JPS5845584B2

JPS5845584B2 - 空気流量調整装置

Info

Publication number: JPS5845584B2
Application number: JP51062542A
Authority: JP
Inventors: 朗高田; 隆道中瀬; 正服部; 完福田
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 1976-05-28
Filing date: 1976-05-28
Publication date: 1983-10-11
Also published as: JPS52145627A

Description

【発明の詳細な説明】自動車の排気ガス対策用として案出された改良エンジン
において、その効果を最大限に発揮させたい場合とか、
同じく排気ガス対策用として排気ガス浄化用触媒を備え
るエンジンにおいて触媒による排気ガスの最適浄化を得
たい場合などには、エンジンに供給する混合気の空燃比
を追加空気により常に適正に制御したり、もしくは触媒
への２次空気量を適正に制御する必要がある。

本発明はかかる要求に対し充分に対処し得る空気流量調
整装置に関する。

従来、この種の装置として、排気ガスの一成分である酸
素の濃度等により混合気の空燃比を検出するガス検出器
を設けこの検出器の信号に応じて連続的に制御弁を駆動
し補正用追加空気の流量を制御して混合気の空燃比を調
整するものが提案されている。

そして、この装置においては、一般に制御弁を作動させ
る駆動ユニットとしてモータを用いており、一般にこの
モータの駆動スピードを一定にし、つまりエンジンの定
常、過渡運転状態両方共に空燃比変動をできるだけ小さ
くするような最適な値に駆動スピードを設定して空燃比
を制御している。

しかしながら、この従来装置においては常に連続的に制
御弁を駆動し、かつ遅れ時間要素による影響についてほ
とんど考慮されておらず、上述したように駆動スピード
を最適値に設定したとしても、１駆動スピードが一定で
ある以上混合気の空燃比は追加空気により吸気系の空燃
比変動時から排気系において排気ガス成分が変化し検出
器がそれを検出するまでの遅れ時間要素の影響を受けて
大きく変動し、結局空燃比制御幅が大きくなり、エンジ
ンの広範な運転域において良好に制御できないという問
題があった。

特に、吸入空気量の少ない低負荷、低回転領域では遅れ
時間が大きくなって、バンチング現象が生じて触媒コン
バータの浄化機能を充分発揮させることができなくなり
、さらに車両走行時にサージ現象が現われ、ドライバビ
リティ−が悪化するという問題があった。

また、上記装置はガス検出器を設置した場所を流れる排
気ガス流の乱れ等によってガス検出器は全体的な酸素濃
度でなく局部的な酸素濃度を検出することがあり、その
結果この酸素濃度と相関関係にある混合気の空燃比を誤
検出し、例えば全体的に混合気の空燃比が大きい（薄い
）状態にあるにも拘らず瞬時パルス的に空燃比が小さい
（濃い）という信号を発生しバイパス弁を誤動作させて
しまうという問題があった。

さらにガス検出器としては、通常、混合気の空燃比に対
して第１図のようなステップ出力特性を有するものを用
いるため、混合気の空燃比が設定空燃比近傍になると出
力が交互に非常に早い周期で変化し、その結果バイパス
弁が激しく反転しバイパス弁、バイパス弁支持部等の摩
耗が激しくなり耐久性に乏しくなるという問題があった
。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、エンジンの定常、過渡運転状態共に補助的
に追加供給する空気流量を良好に制御し、例えば混合気
の空燃比の変動を常に小さくし、触媒コンバータの浄化
機能を充分に発揮させることにある。

また、他の目的とするところは、エンジンの遅れ時間要
素（例えば吸入空気量、エンジン回転数、吸気負圧、ベ
ンチュリ負圧、スロットル開度等）に対応して制御する
ことにより、遅れ時間要素による不具合を解消してエン
ジンの広範な運転域にわたって良好に空気流量を制御す
ることにある。

さらに、本発明の他の目的とするところは、ガス検出器
の信号が変化した後所定期間駆動ユニットを停止させそ
の後駆動ユニットを駆動させることにより、ノイズ的な
瞬時パルス状の信号を除去し、設定空燃比近傍になった
時、駆動ユニットをほとんど停止状態にしてバイパス弁
等の耐久性を向上することにある。

以下、本発明を図に示す一実施例について説明する。

本発明のシステム全体を示す第２図において、エンジン
１は気化器２によって吸気マニホールド３を通して混合
気が供給されるようになっている。

このエンジン１は通常の４サイクルレシプロガソリンエ
ンジンである。

エンジン１の吸気系において、気化器２の下流にはスロ
ットル弁４が設けられており、上流にはエアクリーナ５
が設けられている。

そして、補正用空気通路６がエアクリーナ５とスロット
ル弁４の下流とを連通し、気化器２の図示しなシ）燃料
ノズルとスロットル弁４とをバイパスするよう設置され
ている。

また、エンジン１の排気系には、排気マニホールド７、
排気ガス浄化用触媒、例えば３元触媒を内蔵した触媒コ
ンバータ８が配置されており、また排気マニホールド７
には二酸化ジルコニウム、二酸化チタニウム等金属酸化
物により排気ガスの一成分である酸素の濃度を検出して
この酸素濃度と相関関係にある混合気の空燃比を検出す
るガス検出器９が設置されている。

そして、このガス検出器９は、二酸化ジルコニウムを用
いると、エンジン１に理論空燃比より濃い混合気が供給
された場合はぼ１■、理論空燃比より濃い混合気が供給
された場合はぼ１００ｍＶの起電力を発生しその起電力
は理論空燃比付近にてほぼステップ状に変化する。

制御ユニット１０はガス検出器９笠各検出器からの信号
によりパルスモータ１１を所定の、駆動方向に断続的に
スキップ作動させるもので、後述するように各種電子回
路で構成されている。

パルスモータ１１は補正用空気通路６に設置されている
制御弁１２を開・閉駆動するもので、そのドライブシャ
フトは制御弁１２の軸に結合されている。

なお、この実施例ではパルスモータ１１は４相の２相励
磁力式のものを用いている。

制御弁１２は通常の角型バタフライ弁で補正用空気通路
６内に設置されている。

この制御弁１２には、その全閉位置を検出し全閉位置の
ときオンし、その他のときオフする全閉検出スイッチ１
３が設置されており、その出力信号は制御ユニット１０
に入力されている。

回転検出器１４はエンジン１のクランク軸回転と同期し
て、すなわちエンジン１の回転数に応じて信号を発生す
るもので、この実施例ではエンジン１の点火システムと
して一般に用いられている点火コイルの一次側断続信号
を利用しており、その出力信号は制御ユニット１０に入
力されている。

加減速スイッチ１５は吸気マニホールド３に設置されて
おり吸気負圧の変化により電気的にスイッチをオン・オ
フするもので、エンジン１の加速時、減速時のように吸
気負圧が急激に変化するときオンし、その出力信号は制
御ユニット１０に入力されている。

この加減速スイッチの構造は、第３図に示すようにダイ
ヤフラム式になっている。

以下第３図において説明するとケーシング１５ａとダイ
ヤフラム１５ｂとにより２つの室１５ｃ、１５ｄが形成
されており、各室はダイヤフラム１５ｂの絞り１５ｅを
介して連通している。

また室１５ｅ。１５ｄにはダイヤフラム１５ｂを押圧す
るバックスプリンダ１５ｆ１，１５ｆ２が設けられてお
り、室１５ｅは吸気マニホールド３と連通している。

ダイヤフラム１５ｂには導電性のシャフト１５ｇが固定
されており、シャフト１５ｇの先端部には接点部１５ｎ
が形成しである。

そして、シャフト１５ｇに常に接触するように摺動用タ
ーミナル１５ｉが設置されており、シャツＮ５ｇの所定
位置でのみ接触するようにターミナル１５Ｊ。

１５ｋが設置されている。

リレー１５ｍはターミナル１５ｇとターミナル１５ｊ、
１５にの導通、遮断により駆動され、ターミナル間が導
通すると接点１５ｍ１と接点１５ｍ２とが導通し、遮断
すると接点１５ｍ、と１５ｍ３とが導通する。

こうして、エンジン１が加速・減速中であるかどうかに
よってリレー１５ｍが切換わる。

なお、回転検出器１４と加減速スイッチ１５とでエンジ
ン１の遅れ時間要素を検出する遅れ時間検出ユニットを
構成している。

次に制御ユニット１０のブロック図を示す第４図におい
て説明する。

制御ユニット１０がガス検出器９により出力される混合
気の空燃比と密接した関係にある排気ガス中の酸素濃度
に応じた空燃比信号と、遅れ時間検出ユニットの回転検
出器１４および加減速スイッチ１５の出力信号と、全閉
検出スイッチ１３の出力信号とを入力信号としており、
前記空燃比信号を判別するＡ／Ｆ判別回路１０ａ、エン
ジン１の遅れ時間要素に応じた周期のタイミングパルス
を発生するタイミングパルス発生回路１０ｂ、所定周波
数のクロックパルスを発生する発振回路１０ｃ、前記タ
イミングパルスとクロックパルスとに応じてパルスモー
タ１１を駆動するための駆動パルスを出力する駆動パル
ス回路１０ａ、Ａ／Ｆ判別回路１０ａと駆動パルス回路
１０ｄの出力信号を論理制御する指令回路１０ｅ、指令
回路１０ｅからの信号によって出力信号が順次シフトす
る可逆シフトレジスタ１０ｆ、および可逆シフトレジス
タ１０ｆの出力信号によってパルスモータ１１の励磁を
制御するパワー回路１０ｇから構成されており、パルス
モータ１１を適切に作動させるようになっている。

次に第５図により制御ユニット１０について詳細に説明
する。

Ａ／Ｆ判別回路１０ａは入力抵抗１０１、分圧抵抗１０
２，１０３、差動演算増幅器（以下ＯＰアンプという）
１０４、インバータ１０５で構成され、ＯＰアンプ１０
４の非反転入力端子は入力抵抗１０１を介してガス検出
器９と接続され、反転入力端子は分圧抵抗１０２，１０
３の分圧点と接続されている。

そして、ガス検出器９の出力信号は分圧抵抗１０２，１
０３により設定される設定電圧Ｖａ（ガス検出器９のほ
ぼ理論空燃比における起電力に等しい電圧）と比較され
、Ａ／Ｆ判別回路１０ａでは出力端子Ｂ１においてガス
検出器９の出力信号が設定電圧よりも大きいとき、つま
り混合気が理論空燃比よりも濃い側の場合には１”ルベ
ルの出力を発生し、小さいときつまり薄い側の場合には
゛Ｏ″レベルの出力を発生し、端子Ｂ２においては端子
Ｂ１の出力と逆の信号を出力する。

タイミングパルス発生回路１０ｂは抵抗１０６，１０８
，１０９、コンデンサ１０７゜トランジスタ１１０で形
成される波形整形回路とバイナリカウンター１１１．イ
ンバータ１１２、抵抗１１３、コンデンサ１１４、ＡＮ
Ｄゲート１１５で形成される第１微分パルス回路とイン
バータ１１６、抵抗１１７、コンデンサ１１８、ＡＮＤ
ゲート１１９で形成される第２微分パルス回路とインバ
ータ１２０、抵抗１２１．コンデンサ１２２、ＡＮＤゲ
ート１２３で形成される第３微分パルス回路とＡＮＤゲ
ート１２５、１２６とＤフリップフロップ１２８，１２
７とインバータ１２７ａ、１２８ａとＡＮＤゲート１２
９，１３０とＯＲゲート１３１とより構成されている。

そして回転検出器１４をなす点火コイルの１次側コイル
のパルス信号を波形整形回路で波形整形し、これをバイ
ナリ−カウンタ１１１で分周する。

ここで、分周比は加減速スイッチ１５によって決定され
、本実施例ではエンジン１の加減速時は出力Ｑｌ（１／
２に分周した出力）が、その他の時は出力Ｑ２（１／８
に分周した出力）が出力されるよう設定しである。

バイナリ−カウンタの分周出力により第」微分パルス回
路で第６図Ａに示すような正の微分パルスが作られ、端
子Ａから出力される。

上記のことから、この微分パルス、すなわちタイミング
パルスはエンジン回転に周期して発生し、エンジン回転
に反比例した周期を有しており、かつ加減速時は通常時
の１／４の周期になることがわかる。

また、第２、第３微分パルス回路はそれぞれＡ／Ｆ判別
回路１０ａの出力を入力信号としており、第２微分パル
ス回路はＡ／Ｆ判別回路１０ａの端子Ｂ１の出力が゛Ｏ
″レベルから゛１″レベルに反転するとき（混合気が濃
い側のとき）第６図Ｃに示すような正の微分パルスを発
生し、他方、第３微分パルス回路はＡ／Ｆ判別回路１０
ａの端子Ｂ２の出力が゛０″レベルから”１″レベルに
反転するとき（混合気が薄い側のとき）第５図りに示す
ような正の微分パルスを発生する。

ＡＮＤゲート１２５，１２６はそれぞれ第１微分パルス
回路とＡ／Ｆ判別回路１０ａの出力をゲット入力信号と
しており、ＡＮＤゲート１２５は第６図Ｅに示すように
Ａ／Ｆ判別回路１０ａの端子Ｂ１の出力が゛１″レベル
のとき開いて第１微分パルス回路の微分パルスを出力し
、他方ＡＮＤゲ−１−１２６は第６図Ｆに示すようにＡ
／Ｆ判別回路１０ａの端子Ｂ２の出力が“１″レベルの
とき開いて第１微分パルス回路の微分パルスを出力する
。

Ｄフリップフロップ１２γ、１２８はそれぞれセット端
子Ｓを接地し、ディレィ端子りを電源側に接続してあり
、Ｄフリップフロップ１２γのリセット端子Ｒは第２微
分パルス回路の出力を、クロック端子ＣＬはインバータ
１２７ａを介してＡＮＤゲート１２５の出力をそれぞれ
入力信号としている。

またＤフリップフロップ１２８のリセット端子Ｒは第３
微分パルス回路の出力を、クロック端子ＣＬはインバー
タ１２８ａを介してＡＮＤゲ゛−１−１２６の出力をそ
れぞれ入力信号としている。

そして、これらＤフリップフロップ１２７゜１２８はそ
れぞれリセット端子Ｒに゛１″レベルのリセット信号が
入力されると出力Ｑが゛Ｏ″レベルにリセットされ、ク
ロック端子ＣＬへの入力が゛０″レベルから゛１′ルベ
ルに立上がるとき出力Ｑは゛０″ルベルから１“レベル
へ反転スる。

その後は、リセット端子Ｒに゛１″レベルのリセット信
号が入力されない限りクロック端子への信号が変化して
も出力Ｑは゛′１″レベルを保持される。

従って、Ｄフリップフロップ１２７の出力Ｑ（Ｇ端子）
は、第６図Ｃ，Ｅに示す第２微分パルス回路、ＡＮＤゲ
ート１２５の出力に対して第６図Ｇに示すようになり、
Ｄフリップフロップ１２８の出力Ｑ（Ｉ端子）は、第６
図り、Ｆに示す第３微分パルス回路、ＡＮＤゲート１２
６の出力に対して第６図■に示すようになる。

そして、これらＤフリップフロップ１２７゜１２８の出
力はそれぞれＡＮＤゲ゛−ト１３０゜１２９でＡＮＤゲ
゛−ト１２５，１２６の出力Ｅ。

Ｆと論理制御され、その結果ＡＮＤゲート１３０の出力
Ｈは第６図Ｈに示すようになり、ＡＮＤゲ−４１２９の
出力Ｊは第６図Ｊに示すようになる。

つまり、Ｄフリップフロップ１２７，１２８の出力はそ
れぞれＡ／Ｆ判別回路１０ａの出力信号の反転により゛
Ｏ″レベルにリセットされ、その後エンジン回転に同期
している第１微分パルス回路からの最初の微分パルスの
立下り時に゛１″レベルに反転するため、Ａ／Ｆ判別回
路１０ａの出力信号が反転してから上記の最初の微分パ
ルスはＡＮＤゲート１３０，１２９にてキャンセルされ
る。

そして、Ａ／Ｆ判別回路１０ａ出力信号がそのまま反転
しないと、２個目からの微分パルスがＡＮＤゲ゛−ト１
３０，１２９から出力される。

ＮＡＮＤゲ゛−ト１３０，１２９の出力はＯＲゲ゛−Ｎ
３１で論理制御され、第６図Ｈ，Ｊに示す出力が重ね合
せられるため、ＯＲゲート１３１の出力は第７図Ｋに示
すようになる。

しかして第６図Ａもしくは第７図Ａに示すタイミングパ
ルスの１周期内にＡ／Ｆ判別回路１０ａの出力がＯ″か
ら１″へあるいは１＋１から１１０１１に反転したと
きは、その反転後の１個目のタイミングパルスがキャン
セルされ、Ａ／Ｆ判別回路１０ａの出力反転の周期がタ
イミングパルスの周期より長くなるとＯＲゲート１３１
よりタイミングパルスが出力されることになる。

発振回路１０ｃはインバータ１３２，１３４、抵抗１３
３、コンデンサ１３５で構成され、パルスモータ１１を
駆動するための基本クロックパルスを発生する。

駆動パルス回路１０ｄはＮＯＲゲート１３６゜１３７で
構成されるＲＳフリップフロップ、ＮＯＲゲート１３８
、ディケードカウンタ１３９で構成されている。

ディケードカウンタ１３９はリセット端子Ｈに入力され
る゛１″レベルの微分パルスで出力Ｑ。

−Ｑ９が全て゛０″レベルにリセットされる。

そして、カウントはキャリイイン端子ＣＩに入力される
クロックパルスがＯｙｔレベルからＹｌＩＩＴレベ
ルへ反転する時折なわれ１個ずつＱ。

〜Ｑ１．・・・・・・Ｑ、と出力が発生する。

本実施例では１０進するごとに一順するものを用いてお
り、順するとキャリイアウド端子ＣＯに゛１″レベルの
信号が発生するものを用いている。

ＲＳフリップフロップはタイミングパルス発生回路１０
ｂからのタイミングパルスでＮＯＲゲート１３６がトリ
ガされ、ＮＯＲゲ゛−ト１３６の出力が゛０″レベルと
なり、その結果ＮＯＲゲート１３８が開かれ発振回路１
０ｃのクロックパルスがディケードカウンタ１３９のキ
ャリイイン端子ＣＩに入力される。

また、同時にタイミングパルスによりディケードカウン
タ１３９がリセットされるので、タイミングパルスが入
力されてからテ゛イケードカウンタ１３９がカウントを
開始し、クロックパルスを６個カウントするとＱｉ出力
が１′”レベルとなりＲＳフリップフロップのＮＯＲゲ
ート１３７がトリガされＮＯＲゲ゛−ト１３６の出力が
゛１パレベルとなりＮＯＲゲート１３８を閉じ、ディケ
ードカウンタ１３９はカウントを停止する。

従って、ＮＯＲゲート１３８の出力としては第７図りで
示すようにタイミングパルスごとに１個のクロックパル
スすなわち所定期間の開駆動パルスが出力される。

ここで、この駆動パルスは、定常、過渡状態両方共に空
燃比制御幅が小さくなるようにそのパルス数が最適値に
設定されている。

全閉検出スイッチ１８は抵抗１３ａ、スイッチ１３ｂよ
り構成され制御弁１２が全閉になると、スイッチ１３ｂ
が閉成し出力端子Ｎにおける出力は゛０″レベルになる
ようにしである。

そして、これらＡ／Ｆ判別回路１０ａ、駆動パルス回路
１０ｄ、全閉検出スイッチ１３の出力信号はそれぞれ指
令回路１０ｅに人力され、パルスモータ１１の正転、逆
転、停止信号を出力する。

この指令回路１０ｅは、ＮＡＮＤゲート１４０゜１４１
によりパルスモータ１１を論理制御している。

そして、指令回路１０ｅのＮＡＮＤゲート１４０．１４
１を出力を入力信号とする可逆シフトレジスタ１０ｆは
端子Ｐにパルス信号が入力されると出力端子Ｑｔ、Ｑ
２、Ｑ３、Ｑ４が順次シフトされる。

端子Ｃにパルス信号が入力されると逆に出力端子Ｑ４．
Ｑ３．Ｑ２．Ｑ１が順次シフトされる。

この出力端子Ｑ１．Ｑ２．Ｑ３．Ｑ４はそれぞれ抵抗１
４２．１４３，１４４，１４５、トランジスタ１４６．
１４７，１４８，１４９、逆起電力吸収用ダイオード１
５０，１５１，１５２，１５３より構成されるパワー回
路１０ｇに接続され、さらにこのパワー回路１０ｇは４
相パルスモーク１１の界磁コイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ
４に接続されている。

可逆シフトレジスタ１０ｆの入力端子Ｐにパルス信号が
入力するとトランジスタ１４６，１４７゜１４８．１４
９が順次導通し、パルスモータ１１のコイルＣ１，Ｃ２
，Ｃ３，Ｃ４が同様に２相づつ励磁すれて、パルスモー
タ８のロータが第５図中の矢印方向に回転し、制御弁１
２を開く方向に回転させる。

端子Ｃにパルス信号が入力するとこの逆になり第５図中
の反矢印方向に回転して制御弁１２を閉じる方向に回転
させる。

なお、制御ユニット１０およびパルスモータ１１は、エ
ンジン１のキースイッチに連動するスイッチ２００を介
してバッテリ２０１により電力を供給されている。

上記構成において気化器２は通常の燃料調量を行なうも
ので、特別に公知の気化器と異なるところはないが、た
だ制御して得ようとする結果の空気と燃料の空燃比より
やや燃料が濃い状態に保たれるよう調整されており、通
常の主たる空気は気化器２の主通路を経て、これに相当
する燃料と混合気をなし吸気マニホールド３からエンジ
ン１に供給される。

エンジン１が燃焼を完了した後、排気マニホールド７、
触媒コンバータ８を通して大気に放出されるが、この排
気マニホールド７の排気通路中の一部に設けられたガス
検出器９により空燃比が検出される。

ガス検出器９の出力信号は制御ユニット１０に入力され
制御ユニット１０により混合気の空燃比が理論空燃比よ
りも小さい（濃い）か、大きい（薄い）かが判断される
。

そして、混合気が濃い状態にあるときはパルスモータ１
１が補正用空気通路６に設けた制御弁１２を開く方向に
スキップ１駆動し、逆に薄い状態にあるときは閉じる方
向にスキップ１駆動し、追加空気によって補正を行い理
論空燃比になるよう制御する。

この作動中、制御弁１２が全閉位置にきても混合気が要
求空燃比にならず、Ａ／Ｆ判別回路１０ａが制御弁１２
をさらに回動させ、制御弁１２が゛行き過ぎパ状態にな
ることを防止するように、全閉検出スイッチ１３が制御
弁１２の全閉を検出した時はスイッチ１３ｂがオンして
ＮＡＮＤゲート１４１を閉じ可逆シフトレジスフ１０ｆ
へのパルス信号の供給を停止して、パルスモーク１１が
制御弁１２をさらに閉じる方向へ駆動するのを停止する
。

このようにして制御弁１２の正常作動を確保している。

次にパルスモータ１１の制御を第７図を利用して説明す
る。

回転検出器１４からの信号と加減速スイッチ１５からの
信号とによりタイミングパルス発生回路１０ｂは第７図
Ａに示すようにタイミングパルスを発生する。

ここで、図示しないが加速あるいは減速時に、エンジン
１の回転数にもよるが、タイミングパルスの周期はほぼ
定常時の１、／４程度に短かくなる。

一方、気化器２で生成される混合気の空燃比変動により
変化するガス検出器９からの信号を判別するＡ／Ｆ判別
回路１０ａの出力Ｂ１は第７図（Ｂ１）で示すようにな
っている。

こうして、パルスモータ１１は第７図（Ｂｌ）に示す空
燃比信号によって駆動方向が決定され、第７図りに示す
駆動パルスによって駆動タイミングと駆動期間（駆動角
度）とが決定され、断続的に駆動される。

この作動を制御弁１２の開度によって示したのが第７図
Ｍの折線■で、この第７図Ｍからパルスモータ１１はエ
ンジン回転に同期して所定期間の開駆動され、それ以外
の時は一時停止していることがわかる。

このように本発明によれば、パルスモータ１１はタイミ
ングパルスに同期して所定期間に所定の角度だけ駆動さ
れ、それ以外の期間は一時停止し、この作動が繰返して
行なわれる。

従って、補正用空気通路６から吸気マニホールド３へ供
給される追加空気の増減も断続的に行なわれる。

このため、パルスモータ１１による制御弁１２の駆動ス
ピード（第７図Ｍにおける折線■の傾き）を速めること
が可能となり、制御弁１２の応答性が良くなって混合気
の空燃比変動が小さく抑えられる。

また、本発明によれば、エンジン１の加速時あるいは減
速時のような過渡時、すなわち吸入空気量が急激に変化
する場合は、タイミングパルスの周期を通常の１／４程
度にしてパルスモータ１１の駆動周期を格別に短かくし
ているため、制御弁１２の開度は速やかに変化し、混合
気の空燃比は所定空燃比に速く収速させられる。

また本発明によれば、エンジン回転の高い吸入空気量の
多い場合には、エンジン回転に比例してタイミングパル
スの周期が短かくなり、パルスモータ１１の駆動周期が
短かくなって、制御弁１２の開度変化が速くなり、その
結果混合気の空燃比はエンジン１の遅れ時間要素によっ
て大幅に変動することなく速やかに収速させられる。

またエンジン回転が低く吸入空気量が少ない場合には、
逆にパルスモータ１１の駆動周期が長くなって、全体か
らみた制御弁１２の開度変化が緩やかになりエンジン１
の遅れ時間が長くなるのに対応する。

しかして、エンジン低速域において追加空気が過剰に供
給されるようなことがなく混合気の空燃比変動が小さく
なってエンジン１のサージ現象が防止される。

このようにエンジン１の遅れ時間に対応した同期をもつ
タイミングパルスによりパルスモータ１１を断続的に駆
動、停止させ、この作動の繰返しにより追加空気量はエ
ンジンの広範な運転域において常に適切に制御される。

さらに、本発明によればＡ／Ｆ判別回路１０ａに瞬時的
パルスが発生したり、領域Ｔで示すように混合気の空燃
比が設定空燃比（理論空燃比）近傍にあってＡ／Ｆ判別
回路１０ａの出力が短周期で反転しても、第６図Ａに示
すタイミングパルスが少なくとも２個発生する期間の間
同じレベルの出力が持続しない限りパルスモータ１１は
駆動されないので、制御弁１２は停止した状態に保たれ
る。

しかして、制御弁１２の誤作動もしくは短周期での反転
が防止され、混合気の空燃比は安定して制御される。

もちろん、混合気が設定空燃比より離れた場合、前述し
たようにパルスモーク１１はタイミングパルスごとに駆
動され制御弁１２の開度を変えるため、空燃比は設定空
燃比に良好かつ安定的に調整される。

なお、上記実施例では、加減速時に分周回路をなすバイ
ナリ−カウンタ１１１によりタイミングパルスの周期を
変えるよう構成したが、第８図にその要部を示すように
駆動パルス発生回路１０ｄ′において、ディケードカウ
ンタ１３９のキャリイアウド端子ＣＯ，ＩＪセット端子
Ｒにそれぞれキャリイイン端子ＣＩ、リセット端子Ｒ
が接続されたディケードカウンタ１５４を設け、各ディ
ケードカウンタ１３９，１５４の出力を加減速スイッチ
１５にて切換えるように構成してもよい。

このような構成とすれば、エンジンの加減速によってタ
イミングパルスの周期は変化しないが、１個のタイミン
グパルスによって出力されるクロックパルスのパルス数
が１桁〜２桁のオーダーで変化し、結果的に駆動パルス
のデユーティ比が変化してパルスモータ１１の駆動期間
が変わり加減速時に制御弁１２の開度変化を速くできる
。

また、上記実施例では１個のタイミングパルスにより１
駆動パルス発生回路１０ｄから出力されるクロックパル
スのパルス数を制御弁の関・閉弁時とも同数とし、駆動
期間を同一にしたが、第９図に要部を示すように駆動パ
ルス発生回路１０ｄ〃として、ＮＯＲゲート１５５，１
５６，１５９、ＲＳフリップフロップを形成するＮＯＲ
ゲート１５７．１５８、およびディケードカウンタ１６
０を追加し、ＮＯＲゲート１５５、１５６はタイミング
パルス発生回路１０ｂの出力端子にとＡ／Ｆ判別回路１
０ａのＢ２．Ｂ１端子とに接続する構成として、ディケ
ードカウンタ１３９で閉弁時の駆動パルスを、ディケー
ドカウンタ１６０で開弁時の駆動パルスをそれぞれ決定
するようにしてもよい。

このような構成とすれば、１個のタイミングパルスによ
って出力されるクロックパルスのパルス数を開・閉弁時
に応じて異なったものとすることができ、その結果制御
弁１２の開・閉弁の開度変化が変わり、理論空燃比以外
の空燃比に混合気を制御できる。

従って、第９図に示すようにエンジン１の暖機状態に応
じてスイッチングする暖機検出器１７（例えばエンジン
の冷却水温センサ）を設け、この暖機検出器１７により
ディケードカウンタ１６０の出力を切換えるようにすれ
ば、暖機時には混合気の空燃比を理論空燃比より小さい
ものに制御して暖機運転の安定を図ることができる。

なお、ディケードカウンタはＱｉ１＝Ｑｉ３＞Ｑｉ２
と設定しである。

もちろんディケードカウンタの設定により適宜設定空燃
比は変えることができる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、例えば上述の実施例では気化器の空燃比調整のため
に空気流量調整装置を適用したが、機械制御式もしくは
電子制御式燃料噴射装置において空気補正を行うものに
適用してもよい。

また、吸気系の空気流量制御だけでなく、触媒への２次
空気量を制御するような排気系の空気流量制御に適用し
てもよい。

さらに、駆動ユニットとしてパルスモータを用いたが直
流、交流モータを用いてもよく、また電気的アクチュエ
ータに限らず機械的なものでもよい。

また、遅れ検出手段として回転検出器１４、加減速スイ
ッチ１５を用いたが、他の遅れ時間要素である吸気負圧
、吸入空気量、ベンチュリ負圧、スロットル角度、車速
等の検出器を用いてもよく、また、これらを組合せたも
のでもよい。

なお、上記検出器のうち出力がアナログ的に変化するも
のを用いた場合は、例えば分周回路の代りにＶ−Ｆコン
バータ等を用いてタイミングパルス周期をアナログ的に
変化させることもできる。

以上述べたように本発明によれば、排気ガスの成分を検
出し、追加空気の流量を定常時、遅れ時間要素を考慮し
てエンジンの広範な運転域にわたって制御できるという
効果が犬であり、また、制御弁１２の誤動作も防止でき
るから混合気の空燃比制御に用いた場合、空燃比の変動
を小さくして空燃比を実質的に一定に保つことができ、
エンジンの排気ガス浄化用触媒をより効果的に使用でき
るという大きな効果がある。

しかも、エンジン低負荷、低回転領域におけるサージ現
象をなくすことができ、ドライバビリティ−を向上でき
るという優れた効果を奏する。

また、ガス検出器の出力が非常に短い周期で反転しても
、バイパス弁はそれに応じて反転せず、バイパス弁、バ
イパス弁の支持部材の摩耗を防止でき耐久性を増すこと
ができるという効果も犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図はガス検出器の出力特性図、第２図は本発明の一
実施例を示す全体構成図、第３図は第２図図示の加減速
スイッチの構造を示す断面構成図第４図、第５図はそれ
ぞれ第２図に示した制御ユニットのブロック図、電気回
路図、第６図、第７図は作動説明に供する波形図、第８
図、第９図はそれぞれ本発明の他の実施例の要部を示す
電気回路図である。１・・・・・・エンジン、２・・・・・・気化器、３・
・・・・・吸気マニホールド、６・・・・・・補正用空
気通路、７・・・・・・排気マニホールド、９・・・・
・・排気ガス検出器、１０・・・・・・制御ユニット、
１１・・・・・・駆動ユニットをなすパルスモータ、１
２・・・・・・制御弁、１４，１５・・・・・・遅れ時
間検出ユニットをなす回転検出器、加減速スイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

１エンジンの排気系に設置され排気ガス中の取分を検
出するガス検出器と、前記検出器の上流におけるエンジ
ンの排気系もしくは吸気系に空気を追加供給するための
補正用空気通路と、この補正用空気通路に設置され、こ
の空気通路の通路面積を変える制御弁と、この制御弁を
開、閉駆動する駆動ユニットと、前記検出器の出力信号
により駆動方向を判別して前記、駆動ユニットを１駆動
する制御ユニットとを備える空気流量調整装置において
、前記追加供給した空気により排気ガス取分が変化して
から前記検出器がそれを検出するまでの遅れ時間要素を
検出する遅れ時間検出ユニットを設け、前記制御ユニッ
トはこの遅れ時間検出ユニットの検出信号に対応した周
期のタイミングパルスを発生し、前記タイミングパルス
発生時間１周期以内に前記ガス検出器の出力信号が変化
しないとき、そのタイミングパルス発生時よりある期間
のみ前記駆動ユニットを駆動し、前記タイミングパルス
発生時前１周期以内に前記ガス検出器の出力信号が変化
したときそのタイミングパルスにより前記駆動ユニット
を駆動しないようにすることを特徴とする空気流量調整
装置。