JPS6244107Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の空燃比制御装置に関する。

排気ガス中の有害成分HC，CO並びにNOxを同
時に低減する方法として機関排気通路内に三元触
媒コンバータを取付ける方法が知られている。こ
の三元触媒は三元触媒コンバータ上流の排気通路
並びに吸気通路内に供給された全空気量と全燃料
の比（以下、総合空燃比という）が理論空燃比付
近になつたときに最も浄化効率が高くなり、従つ
て三元触媒コンバータを用いた場合には総合空燃
比を理論空燃比に一致せしめる必要がある。この
ように総合空燃比を理論空燃比に一致せしめるこ
とのできる空燃比制御装置として機関アイドリン
グ運転時には機関シリンダ内に濃混合気を供給す
ると共に機関排気系に２次空気を供給して総合空
燃比を理論空燃比よりも若干大きくし、通常運転
時は機関排気系への２次空気の供給を停止すると
共に機関排気系に取付けた酸素濃度検出器の出力
信号に基いて機関シリンダ内に供給される混合気
の空燃比を理論空燃比に一致させるようにした空
燃比制御装置が知られている。更にこの空燃比制
御装置では例えばエアコンデイシヨナを作動させ
たときにアイドルアツプをするようにしており、
このとき硫化水素臭（総合空燃比が理論空燃比の
とき、並びに総合空燃比が理論空燃比よりも小さ
なときに発生する）の発生を阻止すると共に燃料
消費率を向上するために機関シリンダ内に供給さ
れる混合気の空燃比が理論空燃比よりも小さくな
らないようにフイードバツク制御をするようにし
ている。しかしながらこのようなアイドルアツプ
時では機関吸気系内の混合気が機関排気系に設け
られた酸素濃度検出器に達するまでの時間が長い
ためにフイードバツク制御の遅れ時間が長くな
り、斯くして上述のようにアイドルアツプ時にフ
イードバツク制御を行なうと機関シリンダ内に供
給される混合気の空燃比が変動し、その結果機関
回転数が変動するという問題を生じる。

本考案は機関アイドルアツプ時に硫化水素臭の
発生を阻止すると共に燃料消費率を向上しつつ機
関回転数が変動するのを阻止するようにした空燃
比制御装置を提供することにある。

以下、添附図面を参照して本考案を詳細に説明
する。

図面を参照すると、１は機関本体、２は吸気マ
ニホルド、３は気化器、４はエアクリーナ、５は
排気マニホルド、６は排気マニホルド５内に設け
られた酸素濃度検出器を夫々示し、この酸素濃度
検出器６は電子制御ユニツト７に接続される。な
お、図に示さないが排気マニホルド５に連結され
た排気管内には三元触媒コンバータが配置され
る。図面に示すように気化器３をバイパスするバ
イパス通路８が設けられ、このバイパス通路８に
よつてエアクリーナ４の内部と吸気マニホルド２
の内部とが連結される。バイパス通路８内には電
子制御ユニツト７の出力信号によつて制御される
電磁制御弁９が設けられる。この電磁制御弁９は
弁ポート１０の開閉制御をする制御弁１１と、制
御弁１１に連結された可動プランジヤ１２と、可
動プランジヤ１２を吸引するソレノイド１３と、
可動プランジヤ１２を弁ポート１０に向けて押圧
する圧縮ばね１４とにより構成される。この電磁
制御弁９はソレノイド１３に供給される制御電流
に比例して弁ポート１０の開口面積が変化する形
式の電磁制御弁であつてもよいし、ソレノイド１
３に供給される制御パルスによつて弁ポート１０
の開口閉鎖が繰返される形式の電磁制御弁であつ
てもよい。

一方、気化器３のエアホーン１５の内壁面上に
はスロツトル弁１６の近傍に負圧ポート１７が形
成される。この負圧ポート１７は実線で示すよう
にスロツトル弁１６がアイドリング位置にあると
きにはスロツトル弁１６下流のエアホーン１５内
に開口し、スロツトル弁１６が開弁するとスロツ
トル弁１６上流のエアホーン１５内に開口するよ
うに配置される。この負圧ポート１７は負圧導管
１８を介して負圧スイツチ１９の負圧室２０に接
続される。負圧スイツチ１９はダイヤフラム２１
上に取付けられた可動接点２２と、この可動接点
２２に接続可能な一対の固定接点２３，２４を有
し、固定接点２３が電子制御ユニツト７に接続さ
れる。この負圧スイツチ１９は負圧室２０内の負
圧が例えば330mmHgよりも小さくなつたときに左
方に移動して固定接点２３，２４を閉成し、この
とき接点閉成信号が電子制御ユニツト７に送り送
まれる。

一方、排気マニホルド５には負圧ポート１７に
発生する負圧によつて制御される２次空気供給制
御弁装置２５が取付けられる。この２次空気供給
制御弁装置２５はダイアフラム２６によつて隔離
された負圧室２７と大気導入室２８とを具備し、
負圧室２７内にはダイアフラム押圧用圧縮ばね２
９が挿入される。この負圧室２７は負圧導管３０
を介して負圧ポート１７に接続され、大気導入室
２８はエアフイルタ３１を介して大気に連通せし
められる。２次空気供給制御弁装置２５は更に弁
室３２を具備し、この弁室３２は一方では２次空
気供給口３３を介して排気マニホルド５内に接続
され、他方では弁ポート３４を介して大気導入室
２８に接続される。この弁ポート３４はダイアフ
ラム２６に連結された制御弁３５によつて開閉制
御される。また、弁室３２内には空気導入室２８
から排気マニホルド５内に向けてのみ流通可能な
リード弁装置３６が配置される。負圧ポート１７
に加わる負圧が例えば330mmHgよりも大きくなつ
たときにダイアフラム２６が負圧室２７側に移動
し、斯くして弁体３５が弁ポート３４を開弁す
る。従つて機関アイドリング運転時には排気脈動
により排気マニホルド５内に発生する負圧によつ
て２次空気が２次空気供給口３３から排気マニホ
ルド５内に供給される。

一方、スロツトル弁１６のスロツトル軸３７に
は係合突起３８を具えたアーム３９が固着され、
更にスロツトル軸３７には突起３８に係合可能な
爪４０を具えたレバー４１が回動可能な取付けら
れる。このレバー４１の一端部はロツド４２を介
してスロツトル弁駆動装置４３のダイアフラム４
４に接続される。このスロツトル弁駆動装置４３
はダイアフラム４４によつて隔離された負圧室４
５と大気圧室４６とを有し、負圧室４５内にダイ
アフラム押圧用圧緒ばね４７が挿入される。この
負圧室４５は負圧導管４８並びに電磁切換弁４９
を介して吸気マニホルド２内に接続される。この
電磁切換弁４９のソレノイドは例えばエアコンデ
イシヨナの作動スイツチのようなアイドルアツプ
信号発生器５０に接続され、エアコンデイシヨナ
が作動せしめられてアイドルアツプ信号発生器５
０がアイドルアツプ指令信号を発したときに電磁
切換弁４９の切換動作が行なわれる。一方、吸気
マニホルド２には補助空気供給制御弁装置５１が
取付けられる。この補助空気供給制御弁装置５１
はダイアフラム５２によつて隔離された負圧室５
３と大気導入室５４とを具備し、負圧室５３内に
はダイアフラム押圧用圧縮ばね５５が挿入され
る。この負圧室５３は負圧導管４８に接続され、
大気導入室５４は大気導入管５６を介してエアク
リーナ４内に接続される。大気導入室５４内には
吸気マニホルド２内に通ずる弁ポート５７が設け
られ、この弁ポート５７はダイアフラム５２に取
付けられた弁体５８によつて開閉制御される。ア
イドルアツプ信号発生器５０がアイドルアツプ指
令信号を発してないときにはスロツトル弁駆動装
置４３の負圧室４５並びに補助空気供給制御弁装
置５１の負圧室５３は電磁切換弁４９を介して大
気に連結されている。このときアイドリング時に
は図面に示すようにスロツトル弁１６がアイドリ
ング位置まで閉弁し、一方補助空気供給制御弁装
置５１の弁体５８が弁ポート５７を閉鎖してい
る。これに対してアイドルアツプ信号発生器５０
がアイドルアツプ指令信号を発したときには両負
圧室４５，５３は電磁切換弁４９を介して吸気マ
ニホルド２内に接続されるので両負圧室４５，５
３には負圧が印加される。このときスロツトル弁
駆動装置４３のダイアフラム４４は負圧室４５側
に移動するので爪４０がアーム３９の突起３８と
係合しつつレバー４１が反時計回りに回動し、そ
の結果スロツトル弁１６は破線Ａで示すアイドル
アツプ位置まで開弁して保持される。一方、この
とき補助空気供給制御弁装置５１のダイアフラム
５２は負圧室５３側に移動するので弁体５８が弁
ポート５７を開弁する。その結果、補助空気が大
気導入管５６並びに大気導入室５４を介して弁ポ
ート５７から吸気マニホルド２内に供給される。

負圧ポート１７に加わる負圧が330mmHgよりも
大きなときには負圧スイツチ１９の検出信号によ
つてフイードバツク制御が停止される。従つてこ
のとき電磁制御弁９の弁体１１が弁ポート１０を
閉鎖するために機関シリンダ内には過濃な混合気
が供給される。一方、このようなアイドリング運
転時には前述したように２次空気供給制御弁装置
２５の弁体３５が弁ポート３４を開弁するので２
次空気が２次空気供給口３３から排気マニホルド
５内に供給される。なお、２次空気供給制御弁装
置２５はこのとき総合空燃比が理論空燃比よりも
若干大きくなるように設定されている。

次いでスロツトル弁１６が開弁せしめられると
弁ポート１７にはほぼ大気圧が作用するのでフイ
ードバツク制御が開始されると共に２次空気供給
制御弁装置２５からの２次空気の供給が停止せし
められる。酸素濃度検出器６は総合空燃比が理論
空燃比よりも小さなときには0.9ボルト程度の出
力信号を発し、総合空燃比が理論空燃比よりも大
きなときには0.1ボルト程度の出力信号を発す
る。電磁制御弁９はこの酸素濃度検出器６の出力
信号に応じて駆動され、総合空燃比、即ちこのと
きには機関シリンダ内に供給される混合気の空燃
比が理論空燃比よりも小さなときには弁体１１が
弁ポート１０の開口面積を増大して混合気を薄く
し、機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比
が理論空燃比よりも大きなときには弁体１１が弁
ポート１０の開口面積を減少して混合気を濃くす
る。このようにして機関シリンダ内に供給される
混合気の空燃比は諭論空燃比に一致せしめられ
る。

一方、例えばエアコンデイシヨナが作動せしめ
られてアイドルアツプ信号発生器５０がアイドル
アツプ指令信号が発生した場合には前述したよう
にスロツトル弁駆動装置４３によつてスロツトル
弁１６が破線Ａで示す装置まで開弁せしめられ
る。従つてこのとき負圧ポート１７にはほぼ大気
圧が加わるのでフイードバツク制御が行なわれる
と共に２次空気供給制御弁装置２５からの２次空
気の供給が停止される。更にこのときには前述し
たように補助空気供給制御弁装置５１の弁体５８
が弁ポート５７を開弁するので補助空気が弁ポー
ト５７から吸気マニホルド２内に供給される。こ
の補助空気供給制御弁装置５１は供給される補助
空気によつて機関シリンダ内に供給される混合気
の空燃比が15：１から18：１程度の稀薄混合気と
なるように設定されている。従つてこのときには
酸素濃度検出器６は総合空燃比が常時理論空燃比
よりも大きいと判断するために電磁制御弁９の弁
体１１が弁ポート１０を閉鎖し続け、斯くして実
質的にフイードバツク制御が停止されるようにな
る。

このように本考案によればアイドルアツプ時に
フイードバツク制御が実質的に停止されるので機
関シリンダ内に供給される混合気の空燃比は一定
に保持され、斯くして機関回転数が変動するのを
阻止することができる。また、アイドルアツプ時
には機関シリンダ内に稀薄混合気が供給されるの
で硫化水素臭の発生を阻止できると共に燃料消費
率を向上することができる。また、アイドルアツ
プ時に機関シリンダ内に稀薄混合気を供給するこ
とによつて三元触媒コンバータの過熱を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案に係る空燃比制御装置の全体図であ
る。 ３……気化器、６……酸素濃度検出器、９……
電磁制御弁、１６……スロツトル弁、１９……負
圧スイツチ、２５……２次空気供給制御弁装置、
４３……スロツトル弁駆動装置、５１……補助空
気供給制御弁装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. アイドルアツプすべきアイドルアツプ指令信号
   を発生するアイドルアツプ信号発生器と、該アイ
   ドルアツプ指令信号に基いてスロツトル弁を所定
   開度まで開弁して保持するスロツトル弁駆動装置
   とを具備した内燃機関において、スロツトル弁上
   流の吸気通路とスロツトル弁下流の吸気通路とを
   連通するバイパス通路内に電磁制御弁を設けて該
   電磁制御弁を機関排気系に取付けた酸素濃度検出
   器の出力信号に基いて総合空燃比が理論空燃比と
   なるようにフイードバツク制御し、アイドルアツ
   プ指令信号に応動する補助空気供給制御弁装置を
   機関吸気通路に設けて機関アイドルアツプ時に上
   記フイードバツク制御を行ないつつ該補助空気供
   給制御弁装置から補助空気を機関吸気通路内に供
   給し、該補助空気量が上記電磁制御弁を閉鎖させ
   続けて稀薄混合気を形成する空気量に予め設定さ
   れている内燃機関の空燃比制御装置。