JP2007321718A - Exhaust emission control catalyst preheating method and its device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの排気ガス浄化用触媒予熱方法及び同装置に関する。 The present invention relates to a catalyst preheating method and an apparatus for exhaust gas purification of an engine.
近年のエンジンの排気ガス浄化用触媒では、排気ガス高温時には95%以上の浄化率が得られているが、エンジン始動時を含めた低温時の浄化率向上が課題として残っている。その解決のため、例えば、触媒コンバータをエンジンの排気マニホールドに直結し、排気ガスの熱によって触媒の早期活性化を図る、或いは触媒の低温活性の向上を図る等の対策がとられている。 In recent exhaust gas purification catalysts for engines, a purification rate of 95% or higher is obtained at high exhaust gas temperatures, but improvement of the purification rate at low temperatures including when the engine is started remains as a problem. In order to solve the problem, for example, a catalyst converter is directly connected to the exhaust manifold of the engine, and measures such as early activation of the catalyst by heat of exhaust gas or improvement of low temperature activity of the catalyst are taken.
また、例えば特許文献1に記載されているように、エンジンが始動される前に触媒を予熱する、すなわち、運転者がドアキーを挿入したとき、ドアが開かれたとき、運転者がシートに着座したとき、或いはエンジンキーがキーシリンダに挿入されたときに、ヒータによる触媒の加熱を開始する技術も知られている。
上述の如き触媒の予熱を行なう場合、エンジンの低温始動時であっても、直ちに排気ガスを効率良く浄化できるように触媒を加熱することが望まれる。しかし、触媒の使用期間が長くなってくると、エンジン始動前に触媒の予熱を行なっていても、エンジン始動直後では期するような浄化性能を発揮しなくなる。触媒はその使用期間が長くなると、劣化していくことが知られているが、その劣化によって触媒のライトオフ温度が高くなっていくためである。 When preheating the catalyst as described above, it is desirable to heat the catalyst so that the exhaust gas can be purified immediately and efficiently even when the engine is started at a low temperature. However, if the catalyst is used for a long period of time, even if the catalyst is preheated before the engine is started, the purification performance that is expected immediately after the engine is started will not be exhibited. It is known that the catalyst deteriorates as its use period becomes longer, because the light-off temperature of the catalyst increases due to the deterioration.
そこで、本発明は、触媒に多少の劣化を生じても、エンジン低温始動時の浄化性能を確保することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to ensure the purification performance at the time of starting the engine at a low temperature even if the catalyst is somewhat deteriorated.
本発明は、このような課題に対して、触媒の劣化状態に応じて触媒の適切な予熱を行なうようにした。 In the present invention, the catalyst is appropriately preheated according to the deterioration state of the catalyst in response to such a problem.
請求項1に係る発明は、エンジンの排気通路に設けられた排気ガス浄化用触媒予熱方法であって、
上記触媒の劣化状態を検出するステップと、
上記触媒の劣化状態に応じて該触媒の目標温度を設定するステップと、
上記エンジンの始動を予測するステップと、
上記エンジンの始動が予測されたときに、上記触媒が上記目標温度となるように上記触媒の予熱を開始するステップとを備えていることを特徴とする。
The invention according to
Detecting a deterioration state of the catalyst;
Setting a target temperature of the catalyst according to the deterioration state of the catalyst;
Predicting the start of the engine;
And a step of starting preheating of the catalyst so that the catalyst reaches the target temperature when the start of the engine is predicted.
従って、本発明によれば、触媒の劣化状態に応じて、触媒を排気ガス浄化に適切な温度に予熱することができ、触媒の多少の劣化に拘わらず、エンジンの低温始動時であっても、直ちに期する浄化性能を確保することができる。 Therefore, according to the present invention, the catalyst can be preheated to a temperature suitable for exhaust gas purification according to the deterioration state of the catalyst, and even when the engine is started at a low temperature regardless of some deterioration of the catalyst. Therefore, the expected purification performance can be secured immediately.
触媒の劣化状態は、例えば、エンジン運転中に触媒で排気ガスの浄化に使用される酸素量に基いて検出することができる。この場合、単位時間当たりの酸素使用量が少なくなるほど触媒の劣化が進んでいると判定することになる。そのような酸素使用量は、触媒に流入する排気ガスの酸素濃度と触媒から流出する排気ガスの酸素濃度との差から求めることができる。或いは、当該車両の走行距離ないしはエンジンの運転時間に基いて、触媒の劣化状態を検出(判定)することもできる。この場合、触媒が劣化しているときは上記目標温度を高くすることになるが、その劣化が進むほど当該目標温度を高くすることが好ましい。 The deterioration state of the catalyst can be detected based on, for example, the amount of oxygen used for purifying exhaust gas by the catalyst during engine operation. In this case, it is determined that the deterioration of the catalyst progresses as the amount of oxygen used per unit time decreases. Such oxygen usage can be determined from the difference between the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the catalyst and the oxygen concentration of the exhaust gas flowing out of the catalyst. Alternatively, the deterioration state of the catalyst can be detected (determined) based on the travel distance of the vehicle or the operating time of the engine. In this case, the target temperature is increased when the catalyst is deteriorated, but it is preferable to increase the target temperature as the deterioration proceeds.
請求項2に係る発明は、請求項1において、
上記排気通路における上記触媒よりも上流側又は下流側に排気ガスの酸素濃度を検出する酸素センサが設けられていて、
上記エンジンの始動が予測されたときに、上記触媒の予熱開始前、又は該予熱開始と同時に、又は該予熱開始後に、上記酸素センサの予熱を開始するステップを備えていることを特徴とする。
The invention according to
An oxygen sensor for detecting the oxygen concentration of the exhaust gas is provided upstream or downstream of the catalyst in the exhaust passage,
When the start of the engine is predicted, there is provided a step of starting preheating of the oxygen sensor before starting the preheating of the catalyst, simultaneously with the start of the preheating, or after the start of the preheating.
すなわち、触媒を排気ガスの浄化に有効に働かせるためには、エンジンの空熱比制御により、触媒に流入する排気ガスの酸素濃度を制御することが好ましいことが知られている。その酸素濃度を適切に制御するには、触媒よりも上流側又は下流側に排気ガスの酸素濃度を検出する酸素センサを設ける必要がある。しかし、この酸素センサの性能も温度に依存し、センサ温度が低い場合には、精度の良い空燃比制御を行なうことができない。そこで、本発明では、触媒の予熱を行なうとともに、酸素センサの予熱をも行なうようにして、触媒をエンジン始動直後から効率良く働かせることができるようにした。 That is, it is known that it is preferable to control the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the catalyst by controlling the air heat ratio of the engine in order to make the catalyst work effectively for purifying the exhaust gas. In order to appropriately control the oxygen concentration, it is necessary to provide an oxygen sensor for detecting the oxygen concentration of the exhaust gas upstream or downstream of the catalyst. However, the performance of this oxygen sensor also depends on temperature, and when the sensor temperature is low, accurate air-fuel ratio control cannot be performed. Therefore, in the present invention, the catalyst is preheated and the oxygen sensor is also preheated so that the catalyst can be operated efficiently immediately after the engine is started.
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2において、
上記エンジンは車両駆動用エンジンであり、
当該車両に当該車両を運転する乗員が所定距離まで接近したときに、上記エンジンの始動が予測されたとして、上記触媒の予熱を開始することを特徴とする。
The invention according to
The engine is a vehicle driving engine,
When the occupant who drives the vehicle approaches the vehicle to a predetermined distance, preheating of the catalyst is started on the assumption that the start of the engine is predicted.
従って、予熱時間を充分に確保し、触媒をエンジン始動時までに所定の温度に加熱する上で有利になる。 Therefore, it is advantageous in securing a sufficient preheating time and heating the catalyst to a predetermined temperature before the engine is started.
請求項4に係る発明は、請求項3において、
当該車両に上記乗員が所定距離まで接近した時点から当該車両のドアが開くまでの時間が所定時間以上であるときに、上記触媒の予熱を中止することを特徴とする。
The invention according to
When the time from when the occupant approaches the vehicle to a predetermined distance until the door of the vehicle opens is longer than a predetermined time, preheating of the catalyst is stopped.
すなわち、乗員が車両に接近しても、必ずエンジンを始動させるとは限らない。そこで、乗員が車両に接近しても、当該車両のドアが開くまでの時間が長いときには、触媒の予熱を中止し、エネルギーの浪費を最小限に抑えるようにした。 That is, even if the passenger approaches the vehicle, the engine is not always started. Therefore, even if the occupant approaches the vehicle, when the time until the vehicle door opens is long, the preheating of the catalyst is stopped to minimize waste of energy.
請求項5に係る発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
上記エンジンの始動が予測された時点において、上記触媒の温度が所定温度以上であるときには、上記触媒の予熱開始を遅らせることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is any one of
When the start of the engine is predicted, when the temperature of the catalyst is equal to or higher than a predetermined temperature, the start of preheating of the catalyst is delayed.
すなわち、触媒温度が比較的高いときに触媒の予熱を開始すると、触媒温度を速やかに目標温度まで上昇させることができる。しかし、その後のエンジン始動時までの時間が長いときには、その触媒温度を維持するために、余分なエネルギーを使用する必要がある。また、エンジンの始動が予測されても、その後にエンジンが始動されない場合もある。そこで、触媒温度が高いときは予熱開始を遅らせることにより、エネルギー消費量を最小限に抑え、また、エンジンが始動されないときの無駄な予熱を避けることもできるようにした。 That is, when catalyst preheating is started when the catalyst temperature is relatively high, the catalyst temperature can be quickly raised to the target temperature. However, when the time until the subsequent engine start is long, it is necessary to use extra energy in order to maintain the catalyst temperature. Even if the engine is predicted to start, the engine may not be started after that. Therefore, by delaying the start of preheating when the catalyst temperature is high, energy consumption is minimized, and unnecessary preheating when the engine is not started can be avoided.
請求項6に係る発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか一において、
上記エンジンを始動するための電力を供給するバッテリを備え、
上記エンジンの始動が予測された時点において、上記バッテリの残容量が所定値以下のときには、上記バッテリの電力による上記触媒の予熱を禁止することを特徴とする。
The invention according to claim 6 is any one of
A battery for supplying electric power for starting the engine;
If the remaining capacity of the battery is equal to or less than a predetermined value at the time when the engine is predicted to start, preheating of the catalyst by the power of the battery is prohibited.
すなわち、バッテリの残容量が少ないときは、触媒を予熱することによって、エンジンを始動させることができなくなる場合がある。そこで、本発明では、エンジンの始動を優先させるべく、バッテリ残容量が少ないときは、該バッテリの電力による触媒の予熱を禁止するようにした。 That is, when the remaining capacity of the battery is small, the engine may not be started by preheating the catalyst. Therefore, in the present invention, to preferentially start the engine, when the remaining battery capacity is low, preheating of the catalyst by the electric power of the battery is prohibited.
請求項7に係る発明は、エンジンの排気ガス浄化用触媒を加熱する触媒加熱手段と、
上記触媒の温度を測定又は推定することによって該触媒の検出する触媒温度検出手段と、
上記触媒の劣化状態を検出する触媒劣化状態検出手段と、
上記触媒劣化状態検出手段によって検出された上記触媒の劣化状態に応じて上記触媒の目標温度を設定する手段と、
上記エンジンの始動を予測する手段と、
上記エンジンの始動が予測されたときに上記触媒加熱手段を作動させて上記触媒の昇温を開始し、上記触媒温度検出手段によって検出される温度に基いて、上記触媒を上記目標温度になるように昇温させる触媒予熱制御手段とを備えていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒の予熱装置である。
The invention according to
Catalyst temperature detecting means for detecting the catalyst by measuring or estimating the temperature of the catalyst;
Catalyst deterioration state detecting means for detecting the deterioration state of the catalyst;
Means for setting a target temperature of the catalyst according to the deterioration state of the catalyst detected by the catalyst deterioration state detection means;
Means for predicting the start of the engine;
When the start of the engine is predicted, the catalyst heating means is operated to start raising the temperature of the catalyst so that the catalyst is brought to the target temperature based on the temperature detected by the catalyst temperature detecting means. And a catalyst preheating control means for raising the temperature of the exhaust gas purifying catalyst.
従って、エンジン運転中に触媒の劣化状態を検出し、該触媒の劣化状態に応じて該触媒の目標温度を設定しておき、エンジンの始動が予測されたときに、触媒を上記目標温度となるように予熱することができ、触媒の多少の劣化に拘わらず、エンジンの低温始動時であっても、直ちに期する浄化性能を確保することができる。 Accordingly, the deterioration state of the catalyst is detected during engine operation, the target temperature of the catalyst is set in accordance with the deterioration state of the catalyst, and when the engine is predicted to start, the catalyst becomes the target temperature. Thus, even if the engine is started at a low temperature, the expected purification performance can be ensured regardless of some deterioration of the catalyst.
上記触媒温度検出手段としては、触媒の温度を直接測定する熱電対を採用することができ、或いは、例えば、エンジンを始動してからの経過時間(エンジン運転時間)或いはエンジンを停止してからの経過時間(エンジン停止時間)と、外気温及び/又はエンジン水温とに基いて、触媒温度を推定するものであってもよい。この触媒温度の検出により、当該触媒を目標温度まで確実に昇温させることができる。なお、予熱開始後の触媒温度は、バッテリ等のエネルギー消費量に基いて、或いは予熱時間に基いて求めることもできる。 As the catalyst temperature detecting means, a thermocouple that directly measures the temperature of the catalyst can be employed, or, for example, an elapsed time after starting the engine (engine operating time) or after the engine is stopped. The catalyst temperature may be estimated based on the elapsed time (engine stop time) and the outside air temperature and / or the engine water temperature. By detecting the catalyst temperature, it is possible to reliably raise the temperature of the catalyst to the target temperature. In addition, the catalyst temperature after the start of preheating can also be calculated | required based on energy consumption, such as a battery, or based on preheating time.
以上のように、本発明によれば、エンジン運転中に触媒の劣化状態を検出し、該触媒の劣化状態に応じて該触媒の目標温度を設定しておき、エンジンの始動が予測されたときに、触媒を上記目標温度となるように予熱するようにしたから、触媒の劣化に拘わらず、エンジンの低温始動時であっても、直ちに期する浄化性能を確保することができる。 As described above, according to the present invention, when the deterioration state of the catalyst is detected during engine operation, the target temperature of the catalyst is set according to the deterioration state of the catalyst, and the engine start is predicted. In addition, since the catalyst is preheated so as to reach the target temperature, it is possible to ensure immediate purification performance even when the engine is started at a low temperature regardless of the deterioration of the catalyst.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1において、符号1は車両のエンジン、2はその排気通路であり、この排気通路2に電気加熱式の排気ガス浄化用触媒3が設けられている。この触媒3はエンジン1の排気マニホールドに直結されており、車両の床下にはヒータなしの排気ガス浄化用触媒(三元触媒)が設けられている。なお、触媒3単独で車両の排気ガス浄化を賄うようにしてもよく、また、触媒3は必ずしも排気マニホールドに直結することは要しない。
In FIG. 1,
この実施形態の触媒3は、メタル担体に三元触媒を担持したものである。そのメタル担体の中心に配置した中心電極4とメタル担体の外周部に配置した外周電極5との間にバッテリ6から通電することにより、該触媒3をエンジン始動前に予熱する(加熱昇温させる)ことができるようになっている。従って、本実施形態の場合、メタル担体及び電極4,5が、バッテリ6からの通電によって触媒3を加熱する触媒ヒータ(加熱手段)を構成している。また、バッテリ6はエンジン1の始動に用いられる。
The
この触媒3には、触媒温度検出手段として熱電対7が取り付けられている。また、排気通路2における触媒3よりも上流側には、触媒3に流入する排気ガスの酸素濃度を検出する上流側酸素センサ8が設けられ、排気通路2における触媒3よりも下流側には、触媒3から流出する排気ガスの酸素濃度を検出する下流側酸素センサ9が設けられている。この両酸素センサ8,9により、エンジン運転中に触媒3で排気ガスの浄化に使用される単位時間当たりの酸素量を検出することができ、その酸素量少ないほど触媒3の劣化が進んでいると判定することができる。従って、両酸素センサ8,9は触媒劣化状態検出手段を構成する。
A
また、上記両酸素センサ8,9の少なくとも一方は、エンジン1の空燃比制御に利用され、その空燃比制御によって、触媒3に流入する排気ガスの酸素濃度を制御することにより、該触媒3に排気ガス浄化性能を効率良く発揮させることができる。本実施形態では、主として上流側酸素センサ8を空燃比制御に利用し、その空燃比制御をエンジン始動直後から精度良く行なうことができるように、この上流側酸素センサ8を電気ヒータ付きセンサとして、エンジン始動前に、当該センサ8を酸素濃度検出に最適な温度になるようにバッテリ6を利用して予熱するようにしている。
In addition, at least one of the
図1の符号11は触媒3及び酸素センサ8を予熱するためのマイクロコンピュータを利用した制御手段である。この制御手段11は、車両を運転する乗員の行動パターン学習/記憶部、タイマー、並びに各種の条件判定を行なって触媒3及び酸素センサ8を予熱を制御する制御部(予熱制御手段)を備えている。この予熱制御のために、制御手段11には、上述の熱電対7、酸素センサ8,9からの検出信号が与えられる他、バッテリ6からの残容量信号、エンジン水温信号、乗員の車両に対する接近信号、車両の状態(運転席ドアの開閉、乗員の着座の有無等)に関する信号、エンジン始動信号等が与えられる。そうして、予熱制御部はバッテリ6から触媒ヒータへの通電量を制御する通電制御部12に制御信号を与える。なお、バッテリ6からヒータ付き酸素センサ8への通電回路の図示は省略している。
図2は乗員15が車両16に所定距離まで接近したか否かを検出する手段(エンジン始動予測手段)の説明図である。同図において、符号17は乗員15が携帯するリモートユニット、18は車両16に備えられた車載ユニットである。リモートユニット17には、第1コイルアンテナと送信器と制御回路とが設けられ、車載ユニット18には第2コイルアンテナと受信器と制御回路とが設けられている。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a means (engine start prediction means) for detecting whether or not the
すなわち、車載ユニット18の制御回路によって第2コイルアンテナから起動用電磁波が送信される。両ユニット17,18が所定距離内に接近したとき、換言すれば、乗員15が車両16に所定距離まで接近したときは、第1及び第2の両コイルアンテナ間で電磁誘導結合を生ずる。それに伴い、リモートユニット17では、第1コイルアンテナからの電流に基いて、その送信器から車載ユニット18に乗員15の接近を示す信号を送信する。車載ユニット18では、当該所定の信号を受信器で受信したとき、ドア解錠等の制御信号を出すとともに、上述の制御手段11に乗員接近信号を与える。
That is, the activation electromagnetic wave is transmitted from the second coil antenna by the control circuit of the in-
また、車載ユニット18には、上記所定距離、すなわち、上記第1コイルアンテナと第2コイルアンテナとが電磁誘導可能な距離を任意に設定する接近距離設定手段と、その距離設定に応じて第2コイルアンテナによる起動用電磁波の送信出力を変化させる出力可変回路とが設けられている。これにより、乗員は、車両16に対してどの程度接近したときにドアを解錠させ、また、後述の予熱を開始させるかという、上記所定距離を自身に適した距離に設定することができる。
Further, the in-
車両16には、運転席横のドア19の開閉を検出するドアスイッチ(図示省略)が設けられ、該ドアスイッチからのドア開閉信号が上記制御手段11に与えられる。
The
図3に示すように、運転席シート21には、乗員の着座を検出する荷重センサ22が設けられている。すなわち、フロアパネル23にシートブラケット24を介してベース部材25が取り付けられ、このベース部材25とシートスライドレール26との間に荷重センサ22が配置され、シートスライドレール26に運転席シート21が前後移動可能に支持されている。荷重センサ22からの検出信号は上記制御手段11に与えられる。制御手段11では、荷重センサ22によって所定値(例えば40kg)以上の荷重が検出されたとき、大人、すなわち、運転者が運転席シート21に着座したと判定する。
As shown in FIG. 3, the
次に行動パターン学習/記憶部について説明する。これは、乗員による車両16の運転履歴に基いて、該乗員の車両運転開始に関する行動パターンを時間に関連づけて学習し記憶する。特に、乗員が運転のために車両16に接近する時間(時刻)、該接近からドア19を開けるまでに要する最長の予定時間t1、該ドア開から運転席シート21に着座するまでに要する最長の予定時間t2、該着座からエンジン1を始動するまでに要する最長の予定時間t3を学習し記憶する。また、かかる行動パターンは、一般には例えば平日と休日とでは異なる、というように曜日によって異なり、或いは月や季節によって異なるのが通常であるから、暦に関連づけて学習して記憶する。
Next, the behavior pattern learning / storage unit will be described. This is based on the driving history of the
具体的には、行動パターン学習/記憶部には、乗員によってエンジン1が始動される都度、そのときの上記乗員接近信号、ドア開信号、乗員着座信号及びエンジン始動信号が制御手段11に入力された時刻が読み込まれる。乗員接近時間に関しては、暦上の条件が同じ日の接近時刻データが所定数得られたとき(例えば月曜日から金曜日までを平日としたときに、その平日の接近時刻データが5つ得られたとき)に、そのデータを平均化し、その平均された接近時刻に例えば前後10分程度の誤差(バラツキ)分を加えて、乗員接近時間(例えば午前7時30分〜午前7時50分)として記憶する。
Specifically, each time the
予定時間t1,t2,t3については、暦上の条件が同じ日の乗員接近からドア開、ドア開から乗員着座、及び乗員着座からエンジン始動各々の所要時間データが所定数得られたときに、そのデータを平均化し、その平均所要時間に余裕時間として例えば30秒程度を加算して、各々の最長の予定時間として記憶する。 As for scheduled times t1, t2, and t3, when a predetermined number of required time data is obtained for each of the calendar conditions that are the same on the same day when the passenger approaches, the door opens, the passenger opens from the door, and the engine starts from the passenger sitting, The data is averaged, and, for example, about 30 seconds is added to the average required time as an extra time, and stored as each longest scheduled time.
また、上記乗員接近時間、並びにドア開、乗員着座及びエンジン始動各々の最長の予定時間t1,t2,t3については、上記所定数のデータが得られる都度そのデータを平均化し、前回値とのずれ量を前回値に所定割合反映させて記憶を更新していく。 In addition, the occupant approach time and the longest scheduled times t1, t2, and t3 of the door opening, occupant seating, and engine start are averaged each time the predetermined number of data is obtained, and the deviation from the previous value is obtained. The memory is updated by reflecting the amount in the previous value by a predetermined ratio.
制御手段11の予熱制御部は、触媒3の劣化状態に応じた予熱目標温度の設定、乗員接近及びバッテリ残容量の情報に基づく当該予熱可否の決定、触媒初期温度に基づく予熱開始の遅延、ドア開、乗員着座及びエンジン始動の有無に基づく予熱昇温勾配の変更又は予熱の中止等の制御を行なう。以下、図4に示す制御フロー及び図5に示すタイムチャートを参照して具体的に説明する。
The preheating control unit of the control means 11 sets a preheating target temperature according to the deterioration state of the
図4において、スタート後のステップS1で乗員接近信号等の各種信号が読み込まれ、続くステップS2でエンジン運転中か否かが判定される。エンジン運転中であれば、続くステップS3で酸素センサ8,9の検出信号に基いて触媒の劣化状態が検出され、続くステップS4で触媒3の劣化状態に応じた予熱目標温度が設定される。本実施形態では、基本的には触媒3のライトオフ温度(排気ガス浄化率が50%になる触媒温度)を目標温度とする。すなわち、触媒3に検出可能な劣化を生じていないときは、当該触媒3のフレッシュ時のライトオフ温度が目標温度として設定され、劣化度合いが大きくなるほど当該目標温度は高めて設定される。但し、触媒3に劣化を生じている場合でも、目標温度の最高値は、フレッシュ時のライトオフ温度+50℃とされる(図5参照)。
In FIG. 4, various signals such as an occupant approach signal are read in step S <b> 1 after the start, and it is determined in subsequent step S <b> 2 whether the engine is operating. If the engine is operating, the deterioration state of the catalyst is detected based on the detection signals of the
ステップS2でエンジン運転中でないと判定されたときはステップS5に進み、リモートユニット17を携帯した乗員が車両16に接近したか、つまり、車載ユニット18から乗員接近信号が出たか否かが判定される。乗員接近信号が出たときは、続くステップS6でその接近信号が出た時刻が乗員行動パターン学習/記憶部に記憶されている乗員接近時間内の時刻か否かが判定される。乗員接近信号が乗員接近時間内に出ているときは、続くステップS7において、現時点のバッテリ残容量が所定値以下か否か、つまり、触媒3を予熱したときのバッテリ6の残容量でエンジン1の始動が可能か否かが判定される。
When it is determined in step S2 that the engine is not operating, the process proceeds to step S5, where it is determined whether the occupant carrying the
触媒予熱後もエンジン1の始動が可能であるときはステップS8に進み、触媒3の初期温度(予熱開始前の温度)Tが所定温度To以上になっているか否かが判定される。所定温度Toは、予熱目標温度に応じて変更され、例えば運転席横のドア19が開になった時点で到達していることが望まれる触媒温度が採用される。この場合、図5に示すように、触媒3に検出可能な劣化を生じているときの所定温度Toと、触媒3に劣化を生じているときの所定温度To'とは異なり、後者では前者よりも高めに設定される。もちろん、触媒3の予熱目標温度或いは劣化状態の程度に拘わらず、常温よりも高い特定の温度を所定温度Toとして設定するようにしてもよい。触媒初期温度Tが所定温度To(又はTo')未満であるときは、ステップS9に進んで触媒3及び酸素センサ8の予熱が開始される。このときの触媒3の昇温勾配は低めに設定されている。
When the
続くステップS10でドア19が開いたか否かが判定される。ドア19が開いていないときはステップS11に進んで、乗員接近(乗員接近信号が出た時刻。以下、同じ。)からドア開までの予定時間t1を経過しているか否かが判定される。この予定時間t1を経過してもドア19が開けられなかったときはステップS12に進んで触媒3及び酸素センサ8の予熱は中止される。一方、予定時間t1を経過するまでにドア19が開いたときはステップS13に進んで、バッテリ6からの触媒ヒータへの通電量を増大され、触媒3の昇温勾配が大きくなる(図5参照)。
In subsequent step S10, it is determined whether or not the
続くステップS14で乗員が運転席シート21に着座したか否かが判定される。未だ着座していないときはステップS15に進んで、ドア開から乗員着座までの予定時間t2を経過しているか否かが判定される。この予定時間t2を経過しても乗員が着座しなかったときはステップS12に進んで触媒3及び酸素センサ8の予熱は中止される。一方、予定時間t2を経過するまでに乗員が着座したときはステップS16に進んで、着座した乗員が大人か否か、すなわち、運転者か否かが判定される。大人でないときはステップS12に進んで触媒3及び酸素センサ8の予熱は中止され、大人であるときはステップS17に進んで、バッテリ6からの触媒ヒータへの通電量をさらに増大され、触媒3の昇温勾配がさらに大きくなる(図5参照)。
In a succeeding step S14, it is determined whether or not the occupant is seated on the driver's
続くステップS18ではエンジン1が始動されたか否かが判定される。エンジン1が未だ始動されていないときは、ステップS19に進んで、乗員着座からエンジン始動までの予定時間t3を経過しているか否かが判定される。この予定時間t3を経過してもエンジンが始動されなかったときはステップS12に進んで触媒3及び酸素センサ8の予熱は中止される。一方、予定時間t3を経過するまでにエンジン1が始動されたときはステップS20に進んで、熱電対6からの検出信号に基いて、触媒3が目標温度に達したか否かが判定され、目標温度に達するとステップS21に進んで触媒3及び酸素センサ8の予熱は終了される。
In a succeeding step S18, it is determined whether or not the
また、ステップS8において、触媒初期温度Tが所定温度To以上であると判定されたときはステップS22に進み、該触媒初期温度Tに応じて予熱開始遅延時間tdが設定される。遅延時間tdは触媒初期温度Tが高くなるほど長くなるように設定される。 Further, in step S8, the catalyst initial temperature T When it is determined to be equal to or greater than the predetermined temperature To process proceeds to step S22, the preheating start time delay t d in accordance with the catalyst initial temperature T is set. The delay time t d is set to be longer as the catalyst the initial temperature T rises.
続くステップS23では遅延時間tdが乗員接近から乗員着座までの予定時間t4(=t1+t2)未満か否かが判定される。td<t4であるときは、遅延時間tdを経過した後に触媒3及び酸素センサ8の予熱が開始され(ステップS24,S25)、しかる後にステップS14に進んで、乗員が着座したか否かが判定される。遅延時間tdが予定時間t4以上であるときは、遅延時間tdを経過した後に触媒3及び酸素センサ8の予熱が開始され(ステップS26,S27)、しかる後にステップS18に進んで、エンジン1が始動されたか否かが判定される。
In the subsequent step S23 the delay time t d is whether less than the expected time t4 from the occupant proximity to the occupant seated (= t1 + t2) is determined. When t d <
従って、乗員が乗員行動パターン学習/記憶部に記憶されている乗員接近時間内に車両16に接近したとき、バッテリ残容量が所定値以上であれば、原則として触媒3及び酸素センサ8の予熱が開始される。よって、触媒3の予熱を早めに開始することができ、触媒3をエンジン始動までに目標温度まで確実に昇温し、エンジン始動時から所期の排気ガス浄化率を得ることができる。また、酸素センサ8を予めセンシングに最適な温度にしておくことができ、空燃比制御によって触媒3を効率良く働かせる上で有利になる。一方、乗員が単に車両16に接近しただけでは、触媒3の予熱は開始されず、当該乗員の普段の行動パターンから、当該車両の運転が開始される可能性が高いと判断されるときのみに、触媒の予熱が開始されから、触媒が無駄に予熱されてしまうことが避けられる。
Therefore, when the occupant approaches the
また、触媒3の劣化状態に応じて目標温度が設定されるため、触媒3の劣化に拘わらず、エンジン始動時から所期の排気ガス浄化率を得る上で有利になる。さらに、バッテリ残容量が少ないときは触媒3の予熱が禁止されるため、エンジンの始動に支障を来さない。
Further, since the target temperature is set according to the deterioration state of the
また、予熱を開始しても、予定時間までにドア19が開けられないとき、予定時間までに乗員が運転席シート21に着座しないとき、或いは、予定時間までにエンジンが始動されないときは予熱が中止されるから、エネルギーロスを少なくする上で有利になる。特に、図5に示すように、ドア開、乗員着座と進むに従って触媒予熱のための昇温勾配が段階的に大きくされるから、途中で予熱を中止することになったときの、エネルギーロスを最小限に抑えることができる。
In addition, even when preheating is started, when the
また、触媒所期温度Tが所定温度To以上になっているときは、予熱の開始が遅らされるから、触媒3の予熱完了が早過ぎてエンジン始動時まで無駄に予熱状態を保持する事態を生ずることが避けられ、エネルギーロスを抑えることができる。
Further, when the desired catalyst temperature T is equal to or higher than the predetermined temperature To, the start of preheating is delayed, so that the preheating of the
なお、乗員がシートベルトを装着してからエンジン1を始動する場合は、乗員着座からシートベルト着用までの最長の予定時間を同様に乗員行動パターン学習/記憶手段に学習/記憶させ、この予定時間内にシートベルトの着用がなされないときに、触媒等の予熱を中止するようにしてもよい。
When starting the
また、乗員接近からドア開までの予定時間、乗員接近から乗員着座までの予定時間、乗員接近からシートベルト着用までの予定時間、乗員接近からエンジン始動までの予定時間を行動パターン記憶手段に記憶させ、各々の予定時間を過ぎても当該行動がなされないときに、触媒等の予熱を中止するようにしてもよい。 Also, the scheduled time from occupant approach to door opening, the scheduled time from occupant approach to occupant seating, the scheduled time from occupant approach to seat belt use, and the scheduled time from occupant approach to engine start are stored in the action pattern storage means. The preheating of the catalyst or the like may be stopped when the action is not taken after each scheduled time.
また、上記実施形態では酸素センサ8の予熱を触媒3の予熱と同時に開始するようにしたが、酸素センサ8の予熱を触媒3の予熱開始前に開始してもよく、或いは酸素センサ8の熱容量は触媒3に比べて小さいことから、触媒3の予熱開始後、エンジン始動前に酸素センサ8の予熱を開始するようにしてもよい。
In the above embodiment, preheating of the oxygen sensor 8 is started simultaneously with preheating of the
1 エンジン
2 排気通路
3 排気ガス浄化用触媒
6 バッテリ
7 熱電対(触媒温度検出手段)
8,9 酸素センサ(触媒劣化検出手段)
11 制御手段
DESCRIPTION OF
8,9 Oxygen sensor (catalyst deterioration detection means)
11 Control means
Claims (7)
上記触媒の劣化状態を検出するステップと、
上記触媒の劣化状態に応じて該触媒の目標温度を設定するステップと、
上記エンジンの始動を予測するステップと、
上記エンジンの始動が予測されたときに、上記触媒が上記目標温度となるように上記触媒の予熱を開始するステップとを備えていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒予熱方法。 A method for preheating an exhaust gas purifying catalyst provided in an exhaust passage of an engine,
Detecting a deterioration state of the catalyst;
Setting a target temperature of the catalyst according to the deterioration state of the catalyst;
Predicting the start of the engine;
A catalyst preheating method for purifying exhaust gas, comprising the step of starting preheating of the catalyst so that the catalyst reaches the target temperature when the start of the engine is predicted.
上記排気通路における上記触媒よりも上流側又は下流側に排気ガスの酸素濃度を検出する酸素センサが設けられていて、
上記エンジンの始動が予測されたときに、上記触媒の予熱開始前、又は該予熱開始と同時に、又は該予熱開始後に、上記酸素センサの予熱を開始するステップを備えていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒予熱方法。 In claim 1,
An oxygen sensor for detecting the oxygen concentration of the exhaust gas is provided upstream or downstream of the catalyst in the exhaust passage,
Exhaust gas comprising a step of starting preheating of the oxygen sensor before the start of preheating of the catalyst, simultaneously with the start of preheating, or after the start of preheating when the start of the engine is predicted. Catalyst preheating method for gas purification.
上記エンジンは車両駆動用エンジンであり、
当該車両に当該車両を運転する乗員が所定距離まで接近したときに、上記エンジンの始動が予測されたとして、上記触媒の予熱を開始することを特徴とする排気ガス浄化用触媒予熱方法。 In claim 1 or claim 2,
The engine is a vehicle driving engine,
A catalyst preheating method for exhaust gas purification, wherein when the occupant driving the vehicle approaches the vehicle up to a predetermined distance, the start of the engine is predicted and the catalyst is preheated.
当該車両に上記乗員が所定距離まで接近した時点から当該車両のドアが開くまでの時間が所定時間以上であるときに、上記触媒の予熱を中止することを特徴とする排気ガス浄化用触媒予熱方法。 In claim 3,
The catalyst preheating method for exhaust gas purification, wherein the catalyst preheating is stopped when the time from when the occupant approaches the vehicle to a predetermined distance until the door of the vehicle opens is a predetermined time or more. .
上記エンジンの始動が予測された時点において、上記触媒の温度が所定温度以上であるときには、上記触媒の予熱開始を遅らせることを特徴とする排気ガス浄化用触媒予熱方法。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
A catalyst preheating method for exhaust gas purification, comprising delaying the start of preheating of the catalyst when the temperature of the catalyst is equal to or higher than a predetermined temperature at the time when the start of the engine is predicted.
上記エンジンを始動するための電力を供給するバッテリを備え、
上記エンジンの始動が予測された時点において、上記バッテリの残容量が所定値以下のときには、上記バッテリの電力による上記触媒の予熱を禁止することを特徴とする排気ガス浄化用触媒予熱方法。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
A battery for supplying electric power for starting the engine;
A catalyst preheating method for purifying exhaust gas, wherein when the remaining capacity of the battery is equal to or less than a predetermined value when the start of the engine is predicted, preheating of the catalyst with the power of the battery is prohibited.
上記触媒の温度を測定又は推定することによって該触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
上記触媒の劣化状態を検出する触媒劣化状態検出手段と、
上記触媒劣化状態検出手段によって検出された上記触媒の劣化状態に応じて上記触媒の目標温度を設定する手段と、
上記エンジンの始動を予測する手段と、
上記エンジンの始動が予測されたときに上記触媒加熱手段を作動させて上記触媒の昇温を開始し、上記触媒温度検出手段によって検出される温度に基いて、上記触媒を上記目標温度になるように昇温させる触媒予熱制御手段とを備えていることを特徴とする排気ガス浄化用触媒の予熱装置。 Catalyst heating means for heating the exhaust gas purifying catalyst of the engine;
Catalyst temperature detecting means for detecting the temperature of the catalyst by measuring or estimating the temperature of the catalyst;
Catalyst deterioration state detecting means for detecting the deterioration state of the catalyst;
Means for setting a target temperature of the catalyst according to the deterioration state of the catalyst detected by the catalyst deterioration state detection means;
Means for predicting the start of the engine;
When the start of the engine is predicted, the catalyst heating means is operated to start raising the temperature of the catalyst so that the catalyst is brought to the target temperature based on the temperature detected by the catalyst temperature detecting means. And a catalyst preheating control means for raising the temperature of the exhaust gas purification catalyst.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006155867A JP2007321718A (en) | 2006-06-05 | 2006-06-05 | Exhaust emission control catalyst preheating method and its device |
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| JP2007321718A true JP2007321718A (en) | 2007-12-13 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8789359B2 (en) | 2010-04-01 | 2014-07-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifying system of an internal combustion engine |
-
2006
- 2006-06-05 JP JP2006155867A patent/JP2007321718A/en active Pending
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