JPS5833373B2 - 燃料噴射式エンジンの過給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、吸気通路に吸入空気量検出装置を設け、吸入
空気量に応じて燃料噴射量を設定するようにした燃料噴
射式エンジンに好適な過給装置に関する。

従来より、主吸気通路に加えて過給通路を設け、自然吸
入による主吸気通路からの主吸気に加えて、エンジンに
よって駆動される過給機により加圧されたエア又は混合
気を過給気として過給通路からエンジンの燃焼室に補助
的に充填（過給）し、エンジンの充填効率をアップし、
エンジン出力の向上を図るようにしたエンジンの過給装
置は公知である。

（例えば特開昭５３−２４９１３号公報参照） ところで、この種の過給装置を燃料噴射式エンジンに適
用する場合には、過給通路からエンジンの燃焼室に供給
される過給量自体も燃料噴射量の設定にとって重要であ
るため、過給量を正確に計量する必要があり、そのため
には、エアフローメータ等の空気量検出装置を介設した
主吸気通路と過給機を介設した過給通路とに分岐し、一
つの空気量検出装置によってエンジンの燃焼室に供給さ
れる吸入空気の総量を検出することが有利である。

しかしながら、過給機によって供給される過給気は、エ
ンジンの全運転範囲に亘ってその全量がエンジンの作動
室に供給されるとは限られず、例えば出力性能よりも排
気ガス浄化性能が問題となるエンジンの低負荷運転時に
は、排気ガス浄化用の２次エアとして過給気の一部を過
給機下流の過給通路より分岐させて設けた２次エア供給
通路からエンジンの排気通路に供給することが有利であ
ると考えられている。

したがって、エンジンの運転条件によっては、上記吸気
通路に介設した空気量検出装置によって検出した吸入空
気の全量がエンジンの燃焼室に供給されるものではなく
、通常の如く、上記空気量検出装置によって検出した空
気量に応じて、燃料噴射量を設定した場合には、燃料が
過剰となる問題がある。

この問題を解消するためには、過給通路からさらに２次
エア供給通路に分流される２次エア量を、上記とは別の
エアフローメータ等の空気量検出装置によって検出し、
その検出値を吸気通路に介設した空気量検出装置の検出
値から減算し、その計算結果に応じて燃料噴射量を設定
することが考えられるが、この方式は、空気量検出装置
を余計に設けなければならないうえ、燃料噴射装置側の
制御をいたずらに複雑化する問題がある。

本発明は、かかる問題を解消すべくなされたものであっ
て、単一の空気量検出装置を用いたうえで、２次エアと
して消費される２次エア供給量分は、その量に応じて空
気量検出装置をバイパスさせて別途過給通路を含む吸気
通路に供給することにより、空気量検出装置は、エンジ
ンの燃焼室内に実際に供給される吸入空気の総量を常時
正確に検出することができ、よって過給装置を採用する
場合にも、燃料噴射制御系には伺んらの変更をもたらす
ことなしに、正確な燃料制御が行える燃料噴射式エンジ
ンの過給装置を提供することを目的としている。

このため、本発明においては、空気量検出装置をバイパ
スして過給機上流の過給装置と大気とを連通ずるバイパ
ス通路を設けるとともに、該バイパス通路に、過給通路
から過給機下流において分岐した２次エア通路に流れる
２次エア量の増加に応じて開く制御弁を介設し、２次エ
ア供給量分を空気量検出装置をバイパスさせて供給する
ようにしたことを特徴としている。

以下、図示の実施例について本発明をより具体的に説明
する。

第１図において、Ｅはピストン１の往復動でクランク軸
２を回転させるようにしたレシプロエンジン、３は主吸
気バルブ４により吸気行程において燃焼室５に対して開
かれる主吸気ポート、６は過給バルブ７により吸気行程
に終期に燃焼室５に対して開かれる過給ポート、８は排
気バルブ９により排気行程において開かれる排気ポート
である。

また、１０はエアクリーナ、１１はエアクリーナ１０に
接続した吸気通路、１２は吸気通路１１を通過する吸入
空気の総量を検出するエアフローメータ等よりなる空気
量検出装置、１３は空気量検出装置１２の下流において
上記吸気通路１１に連続する主吸気通路１４に対して分
岐した過給通路で、その途中には、ベーン型エアポンプ
よりなる過給機１５を介設している。

上記主吸気ポート３に連通ずる主吸気通路１４にはエン
ジンＥの負荷に応じて開閉されるスロットルバルブ１６
を介設するとともに、その下流に空気量検出装置１２の
検出信号に応じてコンピュータＡにより制御される燃料
噴射装置１７を設置し、燃料噴射式のエンジンを構成し
ている。

−力、上記過給通路１３の過給機１５の上流には、上流
が大気、好ましくはエアクリーナ１０に開口し、空気量
検出器１２をバイパスするバイパス通路１８の下流を連
通ずるとともに、過給通路１３の過給機１５の下流で、
かつエンジンＥの負荷に応じて過給量をコントロールす
る過給量コントロールバルブ１９の上流の部分から分岐
して排気ポート８に連続する排気通路２０に２次エアを
供給する２次エア供給通路２１を設け、この２次エア供
給通路２１の途中に介設した２次エアコントロール用の
流量調整弁２３の開度に応じて過給気の一部を２次エア
として供給する。

この２次エア供給通路２１の流量調整弁２３の上流側に
は、２次エア供給通路２１に流れる２次エア供給量に比
例して開度が決まる２次エア流量検出弁２４を第２図に
も示すように介設するとともに、上記バイパス通路１８
の過給通路１３との連通部には、リンク機構２５を介し
て上記２次エア流量検出弁２４と連動して開閉され、よ
り好ましくはバイパス通路１８を開けるにしたがって上
記連通部上流の過給通路１３の通路面積を小さくするバ
イパスエア流量制御弁２６を設け、該バイパスエア流量
制御弁２６によってバイパスエア流量を常時２次エア流
量に等しくなるように流量制御する。

なお、第１図において、２７は途中にチェックボールタ
イプのリリーフ弁２８を介設したリリーフ通路で、過給
機１５の吐出圧がＩＪ ＩＪ−フ弁２８の設定圧を越え
たときには、過給機１５の吐出側から吸込側にエアをリ
リーフする。

上記の如く、２次エア供給通路２１に設けた２次エア流
量検出弁２４によって、２次エア流量を検出し、その２
次エア流量に等しいエア量をバイパス通路１８から供給
するようにすれは、吸気通路１１から吸入する空気量は
、その分だけ少なくなり、吸気通路１１に設置した空気
量検出装置１２は、２次エア供給量分を除いた総吸入空
気量、換言すれは、エンジンＥの燃焼室５に主吸気ポー
ト３から自然吸入される吸気量と過給ポート６から吸気
行程終期に過給される過給気量の相和を正しく検出する
ことができる。

その結果、コンピュータＡは、空気量検出装置１２の検
出出力に応じて、燃料噴射量を正確に設定することがで
き、燃料噴射装置１７は、上記総吸入空気量に比例した
燃料を主吸気通路１４の下流に噴射し、常時一定した空
燃比の下で安定したエンジンの燃焼性を保証することが
できる。

第３図に示す実施例は、第１図に示した実施例のバイパ
スエア流量制御弁２６の変形例であって、バイパス通路
１８に２次エア流量検出弁２４と連動してバイパス通路
１８のみを開閉するバイパスエア流量制御弁２６′を介
設するとともに、過給通路１３が吸気通路１１から分岐
した部分、換言すれば、バイパス通路１８との合流部よ
り上流の過給通路１３に、第４図に具体的に示すように
、大径部２９を形成して、その内部にチェックバルブ３
０をコイルスプリング３１で支持してなるバキュームコ
ントロールバルブ３２を設置し、空気量検出装置１２を
介設した吸気通路１１側とバイパス通路１８側とをエン
ジンＥの運転条件によって実質的にカットしたものであ
る。

上記バキュームコントロールバルブ３２は、該バキュー
ムコントロールバルブ３２下流の過給通路１３を例えば
常時−１０〜２０７ＸｆｆｌＨｇの負圧に維持しつるよ
うに、そのコイルスプリング３１のバネ力を設定し、過
給気の全量を２次エアとして供給するエンジンＥの低負
荷時においては、過給量コントロールバルブ１９が全閉
になるとともにバイパスエア流量制御弁２６′が２次エ
ア流量検出弁２４に連動して開き、バイパス通路１８か
ら供給される２次エアと実質的に笠量のバイパスエアに
よって、バキュームコントロールバルブ３２下流の過給
通路１３の負圧を−１０〜２０ ｍｌ＋ＩＨｇ以下に維
持シ、バキュームコントロールバルブ３２を全閉状態に
保持して吸気通路１１側とは実質的に独立した２次エア
の供給系を構成する。

したがって、２次エアとして使用された過給気が空気検
出装置１２によって検出されることがなく、空気量検出
装置１２はエンジンＥの燃焼室５に供給された吸入空気
量のみを正しく検出することとなる。

一力、２次エアの供給をカットし、過給機１５によって
吐出される過給気を専ら過給ポート６からエンジンＥの
燃焼室５に供給するエンジンＥの高負荷運転時には、２
次エア流量検出弁２４に連動してバイパスエア流量制御
弁２６′は全閉され、その結果生じるバキュームコント
ロールバルブ３２下流の過給通路１３の負圧によって、
バキュームコントロールバルブ３２が開作動され、過給
通路１３には空気量検出装置１２によって計量された吸
入空気の一部が流入し、流入した吸入空気は、過給機１
５によって加圧され、エンジンＥの負荷に応じて開度が
設定された過給量コントロールバルブ１９の開度に応じ
て、過給ポート６から吸気行程の終期に燃焼室５内に過
給される。

したがって、過給時の過給気量は、空気量検出装置１〜
２によって正しく計量され、コンピュータＡは、燃焼室
５に供給される吸入空気の総量に比例した燃料噴射量を
燃料噴射装置１７に指示し、正確な空燃比のもとでエン
ジンＥの良好な燃焼を保証し、また、過給による充填率
の向上でエンジンＥの高出力を保証する。

なお、第３図および第４図に示す実施例は、第１図の実
施例と他に異なる所はないので、同一符号を付して重複
した説明を省略する。

また上記各実施例においては主吸気通路１４および過給
通路１３を夫々独立して燃焼室５に接続したものについ
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく
、例えば前記特開昭５３２４９１３号公報に記載されて
いるように、主吸気通路と過給通路とを合流させたうえ
で燃焼室に接続したものにも適用しうる。

以上詳細に説明したように、本発明は、燃料噴射式エン
ジンに過給装置を適用するに際して、過給気の一部を２
次エアとしてエンジンの排気系に供給した場合には、２
次エア供給量に実質的に等しいエア量を空気量検出装置
をバイパスしたバイパス通路によって過給通路を含む吸
気通路に供給するようにした過給装置を提供するもので
ある。

本発明によれば、エンジンの燃焼室に実際には供給され
ず２次エアとして消費される過給気量に等しい量のエア
を吸気通路に介設した空気検出装置で計量しないよっに
、過給通路を含む吸気通路に補給することができるので
、単一の空気量検出装置によっても、エンジンの燃焼室
に供給（充填）される吸入空気の総量を常時正確に検出
することができ、正確な燃料コントロールのもとに、過
給による出力の向上を図ることができるうえ、燃料噴射
装置の制御構造を簡単なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る燃料噴射式エンジンの
過給装置の全体概略説明図、第２図は本発明に係る制御
弁の一実施例を示す要部断面説明図、第３図は本発明の
他の実施例を示す第１図と同様の全体概略説明図、第４
図は上記制御弁の他の実施例を示す第２図と同様の要部
断面説明図である。 Ｅ・・・・・・エンジン、３・・・・・・主吸気ボート
、６・・・・・・過給ポート、１１・・・・・・吸気通
路、１２・・・・・・空気量検出装置、１３・・・・・
・過給通路、１４・・・・・・主吸気通路、１５・・・
・・・過給機、１７・・・・・・燃料噴射装置、１８・
・・・・・バイパス通路、２１・・・・・・２次エア通
路、２４・・・・・・２次エア流量検出弁、２５・・・
・・・リンク機構、２６．２６’・・・・・・制御弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸気通路を分岐して主吸気通路と過給機を介設した
   過給通路とを形成するとともに、主吸気通路と過給通路
   との分岐部よりも上流の吸気通路に吸入空気量を検出す
   る空気量検出装置を設け、該空気量検出装置の出力信号
   に応じて燃料噴射量を制御する一力、上記過給機下流の
   過給通路より分岐して排気系に２次エアを供給する２次
   エア供給通路を設けてなる燃料噴射式エンジンの過給装
   置において、 上記空気量検出装置をバイパスして過給機上流の過給通
   路と大気とを連通ずるバイパス通路を設けるとともに、
   該バイパス通路に上記２次エア供給通路に流れる２次エ
   ア量の増加に応じて開く制御弁を介設したことを特徴と
   する燃料噴射式エンジンの過給装置。