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JP3262905B2 - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents

エンジンの排気浄化装置

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Publication number
JP3262905B2
JP3262905B2 JP17517393A JP17517393A JP3262905B2 JP 3262905 B2 JP3262905 B2 JP 3262905B2 JP 17517393 A JP17517393 A JP 17517393A JP 17517393 A JP17517393 A JP 17517393A JP 3262905 B2 JP3262905 B2 JP 3262905B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
engine
heating
exhaust gas
state
Prior art date
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Application number
JP17517393A
Other languages
English (en)
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JPH0734861A (ja
Inventor
浩市 寺田
正信 幸徳
覚 河添
哲洋 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP17517393A priority Critical patent/JP3262905B2/ja
Publication of JPH0734861A publication Critical patent/JPH0734861A/ja
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Publication of JP3262905B2 publication Critical patent/JP3262905B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンの排気浄化装置
に関し、特に強制的に加熱する機構を有した浄化装置の
エンジン始動時における排気浄化装置の劣化の防止に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】排ガスを浄化するための触媒は所定温度
に上昇しないと活性化されない。そのために、エンジン
の始動時における浄化装置の浄化能力を上げるために、
特にエンジンの始動時において触媒を強制的に加熱する
ようにした排気浄化装置が知られている(例えば、特開
平4−66715)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、冷間時には
エンジンの始動がうまく行かないことがある。始動がう
まく行かないと、排気系に大量の未燃焼ガスが排出され
る。また、冷間時に重質ガソリンを用いて走行したとき
にも排気系に大量の未燃焼ガソリンが排出される。
【0004】このような場合において、加熱装置が作動
して触媒が短時間のうちに活性化してしまうと、大量に
発生した未燃焼ガソリンがこの活性化した触媒に流入し
て、触媒内で異常反応が行なわれ、触媒が劣化してしま
う。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
欠点を解消するために提案されたもので、その目的は、
排ガス中に未燃焼成分が放出されても触媒のオーバヒー
ト状態が発生することのないエンジンの排気浄化装置を
提案するものである。かかる目的の本発明の構成は、図
1に示すように、エンジンの始動時に触媒を加熱する加
熱手段を具備する排気浄化装置において、排気ガス中の
未燃焼成分が比較的多い状態を検出する検出手段と、
記触媒が不活性状態で、且つ前記検出手段により検出さ
れた未燃焼成分が所定値以上のとき上記加熱手段によ
る加熱を禁止して前記触媒の不活性状態を維持する禁止
手段とを具備することを特徴とする。
【0006】ここで、排気ガス中の未燃焼成分が比較的
多い状態は、例えば、エンジン始動が不良であった場
合、トラクション制御が行なわれている場合、失火状態
が発生している場合等である。
【0007】
【実施例】以下、本願発明の実施例について添付図面を
参照しながら詳細に説明する。図2にエンジンの排気浄
化装置の全体構成が示されている。同図において、1は
エンジン本体、2は吸気通路、3は排気通路である。吸
気通路2には、その上流側から、エアクリーナ4、エア
フローセンサ5、スロットルバルブ6、サージタンク7
が順に設けられている。排気通路3には、主触媒として
の第1触媒8が設けられているとともに、該第1触媒8
の上流側に加熱手段を備えた第2触媒9が設けられてい
る。この第2触媒9には、その触媒温度を検出する温度
センサ11が設けられている。さらに、上記第2触媒9
の上流側にはフロントO2 センサ20が設けられ、第1
触媒8と第2触媒9との間にはリヤO2 センサ21が設
けられている。
【0008】また、上記エアクリーナ4におけるフィル
タ4aの下流部位から上記排気通路3におけるフロント
O2 センサ20と第2触媒9との間の部位に2次エア供
給通路12が延設されている。この2次エア供給通路1
2には、その上流側から、エアポンプ13、エアカット
バルブ14、チェックバルブ15が順に設けられてい
る。エアカットバルブ14の作動圧はエンジンの吸気負
圧であって、そのために、上記サージタンク7から上記
エアカットバルブ14に負圧取出通路16が延設され、
該負圧取出通路16に三方ソレノイドバルブ17が設け
られている。
【0009】本例の場合、2次エアは主として上記触媒
8,9の流入空燃比をフィードバック制御するために用
いられるものである。すなわち、三方ソレノイドバルブ
17の作動は、マイクロコンピュータを用いたコントロ
ールユニット18により、上記フロントO2 センサ20
を信号源として制御される。また、上記第2触媒9には
バッテリ19を電源とするヒー設けられており、
記コントロールユニット18によって通電が制御される
ようになされている。
【0010】エンジン制御コントローラ(ECU)18
はトラクションコントローラ(TRC)32に接続され
ている。このTRC32は、加速時などにおいて、車輪
のスリップ状態をモニタし、かかるスリップが発生しな
いように、エンジンコントローラ18に対してトルクダ
ウン信号を送り、例えば、点火時期を遅らせてエンジン
出力を低下せしめる。
【0011】上記第1及び第2の触媒8,9はいずれも
三元触媒である。第1触媒8は、白金、パラジウム及び
セリウムを触媒成分として含有する。第2触媒9は、白
金、パラジウム及びセリウムの他にバリウム及びジルコ
ニウムを触媒成分として含有する耐熱性が高い低温活性
触媒である。また、当該第1触媒8は、一体成形のコー
ディライト製モノリス担体に上記触媒成分がアルミナコ
ーティングされて形成されている。
【0012】第2触媒9は、図3に示すように、排気通
路3に介設された触媒容器22内に装填されていて、そ
の触媒担体が金属製であってヒータの電熱部23を構成
している。電熱部23は排気通路3の断面に置いて渦巻
き状に形成されていて、電熱部23における合い隣り合
う内外の巻部の間に絶縁層24が設けられている。即
ち、触媒容器22に内には互いに独立した2層の絶縁層
24,24が夫々渦巻き状に設けられていて、各々電極
25,26が取付けられ外周部から中心に巻き込まれた
電熱部23,23が中心部において連続している。
【0013】本実施例の、触媒に対する加熱制御におい
て、触媒加熱を行うべきでないときと判断されるのは、 :始動不良時。 :走行不良時。 :トラクションコントロール実行時。 である。図4のフローチャートはこの制御手順を示す。
【0014】ステップS2においてスタートキーが押さ
れたかを判断する。スタートが確認されたならば、ステ
ップS4において、エンジン水温Twを水温センサ30
から、空気温度TAをセンサ31から、触媒温度Tcをセ
ンサ11から入力する。ステップS6では、触媒9を加
熱するための通電を行なうべき条件が成立したかを調べ
る。ここで、通電は次の4つの条件が揃ったときに行な
われる。
【0015】 :冷却水温が相対的に低い、即ち−10°C<Tw<
35°C :外気温が相対的に低い、即ち、−10°C<TA<
40°C :触媒温度が低い、即ち、Tc<300°C :スタータ信号オン これらの条件が揃っていないときは、加熱が不要である
か、加熱をすべきでないときであるので、ステップS3
0に進んで、通電は行なわない。一方条件が揃ったとき
は、ステップS8で通電を開始する。但し、ステップS
10以下で通電を継続するかいなかを判断する。即ち、
ステップS10で、冷却水温Twとバッテリ19の出力
電圧VBの関数である閾値αをマップから読みだす。ス
テップS12では、スタータがオンされている時間をこ
の閾値αと比較する。もし、オンされていた時間が閾値
αを超えているときは、エンジンの始動が不良だったと
判断される。かかる場合はステップS22に進んで通電
を停止する。
【0016】図5は閾値αの特性を示す。水温Twが低
いほど、あるいはバッテリ19の出力電圧VBが低いほ
どエンジンの始動が劣化するから、ステップS12で始
動不良状態をより早く検知されるべきである。従って、
図5の特性は、水温Twが低いほど、あるいはバッテリ
19の出力電圧VBが低いほどαの値は小さくなってい
る。αの公称値は約4秒である。
【0017】ステップS22で通電を停止して、ステッ
プS24ではエンジンの暖機状態を調べる。暖機状態は
冷却水温度Twが80°Cをもって判断する。暖機状態
になければ、暖機状態になるまで通電の停止を継続す
る。そして、暖機状態になったならばステップS28に
おいてシステムをリセットする。ステップS12でエン
ジンの始動は正常だった場合(ステップS12でYE
S)を説明する。エンジンの始動が正常であっても、エ
ンジンが冷えている間に濃い未燃焼成分が触媒に流入す
ることは好ましくない。そこで、ステップS14で失火
状態の検出を開始する。本実施例においては、失火状態
のおそれの強い状態はクランク角度に基づいて判断する
か、又はトラクション制御がコントローラ32によって
なされていることをもって判断する。トラクション制御
が行なわれて、トルクダウン信号がECU18に送られ
ているときは、点火時期が遅延されているので未燃焼成
分が多く発生しているので、触媒9において異常燃焼の
おそれがある。
【0018】そこで、かかる未燃焼成分が多量に発生す
るおそれがあるときはステップS22において通電を停
止する。尚、ステップS18でNOと判断されたときは
異常燃焼のおそれがないのでステップS20に進んで通
電を継続し触媒の活性化を早める。以上説明したよう
に、この実施例によれば、未燃焼成分が多く発生したよ
うな場合でも、それを事前に検知して触媒への加熱を停
止するので触媒での異常燃焼が防止される。
【0019】尚、上記実施例では、未燃焼成分の検出
は、エンジン始動の不良、又は、失火状態の発生の検
出、又は、トラクション制御の実行をもって行なってい
るが、本発明の検出手段はこれらに限定されないことは
明らかである。
【0020】
【発明の効果】従って、本願発明のエンジンの排気浄化
装置によると、排ガス中に未燃焼成分が放出されても、
その状態を事前に検知し、かかる場合は加熱手段への通
電が禁止されて、触媒が不活性状態に置かれるので、触
媒のオーバヒート状態の発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクレーム対応図である。
【図2】本発明の実施例に係るエンジンの触媒制御シス
テムの全体を示す図である。
【図3】加熱装置を具備した触媒の断面図。
【図4】実施例の制御手順を示すフローチャート。
【図5】実施例の制御手順で用いられる閾値αの特性を
示すグラフ図。
フロントページの続き (72)発明者 田中 哲洋 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−31616(JP,A) 特開 昭49−1914(JP,A) 特開 平5−59936(JP,A) 特開 平4−171234(JP,A) 特開 昭48−92714(JP,A) 特公 昭47−23607(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/08 - 3/36 F02P 17/12

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの始動時に触媒を加熱する加熱
    手段を具備する排気浄化装置において、 排気ガス中の未燃焼成分が比較的多い状態を検出する検
    出手段と、前記触媒が不活性状態で、且つ前記 検出手段により検出
    された未燃焼成分が所定値以上のとき上記加熱手段に
    よる加熱を禁止して前記触媒の不活性状態を維持する禁
    止手段とを具備することを特徴とするエンジンの排気浄
    化装置。
  2. 【請求項2】 前記検出手段は、失火状態を検出したこ
    とをもって未燃焼成分が比較的多いと判定することを特
    徴とする請求項1記載のエンジンの排気浄化装置。
  3. 【請求項3】 前記検出手段は点火時期が所定値以上遅
    れていることをもって未燃焼成分が比較的多いと判定す
    ることを特徴とする請求項1記載のエンジンの排気浄化
    装置。
JP17517393A 1993-07-15 1993-07-15 エンジンの排気浄化装置 Expired - Fee Related JP3262905B2 (ja)

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