JPS5840021B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関する。

１次側気化器と２次側気化器（こより構成されるコンパ
ウンド型気化器では２次側気化器の２次側スロットル弁
は通常１次側気化器の１次側スロットル弁が所定開度に
達するまで機械的１こ閉弁状態に保持され、１次側スロ
ットル弁が所定開度以上（こなると吸入空気量（こ応じ
て開弁するように構成されている。

上記所定開度は通常１次側スロットル弁全閉時の開度を
０度とすると４０度から５０度の範囲（こ設定されてい
る。

一方、この種のコンパウンド型気化器の１次側気化器は
通常高出力を確保するため（こ高負荷運転時（こ１次側
メインノズルから噴出する燃料を増量するためのパワー
バルブを備えている。

このパワーバルブの負圧作動室は従来より吸気マニホル
ド内］こ常時連結され、吸気マニホルド内の負圧が所定
負圧、例えば−１２０ｉｍＨｇよりも小さくなったとき
（こパワーバルブが作動してメイン燃料供給通路面積が
増大され、それによって１次側メインノズルから噴出す
る燃料を増量するようにしている。

上述のように従来のコンパウンド型気化器では２次側ス
ロットル弁は１次側スロットル弁が所定開度以上Ｅこな
ると吸入空気量（こ応じて開弁するよう１こ構成されて
いるが機関回転数が比較的高い場合Ｅこは１次側スロッ
トル弁が所定開度（こ達したときの吸気マニホルド内の
負圧がパワーバルブを作動させる所定負圧、例えば−１
２０ｍｍＨｇよりもかなり大きく、従がって機関回転数
が比較的高い場合（こは２次側スロットル弁が開弁じた
後にパワーバルブが作動されて１次側メインノズルから
の燃料が増量されること（こなる。

次（こ第２図から第４図を参照して従来のコンパウンド
型気化器を具えた内燃機関の出力トルクの変動１こつぃ
て説明する。

第２図において縦軸Ｔはトルクを示し、横軸Ｎは機関回
転数ｒ、ｐ、ｍを示す。

なお曲線Ａは全負荷運転、曲線Ｂはいわゆるセコタッチ
開度（２次側スロットル弁が開弁可能となる１次側スロ
ットル弁開度）、破線Ｃはパワーバルブの作動開始負荷
を示している。

即ち、第２図１こおいて曲線Ｂの左側領域１こおいて２
次側スロットル弁は全閉状態（こ保時され、一方向線Ｂ
の右側領域（こおいて２次側スロットル弁は開弁可能と
なる。

また、第２図（こおいて破線Ｃの下方ではパワーバルブ
は作動されず、一方破線Ｃの上方でパワーバルブが開弁
する。

アクセルペダルが踏込まれると例えば第２図において矢
印ＤＩこ示すよう］こトルクＴ並びに機関回転数Ｎが変
化し、従がって第２図から機関回転数が比較的高い場合
（こは２次側スロットル弁が開弁じた後］こパワーバル
ブが作動することがわかる。

第３図はトルクと空燃比の関係を示す。

なお、第３図（こおいて縦軸Ｔはトルクを示し、横軸Ａ
／Ｆは空燃比を示す。

１次側スロットル弁開度が小さく、従がって２次側スロ
ットル弁が閉鎖しているときの空燃比が例えば点Ｅで示
されるようｆこ１３５程度であるとすると、２次側スロ
ットル弁が開弁した直後（こは２次側燃料系からの燃料
の出遅れ等【こより１時的（こ空燃比が１．５程度を大
きくなるために２次側スロットル弁が開弁した直後ｆこ
は点Ｆで示されるように空燃比が１時的に１５程度とな
る。

次いでアクセルペダルが更に踏み込まれると２次側燃料
系から燃料が供給され、次いでパワーバルブが作動する
ために点Ｇで示されるように空燃比は１２程変になる。

従がってアクセルペダルが踏み込まれた際には第３図に
おいてトルクの変動中が、（Ｔで示されるよう（こ極め
て大きくなり、斯くして縦軸Ｔ（こトルク、横軸ｔに時
間をとった第４図（こおいて破線で示すよう（こトルク
が大巾に変動するために円滑な加速を得ろことができな
いという問題がある。

また、機関排気系（こ２次空気を供給して排気ガス中の
未燃ＨＣ，ＣＯの酸化反応を促進し、次いでこの排気ガ
スを酸化触媒コンバータに導ひイテ更（こ酸化反応を促
進することにより排気ガスの浄化を行なうよう１こした
内燃機関では、機関吸気系に濃混合気が供給されそれに
よって機関排気系（こ多量の未燃ＨＣ；ＣＯが排出され
た場合（こは酸化反応熱により排気ガス塩が極めて高く
なるために酸化触媒が劣化するという問題を生ずる。

従がって従来よりこの種の排気ガス浄化装置を具えた内
燃機関が前述のコンパウンド型気化器を採用している場
合Ｅこは通常パワーバルブが開弁すると同時（こ２次空
気の供給を停止して酸化触媒の劣化を防止するようＥこ
している。

しかしながら従来の内燃機関では２次側スロットル弁が
開弁じそれによって濃混合気がシリンダ内に供給されて
いてもパワーバルブが開弁するまでは２次空気が供給さ
れ続けるので触媒が過熱し、斯くして触媒が劣化すると
いう問題がある。

本発明はアクセルペダルを踏み込んだ際にトルクが変動
することがなく円滑な加速を得ることのできる内燃機関
を提供すること（こある。

更に、本発明の別の目的は排気ガス浄化用触媒が過熱す
ることのない内燃機関を提供することにある。

以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図を参照すると、１は機関本体、２は吸気マニホル
ド、３は１次側気化器Ａと２次側気化器Ｂとを具えたコ
ンパウンド型気化器、４は１次側ベンチュリ、５は１次
側メインノズル、６は１次側スロットル弁、７は１次側
スロー燃料ポート、８は２次側ベンチュリ、９は２次側
メインノズル、１０は２次側スロットル弁、１１は２次
側スロー燃料ポート、１２は気化器フロート室を夫夫示
ス。

２次側スロットル弁１０のスロットル軸（こはアーム１
３が固定され、このアーム１３の先端部は負圧ダイヤフ
ラム装置１４の制御ロッド１５に連結される。

負圧ダイヤフラム装置１４はダイヤフラム１６により隔
成された負圧室１７と大気圧室１８とを有し、負圧室１
７内にダイヤフラム押圧用圧縮ばね１９が挿入される。

また、この負圧室１７は負圧導管２０を介して１次側ベ
ンチュリ４に開口する負圧ポート２１並び］こ２次側ベ
ンチュリ８（こ開口する負圧ポート２２に連結されろ。

なお、図には示さないが１次側スロットル弁６がその全
閉時を０ＩＪｊとして４０度から５０度のスロットル弁
開度１こ達するまで２次側スロットル弁１０を機械的に
全閉状態に保持する機構を備えており、１次側スロット
ル弁６が４０度から５０度のスロットル弁開度以上に開
弁すると２次側スロットル弁１０の保持作用が解除され
る。

一方、負圧ポート２１には吸入空気量の増大（こ応じて
大きくなる負圧が加わっており、この負圧が負圧室１７
内に伝達される。

従がって２次側スロットル弁１０の保持作用が解除され
た後吸入空気量が所定量以上（こなり、・即ち負圧室１
７内の負圧が所定負圧以上（こなるとダイヤフラム１６
は右方に移動し、それＥこよって２次側スロットル弁１
０が開弁することになる。

一方、第１図に示すように１次側気化器Ａはパワーバル
ブ２３を備えており、このパワーバルブ２３は可動ピス
トン２４と、負圧作動室２５と、ピストン抑圧用圧縮ば
ね２６とを具備しており、この可動ピストン２４（こ燃
料ポート２７の開閉制御をする開閉弁２８が連結される
。

また、第１図に示すように機関本体１は機関排気系に２
次空気を供給するための２次空気供給制御弁２９を具え
ており、この２次空気供給制御弁２９は負圧ダイヤフラ
ム装置３０と、エアフィルタ３１と、リード弁３２と、
機関排気系（こ連結された２次空気供給導管３３とを具
備する。

負圧ダイヤフラム装置３０はダイヤフラム３４（こより
隔成された負圧室３５と大気圧室３６とを有し、この負
圧室３５内（こダイヤフラム押圧用圧縮ばね３７が挿入
される。

なお、ダイヤフラム３４には弁ポート３８の開閉制御を
する開閉弁３９が固定される。

一方、第１図に示すよう（こ１次側気化器Ａの内壁面上
］こは負圧ポート４０が設けられ、この負圧ポート４０
は１次側スロットル弁６が３５度から４５度のスロット
ル弁開度より小さなとき（こは１次側スロットル弁６の
下流（こ開口し１次側スロットル弁６が３５度から４５
度のスロットル弁開度以上（こなったとき（こ１次側ス
ロットル弁６の上流１こ開口するよう（こ配置されろ。

即ち、１次側スロントル弁６が２次側スロットル弁１０
の保持作用を解除するスロットル開度４０度から５０度
より５度程度小さなスロットル開度３５度から４５度Ｅ
こ達したとき（こ負圧ポート４０が１次側スロットル弁
６の上流］こ開口する。

この負圧ポート４０は第１図（こ示すよう（こ負圧導管
４１を介してパワーバルブ２３の負圧作動室２５並び（
こ負圧ダイヤフラム装置３０の負圧室３５（こ連結され
ろ。

従がって第１図に示すよう（こ１次側スロットル弁６の
開度が小さなとき（こは負圧ポート４０には大きな負圧
が作用している。

このときパワーバルブ２３の可動ピストン２４は圧縮ば
ね２６に抗して上昇しているので開閉弁２８は弁ポート
２７を閉鎖し、斯くして燃料の増量作用は行なわれてい
ない。

方、負圧ダイヤフラム装置３０のダイヤフラム３４は左
方に移動しているので開閉弁３９は弁ポート３８を開口
しており、従がってこのとき排気脈動により機関排気系
内（こ発生する負圧によって２次空気がエアフィルタ３
１、リード弁３２並び【こ２次空気供給導管３３を介し
て機関排気系に供給されろ。

なお、このとき前述したように２次側スロットル弁１０
は閉鎖状態に保持されているので吸入空気は１次側気化
器Ａのみを介して吸気マニホルド２内ｆこ供給される。

次いで１次側スロットル弁６がスロットル開度３５度か
ら４５度（こ達すると負圧ポート４０は１次側スロット
ル弁６の上流に開口するために負圧ポート４０にはほぼ
大気圧が加わること（こなる。

従がってパワーバルブ２３の可動ピストン２４は圧縮ば
ね２６のばね力］こより下降するため］こ燃料ポート２
７が開口せしめられ、その結果１次側メインノズル５か
ら供給される燃料が増量される。

一方、負圧ダイヤフラム装置２９の負圧ダイヤフラム３
４も圧縮ばね３７のばね方により右方１こ移動するので
開閉弁３９が弁ポー１へ３８を閉鎖し、斯くしてパワー
バルブ２３ｆこよろ燃料の増量作用が行なわれるや否や
２次空気の供給が停止せしめられる。

このとき２次側スロットル弁１０は依然として閉鎖状態
（こ保持されている。

次いで１次側スロットル弁６の開度が４０度から５０度
以上をこなると２次側スロットル弁１０が開弁せしめら
れること（こなる。

斯くシて第２図（こおいてパワーバルブ２３の燃料増量
開始時期並び（こ２次空気の供給停止時期は曲線にで示
され、従がって矢印りで示されるよう【こ１次側スロッ
トル弁６が開弁せしめられるとパワーバルブ２３による
燃料の増量作用が行なわれかつ２次空気の供給が停止さ
れた後（こ２次側スロットル弁１０が開閉可能な状態と
なる。

従がって第３図において１次側スロットル弁６の開度が
小さなときの空燃比が点Ｅで示されるようＥこ１３．５
程度であるとすると、１次側スロットル弁６の開度が３
５度から４５度ｆこ達してパワーバルブ２３の作動によ
り燃料が増量せしめられると点Ｇで示されるよう（こ空
燃比は１２程度となり、次いで２次側スロットル弁１０
が開弁するとその開弁直後には前述したようＥこ空燃比
が１．５程度大きくなるため（こ１時的に点Ｅで示され
る１３．５程度の空燃比となり、次いで２次側メインノ
ズル９から燃料が噴出すると空燃比は再び点Ｇで示され
る１２程度となる。

従がってアクセルペダルが踏み込まれた際のトルク変動
は第３図においてＪＷで示す程度となり、斯くして第４
図の実線で示すようＥこトルク変動が従来（こ比べては
るかに小さくなる。

また、パワーバルブエアが作動して燃料が増量され、濃
混合気がシリンダ内に供給されるや否や２次空気の供給
が停止せしめられるので触媒が過熱するのを完全に阻止
することができる。

以上述べたように本発明によればアクセルペダルを踏み
込んだ際のトルク変動を極めて小さくすることができる
ので滑らかな加速を行なうことができ、しかも濃混合気
がシリンダ内に供給されるや否や２次空気の供給が停止
せしめられるので触媒の過熱を防止でき、それ（こよっ
て触媒の劣化を阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による空燃比制御装置の側面断面図、第
２図はトルクと機関回転数の関係を示すグラフ、第３図
はトルクと空燃比の関係を示すグラフ、第４図はトルク
の時間的変化を示すグラフである。 ６・・・・・・１次側スロットル弁、１０・・・・・・
２次側スロットル弁、１４．３０・・・・・・負圧ダイ
ヤフラム装置、１７．３５・・・・・・負圧室、２３・
・・・・・パワーバルブ、２５・・・・・・負圧作動室
、２９・・・・・・２次空気供給制御装置、３２・・・
・・・リード弁、４０・・・・・・負圧ポート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パワーバルブを具えた１次側気化器とこれに併設さ
   れた２次側気化器（こより構成される気化器を具備し、
   該１次側気化器の１次側スロットル弁が所定開度以上（
   こなったときに上記２次側気化器の２次側スロットル弁
   が開弁可能な状態（こなるよう（こした内燃機関におい
   て、上記１次側スロットル弁の開度が小さなとき（こは
   該１次側スロットル弁の下流］こ開口し１次側スロット
   ル弁開度が上記所定開度よりわずか１こ小さな開度以上
   Ｅこなったときに１次側スロットル弁の上流（こ開口す
   る負圧ポートを１次側気化器内壁面上に設けると共１こ
   該負圧ポートを上記パワーバルブの負圧作動室に連結し
   、それ］こよって機関の運転状態に拘らずパワーバルブ
   が開弁じた後１こ２次側スロットル弁が開弁するようを
   こした内燃機関の空燃比制御装置。 ２ パワーバルブを具えた１次側気化器とこれ（こ併設
   された２次側気化器］こより構成される気化器を具備す
   ると共１こ機関排気系（こ供給されろ２次空気量を制御
   する負圧応動型２次空気供給制御弁を具備し、該１次側
   気化器の１次側スロットル弁が所定開度以上になったと
   きＥこ上記２次側気化器の２次側スロットル弁が開弁可
   能な状態になるようＥこすると共に上記２次空気供給制
   御弁（こ加えられる制御負圧が所定負圧より小さくなっ
   たとき（こ該制御弁が閉弁じて２次空気の供給を停止す
   るよう］こした内燃機関において、上記１次側スロット
   ル弁の開要が小さなときは該１次側スロットル弁の下流
   （こ開口し１次側スロットル弁開度が上記所定開度より
   わずか（こ小さな開度以上になったときに１次側スロッ
   トル弁の上流に開口する負圧ポートを１次側気化器内壁
   面上（こ設けると共に該負圧ポートを上記パワーバルブ
   の負圧作動室と上記負圧応動型２次空気供給制御弁の制
   御負圧室と１こ連結し、それ（こよって機関の運転状態
   １こ拘らずパワーバルブが開弁しかつ２次空気供給制御
   弁が閉弁じた後に２次側スロットル弁が開弁するように
   した内燃機関の空燃比制御装置。