JPS59188020A - エンジンの触媒過熱防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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って浄化す
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５４−９３
１９号公報によっ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０ 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って一律の設定値でチェックするの
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°Ｃ〜７００°Ｃ
であって、’４００″Ｃ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
行なオつ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′ＩＮ度が低いときは
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０ （発明の構成） この発明は、触媒の温度が低い程触媒湿度抑制装置の作
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未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
よって触媒の温度上昇率が急激に大きくなっても、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制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冒低で示
したとき、上述の設定値はスライスレベルの高さであっ
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ットさせる方法、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６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未然に防止する
。

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ｅ９Ａ通路７には、エヤフローメータ８、
スロットルバルブ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１
２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７０−メータ８からの吸入空気量に対応する信号と
によってエンジン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１０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
抑制はエンジン乙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１２の劣化温度（
約９００度Ｏ）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８２比較回路２２は
作動信号発生手段乙の一例を示し、電圧補正回路２６は
制限手段４の一例を示す。

前述の微分回路２０は湿度センサ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って触
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っ
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２６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“
ａ　／／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
ばランプによって構成されて触媒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過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２ｏ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１嚇
度上昇によって早期に反応温度領域に入ることができる
。

触媒１２の温度上昇に伴なって、電圧補正回路２５は電
圧値を、第２設定ら圧兄生回跪２１で設定した値に灯ず
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２ｏが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方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、この出力で扮報器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は増量信号を出方し、補正
回路１７は基本噴射量演算回路１３がら入力される基本
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に出方す
る。

噴射パルス発生回路１５は基本噴射皿時のパルス幅より
噴射量を増量した分パルス幅を長くして燃料噴射弁１ｏ
を制御する。

これによってエンジン乙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
、あるいは横はいになると微分回路２゜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がらの
作動信号の出方は停止される。

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って、その温度上昇率が
電圧補正回路２６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が劣化湿度に達することがある。

この場合、第１比較回路１９が第を設定電圧発生回路１
８に設定された電圧値と温度センサ１の（ｉ４号とを比
較することによって監視し得、触媒１２が劣化湿度に達
すると、この第１比較回路１９より作動信号が出力され
、口ＩＪ辷の第２比較回跪２２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ック図である、 第２図はエンジンの触媒温度抑制装置の構成ブロック図
である。 １・・・温度センサ、２・・・温度上昇率検知手段、６
−・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、２６・・
・電圧補正回路代理人　弁理士　永　１）良　昭

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、ＨｉＪ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、前記触媒の温度が低い程上記触媒湿度抑制装置
   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。