JPS59105949A - 内燃エンジンの吸気２次空気供給装置 - 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（よ内燃エンジンの吸気２次空気供給装置に関す
る。

排ガス浄化のために三元触媒を排気系に備えた内燃エン
ジンにおいては、混合気の空燃比が理論空燃比（例えば
、１４．７：１）付近のとき三元触媒がもつとも有効に
作用することがら空燃比をエンジンの運転状態に応じて
理論空燃比付近に制御づることか行なわれている。この
空燃比制御を絞り弁下流に連通ずる吸気２次空気通路を
設（プてその２次空気量を制御することにＪ：りわなう
吸気２次空気供給装置かある。

従来の吸気２次空気供給装置としては、２次空気通路に
電磁弁を設け、排気系に設（プられた酸素潤度センサの
出力信号レベルに基づいて電磁弁を間閉じ、更に２次空
気通路に負圧応動型の空気制御弁を設け、吸気マニホー
ルド負圧等のようにエンジンの運転状態に応じて大きさ
が変化する負圧を空気制御弁の負圧室に供給するＪ：う
にした装置が知られている。

一方、内燃エンジンにおいては、排カス中に含まれる有
害成分の一つであるＮＯｘ　　（窒素酸化物）の発生を
抑制するために排気ｊｖ流副制御装置設（プる場合があ
る。排気還流制御装置においては、排気路と吸気路とを
連通ずる排気還流路に負圧応動型の排気還流制御弁が設
（プられ、排気還流量が主吸気量に比例するように排気
３ｇ流制御弁の負圧室に作用する負圧が制御されている
。

Ｊ：つて、かかるＪＪｉ気ｊＷ流制御装置を備えた内燃
エンジンの吸気２次空気供給装首においては、排気還流
制御弁の負圧室に作用づる負圧を空気制御弁の負圧γに
も作用させることにより２次空気Ｌｒ１か主吸気量に比
例するようにしていｌＪ。

しかしながら、エンジンの高負荷時に（ま高圧力が要求
されるため＋Ｊｌ気運流を停止或いは減損することが一
般的であり、よって刊気運流制御弁が閉弁ヅるように供
給負圧か制御されるので２次空気か必要であるにも拘ら
ず空気制御弁の開度が低下してしまうため２次空気が不
足して空燃比を所望値に制御できない場合が生づ゛るこ
とかある。

そこで、本発明の目的は、エンジンの高負荷時に２次空
気の不足を防止して空燃比を所望値に制御し１；する吸
気２次空気供給装置を提供づること°Ｃある。

本発明による吸気２次空気供給装置はエンジン負荷の大
きさが所定値以上の所定期間だけは空気制御弁の負圧室
に所定の大きさの負圧を供給することを特徴としている
。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図に示しｌ〔不発明の一実施例たる吸気２次空気供
給装置において、吸入空気は大気吸入口１からエアフィ
ルタ２、吸気路３を介してエンジン４に供給されるよう
になっている。吸気路３には絞り弁５が設けられ、絞り
弁５の上流には気化器のベンチュリ６が形成され、ベン
チュリ６より更に上流にはチョーク弁７が設（プられて
いる。絞り弁５近傍の吸気路３の内壁面には負圧検出孔
８が形成され、負圧検出孔８は絞り弁５の閉弁時に絞り
弁５の上流に１スｌ置し、絞り弁５の閉弁時には絞り弁
５の下流に位置するようになっている。またベンチュリ
６にも負圧検出孔９が形成されている。

また教り弁５の下流、すなわち吸気マニホールドとエア
フィルタ２の空気吐出口近傍とは吸気２次空気通路１１
によって連通されるようになされている。２次空気通路
１１にはオリフィス１２が形成され、オリフィス１２は
好ましくはアイドル補正用である。このオリフィス１２
を迂回するように空気制御通路１３か設りられている。

空気１１ｉｌｉ御通路１３には空気制（ａ（１弁１５か
設置ブられ、空気制御ｈ゛１５は負圧室１５ａど、空気
制御通路１３の一部をな覆弁至１５１）と、負圧空１５
ａの一部を形成Ｊるダイアフラム１５ｃと、負圧室１５
．ａ内に設（プられた弁ばね１５ｄと、弁室１５ｂに設
（プられ空気制御通路］３を閉塞Ｊ−るように弁はね１
５ｄによってダイアフラム１５Ｃを介してイζ」勢され
た弁体１５ｅとからなり、負圧室１５ａに作用づ−る負
圧の大きさに応じて空気制御通路１３の流路断面積を変
化せしめ負圧の大きさが人になるに従って流路断面積が
大ぎくなるようになっている。

オリフィス１２より下流の吸気２次空気通路１１には電
磁弁１８が設けられている。電磁弁１８はソレノイド１
８ａへの非通電時に２次空気通路１１を閉塞し、通電時
に２次空気通路１１の閉塞を停止するようになっている
。

一方、絞り弁５下流の吸気路３ど排気路１０とは排気還
流路２０によって連通ずるように形成されＣいる。排気
還流路２００）途中には排気還流制御弁２１が設（プら
れている。排気還流制伶１１弁２１は空気制御弁１５と
同様に構成され、負圧室２１ａ１弁窄２１ｂ１ダイアフ
ラム２１Ｃ，弁ばね２１ｄ及び弁体２１ｅからなり、負
圧Ｗ２１ａに作用する負圧の大ぎさに応じてυ１気還流
路２０の流路１ｉ３ｉ面積を変化ｕしめ負圧の人きさが
大（こなるに従って流路断面積が大きくなるようになっ
ている。

空気制御弁１５の負圧空１５ａ及び排気還流制御弁２１
の負圧空２１　ａに作用づ″る負圧は負圧制御部３１に
よって制御される。負圧制御部３１は負圧応動型の調整
弁３２及び空気弁３３と、逆止弁３４．３５ど、チャー
ジタンク３６と、負圧応動型の切換弁３７とから構成さ
れている。調整弁３２及び空気弁３３は負圧空３２ａ、
３３ａと弁室３２ｂ、３３ｂと、ダイアフラム３２ｃ、
３３Ｃと、弁ばね３２ｄ、３３ｄと、弁体３２ｅ、３３
ｅとから各々なる。負圧空３２８はフィルタ付の大気吸
入口３８から絞り弁５の下流に至る制御吸気路３つの途
中に設けられ、負圧Ｚ　３２　ａより下流のｌ１ｒｌｌ
　ｉｆ！吸気路３つに弁室３３ｂが位置している。弁体
３３ｅは制御吸気路３つを閉塞するように弁はわ３３　
ｄによってダイアフラム３３Ｃを介して付シタされてい
る。負圧空３３ａは負圧検出孔８と負圧通路＝’ＩＯを
介して）ル通ずるようになされ、弁室３２１ンはｆ″！
１■検出孔９と第２工′４圧供給通路４１を介して連通
している。また弁’ｌ　３２　ｂは負圧通路４０と連通
りるようになされ弁体３２ｅが弁室３２１〕から負圧通
路４０　／＼の通路を閉塞するＪ：うに弁（３工ね３２
ｄがダイアフラム３’２ｃを介して弁体３２Ｑをイ」勢
している。負圧通路４０には切換弁３７が設（プられて
いる。切換弁３７は負圧空３７　ａと、弁室３７ｂど、
ダイアフラム３７Ｃと、弁ばね３７ｄど、弁体３７ｅと
、弁ｙｒ３７ｆ、３７ｑと、接続室３７１１，３７１と
からなる。弁室３７１）と接続Ｖ３７ｈとは弁座３７［
を介して隣接しており、負圧通路４０の一部をなしてい
る。

弁座３７ｂは接続室３７１とも弁座３７（＋を介して隣
接し、弁座３７ｂ内の弁体３７ｅによって接続室３７１
）、３７ｉのいずれか一方と連通ずるようになっている
。弁体３７ｅはダイアフラム３７Ｃと連＋ｊノし負圧空
３７８内に設（プらｔｔＩこ弁（ま゛ね３７ｄによつ−
Ｃ弁座３７ｆに当接して負圧通路４０を閉塞ターるよう
にダイアフラム３７Ｃを介して付勢されている。負圧１
３７ａに作用−りる負圧の大きさが所定値以上にあると
ぎには弁ばね３７ｄ（こよる付勢力に抗して弁体３７ｅ
は弁座３７ｇ（こ当接して負圧通路４０を貫通せしめる
と共（こ弁室３（１）と接続室３７１とを非連通状態に
するよう（こなっている。負圧Ｍｉ　３７　ａは絞り弁
下流絞り弁５下流と負圧通路４２によって連通し、接続
室３７１は負圧通路４２と分岐路４３を介して連通する
ようになされている。分岐路４３には絞り弁５下流の負
圧を蓄圧するためのチャジタンク３６と、チャージタン
ク３６より負圧通路４２側に負圧通路４２方向への圧力
のみ連通させる逆止弁３４とが設けられている。また負
圧通路４０において切換弁３７を迂回するように負圧検
出孔８方向への圧力のみを通過させる逆止弁３５か設け
られて１７Ｘる。なお、制御吸気路３９の負圧空３２　
ａの上流側にオリフィス４４か、下流側にΔリフイス４
５か各々設（プられ、て）圧通路４０の切換弁３７より
負圧検出孔８側（こはΔリフイス４６か設（すられ、分
岐路４３３のヂャーシクンク３６より１．７１換弁３７
側にはオリフ５ｒス４７か設（プられ、；１、た第２負
圧供給通路４１にはΔリフイス４８か設置−Ｊられてい
る。

空気制御弁１５の負圧室１５＃］には負圧通路４０の切
換弁３７より調整弁３２及び空気弁３３　＋ｎ１］の負
圧が第１負圧供給通路４９を介して作用し、１ノ１気）
罰流制御弁２１の負圧空２１　ａには負圧通路４０の切
換弁３７よりオリフィス４６側の負圧／Ｊ＼負圧供給通
路５０を介して作用するようになされている。

一方、電磁弁１８のソレノイド’１８ａには駆動回路５
１を介して制御回路５２が接続されている。

制御回路５２には排気路１０の排気還流路２０人口より
も下流に設けられて排ガス中の酸素濃度に応じたレベル
の出力電圧を発生づ−る酸素濃度センサ５３が接続され
ている。

かか６　＜ｊｌ成の本発明による吸気２次空気供給装；
Ｐ７において、先ず、制御回路５２の動作を第２図の動
作フロー図に従って説明する。

制御回路５２　ｉＪ、イグニッションスイッチ（図示せ
ず）かΔンとなって電源が供給されると、先ず、酸系ｉ
賭度しンザ５３の出力電圧レベルを読み取る（ステップ
１）。酸素温度ゼンリー５３はいわゆる流し出しタイプ
のセン→ノであり、雰囲気かリッチになるに従って出力
電圧ＶＯ２が上ｒ１するようになっている。酸素濃度セ
ンサ５３の出力電圧Ｖ。

２を読み取り後、この出力電圧ＶＯ２から混合気の空ｊ
μ；比を判別り−る（ステップ２）。この判別動作（こ
おいては酸索澗度センザ５３の出力電圧Ｖ。

２か設定空燃比に対応する基準電圧Ｖｒ、Ｉ：り大であ
るかによって空燃比かリッチであるかリーンであるか判
断される。Ｖｏｚ＜Ｖｒの場合には空燃比がリーンであ
ると判別して空燃比をリッチ方向に制御すべくリーン信
号を駆動回路５１に供給するくステップ３）。一方、Ｖ
Ｏ２≧Ｖｒの場合には空燃比がリッチであると判別して
空燃比をり一ンブｉ向に制御づへく駆動回路５１（こリ
ッチ信号を供給づろ（ステップ４）。

ｊｌｊｌ回動５１はリーン信号に応じてソレノイド１ε
３ａの非通電にＪ：り電［柱片１８を閉弁けしめる。

電１４＆弁１ε３の閉力時には２次空気通路１１は閉塞
されて２次空気がエンジン４に供給されないためエンジ
ン４に供給される混合気の空燃化はリッチ方向に制御さ
れる。また駆動回路５１はリッチ信号に応じてソレノイ
ドｉ８ａを通電づることにより電磁弁１８を開弁せしめ
る。電磁弁１８の開弁１１、Ｉにはオリフィス１２、空
気制御弁１５を通過した２次空気がエンジン４に供給さ
れ空燃比はり一ン方向に制御される。よって、電磁弁１
　Ｂの開閉によって所望の設定空燃比、例えは理論空燃
比に制御されるのである。

次に、負圧制御部３１においては、先ず、エンジン４の
運転により切換弁３７の負圧Ｗ３７ａに（ま絞り弁５の
下流負圧Ｐｓが作用する。この負圧ＰＢの大ぎさが所定
値より大のときには負圧通路４０の切換弁３７の上流と
下流とが連通して負圧検出孔８から負圧通路４０を介し
て負圧ＰＣｈ１圧’Ｊ　３３　ａに作用ザると、その負
圧ｐｃが弁（まね３３ｄによるｆ」勢力より人のとき弁
体３３３ｅが開弁方向に移動り−る。空気弁３３か開弁
づると人気吸入口３８から制御吸気路３つを介して外気
か絞り弁５下流の吸気路３１＼流れ込む。この外気が通
過づる負圧空３２　ａの負圧Ｐｉ及び弁室３３ｂの負圧
Ｐ２はオリフィス３８．３９の絞り比にＪ：って定まる
。

次に、負圧検出孔９から弁室３２ｂに作用する負圧ｐｖ
と負圧Ｐ１との差圧か弁ばね３２ｄによるイ」勢力より
大のとき弁体３２ｅか開弁方向に移動する。調整弁３２
の開弁により負圧ｐ　ｙの一部がオリフィス４６を通過
した負圧を希釈し゛Ｃ負圧ｐ６となり負圧空１５ａ、２
１ａに作用する。

次いて、負ｆＸ［Ｐ　ｅの低下により空気弁３３の開度
が減少して制御吸気路３９を流れる空気量も減少する。

この空気量の減少により負圧室３２ａの負圧Ｐ１が低下
して調整弁３２は閉弁状態となる。

そして、負圧ｐｅが再び上昇して上記の動作が繰リｊシ
され、この繰り返し動作が高速で行なわれるため０斤［
）′Ｖど［］）ｅとの圧力比か負圧Ｐ１とＰ。

どの圧力比に′、、ｒｆシ＜４１：るのである。

よつ−Ｃ１」−ンシン４の主吸気Ｈ４か少イエいとき【
こは負ｊ工［−１１か負圧１−）■より人であるため調
整弁３２の開度は大きくなりＱ圧Ｐｅｉま低くなり、」
ヨ吸気量か多くなるに従って負圧ｐ　■か人さくなるた
め調整弁３２の間数か小ざ＜／、ｒり負圧ｐｅは高くな
る負圧［〕ｅは空気弁３３と共に空気制御弁１５及び排
気還流制御弁２１に作用して開弁−ヒしめるため制御吸
気路３つを流れる空気量と空気制御通路１１を流れる２
次空気ｆｆ３は比例し、また吸気路３内を流れるエンジ
ン４１＼の主吸入空気量と閉気制御弁１５及び排気）ヱ
流制御井２１の開弁によって空気ｉ１ｉ！Ｉ　ｉｌ１通
路１１及び排気ｉＰｉ流路２０を流れる２次空気量とか
比例するのである二故に、負圧制ね１１部３１は主吸気
量に比例した大ぎさの負圧Ｐｅを負圧供給通路４９．５
０に出力する。

従って空気制御通路１１からエンジン４へ常に所定の要
求２次空気供給率をなすことができその２次空気供給率
はｐｙとＰｃとの圧力比、すなわらＡリフイス３８．３
９の絞り比により決定される。

この結果、電磁弁１８が開弁し−Ｃいるなら【Ｊ空気制
御弁１５によって制御されてエンジン４に供給される２
次空気量は負圧ｐｅの大きざに比例し、また排気）流制
御弁２１によって制御される排気達流吊も負圧ｐｅの大
ぎざに比例づる。すなわち、かかる２次空気Ｍｉと排気
ゴψ流量とは主吸気量に比例づるのである。

一方、負圧ＰＢはエンジン４の負荷の人ぎさ、ずなわち
絞り弁５の開度に応じて変化し、絞り弁５がほぼ全開状
態となるエンジン高負荷時には負圧１ツＢの大ぎざは所
定値以下、例えば１００　ｍｍＨｇＪス下とケス下この
ように負圧Ｐｅの大きさが所定値以下のときには切換弁
３７によって０斤通路／１０の上流側は閉塞され下流側
は分岐路４３と連通する。よって、排気還流制御弁２１
の負圧室２１ａには負圧Ｐｃが作用し、このとき負圧Ｐ
ｃの大きさはほぼ負圧Ｐｓに等しく小さいため排気還流
ａｉ制御ｊｊ”　２１による１ｊ１気還流路の流２８断
面偵は減少してＪ、Ｉｔ象（還流は１′、−１止状態或
いは減ｂ１状態となる。

負圧通路／ＩＱの切換弁３７より下流側にはチャージタ
ンク３Ｇ内の負圧Ｐ１が作用づるため空気制御弁１５の
ｆＡ　ＪｉＬ　’ｔＭ　１らａにｂ負１：Ｉ：　Ｐ　ｔ
が作用し、負圧］つｔは２気制御弁１５を所定期間た（
プは引き、涜さ十分５）１１’ｊ’と１！ｌるのでエン
ジン高負荷時の２次奈気ｈ１を１１（ｆ保りることがで
σる。なお、このとき゛負圧ＰＢは人気Ｌ「に近く負圧
Ｐ［より低い７＝め逆止弁３４の閉弁によりチャ−ジタ
ンク３Ｇ内にｆ［用しない。また負圧Ｐｃも負圧Ｐ［よ
り低いため負圧ｐｔか第２負圧供給通路４１方向に抜け
て十分低下するＪ、では逆止弁３４の開弁により負圧Ｐ
ｃか空気制御弁１５の負圧室１’５ａに作用することは
ない。

このように、本発明による吸気２次空気供給装置ににれ
（よ、エンジン高負荷時に少なくとも所定期間たけは空
気制御弁の負圧室に作用する負圧の大きざを所定値なら
しめるため空気制御弁は所定以上の開度を少なくとも所
定期間だけ継続するので一助的にも２次空気の不足を防
止して空燃比を所望値に制御することができるのである
。

【図面の簡単な説明】

負′）１図は本発明の実施例を示す（ｊ１１１００第２
図は第１図の装置中の制鍮１１回路の動作を示づフロー
図である。 主要？ｊ１５分の符号の説明 ２・・・・・・エアフィルタ ３・・・・・・吸気路　　　　５・・・・・・絞り弁６
・・・・・・ベンチコリ ア・・・・・・チョ〜り弁 ８．９・・・・・・負圧検出孔 １０・・・・・・排気路 １１・・・・・・２次空気通路 １２．４４ないし４８・・・・・・オリフィス１５・・
・・・・空気制御弁 １８・・・・・・電磁弁　　　２０・・・・・・排気還
流路２１・・・・・・排気還流制御弁 ３１・・・・・・負圧制御部 ３２・・・・・・調整弁　　　３３・・・・・・空気弁
３　／ｌ　、　３５・・・・・・逆止弁３０・・・・・
・チャーシクンク ３３７・・・・・切換弁　　　３９・・・制り０吸気路
４０、／４１．／１２・・・・・・負圧通路４９．５０
・・・・・・負圧供給通路 ５３・・・・・・ｒＩす索濃度しンザ 出願人　　　本田技研工業株式会社 代理人　　　弁理士　　胚イ・４元ム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　内ｊ７＋エンジンの絞り弁下流に連通ずる吸気
   ２次空気通路と、負圧制１１１１手段がら供給ざｔ・る
   負圧に応じてｉ７１′ｉ記吸気２次空気通路の流路断面
   積を変化じしめる空気制御弁と、排気系に設（プられた
   酸索濶度センサと、前記酸素濃度センサの出力信号に基
   づいて駆動信号を発生ずる制御手段々、前記駆動信号に
   応じて前記吸気２次空気通路を開閉する聞開弁どを含み
   ７、前記負圧制御手段はエンジン負荷の大きざが所定値
   以上にあるとぎ少なくとも所定ｍ間だけは前記空気制御
   弁に所定の大ぎさの負圧を供給するようになされている
   ことを特徴とする吸気２次空気供給装置。 （２）　前記エンジンの負荷の大きさは前記絞り弁下流
   の負圧の大ぎさによって検出されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の吸気２次空気供給装買。 く３）　前記負圧制御手段は、前記空気制御弁の負圧輩
   に連通ずる第１負圧供給通路と、エンジンの運転状態に
   基づいた負圧を前記第１員圧供給通路に供給する第１負
   圧供給手段と、前記絞り弁下流の負圧の大ぎさが所定値
   以上のとき前記第１負圧供給手段の負圧を前記第１負圧
   供給通路に供給し前記絞り弁下流の負圧の大きさが所定
   値以下のとぎ所定負圧を前記第１負圧供給通路に供給す
   る第２負圧但粕手段とからなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の吸気２次空気供給装置
   。 く４）　前記第１負圧供給手段は前記吸気路の絞り弁近
   傍又は絞り弁下流より延出した第１負圧通２８と、前記
   ベンチュリ内部から延出した第２負圧通路と、大気吸入
   口から前記絞り弁下流に至る制御吸気路と、第１負圧室
   が前記制御吸気路の途中に設けられ第１弁至が前記第２
   負圧通路に連通され前記第１負圧室と前記第１弁室との
   圧力差に応じて前記第１負圧通路と前記第２負圧通路と
   をｎＱ記り′Ｓ　１５ｊ″苗を介して連通せしめる負圧
   応動型調整弁ど、第２負圧了か前記第１負圧通路に連通
   され第２弁至か前記第１負圧蛮より下流の前記ａｒｌＪ
   御吸気路の途中に設（）られ前記第２負圧室と前記第２
   弁室との圧力差に応じた開度で前記ｆｌｉ＋Ｉ■吸気路
   を連通せしめる負圧応動型空気弁どからなることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の吸気２次空気供給装
   置。 （５）　前記所定負圧はヂャージタンク内に蓄圧された
   前記絞り弁下流の負圧であることを特徴とする特δ′Ｆ
   請求の範囲第３項記載の吸気２次空気供給装置。