CN1091215C - 汽车发动机用的燃料供给装置 - Google Patents

Abstract

提供一种汽车发动机用的燃料喷射装置，从燃料喷射装置将燃料喷射到经吸气通路120被吸入到发动机30中的空气里，以生成混合气，另一方面，由微型开关80检测节流阀60超过规定开度时的开操作并输出检测信号，根据气流传感器20的输出信号，利用马达控制机构90对驱动马达110进行动作控制，并借助由驱动马达110驱动的轴流式涡轮风扇107压缩被吸入到吸气通路120里的空气后供给发动机。可节省燃料，且能更好地净化有害废气。

Description

汽车发动机用的燃料供给装置

本发明涉及一种可节省燃料、且能更好地净化有害废气的汽车发动机用的燃料供给装置。

汽车发动机包括使用汽油的汽油发动机和使用轻油的柴油发动机等。图1表示向这些发动机供给燃料的燃料供给装置。

图1中，30是四缸式发动机，进气歧管(图中没表示)的4个分支管分别与发动机30的图中没表示的4个气缸的燃烧室相连。

滤气器10经气流传感器20、通气软管40和节流阀60与进气歧管(吸气侧)相连。节流阀60通过加速踏板50的操作进行开关操作。

而且，在进气歧管的分支管或发动机30的各个气缸的燃烧室里，设有能喷射燃料的喷嘴31。并且、气流传感器20的输出信号传递到微机控制器70。微机控制器70根据从气流传感器20输出的输出信号，同被吸入的空气流量的增减相对应地对由喷嘴31喷射的燃料量进行增减控制。

因此，在这种燃料供给装置中，在使发动机30动作时，吸气负压从图中没表示的燃烧室作用在图中没表示的进气歧管内，由该吸气负压使大气中的空气经滤气器10而被吸入到通气软管40侧。这时，由滤气器10捕集含在空气里的尘埃等污染物质，净化透过滤气器10的空气。被净化的空气经气流传感器20、通气软管40、节流阀60和进气歧管(图中没表示)而被吸入到发动机30的各个气缸的燃烧室内。另一方面，从喷嘴31把燃料喷射到图中没表示的进气歧管的4个分支管或燃烧室里，将该燃料与供到发动机30中的空气混合。然后，在燃烧室内把空气和燃料的混合气燃烧后，将废气排出到大气中。

当通过加速踏板50的踏入使节流阀60的开度增减时，使从滤气器10吸入的空气量增减、且使在节流阀60处生成的混合气的量增减，并且使从喷嘴31喷射到图中没表示的进气歧管的4个支管里的燃料量增减，从而使发动机30的输出功率增减。

为了用上述燃料供给装置急剧地增大发动机的输出功率，只要较大地踏入加速踏板50，就可以增加节流阀60开度。

但是，在踏入的初期发生发动机30的气体倒流现象。而且在这种场合下，不管空气吸入量减少与否，由于从喷嘴31喷射的燃料量增加，将浓的混合气吸入到发动机30的燃烧室里，形成混合气不充分燃烧的状态。其结果，在将加速踏板50较大踏入的初期，对大气环境和人体有害的一氧化碳、碳水化合物等废气从发动机30被排出到大气中，成为环境污染的主要原因。由此产生发动机输出效率降低、汽车的性能降低等问题。

曾考虑过一些方案来解决上述这些问题，例如，利用可通过废气的驱动旋转的涡轮机来驱动空气压缩机、而将超过正常量的空气供给发动机的涡轮增压器，或者利用与发动机的输出轴联动的空气压缩机将超过正常量的空气供给发动机的增压机等。

但是，由于这些涡轮增压器或增压机等空气过量供给机构都不是从后面装入到发动机中的结构，因而，都难以把这些空气过量供给机构简便地装到现有的一些汽车上。

又因为涡轮增压器或超级增压机等空气增压机构都是利用发动机的废气和动力进行动作，所以在发动机上就始终作用着负荷。其结果、为了避免空转时发动机停止，必须把空转时的发动机转速提高到一定程度。但是，在频繁地在交叉路口停车或在堵车时停车的情况下，若将空转时的发动机转速提高到一定程度，会消耗不必要的燃料，这在燃料费用上是不合算的。

又因为这些空气增压机构都是利用发动机的废气和动力而动作，所以未必能根据发动机的转速对供到发动机的空气量进行适当的控制。

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而作出的，其第一个目的是提供一种汽车发动机用的燃料供给装置，通过喷射同汽车加速或低速时吸入到发动机中的空气量相对应的燃料量，产生能完全燃烧的混合气体，以便节省燃料和提高发动机效率，且能更好地净化对大气环境和人体有害的废气。

本发明的第二个目的是提供一种能简便地组装到现有汽车上的汽车发动机用的燃料供给装置。

本发明的第三个目的是提供一种能根据发动机转速适当地控制供给发动机的空气量的汽车发动机用的燃料供给装置。

为了实现上述第一和第二目的而作出的本发明的汽车发动机用的燃料供给装置，包括：吸入作为空气的周围大气、并将其导引到发动机的吸气侧的吸气通路；检测被吸入到所述吸气通路里的空气量的空气流量检测机构；将被吸引到所述吸气通路里的空气进行压缩后供到所述发动机里的涡轮机构；配设在所述吸气通路中途的节流阀；将燃料喷射到经所述节流阀而供到发动机里的空气中的燃料喷射装置；以及燃料喷射控制机构，根据由所述空气流量检测机构输出的输出信号，对从所述燃料喷射装置喷射的燃料量进行同被吸入到所述吸气通路里的空气流量的增减相对应的增减控制；此外，还设有：驱动所述涡轮机构的驱动马达；检测开度超过规定值时的所述节流阀的操作、并输出检测信号的阀操作检测机构；接收来自所述阀操作机构的检测信号并对所述驱动马达进行驱动控制的马达控制机构。

而且，上述马达控制机构可以在接收由上述阀操作检测机构输出的检测信号时，对上述驱动马达进行规定转速的驱动控制。上述阀操作检测机构可以是检测同上述节流阀联动的加速踏板的踏入操作的微型开关。上述阀操作检测机构可以是检测上述节流阀的开度的开度检测传感器。上述阀操作检测机构可以是检测上述发动机的吸气负压的负压检测传感器。

而且，为了实现上述第三个目的而作出的本发明汽车发动机用的燃料供给装置，其中的阀操作检测机构可以是检测上述节流阀的开度的开度检测传感器，当由上述开度检测传感器输出的检测信号超过规定值时，上述马达控制机构根据上述开度检测传感器的检测信号，对上述驱动马达的旋转进行同上述节流阀的开度增减相对应的增减驱动控制。

为了实现上述第三个目的，阀操作检测机构可以是检测上述发动机的吸气负压的负压检测传感器，当由上述负压检测传感器输出的检测信号超过规定值时，上述马达控制机构根据上述负压检测传感器的检测信号，对上述驱动马达的旋转进行同上述吸气负压绝对值的增减相对应的增减驱动控制。

为了达到上述第三个目的，在阀操作检测机构检测节流阀的操作的期间，上述马达控制机构根据上述空气流量检测机构的检测信号，对上述驱动马达的旋转进行同空气吸入量的增减相对应的增减驱动控制。

此外，上述涡轮机构还可以是设有用于形成涡流的旋转叶片的轴流式涡轮风扇。上述轴流式涡轮风扇的旋转叶片的角度可设定为15～30度，以便在生成涡流的同时，增加空气的压力，并防止空气从发动机中倒流。

附图的简要说明：

图1是说明现有汽车中使用的空气供给和混合燃烧过程的概略示意图；

图2是说明本发明的汽车发动机用的燃料供给装置的概略示意图；

图3是表示图2所示的燃料供给装置的空气吸气通路剖面图；

图4A是图2所示发动机的概略说明图；

图4B是把图4A的局部剖开而表示的发动机纵向部分剖面图；

图5A是图2和图3所示的涡轮装置的轴测图；

图5B是表示图6所示的固定板和涡轮叶片的角度的展开说明图；

图6是图2和图3所示的涡轮装置的分解轴测图；

图7是把图2所示燃料供给装置的控制回路部分取出后表示的方框图；

图8A是用微机控制器进行的燃料喷射控制流程图；

图8B是用马达控制回路进行的涡轮装置控制的流程图；

图9是说明本发明的空气供给和混合燃烧过程的示意图；

图10A～图10E是把现有的和本发明的实验测定数据进行分析比较说明的图表；

图11A是表示本发明的燃料供给装置另一个实施例的主要部分说明图；

图11B是表示利用图11A所示结构的燃料供给装置的控制回路；

图12是表示负压传感器的一个实例的剖面图；

图13A是表示本发明的燃料供给装置再一个实施例的主要部分说明图；

图13B是表示利用图13A所示结构的燃料供给装置的控制回路。

下面，参照图2～图13说明本发明的优选实施例。

(一)第一实施例

在图2中，10是滤气器(空气滤清器)，20是气流传感器(流量检测机构)，30是发动机，31a～31d是燃料喷射装置(燃料喷嘴)，40、41是通气软管，50是加速踏板，60是节流阀，70是作为燃料喷射控制回路(燃料喷射控制机构)的微机控制器，80是通过加速踏板50而被接通断开的微型开关(阀操作检测机构)，90是含有微机(微型计算机)的马达控制回路(马达控制机构)，100是马达驱动式的涡轮装置(空气增压机构)。

如图3所示，滤气器10具有过滤器保持容器11和配设在过滤器保持容器11内的过滤器构件12。过滤器保持容器11设有空气吸入口11a，而且设有空气出口11b。通气软管40通过气流传感器20的壳体21同空气出口11b相连。

在通气软管40和通气软管41之间配设着涡轮装置100。如图3、图5A、图6所示，涡轮装置100设有被做成细长延伸且扁平的壳体101和封闭壳体101开放端的盖子102。在壳体101和盖子102的纵长方向的一个端部上，分别形成相互朝相反方向突出并成同心圆地设置的筒部101a和102a。

在筒部101a和102a内，分别成一体地设置着沿放射方向延伸的多片整流板(固定叶片)103和104。整流板103、104的板面沿着筒部101a和102a的轴线延伸，并分别相对于筒部101a和102a的轴线O倾斜α角和γ角。在多片整流板103的中心成一体地设有突起部105，在多片整流板104的中心成一体地设有突起部106。

在筒部101a、102a之间配设着空气压缩用的轴流式涡轮风扇(涡轮机构)107。轴流式涡轮风扇107包括能自由回转地保持在保持于突起部上的支持轴(图中没表示)上的突起部107a、从该突起部107a成放射状地延伸的多片涡轮叶片(旋转叶片)108、与突起部107a同心地且与涡轮叶片108成一体地设置的筒状定时齿轮109。上述涡轮叶片108的板面沿着定时齿轮109的轴线(与突起107的轴线一致)方向延伸，且相对于该轴线O倾斜β角。这种整流板103、104和涡轮叶片108的倾斜角α、γ和β如图5B所示地被设定为15°～30°。

而且，驱动马达110被固定在壳体101的另一端外表面上，定时齿轮111被配置在壳体101和盖子102这两者的纵长方向的另一端部之间。该定时齿轮111被固定在驱动马达110的输出轴110a上。并且，在定时齿轮109和111上挂着同步皮带112。因此，通过使驱动马达110动作，就将驱动马达110的输出轴110a的旋转经定时齿轮111、同步皮带112而传递给轴流式涡轮风扇107，并驱动轴流式涡轮风扇107旋转。这时，轴流式涡轮风扇107压缩筒部102a侧的空气并排向筒部101a侧。

此时，筒部101a侧的空气通过整流板104的作用而沿螺旋方向流动，由涡轮叶片108压缩而排出，这些被排出的空气通过整流板103的作用沿螺旋方向(与由整流板104形成的螺旋方向的流动相同的方向)流动并形成涡流，由此防止空气倒流。

具有这样结构的涡轮装置100的筒部102a与通气软管40相连，筒部101a经通气软管41和节流阀60的壳体61同进气歧管62相连。如图4A和4B所示，进气歧管62有4个分支管62a～62d。

如图4B所示，发动机30设有发动机本体32、气缸头33、气缸头盖34。而且，如图4A、4B所示，气缸本体32上设有4个气缸32a～32d，在气缸32a～32d内配设着活塞Pa～Pd，在气缸与活塞Pa～Pd之间形成燃烧室33a～33d。而且，在气缸头33上形成吸气口35a～35d，它们分别与各燃烧室33a～33d相连，并且，形成分别与各燃烧室33a～33d相连的排气口36a～36d。37a～37d是吸气阀，38a～38d是排气阀。

而且，上述进气歧管62的分支管62a～62d分别同发动机30的吸气口35a～35d相连。39是同排气口36a～36d相连接的排气歧管。上述燃料喷射装置(燃料喷嘴)31a～31d被安装在气缸头33上，可向各个吸气口35a～35d喷射燃料。燃料喷射装置(燃料喷嘴)31a～31d也可安装在进气歧管62的分支管62a～62d上。在使用柴油发动机时，要将燃料喷射到燃烧室里。

上述气流传感器20采用公知的结构。当把加速踏板50踏入超过规定量而使节流阀60的开度超过规定值时，通过加速踏板50使作为阀门操作检测机构的微型开关80接通。例如设定成，当加速踏板50的位置使节流阀60的开度为空转时的开度、或使节流阀60的开度稍大于空转时的开度时，微型开关80处于断开状态。

作为使微型开关80接通的结构，也可在与加速踏板50成一体的加速杆(图中没表示)的基部设置一个筒部，使该筒部通过支持轴能自由回转地保持在汽车车身上，在该筒部上设置一个凸轮，用该凸轮使微型开关80接通。也可在超过规定量地踏入加速踏板50时，该凸轮使微型开关80持续接通。另外，作为使该微型开关80接通的结构，也可设置一个通过钢丝等与加速踏板50联动的凸轮构件，在超过规定量地踏入加速踏板50时，凸轮构件使微型开关80持续接通。

从气流传感器20输出的输出信号和微型开关80的开信号(检测信号)如图2所示地被输入到马达控制回路90。马达控制回路90把由气流传感器20输出的输出信号输入到微机控制器70。在微型开关80接通时，马达控制回路90使驱动马达110动作，并根据气流传感器20的输出信号对驱动马达110的转速进行增减控制。而且，微机控制器70根据由气流传感器20输出的输出信号，对从燃料喷射装置31a～31d喷射到吸气口35a～35d的燃料量进行增减控制。

从上述滤气器10的空气吸入口11a至发动机30的吸气口36a～36d的通路，构成把外界空气吸入到发动机30的燃烧室33a～33d内的吸气通路。

下面，主要参照图8所示的流程图来说明具有上述结构的汽车用燃料供给装置的作用。

图中没表示的汽车的发动机点火钥匙有关闭位置、将作为附件的电源接通的辅助位置(ACC位置)、使点火电路接通的点火位置(IG位置)、使起动器动作而使发动机30动作的起动位置等。它的结构是公知的结构，这里省略图示和详细说明。

(1)基于微机控制器70的燃料喷射控制

步骤1：

当操作上述的发动机点火钥匙而使其移动到ACC位置时，把作为燃料喷射控制回路的微机控制器70进行初始化，然后进入到步骤2。

步骤2：

在该步骤，操作发动机点火钥匙使其移动到起动位置，使起动器动作而使发动机30运转，由此，使在发动机30的燃烧室33a～33d里产生的负压作用到吸气通路120上，由该吸气负压将大气中的空气经吸气通路120而吸入到发动机30的吸气口35a～35d中。这时，微机控制器70使燃料从燃料喷射装置31a～31d喷射到吸气口35a～35d里，在吸气口35a～35d处生成混合气。被吸入到滤气器10的大气中的空气透过过滤构件12后流到气流传感器20侧。这时，含在空气中的尘埃被过滤构件12捕集，透过过滤构件12的空气被净化。

生成的混合气被吸入到发动机30的燃烧室33a～33d里，由图中没表示的火花塞点火而使其燃烧。燃烧后的废气经排气口36a～36d、排气歧管39和图中没表示的排气管排出到大气中。这样就使发动机30运转。这时，气流传感器20计量被吸入到吸气通路120里的空气流量，把与该空气流量相对应的信号作为测量信号而输出，并将该测量信号作为输出信号而输入到马达控制回路90。而且，经马达控制回路90将该输出信号输入到作为燃料喷射控制回路的微机控制器70。

而且，在发动机30运转之后，解除作用在发动机点火钥匙上的操作力，则发动机点火钥匙从起动位置返回IG位置，进入到步骤3。

步骤3：

在该步骤，当发动机点火钥匙返回到IG位置时，微机控制器70根据从气流传感器20输出的输出信号对从燃料喷射装置31a～31d喷射到吸气口36a～36d里的燃料量进行增减控制，然后进入到步骤4。这时，如果吸入到吸气通路120里的、由气流传感器20计量的空气量被增减，则从燃料喷射装置31a～31d喷射到吸气口36a～36d里的燃料量被增减。被吸入到吸气通路120里的空气量(吸入空气量)是通过踏入加速踏板50并操作节流阀60而被增减的。

步骤4：

在本步骤，判断发动机点火钥匙的位置是否在点火(IG)位置，如果是IG位置，则判断为“是”而返回到步骤S3；如果不是IG位置，则判断为“否”而结束。

(2)基于马达控制回路90的涡轮装置100的控制

步骤10：

当操作发动机点火钥匙而使其移动到ACC位置时，在本步骤使马达控制回路90进行初始化，然后进入到步骤11。

步骤11：

在本步骤，通过操作发动机点火钥匙而使其移动到起动位置，使起动器动作而使发动机30运转，从而使在发动机30的燃烧室33a～33d中发生的负压作用到吸气通路120上，利用该吸气负压，经吸气通路120把大气中的空气吸入到发动机30的吸气口35a～35d。这时，如上所述，微机控制器70把燃料从燃料喷射装置31a～31d喷射到吸气口35a～35d，在吸气口35a～35d处生成混合气。被吸入到滤气器1 0的大气中的空气透过过滤构件12，并流过气流传感器20。这时，由过滤构件12捕集空气中所含的尘埃，净化透过过滤构件12的空气。

而且，生成的混合气被吸入到发动机30的燃烧室33a～33d里，由图中没表示的火花塞点火而使其燃烧。燃烧后的废气经排气口36a～36d、排气歧管39和图中没表示的排气管而排出到大气中。这样使发动机30运转。

这时，气流传感器20计量被吸入到吸气通路120里的空气流量，把与该空气流量相对应的信号作为测量信号而输出，并将该测量信号作为输出信号而输入到马达控制回路90。

而且，在发动机30运转之后，解除作用在把发动机点火钥匙上的操作力，则发动机点火钥匙从起动位置返回到IG位置，然后进入到步骤12。

步骤12：

在本步骤，判断加速踏板50是否超过规定量地踏入，即、判断加速踏板50是否超过规定量地踏入而将微型开关80接通。如果判断为微型开关80没接通，则判为“否”而进行循环；如果微型开关接通，则判为“是”而进入到步骤13。另外，当加速踏板50的位置使节流阀60的开度为空转时的开度、或使节流阀60的开度稍大于空转时的开度时，微型开关80处于断开状态。

步骤13：

在本步骤，由于节流阀60的开度超过空转时的开度、或超过稍大于空转时的打开角度，微型开关80接通，因此，由接受该接通信号的马达控制回路90对涡轮装置100的驱动马达110进行控制，使输出轴110a旋转。该驱动马达110的输出轴110a的旋转通过定时齿轮111、同步皮带112而传递给轴流式涡轮风扇107，使轴流式涡轮风扇107旋转。由此，轴流式涡轮风扇107压缩筒部102a侧的空气并将其排出到筒部101a侧。

这时，筒部102a侧的空气受整流板104的作用而沿螺旋方向流动，并被涡轮叶片108压缩而排出，被排出的空气受整流板103作用而沿着螺旋方向(与由整流板104形成的螺旋方向的流动相同)流动，形成如图5A中的箭头A所示的涡流，由此防止空气倒流。

另一方面，马达控制回路90根据从气流传感器20输出的输出信号对驱动马达110的动作进行控制，并根据被吸入到吸气通路120里的空气增减对驱动马达110的转速进行增减控制，并进入到步骤14。由此，可进行轴流式涡轮风扇107转速的增减控制，从而增减经轴流式涡轮风扇107压缩而排出到筒部102a侧的空气量。

由这样的涡轮装置100引起的空气增减量被设定成比没设置涡轮装置100的状态下仅靠吸气负压被吸入到发动机30里时的空气流量大很多。而且，由该涡轮装置100增减的空气借助进气歧管62而供到吸气口35a～5d，与从燃料喷射装置31a～31d供到发动机30里的燃料混合，生成具有使燃料完全燃烧所必需的混合比的混合气体。这时，由于从涡轮装置100供给的空气形成涡流，因而喷射到该空气涡流中的燃料被充分搅拌，能够与空气均匀地混合。因此，能使混合气燃烧更充分。

如上所述，由于在空转时涡轮装置100不动作，因而不浪费能量。又因为不必把空转时的发动机30转速设定成较高，所以在空转时不会无效地耗费燃料。又因为在空转以外的其他时间，能提供充足的空气以保证从燃料喷射装置31a～31d供到发动机30的燃料能充分燃烧，所以能充分防止混合气燃烧时产生有害气体。

步骤14：

在本步骤，判断发动机点火钥匙的位置是否在点火(IG)位置，如果是IG位置，则判断为“是”而返回到步骤S12；如果不是IG位置，则判断为“否”而结束。

下面，参照图9综合说明上述的空气供给量控制和燃料喷射控制动作。

当操作发动机点火钥匙而使其移动到ACC位置时，在步骤110将微机控制器70和马达控制回路90进行初始化。接着，在步骤110，当使发动机点火钥匙移动到起动位置时，从燃料喷射装置31a～31d将燃料喷射到吸气口35a～35d，另一方面、发动机30因起动器的作用而运转，然后进入到步骤111和115。

在步骤116，使在发动机30的燃烧室33a～33d中产生的负压作用到吸气通路120上，通过该吸气负压使大气中的空气经吸气通路120而被吸入到发动机30的燃烧室36a～37a中。这时，空气中所含的尘埃在步骤115由滤气器10捕集，使净化了的空气流过气流传感器20，并在步骤116使气流传感器116动作。该气流传感器116检测被吸入的空气量后输出。接着把气流传感器116的输出信号输入到马达控制回路90，而且，经马达控制回路90而输入到微机控制器70。

在步骤111，没踏入加速踏板50时重复上述动作，当踏入加速踏板50时，进入到步骤112和113。当把加速踏板50超过规定量地踏入时，在步骤112接通微型开关80，然后进入步骤114。

在步骤113，按照加速踏板50的踏入量增减节流阀60的开度，然后进入步骤119。

在步骤114，判断来自微型开关80的接通信号是否输入到微机控制器70。在微型开关80没被接通的“否”的场合下，进入到步骤112，在微型开关80被接通的“是”的场合下，进入到步骤117。

在步骤117，马达控制回路90使涡轮装置100的驱动马达110动作，然后进入到步骤119。这时，气流传感器20检测被吸入到吸气通路120里的空气吸入量，输出与该空气吸入量相对应的信号，并将该输出信号输入到马达控制回路90。马达控制回路90根据从气流传感器20输入的信号，按照空气吸入量的增减对驱动马达110的转速进行增减控制。

驱动马达110的输出轴110a的转速经定时马达111、同步皮带112而传递给轴流式涡轮风扇107，并驱动轴流式涡轮风扇107旋转。由此，轴流式涡轮风扇107压缩筒部102a侧的空气并将其排出到筒部101a侧。

这时，筒部102a侧的空气受整流板104作用而沿螺旋方向流动，并被涡轮叶片108压缩而排出，被排出的空气受整流板103作用而沿着螺旋方向(与由整流板104形成的螺旋方向的流动相同)流动，形成如图5A中的箭头A所示的涡流，由此防止空气倒流。由此，在轴流式涡轮风扇107下游的通气软管41内产生由涡流形成的压力，该压力随着空气吸入量的增减而被增减。

在步骤118，马达控制回路90把从气流传感器20输入的信号输入到微机控制器70。微机控制器70将燃料从燃料喷射装置31a～31d喷射到吸气口35a～35d。根据被吸入到吸气通路120里的空气吸入量的增减使燃料喷射量(成比例地)增减，然后进入步骤119。

在步骤119，将从燃料喷射装置31a～31d喷射到吸气口35a～35d里的燃料和经吸气通路120而被吸入到吸气口35a～35d的空气进行混合，生成燃料和空气的混合气。在将该混合气吸入到发动机30的燃烧室33a～33d里之后，用图中没表示的火花塞点火而使其燃烧。燃烧后的废气经排气口36a～36d和排气歧管39等排出到大气中。

(3)第二实施例

在上面说明的实施例中，是根据气流传感器20的检测信号、利用发动机30的吸气负压、并根据被吸入到吸气通路120里的空气吸入量的增减，利用马达控制回路90对驱动马达110的转速进行增减驱动控制。但本发明并不局限于这种方式。例如，可从发动机动作时的空转时开始，到踏入加速踏板50将微型开关80接通时，马达控制回路90接收由微型开关80输出的信号，将驱动马达110的旋转控制成一定转速。即、除了发动机30进行空转以外，可不考虑加速踏板50的踏入量，也就是说，不管节流阀60的开度增大多少，使驱动马达110以固定转速(例如9000rpm)动作。

在这种情况下，如果使节流阀60全开而使被吸入到发动机30里的空气流量成为最大吸入流量，在由驱动马达110动作而使轴流式涡轮风扇107动作时，通过把由上述涡轮风扇107供给发动机的空气量总是设定成超过最大吸入流量，就能总是将空气充分供给节流阀60，能使从节流阀60供给发动机30的这些空气量充分保证燃料的燃烧。

这时，可根据加速踏板50的踏入量的增减、或者根据节流阀60开度的增减，对燃料供给装置31a～31d的燃料喷射量进行增减控制。如图13所示，可设置一个与节流阀60同轴的电位计131作为开度传感器(阀操作检测机构)，由该电位计131进行节流阀60的开度增减量的检测。还可以设置一个与加速踏板50联动的可变电阻作为开度传感器(阀操作检测机构)，由该可变电阻进行加速踏板50的踏入量增减的检测。

在本实施例中，由于在空转时涡轮装置100不动作，因而不浪费能量。又因为不必把空转时发动机30的转速设定成较高，所以在空转时不浪费燃料。又因为在空转以外的其他时间，能提供充足的空气量以保证从燃料喷射装置31a～31d供到发动机30的燃料完全燃烧，所以能充分防止混合气燃烧时产生有害气体。

<第一评价例>

图10表示在发动机转速为1500rpm、驱动马达100的转速为9000rpm的条件下行车6000km时，一氧化碳、碳氢化合物、二氧化碳、温度等其它量的测定结果的平均值。而表1表示发动机转数为1500rpm时的、图10所示测定结果的数据。

行驶距离表示，在把驱动马达110的转速定为9000rpm、并将发动机转速设定为1500rpm的条件下用1升燃料能行驶的距离。在本评价例中，省略了发动机的排气量，不过，本评价例示出如下的数据，即、在使用同一种发动机的现有汽车中，利用本发明装置之前的数据和利用本发明装置时的数据。

由上述表1和图10可知，同从前相比，本发明可显著地减少对大气环境和人体有害的一氧化碳和碳氢化合物的产生量。

而且，在燃料量和发动机转速相同的条件下比较行驶距离时，由于本发明具有行驶距离比以前更长的的优点，因此发动机的燃烧效率优于从前。

【表1】[表1]

检测项目	测定实验数据
			从前	本发明
	燃料(1升)	1			1
发动机转速(rpm)			1500	1500
	一氧化碳CO(％)	0.458			0.035
碳氢(HC)(ppm)化合物			113	34
	二氧化碳(CO2)(％)	14.8			15.3
温度(℃)			16.2	17.3
	行驶距离(km)	6			9

(第二评价例>

使利用了通常燃料供给装置的现有的1500cc发动机的转速为1600rpm的场合下，行驶距离是每升12km。与此相比，利用了本发明的燃料供给装置的1500cc发动机、在将转速取为1600rpm、驱动马达110的转速取成9000rpm时，行驶距离是每升18km。由这例子可知，在用1500cc发动机、把转数取为1600rpm时，本发明的每升行驶距离比现有的多6km，燃料费用也就比以前的少。

(4)第三实施例

虽然上述实施例是把微型开关80用作检测节流阀60开度的传感器，但本发明并不局限于此。例如、可采用如图11所示的结构，即、设置一个检测进气歧管62的吸气负压的负压传感器130作为开度传感器(阀门操作检测机构)，用负压传感器130检测节流阀60的开度超过规定时的进气歧管62内的吸气负压，把这时的来自吸气负压传感器130的检测信号输入到马达控制回路90，与上述实施例同样地使驱动马达110动作。

图12表示负压传感器130的原理。在图12中，负压传感器130具有把其周缘部保持在本体箱140和141之间的隔膜142。该隔膜142把在本体箱140、141形成的空间分割成负压室143和大气室144。

而且，负压传感芯器130包括：设置在本体箱140端壁中央的轴承筒部145；与轴承筒部145的轴线同心地设置在本体箱140内的检测线圈146；一个端部147a保持在隔膜142的中央而另一个端部147b可沿轴向移动地保持在轴承筒部145内的杆147；与杆147成一体地设置、且设在检测线圈146内的铁芯148。负压室143借助设在端壁上的连通孔141a与进气歧管62连通。

而且，在本体箱141的端壁中央设有轴承筒部150，在轴承筒部150内可进退调整地通过螺纹拧紧着调整螺钉151。位于负压室143内的弹簧支承体152保持在该调整螺钉151的端部上，在该弹簧支承体152和隔膜142之间安装着压缩螺旋弹簧153。将隔膜142弹向图12中的左方的弹力，可通过左右移动调整弹簧151来实现。154是可拆卸地装在轴承筒部150端部上的密封盖。

因此，当进气歧管62的吸气负压作用在负压室143内时，由该吸气负压使隔膜142克服螺旋弹簧153的弹力而向负压室143侧移动，使杆147和铁芯148向负压室143侧移动，在负压室143内的吸气负压和螺旋弹簧153的弹力相均衡的位置上停止移动。由于随着铁芯148的移动而从检测线圈146输出的检测信号发生变化，因而该检测信号的变化就与进气歧管62内的吸气负压相对应地变化。

由于将隔膜142弹向图12中的左方的弹力可通过左右移动调整弹簧151来实现，因而能调整由检测线圈146产生的吸气负压的检测信号和吸气负压之间的对应关系，并且，能通过该调整来调整使驱动马达110开始动作的时间。

这样，由于直接检测进气歧管62的吸气负压的增减，并由该检测信号直接控制驱动马达110的旋转增减，且控制由涡轮风扇107形成的空气供给量，因此，能正确地控制从涡轮风扇107供到发动机30的空气供给量。这种场合下，能够使从轴流式涡轮风扇107供给发动机30的空气供给量，大于随发动机30的动作由吸气负压吸入到发动机30里的空气吸入量。可容易地设定这时的空气供给控制，使空气供给量保证燃料喷射装置31a～31d喷射的燃料完全燃烧。

在本实施例中，由于空转时涡轮装置100不动作，因此，就不浪费能量。又因为不必把空转时发动机30的旋转设定成较高，所以在空转时不会无效地耗费燃料。又因为在空转以外的其他时间，能提供充足的空气量以保证从燃料喷射装置31a～31d供到发动机30的燃料完全燃烧，所以能充分防止混合气燃烧时发生有害气体。

(5)第四实施例

此外，如上所述，还可以设置一个与节流阀60同轴的电位计131作为开度传感器，由该电位计131检测节流阀60超过规定开度时的值，把这时的由电位计131输出的检测信号输入到马达控制回路90，与第一实施例同样地使驱动马达101动作。而且，也可用设有可变电阻的检测器检测加速踏板50的踏入量，把该检测信号输入到马达控制回路90，与上述实施例同样地使驱动马达101动作。在这些场合下，由马达控制回路90对驱动马达110的动作进行控制，从而按照加速踏板50踏入量的增减、即按照节流阀60的开度的增减使驱动马达110的转速增减。

这样，由于直接检测加速踏板50踏入量的增减或节流阀60的开度的增减，由该检测信号直接控制驱动马达110的旋转的增减，并控制由涡轮风扇107形成的空气供给量的增减，因此，能正确地控制从涡轮风扇107供到发动机30的空气供给量。这种场合下，可使从轴流式涡轮风扇107供给发动机30的空气供给量大于随发动机30动作的吸气负压而吸入到发动机30里的空气吸入量。而且，可容易地设定空气供给控制，使空气供给量保证燃料喷射装置31a～31d喷射的燃料完全燃烧。

在本实施例中，由于空转时涡轮装置100不动作，因而不存在能的无端浪费。又因为不必把空转时发动机30的转速设定成较高，所以在空转时不会无效地耗费燃料。又因为在空转以外的其他时间，能提供充足的空气量以保证从燃料喷射装置31a～31d供到发动机30的燃料完全燃烧，所以能充分防止混合气燃烧时发生有害气体。

以前的涡轮风扇一般是将靠发动机的废气流旋转的排气侧风扇设在排气通路里，将与该排气侧风扇联动旋转的吸气侧风扇设在吸气通路里，由该吸气侧风扇根据发动机的旋转的增减把空气供给发动机。但是，在这种结构中由吸气侧风扇供给发动机的空气供给量会受废气流的增减量的影响，因此，就很难根据加速踏板的踏入量和节流阀开度的增减来适当且迅速地追踪控制发动机的空气供给量。即、吸气侧风扇的旋转变化迟后于加速踏板50的踏入操作。

但是，由于第三实施例直接检测进气歧管62的吸气负压的增减，而第四实施例直接检测加速踏板50踏入量的增减或节流阀60的开度的增减，并由这些检测信号直接控制驱动马达110的旋转的增减，且对涡轮风扇107形成的空气供给量进行增减控制，因此，能适当且迅速地根据加速踏板的踏入量和节流阀的开度的增减来控制供给发动机的空气供给量。即，对于加速踏板的踏入操作，能够以较高的追踪性进行空气供给控制，所以能经常迅速地供给使燃料完全燃烧所必需的空气供给量。

由于第四实施例中的驱动马达110的转速不受发动机30的旋转输出和废气流量等的直接影响，与加速踏板50的踏入直接联动地被控制，因而对加速踏板50的踏入操作有较好的跟踪性。

如上所述，本发明的汽车发动机用的燃料供给装置，它包括：吸入作为空气的周围大气、并将其导引到发动机吸气侧的吸气通路；检测被吸入到上述吸气通路里的空气量的空气流量检测机构；对吸引到上述吸气通路里的空气进行压缩后将其供到上述发动机里的涡轮机构；配设在上述吸气通路中途的节流阀；将燃料喷射到经上述节流阀而供给发动机的空气里的燃料喷射装置；根据上述空气流量检测机构输出的输出信号、对上述燃料喷射装置喷射的燃料量、按照吸入到上述吸气通路里的空气流量增减、进行增减控制的燃料喷射控制机构，由于还设有驱动上述涡轮机构的驱动马达，设有用来检测开度超过规定值时上述节流阀的操作、并输出检测信号的阀操作检测机构，设有用来接受上述阀操作机构输出的检测信号并对上述驱动马达进行驱动控制的马达控制机构，因此，通过喷射一定量的燃料、使其与汽车加速和低速时吸入到发动机里空气量相调和，就可生成能完全燃烧的混合气，由此可节省燃料并可提高发动机效率，能更好地净化对大气环境和人体有害的废气。

而且，由于在空转时涡轮装置不动作，因而发动机就没有无效的消费。又因为不必把空转时发动机的回转设定成较高，所以在空转时不会进行无效的燃料消费。又因为在空转以外的其他时间，能提供充足的空气量以保证燃料喷射装置供到发动机的燃料完全燃烧，所以能充分防止混合气燃烧时发生有害气体。结果有这样的效果，即、通过增加吸入到发动机里的空气量，能实现高输出、低燃料消费、低公害；通过减少发动机噪声、能使汽车驾驶员在舒适环境中进行驾驶。

由于这种结构只要把马达驱动式的涡轮机构装到以前的汽车上就能构成本发明，因而能把本发明装置简易地组装到以前的汽车上。此外，通过将马达驱动式涡轮装置装在空气通路中途，能防止空气流从发动机开始倒流，由此能使发动机的燃烧效率增大，能降低燃料消费。

在上述马达控制机构是接受上述阀操作检测机构输出的检测信号时，将上述驱动马达驱动控制成一定转数的场合下，能使驱动涡轮机构的驱动马达的动作控制简单化。

在上述阀操作检测机构是检测与上述节流阀联动的加速踏板的踏入操作的微型开关时，能便宜地构成含有阀操作检测机构的本发明装置。

在上述阀操作检测机构是检测上述节流阀开度的开度检测传感器的场合下，在把本发明用于设有检测节流阀开度的传感器的汽车时，不必重新设置阀操作检测机构，能便宜地构成本发明装置。

在上述阀操作检测机构的结构是检测上述发动机的吸气负压的负压检测传感器的场合下，在把本发明用于设有负压检测传感器的汽车时，不必重新设置负压传感器检，能便宜地构成本发明装置。

在上述阀操作检测机构是检测上述节流阀开度的开度检测传感器，在上述开度检测传感器输出的检测信号超过规定值时，上述马达控制机构根据上述开度检测传感器的检测信号，按照上述节流阀的开度增减，对上述驱动马达的回转进行增减驱动控制场合下，能按照发动机转数正确地控制供给发动机的空气量。

在上述阀操作检测机构是检测上述发动机的吸气负压的负压检测传感器，在上述负压检测传感器输出的检测信号超过规定值时，上述马达控制机构根据上述负压检测传感器的检测信号，按照上述吸气负压绝对值的增减，对上述驱动马达的回转进行增减驱动控制场合下，能按照发动机转数正确地控制供给发动机的空气量。

在上述阀操作检测机构检测节流阀的操作时，上述马达控制机构根据上述空气流量检测机构的检测信号、按照空气吸入量的增减对上述驱动马达的回转进行增减驱动控制的场合下，能根据发动机的转数正确地控制供给发动机的空气量。

此外，在上述涡轮机构是设有涡流生成用的回转叶片的轴流式涡轮风扇的场合下，在把燃料喷射到供给发动机的空气里时，由空气涡流促进燃料和空气的搅拌混合，能生成均匀的混合气，从而能使混合气完全燃烧。

在把上述轴流式涡轮风扇的回转叶片的角度设定为15～30度，以便在生成涡流的同时、增加空气的压力并防止空气从发动机倒流的场合下，在将燃料喷射到供给发动机的空气里时，能产生可有效地使燃料和空气进行搅拌混合的涡流。

Claims (10)

1.一种汽车发动机用的燃料供给装置，包括：吸入作为空气的周围大气、并将其导引到发动机(30)的吸气侧的吸气通路(120)；检测被吸入到所述吸气通路(120)里的空气量的空气流量检测机构(20)；将被吸引到所述吸气通路(120)里的空气进行压缩后供到所述发动机(30)里的涡轮机构(107)；配设在所述吸气通路(120)中途的节流阀(60)；将燃料喷射到经所述节流阀(60)而供到发动机(30)里的空气中的燃料喷射装置(31a～31d)；以及燃料喷射控制机构(70)，根据由所述空气流量检测机构(20)输出的输出信号，对从所述燃料喷射装置(31a～31d)喷射的燃料量进行同被吸入到所述吸气通路(120)里的空气流量的增减相对应的增减控制；其特征在于，还设有：驱动所述涡轮机构(107)的驱动马达(110)；检测开度超过规定值时的所述节流阀(60)的操作、并输出检测信号的阀操作检测机构(80、130、131)；接收来自所述阀操作机构(80)的检测信号并对所述驱动马达(110)进行驱动控制的马达控制机构(70)。

2.如权利要求1所述的汽车发动机用的燃料供给装置，其特征在于，所述马达控制机构(70)接收来自所述阀操作检测机构(80、130、131)的检测信号的时候，对所述驱动马达(110)进行规定转速的驱动控制。

3.如权利要求2所述的汽车发动机用的燃料供给装置，其特征在于，所述阀操作检测机构是检测同所述节流阀(60)联动的加速踏板(50)的踏入操作的微型开关(80)。

4.如权利要求2所述的汽车发动机用的燃料供给装置，其特征在于，所述阀操作检测机构是检测所述节流阀(60)的开度的开度检测传感器(130、131)。

5.如权利要求2所述的汽车发动机用的燃料供给装置，其特征在于，所述阀操作检测机构是检测所述发动机(30)的吸气负压的负压检测传感器(130)。

6.如权利要求1所述的汽车发动机用的燃料供给装置，其特征在于，所述阀操作检测机构是检测所述节流阀(60)的开度的开度检测传感器(130、131)，当由所述开度检测传感器(130、131)输出的检测信号超过规定值的时候，所述马达控制机构(70)根据所述开度检测传感器(130、131)的检测信号，对所述驱动马达(110)的旋转进行同所述节流阀(60)的开度增减相对应的增减驱动控制。

7.如权利要求1所述的汽车发动机用的燃料供给装置，其特征在于，所述阀操作检测机构是检测所述发动机(30)的吸气负压的负压检测传感器(130)，当由所述负压检测传感器(130)输出的检测信号超过规定值的时候，所述马达控制机构(70)根据所述负压检测传感器(130)的检测信号，对所述驱动马达(110)的旋转进行同所述吸气负压绝对值的增减相对应的增减驱动控制。

8.如权利要求1所述的汽车发动机用的燃料供给装置，其特征在于，在所述阀操作检测机构(80、130、131)检测节流阀(60)的操作的期间，所述马达控制机构(70)根据所述空气流量检测机构(20)的检测信号，对所述驱动马达(110)的旋转进行同空气吸入量的增减相对应的增减驱动控制。

9.如权利要求1所述的汽车发动机用的燃料供给装置，其特征在于，所述涡轮机构是设有用于形成涡流的旋转叶片(108)的轴流式涡轮风扇(107)。

10.如权利要求9所述的汽车发动机用的燃料供给装置，其特征在于，所述轴流式涡轮风扇(107)的旋转叶片(108)的角度设定为15至30度，以便在形成涡流的同时，增加空气的压力，并防止空气从发动机(30)中倒流。

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