JPS593177Y2 - 内燃機関吸気系の空気流量検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関吸気系の空気流量検出装置に関し、特
に加減速の過渡時における機関流入空気量を正確に計測
することができる空気流量検出装置に関する。

一般に内燃機関に流入する空気流量を空気流量検出装置
により計測する場合において吸気系容積、特にスロット
バルブから各気筒の吸気バルブまでの吸気管内容積が大
きい機関では、スロットルバルブを操作したときに計測
される流入空気流量は実際に内燃機関に吸入される空気
流量とは相違し、またその相違量は流量増加時と、減少
時とでは著しく異なる。

このため該空気流量検出器の出力に基すき燃料供給量を
決定すると空燃比変動が発生するという問題があった。

すなわち、従来の空気流量検出装置は第３図に示すよう
に、スロットルバルブ２の上流に空気計量弁１を設け、
スロットルバルブ２と空気計量弁１との間に負圧室３を
形成し、スロットルバルブ２の操作に伴ない負圧室の負
圧が変化しその負圧が空気計量弁１を駆動するサーボバ
ルブ４に伝達され、空気計量弁１を駆動し、該負圧室の
圧力がほぼ一定になるように空気計量弁１を作動させ、
該空気計量弁１の開度により吸入空気流量を測定する構
造となっているが、その動きは必ずしも実際の空気流量
変化には好適に追従していない。

即ち加速時にスロットルバルブ２が開かれた場合には、
負圧室３内にスロットルバルブ下流の吸気管内の高い負
圧が直ちに伝達され、サーボバルブ４はこの高い負圧に
より直ちに空気計量弁１を開く。

これにより前記負圧室３内が所定の負圧に維持されまた
スロットルバルブ２の下流の吸気管内もスロットルバル
ブ開度により決まる低い負圧に維持され、加速が開始さ
れる。

このように加速時には空気計量弁１が開いて後に内燃機
関の実際の吸入空気流量が増大するため、吸入空気流量
の検出おくれはほとんどない。

一方機関が加速運転あるいは定常運転から減速運転状態
へ入るとスロットルバルブ２が急閉される。

この直前まで前記空気計量弁１は開いていたので前記負
圧室内は直ちに大気圧近くまで圧力が上昇する。

（即ち負圧は減少する）従ってサーボバルブ４に伝達さ
れる負圧は直ちに減少し空気計量弁１は直ちに閉じる。

ところが、スロットルバルブ２の下流側の吸気管内には
減速開始直前まで大気圧近くの空気が存在しており、こ
の空気が機関の作動により吸入され消費されることにな
る。

従って減速開始直後には空気計量弁で計測される空気流
量がほとんど０になっているにもかかわらず実際にはか
なりの時間にわたって機関は空気を吸入していることと
なる。

この時間は前記スロットバルブ下流の吸気管内容積が長
いほど大となる。

第１図および第２図はそれぞれ加速時（スロットルバル
ブ閉→開）および減速時（スロットバルブ開→閉）にお
ける経過時間Ｔ（横軸）と空気流量■（縦軸）との関係
を示し、曲線Ａは実際の機関シリンダへの流入空気流量
、曲線Ｂは前記サーボバルブ４と負圧室３との間の流路
に「絞り」を付設した場合、曲線Ｃは「絞り」を設けな
い場合すなわち従来の空気流量検出装置の流量特性であ
る。

後述のように第１図、即ちスロットルバルブ閉→開の場
合は「絞り」を設けない場合はシリンダ流入空気量にほ
ぼ追従するが「絞り」を設けると線Ｂのように応答性が
低下する。

一方第２図即ちスロットルバルブ開→閉の場合は「紋り
」を設けると比較的良好な追従性が得られるが、「絞り
」が無い場合には曲線Ｃのように応答性が劣化する。

以上は従来のこの型式の空気流量計量弁の不満足な機能
解決への一考案として出願人の発案による「絞り」管路
の導入理念を考案したもので、本考案は以上の事実を基
礎としてスロットルバルブ開、閉過渡期における量弁の
性能改善を行なうことを企図したものである。

そこで本考案は、スロットバルブ２の上流に空気計量弁
１を設け、両者間に形成された負圧室３内の圧力が一定
になる様にこの負圧室内の圧力に応動する空気弁制御装
置により前記空気計量弁１を制御し、空気弁制御装置へ
の負圧伝達管路中に負圧遅延弁を配設することによって
所期の成果を得ることを目的とする。

以下、本考案を図面を参照しつつ説明する。

第１図および第２図は前述のようにスロットルバルブ開
、閉時におけるサーボバルブ系の「絞り」の有無による
空気流量追従性の比較図、第３図および第４図はそれぞ
れ上記各場合の構成配置図、第５図は本考案による装置
の配置図、第６図−Ａ。

−Ｂはそれぞれ本考案による装置の性能比較図である。

第３図乃至第４図において、１は空気計量弁でスロット
ルバルブ２の上流において、ばね２８により「閉」傾向
に偏倚され、スロットルバルブ２との間に負圧室３を形
成している。

４は空気弁駆動装置として作用するサーボバルブで内蔵
するダイヤフラム９によって形成されたダイヤフラム室
１０には前記負圧室３からの負圧が導がれている。

この場合第４図においては該管路中に「紋り」５が装入
されている。

サーボバルブ４のダイヤフラム９は空気計量弁１と連動
するように結合されている。

なお８は空気計量弁の位置決め用の弱いばねである。

第３図においてその作動要領を述べると、いま、機関加
速のためスロットルバルブ２が「開」方向に作動される
と負圧室３内の負圧が増大し、これと連通ずるサーボバ
ルブ４の負圧室１０内の負圧の変動により、ダイヤフラ
ム９が図において上方に引かれ、ばね２Ｂ偏倚力に抗し
て空気計量弁１を開き流入空気量を増加せしめて負圧室
３内への空気量を追従させる。

この場合は、計測される空気流量Ｖは前記のごとき理由
により第１図の曲線Ｃの傾向をたどり空気流量追従性に
おくれは生じない。

スロットルバルブ２の「閉」方向への作動時には、負圧
室３内の負圧変動は直ちにサーボバルブ４の負圧室１０
へ伝達され、計測される空気流量■は第２図の曲線Ｃの
ようになり実際の吸入空気流量から大きくかけ離れる。

次に第４図において、スロットバルブ２の「開」方向へ
の作動時には「絞り」５の作用により空気計量弁１の応
答性に抑制が加えられて計測される空気流量Ｖは第１図
の曲線Ｂに示すようになり良好な追従性が得られなくな
る。

逆にスロットルバルブ２の「閉」方向への作動時には「
絞り」５の作用によりサーボバルブに負圧が遅延して伝
達され、空気計量弁１が徐々に閉しるため計測される空
気流量■は第２図の曲線Ｂで示すように低下した応答性
をあられし、機関の実際の吸入空気流量とほぼ一致する
。

そこで本考案は、上記の「絞り」５の作用効果を有効に
利用し、加速時にも減速時においても正確に機関の吸入
空気流量を計測しうる吸入空気流量検出装置を提供する
。

本考案の一実施例を示す第５図において第３図に示す従
来例と同一の構成には同一の符号を付す。

第５図の実施例においては帰還型の積分制御特性を与え
るためサーボバルブ１４はばね２８を有しておらず、シ
グナルバルブ６により負圧室１０に大気圧取入口１６を
介して送られる大気圧と負圧管路１２により送られる負
圧室３内の負圧を切り換えることにより弁体１５を図に
おいて下方または上方に移動され、空気計量弁１を駆動
するように構成されている。

シグナルバルブ６は管路１１より伝達される負圧室３内
の負圧が高くなると、ばね１８に抗して弁体１５を図の
上方に引き上げる。

従って大気圧取入口１６からの大気のもれ込み量を減少
させ負圧室１０内の負圧を高め、空気計量弁１を開かせ
る。

逆に負圧室３内の負圧が低くなればシグナルバルブ６は
、ばね１８により弁体１５を図の下方に引き下げる。

そのためサーボバルブ１４では大気圧取入口１６からの
大気のもれ込み量が増加し負圧室１０内の負圧は減少し
空気計量弁１を閉じる方向に回動させる。

シグナルバルブ６および゛サーボバルブ１４はこのよう
にして負圧室３内の負圧を一定レベルになるように制御
している。

さらに前記負圧室１０と負圧室３とを連通する負圧管路
１２内には逆止弁１３および絞す１７を含む負圧遅延弁
７を介装している。

以上記述した本考案装置の作動要旨を述べれば、スロッ
トルバルブ２の上流側に設けた空気計量弁１を負圧作動
式のサーボバルブ１４によって開閉し、このバルブ１４
の作動負圧をシグナルバルブ６によって調節し、空気計
量弁１とスロットルバルブ２との間の負圧室３の負圧を
所定値に制御すると共に、前記サーボバルブ１４に負圧
室３内の負圧を提供するための管路１２に負圧遅延弁（
ＶＴＶ）７を設ける。

このように配置することによってスロットバルブ２を急
激に開いたときは負圧室３が速かに負圧を増大するから
逆止弁１３が開き負圧室１０内も急激に負圧になるので
空気計量弁１が急激に開き、また急閉時には負圧室３は
直ちに大気圧に近くなるが負圧遅延弁７の逆止弁１３が
閉じるので絞り１７の作用により負圧室１０内はすぐに
は負圧にならないので空気計量弁１は緩徐に閉じる。

本考案は以上のように構成されているから、吸入空気流
量、特に検出特性は第６図りのごとくなり加減速過渡時
の空気流量検出精度を向上し空燃比変動の低減、延いて
は機関運転の円滑化に顕著な効果を呈する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はスロットルバルブ開、閉時それぞ
れにおけるサーボバルブ系への「絞り」有無による空気
流量追従性の比較図、第３図および第４図はそれぞれ上
記各場合の構成配置図、第５図は本考案による装置の配
置図、第６図−Ａ。 ６−Ｂはそれぞれ本考案による装置の増速および減速時
の追従性比較図である。 １・・空気計量弁、２・・スロットルバルブ、３・・負
圧室、４・・サーボバルブ、５・・絞り、６・・シグナ
ルバルブ、７・・負圧遅延弁、８・・ばね、９・・ダイ
ヤフラム、１０・・負圧室、１１・・ダイヤフラム室、
１２・・負圧管路、１３・・逆止弁、１４・・サーボバ
ルブ、１５・・弁体、１６・・大気圧取入口、１１・・
絞り、１８・・ばね、１９・・ダイヤフラム、２８・・
ばね。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関吸気系に設けられたスロットバルブと、該スロ
   ットバルブの上流に配設された空気計量弁と、該空気計
   量弁と前記スロットバルブとの間に形成された負圧室と
   、該負圧室内の負圧の大きさに応じて前記空気計量弁を
   開き負圧室内の負圧をほぼ一定に維持する空気弁駆動装
   置とを有する空気流量検出装置において、前記負圧室内
   の負圧を前記空気弁駆動装置へ伝達する管路には負圧の
   低下を遅延させて前記空気弁駆動装置へ伝達するための
   負圧遅延弁が設けられていることを特徴とする空気流量
   検出装置。