JPS581263B2 - キカキ ノ クウネンヒホセイソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の気化器のうち、機関に供給する混合
気の空燃比を、空燃比に代りうる排気ガス濃度を検出し
この検出信号によって補正せしめる空燃比補正装置に関
するものである。

一般に気化器はあらゆる運転域において目標空燃比にな
るよう設計製作され調整されているが、大気温度、大気
圧力等の変化による空燃比の変動あるいは気化器自身に
よる偶発的な空燃比の変動等により目標空燃比から機関
に供給する混合気の空燃比がはずれると、排気ガスの組
成に影響を与えとぐに排気ガス浄化触媒を用いた場合に
はこの触媒の浄化率が低下するばかりでなく、触媒自身
が劣化するという問題を惹き起す。

この対策として、気化器の燃料通路或はエアブリードと
連通ずる空気通路に流量調整町能な電磁ソレノイド或は
サーボモータ駆動の制御弁を設けるとともに、排気系に
設けた排ガス濃度センサからの出力に応じた電磁ソレノ
イド或はサーボモータ駆動によって常に混合気を目標と
する空燃比に保つように前記匍瓶弁を制御してはいるが
、制御弁による流量調整量が微量なうえ、制御弁を取付
けた気化器自体が内燃機関とともに犬き〈振動しかつ車
両走行にともなって衝撃的荷重を受けることもあって、
制御弁の流量調整値が変動し易く、その結果、空燃比補
正装置が取付けられている割には空燃比が安定しない他
、構造が複雑で耐久性に問題があると云う欠点があった
。

本発明の目的は構造簡単にして高精度にしかも外部から
の機械的振動に対しても安定した状態で混合気の空燃比
を補正することができる気化器の空燃比補正装置を提供
することによって前記従来の欠点を除去することにある
。

以下、本発明を図に示す実施例について説明する。

１は気化器本体、２は吸気マニホールド、３は内燃機関
本体、４は排気管、６は環元触媒、７は酸化触媒である
。

８は排気管４に設けた排気ガスセンサーで排気ガス組成
により空燃比を検出する。

５は気化器本体１内に設けた主燃料通路でペンテユリ一
部より燃料を噴出するメインノズルに通じている。

９は主燃料通路５の途中に開口部を有する補助燃料通路
、１０はこの補助燃料通路９のフロート室に開口する開
口部の燃料流路面積を町変する制御弁、１１はパルスモ
ータ１３の軸にとりつけたカム、１２はカム１１と制御
弁１０とを連結するリンクでこの詳細を第８図に示す。

１４は排気ガスセンサー８からの信号によりパルスモー
タ１３の回転を制御する制御回路である。

排気ガスセンサー８は第２図に示すように、電極１５、
二酸化ジコニウム主体の金属酸化物１６、この金属酸化
物１６表面にコーティングされたニッケル１８ａ１もう
一方の電極となる外ケース１７よりなり、このセンサー
８の起電圧Ｖは、排気ガス中の酸素分圧をＰ１、大気中
の酸素分圧をＰｏとするとＶ∝ｌｏｇＰ０／Ｐ１なる関
係で与えられる。

これを第３図に示す。

また排気ガスセンサー８は第４図に示すものでもよく、
これは第２図に示す金属酸化物１６の表面に白金１８ｂ
をコーティングしたもので、特性は第５図に示すように
空燃比が１５付近で起電圧に急激な変化を生じるもので
ある。

さらに排気ガスセンサー８としてＣｏあるいはＣｏ２濃
度を検出するセンサーを用いることも可能である。

次に、排気ガスセンサー８として第４図および第５図に
示す特性のものを用いた場合の制御弁１０駆動用パルス
モータ１３の電気制御回路１４は第６図に示す電気回路
構成となる。

２５はセンサー８の信号電圧を増幅する電流増幅器、２
６は増幅器２５からの信号電圧と設定電圧とを比較する
比較器，２７．２８はアンド回路、２９は駆動回路部、
３０はバッテリー，３１はパルス発振器、３２は不定回
路であり、Ｒ１，Ｒ２ ，Ｒａは抵抗Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３
はコンデンサーである。

次に、上記構成の作動を説明する。

気化器本体１から機関に供給される混合気の空燃比が小
さく、例えば第５図に示すＸＬという空燃比であれば排
気ガスセンサー８はＶＬなる起電圧を生ずるとともに増
幅器２５を介して比較器２６に入力され、抵抗Ｒ２，，
Ｒ３で分割される設定電圧と比較される。

設定電圧は第５図に示すように排気ガスセンサー８の最
高起電圧値ＶＬと最小起電圧値ＶＵの中間値をとるよう
に決めてあり、空燃比が小さく排気ガスセンサー８の起
電圧がＶＬである場合には、この比較器２６の出力は“
１”レベルとなり、アンド回路２８は閉じアンド回路２
７が開かれて、パルス発振器３１からのパルスが駆動回
路部２９に送られパルスモータ１３を第１図中において
制御弁１０が下方に変位する方向に回転せしめて補助燃
料通路９の燃料流路面積を減少させ、空燃比が犬き（な
るようにして、目標空燃比となるよう補正する。

反対に混合気の空燃比が大きい場合は、排気ガスセンサ
ー８の起電圧はＶＵとなり、比較器２６の出力は“０”
レベルとなって、アンド回路２８のみが開かれ、パルス
モータ１３が前記の場合とは逆の回転をし、制御弁１０
を引き上げ補助燃料量を増量して空燃比が小さくなるよ
うに作用させ、同じく目標空燃比となるよう補正する。

このパルスモータ１３駆動による空燃比補正状態におい
て、内燃機関および走行車両からの衝撃的荷重を含む振
動が匍脚弁１０に加わっても、パルスモータ１３の制動
トルクが大きいこともあって制御弁１０は補正状態を確
実に保持することがテキるうえ、パルスモータ１３によ
る制御弁１０駆動制御の応答性が極めて高いことから、
混合気の空燃比を排気ガスセンサー８からの出力変化に
対応して変動の少ない安定した状態で目標値に保持する
ことができる効果がある。

次に、排気ガスセンサー８として第２図および第３図に
示す特性のものを用いた場合の制御弁１０、駆動用パル
スモータ１３の電気制御回路１４は第７図に示す構成と
なり、前記第６図の制御回路に比べ、比較器３３および
その設定電圧を決める抵抗Ｒ４，Ｒ５を付け加えたもの
である。

作動を説明すると、まず抵抗Ｒ２，Ｒ３および抵抗Ｒ４
，Ｒ５により設定空燃比ＸＬ〜ＸＵに対応した設定電圧
ＶＬおよびＶＵを定める。

混合気の空燃比がＸＬよりも低い場合は、排気ガスセン
サー８は空燃比に対応したＶＬより大きい起電圧を生じ
、比較器２６，３３はともに“０”レベルとなり、アン
ド回路２Ｔのみが開かれてパルス発振器３１からのパル
スが駆動回路部２９に送られ、パルスモータ１３を第１
図中において制御弁１０が下方に変位する方向に回転せ
しめて補助燃料通路９の燃料流路面積を減少させ、空燃
比が大きくなるようにして目標空燃比となるよう補正す
る。

混合気の空燃比がＸＬ〜ＸＵ内にある場合は、排気ガス
センサー８の出力もＶＬ〜ＶＵ内にあり、比較器２６は
“１”レベル、比較器３３は“０”レベルとなってアン
ド回路２７．２８はともに閉じられ、パルスモータ１３
は回転しない。

混合気の空燃比が大きくＸＵ以上の場合は排気ガスセン
サー８の出力はＶＵ以下となり、比較器２６．３３はと
もに“１”レベルでアンド回路２８のみが開かれてパル
スモータ１３は前記の場合とは逆の回転をし、制御弁１
０を引き上げ補助燃料量を増量して空燃比が小さくなる
ように作用させ目標空燃比となるよう補正する。

この場合は、空燃比の安定度が特に高い他は、前記第６
図の制御回路による場合とほほ同等の効果を得ることが
できる。

次に上記実施例に使用したパルスモータ１３を駆動する
駆動回路２９を第９図により説明する。

ＡＢ両端子はそれぞれアンド回路２７．２８に接続され
ており、２９ａはシフトレジスタでＫＫＢ本パルスモー
タ社製ＰＳ−ＩＬを使用しておりＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ
３，Ｔｒ４はトランジスタでそれぞれのコレクタ側端子
はパルスモータ１３の各相のコイルＣ１，Ｃ２，Ｃ３，
Ｃ４に接続されている。

Ａ端子にパルスが入力すると第９図ｂに示すごとくシフ
トレジスタ２９ａの出力端子Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４が
順次シフトされ、これにしたがってトランジスタＴｒ１
，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４が導通されコイルＣ１，Ｃ２
，Ｃ３，Ｃ４が同様に２相づつ励磁されてパルスモータ
１３のロータが図中の矢印方向に回転する。

Ｂ端子にパルスが入力するとパルスモータ１３の回転は
この逆となる。

なお、上記した実施例では、パルスモータ１３の回転を
カム１１、リンク１２により制御弁１０に伝達して変位
させる構成であったが、第１０図ａ，ｂ，ｃに示す構成
としてもよい。

第１０図ａではパルスモータ１３の回転により、カム１
９が回転してシート部２０を変位させ、制御弁１０を変
位させるもので、ばね２１は常時シート部２０をカム１
９に当接させる。

同図ｂは、制御弁１０にラックを設けて、パルスモータ
１３の軸に取り付けたピニオン２２の回転によって制御
弁１０が変位するもの、同図Ｃはパルスモータ１３の軸
２３に雄ねじを切り込み、制御弁１０の上部に雌ねじを
切込んでパルスモータ１３の回転により制御弁１０が変
位するものである。

次に、本発明の効果について説明する。

本発明はスロットルバルブの開度に対応して内燃機関に
混合気を供給する気化器に対して、該気化器のペンチュ
リ一部に形成されたメインノズルに燃料を供給するため
の主燃料通路と補助燃料通路とを設け、かつ、パルス・
モータの２相励磁によって往復駆動される二一ドルバル
ブを前記補助燃料通路に挿入するとともに前記二一ドル
バルブの往復動によってｉｆＩ記補助燃料通路をとおっ
て前記メインノズルに供給される燃料流量を加減する制
御弁を設け、昼に、該制御弁のパルスモータを前記内燃
機関の排気系に設けた排気ガスセンサからの出力に応じ
て前記混合気の空燃比を常に目標とする空燃比に保つ方
向に駆動制御する気化器の空燃比補正装置にある。

これによって本発明は次の効果を得ることができる。

即ち、制御弁の駆動にパルスモータを使用してパルスモ
ータ非駆動時における制御弁の安定度を増大させる一方
、実車走行状態においては、頻繁に駆動されるパルスモ
ータの駆動制御を１相励磁とすると、パルスモータがそ
の駆動途上の無励磁状態において外部振動の影響を受け
て誤動作し易く、しかも、ステップ時の減衰振動が多く
、高速応答および静止位置精度が悪くなることから、パ
ルスモータの駆動制御を２相励磁として、パルスモータ
がその駆動時に外部振動の影響を受けて誤動作すること
を確実に防止するとともに、ステップ時の減衰振動を少
なくして、応答性および静止位置精度を上げ、これによ
って実車走行時における空燃比補正装置の動作特性を十
分に安定させるとともに、空燃比補正装置の実車走行時
動作特性を試験機上における計測時動作特性と実質的に
同一にすることができる。

また、制御弁は主燃料通路と並列に形成された状態で気
化器のメインノズルに連通する補助燃料通路の燃料流量
を制御しているため、仮に、この制御弁が故障して補助
燃料通路が閉じたままになつたとしても、自動車は、主
燃料通路をとおって燃料が供給されることによるエンジ
ンの継続作動によって、走行特性が低下したとはいえ、
そのまま運転を続けて車両の安全を確保することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図図示の排気ガスセンサーの断面図、第３図は第２図図
示排気ガスセンサーの出力特性図、第４図は第１図図示
排気ガスセンサーの他の実施例を示す断面図、第５図は
第４図図示排気ガスセンサーの出力特性図、第６図は第
１図図示制御回路の一実施例を示す電気結線図、第７図
は同制御回路の他の実施例を示す電気結線図、第８図は
第１図図示の要部側面図、第９図ａ〜ｃは第６図および
第７図に示す駆動回路部の作動説明図、第１０図ａ〜ｃ
は本発明の他の実施例を示す要部断面図である。 １……気化器本体、３……内燃機関、８……排気ガスセ
ンサー、９……補助燃料通路、１０……制御弁、１３…
…パルスモータ、１４……制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スロソトルバルブの開度に対応して内燃機関に混合
   気そ供給する気化器に対して、該気化器のベンチュリ一
   部に形成されたメインノズルに燃料を供給するための主
   燃料通路と補助燃料通路とを設ケ、かつ、パルスモータ
   の２相励磁によって往復駆動されるニードルバルブを前
   記補助燃料通路に挿入するとともに前記二一ドルバルブ
   の往復動によって前記補助燃料通路をとおって前記メイ
   ンノズルに供給される燃料流量を加減する制御弁を設け
   、さらに、該制御弁のパルスモータを前記内燃機関の排
   気系に設けた排気ガスセンサからの出力に応じて前記混
   合気の空燃比を常に目標とする空燃比に保つ方向に駆動
   制御することを特徴とする気化器の空燃比補正装置。