JPH08296429A - 内燃エンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents
内燃エンジンの排気ガス浄化装置Info
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- JPH08296429A JPH08296429A JP7120649A JP12064995A JPH08296429A JP H08296429 A JPH08296429 A JP H08296429A JP 7120649 A JP7120649 A JP 7120649A JP 12064995 A JP12064995 A JP 12064995A JP H08296429 A JPH08296429 A JP H08296429A
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- engine
- catalyst
- time
- internal combustion
- exhaust gas
- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
- F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
- H02J7/1438—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle in combination with power supplies for loads other than batteries
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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
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気加熱式触媒の経時変化に対応して触媒の
温度を正確に制御し、新品の状態での過度の昇温及び特
性劣化時における排気ガス特性の悪化を防止することが
できる排気ガス浄化装置を提供する。 【構成】 エンジン水温TW及び吸気温TAを検出し
(S2)、TW値及びTA値に応じて、EHC16への
供給電圧VEHC及び通電時間TONを決定する(S
3)。次いで触媒の劣化度合に応じて供給電圧VEHC
を補正する(S4,S5)。エンジン1が完爆状態に達
すると、補正した供給電圧VEHCが得られるようにオ
ルタネータ21の出力電圧を制御し、決定した通電時間
TONに亘って、オルタネータ21からEHC16に電
力を供給する(S7,S8)。
温度を正確に制御し、新品の状態での過度の昇温及び特
性劣化時における排気ガス特性の悪化を防止することが
できる排気ガス浄化装置を提供する。 【構成】 エンジン水温TW及び吸気温TAを検出し
(S2)、TW値及びTA値に応じて、EHC16への
供給電圧VEHC及び通電時間TONを決定する(S
3)。次いで触媒の劣化度合に応じて供給電圧VEHC
を補正する(S4,S5)。エンジン1が完爆状態に達
すると、補正した供給電圧VEHCが得られるようにオ
ルタネータ21の出力電圧を制御し、決定した通電時間
TONに亘って、オルタネータ21からEHC16に電
力を供給する(S7,S8)。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃エンジンの排気ガ
ス浄化装置に関し、特に電気加熱式の触媒を有するもの
に関する。
ス浄化装置に関し、特に電気加熱式の触媒を有するもの
に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃エンジンの排気ガスの浄化を行う触
媒は、エンジンの冷間始動時においては活性化するまで
に時間を要するため、電気的に加熱してその活性化を早
めるようにした電気加熱式触媒が従来より知られてい
る。
媒は、エンジンの冷間始動時においては活性化するまで
に時間を要するため、電気的に加熱してその活性化を早
めるようにした電気加熱式触媒が従来より知られてい
る。
【0003】この電気加熱式触媒の通電制御手法とし
て、検出したエンジン温度等に応じて通電時間を設定
し、該設定した通電時間に亘ってバッテリから電力を供
給することにより、所望の触媒温度が得られるようにし
たものが従来より知られている(特開平4−27971
8号公報)。
て、検出したエンジン温度等に応じて通電時間を設定
し、該設定した通電時間に亘ってバッテリから電力を供
給することにより、所望の触媒温度が得られるようにし
たものが従来より知られている(特開平4−27971
8号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般に触媒は経時変化
によりその特性が劣化すると、触媒を活性化させるのに
必要な温度が上昇する傾向があり、触媒の経時変化に対
応して目標温度を変更して、通電制御を行う必要があ
る。
によりその特性が劣化すると、触媒を活性化させるのに
必要な温度が上昇する傾向があり、触媒の経時変化に対
応して目標温度を変更して、通電制御を行う必要があ
る。
【0005】しかしながら上記従来の制御手法は、バッ
テリを電源とした通電時間のみの制御であるため、最近
の熱容量の小さな触媒の制御に適用する場合には以下の
ような問題があった。すなわち、比較的熱容量の大きな
触媒については、通電時間のみの制御でも触媒温度を目
標温度に制御可能であるが、熱容量が小さくなると急激
に触媒温度が上昇するため、通電時間のみの制御では目
標温度に正確に制御することが困難となり、触媒が新品
の状態では温度が上昇しすぎて触媒の耐久性能を悪化さ
せたり、触媒担体の機械的な破壊を招くおそれがあっ
た。一方、このような新品の状態での問題をなくそうと
すると、特性劣化時には昇温が遅すぎて、エンジンの始
動直後における排気ガス特性の悪化を招くという問題が
発生する。
テリを電源とした通電時間のみの制御であるため、最近
の熱容量の小さな触媒の制御に適用する場合には以下の
ような問題があった。すなわち、比較的熱容量の大きな
触媒については、通電時間のみの制御でも触媒温度を目
標温度に制御可能であるが、熱容量が小さくなると急激
に触媒温度が上昇するため、通電時間のみの制御では目
標温度に正確に制御することが困難となり、触媒が新品
の状態では温度が上昇しすぎて触媒の耐久性能を悪化さ
せたり、触媒担体の機械的な破壊を招くおそれがあっ
た。一方、このような新品の状態での問題をなくそうと
すると、特性劣化時には昇温が遅すぎて、エンジンの始
動直後における排気ガス特性の悪化を招くという問題が
発生する。
【0006】本発明はこの点に着目してなされたもので
あり、電気加熱式触媒の経時変化に対応して触媒の温度
を正確に制御し、新品の状態での過度の昇温及び特性劣
化時における排気ガス特性の悪化を防止することができ
る排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。
あり、電気加熱式触媒の経時変化に対応して触媒の温度
を正確に制御し、新品の状態での過度の昇温及び特性劣
化時における排気ガス特性の悪化を防止することができ
る排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、内燃エンジンにより駆動され、電力を発電す
るオルタネータと、該オルタネータの発電電圧を制御す
るレギュレータ手段と、前記エンジンの排気系に設けら
れ、前記オルタネータにより発電された電力により電気
的に加熱される電気加熱式触媒と、前記エンジンの経時
変化状態を検出する経時変化状態検出手段と、該経時変
化状態検出手段の出力に応じて前記電気加熱式触媒に供
給する発電電圧を制御するレギュレータ制御手段とを備
えることを特徴とする内燃エンジンの排気ガス浄化装置
を提供するものである。
本発明は、内燃エンジンにより駆動され、電力を発電す
るオルタネータと、該オルタネータの発電電圧を制御す
るレギュレータ手段と、前記エンジンの排気系に設けら
れ、前記オルタネータにより発電された電力により電気
的に加熱される電気加熱式触媒と、前記エンジンの経時
変化状態を検出する経時変化状態検出手段と、該経時変
化状態検出手段の出力に応じて前記電気加熱式触媒に供
給する発電電圧を制御するレギュレータ制御手段とを備
えることを特徴とする内燃エンジンの排気ガス浄化装置
を提供するものである。
【0008】また、前記エンジンの運転状態を検出する
運転状態検出手段を備え、前記レギュレータ制御手段
は、検出したエンジン運転状態に応じて前記発電電圧を
制御することことが望ましい。
運転状態検出手段を備え、前記レギュレータ制御手段
は、検出したエンジン運転状態に応じて前記発電電圧を
制御することことが望ましい。
【0009】また、前記レギュレータ制御手段は、さら
に前記発電電圧を前記電気加熱式触媒に供給する時間を
前記検出したエンジン運転状態に応じて制御することが
望ましい。
に前記発電電圧を前記電気加熱式触媒に供給する時間を
前記検出したエンジン運転状態に応じて制御することが
望ましい。
【0010】
【作用】請求項1の排気ガス浄化装置によれば、オルタ
ネータから電気加熱式触媒に電力が供給され、検出した
エンジンの経時変化状態に応じてオルタネータの発電電
圧が制御される。
ネータから電気加熱式触媒に電力が供給され、検出した
エンジンの経時変化状態に応じてオルタネータの発電電
圧が制御される。
【0011】請求項2の排気ガス浄化装置によれば、検
出したエンジン運転状態に応じてオルタネータの発電電
圧が制御される。
出したエンジン運転状態に応じてオルタネータの発電電
圧が制御される。
【0012】請求項3の排気ガス浄化装置によれば、さ
らに電気加熱式触媒に電力を供給する時間が検出したエ
ンジン運転状態に応じて制御される。
らに電気加熱式触媒に電力を供給する時間が検出したエ
ンジン運転状態に応じて制御される。
【0013】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
【0014】図1は本発明の一実施例に係る内燃エンジ
ン及びその制御装置の全体の構成図であり、エンジン1
の吸気管2の途中にはスロットル弁3が配されている。
スロットル弁3にはスロットル弁開度(θTH)センサ
4が連結されており、当該スロットル弁3の開度に応じ
た電気信号を出力してECU5に供給する。
ン及びその制御装置の全体の構成図であり、エンジン1
の吸気管2の途中にはスロットル弁3が配されている。
スロットル弁3にはスロットル弁開度(θTH)センサ
4が連結されており、当該スロットル弁3の開度に応じ
た電気信号を出力してECU5に供給する。
【0015】燃料噴射弁6はエンジン1とスロットル弁
3との間且つ吸気管2の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共に電子コントロールユニ
ット(以下「ECU」という)5に電気的に接続されて
当該ECU5からの信号により燃料噴射弁6の開弁時間
が制御される。
3との間且つ吸気管2の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共に電子コントロールユニ
ット(以下「ECU」という)5に電気的に接続されて
当該ECU5からの信号により燃料噴射弁6の開弁時間
が制御される。
【0016】一方、スロットル弁3の直ぐ下流には管7
を介して吸気管内絶対圧(PBA)センサ8が設けられ
ており、この絶対圧センサ8により電気信号に変換され
た絶対圧信号は前記ECU5に供給される。また、その
下流には吸気温(TA)センサ9が取付けられており、
吸気温TAを検出して対応する電気信号を出力してEC
U5に供給する。
を介して吸気管内絶対圧(PBA)センサ8が設けられ
ており、この絶対圧センサ8により電気信号に変換され
た絶対圧信号は前記ECU5に供給される。また、その
下流には吸気温(TA)センサ9が取付けられており、
吸気温TAを検出して対応する電気信号を出力してEC
U5に供給する。
【0017】エンジン1の本体に装着されたエンジン水
温(TW)センサ10はサーミスタ等から成り、エンジ
ン水温(冷却水温)TWを検出して対応する温度信号を
出力してECU5に供給する。
温(TW)センサ10はサーミスタ等から成り、エンジ
ン水温(冷却水温)TWを検出して対応する温度信号を
出力してECU5に供給する。
【0018】エンジン1の図示しないカム軸周囲又はク
ランク軸周囲には、エンジン回転数(NE)センサ11
及び気筒判別(CYL)センサ12が取り付けられてい
る。エンジン回転数センサ11は、エンジン1の各気筒
の吸入行程開始時の上死点(TDC)に関し所定クラン
ク角度前のクランク角度位置で(4気筒エンジンではク
ランク角180゜毎に)TDC信号パルスを出力し、気
筒判別センサ12は、特定の気筒の所定クランク角度位
置で気筒判別信号パルスを出力するものであり、これら
の各信号パルスはECU5に供給される。
ランク軸周囲には、エンジン回転数(NE)センサ11
及び気筒判別(CYL)センサ12が取り付けられてい
る。エンジン回転数センサ11は、エンジン1の各気筒
の吸入行程開始時の上死点(TDC)に関し所定クラン
ク角度前のクランク角度位置で(4気筒エンジンではク
ランク角180゜毎に)TDC信号パルスを出力し、気
筒判別センサ12は、特定の気筒の所定クランク角度位
置で気筒判別信号パルスを出力するものであり、これら
の各信号パルスはECU5に供給される。
【0019】エンジン1の排気管13には、上流側から
順に上流側酸素濃度センサ(以下「上流側O2センサ」
という)20F、電気加熱式触媒(以下「EHC」とい
う)16、スタート触媒17、三元触媒18及び下流側
酸素濃度センサ(以下「下流側O2センサ」という)2
0Rが配置されている。O2センサ20F,20Rは、
排気ガス中の酸素濃度を検出し、その検出信号をECU
5に供給し、触媒16、17、18は排気ガス中のH
C,CO,NOx等の成分の浄化を行う。ここで、スタ
ート触媒17は、主としてエンジン始動直後における排
気ガス浄化のために設けられた小型の触媒である。
順に上流側酸素濃度センサ(以下「上流側O2センサ」
という)20F、電気加熱式触媒(以下「EHC」とい
う)16、スタート触媒17、三元触媒18及び下流側
酸素濃度センサ(以下「下流側O2センサ」という)2
0Rが配置されている。O2センサ20F,20Rは、
排気ガス中の酸素濃度を検出し、その検出信号をECU
5に供給し、触媒16、17、18は排気ガス中のH
C,CO,NOx等の成分の浄化を行う。ここで、スタ
ート触媒17は、主としてエンジン始動直後における排
気ガス浄化のために設けられた小型の触媒である。
【0020】排気管13には、さらにEHC16の上流
側に2次空気を供給する通路14が接続されており、通
路14の途中には空気ポンプ15が設けられている。
側に2次空気を供給する通路14が接続されており、通
路14の途中には空気ポンプ15が設けられている。
【0021】EHC16及び空気ポンプ15は、ECU
5に接続されており、その作動がECU5により制御さ
れる。また、三元触媒18にはその温度TCATを検出
する触媒温度センサ19が設けられており、その検出信
号がECU5に供給される。
5に接続されており、その作動がECU5により制御さ
れる。また、三元触媒18にはその温度TCATを検出
する触媒温度センサ19が設けられており、その検出信
号がECU5に供給される。
【0022】また、エンジン1によって駆動されるオル
タネータ21は、レギュレータ22を介してECU5に
接続されており、その発電電圧がECU5により制御さ
れる。
タネータ21は、レギュレータ22を介してECU5に
接続されており、その発電電圧がECU5により制御さ
れる。
【0023】ECU5は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路5a、中央演算処理回路(以下「CPU」とい
う)5b、CPU5bで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段5c、前記燃料噴射
弁6、空気ポンプ15、EHC16、レギュレータ22
等の制御信号を出力する出力回路5d等から構成され
る。
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路5a、中央演算処理回路(以下「CPU」とい
う)5b、CPU5bで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段5c、前記燃料噴射
弁6、空気ポンプ15、EHC16、レギュレータ22
等の制御信号を出力する出力回路5d等から構成され
る。
【0024】CPU5bは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、燃料噴射弁6の開弁時間TOUTを
下記式により算出するとともに、後述するようにEHC
16の通電時間TON及び供給電圧VEHCの演算処理
等を行い、その演算結果に応じた制御信号を出力する。
タ信号に基づいて、燃料噴射弁6の開弁時間TOUTを
下記式により算出するとともに、後述するようにEHC
16の通電時間TON及び供給電圧VEHCの演算処理
等を行い、その演算結果に応じた制御信号を出力する。
【0025】 TOUT=TI×KO2×K1+K2 …(1) ここに、TIは基本燃料量、具体的にはエンジン回転数
NEと吸気管内絶対圧PBAとに応じて決定される基本
燃料噴射時間であり、このTI値を決定するためのTI
マップが記憶手段5cに記憶されている。
NEと吸気管内絶対圧PBAとに応じて決定される基本
燃料噴射時間であり、このTI値を決定するためのTI
マップが記憶手段5cに記憶されている。
【0026】KO2は、O2センサ16,17の出力に
基づいて算出される空燃比補正係数であり、空燃比フィ
ードバック制御中は上流側O2センサ16によって検出
された空燃比(酸素濃度)が目標空燃比に一致するよう
に設定され、オープンループ制御中はエンジン運転状態
に応じた所定値に設定される。
基づいて算出される空燃比補正係数であり、空燃比フィ
ードバック制御中は上流側O2センサ16によって検出
された空燃比(酸素濃度)が目標空燃比に一致するよう
に設定され、オープンループ制御中はエンジン運転状態
に応じた所定値に設定される。
【0027】K1及びK2は夫々各種エンジンパラメー
タ信号に応じて演算される他の補正係数及び補正変数で
あり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加
速特性等の諸特性の最適化が図られるような値に設定さ
れる。
タ信号に応じて演算される他の補正係数及び補正変数で
あり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加
速特性等の諸特性の最適化が図られるような値に設定さ
れる。
【0028】図2は、ECU5、オルタネータ21、レ
ギュレータ22、EHC16のヒータ抵抗24、空気ポ
ンプ15のモータ27及びバッテリ29の接続状態を示
す回路図である。なお、本実施例のEHC16は、触媒
自体に通電してヒータとしても機能するようにしてお
り、その抵抗分をヒータ抵抗24として表している。
ギュレータ22、EHC16のヒータ抵抗24、空気ポ
ンプ15のモータ27及びバッテリ29の接続状態を示
す回路図である。なお、本実施例のEHC16は、触媒
自体に通電してヒータとしても機能するようにしてお
り、その抵抗分をヒータ抵抗24として表している。
【0029】同図において、オルタネータ21の出力側
は、切換スイッチ23の端子23aに接続されており、
切換スイッチ23の端子23cはヒータ抵抗24の一端
に接続されている。ヒータ抵抗24の他端は接地されて
おり、その接続線31の途中にヒータ電流IEHCを検
出するEHC電流センサ25が設けられている。
は、切換スイッチ23の端子23aに接続されており、
切換スイッチ23の端子23cはヒータ抵抗24の一端
に接続されている。ヒータ抵抗24の他端は接地されて
おり、その接続線31の途中にヒータ電流IEHCを検
出するEHC電流センサ25が設けられている。
【0030】切換スイッチ23の端子23bは、バッテ
リ29の正電極及びオンオフスイッチ26の端子26a
に接続されており、端子26bはモータ27の一端に接
続されている。モータ27の他端は接地されており、そ
の接続線33の途中にポンプ電流IAPを検出するポン
プ電流センサ28が設けられている。
リ29の正電極及びオンオフスイッチ26の端子26a
に接続されており、端子26bはモータ27の一端に接
続されている。モータ27の他端は接地されており、そ
の接続線33の途中にポンプ電流IAPを検出するポン
プ電流センサ28が設けられている。
【0031】バッテリ29の負電極は接地されており、
また正電極はECU5に接続されている。
また正電極はECU5に接続されている。
【0032】スイッチ23、26は、ECU5に接続さ
れており、ECU5からの制御信号により切換可能に構
成されている。通常はスイッチ23は、図2に示すよう
に端子23a及び23bが接続された状態とされ、スイ
ッチ26はオフ状態とされ、エンジン始動直後において
必要に応じて切換制御される。また、接続線30、32
は、EUC5に接続されており、ECU5はEHC電圧
VEHC及びポンプ電圧VAPの検出を行う。また、電
流センサ25、28もECU5に接続されており、これ
らの検出信号がECU5に供給される。これらの電流セ
ンサ25、28は、断線等の異常を検出するために設け
られている。
れており、ECU5からの制御信号により切換可能に構
成されている。通常はスイッチ23は、図2に示すよう
に端子23a及び23bが接続された状態とされ、スイ
ッチ26はオフ状態とされ、エンジン始動直後において
必要に応じて切換制御される。また、接続線30、32
は、EUC5に接続されており、ECU5はEHC電圧
VEHC及びポンプ電圧VAPの検出を行う。また、電
流センサ25、28もECU5に接続されており、これ
らの検出信号がECU5に供給される。これらの電流セ
ンサ25、28は、断線等の異常を検出するために設け
られている。
【0033】図3は、ヒータ抵抗24への電力供給制御
を行う処理のフローチャートである。
を行う処理のフローチャートである。
【0034】ステップS1では、前条件が成立している
か否か(イグニッションスイッチがオンされたか否か)
を判別し、不成立のときは直ちに本処理を終了する。前
条件が成立したときは(イグニッションスイッチがオン
されたときは)、エンジン水温TW及び吸気温TAの検
出値を読み込む(ステップS2)。次いで、TW値及び
TA値に応じて設定されたTONマップ及びVEHCマ
ップを検索し、ヒータ抵抗24の通電時間(EHCオン
時間)TON及びEHC16への供給電圧VEHCを決
定する(ステップS3)。
か否か(イグニッションスイッチがオンされたか否か)
を判別し、不成立のときは直ちに本処理を終了する。前
条件が成立したときは(イグニッションスイッチがオン
されたときは)、エンジン水温TW及び吸気温TAの検
出値を読み込む(ステップS2)。次いで、TW値及び
TA値に応じて設定されたTONマップ及びVEHCマ
ップを検索し、ヒータ抵抗24の通電時間(EHCオン
時間)TON及びEHC16への供給電圧VEHCを決
定する(ステップS3)。
【0035】TONマップは、図4に示すように、吸気
温TAが上昇するほど、またエンジン水温TWが上昇す
るほど、TON値が減少する傾向に設定されている。な
お、所定温度TAH,TWH以上は、通電しないので、
TONは0とされる。また、VEHCマップは、図5
(a),(b)に示すように、吸気温TAが上昇するほ
どまたエンジン水温TWが上昇するほど、VEHC値が
低下する傾向に設定されている。したがって、EHC1
6への供給電力は、図5(c)に示すように制御され
る。なお、VEHC値は例えば冷間始動時には30V程
度に設定する。これにより、バッテリから電力を供給す
る場合に比べて供給電流を約1/2に低下させることが
できる。
温TAが上昇するほど、またエンジン水温TWが上昇す
るほど、TON値が減少する傾向に設定されている。な
お、所定温度TAH,TWH以上は、通電しないので、
TONは0とされる。また、VEHCマップは、図5
(a),(b)に示すように、吸気温TAが上昇するほ
どまたエンジン水温TWが上昇するほど、VEHC値が
低下する傾向に設定されている。したがって、EHC1
6への供給電力は、図5(c)に示すように制御され
る。なお、VEHC値は例えば冷間始動時には30V程
度に設定する。これにより、バッテリから電力を供給す
る場合に比べて供給電流を約1/2に低下させることが
できる。
【0036】続くステップS4では、後述する手法によ
って検出される触媒の劣化度合を表すパラメータである
判定時間TCHKに応じて図6(a)に示すKDGテー
ブルを検索し、経時変化補正係数KDGを算出する。判
定時間TCHKは触媒が劣化し酸素蓄積能力が低下する
ほど減少するパラメータであり、TCHK値が減少する
ほどKDG値が増加するように設定されている。
って検出される触媒の劣化度合を表すパラメータである
判定時間TCHKに応じて図6(a)に示すKDGテー
ブルを検索し、経時変化補正係数KDGを算出する。判
定時間TCHKは触媒が劣化し酸素蓄積能力が低下する
ほど減少するパラメータであり、TCHK値が減少する
ほどKDG値が増加するように設定されている。
【0037】なお、経時変化補正係数KDGは、同図
(b)に示すように当該エンジン1が搭載された車両の
走行距離MLGに応じて設定されたテーブルを用いて算
出したり、同図(c)に示すようにEHC16の通電回
数NONに応じて設定されたテーブルを用いて算出して
もよい。同図(b),(c)に示すKDGテーブルは、
それぞれ走行距離MLG又は通電回数NONが増加する
ほど、KDG値が増加するように設定されている。なお
本実施例では、KDG値の最大値は1.0としている。
(b)に示すように当該エンジン1が搭載された車両の
走行距離MLGに応じて設定されたテーブルを用いて算
出したり、同図(c)に示すようにEHC16の通電回
数NONに応じて設定されたテーブルを用いて算出して
もよい。同図(b),(c)に示すKDGテーブルは、
それぞれ走行距離MLG又は通電回数NONが増加する
ほど、KDG値が増加するように設定されている。なお
本実施例では、KDG値の最大値は1.0としている。
【0038】次いで、ステップS3で決定したEHC電
圧VEHCに経時変化補正係数KDGを乗算することに
より、VEHC値の補正を行う(ステップS5)。これ
により、VEHC値は触媒が新品の状態では最も小さな
値に設定され、触媒の劣化が進むほど増加するように設
定されるので、EHC16の経時変化に対応して触媒の
温度を正確に制御し、新品の状態での過度の昇温及び特
性劣化時における排気ガス特性の悪化を防止することが
できる。
圧VEHCに経時変化補正係数KDGを乗算することに
より、VEHC値の補正を行う(ステップS5)。これ
により、VEHC値は触媒が新品の状態では最も小さな
値に設定され、触媒の劣化が進むほど増加するように設
定されるので、EHC16の経時変化に対応して触媒の
温度を正確に制御し、新品の状態での過度の昇温及び特
性劣化時における排気ガス特性の悪化を防止することが
できる。
【0039】続くステップS6では、エンジン回転数N
Eが完爆判定用の所定回転数NEK(例えば400rp
m)以上か否かを判別し、NE<NEKであるときは、
直ちに本処理を終了する一方、NE≧NEKであるとき
は、切換スイッチ23を端子23c側に切り換えるとと
もにオルタネータ出力電圧VALTがステップS5で補
正したVEHC値となるように制御して、EHC16に
電力を供給する(ステップS7)。そして、通電時間T
ON経過後にオルタネータ出力電圧VALTを通常の出
力電圧VCHG(例えば14.5V)まで低下させると
ともに、切換スイッチ23を端子23b側に切り換える
(ステップS8)。
Eが完爆判定用の所定回転数NEK(例えば400rp
m)以上か否かを判別し、NE<NEKであるときは、
直ちに本処理を終了する一方、NE≧NEKであるとき
は、切換スイッチ23を端子23c側に切り換えるとと
もにオルタネータ出力電圧VALTがステップS5で補
正したVEHC値となるように制御して、EHC16に
電力を供給する(ステップS7)。そして、通電時間T
ON経過後にオルタネータ出力電圧VALTを通常の出
力電圧VCHG(例えば14.5V)まで低下させると
ともに、切換スイッチ23を端子23b側に切り換える
(ステップS8)。
【0040】なお、図3のステップS1における前条件
は、イグニッションスイッチがオンされかつエンジン水
温Tw及び/又は触媒温度TCATが所定温度以下のと
き、成立するとしてもよい。
は、イグニッションスイッチがオンされかつエンジン水
温Tw及び/又は触媒温度TCATが所定温度以下のと
き、成立するとしてもよい。
【0041】図7は、本実施例における制御動作例のタ
イミングチャートであり、時刻t0にイグニッションス
イッチがオンされると(同図(a))、ECU5はレギ
ュレータ制御電圧VCを通常運転時用の所定電圧VC1
に設定し、発電モード1とする(同図(f)(h))。
時刻t0から時間TD(例えばキー回しに要する時間
(0.1秒程度))経過後の時刻t1にスタータがオン
されると、エンジンの回転が開始され(同図(b)
(c))、エンジン回転数NEの上昇に伴ってオルタネ
ータ出力電圧VALTがバッテリ充電電圧VCHGまで
上昇する(同図(g))。
イミングチャートであり、時刻t0にイグニッションス
イッチがオンされると(同図(a))、ECU5はレギ
ュレータ制御電圧VCを通常運転時用の所定電圧VC1
に設定し、発電モード1とする(同図(f)(h))。
時刻t0から時間TD(例えばキー回しに要する時間
(0.1秒程度))経過後の時刻t1にスタータがオン
されると、エンジンの回転が開始され(同図(b)
(c))、エンジン回転数NEの上昇に伴ってオルタネ
ータ出力電圧VALTがバッテリ充電電圧VCHGまで
上昇する(同図(g))。
【0042】エンジン回転数NEが完爆判定用所定回転
数NEKに達すると(時刻t2)、ECU5は完爆と判
定し(同図(c)(d))、スイッチ23を端子23b
側から23c側に切り換える切換制御信号をが出力する
(同図(e))。このときスイッチ23の切り換えに要
する時間(制御信号の出力から実際に切換が完了するま
での時間、例えば0.25秒程度)ΔTを考慮して、時
刻t2からΔT経過後の時刻t3にレギュレータ制御電
圧VCを、オルタネータ出力電圧VALTが図3のステ
ップS5で補正したVEHC値となるようなEHC制御
電圧VC2に設定し、発電モード2に移行する(同図
(f)(h))。これにより、オルタネータ出力電圧V
ALTはVEHC値まで上昇し(同図(g))、EHC
16の温度が上昇を開始する(同図(i))。ここで、
EHC制御電圧VC2は、検出した供給電圧(図2の接
続線30の電圧)が、前記決定したVEHC値に一致す
るようにフィードバック制御される。
数NEKに達すると(時刻t2)、ECU5は完爆と判
定し(同図(c)(d))、スイッチ23を端子23b
側から23c側に切り換える切換制御信号をが出力する
(同図(e))。このときスイッチ23の切り換えに要
する時間(制御信号の出力から実際に切換が完了するま
での時間、例えば0.25秒程度)ΔTを考慮して、時
刻t2からΔT経過後の時刻t3にレギュレータ制御電
圧VCを、オルタネータ出力電圧VALTが図3のステ
ップS5で補正したVEHC値となるようなEHC制御
電圧VC2に設定し、発電モード2に移行する(同図
(f)(h))。これにより、オルタネータ出力電圧V
ALTはVEHC値まで上昇し(同図(g))、EHC
16の温度が上昇を開始する(同図(i))。ここで、
EHC制御電圧VC2は、検出した供給電圧(図2の接
続線30の電圧)が、前記決定したVEHC値に一致す
るようにフィードバック制御される。
【0043】そして図3のステップS3で決定した時間
TON後の時刻t4にレギュレータ制御電圧VCをVC
HG値に戻して発電モード1に戻る(同図(f)
(h))。これによりオルタネータ出力電圧VALT
は、通常のバッテリ充電電圧VCHGとなる(同図
(g))。ECU5は、時刻t4から時間ΔT経過後の
時刻t5にスイッチ23を端子23c側から23b側に
切り換える制御信号を出力し、エンジン始動時の制御を
終了する(同図(e))。
TON後の時刻t4にレギュレータ制御電圧VCをVC
HG値に戻して発電モード1に戻る(同図(f)
(h))。これによりオルタネータ出力電圧VALT
は、通常のバッテリ充電電圧VCHGとなる(同図
(g))。ECU5は、時刻t4から時間ΔT経過後の
時刻t5にスイッチ23を端子23c側から23b側に
切り換える制御信号を出力し、エンジン始動時の制御を
終了する(同図(e))。
【0044】なお、本実施例では、空気ポンプのモータ
27は、EHC16をオン作動させるのと同じタイミン
グで作動させるようにしている。
27は、EHC16をオン作動させるのと同じタイミン
グで作動させるようにしている。
【0045】触媒の劣化度合を表すパラメータである判
定時間TCHKの算出は、図9に示すように下流側O2
センサ16の出力RVO2のみに基づいて空燃比補正係
数KO2を算出するフィードバック制御実行中に、KO
2値を減少方向にスキップさせるためのスペシャルP項
PLSPが発生してからO2センサ出力RVO2が反転
するまでの時間TL及びKO2値を増加方向にスキップ
させるためのスペシャルP項PRSPが発生してからO
2センサ出力RVO2が反転するまでの時間TRを計測
し、これらの時間TL,TRに基づいて行われる。
定時間TCHKの算出は、図9に示すように下流側O2
センサ16の出力RVO2のみに基づいて空燃比補正係
数KO2を算出するフィードバック制御実行中に、KO
2値を減少方向にスキップさせるためのスペシャルP項
PLSPが発生してからO2センサ出力RVO2が反転
するまでの時間TL及びKO2値を増加方向にスキップ
させるためのスペシャルP項PRSPが発生してからO
2センサ出力RVO2が反転するまでの時間TRを計測
し、これらの時間TL,TRに基づいて行われる。
【0046】図8は、この算出を行うプログラムのフロ
ーチャートであり、同図のステップS21では劣化度合
の算出を行うべき前条件が成立しているか否かを判別す
る。この前条件はエンジン回転数NE、吸気管内絶圧P
BA等のエンジン運転パラメータが所定範囲内にあり、
エンジン運転状態が定常的な状態にあるとき成立する。
ーチャートであり、同図のステップS21では劣化度合
の算出を行うべき前条件が成立しているか否かを判別す
る。この前条件はエンジン回転数NE、吸気管内絶圧P
BA等のエンジン運転パラメータが所定範囲内にあり、
エンジン運転状態が定常的な状態にあるとき成立する。
【0047】前条件が成立しないときにはステップS2
2に進み、時間TL,TRの積算値TLSUM,TRS
UM及びTL値、TR値の計測回数nTL,nTRを値
0にリセットし、通常の燃料制御を行う(ステップS2
3)。通常燃料制御では、空燃比フィードバック制御中
はO2センサ16,17の出力に基づくフィードバック
制御により補正係数KO2を算出する一方、オープンル
ープ制御中はエンジン運転状態に応じた所定値に設定す
る。
2に進み、時間TL,TRの積算値TLSUM,TRS
UM及びTL値、TR値の計測回数nTL,nTRを値
0にリセットし、通常の燃料制御を行う(ステップS2
3)。通常燃料制御では、空燃比フィードバック制御中
はO2センサ16,17の出力に基づくフィードバック
制御により補正係数KO2を算出する一方、オープンル
ープ制御中はエンジン運転状態に応じた所定値に設定す
る。
【0048】前条件が成立するときにはステップS24
に進み、TL値、TR値の計測を所定回数行ったか否か
を判別し、最初はこの答が否定(NO)となるので、ス
テップS25に進み、下流側O2センサ出力RVO2の
みに基づくPI(比例積分)制御を行うとともに、TL
値及びTR値の計測を行って、それらの値の積算値TL
SUM,TRSUMを算出する(ステップS25,S2
6)。
に進み、TL値、TR値の計測を所定回数行ったか否か
を判別し、最初はこの答が否定(NO)となるので、ス
テップS25に進み、下流側O2センサ出力RVO2の
みに基づくPI(比例積分)制御を行うとともに、TL
値及びTR値の計測を行って、それらの値の積算値TL
SUM,TRSUMを算出する(ステップS25,S2
6)。
【0049】具体的には、図9に示すように、下流側O
2センサ出力RVO2のリーンリッチ反転時点t1から
所定時間tLD経過した時刻t2において、リーン方向
のスペシャルP項PLSPにより、KO2値を減少方向
にスキップさせ、その後、センサ出力RVO2のリッチ
リーン反転時点t3から所定時間tRD経過する時刻t
4までKO2値を漸減させるI項制御を行う。そしてこ
のとき時刻t2から時刻t3までの時間をTL値(TL
1)として計測する。次に時刻t4においてリッチ方向
のスペシャルP項PRSPにより、KO2値を増加方向
にスキップさせ、その後センサ出力RVO2のリーンリ
ッチ反転時点t5から所定時間tLD経過する時刻t6
までKO2値を漸増させるI項制御を行う。そして、こ
のとき時刻t4から時刻t5までの時間をTR値(TR
1)として計測する。以後、同様にして順次TL2,TR
2,…を計測し、それらの計測値の積算値としてTLS
UM,TRSUMを算出する。
2センサ出力RVO2のリーンリッチ反転時点t1から
所定時間tLD経過した時刻t2において、リーン方向
のスペシャルP項PLSPにより、KO2値を減少方向
にスキップさせ、その後、センサ出力RVO2のリッチ
リーン反転時点t3から所定時間tRD経過する時刻t
4までKO2値を漸減させるI項制御を行う。そしてこ
のとき時刻t2から時刻t3までの時間をTL値(TL
1)として計測する。次に時刻t4においてリッチ方向
のスペシャルP項PRSPにより、KO2値を増加方向
にスキップさせ、その後センサ出力RVO2のリーンリ
ッチ反転時点t5から所定時間tLD経過する時刻t6
までKO2値を漸増させるI項制御を行う。そして、こ
のとき時刻t4から時刻t5までの時間をTR値(TR
1)として計測する。以後、同様にして順次TL2,TR
2,…を計測し、それらの計測値の積算値としてTLS
UM,TRSUMを算出する。
【0050】ステップS24の答が肯定(YES)、即
ち、所定回数計測が完了すると、下記式により判定時間
TCHKを算出する(ステップS27)。
ち、所定回数計測が完了すると、下記式により判定時間
TCHKを算出する(ステップS27)。
【0051】TCHK=(TLSUM/nTL+TRS
UM/nTR)/2 その後は前記ステップS23と同様に通常燃料制御を行
う(ステップS28)。
UM/nTR)/2 その後は前記ステップS23と同様に通常燃料制御を行
う(ステップS28)。
【0052】ここで、時間TLとTRの平均値であるT
CHKは、触媒の浄化率(CAT浄化率)と図10に示
すような関係があり、触媒の浄化率が低下してくると、
TCHK値が減少する。従って、図10において浄化率
が低下するのに伴ってTCHK値が減少する範囲では、
TCHK値が触媒の劣化度合(浄化率の低下度合)を表
わすことになる。なお、触媒の浄化率は、触媒の酸素蓄
積能力に依存しており、判定時間TCHKの減少はO2
ストレージ能力の低下を意味する。この手法により、触
媒の劣化度合を正確に把握することができる。
CHKは、触媒の浄化率(CAT浄化率)と図10に示
すような関係があり、触媒の浄化率が低下してくると、
TCHK値が減少する。従って、図10において浄化率
が低下するのに伴ってTCHK値が減少する範囲では、
TCHK値が触媒の劣化度合(浄化率の低下度合)を表
わすことになる。なお、触媒の浄化率は、触媒の酸素蓄
積能力に依存しており、判定時間TCHKの減少はO2
ストレージ能力の低下を意味する。この手法により、触
媒の劣化度合を正確に把握することができる。
【0053】なお、上述した実施例ではEHC16へ供
給する電圧及び通電時間を、ともにエンジン水温TW及
び吸気温TAに応じて設定するようにしたが、通電時間
は一定としてもよい。また、エンジン水温TW又は吸気
温TAのいずれか一方に代えて、触媒温度センサ19に
よって検出される触媒温度TCATを用いて、電圧VE
CH及び通電時間TONを設定するようにしてもよい。
あるいは、エンジン水温TW、吸気温TA又は触媒温度
TCATのいずれか1つ又は2つに応じて、電圧VEC
H及び通電時間TONを設定するようにしてもよい。さ
らに、触媒温度TCATに代えて、排気ガス温度等の排
気系の温度を代表するパラメータを用いてもよい。
給する電圧及び通電時間を、ともにエンジン水温TW及
び吸気温TAに応じて設定するようにしたが、通電時間
は一定としてもよい。また、エンジン水温TW又は吸気
温TAのいずれか一方に代えて、触媒温度センサ19に
よって検出される触媒温度TCATを用いて、電圧VE
CH及び通電時間TONを設定するようにしてもよい。
あるいは、エンジン水温TW、吸気温TA又は触媒温度
TCATのいずれか1つ又は2つに応じて、電圧VEC
H及び通電時間TONを設定するようにしてもよい。さ
らに、触媒温度TCATに代えて、排気ガス温度等の排
気系の温度を代表するパラメータを用いてもよい。
【0054】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、オ
ルタネータから電気加熱式触媒に電力が供給され、検出
したエンジンの経時変化状態に応じてオルタネータの発
電電圧が制御されるので、電気加熱式触媒の経時変化に
対応して触媒の温度を正確に制御し、新品の状態での過
度の昇温及び特性劣化時における排気ガス特性の悪化を
防止することができる。
ルタネータから電気加熱式触媒に電力が供給され、検出
したエンジンの経時変化状態に応じてオルタネータの発
電電圧が制御されるので、電気加熱式触媒の経時変化に
対応して触媒の温度を正確に制御し、新品の状態での過
度の昇温及び特性劣化時における排気ガス特性の悪化を
防止することができる。
【図1】本発明の一実施例にかかる内燃エンジン及びそ
の制御装置の構成を示す図である。
の制御装置の構成を示す図である。
【図2】電気加熱式触媒のヒータ抵抗等の接続状態を示
す回路図である。
す回路図である。
【図3】電気加熱式触媒に供給する電圧及び通電時間を
制御する処理のフローチャートである。
制御する処理のフローチャートである。
【図4】図3の処理で使用するテーブルを示す図であ
る。
る。
【図5】図3の処理で使用するテーブル等を示す図であ
る。
る。
【図6】図3の処理で使用するテーブルを示す図であ
る。
る。
【図7】本実施例における制御動作例のタイミングチャ
ートである。
ートである。
【図8】触媒の劣化度合を表すパラメータを算出する処
理のフローチャートである。
理のフローチャートである。
【図9】触媒の劣化度合を表わすパラメータの算出手法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図10】触媒による浄化率と劣化度合を表わすパラメ
ータとの関係を示す図である。
ータとの関係を示す図である。
1 内燃エンジン 5 電子コントロールユニット 9 吸気温センサ 10 エンジン水温センサ 16 電気加熱式触媒 18 三元触媒 20F,20R 酸素濃度センサ 21 オルタネータ 22 レギュレータ 23 切換スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 彰久 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 (72)発明者 手代木 哲 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 (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 (72)発明者 中山 隆義 栃木県芳賀郡芳賀町芳賀台143番地 株式 会社ピーエスジー内 (72)発明者 古元 秀夫 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 (3)
- 【請求項1】 内燃エンジンにより駆動され、電力を発
電するオルタネータと、 該オルタネータの発電電圧を制御するレギュレータ手段
と、 前記エンジンの排気系に設けられ、前記オルタネータに
より発電された電力により電気的に加熱される電気加熱
式触媒と、 前記エンジンの経時変化状態を検出する経時変化状態検
出手段と、 該経時変化状態検出手段の出力に応じて前記電気加熱式
触媒に供給する発電電圧を制御するレギュレータ制御手
段とを備えることを特徴とする内燃エンジンの排気ガス
浄化装置。 - 【請求項2】 前記エンジンの運転状態を検出する運転
状態検出手段を備え、前記レギュレータ制御手段は、検
出したエンジン運転状態に応じて前記発電電圧を制御す
ることを特徴とする請求項1記載の内燃エンジンの排気
ガス浄化装置。 - 【請求項3】 前記レギュレータ制御手段は、さらに前
記発電電圧を前記電気加熱式触媒に供給する時間を前記
検出したエンジン運転状態に応じて制御することを特徴
とする請求項2記載の内燃エンジンの排気ガス浄化装
置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12064995A JP3550216B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 内燃エンジンの排気ガス浄化装置 |
US08/634,466 US5689952A (en) | 1995-04-21 | 1996-04-18 | Exhaust gas-purifying system for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12064995A JP3550216B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 内燃エンジンの排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08296429A true JPH08296429A (ja) | 1996-11-12 |
JP3550216B2 JP3550216B2 (ja) | 2004-08-04 |
Family
ID=14791461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12064995A Expired - Fee Related JP3550216B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 内燃エンジンの排気ガス浄化装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5689952A (ja) |
JP (1) | JP3550216B2 (ja) |
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JP3425279B2 (ja) * | 1995-08-25 | 2003-07-14 | 本田技研工業株式会社 | 内燃エンジンの排気ガス浄化装置 |
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KR102390507B1 (ko) * | 2019-11-20 | 2022-04-25 | 비테스코 테크놀로지스 코리아 유한책임회사 | 배기 가스 정화 방법 및 그 전자 장치 |
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Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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