JPS6027805B2 - 内燃機関の触媒過熱防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は触媒を装着した内燃機関においてその温度上昇
の割合が設定値以上に達したとき二次空気の供給を停止
させて触媒の過熱を防止するようにした装置に関するも
のである。

従来、排気ガス浄化のため触媒を装着し排気系に二次空
気を供給する装置を装着した車薪において、機会は少な
いがバッテリ電圧の低下、点火系等の不具合によるある
気筒の矢火、あるいはハーネス系の接触不良等の不具合
により、多量の未燃焼燃料が触媒に送られるため触媒が
過熱することがある。

したがってこれを防止するため、ドライバーに警告する
意味で触媒の温度を検出しウオーニングランプを点灯す
るように構成されている。しかしながら、触媒の温度が
異常に上昇しウオーニングランプが点灯してドライバー
に警告した場合でも、実際触媒過熱を防止する方法はド
ライバーの判断にまかせており、例えば走行パターンを
変える、あるいは一時的に車廟を停止する等の対策がと
らなければならないが、ドライバーが無視したり気付か
なかった場合には触媒の温度がさらに上昇し触媒を損焼
するなどの危険を生じる欠点がある。また、このような
触媒過熱を自動的に防止する構成として、例えば、実開
昭４９−１２７６１ｙ号公報および実開昭４９−１４７
４１６号公報に示されるように、触媒温度を検出してそ
の温度が設定温度以上になると２次空気の供給を停止、
または減少させるようにしたものである。

しかしながら、設定温度が一つの構成の場合、触媒温度
のオーバーシュートによる触媒劣化を招くという欠点が
あり、また、２段階以上の設定温度で２次空気の流量を
順次制御すると、その設定により触媒温度のオーバーシ
ュートは防止できるが、その制御のための装置が増えて
複雑かつ高価になるという欠点がある。

タ そこで、本発明では、上記点に鑑み、ドライバ−の
判断によらず自動的に触媒過熱を防止できるようにし、
かつ、２段階以上の設定温度を与えなくとも触媒過熱に
よる触媒劣化を確実に防止できるようにした内燃機関の
触媒過熱防止装置を提供することを目的とする。

そのため、本発明においては、排気ガスを浄化するため
の触媒、および排気系に二次空気を供給する二次空気供
給装置を備えた内燃機関において、前記触媒の温度に応
じた検出信号を発生する温度検出器と、この温度検出器
の検出信号により前記触媒の温度上昇変化を検出し、そ
の変化割合が設定値以上であると判定信号を発生すると
ともに前記触媒温度が所定温度まで低下するまで判定信
号を保持する判定手段と、この判定手段よりの判定信号
により前記二次空気供給装置における二次空気の供給量
を減少させる手段とを備え、触媒温度の上昇割合より触
媒の異常過熱を事前に予知して確実に触媒劣化を防止す
るようにしたものである。

以下本発明を図面に示す一実施例について説明する。

全体構成を模式的に示す第１図において、１は内燃機関
本体、２は吸気マニホルド、３は排気マニホルド、４は
ェアクリーナ、５は排気ガスを浄化するための三元触媒
である。二次空気供給装置は、ヱアポンプ６、ダイアフ
ラム弁７、３方向切換電磁弁８、および細矢線で示す管
路より周知の構成である。

この二次空気供給装置は、３方向電磁弁が通電されてな
い状態において、ェァポンプ６に発生した圧縮空気を排
気マニホルド３の排気ボート３ａに供聯合する。９は触
媒５の温度を検出するべく触媒５に装着した温度検出器
で温度が上昇すると抵抗値が小さくなるサーミスタ素子
を使用している。

１０は温度検出器９の検出信号より触媒５の温度上昇変
化の勾配を検出し、その勾配が設定値以上のとき判定信
号を発生する判定回路である。

１１は判定回路１０の判定信号を受けて前記電磁弁８に
通電を行う電磁弁駆動回路である。

１２は判定回路１０の判定信号を受けて警報作動する警
報回路である。

次に本発明の主要部の回路結線図を第２図に示し、その
構成および作動を説明する。

温度検出器９はサーミスタＴＨより構成してある。判定
回路１０はコンパレータＱ，，抵抗Ｒ，〜Ｒ７，トラン
ジスタＴｒ，，ダイオードＤ．，およびコンデンサＣ，
より構成してある。電磁弁駆動回路１１は抵抗Ｒ８〜Ｒ
，ｏ，およびトランジスタＴｒ２〜Ｔｒ４より構成して
ある。３方向切換電磁弁８はトランジスタＴｒ４にて通
電が断続されるソレノィドＬを有している。

そして、サーミスタＴＨと抵抗戊，との分圧比をヱミッ
タホロワトランジスタＴｒ．で受けることにより、トラ
ンジスタＴｒ，のェミッタの電位は機関に装着した触媒
の温度が上昇するに従って下がる。

コンパレータＱ，の反転入力端子は抵抗Ｒ３を介してト
ランジスタＴｒ，のェミツタの電位が直接入力され、非
反転入力端子はトランジスタＴｒ，のェミッタ電位に対
し抵抗Ｒ４とＲ５で設定される電位だけ低い電位が入力
される。さらに非反転入力端子側はコンヂンサＣ．の遅
れ要素が接続されている。いま、触媒温度が平常である
と、トランジスタＴｒ，のェミッタ電位が一定電圧の場
合にはコンパレータＱ，の出力は、反転入力端子の電位
が非反転入力端子より高いため“０”電位であってトラ
ンジスタＴて２，Ｔｒ３，Ｔｒ４はオフしている。

ところが、次に触媒の温度が急上昇した場合、トランジ
スタＴｒ，のェミッタ電位は急激に下るが、コンパレー
タＱ．の非反転入力端子と反転端子の電位間には非反転
入力端子に抵抗Ｒ４とコンデンサＣ，で決定される遅れ
要素が設けてあるため、ある点で電位が逆転しコンパレ
ータＱ，の出力が“１”レベルとなりトランジスタＴｒ
２，Ｔｒ３，Ｔｒ４はオンする。これにより、ソレノィ
ドＬが通電されて３方向切換電磁弁８は、ダイアフラム
弁７に吸気管員圧を供給するのを停止して、大気圧関方
に切換え、よって排気ボート３ａへの二次空気の供給を
停止する。二次空気の供聯合が停止されたことにより触
媒内での酸化作用は純化するので触媒の過熱を防止する
ことができる。一方、コンパレータＱ，の出力が“１”
になった場合、ダイオードＤ，，抵抗Ｒ６を介して非反
転入力端子の電位を持ち上げ、触媒の温度上昇がストッ
プしても出力“１”を持続し、触媒の温度が下がりある
温度に達するとコンパレータＱ，の出力は“０”になる
。

ここで、触媒の異常過熱を予知するための温度上昇変化
割合の設定は抵抗Ｒ４とＲ５で決定されるオフセット量
とコンデンサＣ，で決定される遅れ要素とにより設定で
き、また正規の状態にもどる温度は抵抗Ｒ６によって設
定可能で種々の機関に対して任意に設定できる。

以上述べた実施例では二次空気供給停止手段として電磁
弁を使用したが、ェアポンプを停止する回路等用いても
同じ効果を得ることができる。

以上のように本発明装置においては、触媒の温度上昇変
化の割合が設定値以上になると二次空気供給装置の二次
空気供給量を減少する構成としたから、２段階以上の設
定温度を与えなくとも触媒が異常過熱される前に機関の
異常を検知でき、筋単な構成にて触媒過熱による触媒劣
化を確実に防止することができるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を複式的に示す全体構成
図、第２図は第１図中主要部の詳細を示す電気結線図で
ある。 １・・・内燃機関本体、３・・・排気マニホルド、５・
・・触媒、６，７・・・二次空気供Ｖ給装置を構成する
ェアポンプとダイアフラム弁、８・・・二次空気の供給
停止手段を礎成する３方向切換電磁弁、９・・・温度検
出器、１０・・・判定回路。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 排気ガスを浄化するための触媒、および排気系に二
   次空気を供給する二次空気供給装置を備えた内燃機間に
   おいて、前記触媒の温度に応じた検出信号を発生する温
   度検出器と、この温度検出器の検出信号より前記触媒の
   温度上昇変化を検出し、その変化割合が設定値以上であ
   ると判定信号を発生すると共もに前記触媒温度が所定温
   度まで低下するまで判定信号を保持する判定手段と、こ
   の判定手段よりの判定信号により前記二次空気供給装置
   における二次空気の供給量を減少させる手段とを備える
   ことを特徴とする内燃機関の触媒過熱防止装置。