JPS638291B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンの吸気負圧の変動を利用し
て、２次エア量、EGR量、点火進角度等を制御
する負圧作動式の各種の制御装置、とくに、負圧
の急激な変動を遅延させて上記制御装置に伝達さ
せるエンジンの負圧伝達遅延装置の改良に関する
ものである。

一般に、エンジンの吸気負圧をパワー源とする
エンジンの各種制御装置では、エンジンの急加速
時等、吸気負圧が急変しても直ちに応答させず、
所定の遅れを持たせて、制御装置を作動させるこ
とが望ましい場合がある。

例えば、２次エア量の制御について説明すれ
ば、エンジンの急加速時には、絞弁の全開によつ
て排気ガス中のHC，CO等の未然成分が増加する
ため、２次エアの供給を続行し、増加する未然成
分を有効に浄化する必要があり、そのため、絞弁
全開に伴なう吸気負圧の急激な減少を一定時間遅
延させて２次エア制御装置に伝達し、その間２次
エアの供給を続行するようにしている。

ところで、かかる負圧伝達遅延装置の遅延特性
は、大気圧の変化に応じて変化する問題があり、
とくに高地では、遅延装置が実質的に機能しない
か、或いは好ましくない方向に作用する不具合が
ある。

即ち、一般に、上記の如き負圧作動式の各種制
御装置の作動条件は、通常１気圧の下で設定され
るが、高地では、大気圧自体が１気圧以下に低下
しているため、エンジンの吸気負圧がそもそも低
下していること、大気が稀薄であるため充填効率
が低下し、したがつて、同じエンジン出力を得る
ためには、絞弁開度を低地の場合に比して大きく
しなければならないこと等の原因によつて、２次
エア制御装置を例にとれば、高地でエンジンを定
常運転から加速運転に移行すると、定常運転時す
でに吸気負圧が低下しているため、負圧伝達遅延
装置が介在していても、早期に設定負圧以下に低
下して２次エア制御装置は２次エアの供給をカツ
トし、エミツシヨン性能を悪化してしまう不具合
を生じる。

本発明は、したがつて、高地においても大気圧
の変化に応じた最適な遅延特性を得ることができ
るエンジンの負圧伝達遅延装置を提供することを
基本的な目的としている。

このため、本発明においては、ダイヤフラム式
制御装置の負圧室と吸気通路とを連通する負圧通
路に、小孔と、スロツトル弁が開作動した時負圧
室への圧力の導入を規制するとともにスロツトル
弁が閉作動した時負圧室への圧力の導入を許容す
るチエツク弁とから成り、スロツトル弁が開作動
した時上記負圧室への負圧の伝達を遅延させる負
圧伝達遅延装置を介設するとともに、大気圧を検
出する大気圧検出装置を設け、上記負圧伝達遅延
装置の負圧伝達遅延特性を上記大気圧検出装置に
より検出された大気圧の変化に応じて変更する負
圧遅延特性変更装置を設けることにより、大気圧
の変化に応じて必要な遅延特性を得ることができ
るようにしている。

以下、図示の実施例について本発明をより具体
的に説明する。

第１図において、１はアクセルペダル（図示せ
ず。）に連動して開閉される絞弁２を備えたエン
ジンＥの吸気通路、３はエンジンＥの排気通路、
４は排気通路３の途中に設けた触媒式等の排気ガ
ス浄化装置、５はエンジンＥにより駆動される２
次エアポンプ、６は２次エアポンプ５の吐出側と
排気通路３の排気ガス浄化装置４の上流側とを連
通し、排気ガスの浄化に必要な２次エアを供給す
る２次エア供給通路、７は２次エア供給通路６と
２次エアを大気に放出する２次エアリリーフ通路
８とを２次エアポンプ５に対して切替え制御する
ダイヤフラム式の２次エア制御装置である。

上記２次エア制御装置７は、ダイヤフラム７ａ
に基端を取付けた作動ロツド７ｂの先端に支持し
た弁体７ｃをダイヤフラム７ａの変位によつて２
次エア供給通路６側の弁座６ａと２次エアリリー
フ通路８側の弁座８ａとの間で相反的に切替作動
させるようにしたものであつて、ダイヤフラム７
ａによつて、ケーシング内部を、コイルスプリン
グ７ｄを縮装した負圧室７ｅと、作動ロツド７ｂ
が貫通し、開口７ｆによつて大気に開放された大
気室７ｇとに仕切つた基本構造を有する。

一方、９は絞弁２下流の吸気負圧を２次エア制
御装置７の負圧室７ｅに導入する負圧通路、１０
は負圧通路９の途中に介設した負圧伝達遅延装
置、１１は負圧伝達遅延装置１０をバイパスする
ように負圧通路９に設けたバイパス通路である。

上記負圧伝達遅延装置１０は、小径のオリフイ
ス１０ａと、吸気通路１側の負圧が２次エア制御
装置７の負圧室７ｅ側の負圧より低いとき閉じ、
その逆で開くチエツク弁１０ｂとを並設したもの
であつて、絞弁２下流の吸気負圧が低下したとき
に、オリフイス１０ａのみによつて圧力を伝達す
ることにより、負圧室７ｅの負圧の低下を遅延さ
せる。

また、上記バイパス通路１１には、該バイパス
通路１１を開閉する開閉弁１２を設けるととも
に、開閉弁１２は大気圧を検出する大気圧検出装
置１３によつて、大気圧が低下する高地では閉
じ、低地では開くように作動制御する。

なお、第１図中、１４はバイパス通路１１の開
閉弁１２の下流に介設した計量用のオリフイスで
ある。

上記の構成において、２次エア制御装置７の作
動条件は、基本的に、１気圧即ち低地で設定す
る。より具体的には、低地での急加速時の遅延特
性は、負圧伝達遅延装置１０のオリフイス１０ａ
の径と、バイパス通路１１（低地では開閉弁１２
は開かれている。）のオリフイス１４の径と、負
圧室７ｅに縮装するコイルスプリング７ｄの設定
バネ力との相関で、エンジンＥの急加速時、その
開始から所要の時間、弁体７ｃを２次エア供給通
路６に対して開状態に保持したまゝ、排気通路３
への２次エアの供給を続行することができるよ
う、上記諸量を設定する。

上記の構成において、エンジンＥが高地で運転
される場合には、バイパス通路１１の開閉弁１２
が大気圧検出装置１３によつて閉とされるため、
絞弁２下流の吸気負圧の伝達には、負圧伝達遅延
装置１０のオリフイス１０ａのみが関与し、した
がつて、負圧伝達の遅延量は、バイパス通路１１
のオリフイス１４の流量分だけ増大する。この遅
延量の増大は、高地での吸気負圧自体の低下に伴
なう２次エア制御装置７の早期作動を遅延させて
適正化するように作用する。換言すれば、前記し
たように、高地での運転における吸気負圧の低下
に伴なつて、２次エア制御装置７の負圧室７ｅの
負圧が低下し、したがつて、比較的小さい負圧の
低下によつても、２次エアの供給をカツトしよう
とする２次エア制御装置７への吸気負圧の低下の
伝達を遅延させることができる。

したがつて、高地におけるエンジンの急加速に
際しても、加速初期の一定時間、２次エアを供給
しつづけることができるので、急加速に伴なつて
増大する排気ガス中のHC，COを排気ガス浄化装
置４によつて確実に浄化することができる。

次に、第２図に示す実施例について説明する。
第２図において、２０はエンジンＥの点火時期を
設定するデイストリビユータ、２１はデイストリ
ビユータ２０を進角もしくは遅角させるダイヤフ
ラム式の点火進角制御装置、２２は吸気通路１の
絞弁２の全閉時その上流に位置し、絞弁２が設定
開度以上開かれたときその下流に位置するように
設置した負圧取出口、２３は該負圧取出口２２と
点火進角装置２１の負圧室２１ａとを連通する負
圧通路、２４は負圧通路２３の途中に介設した負
圧伝達遅延装置、２５は負圧伝達遅延装置２４を
バイパスするバイパス通路、２６はバイパス通路
２５を開閉する開閉弁、２７は大気圧の変化を検
出し、開閉弁２６を低地では閉、高地では開とす
る大気圧検出装置、２８はバイパス通路２５の開
閉弁２６の下流側に介設した計量用のオリフイス
である。

上記点火進角制御装置２１は、負圧取出口２２
が絞弁２の下流に位置し、したがつて絞弁２下流
の吸気負圧が導入されたときに、点火時期を進角
させるように、ダイヤフラム２１ｂに基部を支持
した操作ロツド２１ｃを介してデイストリビユー
タ２０を作動する。なお、図中、２１ｄは負圧室
２１ａに縮装したコイルスプリング、２１ｅは開
口２１ｆによつて大気に開放された大気室であ
る。

また、上記負圧伝達遅延装置２４は、点火進角
制御装置２１による進角時期を遅延させ、NO_X
の低減を図るためのものであつて、小径のオリフ
イス２４ａと、負圧取出口２２側の圧力が点火進
角制御装置２１の負圧室２１ａ側の圧力より低く
なつたときに閉じ、逆の場合に開くチエツク弁２
４ｂとを並設した構造を有する。

この実施例では、上記の構造上、絞弁２が全閉
位置から設定開度以上に開かれた際、低地では負
圧伝達遅延装置２４のオリフイス２４ａのみによ
つて遅延特性を設定する一方、高地では、大気圧
検出装置２７によつて開閉弁２６が開かれる結
果、バイパス通路２５のオリフイス２８が、負圧
伝達遅延装置２４のオリフイス２４ａとともに働
いて、点火進角制御装置２１に対する遅延特性を
緩和する方向に作用する。即ち、高地では、絞弁
２が全閉状態から設定開度以上に開かれ、負圧取
出口２２が絞弁２下流に位置して吸気負圧が作用
したときには、点火進角制御装置２１の負圧室２
１ａにそれまで導入されていた大気圧を、２つの
オリフイス２４ａ，２８によつて吸気通路１側に
リリーフする、換言すれば、２つのオリフイス２
４ａ，２８によつて吸気負圧を点火進角制御装置
２１の負圧室２１ａに早期に導入し、点火進角制
御装置２１を早期に作動させ、早期に点火時期の
進角を早めてエンジンＥの出力の向上を図り、大
気圧の低下に伴なうエンジンＥの出力不足を補償
する。

なお、低地では、負圧伝達遅延装置２４によつ
て点火進角を遅延させ、NO_Xの抑制を図るよう
にしているため、不可避的に排気ガス中のCO，
HCが増大するが、これは排気通路３に介設した
排気ガス再燃焼装置２９によつてCO，HCを有効
に除去することができる。

第３図に示す実施例は、第２図に示す点火進角
制御装置２１に代えて、ダイヤフラム式のEGR
制御装置３０を用い、このEGR制御装置３０に
よつて排気通路３に開口させた排気ガス取出口３
１から吸気通路１の絞弁２下流に開設した排気ガ
ス還流口３２に排気ガスの一部を導びくEGR通
路３３の開閉を制御するようにしたものである。

第３図において、３４は負圧取出口、３５は負
圧取出口３４とEGR制御装置３０の負圧室３０
ａとを連通する負圧通路、３６はオリフイス３６
ａとチエツク弁３６ｂとを並設してなる負圧伝達
遅延装置、３７は負圧伝達遅延装置３６のバイパ
ス通路、３８はバイパス通路３７に介設した開閉
弁、３９は開閉弁３８を低地で閉、高地で開とす
る大気圧検出装置、４０はバイパス通路３７に介
設した計量用のオリフイスで、これらについて
は、第２図に示すものと全く同じ構成であるので
これ以上の説明を省略する。

上記EGR制御装置３０は、コイルスプリング
３０ｂを縮装した負圧室３０ａと開口３０ｃによ
つて大気に連通された大気室３０ｄとを仕切るダ
イヤフラム３０ｅに基部を取付けた操作ロツド３
０ｆに支持した流量制御弁３０ｇをEGR通路３
３の途中に設けた弁座３３ａに対して開閉制御す
る。

そして、上記負圧伝達遅延装置３６は、絞弁２
が全閉状態から設定開度以上に開かれ、負圧取出
口３４に絞弁２下流の吸気負圧が作用した際、吸
気負圧の伝達を遅延させるものであつて、バイパ
ス通路３７の開閉弁３８が閉じられている低地の
運転では、負圧伝達遅延装置３６のオリフイス３
６ａのみによつて吸気負圧を伝達することによつ
て、EGR制御装置３０の早期の開作動を防止し、
とくに吸気負圧が急激に増加した時、EGR量の
急増を防いでエンジンの出力を保証する。

一方、高地での運転では、大気圧検出装置３９
によつて、バイパス通路３７の開閉弁３８が開か
れるため、バイパス通路３７のオリフイス４０と
負圧伝達遅延装置３６のオリフイス３６ａとが、
吸気負圧の伝達に関与し、したがつて、EGR制
御装置３０を早期に開作動して、EGR通路３３
によるEGRを開始してEGR量を十分に確保でき、
高地での吸気負圧低下によるEGR量の不足を解
消して、エンジンの出力を保証しつつNO_Xの排
出を抑制することができる。

以上、各実施例について説明したことから明ら
かなように、本発明はダイヤフラム式制御装置の
負圧室と吸気通路とを連通する負圧通路に、小孔
と、スロツトル弁が開作動した時負圧室への圧力
の導入を規制するとともにスロツトル弁が閉作動
した時負圧室への圧力の導入を許容するチエツク
弁とから成り、スロツトル弁が開作動した時上記
負圧室への負圧の伝達を遅延させる負圧伝達遅延
装置を介設するとともに、大気圧を検出する大気
圧検出装置を設け、上記負圧伝達遅延装置の負圧
伝達遅延特性を上記大気圧検出装置により検出さ
れた大気圧の変化に応じて変更する負圧遅延特性
変更装置を設けたことを特徴とするエンジンの負
圧伝達遅延装置を提供するものである。

本発明によれば、ダイヤフラム式制御装置に対
する吸気負圧の伝達を、大気圧の変化に応じて最
適に遅延制御することができ、とくに高地におけ
るエンジンの運転性および排気ガス中の有害成分
の浄化を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図および第３図は、各々、本発明
に係るエンジンの負圧伝達遅延装置の適用例を示
す全体説明図である。 ７，２１，３０…ダイヤフラム式制御装置、
９，２３，３５…負圧通路、１０，２４，３６…
負圧伝達遅延装置、１１，２５，３７…バイパス
通路、１２，２６，３８…開閉弁、１３，２７，
３９…大気圧検出装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ダイヤフラム式制御装置の負圧室と吸気通路
   とを連通する負圧通路に、小孔と、スロツトル弁
   が開作動した時負圧室への圧力の導入を規制する
   とともにスロツトル弁が閉作動した時負圧室への
   圧力の導入を許容するチエツク弁とから成り、ス
   ロツトル弁が開作動した時上記負圧室への負圧の
   伝達を遅延させる負圧伝達遅延装置を介設すると
   ともに、大気圧を検出する大気圧検出装置を設
   け、上記負圧伝達遅延装置の負圧伝達遅延特性を
   上記大気圧検出装置により検出された大気圧の変
   化に応じて変更する負圧遅延特性変更装置を設け
   たことを特徴とするエンジンの負圧伝達遅延装
   置。