JPS6023720Y2 - 排気成分濃度検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は排気成分濃度検出装置の改良に関する。

内燃機関の吸入混合気の空燃比を精密に制御するための
装置として、機関排気通路に吸入負混合気の空燃比と密
接な関係にある排気成分（０□。

Ｃ０９ＣＯ２，ＨＣ９ＮＯｘ等）の濃度を検出する排気
センサ（０２センサ、ＣＯ全センサＣＯ２センサ、ＨＣ
センサ、ＮＯＸセンサ等）を設け、該排気センサの検出
信号に基すいて吸入混合気の空燃比をフィードバック制
御する空燃比制御装置が知られている。

ところで、この空燃比制御装置において重要なことは、
排気成分の濃度つまり吸入混合気の空燃比を精度よく検
出することである。

ところが、一般に前述した如き排気センサの空燃比に対
する出力特性は排気センサ取付部における排気流速等に
よって変化するため、正確な空燃比の検出が出来ないこ
とがある。

例えば、第１図は排気センサとして０２センサを用いた
場合の吸入混合気の空燃比に対する出力特性を示すもの
であるが、この図から判るように排気流速の変化によっ
て同一空燃比に対するセンサ出力が変化している。

しかるに、従来の空燃比制御装置にあっては、第１番目
の問題として排気センサを単に排気管の任意の位置に取
付けたにすぎなかったため、機関の回転数、負荷等の変
動により排気センサ取付部の排気流速が変化すると、正
確な空燃比検出ができないことがある。

また、第２番目の問題として従来は比較的大径の排気管
に排気センサを設けていたので、排気流速が小さくなり
、機関燃焼室より排出された排気が排気センサに達する
までに時間を要腰空燃比の制御応答性が悪くなるという
問題もあった。

本考案は以上の事情に鑑みなされたもので、次のような
改良を施して前記問題点を解決しようとするものである
。

つまり、前記第１番目の問題点に対しては、排気センサ
取付部のガス流速を略々一定に制御すべく排気管の一部
を並列な第１の管と第２の管とから構威し、第２の管に
機関吸入負圧に応動する流量制御弁を設ける。

また、第２番目の問題点に対しては、排気センサを付け
た側の第１の管を第２の管より細径にし、かつ第２の管
側に流量制御弁を設けることにより、第２の管の流路抵
抗を機関の運転状態の変化に応じて変化調節し、第１の
管の排気流速を高流速レベルでほぼ一定に保つようにす
るのである。

以下、第２図に示す実施例により本考案を説明する。

図において、１はエンジン本体、２は吸気マニホールド
、３は排気マニホールドであり、排気管４は該排気マニ
ホールド３に接続されている。

この排気管４は、少なくともその上流側の一部が互に並
列に接続された第１の管５と第２の管６とから構成され
ており、前記センサ５の途中には排気センサ７が取り付
けられている。

また前記第２の管６の下流端部で第１の管５との合流部
に流量制御弁８が設けられている。

この流量制御弁８は第２の管６の途中に設けられてもよ
い。

そして、この流量制御弁８は、エンジンの運転状態の変
化によっても第１の管５内を流れる排気流量が略々一定
になるように、エンジン吸気負圧により応動されるよう
構成されている。

即ち、流量制御弁８は、通路８ａにより吸気マニホール
ド２に連結される負圧作動室８ｂと、この負圧作動室８
ｂを大気室８ｃと隔成するダイヤフラム８ｄと、このタ
イヤフラム８ｄを図において下方に付勢するスプリング
８ｅと、該ダイヤフラム８ｄにロッド８ｆを介して連結
され、第２の管６を開・閉作動する弁体８ｇとからなり
、負圧作動室８ｂに供給される負圧の大小により弁体８
ｇによって第２の管６を開・閉するようになっている。

更に、排気が排気センサに倒達する時間を短くし空燃比
検出の時間遅れを少なくするために、第１の管５はなる
べく細くすると共に、第２の管６は大径にし、前記流量
制御弁８の作用による第１の管５内の流速を高レベルに
維持するようになっているのである。

以上述べた本実施例装置の構成に依ると、排気マニホー
ルド３から排気管４に流入する排気は、流量制御弁８が
排気量に相応して第２の管６を開・閉するため、第１の
管５を流通する際にその流速が略々一定とされ、空燃比
に対する排気センサの出力特性の変化が抑えられ、正確
な空燃比の検出が行なわれる。

つまり、吸気マニホールド２内における吸入負圧が大き
い（真空に近くなる）場合は、吸入空気量が小なくて排
気量が少ない場合であるから、ダイヤフラム８ｄは負圧
作動室８ｂの負圧により上動し、ロッド８ｆを介して弁
体８ｇを上動して第２の管６を絞り或いは閉塞する。

これにより、排気の大部分は第１の管５を流通する。

吸気マニホールド２内の負圧が大気に近ずく場合とは、
吸入空気量が多くて排気量が多い場合であるから、ダイ
ヤフラム８ｄはスプリング８ｅによって下動し、弁体８
ｇが第２の管６を開放する。

したがって、排気は第１および第２の管５．６の双方を
流れることになり、排気量の増大にも抱らず第１の管５
内を流れる排気流量、即ち流速を一定に保つことができ
るのである。

同時に、かかる場合にあっては第１の管５が細径である
ために排気流速は高められ、排気センサ７による空燃比
の出力感度が高くなる。

因みに、第１図から明らかなように、流速が小のときに
はセンサの出力特性は緩やかな傾斜特性であり、空燃比
の変化に対するセンサ出力変化が小さいため、空燃比変
化を感度よく検出するのがむずかしいのである。

ここで、エンジン燃焼室から排出された排気が一層短時
間の内に排気センサ７に到達されるように、第１の管５
の上流側を、第２図に一点鎖線で示すように、排気マニ
ホールド３の集合部附近に迄延設することが好ましく、
また該上流側端部をラッパ状に広げることも好ましい。

このようにすれば前述の如く排気はより短時間で排気セ
ンサ７に到達してその成分が検出されるので、検出遅れ
は小さくなり、フィードバック空燃比制御の応答性を良
くし、精度のよい空燃比の制御を行なうことができる。

以上の説明から明らかなように本考案による排気成分濃
度検出装置に依れば、内燃機関の少なくとも一部を並列
な第１の管と第２の管とから構成し、前記第１の管の断
面積を第２の管の断面積より小となし、第１の管に排気
センサを設けるとともに、第２の管に機関吸入負圧に応
動する流量制御弁を設け、機関吸入負圧が大きいとき第
２の管を絞るようにしたて構成したので、機関の運転状
態の変化によってその排気量が変化しても、第１の管内
の排気流速を所定範囲に保って排気センサは常に正確な
空燃比を検出することができ、また排気量が少ない場合
でも第１の管内の排気流速を高流速レベルに保って排気
センサの感度を高めることができ、これにより排気セン
サの検出応答性を高めてフィードバック制御における制
御応答性を高める等の効果を奏するのである。

【図面の簡単な説明】 第１図は検出器（センサ）出力と空燃比との関係を示す
特性図、第２図は本実施例装置の構成図である。 １・・・・・・エンジン本体、２・・・・・・吸気マニ
ホールド、３・・・・・・排気マニホールド、４・・・
・・・排気管、５・・・・・・第１の管、６・・・・・
・第２の管、７・・・・・・排気センサ、８・・・・・
・流量制御弁。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）内燃機関の排気管の少なくとも一部を並列な第１
   の管と第２の管とから構成し、前記第１の管の断面積を
   第２の管の断面積より小となし、第１の管に排気センサ
   を設けるとともに、第２の管に機関吸入負圧に応動する
   流量制御弁を設け、機関吸入負圧が大きいとき第２の管
   を絞るように構威したことを特徴とする排気成分濃度検
   出装置。
2. （２）第１の管の上流端を排気−９二ホ一ルド集合部付
   近まで延設してなる実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の排気成分濃度検出装置。
3. （３）第１の管の上流端にラッパ状の広がりを形成して
   なる実用新案登録請求の範囲第２項記載の排気成分濃度
   検出装置。