JPS59105955A - デイ−ゼルエンジンの排気還流装置 - Google Patents

デイ−ゼルエンジンの排気還流装置

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JPS59105955A
JPS59105955A JP57216091A JP21609182A JPS59105955A JP S59105955 A JPS59105955 A JP S59105955A JP 57216091 A JP57216091 A JP 57216091A JP 21609182 A JP21609182 A JP 21609182A JP S59105955 A JPS59105955 A JP S59105955A
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JP
Japan
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exhaust
throttle valve
recirculation
valve
negative pressure
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JP57216091A
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Masanori Sawara
佐原 正憲
Takeshi Matsuoka
松岡 孟
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065Specific aspects of external EGR control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D2041/0017Controlling intake air by simultaneous control of throttle and exhaust gas recirculation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ディーゼルエンジンの吸気通路と排気通路を
適宜の排気還流管で接続し且つ該排気還流管に該排気還
流管を開閉制御する排気還流制御装置を取付ける一方、
吸気通路のしかも排気還流管の関口位置より吸気上流側
位置に適宜の絞シ弁開度制御装置によって開閉せしめら
れる開度可変の絞シ弁を取付け、排気還流管の開閉と絞
シ弁によって発生せしめられる負圧の変化によって排気
止4流管を介して排気通路から吸気通詫−側に速流せし
められる排気の還流量を制御する如くしたディーゼルエ
ンジンの排気連流装置に関するものである。
従来ディーゼルエンジンの排気還流装置として、吸気通
路の排気還流管の13’t40位音よシ吸気上品荀:j
位1hに絞シ弁を設置し、該絞り弁を運転状態に応じて
開閉制御することによって七;ト気逐流管の吸気通路開
口部に負圧を発生させ、との負圧の大きさによって排気
の還流量を制御するようにしたものが知られている(実
公昭53−77)′?7号)。
また、排気を還流させない高負荷域などにおいて排気還
流の停止を確実に行なうために該運転域に排気還流管を
遮断する弁装置を設けることも知られている。こうした
従来の装置において排気を還流させる場合は、前記弁装
置に排気還流管を開く信号が出力される一方、上記絞勺
弁には運転状態に適した排気の還流量が得られる開度に
々るよりに開閉制御信号が与えられるようになっている
又、排気ガスの還流を停止する非還流の場合は、11]
記弁装置には排気還流管を閉じる信号が出力される一方
、絞り弁には全開信号が出力されるようになっている。
しかしながら、排気ガス非還流時の場合、制御系の故障
等によって排気還流管を閉じる信号が弁装置に出力され
弁装置が排気還流管を閉じても絞り弁を全HHに制御す
る信号が出力され寿いで絞り弁が閉じたま捷の状態にな
ることが生じる。この場合、流入する新気の量が減少す
るため、失火によるHC,COの増加、あるいは着火遅
れによるノック音の増加、さらに高負荷運転時において
は空気過剰率が小さくなって排気中にスモークが発生す
るといった問題が発生する。
本発明は、上記の如き従来のディーゼルエンジンの排気
還流装置の問題に鑑みてなされたものであって、排気還
流管の閉作動と絞り弁の開作動とを対応させることによ
シ、上記の問題点を解消し得る排気還流装置を提供する
ことを目的とする。
即ち本発明に係わるディーゼルエンジンの排気還流装置
では、ディーゼルエンジンの吸気通路と排気通路を適宜
の排気還流管で接続し且つ該排気還流管に該排気還流管
を開閉制御する排気還流制御装置によって開閉せしめら
れる弁装置を取付ける一方、前記吸気通路のしかも前記
排気還流管の10位置より吸気上流位置に適宜の絞シ弁
開度制御装置によって開閉せしめられる[a度可変の絞
多弁を取付け、前記弁装置の開閉と前記絞、り弁によっ
て発生せしめられる負圧の変化によって前記排気還流管
を介して前記排気′A路から吸気通路側に逆流せしめら
れる排気の還流量を制御する如くしたディーゼルエンジ
ンの排気還流装置であって、前記排気還流制御装置を、
大気圧で前記弁装置を閉じ、負圧によって61j記弁装
置を開く負圧作動式の排気還流用アクチュエータで構成
するとともにju記絞夛弁開度制御装置を、大気圧で前
記絞夛弁を開き、負圧によって前記絞り弁を閑じる負圧
作動式の絞多弁用アクチュエータでl’A &し、且つ
前記排気還流用アクチュエータに負圧を導入する排気還
流用負圧通路に、該排気還流用負圧通路を大気おるいは
負圧源に切換え接続させる切換弁を設け、前記絞シ弁用
アクチュエータに負圧を導入する絞多弁用負圧通路を前
記切換弁と排気還流用アクチュエータとの間の前記排気
還流用負圧通路に連通ずるように構成したことを特徴と
するものである。
以下、本発明のディーゼルエンジンの排気還流制御装置
を94 /図以下に示す実施例に基づいて説明すると、
第1図には本発明実施例に係るディーゼルエンジンの排
気還流装置zが示されている。
この排気還流装置(以下、EGR装置という)2は、低
負荷低速運転時(第2図におけるEGR運転領域)且つ
、エンジンの冷却水温が所定温度より高い場合において
排気通路側から吸気通路側に排気を適宜伝だけ吸気通路
内に還流させて燃料の燃焼温度を低く抑えて排気中のN
OX濃度を可及的に減少せしめるためのものであって、
ディーゼルエンジンの燃焼室夕にそれぞれ開口する吸気
通路/と排気通路、2を適宜口径の排気還流管3で接続
するとともに、前記排気還流管3を開閉する弁装置20
と、該吸気通路/の排気還流管3の開口位置よシ吸気上
流側位置に開度可変の絞り弁≠を取りつけてお9、該絞
シ弁≠によって発生せしめられる吸気負圧によって排気
を適宜量だけ吸気通路/仙に還流させるようになってい
る。
排気速流制御装置は該弁装置i’i、20を兆閉さゼる
負圧作動式のわ「気還流ハ」アクチュエータとしてのE
GRダイヤフラム/2で構成されてい、己。絞り弁開度
制御装註は該枚シ弁≠の[,4度をt4整する負圧作動
式の絞り弁用アクチュエータとしての絞υ升ダイヤフラ
ム/3で構成されている。ことで、上記弁装置20は大
気によってわト気遠流管3を閾じ、絞シ弁≠は大気によ
って全ル1」となる構造となれぞれ排気連流用負圧通路
としての第1負圧管/δと絞り弁用負圧通路としての第
2負圧管/りを介して切換弁としてのソレノイド式三方
切換弁/jに接続されており、該三方切換弁/3をエン
ジンの運転状態に応じて適宜に切換制御することにより
同時に負圧源としての真空ポンプ/7又は大気に択一的
に連通せしめられる。即ち、この三方切換弁/jは、エ
ンジンの運転状態がBGR運転領域で且つエンジン冷却
水の温度が所定温度より高い場合(E G P−運転時
)には第1.第2負圧’M/g、/9をサージタンク/
Zを介して真空ポンプ/7に掻続し絞り弁グによって発
生せしめらオtた負正によって排気通路!から排気還流
v3を通して吸気通路/(11!lに排気を適宜量だけ
還流せしめる一方(この場合の三方切換弁の弁位置を第
1弁位置という)、エンジンの運転状態が非EGR運転
領域にあるかエンジン冷却水温度が所定値よシ低い場合
(非J’EGR運転時)には第1.第2負圧管/g、/
7を大気に開放して排気の還流をカットする(この場合
の三方切換弁の弁装置を第2弁位置という)ように、回
転数センサータ、負荷センサー10及び水温センサー/
/から入力されるエンジンの現在の回転数と負荷と水温
に基づき後述する如<EGR制御回路20と還流停止判
定回路2/によって制御される。
一方、EGR運転時における排気還流量(以下、EGE
量という)は、EGR運転領域の全域を通じて連続的に
変化するエンジンの要求EGRffiに追従合致する如
く制御されなければならないが、図示実施例のEGR装
’j?t lにおいて、絞り升弘とEGRダイヤフラム
/2を前述の外1くエンジンの運転状態に応じて単純に
υS閉制御するようにした場合には、このHp弁ゲとE
 G 、Rダイヤフラム/、2の開度を、エンジンの要
示EG几量に実際のE G Riitが合致する如くい
くらシビアに′fJ期設定してもその構造」二、実際の
EGR長をE]R迷耘領域の全域を通してエンジン要求
E G 、R量に完全に合致せしめることはできない。
このため、図示実施例においてはE G RBk、の補
正装置として絞り弁≠の13L度を調妥する絞)弁ダイ
ヤフラム/3の記ノ負圧管/りにデユーティバルブ/l
を取付け、このデユーティバルブ/弘の開閉將l’fJ
jを調整して該絞り弁ダイヤフラム/3の負圧室/3c
Lに作用する負圧力を制御することによシ絞り弁≠の開
度を調整して吸気通路/内の負圧即ち、EGR鼠を適宜
に補正し、もって実際のEGR量をEG凡運転領域の全
域を通してエンジンの要求EGR量に合致せし、めるよ
うにしている。このE G Rfmの補正即ち、絞)弁
≠の開度の補正は、EGR制御回路、20によって回転
数センサー7及び負荷センサー10から入力される現在
のエンジンの回転数と負荷及び吸気通路/に取付けた負
圧センサーにかも入力される負圧に基づいてフィードバ
ック制御される。Rj3ち、第tl−図に示す制御フロ
チャートの如く、現在の回転数と負荷をEGR制御回路
ノ0に入力し、この各入力信号に基づいて記憶回路、、
24Lのマツプから現在の回転数と負荷のもとにおける
エンジンの要求E G R量を得ることのできる負圧(
g標負圧という)VGを読み出し、さらにこの目標負圧
V、と現在の負圧VMとの偏差V(−Va−VM )を
算出するっ次に、この現在の負圧偏差Vの絽対値と許容
負圧偏差に、とを比較し、IVI < KIの場合には
負圧偏差Vが許容値内であり負圧の補正の必要なしとし
、逆に、IVI >K、の場合には負圧偏差が太きすぎ
るため負圧を補正する必要有シとして負圧偏差■の値に
応じて絞シ弁≠の開度を補正すべくチューティバルブ/
≠に補正信号を発信する。
従って、吸気通路/内の負圧即ち、E G Rfaは、
エンジンの運転状態ににじじて常り、3°最遠値に維持
されることになる。
又、燃料臘射ポンプ23によって’bEl圧された燃料
は、燃ネ」噴射弁乙から燃焼箪夕内に噴射されるが、と
の燃料の噴射量、と噴射時期は現在のエンジン回転数と
負荷に応じて燃料制御回路ノ!で設定される。
続いて、第3図に示すFiIIJ御フローチャートに基
づいて図示実施例のE G R装置2の制御手順を伺単
に説明すると、エンジン始動後先ず、エンジンの現在の
回転数と負荷及びエンジン冷却水温を、予しめエンジン
IL11転故と負荷及び冷却水温度に基づいて設定した
エンジンの運転領域を示す菰流停止判定回路、2/の設
定値と比較し、該還流停止判定回路2/において現在の
エンジンの運転状態がEGR運転すべき領域にあるのか
、あるいは非EG凡運転すべき領域にあるのか判定し、
もしEGR運転領域であれば排気還流を行なわしめるべ
くEGR制御回路20を介して三方切換弁/夕を第1弁
位置に設定してEGRダイヤフラム/2によって排気還
流管3を開放するとともに絞シ弁ダイヤフラム/3によ
って絞シ弁グを閉じ、絞シ弁グによって発生せしめら扛
た負圧によシ排気還流管3を通して排気を排気通路コ側
から吸気通路/Uに還流せしめ、さらにEGR制御回路
20によって絞り弁≠の開度をエンジンの運転状態に最
適な開度に輔正し、E G Rkをエンジンの要求E 
G Rgiに合致ぜしのる。
他方、非EGR@域であれば、排気還流を停止すべII
R制御回路、20を介して三方切換弁/3を第2弁位置
に設定して排気還流管3を閉じると同時に絞シ弁弘を開
きEGRカットを行なわしめる。この場合、絞シ弁開度
のフィードバック制御は中止される。そのため、絞)弁
のフィードバック制御が故障し、絞シ弁グを閉じ方向に
制御しようとしても、絞多弁ダイヤフラム/3の負圧¥
13(Lは大気開放になっているから、紋り弁≠は全開
となる。
ところで、上述の如く図示実施例においては、弁装置、
20は大気によって排気還流管を閉じ、絞シ弁≠は大気
によって全’D t−’となる’48Gとし、E GR
黛をル・、御するE G Rダイヤフラノ入/2と絞9
弁ダイヤフラム/3をともに負圧作動式アクチュエータ
とするとともに、負圧源又は大気に択一的に切換える構
成としている。その7こめ非EGR領域で、絞シ弁開度
のフィードバック1拭御が故障して絞)弁≠を閉じ方向
に仙」御するよう外場合においても、EGRダイヤフラ
ム/、2と絞り弁ダイアフラム、/3の位置を非E G
 If、連転位置のまま位訂保持することができる。こ
のため非E G R運転時に訃いて絞シ弁≠が閉じたた
めに新気斂が不足して失火によってuc、coの発生量
が増大したシ、着火遅れによってディーゼルノックが発
生したシ、また高負荷時に空気過剰率が低下して排気中
にスモークが発生し易くなる等の不具合の発生を未然に
防止することができる。
また本実施例における排気還流装置は、吸気通路/の負
圧を検知して絞シ弁≠の開度を制御するフィードバック
制御であったが、絞シ弁≠の開度を検知するものであっ
ても良い。なお、エンジン1転数と負荷によって決定さ
れる絞り弁開度に制aiするオーブン制御の排気還流装
置であっても良い0 続いて、本発明の詳細な説明すると、本考案のディーゼ
ルエンジンの排気還流装置は、排気還流管を開閉制御す
る排気還流装置を、大気圧で排気還流管の弁装置を閑じ
、負圧によって前記排気還流管の弁装置を開く負圧作動
式の排気還流用アクチュエータで構成し、且つ絞シ弁開
度制御装置を、大気圧で絞り弁を開き、負圧によって絞
シ弁を閏じる負圧作動式の絞シ弁用アクチュエータとで
構成するとともに、前記排気還流用アクチュエータへ負
圧を導入する排気還流用負圧通路に、該排気還流通路を
大気または負圧源に切換える切換弁を設け、該切換弁の
下流に絞シ弁用負圧通路を連結した構成としているため
、排気還流用アクチュエータが大気に連通して、弁装置
が排気還流管を遮断する場合には必ず絞シ弁用アクチュ
エータも大気に連通ずるため絞シ弁は全開となる。その
結果、排気ガスの還流を停止する領域で排気還流管が遮
断される場合は、絞シ弁は閉じられるということが起こ
らないので流入する新気の誂が減少することなく、失火
によるHC,Coの増ノJiJ、あるい(−J。
着火遅れによるノック音の増加、さらに高負荷運転時に
おいては空気過剰率が小さくなってわト気中のスモーク
が発生ずるといった間mに確実に解消されるという効果
かめる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例に係るディーゼルエンジンの排気
j−流装置のシステム図、第2図はエンジンの運転傾城
を示す線図、第3図は第7図の排気還流装置の制御フロ
ーチャート、第j図は絞シ弁1jtJ Ffの制御フロ
ーチャートである。 / ・・・・・吸気進路 ) ・・・・・排気通路 3  ・・・・・排気還流管 弘     ・ ・ ・ ・ ・ 絞   リ   ラ
L7 ・・・・・弁装置 ざ  ・・・・・負圧センサー 7  ・・・・・回転数センサー 10 ・・・・・負荷センサー // ・・・・・水温センサー /2 ・・・・・E G Rダイヤフラム/3 ・・・
・・絞シ弁ダイヤフラム /41  ・・・・・デユーティバルブ/j ・・・・
・三方切換弁 /7 ・・・・・真空ポンプ /に ・・・・・第1負圧管 /7 ・・・・・第2負圧管 20°・・・・・弁装置 出顔人 東洋工業株式会社 第4目

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. /、 ディーゼルエンジンの吸気通路と排気通路を適宜
    の排気還流管で接続し且つ該排気還流管に該排気還流管
    を開閉制御する排気返流制御装置によってL1閉せしめ
    られる弁装置を取(Jける一方、前記吸気通路のしかも
    前記排気越流管のN口位置よシ吸気上流側位置に適宜の
    絞シ弁囲度制御装置によって開閉ぜしめられる開度可変
    の改)弁を取シつけ、前記弁装置の開閉と−B’lJ記
    絞シ升によって発生せしめられる負圧の変化によって前
    記排気還流管を介して前記排気通路から吸気通路側に還
    流せしめられる排気の還流量−1III御する如くした
    ディーゼルエンジンの排気還流装置であって、前記排気
    還流制御装置を、大気圧で前記弁装置を閉じ、負正によ
    って前記弁装置を開く負圧作動式の排気還流用アクチュ
    エータで構成するとともに、前記絞シ弁開度制御装置を
    、大気圧で前記絞り弁を開き、負正によって前記絞シ弁
    を閉じる負圧作動式の絞シ弁用アクチュエータで構成し
    、且つ、前記排気還流用アクチュエータにl負圧を導入
    する排気還流用負圧通路に、該排気還流用負圧通路を大
    気あるいは負圧源に切換え接続させる切換弁を設け、前
    記絞シラ?用アクチュエータに負圧を尋人する絞シ弁用
    負圧通路を、前記切換弁と排気還流用アクチュエータと
    の間の前記排気還流用負圧通路に連通ずるように構成し
    たことを特徴とするディーゼルエンジンの排気還流装置
JP57216091A 1982-12-08 1982-12-08 デイ−ゼルエンジンの排気還流装置 Pending JPS59105955A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0345460U (ja) * 1989-09-12 1991-04-26
EP0475843A3 (en) * 1990-09-12 1992-06-03 Nissan Motor Co., Ltd. Direct injection diesel engine
EP0887532A3 (en) * 1997-06-26 2000-05-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus of intake air control valve for an internal combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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