた最適通電時間を記憶する最適通電時
間記憶手段１０４とを設け、通電制御手段１００が、抵
抗値の時間変化率演算手段１０３によって演算された抵
抗値の変化率の大きさと、最適通電時間記憶手段１０４
の記憶値とから、電気加熱手段４の通電時間を演算して
前記電気加熱手段への通電を制御することを特徴として
いる。

【０００９】また、前記目的を達成する本発明の電気加
熱式触媒の通電制御装置の第２の形態が図２に示され
る。図２に示すように、第２の形態では、内燃機関１の
排気通路２に少なくとも１個の触媒３と、この触媒３を
強制的に加熱する電気加熱手段４が配置されており、こ
の電気加熱手段４に電力を供給する電源６、及び、この
電源６から電気加熱手段４への通電をスイッチ５のオン
オフによって制御する通電制御手段２００とを備える電
気加熱式触媒の通電制御装置において、電気加熱手段４
の通電中の抵抗値を検出する通電抵抗検出手段２０１
と、電気加熱手段４の温度と抵抗値との関係を記憶する
温度−抵抗値マップ記憶手段２０２と、検出された電気
加熱手段４の通電中の抵抗値と、温度−抵抗値マップ記
憶手段２０２の記憶値とから、現在の抵抗値に応じた電
気加熱手段４の温度を演算する加熱手段の温度演算手段
２０３と、電気加熱手段４の温度が基準値に達したか否
かで触媒３の暖機状態を判定する触媒の暖機判定手段２
０４と、触媒３が暖機中の時に、電気加熱手段４の温度
の時間変化率を演算する電気加熱手段温度の時間変化率
演算手段２０５と、触媒３が暖機中の時の、電気加熱手
段４の温度の時間変化率の上限値が記憶された電気加熱
手段の過熱判定値記憶手段２０６とを設け、通電制御手
段２００が、時間変化率演算手段２０５によって演算さ
れた電気加熱手段４の温度の時間変化率の大きさが、そ
の温度における過熱判定値記憶手段２０６に記憶された
上限値を越えた場合に、電気加熱手段４への通電を停止
することを特徴としている。

【００１０】本発明の第１の形態の電気加熱式触媒の通
電制御装置によれば、通電中の電気加熱手段（ヒータ）
の抵抗値が検出され、この抵抗値の大きさで触媒が活性
開始温度に達したか否かが判定され、触媒が活性開始温
度に達した時に検出した抵抗値の時間変化率が演算さ
れ、この抵抗値の時間変化率の大きさに応じて以後にヒ
ータに通電を行なう最適通電時間がマップから演算され
る。触媒が活性開始温度に達した時に検出した抵抗値の
時間変化率が非常に大きければ、ヒータの過熱により触
媒が過熱する恐れがあるので、ヒータへの通電が停止さ
れる。

【００１１】また、本発明の第２の形態の電気加熱式触
媒の通電制御装置によれば、通電中のヒータの抵抗値が
検出され、検出された抵抗値と温度−抵抗値マップとか
ら現在のヒータ温度が演算され、ヒータ温度が所定値以
上の時にヒータ温度の時間変化率が演算され、このヒー
タ温度における温度の時間変化率が上限値を越えた場合
にヒータへの通電が停止される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施形態を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。図
３は本発明の電気加熱式触媒の通電制御装置の一実施例
を搭載した内燃機関１の全体構成を示す図である。

【００１３】図３において、内燃機関１の吸気通路２０
にはエアクリーナ２３が設けられており、その下流側に
エアフローメータ２１とスロットル弁２２がある。エア
フローメータ２１には吸入空気量を検出するセンサであ
るエアフローセンサ２４が設けられており、このエアフ
ローセンサ２４の吸入空気量の検出値Ｑは、負荷量とし
てＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）１０に
送られる。

【００１４】また、内燃機関１の排気通路２には通常の
触媒コンバータ３が設けられており、この通常の触媒コ
ンバータ３の上流側に近接して電気加熱式触媒４が設け
られている。７は電気加熱式触媒４のヒータの電極であ
る。一方、内燃機関１の出力側には内燃機関１の回転数
を検出する回転数センサ８が設けられており、また、内
燃機関１の近傍には、内燃機関１によって駆動されて発
電を行う発電機（オルタネータ）９が設けられている。
オルタネータ９の発電によって得られた電力により、車
両に搭載されたバッテリ６が充電されるようになってい
る。このオルタネータ９にはその発電量を制御する制御
信号が、ＥＣＵ１０から入力されるようになっている。

【００１５】この実施例では、バッテリ６の出力端子
は、ＥＣＵ１０に入力されると共に、開閉スイッチであ
るリレー５を介して電気加熱式触媒４の電極７に入力さ
れるようになっている。このリレー５はＥＣＵ１０から
の制御信号によって、駆動されるようになっており、オ
ンされると電気加熱式触媒４にバッテリ６から通電が行
なわれて電気加熱式触媒４が加熱される。

【００１６】更に、電気加熱式触媒４のヒータの電極の
近傍には電圧計１１が設けられており、リレー５と電気
加熱式触媒４のヒータの電極の間には電流計１２が設け
られている。電圧計１１は電気加熱式触媒４のヒータに
印加される電圧値を検出するものであり、電圧計１１よ
るヒータ電圧の検出値はＥＣＵ１０に入力される。ま
た、電流計１２は電気加熱式触媒４のヒータに流れる電
流値を検出するものであり、電流計１２よるヒータ電流
の検出値もＥＣＵ１０に入力される。

【００１７】次に、以上のように構成された内燃機関の
電気加熱式触媒の通電制御装置において、電気加熱式触
媒４（以後電気加熱式触媒４はＥＨＣ４と表記する）へ
の通電制御を、フローチャート及び特性図を用いて説明
する。図４は、本発明におけるＥＨＣ４の通電条件の判
定の手順を示すフローチャートである。このフローチャ
ートは所定時間毎に実行される。

【００１８】まず、ステップ４００では内燃機関１が始
動後か否かを判定する。内燃機関１が始動後の場合はス
テップ４０１に進み、バッテリ６の端子電圧Ｖｅと機関
回転数Ｎｅを読み込んだ後にステップ４０２において通
常の触媒コンバータ３が非活性状態か否かを判定する。
この触媒コンバータ３の非活性状態は、触媒温度センサ
で触媒の温度を検出するか、或いは、始動後からの積算
吸入空気量を検出することによって判定することができ
る。ステップ４０２で触媒コンバータ３が非活性状態で
あると判定した時にはステップ４０３に進み、ここで機
関の回転数Ｎｅが所定値以上か否かを判定する。

【００１９】ステップ４０３で機関回転数Ｎｅが所定値
以上の時はステップ４０４に進んで時間を計数し、続く
ステップ４０５で計数した時間が所定時間経過したか否
かを判定する。この判定は、機関が高回転で所定時間以
上運転している条件では、排気ガスからの受熱量が多い
ために、ＥＨＣ４への通電が必要がないので、この条件
を除くためである。

【００２０】そして、機関始動後に所定時間が経過して
いない場合はステップ４０６に進み、バッテリ６の端子
電圧Ｖｅが許容最低電圧Ｖ２と許容最大電圧Ｖ１の間に
あるか否かを判定する。この判定は、バッテリ電圧が所
定値以下の場合には、ＥＨＣ４への供給電力が安定しな
いためにこの条件を避け、逆に、バッテリ電圧が所定値
以上の場合には、高電圧が印加された場合に生じる電気
負荷を軽減して触媒を保護するために行なう。そして、
バッテリ６の端子電圧Ｖｅが許容最低電圧Ｖ２と許容最
大電圧Ｖ１の間にある場合はステップ４０７に進む。

【００２１】ステップ４０７では、ＥＨＣ４のヒータの
断線検出等のダイアグノーシス（図にはダイアグと略
記）に異常がないか否かを判定し、異常がない場合にス
テップ４０８に進む。そして、ステップ４０８ではＥＨ
Ｃ４に通電を行なうフラグＦＥＨＣを１にしてこのルー
チンを終了する。一方、ステップ４００で内燃機関１が
始動後でない場合、ステップ４０２で触媒コンバータ３
が既に活性化している場合、ステップ４０３で機関回転
数Ｎｅが所定値よりも小さい場合、ステップ４０５で機
関の始動後の経過時間が所定時間を超えたと判定された
場合、ステップ４０６でバッテリ６の端子電圧Ｖｅが許
容最低電圧Ｖ２より低いか、或いは許容最大電圧Ｖ１よ
り高い場合、及び、ステップ４０７においてダイアグノ
ーシスに異常が検出された場合はステップ４０９に進
む。そして、ステップ４０９ではＥＨＣ４に通電を行な
うフラグＦＥＨＣの値を０にしてこのルーチンを終了す
る。

【００２２】図５は、本発明におけるＥＨＣ４の通電制
御の第１の実施例の制御手順を示すフローチャートであ
る。図５に示すルーチンは所定時間毎に行なわれる。ま
ず、ステップ５０１ではＥＨＣ４に通電を行なうフラグ
ＦＥＨＣの値が１であるか否かを判定する。そして、Ｆ
ＥＨＣ＝０の場合はＥＨＣ４が通電条件ではないのでス
テップ５１４に進み、リレー５をオフ状態にしてこのル
ーチンを終了する。

【００２３】一方、ステップ５０１においてＦＥＨＣ＝
１の場合はＥＨＣ４の通電条件であるので、ステップ５
０２においてリレー５をオンしてＥＨＣ４に通電を行な
う。そして、続くステップ５０３において、電圧計１１
によって検出されたＥＨＣ４のヒータに印加されている
電圧値Ｖｈと、電流計１２によって検出されたＥＨＣ４
のヒータに流れる電流値Ｉｈとを読み込む。そして、続
くステップ５０４において、読み込んだ電圧値Ｖｈと電
流値ＩｈとからＥＨＣ４のヒータ抵抗Ｒｈを演算して求
める。

【００２４】ＥＨＣ４のヒータ抵抗値Ｒｈを演算して求
めた後は、ステップ５０５においてヒータ抵抗値Ｒｈの
時間変化率ΔＲｈを演算する。このヒータ抵抗値Ｒｈの
時間変化率ΔＲｈの演算の詳細はこのルーチンには示し
ていないが、実際には前回のルーチンにおいてステップ
５０４で演算したヒータ抵抗値Ｒｈの値を前回のヒータ
抵抗値Ｒhoとして記憶しておき、今回のルーチンにおい
てステップ５０４で演算したヒータ抵抗値Ｒｈから前回
のヒータ抵抗値Ｒhoを減算して求める。ヒータ抵抗値Ｒ
ｈの時間変化率ΔＲｈを演算した後は、ステップ５０６
においてＥＨＣ４のヒータ抵抗値Ｒｈが基準値以上か否
かを判定する。

【００２５】ここで、ＥＨＣ４のヒータに通電した時
の、ヒータ温度Ｔｐとヒータ抵抗Ｒｈについて説明す
る。図６(a) に示すように、ＥＨＣ４のヒータに通電を
行なうとヒータ温度Ｔｐはヒータの加熱時間に応じて上
昇するが、ある一定温度に達するとそれ以上上昇しなく
なる。一方、ＥＨＣ４のヒータ抵抗値Ｒｈは、ヒータ温
度Ｔｐが上昇する程大きくなるので、ヒータに加熱を始
めてからは加熱時間に応じて増大するが、ヒータ温度Ｔ
ｐが一定になったところで一定になる。図６(a) に示し
たヒータ抵抗Ｒｈの特性により、ヒータ抵抗の時間変化
率ΔＲｈは図６(b)に示すように、ヒータ抵抗値Ｒｈの
増大率が減るにしたがって小さくなり、ヒータ抵抗Ｒｈ
が一定値に安定した時点で０になる。

【００２６】図６(a) ，(b) に示したヒータ温度Ｔｐと
ヒータ抵抗Ｒｈの特性から分かるように、ＥＨＣ４のヒ
ータ抵抗値Ｒｈが基準値以上になったことをもって、触
媒３の活性化が開始したと判断することができる。従っ
て、図５のステップ５０６においてＥＨＣ４のヒータ抵
抗値Ｒｈが基準値に達していない場合、即ち、触媒３の
活性化が開始されていない場合は、このままこのルーチ
ンを終了する。

【００２７】触媒３が活性化開始温度に達したと判定す
ると、ステップ５０７において活性開始フラグが０か否
かを判定する。この活性開始フラグはその初期値が機関
の始動時に０にされているものである。従って、機関の
始動後に初めてステップ５０７に進んできた時にはステ
ップ５０８に進む。ステップ５０８では図７に示すΔＲ
ｈ−ヒータ通電時間の設定値マップを用いて、ステップ
５０５で演算したヒータ抵抗の時間変化率ΔＲｈに応じ
て、この後に継続してヒータに通電するヒータ通電時間
設定値Ｔｈを演算して求める。図７に示すΔＲｈ−ヒー
タ通電時間の設定値マップは、ヒータ抵抗Ｒｈが基準値
に達した時点において、この後にヒータに通電する最適
な継続通電時間であるヒータ通電時間設定値Ｔｈを、ヒ
ータ抵抗の時間変化率ΔＲｈに応じて予め求めたもので
ある。従って、この時点でのヒータ抵抗の時間変化率Δ
Ｒｈが大きい場合には、ヒータがその後の通電によって
過熱しないように通電時間が短く設定されており、ヒー
タ抵抗の時間変化率ΔＲｈが所定値を越えている場合に
はヒータ通電時間設定値Ｔｈを０にして、直ちにヒータ
への通電を停止する。

【００２８】すなわち、図６(a) において、ヒータ抵抗
Ｒｈが基準値に達した時点を時刻ｔとすると、時刻ｔに
おけるヒータ抵抗の時間変化率ΔＲｈが大きいというこ
とは、ヒータ抵抗値Ｒｈが二点鎖線で示すように上昇を
続けている場合と考えられ、この場合にはヒータ温度値
Ｔｐも二点鎖線で示すように上昇してヒータ並びにその
下流側の触媒が過熱する恐れがある。従って、時刻ｔに
おいてヒータ抵抗の時間変化率ΔＲｈが所定値を越えて
いる場合には、ヒータ通電時間設定値Ｔｈを０にして、
直ちにヒータへの通電を停止し、ヒータ並びに触媒３の
過熱を防止するのである。

【００２９】以上のようにしてステップ５０８において
ヒータ通電時間設定値Ｔｈが求められると、続くステッ
プ５０９において活性開始フラグを１にしてこのルーチ
ンを終了する。ステップ５０９の処理により、同じ条件
で次にステップ５０７に進んできた場合にはステップ５
１０に進むことになる。ステップ５１０では、ヒータの
通電時間ＣＣを計測する。このヒータの通電時間ＣＣは
機関の始動時には０になっているものである。

【００３０】そして、ステップ５１１ではヒータの通電
時間ＣＣが、ステップ５０８で演算したヒータ通電時間
設定値Ｔｈに達したか否かを判定し、ＣＣ＜Ｔｈの場合
はヒータ抵抗Ｒｈが基準値に達した時点、即ち、触媒３
が活性化開始温度に達した時点からのヒータ通電時間が
まだ十分でないと判定してこのままこのルーチンを終了
する。一方、ステップ５１１でＣＣ≧Ｔｈと判定した場
合は、触媒３が活性化温度に達した時点からのヒータ通
電時間が十分であると判定してステップ５１２に進み、
ＥＨＣ４に通電を行なうフラグＦＥＨＣを１にし、続く
ステップ５１３においてヒータの通電時間ＣＣの計数値
を０にしてこのルーチンを終了する。

【００３１】このように、第１の実施例では、触媒３が
活性化開始温度に達した時点からのヒータ通電時間Ｔｈ
を、触媒３が活性化開始温度に達した時点におけるヒー
タ抵抗の時間変化率ΔＲｈの大きさに応じて可変として
いるので、触媒３が完全に活性化される前にヒータへの
通電を止めてしまう恐れがなく、また、触媒３が完全に
活性化された後の無駄なヒータへの通電が防止される。
よって、機関の燃費が向上すると共に、エミッションも
向上する。更に、触媒３が過熱される恐れのある場合に
は直ちにヒータへの通電が停止されるので、ヒータ及び
触媒３が過熱されて損傷する恐れもない。

【００３２】図８は本発明におけるＥＨＣ４の通電制御
の第２の実施例の制御手順を示すフローチャートであ
る。なお、この制御手順において、第１の実施例の制御
手順のステップと同じ制御手順を示すステップには同じ
ステップ番号を付してある。図８に示すルーチンも所定
時間毎に行なわれる。第２の実施例においてもステップ
５０１でＥＨＣ４に通電を行なうフラグＦＥＨＣの値が
１であるか否かを判定し、ＦＥＨＣ＝０の場合はステッ
プ５１４に進んでリレー５をオフ状態にしてこのルーチ
ンを終了し、ＦＥＨＣ＝１の場合はステップ５０２に進
んでリレー５をオンしてＥＨＣ４に通電を行なう。

【００３３】そして、第１の実施例と同様にステップ５
０３において、電圧計１１によって検出されたＥＨＣ４
のヒータに印加されている電圧値Ｖｈと、電流計１２に
よって検出されたＥＨＣ４のヒータに流れる電流値Ｉｈ
とを読み込み、続くステップ５０４において、読み込ん
だ電圧値Ｖｈと電流値ＩｈとからＥＨＣ４のヒータ抵抗
Ｒｈを演算して求める。ここまでの制御は第１の実施例
と同じである。

【００３４】ＥＨＣ４のヒータ抵抗値Ｒｈを演算して求
めた後は、ステップ８０１において図９に示すヒータ温
度Ｔｐに対するヒータ抵抗値Ｒｈの変化を示すマップか
ら、現在のヒータ温度Ｔｐを演算する。続くステップ８
０２ではこの現在のヒータ温度Ｔｐが基準値以上か否か
を判定し、現在のヒータ温度Ｔｐが基準値未満の場合は
そのままこのルーチンを終了し、現在のヒータ温度Ｔｐ
が基準値位序の場合はステップ８０３に進む。

【００３５】ステップ８０３では現在のヒータ温度値Ｔ
ｐの時間変化率ΔＴｐを演算する。このヒータ温度値Ｔ
ｐの時間変化率ΔＴｐの演算の詳細もこのルーチンには
示していないが、実際には前回のルーチンにおいてステ
ップ８０１で演算したヒータ温度値Ｔｐの値を前回のヒ
ータ温度値Ｒpoとして記憶しておき、今回のルーチンに
おいてステップ８０３で演算したヒータ温度値Ｒｐから
前回のヒータ温度値Ｒpoを減算して求める。

【００３６】このようにして現在のヒータ温度値Ｔｐの
時間変化率ΔＴｐが演算されると、続くステップ８０４
において図１０に示す現在のヒータ温度Ｔｐに対するヒ
ータ温度の時間変化率ΔＴｐの判定値のマップを参照
し、現在のヒータ温度Ｔｐに対するヒータ温度の時間変
化率ΔＴｐの判定値を演算する。この判定値は現在のヒ
ータ温度Ｔｐに対するヒータ温度の時間変化率ΔＴｐの
上限値となる値である。そして、ステップ８０５におい
て、現在のヒータ温度Ｔｐに対するヒータ温度の時間変
化率ΔＴｐが判定値以上になったか否かを判定し、現在
のヒータ温度Ｔｐに対するヒータ温度の時間変化率ΔＴ
ｐが判定値以上になっていない場合はこのままこのルー
チンを終了し、現在のヒータ温度Ｔｐに対するヒータ温
度の時間変化率ΔＴｐが判定値以上になっている場合は
ステップ８０６に進む。ステップ８０６ではＥＨＣ４に
通電を行なうフラグＦＥＨＣを０にしてこのルーチンを
終了する。

【００３７】ＥＨＣ４に通電を行なうフラグＦＥＨＣを
０にされると、次回ステップ５０１に進んできた時にス
テップ５１４に進み、リレー５がオフされてＥＨＣ４へ
の通電が停止される。このように、第２の実施例では、
ＥＨＣ４のヒータ温度値Ｔｐが基準値以上になって触媒
３の活性化を促進する状態になってから、所定時間毎に
ヒータ温度の時間変化率ΔＴｐを演算して求め、このヒ
ータ温度の時間変化率ΔＴｐがその時点の上限値を越え
ていないかどうかを判定し、ヒータ温度の時間変化率Δ
Ｔｐがその時点の上限値を越えた場合にはヒータへの通
電を停止するので、触媒を有効に利用でき、また、ヒー
タに無用な通電を行なわないので負荷がその分減少して
燃費が向上すると共に、ヒータ及び触媒３が過熱されて
損傷する恐れがない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気加熱式触媒への通電を触媒の温度に基づいて制御す
るに際して、高価な温度センサを使用することなく触媒
の温度を推定して電気過熱式触媒への通電を制御できる
と共に、電気加熱式触媒への通電により触媒を過熱させ
る恐れがないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気加熱式触媒の通電制御装置の第１
の形態の構成を示す原理構成図である。

【図２】本発明の電気加熱式触媒の通電制御装置の第２
の形態の構成を示す原理構成図である。

【図３】本発明の電気加熱式触媒の通電制御装置の一実
施例を搭載した内燃機関の構成を示す図である。

【図４】本発明における電気加熱式触媒の通電条件の判
定の手順を示すフローチャートである。

【図５】本発明における電気加熱式触媒の通電制御の第
１の実施例の制御手順を示すフローチャートである。

【図６】(a) はヒータ加熱時間に対するヒータ温度の推
移と、ヒータ抵抗の推移を示す線図、(b) はヒータ加熱
時間に対するヒータ抵抗値の時間変化率の特性を示す線
図である。

【図７】ヒータ加熱時間に対するヒータ抵抗値の時間変
化率の値に対するヒータ通電時間の設定値の特性を示す
線図である。

【図８】本発明における電気加熱式触媒の通電制御の第
２の実施例の制御手順を示すフローチャートである。

【図９】ヒータ温度に対するヒータ抵抗値の変化を示す
線図である。

【図１０】現在のヒータ温度に対するヒータ温度の時間
変化率の判定値の特性を示す線図である。

【符号の説明】

１…内燃機関 ２…排気通路 ３…通常の触媒コンバータ（触媒担体） ４…電気加熱式触媒（ＥＨＣ） ５…開閉スイッチ（リレー） ６…バッテリ ７…ヒータの電極 ９…オルタネータ １０…ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット） １１…電圧計 １２…電流計 ２０…吸気通路 １００，２００…通電制御手段 １０１，２０１…通電抵抗検出手段 １０２…触媒活性開始温度判定手段 １０３…抵抗値の時間変化率演算手段 １０４…最適通電時間記憶手段 ２０２…温度−抵抗値マップ記憶手段 ２０３…電気加熱手段の温度演算手段 ２０４…触媒の暖機判定手段 ２０５…電気加熱手段温度の時間変化率演算手段 ２０６…加熱判定値記憶手段

───────────────────────────────────────────────────── 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 45/00 ３６０ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６０Ｃ (72)発明者 古橋 道雄 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 永井 俊成 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 永井 忠行 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 川合 孝史 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 播磨 謙司 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 後藤 雄一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に少なくとも１個配
   置された触媒と、この触媒を強制的に加熱する電気加熱
   手段と、この電気加熱手段に電力を供給する電源、及
   び、この電源から前記電気加熱手段への通電を制御する
   通電制御手段とを備える電気加熱式触媒の通電制御装置
   において、 前記電気加熱手段の通電中の抵抗値を検出する通電抵抗
   検出手段と、 前記電気加熱手段の通電中の抵抗値が基準値に達したか
   否かで前記触媒の活性開始温度を判定する触媒活性開始
   温度判定手段と、 前記触媒が活性開始温度に達した時に、検出した抵抗値
   の時間変化率を演算する抵抗値の時間変化率演算手段
   と、 前記触媒が活性開始温度に達した時の、前記電気加熱手
   段の抵抗値の時間変化率の大きさに応じた最適通電時間
   を記憶する最適通電時間記憶手段とを設け、 前記通電制御手段が、前記時間変化率演算手段によって
   演算された抵抗値の変化率の大きさと、前記最適通電時
   間記憶手段の記憶値とから、前記電気加熱手段の通電時
   間を演算して前記電気加熱手段への通電を制御すること
   を特徴とする電気加熱式触媒の通電制御装置。
2. 【請求項２】 内燃機関の排気通路に少なくとも１個配
   置された触媒と、この触媒を強制的に加熱する電気加熱
   手段と、この電気加熱手段に電力を供給する電源、及
   び、この電源から前記電気加熱手段への通電を制御する
   通電制御手段とを備える電気加熱式触媒の通電制御装置
   において、 前記電気加熱手段の通電中の抵抗値を検出する通電抵抗
   検出手段と、 前記電気加熱手段の温度と抵抗値との関係を記憶する温
   度−抵抗値マップ記憶手段と、 検出された前記電気加熱手段の通電中の抵抗値と、前記
   温度−抵抗値マップ記憶手段の記憶値とから、現在の抵
   抗値に応じた電気加熱手段の温度を演算する加熱手段の
   温度演算手段と、 前記電気加熱手段の温度が基準値に達したか否かで前記
   触媒の暖機状態を判定する触媒の暖機判定手段と、 前記触媒が暖機中の時に、前記電気加熱手段の温度の時
   間変化率を演算する電気加熱手段温度の時間変化率演算
   手段と、 前記触媒が暖機中の時の、前記電気加熱手段の温度の時
   間変化率の上限値が記憶された電気加熱手段の過熱判定
   値記憶手段とを設け、 前記通電制御手段が、前記時間変化率演算手段によって
   演算された前記電気加熱手段の温度の時間変化率の大き
   さが、その温度における前記過熱判定値記憶手段に記憶
   された上限値を越えた場合に、前記電気加熱手段への通
   電を停止することを特徴とする電気加熱式触媒の通電制
   御装置。