JPS58131349A

JPS58131349A - キヤブレ−タ

Info

Publication number: JPS58131349A
Application number: JP57012292A
Authority: JP
Inventors: Kazushi Nomura; 野村　一志
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1982-01-28
Filing date: 1982-01-28
Publication date: 1983-08-05
Also published as: US4519367A; JPH0123665B2

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】本発明は、エンジンに使用され燃料の気化のための予備
状態への準備と、燃料と空気との所定１し率での混合を
行なうキャブレータに関する。

一般にキャブレータは、その空気導入側にはエアクリー
ナが接続され、混合気導出側はインテークマニホールド
（吸気管）に接続されて（・る。キャブレータの主気体
流路にはベンチュリ（絞り部）が形成され、そのスロー
ト部に一端が開口し他端が燃料のフロート室に開口した
燃料流路から、ノズルを介して燃料が押し出され、空気
と燃料が混合する。また燃料の気化を促進するために、
燃料流路の途中にベンチュリの上流に連通ずる流路を開
口して、燃料を空気が混入したエマルジョンの状態にす
るエアブリードを行なうのが普通である。

そしてこのような主燃料系の他に、通常は加速孔パワー
系、チョーク系等が含まれる。加速系は、アイドリング
又は低速回転から急にスロットルバルブを高開度にして
加速する場合の、混合気の一時的な希薄化を積極的に防
ぎ、エンジンの回転の立ち上がりや負荷の増しかたに対
応するのに必要で、加速系はアクチュエータとして加速
ポンプを（ｆする。パワー系は、主燃料系を部分負荷に
お（・てツ燃仕が経済空燃比となるように設定する場合
の、全角（：ｉ時の空燃比の不足を補なうのに必要で、
パワー系には一般にダイアフラム又はピストンを有する
アクチュエータが備えられ、マニホールド？＋、７’ｆ
がある１；ｒｌよりも小さくなるとアクチュエータな作
動させ−Ｃ主燃料系に・燃料を送る。チョーク系は、エ
ンジンの冷却状態における始動、暖機時の条ｆ′４に応
じた混合気を得るために空気量を調整するもので、チョ
ークノくルブとそれを駆動するアクチュエータを備える
。

このように、従来のキャブレータは構造が非常に複雑で
、しかもυ目速糸、・くワー系、チョーク系等の各基は
それぞれ独で１して制御が行なわれるため、トータルの
空燃比のばらつきが大きく、空燃比を円滑に制ＵＩ　Ｌ
、にく（・という問題がある。

本発明の第１の目的は、空燃比制御を比較的に簡単にし
かも円滑に制御しつるキャブレータを提１其することで
あり、第２の目的はエンジンスタート、アイドリンク、
加速、パワー駆動等の制御機構が簡単でそれらを空燃比
と関連させて制御しうるキャブレータを提供することで
あり、第３０）目的は制御操作端が少ないキャブレータ
を提供することである。

上記目的を達成するために本発明においては、エアーク
リーナからエンジンの吸気弁で開閉される吸気口に至り
、その中にメインベンチュリ（第１のベンチュリ）とス
ロットルノくルブカ備ワったエアー流路（第１のエアー
流路）に並行させて第２のエアー流路を形成し、その一
端をスロットルバルブの下流において、また他端をメイ
ンベンチュリの上流において第１のエアー流路と連通と
し、この第２のエアー流路に第１の流量制御弁を介挿す
る。この第１の流量制御弁により空燃比が制御される。

本発明においては更に、第２の流量制御弁を介挿した第
３のエアー流路を、フロート室（燃料室）から第１又は
第２のエアー流路に至る燃料流路に連通とする。この第
２の制御弁により該燃料流路へのエアーブリード量、つ
まりは燃料流量が制御される。つまり第１および第２の
流量ｑｉｌ＋御井で空燃比および燃料流量が制御される
。

本発明の好ましく・実施例においては、フロート室とメ
インベンチュリを結ぶ第１の燃料流路を第２の・ｊ燃料
流路を介して第２のエアー流路のベンチュリ（第２のベ
ンチュリ）に連通として、この第２の燃料流路に第３の
エアー流路を連通とし、更に第２のエアー流路の前記一
端を吸気口の直前で第１のエアー流路に開ｌコさせて、
シリンダ内への空気−・燃料混合気に層流を形成し、着
火を容易にする。

本発明によれば、第１および第２の制御弁（制御操作端
）で木に・燃料流計制御を主体とする、エンジンスター
ト、アイードリング運転、加速、パワー運転等の−Ｌノ
ジン制御、ならびに第２エアー流路の空気流量制御を主
体とする空燃比制御を共におこない５る。

以Ｆ、本発明の実施例を図面を参照して説明する１、第１図は実施例のキャブレータとその周辺の構成を示す
断面図である。第１図を参照して説明する。

１は第１のエアー流路である主燃料系の気体流路であっ
て、第１のベンチュリであるメインベンチュリ２とスロ
ットルバルブ３を有している。メインベンチュリ２はダ
ブルベンチュリタイプのもので、アウターベンチュリ２
ａのスロー）（喉）部にインナーベンチュリ２ｂが開口
し、インナーベンチュリ２ｂのスロート部にメインノズ
ル４が開口している。メインノズル４はフロート室５と
接続した第１の燃料流路である燃料流路６の一端に形成
されている。エアー流路１は、上流側が図示しないエア
フィルタを介して大気と連通１７、下流側が吸気管７お
よび吸気弁８を介してシリンダー９に連通している。３
５がピストン、３６が点火プラグである。メインベンチ
ュリ２の上流側流路に第２のエアー流路であるバイパス
流路３７の一端を接続し、バイパス流路３７の他端を吸
気管７の吸気弁近傍に接続しである。バイパス流路３７
には駆動電流に比例して開度が直線的に変わる特性をも
つ電磁流量制御弁３８が設けてあり、電磁流量制御弁３
８の下流側に第２のベンチュリであるサブベンチュリ３
９を形成し、サブベンチュリ３９のスロート部にサブノ
ズル４０を開Ｄ　してある。サブノズル４０は、一端が
フロート室５と連通ずる第２の燃料流路である燃料流路
４１の他端に形成ｌ、である。・燃料ｌＡｔ路４１には
一端がメインベンチュリ２の上流側流路と連通するエア
ブリード用の空気流路（第３のエアー流路）４２の他端
を開［コシである。エアー流路・１２には電磁流量制御
片４３を設けである。４４は、電磁流量制御弁３８およ
び４３の開度を制ｉ卸する制御装置であり、エンジンの
回転速度、アクセル（スロットルノ（ルゾ）開度、排気
管内の酸素濃度、冷却水の温度等に応じてシリンダ９に
吸し・込まれる混合気の空燃仕、混合気量等を制御する
。第２ａ図に電磁／＆針１ｕｌｌ　ａｊｌＩｔＦ　３８
　、　４３の断面図を示す。第２ａ図を参ＩＫ博シて説
明すると電磁制御弁３８．４３の弁ノ）ウジング１１に
第１のボート１２と第２のボート１３が形成され−Ｃ（
・る。ハウジング１１の内空間は弁１４＋・１で、第１
のボート１２に連通ずる第１の内室１５と第２のボート
１３に連通する第２の内室１６に区分されている。弁）
蔦つジングｌｉｔ二はンール材１７を介して磁性体コイ
ルケース１８カー固着すれて（・る。ケース１８内には
コイル１９を巻回したコイルボビン２０が挿入されてお
り、これを磁性体ベース２１．２２が支持している。ペ
ース２１には固定磁性体コア２３が固着されて（・る。

コア２３は中空であり、それを非磁性体ガイドロッド２
４が貫通している。ロッド２４には可動磁性体コア２５
が固着されている。ロッド２４の一端はコイルスプリン
グ２６で左方に押されて（・る。

ロッド２４の他端は軸受２７およびベローズご２８を貫
通１５、その端部に弁体２９が固着されて（・る。

ベローズ２８の内空間は、小孔３０および３１を通して
第１の内室１５（図示状態）又は第２の内室１６（ロッ
ド２４が右方に駆動されたとき）に連通する。

コイル１９が・付勢されると、コア２３−コア２５−ベ
ース２２−ケース１８−ペース２１−コア２３と循環す
る磁束を生じ、コア２５にコア２３に向け°Ｃの吸引力
が作用し、ロッド２４が、この吸引月とコイルスプリン
グ２６の反撥力とがバランスする点まで右方に移動し、
弁体２９が弁座１４より、吸引力に応じた距離離れる。

コア２３の端面２３ａは山の字形であり、コア２５の端
面２５ａはその中央突部を受ける凹形であり、しかも山
の字形の両端突部内側面２３ｂにはテーパが付されてい
る。このテーバの存在により、通電レベル対ロッド２４
移動量（２３ａ−２５ａ間のギャップ）が広い範囲で比
例関係になっている。この結果、コイル１９に〃Ｌれる
電流と弁開度すなわち流量の関係は、第２ｂ図に示すよ
うに広い範囲にわたって直線性のよし・比例関係となる
。

第３図は制御装置４４の構成例を示すブロック図である
。第３図を参照して説明する。ＳＬ、およびＳＬ、はそ
れぞれ電磁流量制御弁３８および４３のソレノイド（第
２ａ図のコイル１９）であり、それぞれの一端もまトラ
ンジスタＱ、およびＱ２のコレクタに接続され他端はバ
ッテリーの（Ｄ端子に所定のスイッチ、ヒユーズ等を介
して接続されている。

ダイオードＤ、　、　Ｄ、は、ソレノイドＳＬ、、ＳＬ
２・の逆起電力による高電圧からトランジスタＱ、　、
　Ｑ２を保護するためのものである。ＯＰ、およびＯＰ
２は演算増幅器であり、それぞれの非反転入力端（←）
端子）にはＤ／ＡコンバータＤＡ、およびＤＡ２の出力
端からの制御電圧ｖＣ，およびｖｃ２が印加され、それ
ぞれの反転入力端（Ｏ端子）にはトランジスタＱ、およ
Ｑ２に流れる電流に応じた帰還電圧Ｖｆ＋およびＶｆｚ
が印加されている。ＣＰＵはマイクロコンピュータであ
り、出力ポートにＤ／ＡコンバータＤ　Ａ１＋　Ｄ　Ａ
２が接続されている。ＣＰＵの入力ポートには、冷却水
の温度情報を得るためにＡ／Ｄコンノ（〜りＡＤ。

を介して温度センサＳＥ、が、排気ガス中の酸素濃度情
報を得るために入／ＤコンバータＡＤ２を介して酸素セ
ンサＳＥ２が、エンジンの回転速度情報を得るために回
転センサＳＥ、が、スロットルバルブ３の開度情報を得
るために開度センサＳＥ、がそれぞれ接続されている。

温度センサＳＥ、はサーミスタである。酸素センサＳＥ
２は安定化ジルコニアを用いたセンサであり排気管に設
けである。回転センサＳＥ３＆↓回転に応じたパルスを
出力するタイプの４、のテアリ、エンジンのクランク軸
の回転を検出゛Ｃる。開度センサはアブソリュートエン
コーダであり、スロットルバルブ３の開度に応じた二値
コー　ドｆＩｉ号を出力する。ＳＷは弁３８の制御を禁
止−づ−るスイッチである。ソレノイドＳ　Ｌ　１　＋
　Ｓ”２に流す電流の量制御について説明す“る。ＣＰ
Ｕの出力ポートＰＡに所定の二値コードを出力すると、
そのコードに応じたアナログ電圧（Ｖｃ＋）がＤ／Ａコ
ンノく一タＤＡ、の出力に現われ゛る。演算増幅器ＯＰ
１はｖＣｌ〉ｖｆＩであると出）Ｊな高レベルとしてト
ランジスタ０７帖オンしソレノイドＳＬ、・に電流１１
を流す。帰還１ｔｌＥＶｆ＋は、抵抗Ｒ２の端子間電圧
であるのでＶｆ＋＝Ｒ，ｔ、となり電流１１に応じて変
化する。電流■１がが定の設定値になると、Ｖ（１＝ｖ
ｆ　ｒとなり演算増幅器ＯＰ１の出力が所定レベルとな
り、トランジスタＱ１が電流■１をそのときの値となる
ように制御する。同様にＣＰＵの出力ポートＰＨに所定
の二値コ−ドを出力すると、ＤＡ２の出力に所定の電圧
（ＶＣ２）が現われて、演算増幅器ＯＰ２がｖｃ、、＝
−、ｖ（２となるようにトランジスタＱ２を制御し、ソ
レノイドＳＬ２に流れる電７！ｔ　Ｉ２をポートＰＢの
一―値コードに応じた所定の値とする。

次の第１表にエンジンの動作条件に応じた電ｆｆｌ流敬
制御弁３８．４３の制御内容を示し、第４図に制御フロ
ーの一例を示す。

但し目標空燃比は、Ｒ：濃い、Ｎ：普通、Ｌ：薄（・で
示しである。

第１表を参照して各条件に応じた弁制御動作を説明する
。

冷間始動：　ｉ’ｆａ’を度が低いため各回転部分の摩
擦が太き（大きな始動トルクが必要とされるが、燃料の
気化はわずかじか行なわれないので、高濃度の混合気を
ニアシンに供給する必要がある。弁４３を閉じてエアブ
リード量を減らし空燃比をＲ（濃）とする。また、エン
ジンの回転数に応じて、ペンテユｌＪ２，３９を通る空
気の流速が変わり燃料の気化の程度が変わるので、それ
に応じて弁３８０開度を制御する。弁３８の開度は大き
めに設定する。

ｉ’１ｌｌ１間始動：弁４３の開度を中程度とし、空燃
比に応じてそれがＮ　（％通）となるように制御する。

アクセルを踏まずにスロットルバルブ３の開度が小さく
ても始動できるように、弁３８の開度を大きくし、エツ
ジ／の回転数に応じて開度な制御する。

アイドリング：弁４３の開度を、冷却水の温度に応じて
それが低いときには空燃比をＲにするように小さく（閉
）し、温度が上昇するにつれて開度を大きく（中）して
空燃比をＮとする。弁４３の開度は、中程度でエンジン
の回転数に応ＩＺて制御する。

加速：スロットルバルブ３の開度が大きくなったときに
は、弁４３を閉じて空燃比をＲにするとともに、弁３８
の開度を大きくして混合気量を増し、立りりのトルクを
太き（する。スロットルバルブの開度が元に戻るにつれ
て、弁４３の開度を大きくして空燃比をＲからＮに変え
、弁３８の開度を小さくして混合気量を通常の値に戻す
。

減速：空燃比をＬにするため弁３８および４３の開度を
大きめに設定し、酸素センサＳＥ、の情報に応じて開度
を制御する。

全負荷（パワー）：エンジンの出力を最大にするため、
弁４３の開度を小さくして空燃比をＲとし、弁３８の開
度を太き（して混合気量を増す。

通常運転：目標空燃比をＮとし、その空燃比となるよう
に弁４３を制御してエアブリード量を調整する。また、
走行速度が章動するのを防止するため弁３８は、開度を
中程度に設定した後その開度を固定と−ｊる。

第３図および第４図を参照して実施例の動作フローを説
明する。マイクロコンピュータＣＰＵは、まず人幻ボー
）Ｐ。〜Ｐ４のデータを読み取りそれらをレジスタＲＡ
ｎ（””Ｏ＋　１　＋　Ｌ　３＋　４　）にストアする
。レジスタＲＡｎの内容と、前回のデータがストアされ
て（・るレジスタＲＢｎ　（ｉ＝：Ｑ、　ｌＩ　２１３
１４）の内容を比較し、それが等しい場合はエンジンの
動作状態が変化していないので弁３８．４３の開度を変
える必要がなく、等しくない場合には各動作条イ′１に
応じて左３８，４３の開度を調整する。

エンジンの回転数が零または極めて低い場合は始動１）
！ｆであると判断し、冷却水の温度に応じて冷間始動側
６：１１ルーチン叉は温間始動制御ルーチンを実行し、
弁３８および４３の開度を設定するためのデータを定め
る。回転数が低〜高の場合、冷却水の温度をチェックし
てそれが低の場合にはアイドリノグ制御ルーｔンを実行
し、温度が中〜高の場合には史にスロットルバルブ３の
開度をチェックして、その開度１高」、「東１および「
低」に応じてそれぞれｔＪｌ速制御、パワー制御（又は
通常運転側ａｌ）および減速制御の各ルーチンを実行し
て、弁３８および４３の開度を設定するためのデータを
定める。各制御ルーチンで得ら戟たデータの１つをポー
トＰＢに出力して、ソレノイドＳＬ２に流す電流を変更
して弁４３の開度を所定値に変える。スイッチＳＷをチ
ェックして、それが閉の場合には通常運転制御モードに
セントされているとみなし弁３８の制御は行なわない。

ＳＷが開の場合には、各制御ルーチンで得られたもう１
つのデータをポートＰＡに出力して、ソレノイドＳＬ、
に流す電流を変更して弁３８の開度を変える。

第５図を参照して本発明のもう１つの実施例を説明する
。この実施例においては前記実施例の燃料流路４１を省
略して、エアー流路３７には空気のみを流すようにしで
ある。

第６図に本発明のもう１つの実施例を示す。第６図にお
いては、エアー流路４２の一端を燃料流路６に開口して
、主燃料系にエアブリードを行なうようにしである。

第７図に本発明のもう１つの実施例を示す。第７図にお
いては、エアー流路４２の一端をフロート室５の下流の
燃料流路６と４１の分岐点よりもに流側の・臀料流路に
開口して、２つの燃料流路６゜４１のエアブリード量を
同時に１つの流量制御弁４３で調整ｌ、うる構成にしで
ある。

以ヒの実施例においては、流量制御弁を２つ用いる態様
のものについて説明したが、たとえば第１図の実施例に
おいてエア流路４２と同様に流１制ａｌｌ弁を備えるも
う１つのエアー流路を燃料流路６に開１］シて、燃料流
路６と４１にそれぞれ独立したエアブリードを行なうよ
うにしてもよい。また必要に応じて固定エアブリードを
設けてもよ（・０更に、エンジンの状態の検出は吸気管
内の負圧を検出して行なうようにしてもよい。

以トのとおり本発明によれば構造の複雑なアクチュエー
タを多数用いることなく、どのような条件においても、
最適な空燃比の混合気を所定量得る１：とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すキャブレータとその周
辺の断面図、第２ａ図は実施例で用いる電磁流量制御弁
を示す断面図、第２ｂ図は電磁流量制御弁の特性を示す
グラフ、第３図は制御装置の構成を示すブロック図、第
４図は実、＠例の動作フローを示すフローチャートであ
る。１：主燃料系の気体流路（第１のエアー流路）２：メイ
ンベンチュリ（第１のベンチュリ）３：スロットルバル
ブ　　　４：メインノズル５：フロート室（燃料室）６：燃料流路（第１の燃料流路）７：吸気管（第１のエアー流路）８：吸気弁　　　　　　　　９ニジリンダ１１：弁ハウ
ジング　　　　１２．１３：ボート１４：弁座　　　　
　　　１５，１６：内室１７：シール材　　　　　１８
：コイルデース１９：コイル　　　　　　　２０：ボビ
ン２１．２２：磁性体ペース　　２３：固定磁性体コア
２４ニガイドロツド　　　２５：ＯｉＴ動磁性体コア２
６：コイルスプリング　　２７：軸受２′８：ベローズ
　　　　　２９：弁体３１１．３１：小孔　　　　　３
５：ピストン３６二点火プラグ３７：バイパス流路（第２のエアー流路）３８　＊　４
３　：　電ｍ流量ｍｌＪ　ａ］：ＪＰ　（第１　、　第
２　ｃ７）　流量１４ｊｌｌｆａｌ弁）３９：サブベン
チュリ（第２のベンチュリ）４０：サブノズル４１：、ｍ料ｒ＋ｆｊ路（第２の燃料流路）４２：エア
ブリード用の空気流路（第３のエアー流路）４４：制机
装置）続補正書　（方式）昭和５７年５月２６日特許庁長官　　島　１）春　樹　殿１、事件の表示　昭和５７年　特許願　第　１２２９２
号２、発明の名綺・　　　キャブレータ３、袖Ｉｌ；をする什事件との関係　　　特許出願人住所　　　　愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地名称　　
　　　（００１）アイシン精機株式会社代表者　中井令
夫

Claims

【特許請求の範囲】ｉｌｌ　　エアークリーナから、吸気弁で開閉される吸
気口に１ミリ、第１のベンチュリとスロットルバルブが
配置された第１のエアー流路；第１のベンチュリに一端が開口し、燃料室に連通１−た
第１の燃料流路；　　　　　　。 −ｉがスロットルバルブの下流において第１、のエアー
流路に開口し、他端が第１のベンチュリのに流において
第１のエアー流路に開口した第２のエアー流路；第２のエアー流路に介挿された第１の流量制御弁；一端が第１の燃料流路に連通した第３のエアー流路；お
よび第３のエアー流路に介挿された第２０流敬制御弁；をイ１１１１えるキャブレータ。（２）第２のエアー流路の一端が吸気口の直前で第１の
エアー流路に開口した前記特許請求の範囲第（１１項記
載のキャブレ］り。（３）　　第２のエアー流路の一端が吸気ｌ］の直前の
、第１のエアー流路の点火プラグ側壁部に開［コした前
記特許請求の範囲第（２）項記載のキャブレータ。（４）第２のエアー流路は第２のベンチュリを備え、第
２のベンチュリに一端が開口する第２の燃料流路で燃料
室に連通とされた前記特許請求の範囲第（１）項記載の
キャブレータ。（５）第３のエアー流路の前記一端が第シの・燃料流路
に開口した前記特許請求の範囲第＋４’ｉ項記載のキャ
ブレータ。レータ。（７）　　第３のエアー流路の前記一端が第１の燃料流
路に開口した前記特許請求の範囲第（１）項、第（２）
項、第（３）項父は第（４）項記載のキャブレータ。（８）第２の燃料流路の他端が第１の燃料流路に開］］
シ、この間１］と燃料室の間の第１の燃料流路に第３の
エアー流路の前記一端が開口した前記特許請求の範囲第
（４）項記載のキャブレータ。（９）　　第２のエアー流路の一端が吸気口の直前で第
１のエアー流路に開口し、第２のエアー流路は、第２の
ベンチュリを備え第２のベンチュリに一端が開Ｌ］する
第２１２）燃料流路で燃料室に連通とされ、第３のエア
ー流路の前記一端が第２の燃料流路に開口した前記特許
請求の範囲第（１）項記載のキャブレータ。（１０）第２のエアー流路の一端が吸気口の直前で第１
のエアー流路に開口し、第２のエアー流路は、第２のベ
ンチュリを備え第２のベンチュリに一端が開［コする第
２の・燃料流路で燃料室に連通とされ、第２の燃料流路
の他端が第１の燃料流路に開口し、この開１コと燃料室
の間の第１の燃料流路に第３のエアーｔｆｔ路の前記一
端が開口した前記特許請求の範囲第（１）項記載のキャ
ブレータ。