JPS5913343Y2 - 車両用内燃機関 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、排気中の有害成分を効率よく低減し、同時に
機関の安定を図るために排気還流装置と配電器及び混合
気濃化装置の作動を同時に調整できるようにした車両用
内燃機関に関するものである。

車両用内燃機関の排気中に含有されるＮｏｘｔＣ分の濃
度を低減させるには、排気の一部を吸気中に還流させる
排気還流装置を設けることが有効であることは知られて
いる。

ところが、上記のように排気還流を行うと機関の出力が
低下するから、高出力が要求される高速度下での走行特
性を維持するためには、排気対策よりもむしろ、機関性
能即ち安定走行を重視する必要から排気還流を減少また
は停止させ、燃焼効率を向上させ燃費を稼ぐのが有効で
ある。

一方、点火時期の進角度合を排気還流している時に合せ
た場合においては、排気還流の減少または停止にともな
って高速度走行ではノッキングゾーンが移動してノッキ
ングが発生し易く、出力が極度に低下し運転性が悪くな
る他、エミッションが悪化して触媒コンバータ等が過熱
状態となり耐久性が低下する欠点がある。

従って排気還流減少又は停止と同時に点火時期を遅らせ
るのが望ましい。

また排気還流を行う場合には、混合気の空燃比を理論空
燃比より濃側に設定し、排気還流を行うことによる着火
性の悪化、出力低下、始動性不良等の障害を排除するの
が望ましい。

かかる観点によって従来装置例えば特開昭５３−１７８
０３号をみると、このものでは低車速領域でかつ吸気通
路に設けた絞弁小開度領域では排気還流を行わないにも
かかわらず点火進角を進ませるから、出力が低下し燃費
が悪化するという不都合があるものであった。

本考案はかかる実情に鑑み、車速が高速度領域にある時
には排気還流を減少または停止して燃焼効率を高くし、
しかもこの排気還流の減少または停止に同期して点火時
期の進角を最適状態に遅らせてノッキングを防止し、出
力あるいは熱負荷の犠牲のない状態で排気の有害成分を
効率よく低減すると共に上記以外の低車速領域では混合
気を濃化して着火性、出力、始動性を改善する極めて簡
単な構成の排気対策装置を提供することを目的とする。

以下、添付図面に示された一実施例に基づいて本考案を
詳細に説明する。

図において、車両に搭載した内燃機関の気化器絞弁６下
流の吸気通路１には図示しない機関の、排気通路から分
岐させた排気還流通路２を接続している。

排気還流通路２に設けた弁体３は、負圧応動型排気還流
制御弁４のダイアフラム５に連結されており、ダイアフ
ラム５によって画成された負圧作動室７と絞弁６全閉状
態において絞弁６よりもやや上流側であって弁開度増大
につれて絞弁６より下流側に位置する吸気通路１に開［
１する第１の負圧取出ポー）８ａとを第１の負圧信号通
路８を介して接続する。

この第１の負圧信号通路８は負圧調整弁９の弁体９ａに
よってその負圧信号が大気で稀釈調整される。

即ち負圧調整弁９は気化器吸気通路１のベンチュリ部か
ら取り出したベンチュリ負圧信号通路１０を負圧作動室
１１に接続し、前記排気還流通路２の排気還流制御弁４
の上流部分から分岐させた機関の排気圧力信号通路１３
を圧力作動室１４に接続しており、これら作動室１１．
１４を画成するダイアフラム１２及び１５はロッド１６
を介して相互に連結されている。

そして吸気通路１のベンチュリ負圧（吸入空気量の関数
）と排気還流通路２の圧力（吸入空気量、負荷等の関数
）とにもとづいてダイヤフラム１２．１５を上下動する
ことにより弁体９ａを移動させ、第１の負圧信号通路８
の大気開放口８ｂを開閉作動させ、ベンチュリ負圧から
換算する吸入空気量が増大するにともなって、また、機
関の排気圧力から換算する吸入空気量および負荷が増大
するにともなって吸入負圧信号通路８の大気開放割合（
吸入負圧の大気稀釈割合）を小さくし、排気還流制御弁
３の開度を大きくして排気還流量を増加させるようにし
である。

他方全閉時の絞弁６の近傍上流でかつ弁開度増大につれ
て絞弁の下流側となる第２の負圧取出ポート１９及び絞
弁６の常時下流にある負圧導入口２０に第２の負圧信号
通路２１を接続しかつ該通路２１を従来公知の負圧進角
装置２２の負圧作動室２２ ａに接続する。

これによって前記第２の負圧取出ポート１９及び負圧導
入口２０から導いた合成負圧即も機関の負荷上昇にとも
なって点火時期の進角を次第に進めるようにしである。

２３はディストリビュータである。

同図では、第１及び゛第２の負圧取出ポート８ ａ、
１９が吸気の上下流方向にずれた配置となっているが、
これは図示の便宜上で実際には゛絞弁６の同一開度で同
期して開閉される位置に開口されているものである。

また負圧導入口２０は第２の負圧取出ポート１９との間
に安定した合成負圧を作り出すために設けたものである
が、：れを省いて単一の第２の負圧取出ポートからのみ
負圧を取り出すようにしても何ら問題がないことは、従
来からこの種負圧取出手段として知られていることであ
る。

かかる第２の負圧信号通路２１は常閉の第１の電磁開閉
弁２４を介して大気に開放される。

又、上記第２の負圧信号通路２１と第１の負圧信号通路
８とを、第２の負圧信号通路２１から第１の負圧信号通
路８に向ってのみ大気の流動を許容する逆止弁２５を介
して連通形成する。

従って逆止弁２５連通時は第１の負圧信号通路８をも第
２の負圧信号通路２１および電磁開閉弁２４を介して大
気に開放させることになる。

逆止弁２５は具体的にはＡ、 Ｂ両室の隔壁２５ ａの
連通孔２５ ｂを、第１の負圧信号通路８に通じるＢ室
側からスプリング２５ Ｃのばね力により弁体２５ ｄ
が着座して、閉塞する構成としている。

弁体２５ ｄはこのためＡ、 Ｂ両室の圧力差が生じＢ
室側圧力が低くなった時のみ弁体２５ ｄが開きＡ室か
らＢ室べと空気流が生じ逆には閉じる逆止作用を行う。

電磁開閉弁２４を開閉制御するソレノイド２６と電源２
７との間には、車両が所定値以上の高速度状態（例えば
５５ｋｍ／ｈ以上）で走行していることを検出し、この
検出時に接点を閉成させるスイッチ２８を接続する。

そして車速が所定値以上であることを検出すればスイッ
チ２８が閉成しソレノイド２６を励磁させて電磁開閉弁
２４を開き、第２の負圧信号通路２１を大気に開放して
負圧進角装置２２に供給される信号負圧を大気で稀釈す
る。

このとき逆止弁２５においてＡ室が大気圧となり負圧の
大きいＢ室との間に差圧が発生し弁体２５ ｄを開く。

その結果第２の負圧信号通路２１がら逆止弁２５を介し
て大気が流入し、第１の負圧信号通路８の信号負圧をも
大気で稀釈すべくしである。

なお、上記スイッチ２８は、車速が所定値以上の高車速
を検出して作動するものであれば任意であり車速に直接
応動する車速スイッチ、機関の回転速度がら車速を割り
出す回転速度スイッチ、あるいは、車両の変速機の変速
状態がら車速を計測する変速機スイッチなど、あらゆる
車速検出手段を採用することができる。

かかる構成の排気対策装置において、車両が所定値（５
５ｋｍ／ ｈ ）未満の低速度で走行している状態では
、スイッチ２８の接点が開成されているのでソレノイド
２６は消磁状態を保持し、電磁開閉弁２４を閉鎖保持さ
せる。

したがって、第２の負圧信号通路２１には大気が導入さ
れず、第１の負圧取出ポート１９及び負圧導入口２０か
ら取出した負圧がそのままの状態で負圧進角装置２２の
風圧作動室２２ ａに供給されディストリビュータ２３
の図示しないベースプレートを回動して真空進角分を進
角させる一方ベンチュリ部から導出したベンチュリ負圧
および排気還流通路２から取出した排気圧力に応答して
第１の負圧信号通路８の大気開放口を開閉する負圧調整
弁９を開閉制御しこれにより、吸入空気量及び負荷に応
じて大気で稀釈された信号負圧を排気還流制御弁４に供
給し、弁体３の開度を調整して所定量（率）の排気を吸
気中に還流させる。

このとき、第１の負圧信号通路８の信号負圧は、上記の
ように吸気量等に応答して大気で稀釈されるため第２負
圧信号通路２１の信号負圧より弱くなり逆止弁２５にお
けるＡ室内の負圧がＢ室内の負圧より大きい（絶対値）
ので弁体２５ ｄが連通孔２５ ｂを閉じ両通路８，２
１を実質的に独立させることができる。

その結果、排気還流通路２に設けた弁体３および負圧進
角装置２２は相互に独立して制御される。

このようにして所定速度以下の車速領域では排気還流を
行ないＮＯｘを低減すると共に、点火進角を進ませて良
好な燃費を得る。

但し絞弁６の全閉付近の領域では負圧取出ポー）−８ａ
における圧力は大気圧となるから排気還流がなされない
。

また、これまでの点火進角ではノッキングゾーンの移動
によりノッキングし易くなる所定車速以上の高車速運転
状態になると、スイッチ２８の接点が閉成されソレノイ
ド２６が励磁されて電磁開閉弁２４が開く。

このために、第２の負圧信号通路２１に大気が流入し負
圧進角装置２２の負圧作動室２２ａ内に大気が導入され
て点火進角を遅らせノッキングの発生を避ける。

同時に逆止弁２５のＡ室に導かれた大気が既述のように
弁体２５ ｄを開いて連通孔２５ ｂを開き第１の負圧
信号通路８に流入する。

したがって、第１の負圧信号通路８および第２の負圧信
号通路２１内の信号負圧は大気で稀釈される。

このため排気還流制御弁４の開度が小さくなりあるいは
これを閉じるため排気還流が減少または停止する。

即ち上記した点火進角の遅れによる機関の不安定を排気
還流の減少または停止によって防止する。

一方、上記のように逆止弁２５がら大気が流入して第１
の負圧信号通路８の信号負圧がさらに大気で稀釈された
時点では、第２の負圧信号通路２１の信号負圧も大気で
稀釈されているため負圧進角装置２２による点火時期の
進角が遅れており、早期着火によるノッキングを防止し
て出力を高くすると共に燃焼温度の急上昇を防止して有
害排気成分の生成、各部品の過熱を予防するのである。

また、排気還流を行う場合には、混合気の空燃比を理論
空燃比より濃側に設定し、排気還流にともなう燃焼抑制
作用の各種障害（着火性の悪化、出力低下等）を防止す
る一方、排気還流の減少、停止に同期して吸入空気量を
増量させ、あるいは燃料供給を減量して空燃比の濃側設
定を解除することが好ましい。

図示の実施例では気化器のパワーバルブ３１作動用の吸
入負圧導入通路３２を第２の電磁開閉弁３３で低速の５
５ ｋｍ／ ｈ未満では大気開放しパワーパルプ３１を
作動して空燃比を濃側設定する。

なおこのとき、上記の如く、絞弁６の全閉付近では排気
還流が減少又は停止されているが、この領域では空燃比
濃側設定を解除せず、機関始動性を向上させアイドリン
グ回転を安定させる。

また前記速度以上では大気を遮断して吸入負圧のみにす
ることによりパワーバルブ３１を非作動制御して空燃比
の上記濃側設定を解除する。

以上、説明したように、本考案によれば、車速が所定の
高速走行領域に達するまでは、排気還流と、この排気還
流に見合った点火時期の進角制御及び混合気の濃側設定
とで機関の有害排気成分の生成を防止し、同時に排気還
流による着火性の悪化、出力低下を防止し、かつ絞弁全
閉付近の排気還流を減少又は停止すると共に前記混合気
濃側設定により始動性の向上、機関アイドル回転の安定
化を図る。

また、車速が所定の高速走行領域に達した以後では排気
還流の減少又は停止と、これに見合った点火時期の進角
制御とを行っていわゆる高速度走行に必要な高出力を確
保すると同時に、ノッキング防止して機関の安定燃焼を
図ることができる。

従って排気系各部品特に排気後処理装置等の過熱を予防
できる。

さらに、上記のような排気還流の制御と点火時期の進角
制御とを、同一の電磁開閉弁によって同期して行われる
のでその制御機構を簡略化でき経済的である上、同期精
度を高くできるため、車両の走行特性が一時的に悪化す
ることもない。

【図面の簡単な説明】 図は本考案の一実施例を示す要部の断面図である。 １・・・吸気通路、２・・・排気還流通路、４・・・排
気還流制御弁、７・・・負圧作動室、８・・・第１の負
圧信号通路、８ａ・・・第１の負圧取出ポート、９・・
・負圧調整弁、１９・・・第２の負圧取出ポート、２１
・・・第２の負圧信号通路、２２・・・負圧進角装置、
２４・・・第１の電磁開閉弁、２５・・・逆止弁、２８
・・・スイッチ（車速検出手段）、３１・・・パワーバ
ルブ、３２・・・吸入負圧導入通路、３３・・・第２の
電磁開閉弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気還流通路に設けた負圧応動型排気還流制御弁と機関
   吸気通路の絞弁全閉状態よりも上流側で開度増大につれ
   て絞弁の下流側に位置する第１の負圧取出ポートとを第
   １の負圧信号通路を介して接続し、気化器のベンチュリ
   部のベンチュリ負圧と機関の排気圧力に応動する負圧調
   整弁で前記第１の負圧信号通路の大気希釈割合を変動さ
   せるようにした排気還流装置と、点火時期を進角制御す
   る負圧進角装置の負圧作動室と前記絞弁により前記第１
   の負圧取出ポートに略同期して開閉される機関吸気通路
   位置に開口した第２の負圧取出ポートを第２の負圧信号
   通路を介して接続した負圧進角装置と、前記絞弁下流位
   置の吸入負圧に応動し該吸入負圧信号減少時に混合気を
   濃化する混合気濃化装置と、車速検出手段により所定値
   以上の高車速領域を検出した時に開弁作動し前記第２の
   負圧信号通路を大気に開放させる常閉の第１の開閉弁と
   、該第２の負圧信号通路と前記第１の負圧信号通路とを
   第１の負圧信号通路側に向ってのみ大気の流動を許容す
   べく連通する逆止弁と、車速検出手段により前記高車速
   領域以外の領域を検出したときに前記混合気濃化装置へ
   の吸入負圧信号を大気希釈する第２の開閉弁と、を設け
   たことを特徴とする車両用内燃機関。