JPS60243356A - 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】 本発明は内燃エンジ／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由巌〒・
ハ・シ・／ｒｅン＋ＩＡイｌ汁　ｌ什払視ム年のル、廉
ル詰２理論空燃比（例えば、１４．７：１）付近のとき
三元触媒がもっとも有効に作用することがら空燃比を調
整すべく排ガスの濃度及びエンジン運転状態に応じて理
論空燃比付近にフィードバック制御することが行なわれ
ている。との空燃比制御を気化器絞り弁下流に連通ずる
吸気２次空気供給通路を設けてその２次空気量を制御す
ることに、ｒ、！７行なうフィードバンク制御用吸気２
次空気供給装置がある。

吸気２次空気供給装置としては、絞り弁下流に連通ずる
２つの吸気２次空気供給通路を設けると共に排ガス濃度
から空燃比全判定して該判定結果を表わす空燃比信号を
発生し、一方の吸気２次空気供給通路を空燃比信号の内
容に応じて開閉弁によって開閉し、他方の吸気２次空気
供給通路に受圧室内の圧力に応じて開度が変化する空気
制御弁を設けて空燃比信号の内容に応じて他方の吸気２
次空気供給通路の流路断面積が徐々に増大又は減少する
ように空気制御弁全開弁せしめ得る第１制御圧又は閉弁
せしめ得る第２制御圧のいずれか一方を受圧室に供給す
ることに、Ｂ空燃比を広範囲に制御可能なニー−マチッ
ク方式によるＰＩ（比例積分）動作の装置が本出願人に
よって既に特願昭５７−２１７５４８号において提案さ
れている。

かかる吸気２次空気供給装置においては、実際には開閉
弁の開弁時の上記一方の吸気２次空気供給通路における
２次空気量をエンジンの運転状態に応じて制御するため
に一方の吸気２次空気供給通路には更に空気制御弁が設
けられるのである。

また上記他方の吸気２次空気供給通路に設けられた空気
制御弁の受圧室に第１及び第２制御圧のいずれか一方を
供給するために３方電磁弁が必要となる。よって、部品
点数が多くなるので構成が複雑になりまた従来のパルス
モータを用いた電気式ＰＩ動作吸気２次空気供給装置に
比して低コストとなるもののニューマチック式制御とし
ては比較的コスト高となる故に低コスト化が望まれるの
である。

捷たエンジンの運転性及び排気浄化性をよジ向上させる
ためには空燃比の制御範囲をエンジンの運転状態に応じ
て定めた方が良いのである。

そこで、本発明の目的は、簡単な構成で低コスト化を図
りかつ運転状態に応じた空燃比制御範囲を得て運転性及
び排気浄化性の向上を図ったニー−マチック方式でＰＩ
動作の吸気２次空気供給装置を提供することである。

本発明の吸気２次空気供給装置は内燃エンジンの排気成
分濃度がら空燃比を判定し該判定結果を表わす空燃比信
号を発生する判定手段と、気化器絞り弁下流吸気通路に
連通ずる第１及び第２吸気２次空気供給通路と、第１吸
気２次空気供給通路に設けられ受圧室内の気体圧の大き
さに応じて第１吸気２次空気供給通路の流路断面積を変
化せしめる空気制御弁と、第２吸気２次空気供給通路に
設けられ空燃比信号の内容に応じて第２吸気２次空気供
給通路を開閉する第１開閉弁と、第２吸気２次空気供給
通路の開閉弁の配設位置より上流に設けられた第１空気
供給遅延手段と、第２吸気２次空気供給通路の第１開閉
弁と第１空気供給遅延手段との間と受圧室とを連通する
圧力供給通路と、該圧力供給通路に設けられた第２空気
供給遅延手段と、エンジンの所定運転状態時に圧力供給
通路の第２圧力供給遅延手段と受圧室との間に空気制御
弁の開度を減少させる気体圧を供給する圧力制御手段と
からな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つつ説明する。

第１図に示した本発明の一実施例ｆこる吸気２次空気供
給装置においては、吸入空気が大気吸入口１からエアク
リ−す２、気化器３を介してエンジン４に供給される。

気化器３には絞り弁５が設けられ、絞ジ弁５の上流には
ベンチーリ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が設けられている。絞り弁５近傍には負
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の上流に位置し、絞９弁５の開弁時には絞
り弁５の下流に位置する。

また絞、り弁５の下流、すなわち吸気マニホールド１０
とエアクリーナ２の空気吐出口近傍とは２つの吸気２次
空気供給通路１１．１２によって連通される。吸気２次
空気供給通路１１には空気制御弁１６が設けられ、空気
制御弁１６は負圧室１６α、弁室１６ｈ１ダイアフラム
１６　Ｃ，弁ばね１６ｄ及びテーパ状の弁体１６ｇとか
らなり、負王室１６（Ｚに作用する負圧の大きさに応じ
て吸気２次空気供給通路１１の流路断面積を変化せしめ
負圧の大きさが犬になるに従って流路断面積が大きくな
る。

一方、吸気２次空気供給通路１２には電磁弁１８が設け
られ、電磁弁１８はそのソレノイド１８αの非通電時に
吸気２次空気供給通路１２を閉塞し、通電時に吸気２次
空気供給通路１２を連通せしめる。吸気２次空気供給通
路１２の電磁弁１８Ｊ、り上流には絞ｖ１９が設けられ
ている。なお、２つの吸気２次空気供給通路１１．１２
は図の如く吸気マニホールド１０に連通した分流路とし
て各々形成しても良い。

電磁弁１８と絞ジ１９との間の吸気２次空気供給通路１
２は空気制御弁１６の負圧室１６ａと圧力供給通路１７
を介して連通されている。圧力供給通路１７には負王室
１６ａから吸気２次空気供給ｄ路１２に向ってサージタ
ンク２０、逆止弁２１、そして絞ジ２２が設けられてい
る。逆止弁２１は負圧室１６（Ｚ方向への気体流に対し
てのみ弁体２１αが移動して開弁し、また弁体２１ａに
はリーク孔２１ｈが形成されている。

また圧力供給通路１７の逆止弁２１と絞ジ２２との間は
大気圧供給通路２６を介して大気と連通し、大気圧供給
通路２６には絞り２７及びその上流に負圧応動型の開閉
弁２８が設けられている。

開閉弁２８は負圧室２８Ｗ、弁室２Ｆ３ｂ、ダイアフラ
ム２８Ｃ１弁ばね２８ｄ、及び平盤状の弁体２Ｂｇとか
らなり、負王室２８（Ｚ内の負圧の大きさが所定圧力Ｐ
１以下にあるとき閉弁じ、該負圧の大きさが所定圧力Ｐ
、（例えば、４３０　ｍｍ１１５’）より上昇すると開
弁する。負圧室２８ａｕ吸気マニホールド１０内と負圧
供給通路２９を介して連通している。

ソレノイド１８ａ、は駆動回路３４を介して制御回路３
６に接続されている。制御回路３６には排気マニホール
ド３７に設けられた酸素濃度センサ３８が接続されてい
る。酸素濃度センサ３８は排ガス中の酸素濃度に応じた
レベルの出力電圧Ｖ。２を発生し、酸素一度がリッチに
なるに従って出力電圧■。２が上昇する。

また制御回路３６には駆動回路３４及び酸素濃度センサ
３８の他にＰ。負圧スイッチ３９が接続されている。Ｐ
ｏ負圧スイッチ３９は負圧検出孔８における負圧Ｐｃの
大きさが所定圧力Ｐ２（例えば３０ｍｍｔＱ）以下にあ
るときオンとなり、オン時に電圧鳳の高レベル信号を各
＃発生する。

制御回路３６は第２図に示すように酸素濃度センサ３８
の出力電圧Ｖ。２をバッファ４１を介して理論空燃比に
対応する所定電圧Ｖｒと比較する比較器４２と、Ｐｏ負
圧７インチ３９の出力に接続されたインバータ４３と、
比較器４２及びインバータ４３の各出力レベルの理論績
を採るＡＮＤ回路４４とからなり、ＡＮＤ回路４４の出
力信号が駆動回路３４に供給される。

次に−かかる構成の本発明による吸気２次空気供給装置
の動作を説明する。

先ず、制御回路３６においては、酸素濃度センサ３８の
出力電圧■。２が所定電圧１ｒ７−より大（■ｏ２≧■
すとなる場合には空燃比がリッチであり、比較器４２の
出力レベルは高レベルとなる。出力電圧Ｖ。２が所定電
圧■ｒよジ小（■ｏ２〈■りとなる場合には空燃比がリ
ーンであジ、比較器４２の出力は低レベルとなる。暖機
完了後の通常運転時にはＰｃｊｔ圧スイッチ３９がオフ
となるのでインバータ４３の出力レベルが高レベルトナ
ル。よって、ＡＮＤ回路４４の出力レベルは比較器４２
の出力レベル変化に等しくなり、酸素濃度センサ３８の
出力レベルがら空燃比がリッチであると判断された場合
にはＡＮＤ回路４４の出力が高レベルとなジ、その高レ
ベルがリッチ信号として駆動回路３４に供給される。ま
た空燃比がリーンであると判断された場合にはＡＮＤ回
路４４の出力レベルが低レベルとなり、その低レベルが
り一ン信号として、駆動回路３４に供給される。

駆動回路３４はＩＪ　”／子信号に応じてソレノイド１
８σへの通電により電磁弁１８を開弁駆動して吸気２次
空気供給通路１２を連通せしめ、リーン信号に応じてソ
レノイド１８ａの非通電により電磁弁１８の開弁駆動を
停止して吸気２次空気供給通路１２を閉塞ぜしめる。

一方、クルーズ運転の如くエンジン４の低負荷時等の絞
り弁５の開度が小さい場合には吸気マニホールド１０内
の負圧ＰＢの大きさが所定圧力Ｐ１より上昇するのでそ
の負圧ＰＢが負圧供給通路２９を介して開閉弁２８の負
圧室２．８ａに作用し開閉弁２８が開弁じて大気圧供給
通路２６を連通せしめる。捷た加速運転時の如く絞り弁
５の開度が大きくなる場合には吸気マニホールド１０内
の負圧ＰＢの大きさが所定圧力Ｐ１より低下するので開
閉弁２８が閉弁して大気圧供給通路２６を閉塞せしめる
。

開閉弁２８の閉弁時に電磁弁１８が閉弁状態から開弁状
態になると、２次空気が吸気２次空気供給通路１２０絞
ジ１９、そして電磁弁１８を介して吸気マニホールドｌ
Ｏ内に流入する。このとき、吸気マニホールド１０内の
負圧ＰＢが吸気２次空気供給通路１２の電磁弁１８、圧
力供給通路１７の絞り２２、逆止弁２１のリーク孔２１
ｂ及びサージタンク２０を介して負圧室１６（Ｚに供給
される。

負圧室１６ａ内の圧力は負圧室１６（Ｚ及びサージタン
ク２０内の残留圧及びリーク孔ｚ１ｂにより徐々に負圧
ＰＢに近づくため空気制御弁１６の開度すなわち吸気２
次空気供給通路１１の流路断面積が徐々に増大して吸気
２次空気量も増大する。工って、吸気２次空気供給通路
１１．１２ｆ：流れる２次空気が加算されてエンジン４
へ供給されるため混合気の空燃比はリーン方向に制御さ
れ、エンジン４へ供給される２次空気量は時間と共に増
大する。また、このとき、負圧ＰＢは吸気２次空気供給
通路１２のエアクリーナ２側から流入する大気によって
希釈されるが、絞ｖ１９に、ｒ、ジその希釈量は僅かで
ある。

次に、電磁弁２８の閉弁時に電磁弁１８が開弁状態から
閉弁状態になると、直ちに吸気２次空気供給通路１２が
閉塞されるので人気が吸気２次空気供給通路１２の絞り
１９、圧力供給通路１７の絞ジ２２、逆止弁２１及びサ
ージタンク２０を介して負圧室１６（Ｚに供給される。

負圧室１６ａ内の圧力は大気圧に急速に近づくため空気
制御弁１６の開度、すなわち吸気２次空気供給通路１１
の流路断面積が急速に減少し吸気２次空気量も減少する
。よって、吸気２次空気供給通路１２が閉塞されても２
次空気は吸気２次空気供給通路１１を介してエンジン４
に供給され、その２次空気量は時間と共に減少するので
ある。

従って、空燃比をフィードバック制御する場合、開閉弁
２８の開閉に拘らずリッチ信号とリーン信号とが交互に
連続して発生するため吸気２次空気通路１１においては
２次空気量かりノチ信号の存在時には増大しリーン信号
の存在時に減少するので積分ＣＩ）制御が行なわれる。

また吸気２次空気通路１２においては、２次空気が断続
的に流れるので比例（Ｐ）制御が行なわれる。よって、
吸気マニホールド１０内に供給される２次空気量は比例
制御分と積分制御分とが加算された量となる。

一方、開閉弁２８の開弁時に電磁弁１８が閉弁状態から
開弁状態になると、２次空気が吸気２次空気供給通路１
２の絞り１９．電磁弁１８及び大気圧供給通路２６の絞
９２７、開閉弁２８を介して吸気マニホールドｌＯ内に
流入する。このとき、吸気２次空気供給通路１２及び圧
力供給通路１７によって得られる負圧ＰＢは吸気２次空
気供給通路１２のエアクリーナ２側から流入する大気と
共に大気圧供給通路２６から流入する大気とによって希
釈される。故に、開閉弁２８の閉弁時に比べて希釈量が
犬となジ、負王室１６σ内に作用する負圧では空気制御
弁１６の開度を増加するに至らない０ 開閉弁２８の開弁時に電磁弁１８が開弁状態から閉弁状
態になると、直ちに吸気２次空気供給通路１２が閉塞さ
れ、大気が吸気２次空気供給通路１２の絞り１９、圧力
供給通路１７の絞ジ２２を介して、また大気圧供給通路
２６の開閉弁２８及び絞り２７會介して圧力供給通路１
７の絞９２２と逆止弁２１との間で合流し、更に逆止弁
２１、そしてサージタンク２０′ｆ！：介して負圧室１
６αに供給されるＯ故に、負王室１６αの圧力は開閉弁
２８の閉弁時よりも急速に大気圧に等しくなるので空気
制御弁１６は開閉弁２８の開弁時には電磁弁１８の開閉
に拘らず閉弁状態となり、吸気２次空気供給通路１１は
閉塞される。

従って、開閉弁２８の開弁時には電磁弁１８の開閉によ
り吸気２次空気供給通路１２を断続的に流れる吸気２次
空気だけとなジ、比例制御のみとなる。

′−！た車両の変速ギヤ変換時或いは減速時にも吸気マ
ニホールド１０内の負圧ＰＢハ所定圧力Ｐ、＋：ｐ犬と
なり、開閉弁２８の開弁直後には負圧室１６α内の負圧
が絞９２７を介して大気側へリークするので負王室１６
０Ｌ内の負圧の低下が早くなり、該負圧低下の遅れによ
るエンジンストールを防止することができる。

次に、エンジン４の運転状態が絞り弁５の閉弁によって
例えば減速状態になると、負圧検出孔８から負圧スイッ
チ３９に供給される負圧ＰＣの大きさは所定圧力Ｐ２以
下となり負圧スイ・ノチ３９から高レベル信号がインバ
ータ４３に供給され、インバータ４３の出力レベルは低
レベルとなる。よって、ＡＮＤ回路４４は比較器４２の
出力レベル、すなわち酸素濃度センサ３８の出力レベル
に拘らず低レベルを駆動回路３４に供給する。駆動回路
３４はリーン信号が供給された場合と同様に電磁弁１８
の駆動を停止するので電磁弁１８は閉弁状態となる。故
に、空気制御弁１６の負圧室１６（Ｚに大気圧が供給さ
れ続けるので吸気２次空気通路１１．１２が閉塞され、
空燃比のフィード／く、７り制御が停止する。

なお、上記した本発明の実施例においては開閉弁２８を
負圧応動型の開閉弁としたが、開閉弁２８として電磁弁
を用いて負圧ＰＢが所定圧力２１以上にあるときを負圧
スイッチによＶ検出して電磁弁の開閉動作を制御するよ
うにしても良いのである。

このように、本発明の吸気２次空気供給装置においては
、気化器絞り弁下流に連通ずる２つの吸気２次空気供給
通路が設けられて一方の吸気２次空気供給通路に空燃比
信号の内容に応じて開閉する第１開閉弁及びその上流に
第１空気供給遅延手段が設けられている。また他方の吸
気２次空気供給通路に受圧室内の気体圧に応じて開度を
変化せしめる空気制御弁が設けられ、一方の吸気２次空
気供給通路の開閉弁の配設位置より上流と受圧室とが第
２空気供給遅延手段を介して連通されているので第１開
閉弁の開弁時には絞り弁下流負圧が受圧室に供給され開
閉弁の閉弁時には大気圧が受圧室に供給されて空気制御
弁の開度が制御される。

エンジンの所定運転状態時には第２空気供給遅延手段と
受圧室との間に圧力制御手段によって空気制御弁の開度
を減少させる気体圧が供給されるのである。よって、加
速運転時等のエンジン高負荷時には吸気２次空気の第１
開閉弁による比例制御分と空気制御弁による積分制御分
とによＶ空燃比フィードバック制御幅を拡げることがで
きるので排気有害成分、特にＣ０（−酸化炭素〕及びＨ
’　Ｃ（炭化水素）を減少させることができる。またク
ルーズ運転時、減速時等の低負荷時には圧力制御手段の
作動により比例動作のみの空燃比制御とな９、排気成分
濃度からの空燃比判定結果に対する応答性を良好にする
ことができる。更に、一方の吸気２次空気供給通路が負
圧供給通路としても用いられると共に第１開閉弁が受圧
室への圧力切換手段としても動作するので二一−−マチ
ノク方式としては簡単な構成でＰ１動作の空燃比制御が
でき、低コスト化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は第１図
の装置中の制御回路の具体的構成を示す”　ブロック図
である。 主要部分の符号の説明 ２・・・エアクリ−す　３・・・気化器５・・・絞り弁
　６・・・ベンチュリ ７・・・チョーク弁　８・・・負圧検出孔１０・・・吸
気マニホールド １１　、’１２・・・吸気２次空気供給通路１６・・・
空気制御弁　１７・・・圧力供給通路１８・・・電磁弁 １９．２２．２７・・・絞り ２０・・・サージタンク　２１・・・逆止弁２６・・・
大気圧供給通路　２８・・・開閉弁２９・・・負圧供給
通路 ３７・・・排気マニホールド ３８・・・酸素濃度センサ　３９・・・負圧スイッチ４
６・・・三元触媒コンバータ 出願人　本田技研工業株式会社 代理人　弁理士　藤村元彦

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃工／ジンの排気成分濃度がら空燃比を判定し
   該判定結果を表わす空燃比信号を発生する判定手段と、
   気化器絞り弁下流吸気通路に連通する第１及び第２吸気
   ２次空気供給通路と、前記第１吸気２次空気供給通路に
   設けられ受圧室内の気体圧の大きさに応じて前記第１吸
   気２次空気供給通路の流路断面積を変化せしめる空気制
   御弁と、前記第２吸気２次空気供給通路に設けられ前記
   空燃比信号の内容に応じて前記第２吸気２次空気供給通
   路を開閉する第１開閉弁と、前記第２吸気空気供給通路
   の前記第１開閉弁の配設位置より上流に設けられた第１
   空気供給遅延手段と、前記第２吸気２次空気供給通路の
   前記第１開閉弁と前記第１２気供給遅延手段との間と前
   記受圧室とを連通た第２空気供給遅延手段と、エンジン
   の所定運転状態時に前記圧力供給通路の前記第２圧力供
   給遅延手段と前記受圧室との間に前記空気制御弁の開度
   を減少させる気体圧を供給する圧力制御手段とからなる
   こと全特徴とする吸気２次空気供給装置。
2. （２）前記所定運転状態は低負荷運転状態であることを
   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
   給装置。
3. （３）前記圧力制御手段は前記圧力供給通路の前記第２
   圧力供給遅延手段と前記受圧室との間に連通する大気圧
   供給通路と、該大気圧供給通路に設けられて前記所定運
   転状態時に開弁する第２開閉弁と、前記大気圧供給通路
   に設けられた第３空気供給遅延手段とからなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の吸気２次空気供給
   装置。