JPH06249072A

JPH06249072A - エンジンの燃料気化装置

Info

Publication number: JPH06249072A
Application number: JP5062696A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kimoto; 清治木本
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1994-09-06

Abstract

(57)【要約】【目的】エンジンの回転速度の変化に伴って、空気・
燃料の混合比が変動することを、無くす。【構成】メインノズル５の基端部に燃料の流量制御弁
１１を介して燃料供給管１２を接続する。この流量制御
弁１１を燃料供給量制御装置１３で流量制御操作可能に
構成する。この燃料供給量制御装置１３は、エンジンの
回転速度センサ１４の回転速度信号Ｎｏと、吸気路１５
の吸気負圧センサ１６の吸気負圧信号Ｐｂとから、燃料
供給量演算装置１７が、まず負荷Ｔｒの大きさを割り出
してから、次いで燃料供給量Ｑを演算し、上記流量制御
弁１１の流量制御用アクチェータ１８を調節操作するよ
うに構成する。これにより、各負荷において、エンジン
の回転速度が変化しても、混合比を一定に保つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンにおいて、空
気と燃料とを混合して混合気を形成する燃料気化装置に
関する。

【０００２】

【前提構成】本発明のエンジンの燃料気化装置は、例え
ば図１または図５に示すように、次の前提構造を有する
ものを対象とする。

【０００３】すなわち、ミキシングボディ１内で、ベン
チュリ２の上流側にチョーク弁３を、下流側にスロット
ル弁４を設け、そのベンチュリ２にメインノズル５の先
端部を臨ませて開口し、このメインノズル５の途中部に
ブリード孔６を介してメインエアブリード７を連通させ
て構成したものである。

【０００４】上記前提構造において、エンジンの負荷に
応じて燃料の供給量を調節するための構造として、従来
技術では、図５に示すように、フロート室式のものがあ
り、次のように構成されている。

【０００５】前記メインノズル５の基端部に、メインジ
ェット８１・フロート室８２・およびフロート弁８３を
介して、燃料供給管８４を接続する。このフロート弁８
３は、フロート室８２内のフロート８５により開閉操作
されて、フロート室８２内の燃料面８６を規定高さに保
つ。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、次
の問題がある。（イ）回転速度による混合比の変動図６は上記従来技術（図５）の混合比特性を示し、図６
（Ｃ）は回転速度・混合比変化特性曲線図、図６（Ｄ）
は負荷・混合比変化特性曲線図である。図６（Ｄ）に示
すように、エンジンの回転速度が中速Ｎｍの場合におい
て、空気と燃料との混合比（Ａ／Ｆ）の値は、無負荷位
置Ｌｏでは、１１．５の最低値、中負荷域Ｌｍでは１
３．０の最大値、最大負荷位置Ｌｈでは１２．０の中間
値に、それぞれ正しい値になっている。

【０００７】図６（Ｃ）に示すように、負荷が一定の場
合において、混合比の値は、中速Ｎｍの適性値Ｆｏ・Ｆ
ｍ・Ｆｈと比べて、低速Ｎｌでは高い値ＦｏＨ・ＦｍＨ
・ＦｈＨに、高速Ｎｈでは低い値ＦｏＬ・ＦｍＬ・Ｆｈ
Ｌに変化する。その理由は、回転速度が高くなるにつれ
て、スロットル弁４の開度が大きくなって、ベンチュリ
（２）での負圧が大きくなるからである。

【０００８】このため、図６（Ｄ）に示すように、混合
比の値は、全負荷域にわたり、中速Ｎｍ時の適性値と比
べて、低速Ｎｌに近づくに連れて大きな値（混合濃度が
薄くなる）に、高速Ｎｈに近づくにつれて小さな値（濃
くなる）に変動し、燃焼特性を悪化させる。すなわち、
低速に近づくにつれて、混合濃度が薄くなり、トルクが
低下する。また、高速に近づくにつれて、混合濃度が濃
くなり、排ガス中の未燃有害成分（ＨＣ、ＣＯ、Ｃな
ど）の発生量が多くなる。

【０００９】（ロ）燃料気化装置が大きいフロート８５を収容するフロート室８２を形成する大き
なフロート室ケース８７が必要な分だけ、燃料気化装置
が大きい。

【００１０】（ハ）燃料タンクの設置さによる混合比の偏差燃料タンクの燃料面をフロート弁８１との間の燃料の圧
力水頭は、フロート弁８１を押し開けようとする力にな
る。ミキシングボディ１に対する燃料タンクの設置高さ
が高くなるのに比例して、その燃料の圧力水頭がフロー
ト弁８１を押し開ける力が大きくなるため、フロート室
８２内の燃料液面８６が高い側にずれる。

【００１１】このため、燃料タンクの設置高さが低い場
合には、燃料の供給量が不足ぎみとなって、出力不足に
なり、高い場合には燃料の供給量が過剰ぎみとなって、
排ガス中の未燃有害成分の発生量が多くなる。

【００１２】（ニ）傾斜運転時の混合濃度の変化フロート８５がフロート室８２に対して下降揺動する側
にエンジンが傾斜した場合、フロート弁８１が開きすぎ
て、フロート室８２内の燃料面８６が上昇し、ベンチュ
リ２内で形成される混合機の濃度が濃くなりすぎて、排
ガス中の未燃有害成分の発生量が多くなる。逆に、フロ
ート８５が上昇揺動する側に傾斜した場合には、フロー
ト弁８１が閉じすぎて、フロート室８２内の燃料面８６
が下降し、混合機の濃度が薄くなりすぎて、出力不足を
起す。

【００１３】本発明の課題は、次の（イ）〜（ニ）の点
にある。（イ）回転速度による混合比の変動を無くす。を解消する。（ロ）燃料気化装置を小形化する。（ハ）燃料タンクの設置高さによる混合比の偏差を無く
す。（ニ）傾斜運転時に混合濃度の変化を無くす。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記前提構造
において、上記課題を達成するために、例えば図１〜図
４に示すように、次の特徴構造を追加したことを特徴と
する。

【００１５】◎発明１すなわち、前記メインノズル５の基端部に燃料の流量制
御弁１１を介して燃料供給管１２を接続し、この流量制
御弁１１を燃料供給量制御装置１３で流量制御操作可能
に構成し、この燃料供給量制御装置１３は、エンジンの
回転速度センサ１４の回転速度信号Ｎｏと、吸気路１５
の吸気負圧センサ１６の吸気負圧信号Ｐｂとから、燃料
供給量演算装置１７が負荷Ｔｒの大きさを割り出して燃
料供給量Ｑを演算し、上記流量制御弁１１の流量制御用
アクチェータ１８を調節操作するように構成したもので
ある。

【００１６】◎発明２上記発明２において、前記回転速度センサ１４の回転信
号Ｎｏと、前記吸気負圧センサ１６の吸気負圧信号Ｐｂ
と、エンジンの排気ガス中の酸素濃度センサ２１の排気
ガス中酸素濃度信号Ｏとから、前記燃料供給量演算装置
１７が燃料供給量Ｑを演算するように構成したものであ
る。

【００１７】

【作用】本発明は、次のように作用する。 ◎発明１図４に示すフローチャートは、燃料供給量演算装置１７
が燃料供給量Ｑを演算して、燃料の流量制御弁１１の開
弁率を制御操作する作動の流れを示す。

【００１８】図４において、ステップ（１）では、回転
速度センサ１４の回転速度信号Ｎｏと、吸気負圧センサ
１６の吸気負圧信号Ｐｂを読込む。ステップ（２）で
は、図２の回転速度・吸気負圧変化特性曲線図からなる
負圧割出し用マップ上において、上記回転速度信号Ｎｏ
と吸気負圧信号Ｐｂとの交点の負荷（トルク）Ｔｒの値
を読み取る。この負荷Ｔｒの値を図３（Ｂ）の負荷・混
合比の変化特性曲線図からなる混合比設定用マップと照
合して、混合比Ａ／Ｆの新目標値を割り出す。

【００１９】ステップ（４）では、混合比の新目標値が
現混合比よりも大きい（混合濃度が薄い）かどうかを判
定する。大きい場合には、ステップ（４１）でその大き
さに対応する開弁率増大値を割り出し、ステップ（４
２）でカウンタタイマ（又は弁開度指令器）２２の閉弁
用パルス発生時期を遅く（又は指令弁開度を大きく）す
る。

【００２０】また、混合比の新目標値が現混合比よりも
小さい場合には、ステップ（５）でこれを判定し、ステ
ップ（５１）でその小ささに対応する開弁率減少値を割
り出し、ステップ（５２）でカウンタタイマ（又は弁開
度指令器）２２の閉弁用パルス発生時期を早く（又は指
令弁開度を小さく）する。

【００２１】ステップ（６）では、カウンタタイマ２２
からの閉弁用パスル発生時期指令信号に基づき、流量制
御用アクチェータ１８を制御作動させて、流量制御弁１
１の開弁率を制御し、ベンチュリ２内で形成する混合気
の混合比を、上記ステップ（２）で割り出した混合比の
目標値を同じ値に調節する。

【００２２】この混合比Ａ／Ｆの目標値は、図３（Ｂ）
に示すように、負荷Ｔｒの大きさによって変化させる
が、図３（Ａ）の回転速度・混合比変化特性曲線図から
なる混合比設定用マップに示すように、回転速度Ｎによ
っては変化させない。このため、図３（Ｂ）に示すよう
に、混合比Ａ／Ｆの目標値は、中速Ｎｍ時の適性値と比
べて、低速Ｎｌに近づいても、高速Ｎｈに近づいても、
上下にずれ出すことが無い。これにより、実混合比も回
転速度の変化によって適性値からずれ出すことが無い。

【００２３】◎発明２図４のフローチャートに示すように、上述の発明１の作
用において、ステップ（２）とステップ（４）との間
に、ステップ（３）が追加される。ステップ（３）で
は、排ガス中の酸素濃度センサ２１の排ガス中酸素濃度
信号０に基づき、現混合比を補正し、これによって得ら
れた補正混合比とステップ（２）の混合比の目標値と
を、ステップ（４）・（５）で比較して、燃料供給量Ｑ
の増減量を演算する。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、上記のように構成され、作用
することから、次の効果を奏する。

【００２５】◎発明１（イ）回転速度による混合比の変動を無くすエンジンの回転速度センサ１４の回転速度信号Ｎｏを、
吸気路１５の吸気負圧センサ１６の吸気負圧信号Ｐｂと
から、燃料供給量演算装置１７が負荷Ｔｒの大きさを割
り出して燃料供給量Ｑを演算し、流量制御弁１１の流量
制御用アクチェータ１８を調節操作する。

【００２６】この燃料の供給量Ｑによって決まる混合比
Ａ／Ｆは、図３（Ｂ）に示すように、負荷Ｔｒの大きさ
に応じて夫々の適性値をたどるように変化するが、図３
（Ａ）に示すように、回転速度Ｎの変化によっては変化
せず、各負荷Ｔｒにおける夫々の適性値からずれ出すこ
とを、解消できる。これにより、低速時の混合気の濃度
不足によるトルク低下を無くすとともに、高速時の混合
気の濃度過剰による排ガス中の未燃有害成分の増加を無
くすことができる。

【００２７】（ロ）燃料気化装置を小形化する従来技術で必要な大きなフロート室ケース（図５の８
７）が不要になる。その代わりとして、小さな燃料の流
量制御弁１１を用いるだけで済む。このため、この両者
８７・１１の体積差だけ、燃料変化装置を大幅に小形化
できる。

【００２８】（ハ）燃料タンクの設置高さによる混合比
の偏差を無くす複数種のエンジン同士間において、互いに流量制御弁１
１に対する燃料タンクの設置高さが異って、その間での
燃料の圧力水頭が異なる場合でも、この燃料の圧力水頭
によっては流量制御弁１１の開弁率が悪影響を受けな
い。

【００２９】このため、流量制御弁１１による燃料の供
給量が適性に保たれて、混合比が変化する事を無くす。
これにより、燃料タンクの設置高さが低い場合の燃料供
給量の不足による出力不足を無くすとともに、高い場合
の燃料供給量の過剰による排ガス中の未燃有害成分の増
大を無くすことができる。

【００３０】（ニ）傾斜運転時の混合濃度の変化を無く
すエンジンがどの方向に傾斜した場合でも、流量制御弁
１１の開弁率が変化させられることが無いので、混合濃
度が変化することを解消できる。

【００３１】◎発明２上述の効果（イ）〜（ニ）に加えて、次の効果（ホ）を
も奏する。（ホ）混合比を適性値に高精度に制御する排ガス中の酸素濃度センサ２１の排ガス中の酸素濃度信
号Ｏに基づき、現混合比を補正し、これによって得られ
た補正混合比の目標値とを比較して、燃料供給量Ｑの増
減量を演算する。このように、現混合比を排ガス中の酸
素濃度によって補正するので、混合比Ａ／Ｆを適性値に
高精度に制御することができる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図１〜図４に基づ
き説明する。ミキシングボディ１内で、ベンチュリ２の
上流側にチョーク弁３を、下流側にスロットル弁４を設
ける。そのベンチュリ２にメインノズル５の先端部を臨
ませて開口する。このメインノズル５の途中部にブリー
ド孔６を介してメインエアブリード７を連通させる。前
記メインノズル５の基端部に燃料の流量制御弁１１を介
して燃料供給管１２を接続する。この流量制御弁１１を
燃料供給量制御装置１３で流量制御操作可能に構成す
る。この燃料供給量制御装置１３は、エンジンの回転速
度センサ１４の回転速度信号Ｎｏと、吸気路１５の吸気
負圧センサ１６の吸気負圧信号Ｐｂとから、燃料供給量
演算装置１７が、図２の回転速度・吸気負圧特性曲線図
からなる負荷割出し用マップに照合して負荷Ｔｒの大き
さを割り出してから、図３（Ａ）の各負荷での回転速度
・混合比変化特性曲線、および図３（Ｂ）の各回転速度
での負荷・混合比変化特性曲線図からなる混合比設定用
マップと照合して燃料供給量Ｑを演算し、上記流量制御
弁１１の流量制御用アクチェータ１８を調節操作するよ
うに構成する。

【００３４】前記回転速度センサ１４の回転信号Ｎｏ
と、前記吸気負圧センサ１６の吸気負圧信号Ｐｂと、エ
ンジンの排気ガス中の酸素濃度センサ２１の排気ガス中
酸素濃度信号Ｏとから、前記燃料供給量演算装置１７が
燃料供給量Ｑを演算するように構成する。

【００３５】以上のように構成したエンジンの燃料気化
装置は、図４のフローチャートに従って作用する。この
作用は前記［作用］の欄で述べた通りである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例に係る縦断面図とブロ
ック回路図とを組合せた図である。

【図２】図２は、回転速度・吸気負圧特性曲線図からな
る負荷割出し用マップである。

【図３】図３は混合比設定用マップであり、図３（Ａ）
は各負荷での回転速度・混合比変化特性曲線図、図３
（Ｂ）は各回転速度での負荷・混合比変化特性曲線図で
ある。

【図４】図４は、混合比制御用フローチャートである。

【図５】図５は、従来技術に係る燃料気化器の縦断面図
である。

【図６】図６（Ｃ）は、各負荷での回転速度・混合比変
化特性曲線図である。図６（Ｄ）は、各回転速度での負
荷・混合比変化特性曲線図である。

【符号の説明】

１…ミキシングボディ、２…ベンチュリ、３…チョーク
弁、４…スロットル弁、５…メインノズル、６…ブリー
ド孔、７…メインエアブリード、１１…燃料の流量制御
弁、１２…燃料供給管、１３…燃料供給量制御装置、１
４…回転速度センサ、１５…吸気路、１６…吸気負圧セ
ンサ、１７…燃料供給量演算装置、１８…流量制御用ア
クチェータ、２１…酸素濃度センサ、Ｎｏ…回転速度信
号、Ｏ…排気ガス中酸素濃度信号、Ｐｂ…吸気負圧信
号、Ｑ…燃料供給量、Ｔｒ…トルク。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ミキシングボディ（１）内で、ベンチュ
リ（２）の上流側にチョーク弁（３）を、下流側にスロ
ットル弁（４）を設け、そのベンチュリ（２）にメインノズル（５）の先端部を
臨ませて開口し、このメインノズル（５）の途中部にブ
リード孔（６）を介してメインエアブリード（７）を連
通させて構成したエンジンの燃料気化装置において、前記メインノズル（５）の基端部に燃料の流量制御弁
（１１）を介して燃料供給管（１２）を接続し、この流
量制御弁（１１）を燃料供給量制御装置（１３）で流量
制御操作可能に構成し、この燃料供給量制御装置（１３）は、エンジンの回転速
度センサ（１４）の回転速度信号（Ｎｏ）と、吸気路
（１５）の吸気負圧センサ（１６）の吸気負圧信号（Ｐ
ｂ）とから、燃料供給量演算装置（１７）が負荷（Ｔ
ｒ）の大きさを割り出して燃料供給量（Ｑ）を演算し、
上記流量制御弁（１１）の流量制御用アクチェータ（１
８）を調節操作するように構成したことを特徴とするエ
ンジンの燃料気化装置。
【請求項２】前記回転速度センサ（１４）の回転信号
（Ｎｏ）と、前記吸気負圧センサ（１６）の吸気負圧信
号（Ｐｂ）と、エンジンの排気ガス中の酸素濃度センサ
（２１）の排気ガス中酸素濃度信号（Ｏ）とから、前記
燃料供給量演算装置（１７）が燃料供給量（Ｑ）を演算
するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の
エンジンの燃料気化装置。