JPS5854256B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は気化器を有する内燃機関の排気ガスを浄化す
るために、気化器において設定された空燃比を機関の運
転条件によって所望のリーンの値に設定する装置に関す
るものである。

従来より排出ガス浄化のために設定空燃比を機関の運転
条件例えば市街地走行、郊外走行によって変える手段と
してメインエアブリード方式（大気を大気導入弁を経て
気化器のメインノズルに導入する方式）、エアバイパス
方式（大気を大気導入弁を経て気化器のスロットルボア
壁に設けたバイパスエア導入口に導入する方式）あるい
は多段パワ一方式並列パワ一方式等があった。

然しこれらの方式には設定空燃比の自由度、設定できる
空燃比の特性及び信頼性などに問題があり、特にメイン
エアブリード方式は吸気管負圧が大きい時は空燃比をリ
ーンにする効果が少なく、逆にエアバイパス方式は吸気
管負圧が小さい時に空燃比をリーンにする効果が少いた
め、これら両方式とも使用される負圧域の全般に亘って
適正な補償ができないという欠点があった。

この発明の主な目的はメインエアブリード方式とエアバ
イパス方式の前述の相反する特性を利用し両者の有する
空燃比をリーンにする効果をバランスさせることにより
内燃機関の所望の運転領域において、エンジンスピード
、空気管負圧の如何にかかわらず気化器の設定ベースの
空燃比よりもリーンな空燃比を有する混合気を供給する
ことのできる内燃機関の空燃比制御装置を提供すること
である。

次にこの発明を実施例を示す図面により説明する。

第１実施例を示す第１図において、１は気化器、２はス
ロットルバルブ、３はベンチュリ、４はメインノズル、
５はメインジェット、６はフロート室を示す。

１は大気導入弁でこの大気導入弁７はケーシング７ａ内
に設けた２ケのダイヤフラム７ｂ 、７ｃにより中央部
の大気圧室７ｄとその両側に位置する負圧室７ｅ、？ｆ
とに区画されている。

負圧室７ｅ、７ｆにはそれぞれスプリング７ｇ 、７ｈ
が内蔵されている。

大気圧室７ｄ内（ζはダイヤフラム７ｂ 、７ｃに対向
する開口を持つ空気排出管７１が設けられ、その管壁に
は２個の空気排出ロアｊ 、７ｋが対向して設けられて
いる。

空気排出管７１内には空気排出ロアｊ、７ｋに対向する
隔壁７１が設けられている。

空気排出管７１の各端部とダイヤフラム７ｂ、７ｃとの
間には隙間Ｓ１．Ｓ２が設けられており、この隙間Ｓ１
゜Ｓ２はダイヤフラム７ｂ、７ｃによりオン、オフ式に
開閉される。

負圧室７ｅは負圧通路８により気化器１のベンチュリ３
の負圧口９と連通し、負圧室７ｆは負圧通路１０により
スロットルバルブ２下流の吸気管負圧口１１に連通する
。

空気排出管７１の空気排出ロアにはエアブリード用通路
１２により気化器１のメインノズル４に連通され、エア
ブリード用通路１２にはメタリングオリフィス１２ａが
設けられている。

又空気排出ロアｊは、エアバイパス用通路１３によりス
ロットルバルブ２上流のスロットルボア壁に設けたバイ
パスエア導入口１４に連通され、このバイパスエア導入
口１４にメタリングオリフィス１５が設けられている。

又大気圧室７ｄは大気通路１６によりベンチュリ３上流
のエアホーン部の壁に設けた大気吸入口１７と連通して
いる。

上記の構成において、エンジンスピードが一定でかつス
ロットルバルブ２の開度が小さい場合即ち吸気管負圧口
１１の負圧が大気導入弁７のダイヤフラム７ｃとスプリ
ング７ｈによって設定された値より大きい場合は、大気
導入弁７のダイヤフラムγＣはスプリング７ｈのばね力
に抗して引き下げられ、又負圧通路８の負圧は低い状態
にあるのでダイヤフラムγｂはスプリング７ｇのばね力
により押し下げられる。

その結果空気排出管７１の下端（第１図において）とダ
イヤフラム７ｃとの間に隙間Ｓ２が形成され、空気排出
管７１の上端はダイヤフラム７ｂにより閉鎖される。

又エンジンスピードを一定にしておいてスロットルバル
ブ２を遂次間いて行ってベンチュリ部３を流れる空気流
により負圧口９に大気導入弁７のダイヤフラム７ｂとス
プリング７ｇによって設定された値よりも高い負圧が発
生すると大気導入弁７のダイヤフラム７ｂは上方に引き
上げられてダイヤフラム７ｂと空気排出管７１の上端と
の間にも隙間Ｓ。

が形成される。

スロットルバルブ２の開度がさらｌこ増して吸気管負圧
口１１の負圧がダイヤフラム７ｃとスプリング７ｈとに
よって設定された値よりも小さくなると、大気導入弁７
のダイヤフラム７ｃはスプリング７ｈにより押し上げら
れ、ダイヤフラム７ｃと空気排出管７１との隙間Ｓ２が
閉じられる。

従って吸気管負圧が設定値よりも小さい場合でかつベン
チュリ部３の負圧も設定値よりも小さい場合以外は大気
導入弁７の隙間Ｓ１或はＳ２の少くとも一方が形成され
ているので、大気圧室７ｄに導入された大気はエアブリ
ード用通路１２を経てメインノズル４から吐出され空燃
比をリーンにする。

さらにバイパスエア導入口１４がスロットルバルブ２の
縁端の下流側Ｉこ位置するようなスロットル開度では大
気はエアバイパス用通路１３を経てバイパスエア導入口
１４から吸入されて空燃比をもつとリーンする。

次に第２図から第４図を実走行に即して説明する。

第２図は車両が高速で、すなわち絞り弁開度が比較的大
きくて緩かな降板走行している場合の吸気管負圧と空燃
比との関係を示し、Ａ線はエアバイパスによる空燃比の
特性を示し、絞り弁開度が除々に小さくなるにつれて空
燃比のリーン化効果は大きくなる。

Ｍ線はエアブリードによる空燃比の特性を示し、絞り弁
開度が除々に小さくなるにつれて空燃比のリーン化効果
は小さくなる。

Ｂ線は気化器設定ベース空燃比を示し、Ｒ線はＡ線とＭ
線の合計を示す。

第２図でＲ線はＢ線に平行になっているがメタリングオ
リフィス１２ａ或は１５の設定等によりＲ線をＢ線に対
して所望の角度で傾斜させることができる。

すなわちエアブリードによる空燃比特性とエアバイパス
による空燃比特性との合成空燃比特性を吸気管負圧の変
動に対して所望の値に設定することができる。

又登板走行の場合はエアバイパスによる空燃比のリーン
化効果とエアブリードによる空燃比のリーン化効果は上
記と逆になるが矢張りＲ線の特性が得られる。

次に第３図は軽負荷状態で緩かな加速を行っている場合
のエンジンスピードと空燃比との関係を示し、エンジン
スピードの小さい間はエンジンスピードの増加に伴ない
バイパスエア導入孔１４に対するスロットルバルブ２の
かぶり量が増大するのでエアバイパスによる空燃比のリ
ーン化効果は除々に大きくなるがあるエンジンスピード
以上ではエアバイパス導入量に比して吸入混合気の割合
が増すので空燃比リーン化効果は小さくなる。

（第３図Ａ線）一方エアブリードによる空燃比リーン化
効果はエンジンスピードが小さくてメイン系燃料の吐出
量が小さい間は小さくエンジンスピードが増してメイン
系燃料の吐出量が大きくなるにつれ増大する。

（第３図のＭ線）そしてエアブリードとエアバイパスに
おける空燃比特性の合計は第３図のＲ線に示すように気
化器設定空燃比（Ｂ線）より常にほぼ一定の割合でリー
ンにすることができる。

次に第４図は車両が高負荷状態から緩かな加速ヲ行った
時のエンジンスピードと空燃比との関係を示し、エアバ
イパスの空燃比リーン化効果は第４図ＡＭのようにエン
ジンスピードの増加に伴ない直線的に小さくなり、一方
エアブリードの空燃比リーン化効果はＭ線のようにエン
ジンスピードの増加に伴ない直線的に大きくなる。

そして両方の空燃比リーン化効果の合計はＲ線のように
気化器設定空燃比（Ｂ線）にほぼ平行でかつよりリーン
な状態になる。

この場合も第２図の場合と同じようにメタリングオリフ
ィス１２ａあるいは１５の大きさを適度に設定すること
によりエアブリード及びエアバイパスによる合成空燃比
％ｔｔ（Ｒ線の形状及び傾斜）を所望の状態に設定する
ことができる。

上記の実施例で横軸にエンジンスピード、縦軸にエンジ
ンの軸トルクを取ると設定される空燃比領域は第５図の
ようになる。

図中イ曲線は最大負荷時の、口曲線はロード負荷時の、
ハ曲線は設定吸気管負圧時の、二曲線は設定ベンチュリ
負圧時のエンジン＋１１Ｅをそれぞれ示す。

又図中ノ＼、二曲線で囲まれるホの区域は大気導入弁７
の両ダイヤフラム７ｂ 、７ｃがともに空気排出管１１
の管端を開いている場合に該当する。

第６図はこの発明の第２実施例で第１図の吸気管負圧と
ベンチュリ負圧とにより作動するダイヤフラム式の大気
導入弁７の代りに車速、エンジンスピード、エンジン負
荷、トランスミッションスイッチ、水温、油温等でスイ
ッチの切換えにより作動する電磁式の大気導入弁３０を
示す。

向弁３０は筒状のプランジャ室３０ａとこのプランジャ
室３０ａの下部に位置してこれと整合して接続しかつプ
ランジャ室３０ａより広幅で筒状の大気圧室３０ｂとを
有する。

プランジャ室３０ａ内にはプランジャ室の壁に摺動可能
のプランジャ３０ｃとこれを下方に押す押はね３０ｄが
収納されている。

プランジャ３０Ｇの下端には弁子３０ｅが取りつけられ
ていて大気圧室３０ｂ内で上、下動する。

大気圧室３０ｂの底面３０１には弁子３０ｅに対向する
開口を有する空気排出管３０ｆが設けられており、その
中央部に隔壁３０ｇが設けられ、この隔壁３０ｇにより
空気排出管３０ｆ内に２個の空気排出口３０ｈ、３０ｉ
が形成される。

空気排出管３０ｆの上端と弁子３０ｅとの間に隙間Ｓが
ある。

この隙間Ｓは弁子３０ｅによりオンオフ式に開閉される
。

空気排出口３０ｉはバイパスエア用通路３１によりバイ
パスエア導入口１４に連通し、空気排出口３０ｈはエア
ブリード用通路３２により気化器１のメインノズル４に
連通ずる。

３２ａはエアブリード用通路に設けたメタリングオリフ
ィスである。

大気圧室３０ｂは大気通路３３により大気吸入口１７に
連通されている。

３４は励磁コイル ３５は切換スイッチである。

この大気導入弁３０は前述のように車速、エンジンスピ
ード等が所定値に達した時に切換スイッチ３５により切
換えが行なわれる。

すなわち例えば車速による切換えの場合について言うと
車速が所定値以下の時は励磁コイルは励磁されないので
プランジャ３０Ｃは押しばね３０ｄにより押し下げられ
て、隙間Ｓを閉すので大気吸入口１７からの空気はバイ
パスエア通路３１及びエアブリード用通路３２には流れ
ない。

車速か所定値に達すると切換スイッチ３５は自動又は手
動により切換えられるのでプランジャ３０ｃは励磁によ
り上動し、気化器１に吸入された空気の一部はバイパス
エア用通路３１及びブリードエア用通路から気化器１に
入り空燃比はリーンとなる。

上述のようにこの発明は大気を吸入するための大気圧室
とこの大気圧室に吸入した大気を排出するための２個の
空気排出口を有し、かつこれら空気排出口を気化器付き
内燃機関の運転条件により同時に開閉する機能を有する
大気導入弁を内燃機関に取りつけ、大気圧室を例えば気
化器のエアホーン壁又はエアクリーナ内のクリーンサイ
ド等に設けた大気吸入口を介して大気に連通し、一方の
空気排出口を気化器のメインノズルに連通し、他方の空
気排出口を気化器のアイドル位置にあるスロットルバル
ブ直上位置でスロットルボア壁に設けたバイパス口に連
通したものであり、エアブリードとエアバイパスの相異
なる空燃比リーン化効果を組み合わせることにより所望
の運転領域（こおいてエンジンスピード、吸気管負圧の
如何にかかねらず気化器設定ベース空燃比よりもリーン
な所望の特性を有する混合気が得られる効果を有する。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例の説明図である。 第２図は車両が高速ですなわち絞り弁開度が比較的大き
くて緩かな降板走行している場合のこの発明装置による
吸気管負圧と空燃比との関係を示した図、第３図は軽負
荷状態で緩かな加速を行っている場合のこの発明装置に
よるエンジンスピードと空燃比との関係を示す図、第４
図は車両が高負荷状態から緩かな加速を行った時のこの
発明装置によるエンジンスピードと空燃比との関係を示
す図、第５図はこの発明装置によるエンジンスピードと
軸トルク及び空燃比との関係を示す図である。 第６図はこの発明の他の実施例の説明図である。 １・・・・・・気化器、４・・・・・・メインノズル、
７，３０・・・・・・大気導入弁、７ｄ 、３０ｂ・・
・・・・大気圧室、７ｊ、７に、３０ｂ、３０ｉ・・・
・・・空気排出口、１２．３２・・・・・・エアブリー
ド用通路、１３，３１・・・・・・エアバイパス用通路
、１４・・・・・・バイパスエア導入孔、１７・・・・
・・大気吸入口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 気化器を有する内燃機関に、大気を吸入するための
   大気圧室とこの大気圧室に吸入した空気を排出するため
   の２個の空気排出口とを有し、かつこれら空気排出口を
   内燃機関の運転条件により同時に開閉する機能を有する
   大気導入弁を取りつけ、この大気導入弁の前記空気排出
   口の一方を気化器のメインノズルに連通させ、空気排出
   口の他方を気化器のアイドル位置にあるスロットルバル
   ブ直上のスロットルボア壁に設けたバイパスエア導入口
   に連通させたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装
   置。