JPS6278466A - 車載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】 技術分野 本発明は内燃エンジンの吸気２次空気供給装置に関する
。

背景技術 排気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、供給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っとも
有効に作用することから空燃比を調整すべく排気ガスの
温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。この空燃
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より行な
うフィードバック制御用吸気２次空気供給装行がある。

吸気２次空気供給装置においてはエンジンの低温始動時
の暖機期間にはエンジンの燃焼状態が不安定であるので
吸気２次空気の供給を停止することにより空燃比フィー
ドバック制御が停止され空燃比がリッチ化されている。

一般に、エンジンへの供給混合気の空燃比はエンジン吸
気温に依存していると考えられるため空燃比フィードバ
ック制御を開始する際の条件を吸気温から判別すること
が望ましい。従って、従来、吸気温か所定温度ｔ１　（
例えば、１８℃）以下にあるときには吸気２次空気の供
給が停止され空燃比がリッチ化されている。

また吸気温が所定湿度ｔ１以上であってもエンジン温度
が低く、エンジンの冷却水温が所定温度ｔ２　（例えば
、７０℃）以下でかつ車速が所定速度Ｖ＋　　（例えば
、１５Ｍ１ｌｅ　／ｈ　）以下テアルトきに空燃比フィ
ードバック制御を停止して空燃比をリッチ化せしめる装
置が本出願人によって既に実願昭５８−１３４９１９号
において提案されている。これは、エンジンの低温時に
はチョーク弁が閉弁作動し空燃比のリッチ化を図るため
吸気２次空気の供給・供給停止の繰り返しによってリッ
チ化が阻止されるだ番ブでなく低車速では主吸気量に対
する２次空気量の変化量が大きくなるのでエンジン回転
数のハンチングを生じて運転性の悪化を招来するからで
ある。

かかる吸気２次空気供給装置においては、冷却水温が所
定温度【２以下でも吸気温が所定温度【１以上でかつ車
速が所定速度Ｖ＋以上のときには吸気２次空気によって
空燃比フィードバック制御が行なわれる。すなわち、こ
のときには車速が高く、主吸気量が比較的大きな状態と
なる故にチョーク弁が完全に開弁していなくても吸気２
次空気の供給・供給停止の繰り返しによってエンジン回
転数のハンチングが生ずることはほとんどないので排気
ガス浄化が優先されるのである。

しかしなから、積分動作の吸気２次空気供給、又は比例
動作と積分動作とを組み合わせたＰＩ動作の吸気２次空
気供給が通常行なわれているので冷却水温が所定温度１
２以下でも吸気温が所定温度【１以上でかつ車速が所定
速度ｖ１以上である運転状態に減速又は変速のためにク
ラッチペダルを操作してエンジンの動力伝達系を遮断す
ることによりエンジン無負荷状態に覆ると、供給混合気
の空燃比がオーバリーンとなり、エンジン回転数のハン
チングが止して運転性の悪化を招来することになる。

１１列」」 本発明の目的は、チョーク弁が完全に開弁じていないよ
うなエンジン低温時におけるエンジン無負荷状態の運転
性の向上を図った吸気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
分濃度か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（ブられた第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ずる圧力供給通路と、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
ンジンの所定運転時に空燃比信号の内容に焦関係に開閉
弁を閉弁せしめる開弁停止制御手段と、エンジンが低温
でかつブレーキ操作状態にあることを検出したときに圧
力供給通路の第２圧ツノ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。

実　　施　　例 第１図に示した本発明の一実施例たる車載吸気２次空気
供給装首においては、吸入空気が大気吸入口１からエア
クリーナ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（プられ、絞り弁５の上流
にはベンチュリ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、絞り弁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１６ａ、弁室１６ｂ、ダイアフラム１
６ｃ１弁ばね１６（ｌ及びテーパ状の弁体１６ｅとから
なり、負圧室１６ａ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ゼしめ負圧
の大きさが大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には電磁開閉弁１８が
設けられ、電磁開閉弁１８はそのソレノイド１８ａ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の電磁開閉弁１８より上流には絞り弁１
９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内に連通
した分流路として各々形成しても良い。

電磁開閉弁１８と絞り１９との間の吸気２次空気供給通
路１２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
圧室１６ａから吸気２次空気供給通路１２に向ってサー
ジタンク２０．逆止弁２１そして絞り２２が設けられて
いる。逆止弁２１は負圧室１６ａ方向への気体流に対し
てのみ弁体２１ａが移動して開弁じ、また弁体２１ａに
はリーク孔２１ｂが形成されている。

また、圧力供給通路１７の逆止弁２１と絞り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の絞り２７及びその上流には電磁開閉弁２８
が設けられている。電磁開閉弁２８はそのソレノイド２
８ａへの通電時に開弁じて大気圧供給通路２６を連通ｕ
しめる。

ソレノイド１８ａ、２８ａは駆動回路３０又は３１を介
して制御回路３２に接続されている。制御回路３２には
排気マニホールド３３に設けられた酸素濃度センサ３４
が接続されている。Ｍ素溌度センサ３４は排気ガス中の
酸素潤度に応じたレベルの出力電圧ＶＯ２を発生し、酸
素潤度がリッチになるに従って出力電圧ＶＯ２が上昇す
る。

また制御回路３２には駆動回路３０．３１及び酸素濃度
センサ３４の他に回転数スイッチ３５、Ｐｃ負圧スイッ
チ３６、水温スイッチ３９及びブレーキスイッチ７１１
が接続されている。回転数スイッチ３５はエンジン回転
数Ｎｅが所定回転数Ｎ１　（例えば、１４００　ｒ、ｐ
、ｍ、　）以下であるとぎオンとなる。Ｐｃ負圧スイッ
チ３６は負圧検出孔８における負圧Ｐｃの大ぎさが所定
圧力Ｐ＋　　（例えば、３ｏｍｍ−ｇ＞以下にあるとき
オンとなる。水温スイッチ３９はエンジン冷却水温Ｔｗ
が所定温度Ｔ＋　　（例えば、７０℃）以下にあるとき
オンとなり、ブレーキスイッチ４１は車両のブレーキペ
ダルが路み込まれたときオンとなる。これらのスイッチ
３５．３６．３９及び４１は３２時に電圧ＶＨの高レベ
ル信号を発生する。

制御回路３２は第２図に示すようにＭ素淵度しンザ３４
の出力電圧ＶＯ２をバッファ４２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４３と、Ｐｃ負
圧スイッチ３６の出力に接続された遅延回路４４と、遅
延回路４４の出力に接続されたインバータ４５と、比較
器４３及びインバータ４５の各出力レベルの論理積を採
る△ＮＤ回路４６と、水温スイッチ３９及びブレーキス
イッチ４１の各出ノコレベルの論理積を採るＡＮＤ回路
４７と、回転数スイッチ３５及びＡＮＤ回路４７、の各
出ノルベルの論理和を採るＯＲ回路４８とを有している
。ＡＮＤ回路４６の出力信号が駆動回路３０に供給され
、ＯＲ回路４８の出力信号が駆動回路３１に供給される
。

なお、排気マニホールド３３の酸素濃度センサ３４の配
設位置より下流には三元触媒コンバータ５４が設けられ
ている。

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３２においては、酸素濃度センサ３４の
出力電圧ＶＯ２が所定電圧ｖｒより大（Ｖｏ　２≧Ｖｒ
）となる場合には空燃比がリッチであり、比較器４３の
出力レベルは高レベルとなる。出力電圧ＶＯ２が所定電
圧Ｖｒより小（Ｖ。

２　＜Ｖｒ）となる場合には空燃比がリーンであり、比
較器４３の出力レベルは低レベルとなる。

今、負圧検出孔８から負圧スイッチ３６に供給される負
圧Ｐｃの大きざが所定圧力１１以上ならば、負圧スイッ
チ３６はオフ状態にあるので遅延回路４４の出力レベル
は低レベルとなり、インバータ４５からＡＮＤ回路４６
に高レベル信８に供給される。よって、ＡＮＤ回路４６
の出ノルベルは比較器４３の出力レベル変化に等しくな
る。

ｌｌｉ！１ｉｓａセンサ３４の出力レベルから空燃比が
リッチであると判断された場合にはＡＮＤ回路４６の出
力レベルが高レベルとなり、その高レベルがリッチ信号
として駆動回路３ｏ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４６の出力レベルが低レベルとなり、その停レベル
がリーン信号として駆動回路３０に供給される。

駆動回路３０はリッチ信号に応じてソレノイド１８ａへ
の通電により電磁開閉弁１８を駆動して吸気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開閉弁１８の開弁駆動を停
止して吸気２次空気供給通路１２を閉塞せしめる。

エンジン冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔ１以上であるときに
は水温スイッチ３９がオフとなり、水温スイッチ３９か
ら低レベル信号が出力される。この低レベル信号はブレ
ーキスイッチ４１のＡンＡフに拘らずＡＮＤ回路４７の
出力レベルを低レベルにせしめる。このときエンジン回
転数Ｎｅが所定回転数Ｎ１以上ならば、回転数スイッチ
３５の出力レベルが低レベルとなり、ＯＲ回路４８の出
力レベルも低レベルになるので電磁開閉弁２８が駆動回
路３１によって開弁駆動されず大気圧供給通路２６が閉
塞される。

電磁開閉弁２８の閉弁時に電磁開閉弁１８が開弁すると
、２次空気が吸気２次空気供給通路１２の絞り１９、そ
して電磁開閉弁１８を介して吸気マニホールド１０内に
流入する。同時に、吸気マニホールド１０内の負圧Ｐｓ
が吸気２次空気供給通路１２の電磁開閉弁１８、圧力供
給通路１７の絞り２２、逆止弁２１のリーク孔２１ｂ及
びサージタンク２０を介して負圧室１６ａに供給される
。

負圧室１６ａ内の圧力は負圧室１６ａ及びサージタンク
２−０内の残留圧及びリーク孔２１ｂにより徐々に負圧
Ｐ８に近づくので空気制御弁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
入空気但も増大する。よって、吸気２次空気供給通路１
１．１２を流れる吸気２次空気が加算されてエンジン４
に供給されるので混合気の空燃比はリーン方向に制御さ
れ、エンジン４に供給される吸気２次空気旦は時間と共
に増大する。また、このとき、負圧Ｐ８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
って稀釈されるが、絞り１９にＪ：りその棉釈聞は僅か
である。

次に、電磁開閉弁２８の閉弁時に電磁開閉弁１８が閉弁
すると、直ちに吸気２次空気供給通路１２が閉塞される
ので大気が吸気２次空気供給通路１２の絞り１９、圧力
供給通路１７の絞り２２、逆止弁２１及びサージタンク
２０を介して負圧室１６ａに供給される４、０圧室１６
ａ内の圧力は大気圧に急速に近づくので空気制御弁１６
の開度、すなわち吸気２次空気供給通路１１の流路断面
梢が急速に減少し吸気２次空気■も減少する。よって、
吸気２次空気供給通路１２が閉塞されても吸り書 気２次空気吸気２次空気供給通路１１を介してエハ ンジン４に供給され、その吸気２次空気聞は時間とバに
減少するのである。

従って、空燃化をフィードバック制御する場合、電磁開
閉弁２８の開閉に拘らずリッチ信号とり一信号とが交互
に連続して発生するので吸気２次空気供給通路１１にお
いては吸気２次空気串がリッ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（ｒ）制御が
行なわれる。また吸気２次空気供給通路１２においては
吸気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
吸気２次空気最は比例制御分と積分制御分とが加算され
た量となる。

この空燃比フィードバック制御中においてエンジン４の
運転状態が絞り弁５の閉弁によりて減速状態になると、
負圧検出孔８から負圧スイッチ３６に供給される負圧Ｐ
ｃの大きさは所定圧力Ｐ１以下となり負圧スイッチ３６
から高レベル信号が遅延回路４４に供給される。Ｒ延回
路４４はこの高レベル信号が供給されてから所定時間ｊ
＋　　（例えば、３ｓｅｃ）だけ経過した後に低レベル
出力から高レベル出力に反転する。遅延回路／１４の出
力レベルが高レベルになるとインバータ４５の出ノルベ
ルが低レベルになるのでＡＮＤ回路４６は比較器４３の
出ノ〕レベル、すなわち酸素濃度センサ３４の出力レベ
ルに無関係に低レベル信号を駆動回路３０に供給する。

駆動回路３０はリーン信号が供給された場合と同様に電
磁開閉弁１８の駆動を停止するので電磁開閉弁１８は閉
弁状態になる。

よって、負圧Ｐｃの大きさが所定圧力Ｐ１以下の状態が
所定時間ｔ１以上継続すると電磁開閉弁１８が閉弁され
、空気制御弁１６の負圧室１６ａに大気圧が供給され続
けるので吸気２次空気供給通路１１．１２が閉塞され、
空燃比フィードバック制御の停止と共に′！Ｘ′燃比が
リッチ化される。

一方、冷却水ｍＴＷが所定温度Ｔ１以下にあるエンジン
低温時には水温スイッチ３９がオンとなる。またブレー
キペダルの踏み込みによりブレーキスイッチ４１がオン
になると、ブレーキスイッチ４１から高レベル信号がＡ
ＮＤ回路４７に供給されるのでＡＮＤ回路４７の出力レ
ベルが高レベルとなり、この高レベルがＯＲ回路４８を
介して駆動回路３１に供給される。

駆動回路３１はＯＲ回路４８からの高レベル信号に応じ
て電磁開閉弁２８を開弁駆動して大気圧供給通路２６を
連通せしめる。大気圧供給通路２６の連通により大気が
大気圧供給通路２６の電磁開閉弁２８及び絞り２７を介
して圧力供給通路１７の較り２２と逆止弁２１との間に
供給され、更に逆止弁２１そしてサージタンク２０を介
して負圧室１６ａに供給される。故に、負圧室１６ａ内
の圧力は急速に大気圧に等しくなるので空気制御弁１６
は電磁開閉弁２８が開弁すると電磁開閉弁１８の開閉に
拘らず急速に閉弁状態となり、吸気２次空気供給通路１
１が閉塞される。

よって、冷却水ＩＴｗが所定温度Ｔ１以下にあるときに
ブレーキペダルが踏み込まれると、吸気２次空気−供給
通路１１が直ちに閉塞される。またブレーキペダルの踏
み込み時には絞りか５は通常全開で負圧スイッチ３６が
Ａン状態になるので吸気２次空気供給通路１２も負圧ス
イッチ３６のオンから所定時間１．経過後に閉塞される
。すなわち空燃比フィードバック制御が停止され、空燃
比がリッチ化される。

またエンジン回転数Ｎ（３が所定回転数Ｎ１以下になる
と、回転数スイッチ３５がオンとなり回転数スイッチ３
５から高レベル信号がＯＲ回路４８を介して駆動回路３
１に供給される。よって、電磁開閉弁２８が開弁じ、こ
のとき負圧Ｐｃが所定圧力８１以上ならば、吸気２次空
気は電磁ｆｆ１ｌ閉弁１８の開閉により吸気２次空気供
給通路１２を断続的に流れるだ１プとなり、比例制御の
みが空燃比フィードバック制御として行なわれる。

かかる本発明による吸気２次空気供給装置においては、
負圧Ｐｃの大きさが所定圧力Ｐ＋以下である状態が所定
時間ｔ１以上組続したときに空燃比フィードバックＲＩ
Ｉ　ＩＩＩを停止し、負圧Ｐｃの太きさが所定圧力Ｐ１
以下に達した時点から所定時間ｔｌ内は吸気２次空気が
供給されるが、電磁弁２８の開弁により空気制御弁１６
が閉弁するのでエンジン低温時のようにチョーク弁閉弁
時でブレーキペダルの踏み込み状態には空燃比がリッチ
のために絞り弁閉弁直後に起き得るエンジン回転数の急
上昇、いわゆる吹き上げを防止することができる。

発明の効果 以上の如く、本発明の内燃エンジンの吸気２次空気供給
装置においては、エンジンが低温かつ無負荷状態である
ことが検出されると空気制御弁の受圧室に大気圧等の第
２制御圧が急速供給されるので空気制御弁が急速に閉弁
されて第１吸気２次空気供給通路が閉塞される。すなわ
ち、空気制御弁によって行なわれる吸気２次空気供給か
を空燃比判別結果に応じて徐々に増減する積分動作が停
止される。またエンジンが低温かつ無負荷状態にあると
ぎには第１吸気２次空気供給通路が直ちに閉塞されると
共に開閉弁によって第２吸気２次空気供給通路が直ちに
閉塞されて空燃比フィードバック制御が停止される。よ
って、エンジン低湿にお【プる変速及び減速開始時等に
供給混合気の空燃比がオーバリーンになることが回避さ
れるのでエンジン回転数のハンチングが防止され、運転
性の向上が図れるのである。また無負荷状態をブレーキ
ペダルの踏み込みから検出することによりＭＴ（マニュ
アルトランスミッション）車に限らずＡＴ（オートマチ
ックトランスミッション＞ｉにも本発明を適用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す椙成図、第２図は第１図
の装置中の制御回路の具体的構成を承りブロック図であ
る。 主要部分の符号の説明 ２・・・・・・エアクリーナ 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・・・・・・圧ノコ供給通路 １８．２８・・・・・・電磁開閉弁 １９．２２．２７・・・・・・絞り ２０・・・・・・サージタンク ２１・・・・・・逆止弁 ２６・・・・・・大気圧供給通路 ３３・・・・・・排気マニホールド ３４・・・・・・酸素濃度センサ ３６・・・・・・負圧スイッチ ５４・・・・・・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 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車載内燃エンジンの排気成分濃度から空燃比を判
   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
   路に設けられた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開閉弁と、前記第２吸気２次空気供
   給通路の前記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
   の前記開閉弁と前記第１空気供給遅延手段との間と前記
   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
   転時に前記空燃比信号の内容に無関係に前記開閉弁を閉
   弁せしめる開弁停止制御手段と、エンジンが低温でかつ
   ブレーキ操作状態にあることを検出したとき前記圧力供
   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を特徴とする吸気２次空気
   供給装置。
2. （２）前記開弁停止制御手段は前記絞り弁の全閉時に上
   流に位置し前記絞り弁が所定開度以上開弁したとき下流
   に位置する吸気負圧検出孔における負圧が所定圧力以下
   の状態が所定時間以上継続したときを前記所定運転時と
   す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。