JPS592790B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車エンジンの吸気系に主用され、所要時に
おいて吸気系に空気を投入する内燃機関の空燃圧制（財
）装置に関するものである。

自動車の走行中に減速運転に移行すると、気化器のスロ
ットル弁の絞り作用により、同スロットル弁より下流側
の吸気負圧が急上昇し、これによって吸気マニホルド内
壁に付着していた未気化燃料が急激に気化し、吸入混合
気が過濃化して、排ガス中の有害なＣＯ，ＨＣ成分が増
大する傾向があシ、このような混合気の過濃化による不
具合発生を防止するためには、上述した未燃焼ガス濃度
の増大期間中に吸気系に空気を投入する方法が有効であ
る。

このための空気投入装置として、既にミクスチャコント
ロールバルブ（以下ＭＣＶと云）が知られているが、本
発明はこのＭＣＶに他の有益な作用即ち高速時における
有害成分ＮＯｘの生成を抑制する作用を兼用させたもの
である。

すなわち、本発明の主目的は機関の減速時および他の特
定の運転状態において吸気系に空気を投入する特に自動
車用内燃機関の空燃比制御装置を提供することにある。

本発明の他の目的は機関の減速時および高速時に吸気系
に空気を投入することにより、減速時におけるＨＣ，Ｃ
Ｏの発生を低減し、また、高速時におけるＮＯｘの発生
を混合気希釈化により低減する特に自動車用内燃機関の
空燃比制御装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は機関の減速時および他の特定
の運転状態をニューマチックに検出することにより、そ
の作動期間あるいは作動遅れの調整が容易でしかも構造
簡単にして安餅な特に自動車用内燃機関の空燃圧制（財
）装置を提供することにある。

上記諸口的は、キャブレタのスロットル弁より上流側の
吸気通路戊いは大気圧空間と同スロットル弁より下流側
の吸気通路とを連通ずる通気路、同通気路を開閉する制
（財）升、同訓倒弁を１駆動する可動壁が内蔵されると
ともに同可動壁の両側に一対の負王室が形成された差圧
応動装置、上記制御弁を閉方向に付勢するスプリング、
上記一対の負王室の一方に直接連通されるとともに他方
の負王室に機能的に並列となるように配置されたオリフ
ィスと逆止弁とを介して連通され、さらに上記スロット
ル弁より下流側の吸気通路に開口された負圧通路、上記
他方の負王室に接続された大気開放通路、同大気開放通
路に介装された開閉弁を内燃機関の運転状態に応じて開
閉作動する弁開（財）装置を有し、内燃機関の急減速時
に上記一方の負王室内の負圧が急激に大きくなることに
よって上記側（財）弁が開動され、さらに高速の運転状
態において上記開閉弁が開放されて上記他方の負王室が
大気開放されることにより上記制何升が開動されるよう
に構成したことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置
あるいは同装置を基本として達成される。

本発明によれば、内燃機関の減速時に吸気系へ空気を投
入することにより混合気の過濃化を防止してＨＣ，Ｃｏ
の発生を低減させるという従来のＭＣＶの機能に加えて
、特に高速運転時に吸気系へ空気を投入することによシ
混合気を希釈し、ＮＯｘの発生を低減させることができ
る。

゛ しかも、上記機能が、本来のＭＣＶの機能を損なう
ことなく、かつ極めてコンパクトな構成で安師に達成す
ることができるものである。

以下、第１図および第２図に示す一実施例に基づいて本
発明の詳細な説明する。

第１図において、符号１は図、示していないエンジン本
体のシリンダヘッド２内に形成された吸気ポートを示し
、このポート１には、吸気マニホルド３を介して、エヤ
クリーナ４、キャブレタ５から供給される混合気が流入
する。

しかして、キャブレタ５の側傍には、ＩＶＩＣＶ６が取
付けられていて、同ＭＣＶＢ内に形成された通気路ｌに
より、キャブレタ５に介装されたスロットル弁８より上
流側の吸気通路９とスロットル弁８より下流側の吸気通
路１０との間にバイパスが形成されている。

この通気路γの途中には、制倒弁１１が介設されており
、同訓（財）弁１１にはロッド１２が突設され、同ロッ
ド１２は差圧応動装置１３のダイヤフラム１４により隔
てられた２つの負圧室１５゜１６のうちの一方の負圧室
１５内に突出するとともに、スプリング１γにより制御
弁１１が通気路γを閉じる方向に付勢されている。

ダイヤフラム１４の中央部にはチェック弁体１８が取付
けられ、同弁体１８はスプリング１９の付勢力により左
方に押圧されている。

また、上記チェック弁体１８には上記両頁圧室１５およ
び１６を連通する通気孔２０が穿設されるとともに同通
気孔２０を負圧室１５より負圧室１６方向にのみ気体の
通過を許容すべく開閉するゴム等弾性材料製の傘形のチ
ェック弁２１が設けられている。

上記両頁王室１５，１６０差圧がチェック弁１８を図に
おいて右方に吸引し、その吸引力がスプリング１９の付
勢力より大きくなるとチェック弁体１８を右方に変位し
て上記ロッド１２の先端に当接し、以後スプリング１γ
および１９の付勢力の合力に抗してコツト１２を右方に
押圧し、画室１５，１６０差圧による吸引力が設定値は
上になると上記スプリング１γ、１９が克服されてロッ
ド１２が右方に変位して制御弁１１が開かれる。

また、上記両頁王室１５，１６０うち、負圧室１５はオ
リフィス２２が介装された負圧通路２３を通って負王室
１６に連通されるとともに負圧通路２４を介して直接吸
気通路１０に連通されている。

また、負圧室１６は空気通路２５を介して升制御装置２
６の開孔２γに接続され、上記弁開（財）装置２６には
開孔２γを開閉する開閉弁２８と、同開閉弁２８にロッ
ド２９を介して連結され同開閉弁を作動する可動隔壁３
０と、同町動隔壁３０の一側に形成された負圧室３１と
、他側に形成されエアフィルタ３２が介装された大気開
放孔３３を有する室３４と、可動隔壁３０を開閉弁２８
が閉じる方向に付勢するスプリング３５と、負圧室３１
を並置されたオリフィス３６と逆止弁３γとを介して開
口３８に連通する負圧通路３９とが内蔵されている。

さらに、上記弁開（財）装置２６の開口３８は負圧通路
４０に接続され、同負圧通路４０はスロットル弁８の全
閉位置よりやや上流側の吸気通路壁のうち後述する特注
の負圧が発生する特定の位置に穿設されたポート４１に
接続され、同ポート４１にはオリフィス４２が介設され
ている。

また、負圧通路４０の途中よシ分岐された通路４３はサ
ーモバルブ４４内の通路４５に接続され、同通路４５は
弁体４６により開閉されて開時にはエアフィルタ４γが
介装された大気開放通路４８に連通される。

上記サーモバルブ４４は、吸気マニホルド３のヒートラ
イザを構成する冷却水通路４９内に突設され、同通路４
９内に露出されたワックスエレメント５０を有し、同エ
レメントの熱膨張によりロッド５１が変位して弁体４６
の開閉が行なわれる。

本実施例においては、冷却水通路４９内の冷却水温が７
０°Ｃ以下で弁体４６が通路４５を開き、７０℃以上で
同通路を閉じるように設定されている。

なお、５２は気化器５のアウタベンチュリ、５３はイン
ナベンチュリ、５４は燃料が噴射されるメインノズルで
ある。

次に、第２図に示す出力線図によりボート４１に発生す
る負圧特性について説明する。

なお、第２図において、実線Ａはスロットル弁８が全開
時の全開出力線、実績Ｂはアイドル開度における出力線
、破線はポート４１に発生する負圧の等質ＦＥ、線を示
す。

ボート４１に発生する負圧は第２図に示すごとくエンジ
ン回転数（ｒｐｍ）に略比例して増大するとともに全開
出力線Ａあるいはアイドル開度出力線Ｂに近ずくにつれ
て減少する特性を示す。

上記構成によれば、スロットル弁８下流側の吸気通路１
０に発生する負圧（以下吸気マニホルド負圧と称す）は
負圧通路２４を介して負圧室１５に伝えられるとともに
オリフィス２２が介装された負圧通路２３を介して負圧
室１６に伝達される。

従って、空気通路２５からの空気供給がない場合には吸
気マニホルド負圧がそのまま各負圧室１５ツ１６に導び
かれている。

この状態で自動車の減速運転時にスロットル弁８が急閉
されると、吸気マニホルド負圧は急増し、同負圧の増大
は負圧通路２４を介して負圧室１５に伝わり、同負圧室
１５は直ちにその負圧が増大するが、負圧室１６にはオ
リフィス２２を介した負圧通路２３を通って伝達される
ため負圧室１６は流通抵抗により遅れを有して徐々にそ
の負圧が増大する。

従って両室１５，１６間にはオリフィス２２による設定
時間内差圧が発生してダイヤフラム１４およびチェック
弁体１Ｂはスプリング１γおよび１９の付勢力に抗して
右方に変位し、制倒弁１１が開かれ、吸気通路９より通
気路γに流入した空気は吸気通路１０内に投入され、こ
の空気の混入により濃化傾向にある混合気が希釈されろ
。

一方、スロットル弁８が全閉または全閉付近の低負荷状
態においては、吸気マニホルド負圧は非常に大きく、こ
の状態よシスロットル弁８が半開の部分負荷状態に戻さ
れると再び吸気マニホルド負圧は低下するが、この負圧
の低下は負圧通路２４を介して室１５に伝えられるとと
もに、負王室１６にはオリフィス２２を経由して、また
チェック弁２１が開いて負圧室１５より通気孔２０を介
して伝えられるため、両室１５，１６ともほとんど遅れ
を生ずることなく吸気マニホルド負圧の変化に直ちに追
従する。

従って、急減速度において制御ｍ＊１１が開かれ、吸気
通路１０に空気が投入されるため、減速時の混合気の濃
化が防止されて排気ガス中のＨＣ，ＣＯ等の未燃焼ガス
の発生が低減され、また、チェック弁２１を介装したこ
とによシ、ギヤチェンジ時の作動等において、加減速操
作が短時間に連続的に繰はされた場合においても、各減
速に対応して確実に制（財）升１１が開作動するため、
有効に未燃焼ガスの増大が抑止される。

エンジン冷態時には冷却水通路４９の水温が７０℃は下
を検出してサーモバルブ４４の弁体４６が通路４５を開
いて通路４３を大気開放通路４８に連通ずるため、大気
開放通路４３、負圧通路４０、開口３８、負圧通路３９
を介して負圧室３１に大気が供給され、この時ポート４
１に発生する負圧の影響はオリフィス４２の介装により
ほとんどなく、負圧室３１は略大気圧となり、開閉弁２
８はスプリング３５の付勢力により開孔２１を閉じて（
・ろ。

一方、エンジン暖機後の冷却水温が７０°Ｃ以上におい
ては、弁体４６が通路４５を閉じ、通路４３への大気供
給は遮断され、負圧室３１にはポート４１に発生する負
圧が導通される。

負圧室３１に負圧が発生するとダイヤフラム３０はスプ
リング３５の付勢力に抗して吸引され。

上記負圧が設定値以上となると、ダイヤフラム３０が変
位して開閉弁２８は開かれろ。

上記開閉弁２８が開く時の負圧室３１内の吸引負圧はダ
イヤフラム３０の受圧面積、スプリング３５の付勢力の
大きさ等を適尚に調整することによって任意に設定でき
るが、今、第２図においてハツチングにより示した運転
領域Ｃにおいて開閉弁２８が開くように設定されている
とすると、この高速領域Ｃにおいては空気通路２５が室
３４を介して大気開放孔３３に連通され、大気が大気開
放孔３３、室３４、空気通路２５を介して負圧室１６に
導びかれろ。

この供給大気は一部負圧通路２３を介して負圧通路２４
、負王室１５方向に漏れるが、オリフィス２２０作用で
特に影響はなく、負圧室１６は略大気圧となり、一方、
負圧室１５には負圧通路２４を介して吸気マニホルド負
圧が導ひかれている。

従って、高速領域Ｃにおいても両頁圧室１５゜１６に差
圧が発生して制（財）弁１１が開かれ、通気路１より吸
気通路１０に空気が投入されるため、混合気かり−“ン
化されてＮＯｘ発生が低減されるとともに燃費が向上さ
れる。

とこうで、暖機中の高速運転時にはＭＣＶ６を作動させ
て空気を投入し混合気を希薄化するとエンジンが不安定
となり追越し性能が低下する等安全上杆ましくないが、
この場合には上述したとおりサーモバルブ４４の作動に
より高速領域Ｃでの空気投入は停止されている。

また、第２図に示すごとき特性を有する負圧を負王室３
１に導いたことにより、高速高負荷域ではＭＣＶ６の作
動が停止されて空気投入が行なわれないため、高速域で
の全開出力の低下が防止される。

本実施例においては、減速域では減速開始後の設定遅延
時間ＭＣｖ６が作動して空気投入が行なわれ上述した通
りＨＣ，ＣＯの排出量が低減されるが、特に高速減速時
に生じやすいミスファイヤおよびアフタファイヤの防止
にも効宋があり、排気系に触媒コンバータ等の排ガス浄
化装置が介装されている場合には同装置の異常温度上昇
が防がれ、またアフタファイヤによる内圧の異常上昇も
防止される。

また、弁制御装置２６の負圧通路３９にオリフィス３６
および逆止弁３γを並列に介装したことにより、低速か
ら高速への過渡期においてポート４１に発生する負圧の
負圧室３１への伝達に遅れが生じ、運転状態が上記高速
運転領域Ｃ内に入ってもしばらくの間は開閉弁２８が開
かれず、増速時のしばらくの間はＭＣＶ’６が作動せず
増速時のドライバビリティの悪化が防止されている。

一方、高速から低速へ移行する場合には、ポート４１に
発生する負圧が低下するが、この負圧の低下は逆止弁３
７を介して負圧室３１に伝達されるため遅れを生ぜず、
高速運転領域Ｃより他の運転領域に移行されると略同時
に開閉弁２８が閉じられる。

従って、前述したとおり、ＭＣＶ６０減速時に減速機能
が直ちに回復することとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は同実
施例の作動を説明するためのエンジン出力線図である。 計・・吸気マニホルド負圧、５・・・気化器、６・・・
ＭＣＶ、γ・・・通気路、８・・・スロットル升、９゜
１０・・・吸気通路、１１・・・制（財）升、１３・・
・差圧応動装置、１４・・・ダイヤフラム、１５，１６
・・・負圧室、１７．１９・・・スプリング、１８・・
・チェック弁体、２０・・・通気孔、２１・・・チェッ
ク弁、２２・・・オリフィス、２３，２４・・・負圧通
路、２５・・・空気通路、２６’・・弁開（財）装置、
２γ、２８・・・開孔、２８・・・開閉弁、３０・・・
ダイヤフラム、３１・・・負王室、３３・・・大気開放
孔、３５・・・スプリング、３６・・・オリフィス、３
γ・・・逆止弁、３９，４０・・・負圧通路、４１・・
・ポート、４２・・・オリフィス、４３・・・通路、４
４・・・サーモバルブ、４９・・・冷却水通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ キャブンタのスロットル弁よシ上流側の吸気通路或
   いは大気圧空間と同スロットル弁より下流側の吸気通路
   とを連通ずる通気路、同通気路を開閉する制（財）弁、
   同制御升を１駆動する可動壁が内蔵されるとともに同可
   動壁の両側に一対の負王室が形成された差圧応動装置、
   上記制御弁を閉方向に付勢するスプリング、上記一対の
   負王室の一方に直接連通されるとともに他方の負王室に
   機能的に並列となるように配置されたオリフィスと逆止
   弁とを介して連通され、さらに上記スロットル弁より下
   流側の吸気通路に開口された負圧通路、上記他方の負王
   室に接続された大気開放通路、同大気開放通路に介装さ
   れた開閉弁を内燃機関の運転状態に応じて開閉作動する
   弁制御装置を有し、内燃機関の急減速時に上記一方の負
   圧室内の負圧が急激に大きくなることによって上記側（
   財）弁が開動され、さらに高速の運転状態において上記
   開閉弁が開放されて上記他方の負王室が大気開放される
   ことにより上記制御弁が開動されるように構成したこと
   を特徴とする内燃機関の空燃圧制（財）装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、弁開（
   財）装置が上記開閉弁を作動する可動隔壁と、同可動隔
   壁のＨ則に形成された負王室と、同質王室にスロットル
   弁のやや上流側の吸気通路壁に設けたポートに発生する
   負圧を導く負圧通路とを具備したことを特徴とする内燃
   機関の空燃圧制（２）装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の装置において、弁開−
   装置の負圧室に側倒負圧が導かれる負圧通路にオリフィ
   スと厘止弁を並列に介装した内燃機関の空燃圧制（財）
   装置。 ４ 特許請求の範囲第２項記載の装置において、弁開−
   装置の負王室に大気開放通路を接続し、同通路に機関温
   度を検出して機関の冷態時のみ開くサーモバルブを介装
   した内燃機関の空燃圧制（財）装置。