JPH0119046B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、エンジンの排気ガスを触媒によつ
て浄化するとき、触媒がたとえば劣化温度以上に
過熱することを防止するエンジンの触媒過熱防止
装置に関する。

（従来技術） 上述のエンジンの触媒過熱防止装置は特開昭54
−9319号公報によつて公開されているが、この装
置は触媒の温度上昇変化の勾配を検知して、この
勾配が設定値以上であるとき、二次空気の供給量
を減少させて、触媒での未燃焼排気ガスの酸化を
減少させて過熱することを防止する装置である。

しかし、この装置の場合、温度上昇の変化の勾
配を温度上昇分布の全域に渡つて一律の設定値で
チエツクするので、触媒の温度が低温であるとき
でも作用し、以下の欠点を有する。

すなわち、触媒の反応温度は約400℃〜700℃で
あつて、400℃未満では有効な浄化作用が得られ
ない。

たとえばエンジンを長時間停止した状態で始動
する場合、触媒は外気温度とほぼ同一であるため
低温であり、そのために早期に反応温度範囲に触
媒の温度を上げる必要があり、エンジンを急速回
転させて温度上昇を図る。

しかし、前述の従来装置では、低温時でも温度
急上昇を検知すれば、過熱防止装置が働いて、二
次空気の供給が減少させられるため、触媒の温度
が反応温度範囲まで上昇するのに長時間を必要と
し、その間有効な排気浄化が行なわれない欠点を
有する。

（発明の目的） この発明の目的は、触媒の温度上昇率を監視し
て触媒の過熱を防止するとともに、触媒の温度が
低いときは温度の上昇率が設定値以上でも過熱防
止の装置による弊害を防止して、触媒の温度を速
やかに反応温度に上昇させることのできるエンジ
ンの触媒過熱防止装置の提供にある。

（発明の構成） この発明は、温度センサおよび温度上昇率検知
手段の出力を受け、触媒の温度が低い時は温度上
昇率が設定値以上でも触媒温度抑制装置の作動を
制限手段で制限したエンジンの触媒過熱防止装置
であることを特徴とする。

（発明の効果） この発明によれば、温度上昇率検知手段で検知
した触媒の温度上昇率が設定値以上のとき、作動
信号発生手段で触媒温度抑制装置を作動させて触
媒が必要以上に過熱することを防止するので、上
述の設定値をたとえば触媒反応温度の最高温度ま
たは許容最高温度に対応する値にすれば触媒の過
熱による劣化を末然に防止することができる。

さらに触媒の温度が低いときは温度上昇率が設
定値以上でも触媒温度抑制装置の作動を制限手段
で制限するので、触媒が外気温度とほぼ同一に冷
えているときに、エンジンを急速回転させること
によつて触媒の温度上昇率が急激に大きくなつて
も、これを抑制することがなく、そのために早期
に触媒の温度を低い温度から反応温度範囲に上昇
させることができて、有効な浄化作用を得ること
ができる。

（実施例） この発明の実施例を以下図面に基づいて詳述す
る。

第１図はこの発明の構成を示し、温度センサ１
はエンジンの排気通路に配設されて排気を浄化す
る触媒の温度を検知して、その温度に対応した信
号を出力する。温度上昇率検知手段２は温度セン
サ１の出力信号を受けて触媒の温度上昇率を検知
し、たとえば上述の温度センサ１の出力信号を微
分回路で微分して温度上昇率に対応した微分信号
を出力する。

作動信号発生手段３は触媒の温度上昇率が設定
値以上のとき、後述する触媒温度抑御装置を作動
させる信号を発生し、温度上昇率を前述例の微分
信号のレベル高低で示したとき、上述の設定値は
スライスレベルの高さであつて、微分信号のレベ
ルが設定したスライスレベルより高いとき作動信
号を発生する。

制限手段４は温度センサ１の出力を受け、触媒
の温度が低い程後述の触媒温度抑制装置の作動を
制限し、この制限は作動信号の時間幅の制限ある
いは作動信号の出力禁止も含まれる。

触媒温度抑制装置５は触媒の温度上昇を抑制
し、この抑制はたとえばエンジンの排気通路に供
給する二次空気の供給量を減少またはカツトさせ
る方法、あるいはエンジンに供給する燃料の噴射
量を増加することにより、燃焼効率を低下させて
燃焼温度を下げる方法が含まれる。

このように構成したこの発明のエンジンの触媒
過熱防止装置は温度上昇率検知手段２が触媒の温
度上昇率を検知し、作動信号発生手段３が設定値
以上の温度上昇率を検知すれば、触媒温度抑制装
置５を作動させる作動信号を発生する。

このとき触媒自体の温度が低い範囲では制限手
段４で作動信号が制限されて触媒温度抑制装置５
の抑制が制限されて温度の上昇を保持し、触媒自
体の温度が高い範囲では触媒の温度上昇を抑制し
てその過熱を末然に防止する。

つぎにこの発明の具体的な実施例を第２図に基
づいて説明する。

エンジン６の吸気通路７には、エヤフローメー
タ８、スロツトルバルブ９、電磁弁からなる燃料
噴射弁１０が設けられ、また排気通路１１には排
気を浄化する触媒１２が結合されている。

基本噴射量演算回路１３はエンジン回転数セン
サ１４からの単位時間当りのエンジン回転数に対
応する信号と、エヤフローメータ８からの吸入空
気量に対応する信号とによつてエンジン１回転当
りの燃料の基本噴射量を演算し、この噴射量に対
応する信号を出力する。

噴射パルス発生回路１５は入力された燃料噴射
量に対応する信号を、燃料を間欠的に噴射させる
ためのパルスを出力し、またこのパルス幅は燃料
噴射量が多いときは長く、少ないときは短かく対
応させて出力し、このパルス出力で燃料噴射弁１
０を駆動制御する。

増量信号発生回路１６および補正回路１７は触
媒温度抑制装置５の一例を示し、この実施例では
触媒１２の温度抑制はエンジン６に供給する燃料
の噴射量を増加し燃焼効率を低下させて燃焼温度
を下げる手段を用いる。

前述の増量信号発生回路１６は入力される作動
信号に基づいて、燃焼効率を低下させるに必要な
燃料の増加量に対応する増加信号を出力し、補正
回路１７は前段の基本噴射量演算回路１３から出
力される基本噴射量に上述の増量信号に基づく増
加量を加算し、基本噴射量を補正した信号を出力
する。なお増量信号発生回路１６に作動信号が入
力されていないときは基本噴射量に対応した信号
を出力する。

前述の触媒１２には、触媒１２の温度を検知し
てその温度に対応する信号を出力する温度センサ
１が配設され、この温度センサ１はたとえば温度
が上昇すると抵抗値が減少するサーミスタ素子で
構成されるようなものが使用され、温度に対応し
た電圧信号を出力する。

第１設定電圧発生回路１８は触媒１２に許容さ
れる最高温度に対応する電圧値、たとえば触媒１
２の劣化温度（約900度Ｃ）に対応する電圧値を
設定し、第１比較回路１９は温度センサ１の信号
と設定電圧値とを比較して、触度１２の温度が許
容最高温度を越えるとき作動信号として“Ｈ”レ
ベルの信号を出力する。

微分回路２０は温度上昇率検知手段２の一例を
示し、また第２設定電圧発生回路２１および第２
比較回路２２は作動信号発生手段３の一例を示
し、電圧補正回路２３は制限手段４の一例を示
す。

前述の微分回路２０は温度センサ１の信号を微
分して信号を出力するが、この信号は温度上昇が
弛やかであるとき、微分出力は小さく、温度上昇
が急激であれば微分出力が大きいので、この微分
信号の出力の大小によつて触媒１２の温度上昇率
を検知することができる。

第２設定電圧発生回路２１は、触媒１２の許容
最高温度たとえば700度Ｃとして、これ以下の近
傍温度であつて、現状の温度上昇率で触媒１２の
温度が上昇すれば、短時間で許容最高温度を越え
るであろうと予測する温度上昇率を電圧値に変換
して決定した電圧値が設定され、電圧補正回路２
３は入力される温度センサ１の信号に基づいて触
媒１２の温度が低い程、前段の発生回路２１の設
定電圧値を大きく補正して、その設定値を補正す
る。

微分回路２０は温度センサ１の出力信号を、温
度上昇率を出力レベルの高低で対応させた微分信
号で出力し、第２比較回路２２はこの微分信号
と、電圧補正回路２３から出力される補正された
電圧値をスライスレベルとして比較し、微分信号
の方が大きいときは作動信号として“Ｈ”レベル
の信号を出力する。

前述の第１および第２の比較回路１８，２２の
出力はオアーゲート２４を介して出力され、警報
器２５はたとえばランプによつて構成されて触媒
１２の過熱をドライバーに警報する。

このように構成した触媒感熱防止装置の動作を
説明する。

たとえばエンジン６が長時間停止されていた状
態では触媒１２自体も外気温とほぼ等しい低温で
あり、エンジン６を始動し、しかも急速回転を行
なうと、温度センサ１は急激な温度上昇を示す信
号を出力し、微分回路２０は大きな温度上昇率に
対応する微分信号を出力する。

一方、電圧補正回路２３に入力される温度セン
サ１の信号は急激な温度変化であるも、その温度
変化は低温領域であるため、電圧値は大きく補正
される。

その結果、第２比較回路２２では大きく補正さ
れた電圧値と、微分回路２０の微分信号とが比較
されることになり、この大きく補正された電圧値
より微分信号が小さいとき、比較回路２２からの
作動信号が出力されないので、触媒温度抑制装置
５は作動されず、触媒１２は急激な温度上昇によ
つて早期に反応温度領域に入ることができる。

触媒１２の温度上昇に伴なつて、電圧補正回路
２３は電圧値を、第２設定電圧発生回路２１で設
定した値に近ずく方向（小さい値）に補正し、こ
の補正した電圧値で、微分回路２０から温度上昇
率に対応した微分信号と上昇変化の都度比較され
る。

上述の微分信号の出力が補正された電圧値より
大きくなると、この状態で継続してエンジン６を
駆動すれば触媒１２が過熱すると判定され、第２
比較回路２２より作動信号が出力されて、この出
力で警報器２５を駆動してドライバーに触媒過熱
を警報するとともに、増量信号発生回路１６を駆
動する。

上述の増量信号発生回路１６は増量信号を出力
し、補正回路１７は基本噴射量演算回路１３から
入力される基本噴射量に対応する信号を噴射量が
濃くなるように補正し、この補正した信号を噴射
パルス発生回路１５に出力する。

噴射パルス発生回路１５は基本噴射量時のパル
ス幅より噴射量を増量した分パルス幅を長くして
燃料噴射弁１０を制御する。

これによつてエンジン６には燃料の濃い混合気
が供給され、そのために燃焼効率が低下し、触媒
１２の温度抑制が行なわれてその過熱が防止され
る。

触媒１２の温度抑制によりその温度上昇率が小
さくなり、あるいは横ばいになると微分回路２０
の微分信号は小さく、あるいはなくなるので、第
２比較回路２２からの作動信号の出力は停止され
る。

その結果、増量信号発生回路１６は駆動を停止
し、噴射パルス発生回路１５は基本噴射量のパル
ス幅で燃料噴射弁１０を制御することになる。

触媒１２の温度が高温領域であつて、その温度
上昇率が電圧補正回路２３から出力される電圧値
よりも小さい値であるとき、触媒１２が劣化温度
に達することがある。

この場合、第１比較回路１９が第１設定電圧発
生回路１８に設定された電圧値と温度センサ１の
信号とを比較することによつて監視し得、触媒１
２が劣化温度に達すると、この第１比較回路１９
より作動信号が出力され、前述の第２比較回路２
２の作動信号の場合と同様に、触媒１２の温度抑
制が行なわれて、その過熱が防止される。

なお上記実施例においては、触媒温度抑制装置
として、エンジンに供給する燃料を増量するもの
について述べたが、これに換えて排気系に供給す
る２次空気を減少するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図はこの
発明の機能を示す構成ブロツク図である、第２図
はエンジンの触媒温度抑制装置の構成ブロツク図
である。 １……温度センサ、２……温度上昇率検知手
段、３……作動信号発生手段、４……制限手段、
５……触媒温度抑制装置、６……エンジン、１１
……排気通路、１２……触媒、１６……増量信号
発生回路、１７……補正回路、２０……微分回
路、２１……第２設定電圧発生回路、２２……第
２比較回路、２３……電圧補正回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの排気通路に配設され排気を浄化す
   る触媒と、 この触媒の温度を検出する温度センサと、前記
   触媒の温度上昇を抑制する触媒温度抑制装置と、 前記温度センサの出力を受け、触媒の温度上昇
   率を検知する温度上昇率検知手段と、上記温度上
   昇率が設定値以上のとき、触媒温度抑制装置を作
   動させる作動信号発生手段と、 前記温度センサおよび温度上昇率検知手段の出
   力を受け、前記触媒の温度が低い時は温度上昇率
   が設定値以上でも上記触媒温度抑制装置の作動を
   制限する制限手段とを備えたことを特徴とする エンジン触媒過熱防止装置。