JPS624678Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関の空燃比制御装置に係り、
特に、三元触媒を用いて排気ガス浄化対策が施こ
された自動車用内燃機関に用いるに好適な、理論
空燃比よりリツチ側とされたベース空燃比の混合
気を形成する気化器と、排気ガス中の残存酸素濃
度を検出する酸素濃度センサと、排気系或いは吸
気系に二次空気を供給する二次空気供給手段とを
有し、排気ガス中の残存酸素濃度に応じて、排気
系或いは吸気系に二次空気を供給することによ
り、排気系における二次空燃比が理論空燃比近傍
となるようにした内燃機関の空燃比制御装置の改
良に関する。

内燃機関、特に、厳しい排気ガス浄化対策が要
求される自動車用内燃機関においては、近年、精
密な空燃比制御を行なうことが必要となつてお
り、例えば、特開昭51−29628に開示されている
如く、理論空燃比よりリツチ側とされたベース空
燃比の混合気を形成する気化器と、排気ガス中の
残存酸素濃度を検出する酸素濃度センサと、排気
系或いは吸気系に二次空気を供給する二次空気供
給手段とを有し、排気ガス中の残存酸素濃度に応
じて、排気系或いは吸気系に二次空気を供給する
ことにより、排気系における二次空燃比が理論空
燃比近傍となるようにした空燃比制御装置が実用
化されている。

このような空燃比制御装置によれば、エンジン
運転状態に拘わらず排気系における二次空燃比を
理論空燃比近傍となるように制御することがで
き、従つて、排気下流側に配設された三元触媒に
おける排気浄化性能を十分高めることができると
いう特徴を有する。

一方、自動車用内燃機関においては、アイドリ
ング時におけるエンジン負荷の増大に対処して、
エンジン回転数低下を防止するべく、気化器の絞
り弁を若干開くことによつて、アイドル回転数を
維持するようにした、いわゆるアイドルアツプ装
置が配設されることがある。しかしながら、この
アイドルアツプ装置を前記のような空燃比制御装
置が配設された内燃機関に配設した場合には、エ
ンジン負荷の増大時、例えば空気調和装置用コン
プレツサの作動時に、アイドルアツプ装置により
気化器の絞り弁が若干開かれると、気化器のスロ
ーノズルだけでなく、メインノズルからも燃料が
出はじめるため、前記気化器で形成されている混
合気のベース空燃比がリツチ側にずれてしまい、
アイドル安定性が悪化してしまうという問題点を
有した。即ち、通常時においては、第１図に実線
Ａで示す如く、気化器で形成されるベース空燃比
が理論空燃比より適度に低い状態にあり、従つ
て、通常、空燃比で1.1〜1.5（リツチ側）の範囲
とされている空燃比補正幅Ｂにより、実詮Ｃで示
す如く、理論空燃比を中心とした良好な空燃比制
御を行なうことができるものであるが、アイドル
アツプされた場合には、メインノズルから出はじ
めた燃料により、ベース空燃比が、第１図の破線
Ｄに示す如く、リツチ側にずれてしまい、前記空
燃比補正幅Ｂの制限のために、エンジン燃焼室内
に導入される混合気の空燃比も、破線Ｅで示す如
く、理論空燃比よりリツチ側にずれてしまつて、
アイドル安定性が悪化してしまう。

一方、アイドルアツプ時においても良好な空燃
比制御が行なわれるよう、二次空気供給手段にお
ける二次空気供給量を大として空燃比補正幅を広
げることも考えられるが、この場合、アイドルア
ツプ時において、第２図に実線Ｆで示す如く、理
論空燃比を中心とした良好な空燃比制御が行なわ
れるようになるものの、一方、通常のアイドリン
グ時においては、第２図に破線Ｇで示す如く、理
論空燃比への補正後の空燃比変動幅が大きくなつ
てしまい、アイドル安定性及び車両運転性が悪化
するという問題点を有することになる。

なお、通常時とアイドルアツプ時にそれぞれ適
合する空燃比制御系を用いて、両者を状況に応じ
て使い分けることも考えられるが、制御装置が複
雑になり、装置が高価になつてしまう恐れがあつ
た。

本考案は、前記従来の欠点を解消するべくなさ
れたもので、通常時と共通の狭い制御幅のフイー
ドバツク制御系で、通常時における空燃比制御性
を低下することなく、アイドルアツプ時における
空燃比制御性を向上することができ、従つて、ア
イドル安定性及び車両の運転性を向上することが
できる内燃機関の空燃比制御装置を提供すること
を目的とする。

本考案は、理論空燃比より空燃比補正幅の範囲
内でリツチ側とされたベース空燃比の混合気を形
成する気化器と、排気ガス中の残存酸素濃度を検
出する酸素濃度センサと、排気系或いは吸気系に
二次空気を供給する二次空気供給手段とを有し、
排気ガス中の残存酸素濃度に応じて、排気系或い
は吸気系に二次空気を供給することにより、排気
系における二次空燃比が理論空燃比近傍となるよ
うにした内燃機関の空燃比制御装置において、吸
気系に二次空気供給ジエツトを設け、気化器の絞
り弁がアイドルアツプにより開かれてメインノズ
ルからも燃料が出るようになる時は、該二次空気
供給ジエツトから吸気系に、ベース空燃比が前記
空燃比補正幅の範囲を超えてリツチ側にずれるの
を防止するのに十分な二次空気を供給するように
して、前記目的を達成したものである。

以下図面を参照して、本考案の実施例を詳細に
説明する。

本実施例は、第３図に示す如く、エアクリーナ
１０と、ベンチユリ１４及び絞り弁１６が形成、
配設された吸気通路１３を有し、理論空燃比より
空燃比補正幅の範囲内でリツチ側とされたベース
空燃比の混合気を形成する気化器１２と、該気化
器１２で形成された、ベース空燃比を有する混合
気を図示されないエンジン本体の各燃焼室に分配
する吸気マニホルド１８と、エンジン燃焼室から
排出される排気ガスを再び集める排気マニホルド
２０と、三元触媒コンバータが配設された排気管
（図示省略）と、前記排気マニホルド２０と吸気
マニホルド１８とを連通する排気ガス再循環通路
（以下EGR通路と称する）２２と、該EGR通路２
２の途中に配設された、制御負圧通路２６を介し
てダイヤフラム室２４ａに導入される制御負圧に
応じて、排気マニホルド２０から吸気マニホルド
１８に環流される排気ガスの再循環量（以下
EGR量と称する）を制御する排気ガス再循環量
制御弁（以下EGRと称する）２４と、絞り２９
が配設された負圧通路２８及び負圧通路３０を介
して、吸気通路１３の絞り弁１６全閉位置直上及
びベンチユリ１４と絞り弁１６の間に形成された
センシングポート３１，３２と接続され、機関の
負圧に応じて前記センシングポート３１，３２に
発生する吸気負圧に、排気圧力通路３３を介して
EGR弁２４から導入される排気圧力に応じて大
気導入口３４ａから大気を混入することにより、
制御負圧通路２６を介して前記EGR弁２４のダ
イヤフラム室２４ａに導入される制御負圧を形成
する調圧弁３４と、排気マニホルド２０に配設さ
れた、排気ガス中の残存酸素濃度を検出する酸素
濃度センサ３６と、負圧通路４０を介してダイヤ
フラム室３８ａに吸気管負圧が伝達されると弁座
３８ｂが開かれて、二次空気供給通路４２を介し
て前記EGR通路２２のEGR弁２４より排気上流
側に二次空気を供給する二次空気供給弁３８と、
前記二次空気供給弁３８のダイヤフラム室３８ａ
に通ずる負圧通路４０の途中に配設され、前記負
圧通路４０に、吸気管負圧或いはエアフイルタ４
４を介して導入された大気圧を導入する電磁弁４
６と、前記酸素濃度センサ３６の出力に応じて、
該電磁弁４６を切り替え制御する電子制御回路４
８とを備えた内燃機関において、前記吸気マニホ
ルド１８に二次空気供給ジエツト６０を設けると
共に、該二次空気供給ジエツト６０とエアクリー
ナ１０を連通する空気通路６２の途中に電磁弁６
４を設け、該電磁弁６４を、運転者が操作するク
ーラスイツチのオンオフ状態及び車両の運転状態
に応じて、アイドルアツプ装置の電磁弁及びクー
ラコンプレツサのマグネツトスイツチに指令を与
えるためのクーラアンプ６６の出力により開閉す
ることによつて、クーラコンプレツサがオンとさ
れ、アイドルアツプ装置により気化器１２の絞り
弁１６が開かれている時は、前記二次空気供給ジ
エツト６０から吸気マニホルド１８に二次空気を
供給するようにしたものである。図において。６
８はバツテリである。

以下作用を説明する。まず、エンジンがアイド
リング状態以外にあるか、或いは、クーラコンプ
レツサが非稼動状態にある時には、クーラアンプ
６６に出力が発生することはなく、従つて、電磁
弁６４は閉状態に保たれている。従つて、従来と
同様に、EGR弁２４の定圧室２４ｂに発生する
排気圧力及びセンシングポート３１，３２に発生
する吸気負圧に応じて、EGR弁２４のダイヤフ
ラム室２４ａに導入される制御負圧が調整され、
EGR弁２４が所定開度だけ開かれて、機関運転
状態に応じた排気再循環が行なわれる。又、酸素
濃度センサ３６で感知される排気ガス中の残存酸
素濃度に応じて、排気系の二次空燃比がリツチ側
である場合には、電子制御回路４８の出力により
電磁弁４６を介して、二次空気供給弁３８のダイ
ヤフラム室３８ａに、吸気管負圧が導入され、圧
縮ばね３８ｃに抗して弁体３８ｄが図の左方に変
位して二次空気供給弁３８の弁座３８ｂが開か
れ、二次空気供給通路４２、EGR通路２２、
EGR弁２４を介して、吸気マニホルド１８及び
排気マニホルド２０に対して二次空気が供給さ
れ、二次空燃比が理論空燃比近傍となるように制
御される。一方、酸素濃度センサ３６で感知され
る二次空燃比がリーン側である場合には、電子制
御回路４８出力により電磁弁４６が切り替えられ
て、二次空気供給弁３８のダイヤフラム室３８ａ
には、エアフイルタ４４から大気が導入される。
従つて、圧縮ばね３８ｃの作用により弁体３８ｄ
が図の右方に押され、二次空気供給弁３８の弁座
３８ｂが閉じられて、吸気マニホルド１８及び排
気マニホルド２０に対する二次空気供給が行なわ
れなくなり、二次空燃比が理論空燃比近傍となる
ように制御される。

一方、エンジンがアイドリング状態にあり、し
かもクーラコンプレツサがオンとされている時に
は、アイドルアツプ電磁弁にクーラアンプ６６か
ら出力が与えられて、気化器１２の絞り弁１６が
若干開かれて、アイドルアツプが行なわれる。こ
の状態においては、絞り弁１６が全閉状態である
時に燃料を供給するためのスローノズルだけでな
く、気化器のメインノズルからも燃料が出はじめ
るため、気化器１２で形成される混合気のベース
空燃比がリツチ側にずれてしまう。従つて、本発
明においては、前記クーラアンプ６６の出力によ
り、アイドルアツプが行なわれている時には電磁
弁６４も開き、二次空気供給ジエツト６０から、
アイドルアツプ時のベース空燃比のリツチずれを
防止するのに十分な二次空気を供給するようにし
ている。従つて、従来のようにアイドルアツプ時
にベース空燃比がリツチ側にずれてしまうことが
なく、通常状態と同様の狭い制御幅により、良好
な空燃比制御を行なうことができ、アイドルアツ
プ時のアイドル安定性が向上する。

尚前記実施例においては、クーラコンプレツサ
の作動状態に応じてアイドルアツプが行なわれ、
この時に吸気系に二次空気供給ジエツトより二次
空気が供給するようにされていたが、二次空気供
給ジエツトから二次空気を供給すべき負荷の種類
はこれに限定されず。例えば、ヒータ、パワース
テアリング、電気負荷等他の負荷の状態に応じて
アイドルアツプを行なうようにしたものにおいて
は、そのアイドルアツプ時に同様に二次空気供給
ジエツトから吸気系に二次空気を供給することに
よつて、同様の良好な空燃比制御を行なうことが
できる。

前記実施例は、本考案を、排気再循環と空燃比
制御を併用した内燃機関に適用したものである
が、本考案の適用範囲はこれに限定されず、空燃
比制御のみを単独で行なうような内燃機関にも同
様に適用できることは明らかである。

以上説明した通り、本考案によれば、通常時と
共通の狭い制御幅のフイードバツク制御系で通常
時の空燃比制御性を害することなく、アイドルア
ツプ時の空燃比制御性を高めることができ、従つ
て、アイドル安定性が向上するという優れた効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の空燃比制御における、通常時
とアイドルアツプ時の空燃比制御状態の一例を示
す線図、第２図は、アイドルアツプ時に適合した
空燃比制御における、アイドルアツプ時と通常時
の空燃比制御状態の一例を示す線図、第３図は、
本考案に係る内燃機関の空燃比制御装置の実施例
の構成を示す、一部ブロツク線図を含む断面図で
ある。 １２……気化器、１６……絞り弁、１８……吸
気マニホルド、２０………排気マニホルド、３６
……酸素濃度センサ、３８……二次空気供給弁、
４２……二次空気供給通路、４６……電磁弁、４
８……電子制御回路、６０……二次空気供給ジエ
ツト、６４……電磁弁、６６……クーラアンプ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 理論空燃比より空燃比補正幅の範囲内でリツチ
   側とされたベース空燃比の混合気を形成する気化
   器と、排気ガス中の残存酸素濃度を検出する酸素
   濃度センサと、排気系或いは吸気系に二次空気を
   供給する二次空気供給手段とを有し、 排気ガス中の残存酸素濃度に応じて、排気系或
   いは吸気系に二次空気を供給することにより、排
   気系における二次空燃比が理論空燃比近傍となる
   ようにした内燃機関の空燃比制御装置において、 吸気系に二次空気供給ジエツトを設け、 気化器の絞り弁がアイドルアツプにより開かれ
   てメインノズルからも燃料が出るようになる時
   は、該二次空気供給ジエツトから吸気系に、ベー
   ス空燃比が前記空燃比補正幅の範囲を超えてリツ
   チ側にずれるのを防止するのに十分な二次空気を
   供給するようにしたことを特徴とする内燃機関の
   空燃比制御装置。