JP3206148B2 - 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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- JP3206148B2 JP3206148B2 JP29515992A JP29515992A JP3206148B2 JP 3206148 B2 JP3206148 B2 JP 3206148B2 JP 29515992 A JP29515992 A JP 29515992A JP 29515992 A JP29515992 A JP 29515992A JP 3206148 B2 JP3206148 B2 JP 3206148B2
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- catalyst temperature
- temperature
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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、アルコール、例えばメタノールを含有
した燃料を使用可能な機関の排気通路下流側に位置する
排気浄化用触媒の温度を制御することにより中間生成物
であるアルデヒドの生成を低減させる技術に関する。
置に関し、特に、アルコール、例えばメタノールを含有
した燃料を使用可能な機関の排気通路下流側に位置する
排気浄化用触媒の温度を制御することにより中間生成物
であるアルデヒドの生成を低減させる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】車両用の内燃機関においては排気浄化の
ため、排気通路中に排気中のHC (未燃ガス) ,CO、
NOX 等を浄化する排気浄化用触媒が介装されている。
かかる排気浄化用触媒は、所定の活性化温度に達するま
で昇温した状態でないと充分な触媒作用を奏することが
できず、例えば、機関の冷間始動直後等には、排気浄化
性能が充分なレベルに達するまでにある程度の時間が掛
かってしまうために、触媒を担持する触媒担体を電熱ヒ
ータ等を用いて加熱するように構成されたものがある
(例えば、実開昭63−67609号公報等参照)。
ため、排気通路中に排気中のHC (未燃ガス) ,CO、
NOX 等を浄化する排気浄化用触媒が介装されている。
かかる排気浄化用触媒は、所定の活性化温度に達するま
で昇温した状態でないと充分な触媒作用を奏することが
できず、例えば、機関の冷間始動直後等には、排気浄化
性能が充分なレベルに達するまでにある程度の時間が掛
かってしまうために、触媒を担持する触媒担体を電熱ヒ
ータ等を用いて加熱するように構成されたものがある
(例えば、実開昭63−67609号公報等参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、特にアルコ
ール、例えばメタノールを含有した燃料を使用する機関
では、触媒の低温時には、触媒の浄化効率が極端に低下
して未燃のメタノールが触媒内で完全に酸化されずに中
間生成物であるアルデヒドとなって生成されてしまい排
気エミッションが悪化するといった問題点があった。
ール、例えばメタノールを含有した燃料を使用する機関
では、触媒の低温時には、触媒の浄化効率が極端に低下
して未燃のメタノールが触媒内で完全に酸化されずに中
間生成物であるアルデヒドとなって生成されてしまい排
気エミッションが悪化するといった問題点があった。
【0004】また、かかるアルデヒドの生成を抑制すべ
く触媒下流に配設した電熱ヒータに通電加熱して触媒温
度を昇温させた場合には、図15のアルデヒドの生成量
と触媒温度との関係に示すように、燃料のメタノール含
有量によりアルデヒドの生成量が異なることになる。即
ち、図において、M0 (アルコール、例えばメタノール
含有量0%のガソリン)では、ほとんど触媒温度に関係
なくアルデヒドは生成することはないが、M85(メタノ
ール含有量85%のガソリン)では、触媒温度が低いほ
どアルデヒドが生成されることになる。従って、メタノ
ール濃度が増加して高くなった場合には、触媒温度を上
げなければならないが、メタノール濃度が低い場合に
は、アルデヒドが生成されにくいので、触媒温度は低い
ままでよく電熱ヒータに通電加熱して触媒温度を昇温さ
せる必要はなくなる。
く触媒下流に配設した電熱ヒータに通電加熱して触媒温
度を昇温させた場合には、図15のアルデヒドの生成量
と触媒温度との関係に示すように、燃料のメタノール含
有量によりアルデヒドの生成量が異なることになる。即
ち、図において、M0 (アルコール、例えばメタノール
含有量0%のガソリン)では、ほとんど触媒温度に関係
なくアルデヒドは生成することはないが、M85(メタノ
ール含有量85%のガソリン)では、触媒温度が低いほ
どアルデヒドが生成されることになる。従って、メタノ
ール濃度が増加して高くなった場合には、触媒温度を上
げなければならないが、メタノール濃度が低い場合に
は、アルデヒドが生成されにくいので、触媒温度は低い
ままでよく電熱ヒータに通電加熱して触媒温度を昇温さ
せる必要はなくなる。
【0005】従来の内燃機関の排気浄化装置にあって
は、メタノール濃度にかかわりなく前記電熱ヒータの通
電加熱による触媒温度の昇温は、触媒の活性化を目的と
して行われるもので、活性化された後は通電をOFFと
するものであり、アルデヒド生成の低減に寄与するもの
ではない。また、触媒活性化後もアルデヒド生成の低減
のため電熱ヒータを通電しつづけて触媒温度を昇温させ
ることは、消費電力が過大となり燃費の悪化、オルタネ
ータの大容量化、バッテリーの大型化を要求されると共
に、触媒の劣化を促進することになり、好ましくない。
は、メタノール濃度にかかわりなく前記電熱ヒータの通
電加熱による触媒温度の昇温は、触媒の活性化を目的と
して行われるもので、活性化された後は通電をOFFと
するものであり、アルデヒド生成の低減に寄与するもの
ではない。また、触媒活性化後もアルデヒド生成の低減
のため電熱ヒータを通電しつづけて触媒温度を昇温させ
ることは、消費電力が過大となり燃費の悪化、オルタネ
ータの大容量化、バッテリーの大型化を要求されると共
に、触媒の劣化を促進することになり、好ましくない。
【0006】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたものであり、アルコールを含有した燃料を使用
可能な機関の排気通路下流側に位置する触媒の温度をア
ルデヒドの生成条件に見合った温度となるように電熱ヒ
ータへの通電を制御することにより、最小限の電力消費
で効果的にアルデヒドの生成量を低減できるようにした
内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
なされたものであり、アルコールを含有した燃料を使用
可能な機関の排気通路下流側に位置する触媒の温度をア
ルデヒドの生成条件に見合った温度となるように電熱ヒ
ータへの通電を制御することにより、最小限の電力消費
で効果的にアルデヒドの生成量を低減できるようにした
内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【0007】このため、本発明は、図1に示すように、
機関はアルコールを含有した燃料を使用可能であり、該
機関の排気通路に備えられた排気浄化用触媒と、該排気
浄化用触媒を昇温させるべく設けられた発熱手段と、前
記排気浄化用触媒の出口温度を検出する触媒温度検出手
段と、燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃
度検出手段と、該アルコール濃度値が高くなるほどアル
デヒドの生成が抑制される前記排気浄化用触媒の目標触
媒温度を高い値に設定する触媒温度設定手段と、前記触
媒温度検出手段で検出される触媒温度を、触媒温度設定
手段により設定された目標触媒温度値近傍に維持するよ
うに前記発熱手段に通電して制御する通電制御手段と、
を含んで構成される。
機関はアルコールを含有した燃料を使用可能であり、該
機関の排気通路に備えられた排気浄化用触媒と、該排気
浄化用触媒を昇温させるべく設けられた発熱手段と、前
記排気浄化用触媒の出口温度を検出する触媒温度検出手
段と、燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃
度検出手段と、該アルコール濃度値が高くなるほどアル
デヒドの生成が抑制される前記排気浄化用触媒の目標触
媒温度を高い値に設定する触媒温度設定手段と、前記触
媒温度検出手段で検出される触媒温度を、触媒温度設定
手段により設定された目標触媒温度値近傍に維持するよ
うに前記発熱手段に通電して制御する通電制御手段と、
を含んで構成される。
【0008】また、前記触媒温度検出手段は、アルコー
ル濃度値、機関回転速度値及び負荷値の三値に基づくア
ルコール燃料の発熱量により触媒温度を予測する手段と
することもできる。更に、前記触媒温度設定手段は、触
媒の劣化度合に基づきアルデヒドの生成が抑制される排
気浄化用触媒の目標触媒温度を補正して設定する手段と
することもできる。
ル濃度値、機関回転速度値及び負荷値の三値に基づくア
ルコール燃料の発熱量により触媒温度を予測する手段と
することもできる。更に、前記触媒温度設定手段は、触
媒の劣化度合に基づきアルデヒドの生成が抑制される排
気浄化用触媒の目標触媒温度を補正して設定する手段と
することもできる。
【0009】
【作用】かかる構成によれば、アルコール濃度検出手段
によりアルコールを含有した燃料中のアルコール濃度、
例えばメタノール濃度が検出され、触媒温度設定手段が
前記検出されたメタノール濃度値が高いほどアルデヒド
の生成が抑制される排気浄化用触媒の目標触媒温度を高
い値に設定する。
によりアルコールを含有した燃料中のアルコール濃度、
例えばメタノール濃度が検出され、触媒温度設定手段が
前記検出されたメタノール濃度値が高いほどアルデヒド
の生成が抑制される排気浄化用触媒の目標触媒温度を高
い値に設定する。
【0010】そして、触媒温度検出手段により検出され
た排気浄化用触媒の出口温度と前記目標触媒温度とを比
較し、通電制御手段が発熱手段に通電して排気浄化用触
媒の温度を目標触媒温度まで高めるように制御する。こ
のように、発熱手段への通電をメタノール濃度により制
御すれば、メタノール濃度値に応じてアルデヒドの生成
が抑制されると共に、発熱手段への通電を必要最小限に
抑えることができ、燃費の悪化、触媒の劣化を抑制する
ことができる。また、アルコール濃度値、機関回転速度
値及び負荷値の三値に基づくアルコール燃料の発熱量に
より触媒温度を予測するようにすると、触媒温度検出手
段により触媒温度を検出することなく触媒温度制御を行
えるので、排気浄化装置の低コスト化を図ることができ
る。
た排気浄化用触媒の出口温度と前記目標触媒温度とを比
較し、通電制御手段が発熱手段に通電して排気浄化用触
媒の温度を目標触媒温度まで高めるように制御する。こ
のように、発熱手段への通電をメタノール濃度により制
御すれば、メタノール濃度値に応じてアルデヒドの生成
が抑制されると共に、発熱手段への通電を必要最小限に
抑えることができ、燃費の悪化、触媒の劣化を抑制する
ことができる。また、アルコール濃度値、機関回転速度
値及び負荷値の三値に基づくアルコール燃料の発熱量に
より触媒温度を予測するようにすると、触媒温度検出手
段により触媒温度を検出することなく触媒温度制御を行
えるので、排気浄化装置の低コスト化を図ることができ
る。
【0011】更に、触媒の劣化度合を求め、該劣化度合
に応じてアルデヒドの生成が抑制される排気浄化用触媒
の目標触媒温度を補正して設定するようにすると、触媒
の劣化度合に応じた精度の良いアルデヒドの生成低減制
御を行なうことができる。
に応じてアルデヒドの生成が抑制される排気浄化用触媒
の目標触媒温度を補正して設定するようにすると、触媒
の劣化度合に応じた精度の良いアルデヒドの生成低減制
御を行なうことができる。
【0012】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明
する。先ず、図2において、本発明に係る排気浄化装置
の全体構成を説明すると、機関1はアルコール、例えば
メタノールを含有した燃料を使用可能であり、該機関1
の排気通路2には、排気浄化用触媒3が介装され、該排
気浄化用触媒3より上流側の排気通路2には排気浄化機
能を有する発熱手段としての電熱触媒(EHC)4が設
けられ、該電熱触媒に通電することにより発熱して電熱
ヒータとして機能し、触媒を昇温させるように構成され
る。
する。先ず、図2において、本発明に係る排気浄化装置
の全体構成を説明すると、機関1はアルコール、例えば
メタノールを含有した燃料を使用可能であり、該機関1
の排気通路2には、排気浄化用触媒3が介装され、該排
気浄化用触媒3より上流側の排気通路2には排気浄化機
能を有する発熱手段としての電熱触媒(EHC)4が設
けられ、該電熱触媒に通電することにより発熱して電熱
ヒータとして機能し、触媒を昇温させるように構成され
る。
【0013】そして、排気浄化用触媒3の下流側の出口
には出口温度を検出する触媒温度検出手段としての温度
センサ5が装着されている。尚、燃料タンク9内には、
アルコール濃度、例えばメタノール濃度を検出するため
のアルコール濃度検出手段としてのアルコールセンサ6
が備えられている。前記温度センサ5の検出信号、アル
コールセンサ6により検出されたメタノール濃度M信
号、回転速度センサ7により検出される機関回転速度N
信号、機関負荷としての燃料噴射量Tp信号等がコント
ロールユニット8に入力され、コントロールユニット8
は、これらの検出信号に基づいて、EHC4への通電制
御を行う。
には出口温度を検出する触媒温度検出手段としての温度
センサ5が装着されている。尚、燃料タンク9内には、
アルコール濃度、例えばメタノール濃度を検出するため
のアルコール濃度検出手段としてのアルコールセンサ6
が備えられている。前記温度センサ5の検出信号、アル
コールセンサ6により検出されたメタノール濃度M信
号、回転速度センサ7により検出される機関回転速度N
信号、機関負荷としての燃料噴射量Tp信号等がコント
ロールユニット8に入力され、コントロールユニット8
は、これらの検出信号に基づいて、EHC4への通電制
御を行う。
【0014】ここで、触媒温度設定手段及び通電制御手
段としての機能は、コントロールユニット8がソフトウ
エア的に備えている。次に、図3に示すフローチャート
により、本発明の第1実施例の動作を説明する。先ず、
ステップ1(以下「S1」という。)では、アルコール
センサ6からの検出値を読み込んで、燃料のメタノール
濃度Mを検出する。
段としての機能は、コントロールユニット8がソフトウ
エア的に備えている。次に、図3に示すフローチャート
により、本発明の第1実施例の動作を説明する。先ず、
ステップ1(以下「S1」という。)では、アルコール
センサ6からの検出値を読み込んで、燃料のメタノール
濃度Mを検出する。
【0015】そして、S2では、図4に示すメタノール
濃度とアルデヒドの生成が抑制される触媒温度Kとの関
係を記憶したROMのマップより前記メタノール濃度M
に対応する目標触媒温度K℃を検索して設定する。尚、
ここで、K℃の設定は、実際の限界値よりも余裕をもた
せて高めに設定するようにするとよい。これは、触媒温
度がK℃以下になった直後にEHC4をONとして通電
してから触媒温度が上昇するまでに時間がかかるため
に、かかる期間内でもアルデヒドの生成を抑制する必要
があるためである。
濃度とアルデヒドの生成が抑制される触媒温度Kとの関
係を記憶したROMのマップより前記メタノール濃度M
に対応する目標触媒温度K℃を検索して設定する。尚、
ここで、K℃の設定は、実際の限界値よりも余裕をもた
せて高めに設定するようにするとよい。これは、触媒温
度がK℃以下になった直後にEHC4をONとして通電
してから触媒温度が上昇するまでに時間がかかるため
に、かかる期間内でもアルデヒドの生成を抑制する必要
があるためである。
【0016】S3では、触媒出口に設けられた温度セン
サ5により実際の触媒温度TO を検出する。そして、S
4では、前記触媒温度TO と目標触媒温度Kとを比較し
て、TO がKよりも大きいか否かを判定する。そして、
TO ≧Kであれば、既にアルデヒドの生成が抑制される
触媒温度に達しているので、S5でEHCへの通電をO
FFとし、TO <Kであれば、アルデヒドの生成が抑制
される触媒温度に達していないため、S6で、EHC4
への通電をONとして触媒を昇温させた後、S3からの
ステップをもう一度繰り返すことにより目標触媒温度K
付近に維持する。
サ5により実際の触媒温度TO を検出する。そして、S
4では、前記触媒温度TO と目標触媒温度Kとを比較し
て、TO がKよりも大きいか否かを判定する。そして、
TO ≧Kであれば、既にアルデヒドの生成が抑制される
触媒温度に達しているので、S5でEHCへの通電をO
FFとし、TO <Kであれば、アルデヒドの生成が抑制
される触媒温度に達していないため、S6で、EHC4
への通電をONとして触媒を昇温させた後、S3からの
ステップをもう一度繰り返すことにより目標触媒温度K
付近に維持する。
【0017】尚、ここでS1は、アルコール濃度検出手
段として、S2は、触媒温度設定手段として、S3は、
触媒温度検出手段として、S4〜S6は、通電制御手段
としての機能を奏する。このように、メタノール濃度に
応じてアルデヒドの生成が抑制される目標触媒温度Kに
維持するに要求される通電量に制御すればよいため、ア
ルデヒドの生成が抑制されると共に、燃費の向上、オル
タネータの小容量化、バッテリーの小型化を図ることが
できる。
段として、S2は、触媒温度設定手段として、S3は、
触媒温度検出手段として、S4〜S6は、通電制御手段
としての機能を奏する。このように、メタノール濃度に
応じてアルデヒドの生成が抑制される目標触媒温度Kに
維持するに要求される通電量に制御すればよいため、ア
ルデヒドの生成が抑制されると共に、燃費の向上、オル
タネータの小容量化、バッテリーの小型化を図ることが
できる。
【0018】次に、前記図3に示す第1実施例を変形し
た第2実施例を図5に示すフローチャートにより説明す
る。尚、S1〜S3までは前記図3と同一であるので、
同一符号を付してその説明を省略し、S4A以下の異な
るステップについてのみ説明する。S4Aでは、触媒温
度TO がK°C以下となった時点より以前tsec間の
触媒温度の変化に基づく平均温度勾配f1 を演算する。
た第2実施例を図5に示すフローチャートにより説明す
る。尚、S1〜S3までは前記図3と同一であるので、
同一符号を付してその説明を省略し、S4A以下の異な
るステップについてのみ説明する。S4Aでは、触媒温
度TO がK°C以下となった時点より以前tsec間の
触媒温度の変化に基づく平均温度勾配f1 を演算する。
【0019】即ち、図6に示すように、触媒温度yは、
y=f1 T+bで表され、平均温度勾配f1 は、図にお
いて、A点からB点までの傾斜勾配として与えられる。
S5Aでは、触媒温度T0 と目標触媒温度Kとを比較し
て、TO がKよりも大きいか否かを判定する。そして、
TO ≧Kであれば、既にアルデヒドの生成が抑制される
触媒温度にあるためにS6AでEHC4への通電をOF
Fとし、TO <Kであれば、S7A以下に進む。S7A
では、前記S4Aで求められた平均温度勾配f1 が0以
上であるか否か、即ち、触媒温度T0 が増加傾向にある
か否かを判定する。そして、f1 >0であれば、触媒温
度T0 が増加傾向にあるためS8AでEHC4への通電
をOFFとし、S3からのステップをもう一度繰り返す
ことにより目標触媒温度K付近に維持する。また、f1
≦0であれば、S9Aに進む。
y=f1 T+bで表され、平均温度勾配f1 は、図にお
いて、A点からB点までの傾斜勾配として与えられる。
S5Aでは、触媒温度T0 と目標触媒温度Kとを比較し
て、TO がKよりも大きいか否かを判定する。そして、
TO ≧Kであれば、既にアルデヒドの生成が抑制される
触媒温度にあるためにS6AでEHC4への通電をOF
Fとし、TO <Kであれば、S7A以下に進む。S7A
では、前記S4Aで求められた平均温度勾配f1 が0以
上であるか否か、即ち、触媒温度T0 が増加傾向にある
か否かを判定する。そして、f1 >0であれば、触媒温
度T0 が増加傾向にあるためS8AでEHC4への通電
をOFFとし、S3からのステップをもう一度繰り返す
ことにより目標触媒温度K付近に維持する。また、f1
≦0であれば、S9Aに進む。
【0020】S9Aでは、f1 の絶対値|f1 |が所定
値cより小さいか否か、即ち、触媒温度の減少の割合が
小さいか否かを判定する。そして、|f1 |≦cであれ
ば、触媒温度の減少の割合が小さい、つまり、機関から
排出される排気温度に依存できるので消費電力を低減す
るために、S10Aで、EHC4への通電をONとし
て、定格出力の約1/2の通電を開始した後、S3から
のステップをもう一度繰り返すことにより目標触媒温度
K付近に維持する。また、|f1 |>cであれば、触媒
温度の減少の割合が大きいので、S11Aで、EHC4
への通電をONとして、定格出力による通電を開始した
後、S3からのステップをもう一度繰り返すことにより
目標触媒温度K付近に維持する。
値cより小さいか否か、即ち、触媒温度の減少の割合が
小さいか否かを判定する。そして、|f1 |≦cであれ
ば、触媒温度の減少の割合が小さい、つまり、機関から
排出される排気温度に依存できるので消費電力を低減す
るために、S10Aで、EHC4への通電をONとし
て、定格出力の約1/2の通電を開始した後、S3から
のステップをもう一度繰り返すことにより目標触媒温度
K付近に維持する。また、|f1 |>cであれば、触媒
温度の減少の割合が大きいので、S11Aで、EHC4
への通電をONとして、定格出力による通電を開始した
後、S3からのステップをもう一度繰り返すことにより
目標触媒温度K付近に維持する。
【0021】尚、ここでS4A〜S11Aは、通電制御
手段としての機能を奏する。このように、触媒温度の平
均温度勾配f1 によって触媒温度の変化を予測し、これ
に基づいてEHC4への通電制御が行われるため、精度
の良い触媒温度の制御によりアルデヒドの生成低減性能
をより高めることができる。また、EHC4への通電の
出力値を平均温度勾配f1 値によって例えば、定格出力
の約1/2の通電へ変更することにより、電力消費の低
減化をより促進できる。
手段としての機能を奏する。このように、触媒温度の平
均温度勾配f1 によって触媒温度の変化を予測し、これ
に基づいてEHC4への通電制御が行われるため、精度
の良い触媒温度の制御によりアルデヒドの生成低減性能
をより高めることができる。また、EHC4への通電の
出力値を平均温度勾配f1 値によって例えば、定格出力
の約1/2の通電へ変更することにより、電力消費の低
減化をより促進できる。
【0022】次に、図7に示すフローチャートにより、
本発明の第3実施例の動作を説明する。尚、S1〜S3
までは前記図3と同一であるので、同一符号を付してそ
の説明を省略し、S4B以下の異なるステップについて
のみ説明する。S4Bでは、触媒温度がK℃以下になっ
た時点より以前tsec間の機関回転速度と負荷トルク
とを乗算したN・TP の平均勾配f2 を演算する。
本発明の第3実施例の動作を説明する。尚、S1〜S3
までは前記図3と同一であるので、同一符号を付してそ
の説明を省略し、S4B以下の異なるステップについて
のみ説明する。S4Bでは、触媒温度がK℃以下になっ
た時点より以前tsec間の機関回転速度と負荷トルク
とを乗算したN・TP の平均勾配f2 を演算する。
【0023】即ち、図8に示すように、N・TP =y
は、y=f2 T+bで表され、平均勾配f2 は、図にお
いて、C点からD点までの傾斜勾配として与えられる。
S5Bでは、S3で検出した実際の触媒温度T0 と目標
触媒温度Kとを比較して、T0 がKよりも大きいか否か
を判定する。そして、T0 ≧Kであれば、既にアルデヒ
ドの生成が抑制された触媒温度に達しているので、S6
BでEHC4への通電をOFFとし、T0 <Kであれ
ば、S7B以下に進む。
は、y=f2 T+bで表され、平均勾配f2 は、図にお
いて、C点からD点までの傾斜勾配として与えられる。
S5Bでは、S3で検出した実際の触媒温度T0 と目標
触媒温度Kとを比較して、T0 がKよりも大きいか否か
を判定する。そして、T0 ≧Kであれば、既にアルデヒ
ドの生成が抑制された触媒温度に達しているので、S6
BでEHC4への通電をOFFとし、T0 <Kであれ
ば、S7B以下に進む。
【0024】S7Bでは、前記S4Bで求められた平均
勾配f2 が0以下であるか否か、即ち、回転速度・負荷
N・TP が減少傾向にあるか否かを判定する。そして、
f2≦0であれば、N・TP が減少傾向にあるため触媒
温度も低下傾向にあると予想されるので、S8BでEH
Cへの通電をONとした後、S4Bからのステップをも
う一度繰り返す。また、f2 >0であれば、N・TP が
増加傾向にあるため高温排気により温められ触媒温度も
増加傾向にあると予想されるので、S6BでEHC4へ
の通電をOFFとする。
勾配f2 が0以下であるか否か、即ち、回転速度・負荷
N・TP が減少傾向にあるか否かを判定する。そして、
f2≦0であれば、N・TP が減少傾向にあるため触媒
温度も低下傾向にあると予想されるので、S8BでEH
Cへの通電をONとした後、S4Bからのステップをも
う一度繰り返す。また、f2 >0であれば、N・TP が
増加傾向にあるため高温排気により温められ触媒温度も
増加傾向にあると予想されるので、S6BでEHC4へ
の通電をOFFとする。
【0025】尚、ここでS4B〜S8Bは、通電制御手
段としての機能を奏する。このように、前記第1実施例
で示されるものに、機関回転速度N及び負荷TPの積算
値による平均勾配f2 要素を更に付け加えてEHC4へ
の通電制御を行なうことにより、温度センサ5により触
媒温度を検出するよりも早く触媒温度の変化状態を予測
することができ、EHC4への無駄な通電が回避され消
費電力の低減化を促進することが一層可能となる。
段としての機能を奏する。このように、前記第1実施例
で示されるものに、機関回転速度N及び負荷TPの積算
値による平均勾配f2 要素を更に付け加えてEHC4へ
の通電制御を行なうことにより、温度センサ5により触
媒温度を検出するよりも早く触媒温度の変化状態を予測
することができ、EHC4への無駄な通電が回避され消
費電力の低減化を促進することが一層可能となる。
【0026】次に、図9に示すフローチャートにより、
本発明の第4実施例の動作を説明する。尚、S1〜S2
までは前記図3と同一であるので、同一符号を付してそ
の説明を省略し、S3C以下の異なるステップについて
のみ説明する。S3Cでは、機関回転速度N、負荷Tp
及びメタノール濃度Mに基づき触媒のメタノール濃度に
応じた発熱量QM を三次元マップより検索する。
本発明の第4実施例の動作を説明する。尚、S1〜S2
までは前記図3と同一であるので、同一符号を付してそ
の説明を省略し、S3C以下の異なるステップについて
のみ説明する。S3Cでは、機関回転速度N、負荷Tp
及びメタノール濃度Mに基づき触媒のメタノール濃度に
応じた発熱量QM を三次元マップより検索する。
【0027】そして、S4Cでは、下記式に基づき触媒
温度T1 を予測する。即ち、熱量の平衡式より、 QM1+QE1=A(T1 −T0 ) の関係式が成立し、触媒の初期温度T0 が判れば、T1
は求まり、その時点での触媒温度が予測される。
温度T1 を予測する。即ち、熱量の平衡式より、 QM1+QE1=A(T1 −T0 ) の関係式が成立し、触媒の初期温度T0 が判れば、T1
は求まり、その時点での触媒温度が予測される。
【0028】ここで、QE は、EHC4電力による発熱
量で、予め定格消費電力と通電時間(本ルーチンの実行
周期)により求められる。また、Aは、触媒の熱容量を
示す。一般に、図10に示す時間と共に変化する触媒温
度T0 〜Tn の間には、以下の関係式が成立する。
量で、予め定格消費電力と通電時間(本ルーチンの実行
周期)により求められる。また、Aは、触媒の熱容量を
示す。一般に、図10に示す時間と共に変化する触媒温
度T0 〜Tn の間には、以下の関係式が成立する。
【0029】 QM1+QE1−0=A(T1 −T0 ) (QM2+QE2)−(QM1+QE1)=A(T2 −T1 ) ・ ・ ・ ・ ・ ・ (QMn+QEn)−(QMn-1+QEn-1)=A(Tn −TN-1 ) 従って、これらを全て加算すると、 (QMn+QEn)=A(Tn −T0 ) の関係式が導かれる。
【0030】ここで、QMnは、N,Tp,Mに基づき三
次元マップより求められ、QEn及びAは、予め判ってい
るので、T0 が判れば、任意時間を経過したときの触媒
温度Tn が求まることになる。尚、触媒の初温T0 は、
機関を停止した時の温度と、次に機関を始動にする時ま
での時間より求められる。そして、図11に示すよう
に、機関停止後の触媒温度Tn は、時間と共に低下して
最終的には水温Twと同じになるが、Tn =Twとなる
まではTn と時間より初温T0 を補正して求め、その後
は、T0 =Twとして演算を行なう。尚、Twは、水温
センサにより検出される。S5Cでは、S4Cで予測さ
れた触媒温度T1 と目標触媒温度Kとを比較して、T1
がKよりも小さいか否かを判定する。そして、T1 <K
であれば、アルデヒドが生成される触媒温度にあるもの
と予測されるためにS8CでEHC4への通電をONと
し、T1 ≧Kであれば、S6Cに以下に進む。
次元マップより求められ、QEn及びAは、予め判ってい
るので、T0 が判れば、任意時間を経過したときの触媒
温度Tn が求まることになる。尚、触媒の初温T0 は、
機関を停止した時の温度と、次に機関を始動にする時ま
での時間より求められる。そして、図11に示すよう
に、機関停止後の触媒温度Tn は、時間と共に低下して
最終的には水温Twと同じになるが、Tn =Twとなる
まではTn と時間より初温T0 を補正して求め、その後
は、T0 =Twとして演算を行なう。尚、Twは、水温
センサにより検出される。S5Cでは、S4Cで予測さ
れた触媒温度T1 と目標触媒温度Kとを比較して、T1
がKよりも小さいか否かを判定する。そして、T1 <K
であれば、アルデヒドが生成される触媒温度にあるもの
と予測されるためにS8CでEHC4への通電をONと
し、T1 ≧Kであれば、S6Cに以下に進む。
【0031】S6Cでは、S4Cで求めた予測触媒温度
T1 に基づき触媒温度が所定時間以内に目標触媒温度K
以下になるか否か、即ち、予測触媒温度T1 が減少傾向
にあるか否かを判定する。そして、目標触媒温度K以下
になると予測される場合には、S8CでEHC4への通
電をONとし、目標触媒温度K以下になるとは予測され
ない場合には、S7Cに進みEHC4への通電をOFF
として停止する。尚、ここでS3C及びS4Cは、触媒
温度予測手段として、S5C〜S8Cは、通電制御手段
としての機能を奏する。
T1 に基づき触媒温度が所定時間以内に目標触媒温度K
以下になるか否か、即ち、予測触媒温度T1 が減少傾向
にあるか否かを判定する。そして、目標触媒温度K以下
になると予測される場合には、S8CでEHC4への通
電をONとし、目標触媒温度K以下になるとは予測され
ない場合には、S7Cに進みEHC4への通電をOFF
として停止する。尚、ここでS3C及びS4Cは、触媒
温度予測手段として、S5C〜S8Cは、通電制御手段
としての機能を奏する。
【0032】このように、触媒の発熱量から触媒温度を
予測してEHC4への通電を制御することにより、温度
センサを設けて触媒温度を検出することなくアルデヒド
の生成が抑制される触媒温度を保持することができ、以
て、排気浄化装置の簡略化により製品コストの低減化を
図れる。次に、図12及び図13に示すフローチャート
により、第5及び第6実施例の動作を説明する。
予測してEHC4への通電を制御することにより、温度
センサを設けて触媒温度を検出することなくアルデヒド
の生成が抑制される触媒温度を保持することができ、以
て、排気浄化装置の簡略化により製品コストの低減化を
図れる。次に、図12及び図13に示すフローチャート
により、第5及び第6実施例の動作を説明する。
【0033】これらは、共に予め実験値により決定され
た触媒の劣化係数に基づき目標触媒温度を変化させてア
ルデヒドの生成を回避する制御を行なうようにしたもの
であり、前記図3及び図9に示す第1及び第4実施例に
S1Aを加えたものである。したがって、前記図3及び
図9に示すフローチャートと同一のステップは、同一符
号を付してその説明を省略し、異なるステップについて
のみ説明する。
た触媒の劣化係数に基づき目標触媒温度を変化させてア
ルデヒドの生成を回避する制御を行なうようにしたもの
であり、前記図3及び図9に示す第1及び第4実施例に
S1Aを加えたものである。したがって、前記図3及び
図9に示すフローチャートと同一のステップは、同一符
号を付してその説明を省略し、異なるステップについて
のみ説明する。
【0034】S1Aでは、触媒の劣化度合を判定する。
即ち、触媒の劣化度合を示す劣化Pは、 P=N・TP ・K・δ で与えられ、総走行時間をtとすると、その時点での劣
化Pt は Pt =(N・TP ・K・δ)dt =P・dt で表される。
即ち、触媒の劣化度合を示す劣化Pは、 P=N・TP ・K・δ で与えられ、総走行時間をtとすると、その時点での劣
化Pt は Pt =(N・TP ・K・δ)dt =P・dt で表される。
【0035】ここで、Nは、機関回転速度、TP は、機
関負荷としての燃料噴射量、Kは、触媒温度、δは、劣
化係数を示し、δは開発時に実験値として求められる。
次に、S2では、上記劣化度合Pt に基づきメタノール
濃度値に対するアルデヒドの生成が抑制される目標触媒
温度Kを補正して設定する。即ち、劣化がPt の時に
は、アルデヒドの生成が抑制される触媒温度は、図14
に示されるようになり、S1で求められたメタノール濃
度値に基づき目標触媒温度Kが設定される。
関負荷としての燃料噴射量、Kは、触媒温度、δは、劣
化係数を示し、δは開発時に実験値として求められる。
次に、S2では、上記劣化度合Pt に基づきメタノール
濃度値に対するアルデヒドの生成が抑制される目標触媒
温度Kを補正して設定する。即ち、劣化がPt の時に
は、アルデヒドの生成が抑制される触媒温度は、図14
に示されるようになり、S1で求められたメタノール濃
度値に基づき目標触媒温度Kが設定される。
【0036】このように、触媒の劣化度合により目標触
媒温度を変化させて制御することにより、触媒の劣化度
合により異なるアルデヒドの生成が抑制される触媒温度
に対処でき、精度の良いアルデヒドの生成低減制御を行
うことができる。
媒温度を変化させて制御することにより、触媒の劣化度
合により異なるアルデヒドの生成が抑制される触媒温度
に対処でき、精度の良いアルデヒドの生成低減制御を行
うことができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発熱手段への通電をメタノール濃度により制御すれば、
メタノール濃度値に応じてアルデヒドの生成が抑制され
ると共に、発熱手段への通電を必要最小限に抑えること
ができ、燃費の悪化、触媒の劣化を抑制することができ
る。
発熱手段への通電をメタノール濃度により制御すれば、
メタノール濃度値に応じてアルデヒドの生成が抑制され
ると共に、発熱手段への通電を必要最小限に抑えること
ができ、燃費の悪化、触媒の劣化を抑制することができ
る。
【0038】また、アルコール濃度値、機関回転速度値
及び負荷値の三値に基づくアルコール燃料の発熱量によ
り触媒温度を予測するようにした場合には、触媒温度検
出手段により触媒温度を検出することなく触媒温度制御
を行えるので、排気浄化装置の製品コストの低減化を図
ることができる。更に、触媒の劣化度合に基づきアルデ
ヒドの生成が抑制される排気浄化用触媒の目標触媒温度
を補正して設定するようにした場合には、触媒の劣化度
合に応じた精度の良いアルデヒドの生成低減制御を行う
ことができる。
及び負荷値の三値に基づくアルコール燃料の発熱量によ
り触媒温度を予測するようにした場合には、触媒温度検
出手段により触媒温度を検出することなく触媒温度制御
を行えるので、排気浄化装置の製品コストの低減化を図
ることができる。更に、触媒の劣化度合に基づきアルデ
ヒドの生成が抑制される排気浄化用触媒の目標触媒温度
を補正して設定するようにした場合には、触媒の劣化度
合に応じた精度の良いアルデヒドの生成低減制御を行う
ことができる。
【図1】 本発明の構成を示すブロック図。
【図2】 本発明の全体構成を示すシステム図。
【図3】 本発明の一実施例の動作を示すフローチャー
ト。
ト。
【図4】 メタノール濃度Mとアルデヒドの生成が抑制
される触媒温度Kとの関係を示す説明図。
される触媒温度Kとの関係を示す説明図。
【図5】 本発明の他の実施例の動作を示すフローチャ
ート。
ート。
【図6】 触媒温度の平均温度勾配f1 を説明するため
の説明図。
の説明図。
【図7】 本発明の他の実施例の動作を示すフローチャ
ート。
ート。
【図8】 機関回転速度と負荷トルクとを乗算したN・
TP の平均勾配f2を説明するための説明図。
TP の平均勾配f2を説明するための説明図。
【図9】 本発明の他の実施例の動作を示すフローチャ
ート。
ート。
【図10】 時間と共に変化する触媒温度T0 〜Tn 間の
関係を説明するための説明図。
関係を説明するための説明図。
【図11】 触媒温度Tn が時間と共に低下する状態を説
明するための説明図。
明するための説明図。
【図12】 本発明の他の実施例の動作を示すフローチャ
ート。
ート。
【図13】 本発明の他の実施例の動作を示すフローチャ
ート。
ート。
【図14】 触媒の劣化度合により異なるメタノール濃度
Mとアルデヒドの生成が抑制される触媒温度Kとの関係
を示す説明図。
Mとアルデヒドの生成が抑制される触媒温度Kとの関係
を示す説明図。
【図15】 アルデヒドの生成量と触媒温度との関係を説
明するための説明図。
明するための説明図。
1 機関 2 排気通路 3 排気浄化用触媒 4 電熱触媒(EHC) 5 温度センサ 6 アルコールセンサ 7 回転速度センサ 8 コントロールユニット 9 燃料タンク
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 41/02 310 F02D 41/02 310A ZAB ZAB 45/00 364 45/00 364K ZAB ZAB
Claims (3)
- 【請求項1】機関はアルコールを含有した燃料を使用可
能であり、該機関の排気通路に備えられた排気浄化用触
媒と、 該排気浄化用触媒を昇温させるべく設けられた発熱手段
と、 前記排気浄化用触媒の出口温度を検出する触媒温度検出
手段と、 燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出
手段と、 該アルコール濃度値が高くなるほどアルデヒドの生成が
抑制される前記排気浄化用触媒の目標触媒温度を高い値
に設定する触媒温度設定手段と、 前記触媒温度検出手段で検出される触媒温度を、触媒温
度設定手段により設定された目標触媒温度値近傍に維持
するように前記発熱手段に通電して制御する通電制御手
段と、 を含んで構成されることを特徴とする内燃機関の排気浄
化装置。 - 【請求項2】 前記触媒温度検出手段は、アルコール濃
度値、機関回転速度値及び負荷値の三値に基づくアルコ
ール燃料の発熱量により触媒温度を予測する手段である
請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項3】 前記触媒温度設定手段は、触媒の劣化度
合に基づきアルデヒドの生成が抑制される排気浄化用触
媒の目標触媒温度を補正して設定する手段である請求項
1又は請求項2記載の内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29515992A JP3206148B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29515992A JP3206148B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06146866A JPH06146866A (ja) | 1994-05-27 |
JP3206148B2 true JP3206148B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=17817019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29515992A Expired - Fee Related JP3206148B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3206148B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4807338B2 (ja) * | 2007-08-08 | 2011-11-02 | トヨタ自動車株式会社 | ディーゼル機関の制御装置 |
US8764607B2 (en) * | 2011-03-03 | 2014-07-01 | GM Global Technology Operations LLC | Fuel type based start-stop catalyst heating systems |
JP5932130B2 (ja) | 2012-03-31 | 2016-06-08 | 中国▲鉱▼▲業▼大学(北京) | 模擬衝撃型岩ハネ実験装置 |
WO2014073022A1 (ja) * | 2012-11-08 | 2014-05-15 | トヨタ自動車株式会社 | 排気加熱装置および排気加熱方法 |
-
1992
- 1992-11-04 JP JP29515992A patent/JP3206148B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06146866A (ja) | 1994-05-27 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |