JPS58176441A - エンジンの吸入空気制御装置 - Google Patents

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、エンジンの減速時にスロットル弁をバイパス
する空気通路からエンジンに空気を供給して排気ガス中
の未燃焼有害成分を可及的に減少せしめるとともにアフ
タバーン現象を未然に防止するようにしたエンジンの吸
入空気制御装置に関するものである。

この種のエンジンの吸入空気制御装置としては本出願人
の出願に係る実公昭Ｊ／−２１ｒｊ１０号公報に示す如
き空気通路にアンチアフタバーンバルブを設けて該アン
チアフタバーンバルブをエンジンの減速時に開弁させて
エンジン側に空気を導入するようにしたものが知られて
いる。

ところが、この従来の吸入空気制御装置においては、ア
ンチア７タバーンバルプをエンジンの減速信号のみによ
って開閉制御するようにしているため、該アンチアフタ
バーンバルブの開度が減速直前の運転状態如何に拘わら
ずほぼ一定しており、このため、例えば高速高負荷運転
状態から減速した場合には空気量が不足してアフタバー
ンが起り、逆に低速低負荷運転状態から減速した場合に
は空気量が多くなりすぎ排気浄化用の触媒温度が低下し
てその浄化能力が減殺されるという問題があった。

本発明は、上記の如き問題に鑑み、減速時に工ンジン側
に供給される空気量を減速直前の運転状態に対応させる
ことにより減速時における供給空気量の過不足を防止し
もってエンジンの排気特性及び燃焼特性を向上せしめる
ようにしたエンジンの吸入空気制御装置を提供すること
を目的としてなされたものであって、エンジンの吸気通
路に設けたスロットル弁をバイパスした空気通路に制御
弁を設け、減速運転時に該制御弁が開いて空気をエンジ
ンに導入するようにした吸入空気制御装置において、上
記制御弁の開度を規制するとともに該開度をエンジンが
高負荷になるに従って大きくするように作動位置を変化
する規制手段と、エンジンの減速運転時に該減速運転直
前における上記規制手段の作動位置を保持する保持手段
とを設けたことを特徴とするものである。

以下、本考案のエンジンの吸入空気制御装置を第１図な
いし第３図に示す第１実施例、第５図に示す第、２実施
例及び第５図に示す第３実施例に基づいて順次説明する
。

先ず、本考案第１実施例のエンジンの吸入空気制御装置
を説明すると、第１図には燃料噴射式自動車用エンジン
／に第１実施例の吸入空気制御装置を付設した状態が示
されている。このエンジンでは吸気通路コ中のスロット
ル弁≠の上流側に燃料噴射弁ｊと吸入空気量検出用のエ
ア７０−メータ６が設けられている。又、吸気通路λに
はエアフローメータ６の上流位置とスロットル弁≠の下
流位置との間にまたがってスロットル弁≠をバイパスす
る空気通路りが接続されている。この空気通路りの途中
には後に詳述する制御弁１０が介設されている。

制御弁１０は空気通路りを流通する空気量を制御するた
めのもので、該空気通路り中の弁口／グを開閉する弁体
／３と、負圧室／２とダイヤフラム／Ｉとにより吸気通
路λ中の負圧の強弱を感知して前記弁体／３を開閉駆動
するための弁体駆動部／／とを有して、臂る。弁体／３
はスプリング／ｊによって弁口／４’を閉鎖する方向に
付勢されている。この制御弁１０の負圧室／、！は、吸
気通路ノのしかもスロットル弁グの吸気下流側に開口し
た負圧ボート／りに連通されており、吸気通路Ｊ内の負
圧が一定値以上になると弁体／３はスプリング／ｊのバ
ネ力に抗して開弁せしめられる。

この制御弁１０は、そのダイヤフラム／Ｉに紋り孔２０
を設けることにより、吸気通路コ内の負圧が急激に増大
した時即ち、急減速開始時点から一定時間のみ開弁し、
他の場合には負圧の大小に拘わらずスプリング／ｊのバ
ネ力によって閉弁するようにしている。この制御弁１０
の弁体／３に対向する位置には、制御弁１０の開度を規
制する規制手段として作用するとともに、該制御弁１０
の開度を減速直前の状態に対応した位置で保持する保持
手段としても作用する本発明の主体をなすステップモー
タ／６が取付けられている。

ステップモータ／ｌは、軸方向に出没する作動子、２２
と該作動子２２を駆動するコイル、２／とを有しており
、該作動子２．２を制御弁１０の弁体／３に近接対向せ
しめた状態で取付けられている。

この作動子２．２は、制御器２ｊによって前記エア７０
−メータｔとスロットル弁≠の閉弁速度ｅ−［出するス
ロットル閉速度センサー７とエンジン／の回転数センサ
ーざからフィードバックされる信号に基づいてエンジン
／の運転中連続的にしかもエンジン／の負荷状態に対応
する如く進退駆動せしめられる。即ち、エンジン／の負
荷が増加すればその増加量に応じて突出量が小さくなる
方向、換言すれば制御弁１０の許容開度を大ならしめる
方向に駆動される。又、エンジンの減速時には制御器２
ｊからの信号によって減速直前における突出量を保持し
た状態のまま停止せしめられる。

制御器２ｊは、第二図に示す如く前記エア７０−メータ
≦と回転数センサーｔからフィードバックされた負荷と
回転数を制御用マツプ３ｊの負荷及び回転数と比較する
比較器３０と、該比較器３０によって検出された負荷と
回転数に応じてマツプを読み出す演算器３／と、該演算
器３／のマツプ読み出し量に応じてステップモータ／６
を作動させるためのステップモータ駆動回路３２と、ス
ロットル閉速度センサー７の検出結果からスロットル弁
≠の閉速度を検出するためのスロットル閉速度検出回路
３’ｌと、該スロットル閉速度検出回路３≠の検出結果
によりステップモータ／６をそのままの位置で停止させ
て保持する如く作用するステップモータ保持回路３３と
を有しており、エアフローメータｔとスロットル閉速度
センサー７と回転数センサーｇの検出結果を入力信号と
してステップモータ／乙を制御する如く作用する。

続いて、この第１実施例の吸入空気制御装置の作用を第
３図に示すフローチャートを併用して説明すると、先ず
、エアフローメータ乙によって吸入空気量即ち、負荷を
検知するとともに回転数センサーにによってエンジンの
回転数を検知し、このエア７０−メータ≦と回転数セン
サーにによって検出されたエンジンの負荷と回転数を制
御器、２Ｊ−の比較器３０にフィードバックする。比較
器３０ではこのフィードバックされた負荷と回転数に応
じてマツプを読み出し、さらに演算器３／でマツプの読
み［［に応じたステップモータ／乙の作動子２．２の突
出量を演算し、ステップモータ駆動回路３，２によって
ステップモータ／ｌを作動させてその作動子、２２の突
出量を制御する。このステップモータ／６の駆動操作と
同時にスロットル閉速度センサー７によってスロットル
弁≠の閉速度を検出しこの検出結果を制御器２ｊのスロ
ットル閉速度検出回路３１ＩＬにフィードバックして該
スロットル閉速度検出回路３≠でこの検出スロットル閉
速度（以下、単に検出閉速度という）と設定スロットル
閉速度（以下、単に設定閉速度という）とを比較する（
この負荷検出からスロットル閉速度比較までの一連の制
御操作を以下においては第１制御操作αという）。

このスロットル閉速度センサー７で検出された検出閉速
度が設定閉速度よりも大きいということはスロットル弁
グが急激に閉じられたこと即ち、エンジンが急減速運転
に移行したということを意味し、逆に検出閉速度が設定
閉速度より小さいということはエンジンが・通常の運転
状態（緩減速ないし定速又は加速状態）にあるというこ
とを意味する。このため、（検出閉速度）〈（設定閉速
度）の場合にはステップモータ／乙を停止させて保持す
る必要がないため、第３図において矢印人で示す如く再
び制御手順が最初に戻り、第１制御操作αを一定周期で
繰り返見す。従って、この状態においては、ステップモ
ータ／乙の作動子２２は、エンジンの負荷変動に応じて
連続的に進退せしめられることになる。

一方、（検出閉速度）〉（設定閉速度）の場合即ち、急
減速度には第３図において矢印Ｂで示す如く制御手順が
さらに先に進み、スロットル閉速度検出回路３１ＩＬか
らの信号によってステップモータ保持回路３３が作動し
、ステップモータ／６を停止させてその作動子２２の突
出量をマツプ読み出しによって設定される減速直前の突
出量に保持する。この時、吸気通路コ内の負圧が急激に
増大し、これがダイヤフラム／ｊによって感知されると
制御弁１０が開弁されて空気通路りを通って空気が吸気
通路λ内に送り込まれるが、その供給量はステップモー
タ／６の作動子２２によって規制される制御弁ＩＯの開
度に対応する量とされる。

次にステップモータ／６を停止させた後は、さらに回転
数センサーｇによって回転数を検出してその回転数を設
定回転数（例えばアイドリング回転数）と比較する（こ
のステップモータ保持から回転数比較までの一連の制御
操作を以下においては第２制御操作すという）。この検
出回転数が設定回転数に対して（検出回転数）≦（設定
回転数）の関係にある場合には減速が完了したことを意
味し、逆に（検出回転数）〉（設定回転数）の関係にあ
る場合には未だ減速途中にあることを意味する。このた
め、（検出回転数）≦（設定回転数）の場合には制御弁
１０はすでに閉弁状態に復帰しており作動子２ｊを保持
する必要がないから第３図において矢印Ｃで示す如く制
御手順が再び第１制御操作αに戻りステップモータ／乙
は再作動せしめられる。

又、（検出回転数）〉（設定回転数）の場合には、ひき
つづきステップモータ／≦を停止させて保持する必要が
あるため、制御手順が矢印りで示す如くステップモータ
保持信号発信時に戻る。この第コ制御操作すは、（検出
回転数）≦（設定回転数）となるまで繰り知見され、そ
の間ステップモータｌ乙の保持作用が持続せしめられる
。（検出回転数）≦（設定回転数）となった後は矢印Ｃ
に示す如く再び第４制御操作ａ側に復帰する。

上述の如くとの実施例の吸入空気制御装置は、減速時に
は制御弁１０がステップモータ／乙に規制されて減速直
前の運転状態に対応する開度だけ開くため、減速直前の
運転状態如何に拘わらず減速時における空気供給量の過
不足を防止することができる。

尚、この第１実施例の吸入空気制御装置の場合にはエン
ジン／が燃料噴射式エンジンであるため負荷信号として
エアフローメータなＩしたが、気化器式エンジンの場合
にはこの負荷信号として吸気管負圧センサーを使用する
とよい。

次に、本発明第２実施例の吸入空気制御装置を説明する
と、この吸入空気ＩＪｉｌ装置は第グ図に示す如く制御
弁１０の規制手段及び保持手段が前記第１実施例の場合
と異なるだけで他の構成は全て第１実施例の場合と同様
とされている。即ち、第１実紬例の場合には、規制手段
及び保持手段として電気的に制御されるステップモータ
／６を使用したがこの第２実施例では規制手段としてダ
イヤフラム式規制装Ｎ３乙をまた保持手段として遅延バ
ルブ３７をそれぞれ使用している。この規制装置１３ｔ
は、遅延パルプ３７を介してエンジン／の排気通路と連
通せしめられた排気圧室ｌ／１０と、エンジン／の排気
圧によって作動せしめられるダイヤフラム１Ｉｔ７と該
ダイヤプラム４ｔ７に取付けた作動子３ｔを有しており
、該作動子３ｇを制御弁１０の弁体／３に近接対向せし
めた状態で取付けられている。との作動子３ｇは、スプ
リング３りによって常時制御弁１０側に突出する如く付
勢されている。

遅延バルブ３７は、弁口１１ｔ３と絞り穴４ｔ４ｔを有
する隔壁で区画された第１室グｊと第λ室４ｔ６を有し
ており、この第１室４Ｌｊ側をエンジン／の排気通路に
連通させ、第λ室ｌｌ≦側を規制装置３乙の排気圧室Ｉ
ＩｔＯに連通させている。又、弁口ｌ１−３には、第２
室４ｔｔ側に押し開かれる弁グ／が装着されている。尚
、この弁ｌＩＬ／は、スプリングｌ／ｌ、２によって常
時閉弁方向に付勢されている。この遅延パルプ３７は次
のように作用する。即ち、エンジンが定速運転あるいは
緩減速又は緩加速運転状態にある場合には、排気圧の変
動が小さくしたがって絞り孔≠≠を介して相互に連通し
ている第１室ゲタと第２室Ｉ／Ｌ乙はその圧力が均衡す
るとともに弁ｌ／Ｌ／はスプリングｌ／１．、！のバネ
力によって閉弁されたままとなる。この状態では作動子
３ｇは排気圧の緩やかな変化に応じて適宜に進退せしめ
られる。これに対して、エンジンが急加速運転された場
合には、第１室＋、ｉ側の排気圧が急激に上昇するため
、弁ｌ／ｌ／が開弁され高圧の排気はすばやく第２室弘
乙を通って規制装置３≦の排気圧室ＩＩＬＯ内に流入し
て作動子３１ｒを直ちに下動せしめる如く作用する。

一方、エンジンが急減速された場合には、排気圧が急低
下するため、弁ｌＩ−／は第１室弘ｊと第２室≠乙の差
圧とスプリング≠弘のバネ力とによって閉弁状態に保持
される。この場合は、排気圧室１ｉ−ｏ内の排気は絞り
孔４Ｌりを通って徐々に第１室１ｌｔｊ側に流出するが
、この絞り孔１’は制御弁１０が閉じた後に停止状態に
ある作動子３１を作動するように設定されているため、
制御弁１０の開閉時間はこの制御弁１０によって制御さ
れる。

即ち、前記第１実施例においてステップモータ／乙を使
用することによって得られた制御弁１０の開度規制作用
と開度保持作用を、この第二実施例においては規制装置
３６と遅延パルプ３７とを併用することによって得るこ
とができる。

又、第５図には本発明第３実施例の吸入空気制御装置が
示されている。この吸入空気制御装置は前記第２実施例
の吸入空気制御装置とほぼ同様の基本構成を有しており
、ただ規制装置３乙と遅延バルブ３７をエンジン／によ
って駆動されるエアポンプ（図示省略）からのエア圧力
によって作動させるようにしているところが第２実施例
の場合と異っている。即ち、この第３爽施例の場合には
、エアポンプのエア圧力を使用するようにしている関係
上、減速時にエアポンプの吐出圧力を急激に低下させて
遅延バルブ３７の第１室ｌ／−ｊの圧力を速やかに下げ
るということが困難であるため、減速時には第１室４Ｌ
ｊをソレノイドバルブｊＯによって大気に開放するよう
にしている。このソレノイドバルブｊＯは、減速時に通
電されるソレノイドコイルｊ／と、常時スプリングｊ３
によって大気連通口！ｊを閉塞する方向に付勢せしめら
れた弁体ｊノとを有しており、減速時には減速スイッチ
ｔＸが閉じてソレノイドコイルｊ／の吸引力でもって弁
体ｊ、２をスプリングｊ３のバネ力に抗してエア人口ｊ
′≠側に変位させて該加圧エア入口！≠を閉塞し大気連
通口ｊｊを開口せしめるようになっている。この場合に
も、前記１ｓ／実施例の場合と同様の作用効果が得られ
る。尚、この第２゜第３実施例の場合には、第１実施例
の場合の如く制御器２ｊを設ける必要がないことは勿論
である。

又、第６図には本発明の吸入空気制御装置とその構成を
異にするも同様の作用効果が得られる吸入空気制御装置
が示されている。この吸入空気制御装置は、空気通路り
の空気流通方向に前後して最大開口面積が大きい第１制
御井７０と、最大開口面積が該第１制御井７０より小さ
い第２制御井ざＯとを併設するとともに、第２制御弁１
０側に遅延パルブタＯを付設して構成されている。第１
制御井７０は、空気通路り中の弁ロア７を開閉する弁体
７乙と、ダイヤフラム７．２と該ダイヤフラム７２によ
って区画された第１負圧室７３と第１負圧室７Ｉｌ−と
によってエンジンの吸気通路中の負圧の強弱を感知して
前記弁体７乙を開閉制御するための弁体駆動部７／とを
有している。この第１負圧室７３と第１負圧室７１１１
−はダイヤフラム７、！に設けた絞り孔７ｊを介して相
互に連通せしめられている。又、第１負圧室７３は負圧
管７りを介してエンジンの吸気通路に連通せしめられて
いる。

弁体７６はスプリング７１によって弁ロア７を閉鎖する
方向に付勢されている。この第１制御弁７０は、次のよ
うに作用する即ち、エンジンが定速運転あるいは緩加速
又は緩減速運転状態にある場合には、吸気通路内の負圧
の変動が小さくしたがって絞り孔７ｊを介して相互に連
通している第１負圧室７３と第２負圧室７Ｉ／ｌの圧力
が均衡し、弁体７乙はスプリング７ｇのバネ力によって
閉弁状態のまま保持される。

一方、エンジンが急減速状態にある場合には、第１負圧
室７３内の圧力が急激に低下するため、弁体７乙はスプ
リング７ｇのバネ力に抗して直ちに全開状態まで開弁さ
れ、さらに開弁後は絞り孔７ｊの絞り効果によって減速
開始時点から一定時間後に閉弁せしめられる。１尚、急
加速時には、吸気通路内の圧力が高くなるため弁体７６
は第１負圧室７３と第１負圧室７３の差圧とスプリング
７ｇのバネ力とによって閉弁される。即ち、この第１制
御弁７０は、エンジンが急減速運転状態にある場合にの
み開弁（全開）される。

第２制御弁にＯは、空気通路り中の弁口ｔ７を開閉する
弁体ｒｔと、ダイヤプラムにノと該ダイヤフラム１２に
よって区画された第１正圧室に３と第コ正圧室ざ≠とに
よりエンジンの排気通路中の排気圧の強弱あるいはエン
ジンによって駆動されるエアポンプの吐出圧力の強弱を
感知して前記弁体ｇ６を開閉制御するための弁体駆動部
ｔ／とを有している。この弁体駆動部ｇ／の第１正圧室
ｒ３は後述する遅延パルブタＯを介して大気に、また第
コ正圧室ｇＩＩＬは正圧管ざりを介してエンジンの排気
通路あるいはエアポンプの吐出側に連通せしめられてい
る。又、弁体ざ乙は、スプリングにｇによって弁口ざ７
を閉鎖する方向に付勢されている。

遅延バルブ７０は、弁ロタｊと絞り孔タグを有する隔壁
り３によって区画形成された第１室り／と第λ室９２と
弁ロタｊを開閉する弁９６とを有している。この第１室
り／と第２室タコの内、第１室７／は大気に開放され、
第λ室タノは第２制御弁ＪｒＯの第１正圧室ｇ３に連通
せしめられている。又、弁体り乙は、スプリングタフに
よって第１室り／側から弁ロアｊを閉鎖する方向に付勢
されている。

尚、第二室９．２にエアポンプ圧を導入する場合には、
第５図に示したようなソレノイドバルブ犯を正圧管ざり
に設ける必要がある。

この第２制御井ざＯと遅延パルブタＯは次のように作用
する。即ち、エンジンが定速運転あるいは緩加速又は緩
減速運転状態にある場合には、排気圧あるいはエア圧の
変動が小さいため、遅延パルブタＯの弁り乙はスプリン
グタフのバネ力によって閉弁された状態のまま保持され
、第１制御弁ざＯの第１正圧室ｒ３は紋り孔り≠を介し
て大気に開放される。この場合、弁体に６は、排気圧あ
るいはエア圧力に対応する開度に開弁される０次に、エ
ンジンが急加速運転状態にある場合には、第２正圧室ｇ
ｌｌ−内の圧力が急激に上昇し、それに伴って第１正圧
室ＩｒＥ内の圧力も急上昇する。

すると、遅延バルブ９０の弁９乙が第１正圧室ざ３内の
圧力によって押し開かれ該第１正圧室に３が大気に開放
されるため、弁体に６は第２正圧室に≠内に負荷される
圧力によって大きな作動遅れを生じることなく速やか、
、に開弁される。

一方、エンジンが急減速運転状態にある場合には、第２
正圧室ざ≠内の圧力が急激に下がるため、弁体に乙は第
１正圧室に３内の圧力とスプリングにｇのバネ力とによ
って閉弁方向に付勢されるが、弁体ざ≦は絞り孔タグの
絞り効果によって減速運転開始時点から一定時間後に閉
弁される。即ち、この第１．第２制御弁７０゜ざＯと遅
延パルブタＯとを併用した吸気制御装置においては、第
１制御井７０が減速時にのみ開き、第２制御弁にＯが減
速時に該減速直前の空気通路りの開度を規制する規制手
段として作用し、遅延パルブタＯが空気通路の開度を保
持する保持手段として作用することになる。

次に、本発明の詳細な説明すると、本発明の吸入空気制
御装置は、エンジンの吸気通路に設けたスロットル弁を
バイパスした空気通路に制御弁を設け、減速運転時に該
制御弁が開いて空気をエンジンに導入するようにすると
ともに、制御弁の開度を規制するとともに該開度をエン
ジンが高負荷になるに従って大きくするように作動位置
を変化する規制手段とエンジンの減速運転時に該減速運
転直前における規制手段の作動位置を保持する保持手段
とを設けているため、減速運転時にエンジンに供給され
る空気量を減速運転直前の運転状態に対応させることが
でき、実公昭！；／−２１３１０号公報に示す従来の吸
入空気制御装置の如く減速運転時に該減速運転直前の運
転状態如何に拘わらず制御弁を全開とするようにした場
合に起りがちであった供給空気量の過不足を防止してエ
ンジンの排気特性及び燃焼特性を向上せしめることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例に係る吸入空気制御装置の全
体系統図、第二図は第１図の吸入空気制御装置の制御系
統図、第３図は第１図の吸入空気制御装置の７０−チャ
ート、第≠図は本発明第２実施例の吸入空気制御装置の
要部縦断面図、第５図は本発明第３実施例の吸入空気制
御装置の要部縦断面図、第を図は本発明の吸入空気制御
装置と同様の作用、効果を得ることのできる他の吸入空
気制御装置の要部縦断面図である。 ／　命・自参〇エンジン コ　・・・・・吸気通路 グ　　・・・・・スロットル弁 タ　・・・・・空気通路 １０・・・・・制御弁 ／ｌ　・・・・・ステップモータ ２ｊ・・・・・制御器 、コ乙　　・・・・・規制装置 ３７　・・・・・遅延バルブ（保持手段）出願人　東洋
工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　エンジンの吸気通路に設けたスロットル弁をバイ
   パスした空気通路に制御弁を設け、減速運転時に該制御
   弁が開いて空気をエンジンに導入するようにした吸入空
   気制御装置において、上記制御弁の開度な規制するとと
   もに該開度なエンジンが高負荷になるに従って大きくす
   るように作動位置を変化する規制手段と、エンジンの減
   速運転時に該減速運転直前における上記規制手段の作動
   位置を保持する保持手段とを設けたことを特徴とするエ
   ンジンの吸入空気制御装置。