JPS6038039Y2 - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はエンジンの空燃比制御装置に係り、特に気化器
によって混合気を供給されるエンジンの空燃比制御作動
に係る。

気化器方式のエンジンに於て、三元触媒コンバータを有
効に作動させ、また燃費の改善を図る目的で、エンジン
へ供給される混合気の空燃比を理論空燃比付近の成るか
なり狭い範囲に維持さんとする制御を行なう空燃比制御
装置は従来から提案されている。

この種の空燃比制御装置の一つとして、０２センサの如
き排気センサによりエンジンより排出される排気ガスの
排気成分の濃度を検出しつつ気化器のエアブリード量を
制御して空燃比をフィードバック制御するものが知られ
ている。

一般に、エンジンに於ては、減速時、特にエンジン冷間
時の減速時には吸気通路の壁面に付着している多量の燃
料が急激に蒸発することによりエンジンに供給される混
合気の空燃比が極端に小さくなる。

このときも酸素センサの信号によりエアブリード量がフ
ィードバック制御されていると、エアブリード量を制御
する制御弁は空燃比を大きくすべく大きく開かれるよう
になる。

このため減速後直ちに加速が行なわれると、新たに燃料
が吸気通路の壁面に付着すること、また加速初期には燃
料の出遅れがあることにより空燃比が大きくなることに
加えて加速初期にはフィードバック制御系の応答遅れ及
び制御弁の作動遅れにより制御弁がまだ大きく開かれて
いることにより空燃比が更に大きくなり、このためエン
ジンには非常に稀薄な混合気が供給されるようになり、
この結果エンジンが失火を生じ、ドライバビリティの悪
化や排気ガス中のＨＣＪ、分濃度が増大するようになる
。

これに対し、エンジン冷間時にはエアブリード制御によ
る空燃比制御が停止されれば、上述の如き不具合は生じ
ないが、定常運転時も空燃比制御が行なわれなくなるた
め、このときもエンジンに理論空燃比の混合気が供給さ
れなくなり、三元触媒コンバータが有効に作動しなくな
る。

本考案は従来のエアブリード制御式の空燃比制御装置に
於ける上述の如き不具合に鑑み、エンジンの冷間時に於
ても各運転状態下に於て適切な空燃比制御を行なう改良
されたエンジンの空燃比制御装置を提供することを目的
としている。

かかる目的は、気化器に設けられたエアブリード通路と
、エンジン吸気系へ追加空気を供給する追加空気供給ポ
ートと、入口を大気に開放され出口を第−及び第二の通
路手段を経て各々前記エアブリード通路と前記追加空気
供給ポートに接続された制御弁と、エンジンより排出さ
れる排気ガスの排気成分濃度を検出する排気センサと、
前記排気センサが発生する信号に基き前記制御弁を開閉
駆動する制御装置と、エンジンの暖機度に応じて作動し
暖機度が所定値以下のときには前記第一の通路手段を閉
じて前記第二の通路手段を開き暖機度が所定値以上のと
きには前記第一の通路手段を開いて前記第二の通路手段
を閉じる切換弁とを有していることを特徴とするエンジ
ンの空燃比制御装置によって遠戚される。

以下に添付の図を用いて本考案を実施例について詳細に
説明する。

第１図は本考案による燃料供給装置を備えたエンジン及
びそれの吸気系及び排気系を示す概略構成図である。

図に於て、１はエンジンを示している。

エンジン１はエアクリーナ２、気化器３、吸気マニホー
ルド４を経て燃料と空気との混合気を吸入し、図示され
ていない燃焼室に於ける燃焼により生じた排気ガスを排
気マニホールド５、排気管６、三元触媒コンバータ７、
排気管８を経て大気中へ放出するようになっている。

第２図は本考案による燃料供給装置の要部を示す構成図
である。

気化器３は双胴式気化器として構成され、プライマリ吸
気通路１０とセカンダリ吸気通路３０とを有している。

プライマリ吸気通路１０とセカンダリ吸気通路３０の途
中には各々ラージベンチュリ１１．３１が設けられてお
り、またそれらの喉部にはスモールベンチュリ１２．３
２が設けられている。

ラージベンチュリより下流側のプライマリ吸気通路１０
及びセカンダリ吸気通路３０内にはプライマリスロット
ルバルブ１３とセカンダリスロットルバルブ３３とが設
けられており、またスモールベンチュリ１５より上流側
のプライマリ燃料通路１０内にはチョークバルブ１４が
設けられている。

プライマリスロットルバルブ１３はアクセルペダルの踏
込量に応じて開かれ、セカンダリスロットルバルブ３３
はプライマリスロットルバルブ１３が所定量開かれて吸
入空気量が所定量以上になったときに開かれる。

スモールベンチュリ１２及び３２の喉部には各々メイン
燃料ノズル１５．３５が開口しており、このメイン燃料
ノズル１５．３５には共通のフロート室１６内に貯容さ
れた燃料（ガソリン）がメイン燃料ジェット１７．３７
により流量を調整されつつメイン燃料通路１８．３８を
経て互いに個別に供給されるようになっている。

メイン燃料通路１８．３８の途中には各々ウェル１９，
３９が形成されており、このウェル１９，３９にはエア
ブリードチューブ２０．４０が設けられている。

エアブリードチューブ２０．４０は各々小孔２０’、４
０’を有しており、また端部にて固定のエアブリードジ
ェット２１．４１に接続されている。

フロート室１６よりメイン燃料通路１８．３８を経てメ
イン燃料ノズル１５．３５へ流れる燃料はウェル１９，
３９にてメインエアブリードジェット２１．４１より小
孔２０’、４０’を経てウェル１９，３９内に吸入され
た空気を混入され、その空気と共にメイン燃料ノズルの
先端部よりスモールベンチュリ１２．３２内に吐出され
る。

メイン燃料ノズルより吐出される燃料の流量はウェル１
９．３９にて混入される空気、即ちエアブリードの量が
多い程減少し、その燃料と空気との混合気の空燃比は太
き（なる。

また気化器３には図示されている如きアイドリンク位置
にあるスロットルバルブ１３，３３（７）上流側に位置
しそれらスロットルバルブが僅かに開かれたときそれの
下流側に位置する部位に於てプライマリ吸気通路１０及
びセカンダリ吸気通路３０に開口するスロー燃料ポート
２２．４２が設けられている。

また更にプライマリ側には常にスロットルバルブ１３の
下流側に位置する部位にてプライマリ吸気通路１０に開
口するアイドルポート２３が設けられている。

スローポート２２．アイドルポート２３及びスローポー
ト４２にはメイン燃料通路１８．３８を通って流れる燃
料の一部がそれら燃料通路の途中より分岐して形成され
たスロー燃料通路２４．４４を経て且その途中に設けら
れたスロー燃料ジェット２５．４５によりその流量を計
量されつつ供給されるようになっている。

またスロー燃料通路２４．４４はその途中にて固定のエ
アブリードジェット２７．４７に接続されており、スロ
ー燃料通路に吸上げられた燃料はエアブリードジェット
２７，４７から吸込まれる空気と混ってスローポート２
２、アイドルポート２３及びスローポート４２へ送られ
るようになっている。

アイドルポート２３より吐出される燃料の流量はアイド
ルアジャストスクリュー２６により設定されるようにな
っている。

またメイン燃料ノズル１５はその根元部にてエアブリー
ド通路２８．４８の一端と接続されている。

このエアブリード通路２８．４８はその他端にて導管２
９゜４９の一端に接続されている。

導管２９．４９は各々その他端にて気化器外に突出して
いる。

導管２９は導管５０により三叉管５１の一つの接続ポー
トに接続され、またチューブ４９は導管５２゜逆止弁５
３．導管５４を経て三叉管５１のもう一つの接続ポート
に接続されている。

三叉管５１のもう一つの接続ポートは導管５５ｂ１切換
弁６６、導管５５ａを経て制御弁５６の出口５７に接続
されている。

吸気マニホールド４には追加空気供給ポート６８が形成
されており、この追加空気供給ポート６８は導管５５ｃ
１切換弁６６、導管５５ａを経て制御弁５６の出口５７
に接続されている。

制御弁５６はその入口ポート５８にて大気に開放され、
その内部に設けられて入口５８と出口５７とを接続する
通路の途中に設けられた弁ポートの実効開口面積を弁要
素により定量的に制御するようになっている。

この制御弁５６はリニアモータ式、リニアソレノイド式
或いはステップモータ式など電気量に応じて弁要素を駆
動するそれ自身周知のいわゆるエレクトリックエアコン
トロールバルブ（ＥＡＣＶ）により構成されていて良い
。

切換弁６６はエンジン冷却水温度センサ６７が検出する
エンジン冷却水温度に感応し、それが所定値、例えば５
０℃以下のときにはそのポートａとＣとを接続し、５０
°Ｃ以上のときにはポートａをＣに代えてｂに接続する
ようになっている。

逆止弁５３は導管５４より導管５２へ向かう流体の流れ
のみを許すようになっており、この逆止弁の開弁圧は実
質的に０に近い非常に小さい値に設定されている。

また気化器３には一端にてスローポート２２に向けて開
口したエアブリードチューブ５９が設けられており、こ
のエアブリードチューブ５９はその他端にて導管６０よ
り制御弁６１の出口６２に接続されている。

制御弁６１はその人口６３にて大気中に開放され、前記
制御弁５６と同様のエレクトリックエアコントロールバ
ルブにより構成されている。

排気マニホールド５には０２センサ６４が設けられてい
る（第１図参照）。

０２センサ６４はそれ自身周知の如く排気ガス中の余剰
酸素を検出し、その検出結果に応じた電気信号を発生す
るようになっている。

この電気信号は制御装置６５に入力される。

制御装置６５は０２センサ６４が発生した電気信号に基
き制御弁５６，６１に電気的な駆動信号を出力するよう
になっている。

即ち制御装置６５は０２センサ６４が排気ガス中に余剰
酸素を検出していないときには各制御弁の開弁量を増大
させる信号を発生し、０□センサ６４が排気ガス中に余
剰酸素を検出しているときには各制御弁の開弁量を減少
させる信号を発生するようになっている。

尚、気化器３は制御弁５６，６１が閉弁されて追加のエ
アブリードが行なわれていないときには理論空燃比より
小さい空燃比の混合気を作るよう各燃料通路の燃料流量
を予め定められている。

０２センサ６４が排気中に於ける余剰酸素を検出してい
ないときは、エンジン１に理論空燃比より小さい空燃比
の混合気、即ち濃い混合気が供給されているときであり
、このときには制御装置６５が制御弁５６．６３へ開弁
量を増大する電気信号を出力するからその各制御弁の開
弁量が増大する。

エンジン１に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よ
り大きいときは、排気ガス中に於ける余剰酸素が無くな
るため、このときには０２センサ６４は排気ガス中に於
ける余剰酸素を検出しなくなる。

このときには制御装置６５は制御弁５６．６３へ開弁量
を減小する電気信号を出力するからその各制御弁の開弁
量が減少する。

エンジン冷却水温度が５０℃以下で、まだエンジン１が
充分に暖機されていないときは、エンジン冷却水温度セ
ンサ６７が発生する信号によって切換弁６６はそのポー
トａをポートｂより切離してポートＣに接続している。

従ってこのときには吸気マニホールド４内の吸気管負圧
により空気が制御弁５６、導管５５ａ１切換弁６６、導
管５５を経て追加空気供給ポート６８より吸気マニホー
ルド４内に吸入される。

この空気の流量は吸気管負圧と大気圧との差圧と制御弁
５６の実効開口面積（絞り度）によって決まる。

前記差圧と制御弁５６の絞り度により定められた流量の
空気が追加空気供給ポート６８より吸気マニホールド４
内に吸入されることにより定常運転時にはエンジン１に
供給される混合気の空燃比はほぼ理論空燃比になる。

空燃比の補償に必要な追加空気量は同様に空燃比の補償
を行なうエアブリード量より大きいが、エンジン１が充
分に暖機されていない、いわゆる冷間時は、燃料の気化
が悪く、このため気化器３のベース空燃比が暖機完了後
に比して大きくなり、即ち理論空燃比に近い空燃比にな
っており、このため空燃比補償に必要な追加空気量はさ
ほど大きいものにならず、制御弁５６は従来のエアブリ
ード制御に用いられている制御弁と同等の流量制御幅を
有するものであって良い。

エンジン１の減速を行なうべく気化器３のスロットルバ
ルブが閉じられると、吸気マニホールド４内の吸気管負
圧が急増する。

このため吸気マニホールド４の壁面など吸気通路の壁面
に付着していた多量の液滴燃料が急激に蒸発し、エンジ
ン１へ供給される混合気の空燃比は小さくなろうとする
。

しかしこのときには吸気管負圧が非常に大きくなってい
るから制御弁５６の実効開口面積がさほど増大されなく
ても吸気管負圧と大気圧との差圧により比較的多量の空
気が追加空気供給ポート６８より吸気マニホールド４内
に吸入され、この空気によってエンジン１へ供給されよ
うとする混合気が稀釈されることになり、この結果エン
ジン１には可熱域を越えた濃混合気が供給されることが
回避される。

上述の如き減速後に直ちに加速を行なうべく気化器３の
スロットルバルブが開かれると吸気管負圧は減少する。

このため大気圧と吸気管負圧との差圧は減速度に比して
小さくなり、これによりたとえ制御弁５６の実効開口面
積が増大していてもこのときに追加空気供給ポート６８
より吸気管負圧４内に吸入される空気の流量は少なくな
り、またこのときには気化器３よりの混合気の流量が増
大していることによりその混合気の流量に対する追加空
気の流量の比率は小さくなり、追加空気による混合気の
稀釈度は小さくなる。

この結果、減速後直ちに加速が行なわれてもエンジン１
に供給される混合気が稀薄化されることが回避され、エ
ンジンが失火することが回避され、ドライバビリティの
悪化や排気ガス中のＨＣＣ骨分濃度増大することが防止
される。

エンジン冷却水温度が５０℃を越えて上昇し、エンジン
１の暖機が進むと、エンジン冷却水温度センサ６７が発
生する信号により制御弁６６が切換作動し、制御弁６６
はポートａをポートＣに代えてポートｂに接続するよう
になる。

従ってこのときには吸気マニホールド４に対する追加空
気の供給が停止され、エアブリード制度が開始される。

制御弁５６の開弁量が増大したときにはそれに応じてエ
アブリード量が増大し、気化器３にて作られる混合気の
空燃比は大きくなり、エンジン１へ供給される混合気の
空燃比も大きくなり、これに対し制御弁５６の開弁量が
減少したときにはそれに伴ないエアブリード量が減少し
、気化器３にて作られる混合気の空燃比は小さくなり、
エンジン１へ供給される混合気の空燃比も小さくなる。

プライマリスロットルバルブ１３の開度が比較的小さく
、セカンダリスロットルバルブ３３が閉じられていると
きにはセカンダリ吸気通路３０には空気が全く流れず、
この吸気通路に於ては混合気は作られず、プライマリ吸
気通路１０のみを空気が流れてこの吸気通路からのみ混
合気がエンジン１へ供給される。

このときには制御弁５６の開弁量の変化に応じて入口５
８より出口５７、導管５５、三叉管５１、導管５０．２
９、エアブリード通路２８を経て行なわれるエアブリー
ド量が上述の如く制御されることによりプライマリ吸気
通路１０にほぼ理論空燃比の混合気が作られるようにな
る。

このときメイン燃料ノズル１５に作用する負圧はエアブ
リード通路２８、導管２９，５０、三叉管５１を経て導
管５４にも伝わるが、逆止弁５３の作用によりメイン燃
料ノズル３５より空気がメイン燃料ノズル１５へ向けて
吸われることがなく、エアブリード制御が乱れることは
ない。

プライマリスロットルバルブ１３が比較的大きく開かれ
、これに応じてセカンダリスロットルバルブ３３が開か
れると、プライマリ吸気通路１０に加えてセカンダリ吸
気通路３０にも空気が流れるようになり、この吸気通路
からも混合気がエンジン１へ供給されるようになる。

このときには制御弁５６の開弁量の変化に応じて入口５
８より出口５７、導管５５、三叉管５１、導管５０，２
９、エアブリード通路２８を経て行なわれるプライマリ
燃料系のエアブリード量が上述の如き制御されると同時
に制御弁５６の開弁量の変化に応じて入口５８より出口
５７、導管５５、三叉管５１、導管５４、逆止弁５３、
導管５２，４９、エアブリード通路４８を経てプライマ
リ燃料系のエアブリード量が制御され、セカンダリ吸気
通路３０に於て作られる混合気の空燃比もほぼ理論空燃
比になる。

このときにもプライマリ吸気通路１０にて作られる混合
気の空燃比はほぼ理論空燃比であるからエンジン１には
ほぼ理論空燃比の混合気が供給されるようになる。

セカンダリスロットルバルブ３３が開かれた状態からプ
ライマリスロットルバルブ１３の開度が減少され、これ
に応じてセカンダリスロットルバルブ３３が閉じられる
と、再びセカンダリ吸気通路３０には空気が流れなくな
り、この吸気通路に於ては混合気が作られなくなり、プ
ライマリ吸気通路１０からのみ混合気がエンジン１へ供
給されるようになる。

プライマリ吸気通路１０に於ける混合気の空燃比はセカ
ンダリスロットルバルブ３３が開かれているときを含み
常にほぼ理論空燃比に制御されているから、セカンダリ
スロットルバルブ３３が閉じられた直後もエンジン１に
は理論空燃比の混合気が供給されるようになる。

マタ、エンジン１の減速を行なうべく気化器３のスロッ
トルバルブが閉じられ、吸気管負圧が急増しても、この
ときにはエンジン１の暖機が進んでいることにより吸気
通路の壁面に付着している液滴燃料の量が少ないことに
よりエンジン１へ可燃域を越える如き濃い混合気が供給
されることがなく、また制御弁５６の開度が大きく増大
することがない。

従ってこのときには減速後直ちに加速が行なわれても制
御弁５６の開度がさほど大きくなっていないことにより
エンジン１へ可燃域を越えた稀薄混合気が供給されるこ
とがない。

尚、上述した実施例に於ては、空燃比制御のためのエア
ブリードを行なう空気をメイン燃料ノズルの根元部に供
給したが、本考案はこれに限定されるものではなく、エ
アブリードジェット２７゜４７よりのエアブリードを同
様、空燃比制御のためのエアブリードを行なう空気はエ
アブリードチューブ２０．４０の内部に供給されるよう
構成されていてもよく、この場合も上述した実施例に於
ける作用効果と同等の作用効果が得られる。

以上に於ては本考案を特定の実施例について詳細に説明
したが、本考案はこれに限定されるものではなく本考案
の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当業者に
とって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による空燃比制御装置を備えたエンジン
及びそれの吸気系及び排気系を示す概略構成図、第２図
は本考案による空燃比制御装置の一つの実施例をその要
部について示す構成国である。 １・・・・・・エンジン、２・・・・・・エアクリーナ
、３・・・・・・気化器、４・・・・・・吸気マニホー
ルド、５・・・・・・排気マニホールド、６・・・・・
・排気管、７・・・・・・三元触媒コンバータ、訃・・
・・・排気管、１０・・・・・・プライマリ燃料通路、
１１・・・・・・ラージベンチュリ、１２・・・・・・
スモールベンチュリ、１３・・・・・・プライマリスロ
ットルバルブ、１４・・・・・・チョークバルブ、１５
・・・・・・メイン燃料ノズル、１６・・・・・・フロ
ート室、１７・・・・・・メイン燃料ジェット、１８・
・・・・・メイン燃料通路、１９・・・・・・ウェル、
２０・・・・・・エアブリードチューブ、２１・・・・
・・エアブリードジェット、２２・・・・・・スロー燃
料ポート、２３・・・・・・アイドルポート、２４・・
・・・・スロー燃料通路、２５・・・・・・スロージェ
ット、２６・・・・・・アイドルアジャストスクリュ、
２７・・・・・・エアブリードジェット、２８・・・・
・・エアブリード通路、２９・・・・・・導管、３０・
・・・・・セカンダリ吸気通路、３１◆・・・・・ラー
ジベンチュリ、３２・・・・・・スモールベンチュリ、
３３・・・・・・セカンダリスロットルバルブ、３５・
・・・・・メイン燃料ノズル、３７・・・・・・メイン
燃料ノズル、３８・・・・・・メイン燃料通路、３９・
・・・・・ウェル、４０・・・・・・エアブリードチュ
ーブ、４１・・・・・・エアブリードジェット、４２・
・・・・・スロー燃料ポート、４４・・・・・・スロー
燃料通路、４５・・・・・・スロー燃料ジェット、４７
・・・・・・エアブリードジェット、４８・・・・・・
エアブリード通路、４９．５０・・・・・・導管、５１
・・・・・・三叉管、５２・・・・・・導管、５３・・
・・・・逆止弁、５４，５５ａ、５５ｂ、５５ｃ＝導管
、５６・・・・・・制御弁、５７・・・・・・出口、５
８・・・・・・入口、５９・・・・・・エアブリードチ
ューブ、 ６０・・・・・・導管、 １・・・・・・制御弁、 ６２・・・・・・出口、 ６３・・・・・・入口、 ４・・・・・・０２センサ、 ６５・・・・・・制御装置、 ６６・・・・・・ 切換弁、 ６７・・・・・・エンジン冷却水温度センサ、８・・・
・・・追加空気供給ポート。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 気化器に設けられたエアブリード通路と、エンジン吸気
   系へ追加空気を供給する追加空気供給ポートと、入口を
   大気に開放され出口を第−及び第二の通路手段を経て各
   々前記エアブリード通路と前記追加空気供給ポートに接
   続された制御弁と、エンジンより排出される排気ガスの
   排気成分濃度を検出する排気センサと、前記排気センサ
   が発生する信号に基き前記制御弁を開閉駆動する制御装
   置と、エンジンの暖機塵に応じて作動し暖機塵が所定値
   以下のときには前記第一の通路手段を閉じて前記第二の
   通路手段を開き暖機塵が所定値以上のときには前記第一
   の通路手段を開いて前記第二の通路手段を閉じる切換弁
   とを有していることを特徴とするエンジンの空燃比制御
   装置。