JPS62153569A - 内燃機関用触媒保護装置 - Google Patents

内燃機関用触媒保護装置

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JPS62153569A
JPS62153569A JP29286685A JP29286685A JPS62153569A JP S62153569 A JPS62153569 A JP S62153569A JP 29286685 A JP29286685 A JP 29286685A JP 29286685 A JP29286685 A JP 29286685A JP S62153569 A JPS62153569 A JP S62153569A
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JP
Japan
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temperature
control circuit
internal combustion
combustion engine
catalytic converter
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Masaru Nakano
勝 中野
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Mahle Filter Systems Japan Corp
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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

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】 この発明は、内燃機関用触媒保護装置1%にガスエンジ
ン用触媒コンバータの過熱保護装置に関連する。
従来の技術 都市ガスf液化石油ガス(LJ)G)を燃料として内f
3機関を作動し、温水製造や発電を行う設備装置の排気
管には2通常排気ガス浄化のため触媒コンバータが設け
られる。このような設備装置t′i、排気ガスモニタシ
ステムが設けられる。
ところで、内燃機関の運転中にミスファイヤが発生する
と天童の未燃焼混合ガスが触媒コンバータに流入し、こ
の混合ガスは、触媒コンバータで化学反応を生じ触媒コ
ンバータ内の温度が900℃以上に上昇する場合がある
。このような高温状態がそのまま放置されると、触媒の
寿命が著しく短縮化した9100σC以上で触媒が溶損
する欠陥が発生する。従って、このような欠陥の発生を
防止するため、触媒コンバータの出口温度が一定温度(
例えば900℃)を超えた場合、内燃機関を停止して触
媒コンバータの保護が図らnている。
そこで、未熔焼混合ガスの大賞9発生時に内燃機関の作
動全停止する方法として、5A在二通りの方法が一般的
に採用されている。その一方法は、触媒コンバータ内に
設けられた温度センサの警報出力に基いてリレーを作動
し内燃機関の電源を遮断する方法である。この方法では
、内燃機関の停止によシ吸気負圧が失われた時点で、燃
料ガスの流入を制御する開閉弁が自動閉弁する。しかし
、内燃機関は、電源を遮断した後も慣性で作動を継続す
供給する。従って、触媒コンバータで6に多量の反応熱
全発生し触媒温度が上昇する欠点が生ずるのである。
このような欠点を解消するため、別の方法、即ち温度セ
ンサ   ゛   の訃報出力に基いて燃料弁を閉鎖す
ると共に、弁閉鎖からタイマで計数して数秒後に内燃機
関の電源を遮断する方法がある。この方法では、燃料弁
閉鎖から内燃機関の電源遮断までのタイマ計数時間を残
留ガス容倉毎に調整しなければならない。更に、残留ガ
ス8蛍が大きい場合、内燃機関の電源遮断に達する迄に
納置分圧が低下し、その結果回灯ガス成分の少ないリー
ンな状態が発生する。リーンな状態では失火が増加し、
逆に触媒温度が上昇する欠点が生ずる。
本発明者の実験では、触媒コンバータの出口温度が約5
0(1’cに維持された正常運転状態で内燃機関の電源
を遮断した場合、触媒コンバータの温度は。
最高95(fCまで上昇した。又、燃料弁の閉鎖後一定
時間(約3秒)経過後に内#8機関の電源を遮断する実
験でも触媒コンバータの温度#′161)0℃以上に達
した。後者の実験では、燃料弁閉鎖で一時的に温度がや
や低下するがその後更に100〜15σC上昇し再び下
降することが判明した。
発明が解決しようとする問題点 上述の通#)、従来の内燃機関用触媒コンバータでは、
内燃機関の電源遮断後、触媒コンバータ内の温度が上昇
し、触媒コンバータを高温から充分に保−することがで
きなかった。
この発明は、上記欠点のない内燃機関用触媒保護装置を
提供すること全目的とする。
この発明の内燃機関用触媒保護装置は、触媒コンバータ
内の温度を検出する温度センサと、触媒コンバータ内の
ガス濃度全検出するガスセンサと。
上記温度センサ及びガスセンサに接続された入力端子を
有する制御回路と、該制御回路の一出力端子に接続され
た電磁制御燃料弁と、上記制御回路の他の出力端子に接
続ざnたイグニッション制御装置とを伽え、上記制御回
路#′i、上記温度センサが上記触媒コンバータ内の高
温限界レベル以上の媒コンバータ内で、可燃性成分の少
ない状態を検出しかつ上記温度センサが上記触媒コンバ
ータ内の高温限界レベル以上の温度を検出した時、上記
制御回路は、上記イグニッション制御回路に作動信号を
与えてイグニッション回路全非作動状態にすること全特
徴とする。
作    用 この発明では、燃料弁閉鎖後、触媒コンバータ内の温度
及びガス嬢度を検出する温度センサ及びガスセンサによ
って空燃比がリーンな状態で温度が高温限界レベル例え
ば90党以上の場合直ちに内燃機関の電源が遮断され、
コンバータ内の温度上昇が阻止おれる。燃料弁の閉鎖後
、高圧側燃料ガス圧力が低圧側ガス圧力に伝達される迄
、正常な混合比が保たれるので、この間はイグニッショ
ンが作動され内燃機関の運転が維持される。高圧側燃料
ガス圧力が低圧側圧力に接近すると、低圧側圧力が正常
圧力より低くなり、混合ガスがリーンになる。この状態
でコンバータ内が90σC以上の温度のと1に、イグニ
ッション回路を消勢し、内燃機関の回転を停止する。
実施例 以下この発明の実施例を図面について説明する。
第1図は、この発明による触媒保護装置の回路の略示図
である。制〜御回路30の各入力端子には。
温度センサ31.ガスセンサ32及び回転センサ33が
接続され、各出力端子にfi電磁制御燃料弁34及びイ
グニッション制御回路35が接続さnる。温度センサ3
1及びガスセンサ32は、それぞれ触媒コンバータの出
口部分及び入口部分に取付けられる。回転セ/す33I
/′i、内燃機関の回転数を検出する。ガスセンサ32
は、酸素センサテ触媒コンバータ内入口の酸素′1it
を測定することによう空気−未燃焼ガス混合比を検出す
る機能を有する。電磁制御燃料弁34は、コイル36の
通電によりソレノイド37が開弁位置に移動する。イグ
ニッション制御回路35は、制御回路30に接続された
ベースを有するトランジスタ38と、トランジスタ38
のコレクタに接続されたリレーコイル39と、リレーコ
イル390通電時オフとなる一対の接点40を有する。
接点40F!、m源のメインスイッチ41とイグニッシ
ョンプラグ42との間に接続されトランジスタ38のエ
ミッタは接地される。
第1図の制御回路30は、マイクロコンピュータで構成
することかでP、そのプログラマブル題に指令を与える
プログラムは、第2図に示される動作手順に従って決定
することができる。第2図では、温度センサ31によっ
てた媒コンバータ内の温度が測定され、高温限界レベル
以上の温度(90(J’C)か否か判断される(ステッ
プ51)o高温限界レベルに達しない場合は、スタート
50へ戻り。
高温限界レベル以上の温度のとさけ、クラッチ装置゛を
作動して負荷が解除される(ステップ52)Q次に燃料
供給を遮断するためコイル36の通電が停止されガス燃
料弁が閉弁される(ステップ53)。
次に温度センサ31によって触媒コンバータ内の温度が
低温限界レベル以上の温度(30党)か否か判断(ステ
ップ54 ) L、  この温度に達しないとき制御装
島″30はトランジスタ38のベースに作動信号を供給
して、トランジスタ38をオンとし。
リレーコイル39全村勢し、接点40に開離してイグニ
ッション回路を消勢する(ステラ755)。
しかし低温限界レベル以上の温度のときは、ガスセンサ
32によって触媒コンバータ内が可燃性ガス成分の少な
いリーンな状態か否か判断する(ステップ56)。ここ
でリーンな状態と判断したとき、温度センサ31によっ
て再び高温限界レベル以上の温度か否か判断される(ス
テップ57)。
このとき、高温限界レベル以上の温度と判断したとき、
制御回路30は、前記と同様にトランジスタ38のベー
スだ作動信号を供給してイグニッション回路を消勢する
(ステップ55)。
ステップ57で高温限界レベル以下の温度と判断したと
き、又はステップ56でリーンな状態でないと判断した
とき1回転センサ33によって内燃機関が停止したか否
か判断する(ステップ58)。
内燃機関が停止すれば、イグニッション;1F+1 #
回路35へ作動信号を与え、イグニッション回路を消勢
する(ステップ55)。しかし、ステップ58で内燃機
関が停止しないときは、ステップ54へ戻す、温度セン
サ31)Cよって低温限界レベル以上の温度か否か判断
される。
制御回路30の具体的論理回路は、第3図に示される。
温度センサ31の信号は、比較器60の一入力端子に供
給され、比較器60の個入力端子に印加さnる高温限界
レベル(90(7’C)の跡である電@61の電圧と比
較される。触媒コンバータ内の温度が高温限界レベル温
度90(]’C以上のときは。
比較器60の出力FiHレベルとなり増幅器62を通じ
てSCR6aのゲートにHレベル信号が印加され、5C
R63がオンとなる。従ってリレー64が作動し、接点
65が開離するのでソレノイド36が消勢し、電磁制御
ガス燃料弁37がオフとなる。
尚、スイッチ68は1手動で燃料弁37をオフにすると
き閉成される。SCR63は、コンバータ内の温度が9
00℃以下になってもオン状態を維持する。
温度センサ31の信号は、比較器70の一入力端子に供
給され、比較器70の個入力端子に印加される低温限界
レベルの表示である電源71の電圧と比較される。比較
器70は、コンバータ内の温度が温度センサ31によっ
て30元以下の信号が与えられたときLレベルの出力を
生じ、30党を越える信号が与えられたときHレベルの
出力を生ずる。従って、燃料弁37が閉鎖されたのち、
コンバータ内の温度が30孔に違しないときは1両反転
人力咋子を有するかのゲート69が出力を生じORゲー
トq2w’Aじてトランジスタ38をオントシイグニッ
ション回路が消勢する。
次にガスセンサ32は、コンバータ内がリーン状態のと
きLレベル出力を生ずる。氏ゲート76は、比較器70
の出カケ受け、リレー64のコイル′66のLレベル信
号を受けると共に、増幅器75を通じてガスセンサ32
の出力fr受けるので、ツ然料弁閉鎖後コンバーク内が
30元を越えリーフ状態のとき、ANDゲート77への
出力を発生する。ANDゲート77は、コンバータ内の
温度が9006G以上のとき比較器60が生ずる出力に
よって信号を生じ。
ORゲート72を通じてトランジスタ38をオンする。
回転センサ33の出力は、増幅器78からダイオード8
1.平滑用コンデンサ79と抵抗80を通り比較器82
に印加される。回転センサ33は。
内燃機関の停止時Lレベルとなり、比較器82け。
基準電源83と比較し、内fl!機関の停止状態を判断
する。比較器82は、内燃機関の停止時Lレベル出力を
生ずるので、ANDゲート76の出力を受けるANDゲ
ート84は、内燃機関が停止しコンバータ内の温度が9
0σC以下のとき出力を生じORゲート72を通じてト
ランジスタ38をオンする。
に[F]ゲート73は、燃料弁閉鎖後、;ンバータ内が
30σC以上でリーン状態でないとき、  ANDゲー
ト74に信号を送出する。、υのゲート74け、一方の
入力端子にに[F]ゲート73の信号を受け、他方の反
転入力端子には比較器82の出力を受ける。
従ッテ、AND ケ−) 74け、ニア7バ 、内が3
00’Ct−越え、リーン状態でなく内燃機関が停止し
たとき出力を生じORゲート72を通じてトランジスタ
38をオンする。要するに第3図の回路では、 AND
ゲ−)69,74.77又は84のいずれかがHレベル
になるまで燃料弁が閉鎖のまま内燃機関が稼動状態とな
る。
上記第1図では、マイクロコンピュータを使用する実施
例を示し、第3図は、論理回路の実施例?示すが、この
発明ではいずれの場合でも実旅できることは理解できよ
う。又、上記実施例では。
温度センサとして熱電対を使用し、ガスセンサとして酸
素センサ(チタニア式)?使用したが、他の検知素子全
使用することもできる。
発明の効果 この発明では、燃料弁の閉鎖後、触媒コンバータ内の温
度及びガス濃度を検出する温度センサ及びガスセンサに
よって、コンバータ内の状態を監視し、コンバータ内の
温度が一定温度を越えるときは直ちに内燃峻関の1′i
−動を停止することができ。
コンバータ内の温度上昇が阻止される。又、燃料弁の閉
鎖後、内燃機胸肉の高圧側整置ガス圧力が低圧側ガス圧
力に伝達されるまで正常ftm合比が保たれるので、こ
の間はイグニッション回路が作動し、内燃機関の運転が
維持される。従って、燃料弁閉弁後、内燃機関の稼動に
より、燃料を完全に燃焼させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明による内添機関用触媒保護装置の回
路図、第2図はこの装置の作動順序を示すフローチャー
トで、第3図は、この発明による装〃“の他の実施例を
示す回路図である。 30・・・制御回路、   31・・・温度センサ、 
 32・・・ガスセンサ、33・・・回転センサ、34
・・・電磁制御燃料弁。 35・・・イグニッション制御回路、  36・・・コ
イル。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)触媒コンバータ内の温度を検出する温度センサと
    、触媒コンバータ内のガス濃度を検出するガスセンサと
    、上記温度センサ及びガスセンサに接続された入力端子
    を有する制御回路と、該制御回路の一出力端子に接続さ
    れた電磁制御燃料弁と、上記制御回路の他の出力端子に
    接続されたイグニッション制御装置とを備え、上記制御
    回路は、上記温度センサが上記触媒コンバータ内の高温
    限界レベル以上の温度を検出したとき、上記電磁制御燃
    料弁に作動信号を送出して該燃料弁を閉鎖しその後、上
    記ガスセンサが上記触媒コンバータ内で可燃性成分の少
    ない状態を検出しかつ上記温度センサが上記触媒コンバ
    ータ内の高温限界レベル以上の温度を検出したとき、上
    記制御回路は、上記イグニッション制御回路に作動信号
    を与えてイグニッション回路を非作動状態にすることを
    特徴とする内燃機関用触媒保護装置。
  2. (2)上記制御回路は、上記燃料弁閉鎖後、上記温度セ
    ンサが上記触媒コンバータ内の低温限界レベル以下の温
    度を検出したとき、上記イグニッション制御回路に作動
    信号を与えてイグニッション回路を非作動状態にする特
    許請求の範囲第(1)項記載の内燃機関用触媒保護装置
  3. (3)上記制御装置の他の入力端子には、内燃機関の回
    転数を検出する回転センサが接続され、上記ガスセンサ
    が上記触媒コンバータ内で可燃性成分の少ない状態を検
    出し、上記温度センサが上記触媒コンバータ内の高温限
    界レベルに達しない温度を検出したときかつ上記回転セ
    ンサが内燃機関の停止を検出したとき、上記制御回路は
    、上記イグニッション制御回路に作動信号を与えて上記
    イグニッション回路を非作動状態にする特許請求の範囲
    第(1)項記載の内燃機関用触媒保護装置。
  4. (4)上記制御装置の他の入力端子には、内燃機関の回
    転数を検出する回転センサが接続され、上記ガスセンサ
    が上記触媒コンバータ内で可燃性成分の多い状態を検出
    したときかつ上記回転センサが上記内燃機関の停止を検
    出したとき、上記制御回路は、上記イグニッション制御
    回路に作動信号を与えて上記イグニッション回路を非作
    動状態にする特許請求の範囲第(1)項記載の内燃機関
    用触媒保護装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06129286A (ja) * 1992-09-18 1994-05-10 Kohler Co 内燃機関の混合気制御システム
US6840039B2 (en) 2001-12-14 2005-01-11 Hyndai Motor Company Exhaust manifold for improvement of purification efficiency and lifetime of a catalytic converter
CN111140419A (zh) * 2019-12-30 2020-05-12 潍柴动力股份有限公司 一种三元催化器的保护方法及装置

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CN111140419A (zh) * 2019-12-30 2020-05-12 潍柴动力股份有限公司 一种三元催化器的保护方法及装置

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