JPH0730924Y2 - 内燃機関の補助空気導入装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、内燃機関のスロットル弁をバイパスして補
助空気を導入する内燃機関の補助空気導入装置に関す
る。

従来の技術 内燃機関の吸入空気量は、周知のようにスロットル弁の
開度によって制御されるが、燃料供給系として電子制御
燃料噴射装置を備えた内燃機関では、アイドル回転数制
御や暖機中の円滑な回転の保持などのために、スロット
ル弁をバイパスして機関に適当量の空気を導入する補助
空気導入装置が設けられている（例えば昭和59年10月日
産自動車株式会社発行の「サービス周報第517号」等参
照）。

この補助空気導入装置は、一般に、主補助空気制御バル
ブ（いわゆるAACバルブ）と、エアレギュレータバルブ
と、副補助空気制御バルブ（いわゆるFICDバルブ）とを
備えており、これらがスロットル弁の上流側と下流側と
の間に互いに並列に配設されて構成されている。

上記主補助空気制御バルブは、通常、駆動パルス信号の
ONデューティ比によって流量制御される電磁弁からな
り、主にアイドル回転数のフィードバック制御や加減速
時における空気量の補正、始動時の空気量補正を司って
いる。

また上記エアレギュレータバルブは、通常、バイメタル
やサーモワックス等を用いた機械的な構成のものであ
り、コントロールユニットによる制御と無関係に、機関
暖機状態例えば機関冷却水温に応じた空気量の補正を行
っている。つまり、機関低温時にその開度が大となり、
補助空気量を増大させるようになっている。

そして、上記副補助空気制御バルブは、通常ON,OFF型の
電磁弁からなり、空調装置のコンプレッサ作動時に開作
動してコンプレッサ負荷に見合った空気量の補正を行っ
ている。

考案が解決しようとする問題点 上記のように、内燃機関の補助空気導入装置において
は、主補助空気制御バルブのみがコントロールユニット
によって制御されるのであり、他のエアレギュレータバ
ルブや副補助空気制御バルブを、独立した別系統のもの
に構成することによって、何らかのトラブルが生じた際
の過度の回転数上昇を回避している。

そして、同様の理由から、上記主補助空気制御バルブの
最大流量はある程度小さく抑制することが望ましいので
あるが、この結果、低温始動時の補助空気が不足しがち
になるという不具合を生じる。

すなわち、エアレギュレータバルブの流量特性は、内燃
機関の回転持続に必要な空気量の温度特性（第２図の特
性（イ））を満たすように設定されるのであるが、始動
時に必要な空気量は、第２図の特性（ロ）に示すよう
に、上記の持続要求空気量（イ）よりも大となる。そし
て、この始動時には、上記主補助空気制御バルブがコン
トロールユニットにより最大流量となるように制御され
るため、第２図に符号（ハ）として示す量だけ補助空気
量を上乗せすることができるのであるが、かなり低温な
領域では、上記主補助空気制御バルブによる補助空気量
を上乗せしたとしても、符号（ニ）として示す量だけ空
気量が不足してしまう。この結果、低温始動時に機関回
転数が所定回転数までスムースに立ち上がらず、始動性
が悪化することになる。

問題点を解決するための手段 そこで、この考案は、内燃機関のスロットル弁の上流側
と下流側との間に配設され、かつその流量がコントロー
ルユニットの制御信号に基づいて可変制御されるととも
に、低温始動時には最大流量に制御される主補助空気制
御バルブと、この主補助空気制御バルブと並列に配設さ
れ、かつ機関暖機状態に応じて開度が機械的に制御され
るエアレギュレータバルブと、同じく上記主補助空気制
御バルブと並列に配設され、かつ上記コントロールユニ
ットと無関係に空調装置のコンプレッサのON,OFFに連動
して開閉される副補助空気制御バルブとを備えてなる内
燃機関の補助空気導入装置において、上記副補助空気制
御バルブをスタータスイッチに連動させ、スタータスイ
ッチON時に開作動するように構成したことを特徴として
いる。

作用 機関始動時つまりクランキング時には、その時の温度条
件に応じてエアレギュレータバルブが開かれ、該エアレ
ギュレータバルブを通して補助空気が導入されるととも
に、コントロールユニットによって流量制御される主補
助空気制御バルブを通して補助空気が導入される。そし
て、本考案では更にコントロールユニットに依存しない
空調装置用の副補助空気制御バルブが開かれ、該副補助
空気制御バルブを通して一定量の補助空気が導入され
る。

実施例 第１図は、この考案に係る補助空気導入装置の一実施例
を示す構成説明図である。

図において、１は燃料供給系として燃料噴射弁２を備え
てなる内燃機関、３は上流部にエアクリーナ４並びにエ
アフロメータ５を備えた吸気通路であって、この吸気通
路３の途中、詳しくは吸気コレクタ６の入口部にスロッ
トル弁７が介装されている。そして、上記吸気通路３の
スロットル弁７上流側から補助空気通路８が分岐形成さ
れており、この補助空気通路８とスロットル弁７下流側
つまり吸気コレクタ６との間に、主補助空気制御バルブ
9,エアレギュレータバルブ10,副補助空気制御バルブ11
およびBCバルブ12が互いに並列に配設されている。

上記主補助空気制御バルブ９は、前述したように、デジ
タルマイクロコンピュータを利用したコントロールユニ
ット13によって流量制御される電磁弁からなり、所定Hz
のパルス信号からなる制御信号のONデューティ比を変え
ることで、そのONデューティ比に略比例した流量が得ら
れるようになっている。

上記コントロールユニット13は、上記主補助空気制御バ
ルブ９を用いたアイドル回転数制御の他、燃料噴射弁２
の噴射量制御や点火時期制御等を集中的に行うものであ
り、機関運転状態を検出するためのセンサ類として、上
記エアフロメータ５の他に、ディストリビュータ14に内
蔵されたクランク角センサ15,水温センサ16,スロットル
弁７が全閉状態にあることを検出するスロットル弁スイ
ッチ17,変速機がニュートラル状態にあることを検出す
るニュートラルスイッチ18,車速センサ19等を備えてい
る。

すなわち、上記主補助空気制御バルブ９は、主にアイド
ル回転数制御のために補助空気量を制御しており、上記
スロットル弁スイッチ17,ニュートラルスイッチ18,車速
センサ19等の検出信号に基づいてアイドル状態と判別し
た場合に、クランク角センサ15によって検出される実回
転数が目標回転数となるように、そのONデューティ比が
制御されるのである。そして、所定の加減速時には、上
記主補助空気制御バルブ９のONデューティ比は予め定め
られた特性に従ってオープンループ制御され、また機関
始動時には、ONデューティ比が所定の最大値となって最
大流量が与えられる。

一方、上記エアレギュレータバルブ10は、前述したよう
にバイメタル等を用いた機械的な構造のもので、機関暖
機状態、具体的には機関冷却水温に応じてその開度が定
まるようになっている。つまり、冷却水温が低いほど開
度が大となるのであり、これにより未暖機状態における
回転の持続を図っている。

また上記副補助空気制御バルブ11は、ON,OFF型電磁弁か
らなり、コントロールユニット13と無関係に空調装置の
エアコンスイッチ20によって開閉制御されるようになっ
ている。上記エアコンスイッチ20は、図示せぬコンプレ
ッサの電磁クラッチの断続に連動して開閉されるもので
あり、つまり上記副補助空気制御バルブ11はコンプレッ
サが駆動されるときに同時に開作動し、コンプレッサ負
荷に見合った量の補助空気を導入するのである。そし
て、上記副補助空気制御バルブ11は、上記エアコンスイ
ッチ20の他にスタータスイッチ21によっても開作動する
構成となっている。

なお、BCバルブ12は、その前後の差圧によって自動的に
開閉するものであり、急減速時に適宜に開き、吸入負圧
の過度の増大を防止している。

すなわち、内燃機関の始動時つまりクランキング時に
は、上記主補助空気制御バルブ９およびエアレギュレー
タバルブ10を通して機関温度に応じた量の補助空気が導
入されるとともに、上記副補助空気制御バルブ11を通し
て一定量の補助空気が導入される。従って、機関の始動
時要求空気量を十分に満たすだけの補助空気量を導入す
ることが可能となり、温度が低い場合でも良好な始動性
を確保できる。また、それだけ主補助空気制御バルブ９
の最大流量を小さく設定することが可能となる。

なお、クランキングが終了してスタータスイッチ21がOF
Fとなったら、上記副補助空気制御バルブ11は閉じ、以
後は主補助空気制御バルブ９およびエアレギュレータバ
ルブ10を通して導入される補助空気によって暖機運転が
継続される。

考案の効果 以上の説明で明らかなように、この考案に係る内燃機関
の補助空気導入装置によれば、コントロールユニットに
依存しない空調装置用の副補助空気制御バルブがスター
タスイッチON時に開作動するように構成したので、機関
の低温始動に必要な補助空気量を、主補助空気制御バル
ブのみに依存せずに十分に確保できる。従って、コント
ロールユニットに制御される主補助空気制御バルブの最
大流量を、アイドル回転数制御に必要な程度に比較的小
さく設定することが可能となる。また、既存の副補助空
気制御バルブを利用して始動時における補助空気の導入
が行われるので、部品点数の増加やコストの増大を招く
ことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る内燃機関の補助空気導入装置の
一実施例を示す構成説明図、第２図は従来における始動
時の空気流量特性を示す特性図である。 １…内燃機関、７…スロットル弁、９…主補助空気制御
バルブ、10…エアレギュレータバルブ、11…副補助空気
制御バルブ、13…コントロールユニット、20…エアコン
スイッチ、21…スタータスイッチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関のスロットル弁の上流側と下流側
   との間に配設され、かつその流量がコントロールユニッ
   トの制御信号に基づいて可変制御されるとともに、低温
   始動時には最大流量に制御される主補助空気制御バルブ
   と、この主補助空気制御バルブと並列に配設され、かつ
   機関暖機状態に応じて開度が機械的に制御されるエアレ
   ギュレータバルブと、同じく上記主補助空気制御バルブ
   と並列に配設され、かつ上記コントロールユニットと無
   関係に空調装置のコンプレッサのON,OFFに連動して開閉
   される副補助空気制御バルブとを備えてなる内燃機関の
   補助空気導入装置において、上記副補助空気制御バルブ
   をスタータスイッチに連動させ、スタータスイッチON時
   に開作動するように構成したことを特徴とする内燃機関
   の補助空気導入装置。