JPH06173663A - 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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- JPH06173663A JPH06173663A JP4327706A JP32770692A JPH06173663A JP H06173663 A JPH06173663 A JP H06173663A JP 4327706 A JP4327706 A JP 4327706A JP 32770692 A JP32770692 A JP 32770692A JP H06173663 A JPH06173663 A JP H06173663A
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- JP
- Japan
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- temperature
- ehc
- catalyst
- exhaust
- exhaust gas
- Prior art date
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- Pending
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気加熱式触媒（ＥＨＣ）への供給電力を必
要最小電力とすることで、ＥＨＣの溶損を防止すると共
にバッテリ長寿命化等を図る。 【構成】 始動時に、ＥＨＣ温度を検出し（Ｓ２）、低
い場合は最大電力で通電を開始する（Ｓ４）。その後、
機関回転数Ｎｅと負荷Ｔｐとから排気流量Ｑｇと排気温
度Ｔｇを求め、ＥＨＣ基準昇温速度δＴｒを決定する
（Ｓ７，８）。そして、実際の昇温速度δＴと基準昇温
速度δＴｒとの差が所定値になるよう（Ｓ10，11）に、
供給電力ＷをＷ＝Ｗ−（δＴ−δＴｒ）×GAINに制御す
る（Ｓ12）。
要最小電力とすることで、ＥＨＣの溶損を防止すると共
にバッテリ長寿命化等を図る。 【構成】 始動時に、ＥＨＣ温度を検出し（Ｓ２）、低
い場合は最大電力で通電を開始する（Ｓ４）。その後、
機関回転数Ｎｅと負荷Ｔｐとから排気流量Ｑｇと排気温
度Ｔｇを求め、ＥＨＣ基準昇温速度δＴｒを決定する
（Ｓ７，８）。そして、実際の昇温速度δＴと基準昇温
速度δＴｒとの差が所定値になるよう（Ｓ10，11）に、
供給電力ＷをＷ＝Ｗ−（δＴ−δＴｒ）×GAINに制御す
る（Ｓ12）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気通路に電気加熱式
触媒（以下ＥＨＣという）を備える内燃機関の排気浄化
装置に関する。
触媒（以下ＥＨＣという）を備える内燃機関の排気浄化
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の冷間時は、燃料霧化が悪いの
で運転性の向上のために供給燃料を増量したりすること
により、また低壁温による消炎作用により、多量のＨＣ
が機関より排出される。その一方、排気通路に設けられ
る排気浄化用の触媒の温度が低く、触媒活性が不十分で
あるために、これらのＨＣは、ほとんど浄化されること
なく大気に放出される。
で運転性の向上のために供給燃料を増量したりすること
により、また低壁温による消炎作用により、多量のＨＣ
が機関より排出される。その一方、排気通路に設けられ
る排気浄化用の触媒の温度が低く、触媒活性が不十分で
あるために、これらのＨＣは、ほとんど浄化されること
なく大気に放出される。
【０００３】このために、より早く触媒を昇温させて冷
間時のエミッションを低減することが求められており、
その１つの解として、触媒担体を金属製とし、これに通
電して加熱し急速に昇温させるＥＨＣが挙げられる（実
開昭６３−６７６０９号公報参照）。
間時のエミッションを低減することが求められており、
その１つの解として、触媒担体を金属製とし、これに通
電して加熱し急速に昇温させるＥＨＣが挙げられる（実
開昭６３−６７６０９号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、触媒担
体として金属を使用しているため、セラミック製担体と
比較して耐熱性に劣り、必要以上の電力供給を行った場
合、急速に高温に達してしまい溶損する惧れがある。ま
た、ＥＨＣに対し、始動時及び始動後にＥＨＣ温度が目
標温度に達するまで通電する場合、従来は供給電力を一
律にして、ＥＨＣが十分に活性化する 400℃に達するま
で、約５ｋｗの電力を約30秒間も供給しているのが現状
である。１回でこれ程の大きな電力を放電することは、
バッテリの劣化を促進し、また該バッテリの再充電にも
長時間を要することとなる。
体として金属を使用しているため、セラミック製担体と
比較して耐熱性に劣り、必要以上の電力供給を行った場
合、急速に高温に達してしまい溶損する惧れがある。ま
た、ＥＨＣに対し、始動時及び始動後にＥＨＣ温度が目
標温度に達するまで通電する場合、従来は供給電力を一
律にして、ＥＨＣが十分に活性化する 400℃に達するま
で、約５ｋｗの電力を約30秒間も供給しているのが現状
である。１回でこれ程の大きな電力を放電することは、
バッテリの劣化を促進し、また該バッテリの再充電にも
長時間を要することとなる。
【０００５】本発明は、このような実情に鑑み、ＥＨＣ
への必要以上の電力供給を防止し、該ＥＨＣの溶損を防
止すると共に、ＥＨＣへの供給電力を必要最小電力とす
ることで、電力消費量を最小限にとどめてバッテリの長
寿命化並びに充電時間の短縮を図ることを目的とする。
への必要以上の電力供給を防止し、該ＥＨＣの溶損を防
止すると共に、ＥＨＣへの供給電力を必要最小電力とす
ることで、電力消費量を最小限にとどめてバッテリの長
寿命化並びに充電時間の短縮を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、図
１に示すように、触媒担体が金属製で、これへの通電に
より加熱可能なＥＨＣを排気通路に設置した内燃機関の
排気浄化装置において、機関運転状態を検出する運転状
態検出手段と、排気温度を検出する排気温度検出手段
と、該電気加熱式触媒の温度を検出する触媒温度検出手
段と、該電気加熱式触媒への通電時の供給電力を機関運
転状態、排気温度、触媒温度及び単位時間当たりの該触
媒温度の上昇率に基づいて制御する電力可変手段とを、
設ける構成とする。
１に示すように、触媒担体が金属製で、これへの通電に
より加熱可能なＥＨＣを排気通路に設置した内燃機関の
排気浄化装置において、機関運転状態を検出する運転状
態検出手段と、排気温度を検出する排気温度検出手段
と、該電気加熱式触媒の温度を検出する触媒温度検出手
段と、該電気加熱式触媒への通電時の供給電力を機関運
転状態、排気温度、触媒温度及び単位時間当たりの該触
媒温度の上昇率に基づいて制御する電力可変手段とを、
設ける構成とする。
【０００７】また、電力可変手段を、始動時に触媒温度
が所定値以下であると判定されたとき供給電力を最大と
し、始動後は該供給電力を単位時間当たりの該触媒温度
の上昇率に基づいて制御する構成としてもよい。また、
前記電力可変手段における触媒温度の上昇率を、排気流
量並びに触媒温度と排気温度との差に基づいて決定され
る基準上昇率との比較により制御するようにしてもよ
い。
が所定値以下であると判定されたとき供給電力を最大と
し、始動後は該供給電力を単位時間当たりの該触媒温度
の上昇率に基づいて制御する構成としてもよい。また、
前記電力可変手段における触媒温度の上昇率を、排気流
量並びに触媒温度と排気温度との差に基づいて決定され
る基準上昇率との比較により制御するようにしてもよ
い。
【０００８】また、図２に示すように、触媒担体が金属
製で、これへの通電により加熱可能なＥＨＣを排気通路
に設置すると共に、排気通路に２次空気を供給する２次
空気供給手段を設けた内燃機関の排気浄化装置におい
て、機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、排気
温度を検出する排気温度検出手段と、該電気加熱式触媒
の温度を検出する触媒温度検出手段と、２次空気供給手
段による２次空気の供給量を機関運転状態、排気温度、
触媒温度及び単位時間当たりの該触媒温度の上昇率に基
づいて制御する２次空気供給量制御手段とを、設ける構
成としてもよい。
製で、これへの通電により加熱可能なＥＨＣを排気通路
に設置すると共に、排気通路に２次空気を供給する２次
空気供給手段を設けた内燃機関の排気浄化装置におい
て、機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、排気
温度を検出する排気温度検出手段と、該電気加熱式触媒
の温度を検出する触媒温度検出手段と、２次空気供給手
段による２次空気の供給量を機関運転状態、排気温度、
触媒温度及び単位時間当たりの該触媒温度の上昇率に基
づいて制御する２次空気供給量制御手段とを、設ける構
成としてもよい。
【０００９】
【作用】始動時及び始動後に触媒活性が十分に高くなる
まで必要とするＥＨＣ電力は、暖機後再始動時の場合
（図３で例えばＥＨＣ温度Ｔ3 から始動する場合）、Ｅ
ＨＣ温度及び排気温度が高いので、冷間始動時の場合
（図３で例えばＥＨＣ温度Ｔ 1 から始動する場合）より
小さく、それでもＥＨＣは十分な早さで昇温する。
まで必要とするＥＨＣ電力は、暖機後再始動時の場合
（図３で例えばＥＨＣ温度Ｔ3 から始動する場合）、Ｅ
ＨＣ温度及び排気温度が高いので、冷間始動時の場合
（図３で例えばＥＨＣ温度Ｔ 1 から始動する場合）より
小さく、それでもＥＨＣは十分な早さで昇温する。
【００１０】従って、ＥＨＣの温度をＴｃとすると、始
動時（ｔ＝０）の昇温速度ｄＴｃ／ｄｔが目標値となる
ように、始動時ＥＨＣ供給電力を制御することにより、
ＥＨＣ供給電力を最小限に抑えて、バッテリの電力消費
の低減を図ることが可能となる。ヒータに通電すること
によりＥＨＣを加熱しているが、該ＥＨＣに係る熱収支
は図４に示すようになる。即ち、該ヒータからＥＨＣに
熱量Ｗが与えられると、Ｑ１がＥＨＣの昇温に使われ、
残りのＱ２が排気の温度上昇に供される。
動時（ｔ＝０）の昇温速度ｄＴｃ／ｄｔが目標値となる
ように、始動時ＥＨＣ供給電力を制御することにより、
ＥＨＣ供給電力を最小限に抑えて、バッテリの電力消費
の低減を図ることが可能となる。ヒータに通電すること
によりＥＨＣを加熱しているが、該ＥＨＣに係る熱収支
は図４に示すようになる。即ち、該ヒータからＥＨＣに
熱量Ｗが与えられると、Ｑ１がＥＨＣの昇温に使われ、
残りのＱ２が排気の温度上昇に供される。
【００１１】Ｗ＝Ｑ１＋Ｑ２ …… ここで、ＥＨＣの昇温速度ｄＴｃ／ｄｔはＱ１に比例す
ることとなる。 Ｑ１＝Ｗｃ・ｄＴｃ／ｄｔ …… ， 但しＷｃは比
例定数 またＱ２はガス量と、ＥＨＣと排気の温度差によってほ
ぼ決まっている。ここで、排気量と排気温度、及びＥＨ
Ｃ温度が決まると、ＥＨＣ昇温温度は決まることとな
る。即ち、排気流量Ｍ、排気の比熱をＣｇ、ヒータから
ＥＨＣに電力を供給する前の排気温度をＴgi、ヒータか
らＥＨＣに電力を供給した後の排気温度をＴgo、ＥＨＣ
と排気との間の熱伝達率をｈ、ＥＨＣの排気に対する触
媒総表面積をＳｃとすると、次式のようになる。
ることとなる。 Ｑ１＝Ｗｃ・ｄＴｃ／ｄｔ …… ， 但しＷｃは比
例定数 またＱ２はガス量と、ＥＨＣと排気の温度差によってほ
ぼ決まっている。ここで、排気量と排気温度、及びＥＨ
Ｃ温度が決まると、ＥＨＣ昇温温度は決まることとな
る。即ち、排気流量Ｍ、排気の比熱をＣｇ、ヒータから
ＥＨＣに電力を供給する前の排気温度をＴgi、ヒータか
らＥＨＣに電力を供給した後の排気温度をＴgo、ＥＨＣ
と排気との間の熱伝達率をｈ、ＥＨＣの排気に対する触
媒総表面積をＳｃとすると、次式のようになる。
【００１２】 Ｑ２＝（Ｔgo−Ｔgi）・Ｃｇ・Ｍ／２ ＝〔Ｔｃ−（Ｔgo＋Ｔgi）／２〕・ｈ・Ｓｃ …… 従って、，，式より該ＥＨＣへの通電時の供給電
力を制御することが可能となる。また、始動時にＥＨＣ
温度Ｔｃが所定値以下であると判定されたときには、ま
ず供給電力を最大とし、始動後は該供給電力を単位時間
当たりの該触媒温度の上昇率に基づいて制御する構成と
すると、昇温に係る時間を短縮することが可能となる。
力を制御することが可能となる。また、始動時にＥＨＣ
温度Ｔｃが所定値以下であると判定されたときには、ま
ず供給電力を最大とし、始動後は該供給電力を単位時間
当たりの該触媒温度の上昇率に基づいて制御する構成と
すると、昇温に係る時間を短縮することが可能となる。
【００１３】また、運転状態、排気温度Ｔｇ、及びＥＨ
Ｃ温度Ｔｃに応じて、そのときの基準とするＥＨＣ基準
昇温速度δＴｒを設定する。そして、実際の昇温速度ｄ
Ｔｃ／ｄｔを前記ＥＨＣ基準昇温速度δＴｒとの比較に
より制御する。また、運転状態、排気温度Ｔｇ、ＥＨＣ
温度Ｔｃ及び触媒温度上昇率に基づいて２次空気供給量
を制御する。
Ｃ温度Ｔｃに応じて、そのときの基準とするＥＨＣ基準
昇温速度δＴｒを設定する。そして、実際の昇温速度ｄ
Ｔｃ／ｄｔを前記ＥＨＣ基準昇温速度δＴｒとの比較に
より制御する。また、運転状態、排気温度Ｔｇ、ＥＨＣ
温度Ｔｃ及び触媒温度上昇率に基づいて２次空気供給量
を制御する。
【００１４】これらより、失火による未燃ＨＣのため等
で、急激な温度上昇がある場合、通電を停止し焼損を防
止する。また、電力消費量を最小限に止めて、バッテリ
の長寿命化並びに充電時間の短縮化を図る。
で、急激な温度上昇がある場合、通電を停止し焼損を防
止する。また、電力消費量を最小限に止めて、バッテリ
の長寿命化並びに充電時間の短縮化を図る。
【００１５】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図５は本
発明の第１実施例のシステム構成を示している。内燃機
関１の排気通路２にＥＨＣ３が設置されている。ＥＨＣ
３は、触媒を金属製の担体（メタル担体）に担持させ
て、このメタル担体を排気入口及び出口を有するコンバ
ータ容器内に収納してなり、その外部にメタル担体への
通電のための一対の電極４ａ，４ｂを突設してある。
尚、メタル担体は、例えばステンレス製の波板と平板と
を交互に積層して排気の流れ方向に多数の通路が形成さ
れるようにしてある。
発明の第１実施例のシステム構成を示している。内燃機
関１の排気通路２にＥＨＣ３が設置されている。ＥＨＣ
３は、触媒を金属製の担体（メタル担体）に担持させ
て、このメタル担体を排気入口及び出口を有するコンバ
ータ容器内に収納してなり、その外部にメタル担体への
通電のための一対の電極４ａ，４ｂを突設してある。
尚、メタル担体は、例えばステンレス製の波板と平板と
を交互に積層して排気の流れ方向に多数の通路が形成さ
れるようにしてある。
【００１６】ＥＨＣ３の一方の電極４ａはハーネス５に
よりバッテリ６の＋端子に接続し、他方の電極４ｂはハ
ーネス７によりＥＨＣ電力可変装置８を介してバッテリ
６の−端子に接続してある。ＥＨＣ電力可変装置８は、
スイッチング素子と可変抵抗器とを直列に接続してな
り、コントロールユニット９からの信号によるスイッチ
ング素子のＯＮ・ＯＦＦによって、ＥＨＣ３への通電を
制御すると共に、パルスのデューティ比を可変（ＰＭＷ
方式）とすることによって、ＥＨＣ３への通電時の供給
電力を制御する。
よりバッテリ６の＋端子に接続し、他方の電極４ｂはハ
ーネス７によりＥＨＣ電力可変装置８を介してバッテリ
６の−端子に接続してある。ＥＨＣ電力可変装置８は、
スイッチング素子と可変抵抗器とを直列に接続してな
り、コントロールユニット９からの信号によるスイッチ
ング素子のＯＮ・ＯＦＦによって、ＥＨＣ３への通電を
制御すると共に、パルスのデューティ比を可変（ＰＭＷ
方式）とすることによって、ＥＨＣ３への通電時の供給
電力を制御する。
【００１７】コントロールユニット９は、マイクロコン
ピュータを内蔵し、後述するフローチャートに従って、
ＥＨＣ電力可変装置８を制御する。この制御のため、Ｅ
ＨＣ３にＥＨＣ温度センサ10が設けられ、ＥＨＣ温度Ｔ
ｃ（詳しくはＥＨＣ出口排温）がコントロールユニット
９に入力される。また、このコントロールユニット９は
内燃機関１の各種制御（燃料噴射制御、点火制御等）に
用いられるもので、内燃機関１に取付けられた各種セン
サから、機関冷却水温Ｔｗ、機関回転数Ｎｅ、負荷Ｔｐ
等の情報が入力されている。
ピュータを内蔵し、後述するフローチャートに従って、
ＥＨＣ電力可変装置８を制御する。この制御のため、Ｅ
ＨＣ３にＥＨＣ温度センサ10が設けられ、ＥＨＣ温度Ｔ
ｃ（詳しくはＥＨＣ出口排温）がコントロールユニット
９に入力される。また、このコントロールユニット９は
内燃機関１の各種制御（燃料噴射制御、点火制御等）に
用いられるもので、内燃機関１に取付けられた各種セン
サから、機関冷却水温Ｔｗ、機関回転数Ｎｅ、負荷Ｔｐ
等の情報が入力されている。
【００１８】図６は、本第１実施例に係るＥＨＣ通電制
御のフローチャートであり、例えば所定時間τ毎に実行
されるものである。ステップ１（図にはＳ１と記してあ
る。以下同様）では、内燃機関１が始動されたか否かを
判定し、始動されていると判定されると、ステップ２以
降に進む。ステップ２では、ＥＨＣ温度センサ10により
ＥＨＣ温度Ｔｃを検出する。
御のフローチャートであり、例えば所定時間τ毎に実行
されるものである。ステップ１（図にはＳ１と記してあ
る。以下同様）では、内燃機関１が始動されたか否かを
判定し、始動されていると判定されると、ステップ２以
降に進む。ステップ２では、ＥＨＣ温度センサ10により
ＥＨＣ温度Ｔｃを検出する。
【００１９】ステップ３では、ＥＨＣ温度Ｔｃが例えば
メタル担体に担持させた触媒の活性化温度（４００℃）
等の所定値Ｔ１よりも高いか低いかを判定し、低いと判
定された場合は、ステップ４に進む。ステップ４では、
いち早くＥＨＣ３の温度を上昇させて活性化する必要が
あるとして、ＥＨＣ温度Ｔｃの上昇をできるだけ早くす
るように、供給可能な最大電力ＷMAX で通電を開始す
る。これはＥＨＣ電力可変装置８を介して行う。
メタル担体に担持させた触媒の活性化温度（４００℃）
等の所定値Ｔ１よりも高いか低いかを判定し、低いと判
定された場合は、ステップ４に進む。ステップ４では、
いち早くＥＨＣ３の温度を上昇させて活性化する必要が
あるとして、ＥＨＣ温度Ｔｃの上昇をできるだけ早くす
るように、供給可能な最大電力ＷMAX で通電を開始す
る。これはＥＨＣ電力可変装置８を介して行う。
【００２０】ステップ５では、機関回転数Ｎｅ、負荷Ｔ
ｐ、また再度ＥＨＣ温度Ｔｃを検出する。ステップ６で
は、ＥＨＣ温度Ｔｃと前記所定値Ｔ１との比較を再度行
い、Ｔｃ＞Ｔ１と判断された場合は、ＥＨＣ３は活性化
していると判断し、ステップ13に進んで、ＥＨＣ３への
通電を停止する。
ｐ、また再度ＥＨＣ温度Ｔｃを検出する。ステップ６で
は、ＥＨＣ温度Ｔｃと前記所定値Ｔ１との比較を再度行
い、Ｔｃ＞Ｔ１と判断された場合は、ＥＨＣ３は活性化
していると判断し、ステップ13に進んで、ＥＨＣ３への
通電を停止する。
【００２１】ＥＨＣ温度Ｔｃが前記所定値Ｔ１以下であ
ると判断された場合は、ステップ７に進み、予め定めた
マップ（図７及び図８）を参照して、機関回転数Ｎｅと
負荷Ｔｐとから機関１より排出される排気の排気流量Ｑ
ｇと排気温度Ｔｇを求める。ここで、排気流量Ｑｇは機
関回転数Ｎｅ及び負荷Ｔｐの増大に伴って増大し、また
排気温度Ｔｇは機関回転数Ｎｅ及び負荷Ｔｐの増大に伴
って低温から高温に一端増大した後に、再び若干減少し
中温となる。尚、排気温度Ｔｇは、基本的には高負荷・
高回転ほど高くなるのであるが、機関或いは車種毎に定
められた出力空燃比領域では空燃比をリッチとし、排気
温度の上昇を抑えているので、それに合わせて適合して
おく。
ると判断された場合は、ステップ７に進み、予め定めた
マップ（図７及び図８）を参照して、機関回転数Ｎｅと
負荷Ｔｐとから機関１より排出される排気の排気流量Ｑ
ｇと排気温度Ｔｇを求める。ここで、排気流量Ｑｇは機
関回転数Ｎｅ及び負荷Ｔｐの増大に伴って増大し、また
排気温度Ｔｇは機関回転数Ｎｅ及び負荷Ｔｐの増大に伴
って低温から高温に一端増大した後に、再び若干減少し
中温となる。尚、排気温度Ｔｇは、基本的には高負荷・
高回転ほど高くなるのであるが、機関或いは車種毎に定
められた出力空燃比領域では空燃比をリッチとし、排気
温度の上昇を抑えているので、それに合わせて適合して
おく。
【００２２】続いてステップ８では、前記ステップ７で
求めた排気流量Ｑｇと、ＥＨＣ温度Ｔｃと前記ステップ
７で求めた排気温度Ｔｇとの温度差ΔＴ（＝Ｔｃ−Ｔ
ｇ）とから、やはり予め定めたマップ（図９）を参照し
て、ＥＨＣ基準昇温速度δＴｒを決定する。ここで、Ｅ
ＨＣ基準昇温速度δＴｒは排気流量Ｑｇの増大に伴って
減少し、また温度差Δの増大に伴って減少する。尚、Ｅ
ＨＣ基準昇温速度δＴｒは、前記式に示すように、高
負荷・高回転で排気流量Ｑｇが大きくなるほど、また温
度差ΔＴが大きくなるほど排気に奪われる熱量が多くな
るので、小さくなっている。即ち、排気からＥＨＣ３へ
の熱の流入が期待でき、排気への放熱が多くなるような
条件では、温度上昇速度を大きくしても無駄になるた
め、抑制するようにしている。
求めた排気流量Ｑｇと、ＥＨＣ温度Ｔｃと前記ステップ
７で求めた排気温度Ｔｇとの温度差ΔＴ（＝Ｔｃ−Ｔ
ｇ）とから、やはり予め定めたマップ（図９）を参照し
て、ＥＨＣ基準昇温速度δＴｒを決定する。ここで、Ｅ
ＨＣ基準昇温速度δＴｒは排気流量Ｑｇの増大に伴って
減少し、また温度差Δの増大に伴って減少する。尚、Ｅ
ＨＣ基準昇温速度δＴｒは、前記式に示すように、高
負荷・高回転で排気流量Ｑｇが大きくなるほど、また温
度差ΔＴが大きくなるほど排気に奪われる熱量が多くな
るので、小さくなっている。即ち、排気からＥＨＣ３へ
の熱の流入が期待でき、排気への放熱が多くなるような
条件では、温度上昇速度を大きくしても無駄になるた
め、抑制するようにしている。
【００２３】ステップ９では、実際の昇温速度δＴを演
算する。ここで、ＥＨＣ温度Ｔｃと当該ルーチンを前回
実行したときのＥＨＣ温度ＴｃOLD との差を、サンプリ
ング時間τで除算した値を実際の昇温速度δＴとする
（δＴ＝（Ｔｃ−ＴｃOLD ）／τ）。ステップ10では、
ステップ９で求めた実際の昇温速度δＴと、ステップ８
で決定したＥＨＣ基準昇温速度δＴｒとの差と所定値Ｄ
１との比較を行い、差が所定値Ｄ１より大きい場合、即
ち実際の昇温速度δＴがＥＨＣ基準昇温速度δＴｒに対
して異なっている場合には、ステップ13に進み、ＥＨＣ
３への通電を停止する。
算する。ここで、ＥＨＣ温度Ｔｃと当該ルーチンを前回
実行したときのＥＨＣ温度ＴｃOLD との差を、サンプリ
ング時間τで除算した値を実際の昇温速度δＴとする
（δＴ＝（Ｔｃ−ＴｃOLD ）／τ）。ステップ10では、
ステップ９で求めた実際の昇温速度δＴと、ステップ８
で決定したＥＨＣ基準昇温速度δＴｒとの差と所定値Ｄ
１との比較を行い、差が所定値Ｄ１より大きい場合、即
ち実際の昇温速度δＴがＥＨＣ基準昇温速度δＴｒに対
して異なっている場合には、ステップ13に進み、ＥＨＣ
３への通電を停止する。
【００２４】差が所定値Ｄ１以下であると判定された場
合はステップ11に進み、実際の昇温速度δＴとＥＨＣ基
準昇温速度δＴｒとの比較を行う。そして、実際の昇温
速度δＴがＥＨＣ基準昇温速度δＴｒより小さいと判定
された場合は、ステップ５にもどり、供給可能な最大電
力ＷMAX でＥＨＣ３に通電を継続する。一方、実際の昇
温速度δＴがＥＨＣ基準昇温速度δＴｒ以上である（δ
Ｔ≧δＴｒ）と判定された場合は、十分昇温がおこなわ
れているとして、ステップ12に進み、電力Ｗを次式に従
って低減する。
合はステップ11に進み、実際の昇温速度δＴとＥＨＣ基
準昇温速度δＴｒとの比較を行う。そして、実際の昇温
速度δＴがＥＨＣ基準昇温速度δＴｒより小さいと判定
された場合は、ステップ５にもどり、供給可能な最大電
力ＷMAX でＥＨＣ３に通電を継続する。一方、実際の昇
温速度δＴがＥＨＣ基準昇温速度δＴｒ以上である（δ
Ｔ≧δＴｒ）と判定された場合は、十分昇温がおこなわ
れているとして、ステップ12に進み、電力Ｗを次式に従
って低減する。
【００２５】Ｗ＝Ｗ−（δＴ−δＴｒ）×GAIN 但し、GAINは所定値である。尚、ステップ２及びステッ
プ５の部分が運転状態検出手段、排気温度検出手段及び
触媒温度検出手段に相当し、ステップ４及びステップ12
の部分が第３の電力可変手段に相当する。
プ５の部分が運転状態検出手段、排気温度検出手段及び
触媒温度検出手段に相当し、ステップ４及びステップ12
の部分が第３の電力可変手段に相当する。
【００２６】また、本実施例においては、排気温度Ｔｇ
を機関回転数Ｎｅと負荷Ｔｐとからマップを用いて求め
ているが、他の実施例として、ＥＨＣ３の上流側の排気
通路２及び下流側の排気通路２に、各々ＥＨＣ３により
昇温される前の排気温度Ｔgi及びＥＨＣ３により昇温さ
れた後の排気温度Ｔgoを測定するための上流側排気温度
センサ及び下流側排気温度センサを設け、昇温前の排気
温度Ｔgi及び昇温後の排気温度Ｔgoを求めることにより
排気温度Ｔｇを求めるようにしても良いことは勿論であ
る。尚、この場合には、実際の排気温度Ｔgi及びＴgoを
検出することになり、排気温度Ｔｇに関しては、上記実
施例に較べて精度が向上する。
を機関回転数Ｎｅと負荷Ｔｐとからマップを用いて求め
ているが、他の実施例として、ＥＨＣ３の上流側の排気
通路２及び下流側の排気通路２に、各々ＥＨＣ３により
昇温される前の排気温度Ｔgi及びＥＨＣ３により昇温さ
れた後の排気温度Ｔgoを測定するための上流側排気温度
センサ及び下流側排気温度センサを設け、昇温前の排気
温度Ｔgi及び昇温後の排気温度Ｔgoを求めることにより
排気温度Ｔｇを求めるようにしても良いことは勿論であ
る。尚、この場合には、実際の排気温度Ｔgi及びＴgoを
検出することになり、排気温度Ｔｇに関しては、上記実
施例に較べて精度が向上する。
【００２７】即ち、以上説明したように、本第１実施例
によれば、始動後はいち早くＥＨＣ３の温度を上昇させ
て、該ＥＨＣ３を活性化させ、その後は排気流量Ｑｇ、
排気温度Ｔｇ及びＥＨＣ温度Ｔｃに基づいて、昇温速度
ｄＴｃ／ｄｔが目標値となるようにＥＨＣ供給電力を最
小限に制御しているので、ＥＨＣ３の焼損を防止でき、
バッテリの電力消費の低減を図ることが可能となる。当
然、ＨＣ排出量も許容値を超えることなく最適制御され
る。
によれば、始動後はいち早くＥＨＣ３の温度を上昇させ
て、該ＥＨＣ３を活性化させ、その後は排気流量Ｑｇ、
排気温度Ｔｇ及びＥＨＣ温度Ｔｃに基づいて、昇温速度
ｄＴｃ／ｄｔが目標値となるようにＥＨＣ供給電力を最
小限に制御しているので、ＥＨＣ３の焼損を防止でき、
バッテリの電力消費の低減を図ることが可能となる。当
然、ＨＣ排出量も許容値を超えることなく最適制御され
る。
【００２８】また、この場合は、早期に触媒の活性化が
図られ、ＨＣ排出量増大によるエミッション悪化を防止
することもできる。次に本発明に係る第２実施例につい
て説明する。図10は本発明の第２実施例のシステム構成
を示すが、図５に示した第１実施例のシステム構成と同
一構成要素には、同一符号を付して説明を省略する。
図られ、ＨＣ排出量増大によるエミッション悪化を防止
することもできる。次に本発明に係る第２実施例につい
て説明する。図10は本発明の第２実施例のシステム構成
を示すが、図５に示した第１実施例のシステム構成と同
一構成要素には、同一符号を付して説明を省略する。
【００２９】本第２実施例では、２次空気をＥＨＣ３上
流側の排気通路２に導入する２次空気供給手段20が設け
られている。この２次空気供給手段20は、電動エアポン
プ21等の空気供給源と、該電動エアポンプ21に接続され
ると共にＥＨＣ３上流側の排気通路２に連通接続される
２次空気供給管22とを含んで構成され、該電動エアポン
プ21からの吐出流量制御によって２次空気の供給量Ｑｓ
を制御できる。
流側の排気通路２に導入する２次空気供給手段20が設け
られている。この２次空気供給手段20は、電動エアポン
プ21等の空気供給源と、該電動エアポンプ21に接続され
ると共にＥＨＣ３上流側の排気通路２に連通接続される
２次空気供給管22とを含んで構成され、該電動エアポン
プ21からの吐出流量制御によって２次空気の供給量Ｑｓ
を制御できる。
【００３０】尚、コントロールユニット９は、後述する
フローチャートに従って、ＥＨＣ電力可変装置８を制御
すると共に、２次空気供給手段20の供給・遮断も制御す
る。次に図11を参照しつつ、本第２実施例に係るＥＨＣ
通電制御及び２次空気供給手段20の供給制御について説
明するが、図６に示したフローチャートと同一の作用を
奏するステップについては、同一ステップ番号を付して
説明を省略する。
フローチャートに従って、ＥＨＣ電力可変装置８を制御
すると共に、２次空気供給手段20の供給・遮断も制御す
る。次に図11を参照しつつ、本第２実施例に係るＥＨＣ
通電制御及び２次空気供給手段20の供給制御について説
明するが、図６に示したフローチャートと同一の作用を
奏するステップについては、同一ステップ番号を付して
説明を省略する。
【００３１】ステップ３では、ＥＨＣ温度Ｔｃが例えば
メタル担体に担持させた触媒の活性化温度（４００℃）
等の所定値Ｔ１よりも高いか低いかを判定し、低いと判
定された場合は、ステップ21に進む。ステップ21では、
例えば始動時冷却水温ＴＷ0 によって決定されたＥＨＣ
電力Ｗ0 で通電を開始する。
メタル担体に担持させた触媒の活性化温度（４００℃）
等の所定値Ｔ１よりも高いか低いかを判定し、低いと判
定された場合は、ステップ21に進む。ステップ21では、
例えば始動時冷却水温ＴＷ0 によって決定されたＥＨＣ
電力Ｗ0 で通電を開始する。
【００３２】そしてステップ22では、いち早くＥＨＣ３
の温度を上昇させて活性化する必要があるとして、ＥＨ
Ｃ温度Ｔｃの上昇をできるだけ早くするように、供給可
能な２次空気流量Ｑｓを最大２次空気流量ＱMAX で供給
を開始する。これは電動エアポンプ21の吐出流量制御を
介して行う。ステップ23では、ＥＨＣ温度Ｔｃと前記所
定値Ｔ１との比較を再度行い、Ｔｃ＞Ｔ１と判断された
場合は、ＥＨＣ３は活性化していると判断し、ステップ
26に進んで、ＥＨＣ３への通電を停止すると共に、２次
空気供給手段20の作動を停止する。
の温度を上昇させて活性化する必要があるとして、ＥＨ
Ｃ温度Ｔｃの上昇をできるだけ早くするように、供給可
能な２次空気流量Ｑｓを最大２次空気流量ＱMAX で供給
を開始する。これは電動エアポンプ21の吐出流量制御を
介して行う。ステップ23では、ＥＨＣ温度Ｔｃと前記所
定値Ｔ１との比較を再度行い、Ｔｃ＞Ｔ１と判断された
場合は、ＥＨＣ３は活性化していると判断し、ステップ
26に進んで、ＥＨＣ３への通電を停止すると共に、２次
空気供給手段20の作動を停止する。
【００３３】ステップ24では、ステップ９で求めた実際
の昇温速度δＴと、ステップ８で決定したＥＨＣ基準昇
温速度δＴｒとの差と所定値Ｄ１との比較を行い、差が
所定値Ｄ１とより大きい場合、即ち実際の昇温速度δＴ
がＥＨＣ基準昇温速度δＴｒに対して異なっている場合
には、ステップ26に進んで、ＥＨＣ３への通電を停止す
ると共に、２次空気供給手段20の作動を停止する。
の昇温速度δＴと、ステップ８で決定したＥＨＣ基準昇
温速度δＴｒとの差と所定値Ｄ１との比較を行い、差が
所定値Ｄ１とより大きい場合、即ち実際の昇温速度δＴ
がＥＨＣ基準昇温速度δＴｒに対して異なっている場合
には、ステップ26に進んで、ＥＨＣ３への通電を停止す
ると共に、２次空気供給手段20の作動を停止する。
【００３４】差が所定値Ｄ１以下であると判定された場
合はステップ11に進み、実際の昇温速度δＴとＥＨＣ基
準昇温速度δＴｒとの比較を行う。そして、実際の昇温
速度δＴがＥＨＣ基準昇温速度δＴｒより小さいと判定
された場合は、ステップ５にもどり、供給可能な最大２
次空気流量ＱMAX で２次空気の供給を開始を継続する。
合はステップ11に進み、実際の昇温速度δＴとＥＨＣ基
準昇温速度δＴｒとの比較を行う。そして、実際の昇温
速度δＴがＥＨＣ基準昇温速度δＴｒより小さいと判定
された場合は、ステップ５にもどり、供給可能な最大２
次空気流量ＱMAX で２次空気の供給を開始を継続する。
【００３５】一方ステップ11において、実際の昇温速度
δＴがＥＨＣ基準昇温速度δＴｒ以上である（δＴ≧δ
Ｔｒ）と判定された場合は、十分昇温が行われていると
して、ステップ25に進み、２次空気流量Ｑｓをを次式に
従って低減する。 Ｑｓ＝Ｑｓ−（δＴ−δＴｒ）×GAIN 但し、GAINは所定値である。
δＴがＥＨＣ基準昇温速度δＴｒ以上である（δＴ≧δ
Ｔｒ）と判定された場合は、十分昇温が行われていると
して、ステップ25に進み、２次空気流量Ｑｓをを次式に
従って低減する。 Ｑｓ＝Ｑｓ−（δＴ−δＴｒ）×GAIN 但し、GAINは所定値である。
【００３６】尚、ステップ２及びステップ５の部分が運
転状態検出手段、排気温度検出手段及び触媒温度検出手
段に相当し、ステップ22及びステップ25の部分が２次空
気供給量制御手段に相当する。即ち、以上説明したよう
に、本第２実施例によっても、始動後はいち早くＥＨＣ
３の温度を上昇させて、該ＥＨＣ３を活性化させ、その
後は排気流量Ｑｇ、排気温度Ｔｇ及びＥＨＣ温度Ｔｃに
基づいて、昇温速度ｄＴｃ／ｄｔが目標値となるように
２次空気供給量を最小限に制御しているので、ＥＨＣ３
の焼損を防止でき、バッテリの電力消費の低減を図るこ
とが可能となる。
転状態検出手段、排気温度検出手段及び触媒温度検出手
段に相当し、ステップ22及びステップ25の部分が２次空
気供給量制御手段に相当する。即ち、以上説明したよう
に、本第２実施例によっても、始動後はいち早くＥＨＣ
３の温度を上昇させて、該ＥＨＣ３を活性化させ、その
後は排気流量Ｑｇ、排気温度Ｔｇ及びＥＨＣ温度Ｔｃに
基づいて、昇温速度ｄＴｃ／ｄｔが目標値となるように
２次空気供給量を最小限に制御しているので、ＥＨＣ３
の焼損を防止でき、バッテリの電力消費の低減を図るこ
とが可能となる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、始
動後はいち早くＥＨＣを活性化させるためにＥＨＣの温
度を上昇させて、その後は排気流量Ｑｇ、排気温度Ｔｇ
及びＥＨＣ温度Ｔｃに基づいて、昇温速度ｄＴｃ／ｄｔ
が目標値となるように、ＥＨＣ供給電力を最小限に制御
したり、また２次空気供給量を最小限に制御したので、
ＥＨＣの焼損を防止でき、バッテリの電力消費の低減を
も図ることが可能となるという効果がえられ、またＥＨ
Ｃ供給電力の最適化と節約によるバッテリ長寿命化も図
ることが可能となる。
動後はいち早くＥＨＣを活性化させるためにＥＨＣの温
度を上昇させて、その後は排気流量Ｑｇ、排気温度Ｔｇ
及びＥＨＣ温度Ｔｃに基づいて、昇温速度ｄＴｃ／ｄｔ
が目標値となるように、ＥＨＣ供給電力を最小限に制御
したり、また２次空気供給量を最小限に制御したので、
ＥＨＣの焼損を防止でき、バッテリの電力消費の低減を
も図ることが可能となるという効果がえられ、またＥＨ
Ｃ供給電力の最適化と節約によるバッテリ長寿命化も図
ることが可能となる。
【図１】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図３】 作用を説明する図
【図４】 作用を説明する図
【図５】 本発明の第１実施例を示すシステム構成図
【図６】 同上実施例の作用を説明するフローチャート
【図７】 排気流量Ｑｇに係る特性図
【図８】 排気温度Ｔｇに係る特性図
【図９】 ＥＨＣ基準昇温速度δＴｒに係る特性図
【図10】 本発明の第２実施例を示すシステム構成図
【図11】 同上実施例の作用を説明するフローチャート
１ 内燃機関 ２ 排気通路 ３ 電気加熱式触媒（ＥＨＣ） ８ ＥＨＣ電力可変装置 ９ コントロールユニット 10 ＥＨＣ温度センサ 20 ２次空気供給手段
Claims (4)
- 【請求項１】触媒担体が金属製で、これへの通電により
加熱可能な電気加熱式触媒を排気通路に設置した内燃機
関の排気浄化装置において、機関運転状態を検出する運
転状態検出手段と、排気温度を検出する排気温度検出手
段と、該電気加熱式触媒の温度を検出する触媒温度検出
手段と、該電気加熱式触媒への通電時の供給電力を機関
運転状態、排気温度、触媒温度及び単位時間当たりの該
触媒温度の上昇率に基づいて制御する電力可変手段と
を、設けたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】電力可変手段は、始動時に触媒温度が所定
値以下であると判定されたとき供給電力を最大とし、始
動後は該供給電力を単位時間当たりの該触媒温度の上昇
率に基づいて制御する構成と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】前記触媒温度の上昇率は、排気流量並びに
触媒温度と排気温度との差に基づいて決定される基準上
昇率との比較により制御される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４】触媒担体が金属製で、これへの通電により
加熱可能な電気加熱式触媒を排気通路に設置すると共
に、排気通路に２次空気を供給する２次空気供給手段を
設けた内燃機関の排気浄化装置において、機関運転状態
を検出する運転状態検出手段と、排気温度を検出する排
気温度検出手段と、該電気加熱式触媒の温度を検出する
触媒温度検出手段と、２次空気供給手段による２次空気
の供給量を機関運転状態、排気温度、触媒温度及び単位
時間当たりの該触媒温度の上昇率に基づいて制御する２
次空気供給量制御手段とを、設けたことを特徴とする内
燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4327706A JPH06173663A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4327706A JPH06173663A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173663A true JPH06173663A (ja) | 1994-06-21 |
Family
ID=18202078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4327706A Pending JPH06173663A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06173663A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8775051B2 (en) | 2010-04-28 | 2014-07-08 | Denso Corporation | Apparatus for diagnosing temperature state of carrier of catalyst converter |
| US8925301B2 (en) | 2011-02-01 | 2015-01-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle and method for controlling catalyst device in temperature |
| US9200552B2 (en) | 2010-04-28 | 2015-12-01 | Denso Corporation | Apparatus for controlling supply power to conductive carrier of catalyst converter |
| KR20220006963A (ko) * | 2020-07-09 | 2022-01-18 | 현대자동차주식회사 | Scr시스템의 ehc 제어시스템 및 방법 |
| KR20220057257A (ko) * | 2020-10-29 | 2022-05-09 | 세종공업 주식회사 | 엔진의 냉시동시 EHC(Electric Heated Catalyst) 온도제어 방법 |
| CN116591810A (zh) * | 2022-02-14 | 2023-08-15 | 保时捷股份公司 | 用于加热排气系统的方法、排气系统和机动车辆 |
-
1992
- 1992-12-08 JP JP4327706A patent/JPH06173663A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8775051B2 (en) | 2010-04-28 | 2014-07-08 | Denso Corporation | Apparatus for diagnosing temperature state of carrier of catalyst converter |
| US9200552B2 (en) | 2010-04-28 | 2015-12-01 | Denso Corporation | Apparatus for controlling supply power to conductive carrier of catalyst converter |
| US8925301B2 (en) | 2011-02-01 | 2015-01-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle and method for controlling catalyst device in temperature |
| KR20220006963A (ko) * | 2020-07-09 | 2022-01-18 | 현대자동차주식회사 | Scr시스템의 ehc 제어시스템 및 방법 |
| KR20220057257A (ko) * | 2020-10-29 | 2022-05-09 | 세종공업 주식회사 | 엔진의 냉시동시 EHC(Electric Heated Catalyst) 온도제어 방법 |
| CN116591810A (zh) * | 2022-02-14 | 2023-08-15 | 保时捷股份公司 | 用于加热排气系统的方法、排气系统和机动车辆 |
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