KR100331360B1 - 자동차엔진용연료공급장치 - Google Patents

Abstract

흡기통로(120)를 통하여 엔진(3)에 흡입되는 공기에 연료분사장치(31a∼31d)로부터 연료를 분사시켜 혼합공기를 생성하는 한편, 스로틀 밸브(60)가 소정 개방도 이상으로 개방 조작된 것을 마이크로 스위치(80)로 검출하여 검출신호를 출력시켜 구동모터(110)를 공기유동센서(20)의 출력신호에 의거하여 모터 제어수단(90)으로 작동제어하고 구동모터(110)로 구동되는 축류터보팬(107)으로 흡기통로(120)에 흡입되는 공기를 압축하여 엔진(30)으로 공급하는 자동차 엔진용 연료공급장치.

Description

자동차 엔진용 연료공급장치{FUEL SUPPLY SYSTEM FOR AUTOMOTIVE ENGINES}

(발명의 배경)

1. 발명의 기술분야

본 발명은, 연료절감과 유해 배기가스 정화의 향상을 도모할 수 있는 자동차 엔진용 연료공급장치에 관한 것이다.

2. 관련기술의 설명

자동차의 엔진에는 가솔린을 사용하는 가솔린 엔진이나 경유를 사용하는 디젤엔진 등이 있다. 이와 같은 자동차의 엔진에 연료를 공급하는 연료공급장치로서는 도 1에 도시한 것과 같은 것이 있다. 도 1에 있어서, 30은 4기통의 엔진으로,엔진(30)의 도시하지 않는 4개의 실린더의 연소실에는 흡입매니폴드(도시하지 않음)의 4개의 분기관이 각각 접속되어 있다.

이 흡입매니폴드(흡기측)에는, 에어필터(10)가 공기유동센서(20), 공기호스(40) 및 스로틀밸브(60)를 통하여 접속되어 있다. 이 스로틀밸브(60)는 액셀페달(50)에 의하여 개폐조작되도록 되어 있다.

또, 흡입매니폴드의 분기관 또는 엔진(30)의 각 실린더의 연소실에는, 분사노즐(31)로부터 연료가 분사가능하게 설치되어 있다. 게다가, 공기유동센서(20)의 출력신호가 마이크로컴퓨터(70)에 입력되도록 되어 있다. 이 마이크로컴퓨터(70)는, 공기유동센서(20)로부터의 출력신호에 의거하여, 흡입되는 공기의 유량의 증감에 대응하여 분사노즐(30)로부터 분사되는 연료량을 증감제어하도록 되어 있다.

따라서, 이와 같은 연료공급장치에 있어서는, 엔진(30)을 작동시키면, 도시하지 않는 흡입매니폴드내에 도시하지 않는 연료실로부터 흡기부압이 작용하게 되어, 이 흡기부압에 의하여 대기중의 공기가 에어필터(10)를 통하여 공기호스(40)측으로 흡입된다. 이 경우, 공기에 함유되어 있는 먼지등의 오염물질이 에어필터(10)에서 포집되어 에어필터(10)를 통과하는 공기가 청정된다. 이 청정된 공기는 공기유동센서(20), 공기호스(40), 스로틀밸브(60) 및 흡입매니폴드(도시하지 않음)를 통하여, 엔진(30)의 각 실린더의 연소실에 흡입된다. 한편 분사노즐(31)로부터 도시하지 않는 흡입매니폴드의 4개의 분기관 또는 연소실에 연료가 분사되어, 이 연료는 엔진(30)에 공급되는 공기와 혼합된다. 그리고, 이 공기와 연료와의 혼합공기는 연소실내에서 연소된 후에 대기중으로 배기된다.

또, 액셀페달(50)의 밟기 조작에 의하여 스로틀밸브(60)의 개방도를 증감시키면, 에어필터(10)로부터 흡입되는 공기량이 증감되어 스로틀 밸브(60)의 부분에서 생성되는 혼합공기량이 증감됨과 동시에, 분사노즐(31)로부터 도시하지 않는 흡입매니폴드의 4개의 분기관에 분사되는 연료량이 증감되어, 엔진(30)의 출력이 증감된다.

상술의 연료공급장치에서 엔진의 출력을 급격히 증대시키기 위해서는, 액셀페달(50)을 크게 밟아 스로틀밸브(60)의 개방도를 크게 하면 된다.

그러나 밟기 초기에 있어서는, 엔진(30)의 가스가 역류하는 현상이 생긴다. 그리고, 이 경우에는 공기의 흡입량이 적어짐에도 불구하고, 연료분사노즐(31)로부터 분사되는 연료량이 증가하기 때문에, 진한 혼합공기가 엔진(30)의 연소실에 흡입되어 혼합공기가 완전 연소되지 않는 상태로 된다. 이 결과, 액셀페달(50)을 크게 밟은 밟기 초기에 있어서는, 대기환경이나 인체에 유해한 일산화탄소, 탄화수소 등의 배기가스가 엔진(30)으로부터 대기중으로 배출되어 환경의 주된 오염의 원인이 된다. 이로서, 엔진의 출력 효율이 떨어지고 자동차의 성능이 저하되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제를 해결하는 것으로서는, 배기가스로 회전하게 되는 터빈에 의하여 에어컴프레서를 구동시켜, 정규의 양 이상의 공기를 엔진에 공급하도록 한 터보 차아저나 엔진의 출력축에 연동하는 에어컴프레서로 정규의 양 이상의 공기를 엔진에 공급하는 슈퍼차아저 등이 고려되고 있다.

그러나, 이들의 터보차아저나 슈퍼차아저 등의 공기과급수단은 나중에 엔진에조립하는 구조로 되어 있지 않기 때문에, 종래부터 있는 자동차에 공기과급수단을 간단하게 조립하는 것은 곤난하였다. 또, 터보차아저나 수퍼차아저 등의 공기과급수단은 엔진의 배기나 동력을 이용하여 작동하도록 되어 있기 때문에, 엔진에 부하가 상시 작용하고 있다. 그 결과, 아이들링시에 엔진이 정지되는 것을 회피하기 위하여 아이들링시 엔진의 회전을 어느 정도 높게 설정할 필요가 있다. 그러나, 교차지점에서의 정차나 정체시에 있어서 정차등이 빈번히 행해지는 경우에는, 아이들링시 엔진의 회전이 어느정도 높게 설정된 몫만큼, 여분의 연료를 소비하기 때문에, 연비상 바람직한 것은 아니다.

더욱더, 이와 같은 공기과급수단은 엔진의 배기나 동력을 이용하여 작동하도록 되어 있기 때문에, 엔진에 공급되는 공기량을 엔진회전수에 따라 반드시 적정하게는 제어할 수 없다.

본 발명의 제1의 목적은, 상기의 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로 자동차의 가속 및 저속시 엔진으로의 흡입공기량에 맞는 양의 연료를 분사함으로써 완전 연소가능한 혼합공기를 생성하여, 연료의 절감과 엔진의 효율을 높이고, 대기환경과 인체에 유해한 배기가스를 정화하기 위한 자동차 엔진용 연료공급장치를 제공하는 것에 있다.

또, 본 발명의 제2의 목적은, 종래의 자동차에도 간단하게 조립할 수 있는 자동차 엔진용 연료공급장치를 제공하는 것에 있다.

더욱더, 본 발명의 제3의 목적은, 엔진에 공급되는 공기량을 엔진회전수에따라 적정하게 제어할 수 있는 자동차 엔진용 연료공급장치를 제공하는 것에 있다.

도 1은 종래의 자동차에 사용되고 있는 공기공급과 혼합연소과정의 개략도이다.

도 2는 본 발명에 관한 자동차 엔진용 연료공급장치를 설명하기 위한 개략설명도이다.

도 3은 도 2에 도시한 연료공급장치의 공기흡기통로를 도시하는 단면도이다.

도 4a는 도 2의 엔진의 개략설명도이다.

도 4b는 도 4a의 일부를 파단시켜 도시한 엔진의 수직부분 단면도이다.

도 5a는 도 2, 도 3에 도시한 터보 장치의 사시도이다.

도 5b는 도 6에 도시한 고정판 및 터보 날개의 각도를 도시하는 전개설명도이다.

도 6은 도 2, 도 3에 도시한 터보장치의 분해사시도이다.

도 7은 도 2에 도시한 연료공급장치의 제어회로부분을 꺼내어 도시한 블록도이다.

도 8a는 마이크로 제어기에 의한 연료분사제어의 흐름도이다.

도 8b는 모터제어회로에 의한 터보장치제어의 흐름도이다.

도 9는 본 발명의 공기공급과 혼합연소과정을 설명하기 위한 설명도이다.

도 10a∼도 10e는 종래와 본 발명에 의하여 실험한 측정 데이터를 비교분석하여 설명한 그래프이다.

도 11a는 본 발명에 관한 연료공급장치의 다른 예를 도시하는 주요부의 설명도이다.

도 11b는 도 11a의 구성을 사용한 연료공급장치의 제어회로도이다.

도 12는 부압센서의 일예를 도시하는 단면도이다.

도 13a는 본 발명에 관한 연료공급장치의 또 다른 예를 도시하는 주요부의 설명도이다.

도 13b는 도 13a의 구성을 사용한 연료공급장치의 제어회로도이다.

상술의 제1, 제2의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자동차 엔진용 연료공급장치는 공기인 대기를 흡입하여 엔진의 흡기측에 안내시키는 흡기통로와, 상기 흡기통로에 흡입되는 공기량을 검출하는 공기유량검출수단과 상기 흡기통로에 흡인된 공기를 압축하여 상기 엔진에 공급하는 터보수단과, 상기 흡기통로도중에 배열설치되는 스로틀 밸브와, 상기 스로틀 밸브를 통하여 상기 엔진에 공급되는 공기에 연료를 분사시키는 연료분사장치와, 상기 공기유량검출수단으로부터의 출력신호에 의거하여 상기 연료분사장치로부터 분사되는 연료량을 상기 흡기통로에 흡입되는 공기의 유량의 증감에 따라 증감제어하는 연료분사제어수단을 구비하는 자동차 엔진용 연료공급장치에 있어서, 상기 터보수단을 구동시키는 구동모터가 설치되고, 개방도가 소정치 이상일때의 상기 스로틀 밸브의 조작을 검출하여 검출신호를 출력하는 밸브조작 검출수단이 설치되고, 상기 밸브조작 검출수단으로부터의 검출신호를 받아 상기 구동모터를 구동제어하는 모터제어수단이 설치되어 있는 구성으로 한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 모터 제어수단은, 상기 밸브조작 검출수단으로부터의 검출신호를 받고 있는 사이에 상기 구동모터를 일정 회전수로 구동제어하도록 설정할 수 있다. 더욱더 상기 밸브조작 검출수단은, 상기 스로틀 밸브에 연동하는 액셀페달의 밟기 조작을 검출하는 마이크로 스위치로 할 수도 있다. 또, 상기 밸브조작 검출수단은 상기 스로틀 밸브의 개방도를 검출하는 개방도 검출센서로 할 수도 있다. 더욱또, 상기 밸브조작 검출수단은 상기 엔진의 흡기부압을 검출하는 부압검출센서로 할 수도 있다.

또, 상술의 제3의 목적을 달성하기 위하여 상기 밸브조작 검출수단은, 상기 스로틀 밸브의 개방도를 검출하는 개방도 검출센서이고, 상기 개방도 검출센서로부터의 검출신호가 소정치 이상일때는, 상기 모터제어수단은 상기 개방도 검출센서의 검출신호에 의거하여 상기 구동모터의 회전을 상기 스로틀 밸브의 개방도의 증감에 따라 증감구동제어하도록 할 수도 있다. 더욱더, 상술의 제3의 목적을 달성하기 위하여, 상기 밸브조작 검출수단은, 상기 엔진의 흡기부압을 검출하는 부압검출센서이고, 상기 부압검출센서로부터의 검출신호가 소정치 이상일때는, 상기 모터제어수단은 상기 부압검출센서의 검출신호에 의거하여 상기 구동모터의 회전을 상기 흡기부압의 절대치의 증감에 따라 증감구동제어하도록 할 수도 있다.

또, 상술의 제3의 목적을 달성하기 위하여, 상기 모터제어수단은, 상기 밸브조작수단이 스로틀 밸브의 조작을 검출하고 있는 사이에 상기 공기 유량검출수단의 검출신호에 의거하여 상기 구동모터의 회전을 공기흡입량의 증감에 따라 증감구동제어할 수도 있다. 더욱더 상기 터보수단은 와류 생성용의 회전날개가 설치되어 있는 축류터보팬으로 할수도 있다. 이 축류터보팬의 회전날개는, 와류를 생성하면 공기의 압력을 증가시키고 또한 엔진으로부터의 공기의 역류를 방지하기 위하여 날개의 각도가 15°로부터 30°로 설정할 수가 있다.

(바람직한 실시예의 설명)

이하, 본 발명의 실시형태를 도 2∼도 13에 의거하여 설명한다.

(1) 제1실시예

<기계적 구성>

도 2에서, 10은 에어필터(공기클리너), 20은 공기유동센서(유량검출수단), 30은 엔진, 31a∼31d는 연료분사장치(연료분사노즐), 40, 41은 공기호스, 50은 액셀페달, 60은 스로틀밸브, 70은 연료분사제어회로(연료분사제어수단)로서의 마이크로 제어기, 80은 액셀페달(50)에 의하여 ON·OFF하게 되는 마이크로 스위치(밸브조작검출수단), 90은 마이컴(마이크로컴퓨터)를 갖는 모터제어회로(모터제어수단), 100은 모터 구동식의 터보장치(공기과급수단)이다.

에어필터(10)는, 도 3에 도시한 바와 같이 필터유지용기(11)와, 필터유지용기(11)내에 배열설치된 필터부재(12)를 갖는다. 이 필터용기(11)는, 공기흡입구(11a)를 갖임과 동시에, 공기출구(11b)를 갖는다. 이 공기출구(11b)에는 공기호스(40)가 공기유동센서(20)의 케이싱(21)을 통하여 접속되어 있다.

이 공기호스(40)와 공기호스(41)와의 사이에는 터보장치(100)가 배열설치되어 있다. 이 터보장치(100)는 도 3, 도 5a, 도 6 에 도시된 바와 같이, 길고 가느다랗게 걸게되고 또한 납작하게 형성된 케이싱(101)과, 케이싱(101)의 해방단을 폐쇄하는 덮개(102)를 갖는다. 이 케이싱(101) 및 덮개(102)의 길이방향의 일단부에는, 서로 반대방향으로 돌출하고 또한 동심적으로 설치된 통부(101a 및 101b)가 각각 형성되어 있다.

이 통부(101a 및 102a)내에는 방사방향으로 뻗어 있는, 복수의 정류판(고정날개)(103) 및 복수의 정류판(고정날개)(104)이 각각 일체로 설치되어 있다. 게다가, 정류판(103 및 104)은, 판면이 통부(101a 및 102a)의 축선에 따르는 방향으로 뻗어 있음과 동시에, 통부(101a 및 102a)의 축선 0에 대하여 α 및 γ만큼 각각 경사지게 되어 있다. 또, 복수의 정류판(103)의 중심부에는 보스부(105)가 일체로 설치되고 복수의 정류판(104)의 중심부에는 보스부(106)가 일체로 설치되어 있다.

이 통부(101a,102a) 사이에는 공기압축용의 축류터보팬(터보 수단)(107)이 배열설치되어 있다. 이 축류터보팬(107)은, 보스부(105,106)에 유지된 지지축(도시하지 않음)에 회전자유로이 유지된 보스부(107a)와, 이 보스부(107a)로부터 방사방향으로 뻗어 있는 복수의 터보날개(회전날개)(108)와, 보스부(107a)와 동심으로 설치되어 있고 또한 터보날개(108)와 일체로 설치된 통상의 타이밍 기어(109)를 갖는다. 이 터보날개(108)는 판면이 타이밍 기어(109)의 축선(보스부(107)의 축선과 일치)에 따르는 방향으로 뻗어 있음과 동시에, 이 축선 0에 대하여 β만큼 경사되게 되어 있다. 이와 같은 정류판(103,104) 및 터보날개(108)의 경사각도 α ,γ 및 β는 도 5b에 도시된 바와 같이 15°∼30°로 각각 설정된다.

또 케이싱(10)의 타단부 외면에는 구동모터(110)가 고정되고, 케이싱(101) 및 덮개(102)의 길이방향의 타단부 사이에는 타이밍 기어(111)가 배열설치되어 있다. 이 타이밍기어(111)는 구동모터(110)의 출력축(110a)에 고정되어 있다. 게다가 타이밍 기어(109 및 111)에는 타이밍 벨트(112)가 놓여져 있다. 따라서, 구동모터(110)을 작동시키므로서, 구동모터(110)의 출력축(110a)의 회전이, 타이밍기어(111), 타이밍벨트(112)를 통하여 축류터보팬(107)에 전달되어, 축류터보팬(107)이 회전구동된다. 이 경우, 축류터보팬(107)은, 통부(102a)측의 공기를압축하여 통부(101a)측으로 토출하도록 되어 있다.

게다가, 이 경우, 통부(101a)측의 공기는 정류판(104)의 작용에 의하여 나선방향으로 흘러 터보날개(108)로 압축토출되고, 이 토출된 공기는 정류판(103)의 작용에 의하여 나선방향(정류판(104)에 의한 나선방향의 흐름과 같은 방향)으로 흘러 와류로 되고 공기의 역류를 방지한다.

이와 같은 터보장치(100)의 통부(102a)는 공기호스(40)에 접속되고, 통부(101a)는 공기호스(41) 및 스로틀밸브(60)의 케이싱(61)을 통하여 흡입매니폴드(62)에 접속되어 있다. 이 흡입매니폴드(62)는 도 4에 도시된 바와 같이 4개의 분기관(62a ∼62d)을 갖는다.

엔진(30)은, 도 4b에 도시한 바와 같이, 엔진본체(32), 실린더헤드(33), 헤드커버(34)를 갖는다. 그리고 실린더 본체(31)에는 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이 4개의 실린더(32a∼32d)가 설치되고, 실린더(32)와 실린더(32a∼32d)내에는 피스톤(Pa∼Pd)이 배열설치되고, 피스톤(Pa∼Pd)와의 사이에는 연소실(33a∼33d)이 형성되어 있다. 또 실린더헤드(33)에는 각 연소실(33a∼33d)에 각각 분기하여 연통하는 흡기포트(35a∼35d)가 형성되어 있음과 동시에, 각 연소실(33a∼33d)에 각각 분기하여 연통하는 배기포트(36a∼33d)가 형성되어 있다. 37a∼37d는 흡기밸브, 38a∼38d는 배기밸브이다.

그리고, 상술의 흡입매니폴드(62)의 분기관(62a∼62d)은 엔진(30)의 흡기포드(35a∼35d)에 각각 접속되어 있다. 39는 배기포트(36a∼36d)에 접속된 배기매니폴드이다. 또, 상술의 연료분사장치(연소분사노즐)(31a∼31d)는, 각 흡기포트(35a∼35d)에 연료를 분사가능하게 실린더헤드(33)에 부착되어 있다. 더욱이, 연료분사장치(연료분사노즐)(31a∼31d)는, 흡입매니폴드(62)의 분기관(62a∼62d)에 부착할 수도 있다. 또 디젤엔진의 경우에는 연소실에 연료를 분사하도록 한다.

<제어회로>

상술의 공기유동센서(20)에는 주지의 구조가 채용되어 있다. 또, 밸브조작 검출수단으로서의 마이크로스위치(80)는, 액셀페달(50)을 소정량이상 밟아, 스로틀 밸브(60)의 개방도가 소정치 이상으로 되었을 때, 액셀페달(50)에 의하여 ON되게 되어 있다. 예를들면, 스로틀 밸브(60)의 개방도가 아이들링시의 상태일 때, 또는 스로틀 밸브(60)의 개방도가 아이들링시보다 약간 열려있는 상태일때의 액셀페달(50)의 위치에서는, 마이크로스위치(80)는 OFF상태로 되도록 설정되어 있다. 이 마이크로 스위치(80)을 ON시키는 구조로서는, 예를들면, 액셀페달(50)과 일체의 액셀레버(도시하지 않음)의 기부에 통부를 설치하고, 이 통부를 지지축을 통하여 자동차의 차체에 회전운동 자유로이 유지시켜, 이 통부에 캠부를 설치하여, 이 캠부에서 마이크로 스위치(80)를 ON시키도록 하여도 좋다. 이 캠부는, 액셀페달(50)이 소정량이상 밟고 있는 사이는, 마이크로 스위치(80)을 계속 ON하도록 하여도 좋다. 또 마이크로 스위치(80)를 ON시키는 구조로서는, 액셀페달(50)에 와이어 등으로 연동하는 캠부재를 설치하고, 액셀페달(50)이 소정량 이상 밟고 있는 사이는, 캠부재가 마이크로스위치(80)을 계속 ON하도록 하여도 좋다.

공기유동센서(20)로부터의 출력신호 및 마이크로 스위치(80)의 ON신호(검출신호)는, 도 2, 도 7에 도시한 바와 같이 모터제어회로(90)에 입력된다. 이 모터제어회로(90)는, 공기유동센서(20)로부터의 출력신호를 마이크로 제어기(70)에 입력한다. 또, 이 모터제어회로(90)는 마이크로스위치(80)가 ON하였을때에 구동모터(110)을 작동시켜, 공기유동센서(20)로부터 출력신호에 의거하여 구동모터(110)의 회전을 증감제어하도록 되어 있다. 더욱더, 마이크로 제어기(70)는, 공기유동센서(20)로부터의 출력신호에 의거하여 연료분사장치(31a∼31d)로부터 흡기포트(35a∼35d)에 분사되는 연료량을 증감제어하도록 되어 있다.

더욱이, 상술의 에어필터(10)의 공기흡입구(11a)로부터 엔진(30)의 흡기포트(36a∼36d)까지의 통로는, 외기를 엔진(30)의 연소실(33a∼33d)로 흡입하기 위한 흡기통로(120)을 구성하고 있다.

(작용)

다음에, 이와 같은 구성의 자동차 엔진용 연료공급장치의 작용을 주로 도 8에 도시한 흐름도에 의거하여 설명한다.

<연료분사(31a∼31d)와 터보장치(100)의 개별작용>

자동차의 도시하지 않는 점화키 실린더는, OFF위치, 부속부품의 전원을 ON하는 액세서리 위치(ACC위치), 점화회로를 ON시키는 점화 위치(IG위치), 스타터를 작동시켜 엔진(30)을 작동시키는 스타트 위치등을 갖는다. 이 구성은 주지의 구성이므로 도시 및 상세한 설명을 생략하고 있다.

(i) 마이크로 제어기(70)에 의한 연료분사제어

스텝 S1

이 점화키 실린더를 조작하여 ACC위치로 이동시키면, 연료분사 제어회로인마이크로 제어기(70)가 초기화되고, 스텝 S2로 이행한다.

스텝 S2

본 스텝에서는 점화키 실린더를 조작하여 스타트 위치에 이동시켜 스타터를 작동시켜, 엔진(30)을 가동조작함으로서, 엔진(30)의 연소실(33a∼33d)에 발생하는 부압이 흡기통로(120)에 작용하여, 이 흡기부압에 의하여 대기중의 공기가 흡기통로(120)를 통하여 엔진(30)의 흡기포트(35a∼35d)에 흡입된다. 이 경우, 마이크로 제어기(70)는, 연료분사장치(31a∼31d)로부터 흡기포트(35a∼35d)에 연료를 분사시켜, 흡기포트(35a∼35d)의 부분에서 혼합공기를 생성시킨다. 더욱이, 에어필터(10)에 흡입된 대기중의 공기는 필터부재(12)를 통과하여 공기유동센서(20)측으로 흐른다. 이 경우, 공기에 함유되는 먼지가 필터부재(12)에 의하여 포집되고, 필터부재(12)를 투과한 공기는 청정된다.

또, 생성된 혼합공기는 엔진(30)의 연소실(33a∼33d)에 흡입되어, 도시하지 않는 점화플러그에 의하여 점화되어 연소된다. 더욱이, 연소후의 배기가스는 배기포트(36a∼36d), 배기매니폴드(39) 및 도시하지 않는 배기관을 통하여 대기로 배기된다. 이와 같이 하여 엔진(30)이 가동된다. 이 경우 공기유동센서(20)는 흡기통로(120)에 흡입되는 공기의 유량을 계측하여, 공기의 유량에 따른 신호를 측정신호로서 출력하고, 이 측정신호를 출력신호로서 모터제어회로(90)에 입력한다. 또, 이 출력신호는 모터제어회로(90)를 통하여 연료분사 제어회로인 마이크로 제어기(70)에 입력된다.

그리고, 엔진(30)이 가동된 후, 점화키 실린더로부터 조작력을 해제하면, 점화키 실린더가 스타트 위치로부터 IG위치로 되돌아가서 스텝 S3으로 이행한다.

스텝 S3

본 스텝에 있어서, 마이크로 제어기(70)는 점화키 실린더가 IG위치로 되돌려지면, 연료분사장치(31a∼31d)로부터 흡기포트(36a∼36d)에 분사되는 연료량을, 공기유동센서(20)로부터 출력되는 출력신호에 의거하여 증감제어하고, 스텝 S4으로 이행한다. 이 경우, 흡기통로(120)로 흡입되어 공기유동센서(20)로 계측되는 공기의 양이 증감하게 되면 연료분사장치(31a∼31d)로부터 흡기포트(36a∼36d)에 분사되는 공기량이 증감되게된다. 더욱이, 이 흡기통로(120)에 흡입되는 공기량(흡입공기량)은 액셀페달(50)을 밟기 조작하여 스로틀밸브(60)를 조작함으로서 증감된다.

스텝 S4

본 스텝에서는, 점화키 실린더의 위치가 점화(IG)위치인 여부가 판단되고, IG위치이면 YES로 스텝 S3으로 되돌아가 루프하고, IG위치가 아니면 NO에서 종료한다.

(ii) 모터제어회로(90)에 의한 터보장치(100)의 제어

스텝 S10

점화키 실린더를 조작하여 ACC위치로 이동시키면, 본 스텝에서는 모터제어회로(90)가 초기화되고, 스텝 S11으로 이행한다.

스텝 S11

본 스텝에서는, 점화키 실린더를 조작하여, 스타트 위치에 이동시켜, 스타터를 작동시켜 엔진(30)을 가동조작함으로서, 엔진(30)의 연소실(33a∼33d)에서 발생하는 부압이 흡기통로(120)에 작용하여, 이 흡기부압에 의하여 대기중의 공기가 흡기통로(120)를 통하여 엔진(30)의 흡기포트(35a∼35d)에 흡입된다. 이 경우, 마이크로 제어기(70)는, 상술한 바와같이, 연료분사장치(31a∼31d)로부터 흡기포트(35a∼35d)에 연료를 분사시켜, 흡기포트(35a∼35d)의 부분에서 혼합공기를 생성시킨다. 더욱이, 에어필터(10)에 흡입된 대기중의 공기는 필터부재(12)를 투과하여 공기유동센서(20)측으로 흐른다. 이 경우, 공기에 함유되는 먼지가 필터부재(12)에 의하여 포집되고, 필터부재(12)를 투과한 공기는 청정된다.

또, 생성한 혼합공기는 엔진(30)의 연소실 33a∼33d에 흡입되어, 도시하지 않는 점화플러그에 의하여 점화되어 연소되게 된다. 더욱이, 연소후의 배기가스는 배기포트(36a∼36d), 배기매니폴드(39) 및 도시하지 않는 배기관을 통하여 대기로 배기된다. 이와 같이 하여 엔진(30)이 가동된다.

이 경우, 공기유동센서(20)는 흡기통로(120)에 흡입되는 공기의 유량을 계측하여 공기의 유량에 따른 신호를 측정신호로서 출력하고, 이 측정신호를 출력신호로서 모터제어회로(90)에 입력시킨다. 그리고, 엔진(30)이 가동된 후, 점화키 실린더로부터 조작력을 해제하면 점화키 실린더가 스타트 위치로부터 IG위치로 되돌아가서 스텝 S12으로 이행한다.

스텝 S12

본 스텝에서는, 액셀페달(50)이 소정량이상 밟은 여부, 즉 액셀페달(50)이 소정량이상 밟아져 마이크로 스위치(80)가 ON하였는가 여부가 판단된다. 이 판단에 있어서, 마이크로 스위치(80)가 ON하여 있지 않으면 NO로 루프하고, ON하고 있으면 YES로 스텝 S13으로 이행한다. 더욱이 스로틀 밸브(60)의 개방도가 아이들링시의 상태일 때, 또는 스로틀 밸브(60)의 개방도가 아이들링시보다 약간 열려 있는 상태일때의 액셀페달(50)의 위치에서는 마이크로 스위치(80)는 OFF상태로 되도록 설정되어 있다.

스텝 S13

본 스텝에서는 스로틀 밸브(60)의 개방도가 아이들링시의 개방도 또는 아이들링 보다 약간 열린 각도 이상으로 되어 마이크로 스위치(80)가 ON하고 있으므로 이 ON신호를 받고 있는 모터제어회로(90)에 의하여 터보장치(100)의 구동모터(110)가 작동제어되어, 출력축(110a)이 회전된다. 이 구동모터(110)의 출력축(110a)의 회전은 타이밍 기어(111), 타이밍 벨트(112)를 통하여 축류터보팬(107)에 전달되어, 축류터보팬(107)의 회전구동된다. 이로서 축류터보팬(107)은 통부(102a)측의 공기를 압축하여 통부(101a)측으로 토출하도록 되어 있다.

이 경우, 통부(102a)측의 공기는 정류판(104)의 작용에 의하여 나선방향으로 흘러 터보날개(108)로 압축되어 토출되고, 이 토출된 공기는 정류판(103)의 작용에 의하여 나선방향(정류판(104)에 의한 나선방향의 흐름과 같은 방향)으로 흘러 도 5a의 화살표 A에 도시한 바와 같이 와류로 되고, 공기의 역류를 방지한다.

한편, 모터제어회로(90)는, 공기유동센서(20)로부터의 출력신호에 의거하여 구동모터(110)를 작동제어하여, 흡기통로(120)에 흡입되는 공기의 증감에 따라 구동모터(110)의 회전은 증감제어하고, 스텝(S14)으로 이행한다. 이로서, 축류터보팬(107)의 회전이 증감되어 축류터보팬(107)에 의하여 압축하여 통부(102a)측으로 토출되는 공기량이 증감되게 된다.

이와 같은 터보장치(100)에 의한 공기의 증감량은, 터보장치(100)가 설정되어 있지 않는 상태에서 흡기부압만으로 엔진(30)에 흡입되는 공기의 유량보다도 충분히 많은 상태로 설정되어 있다. 그리고, 이 터보장치(100)에 의하여 증감되는 공기는 흡입매니폴드(62)을 통하여 흡기포트(35a∼35d)에 공급되어, 연료분사장치(31a∼31d)로부터 엔진(30)에 공급되는 연료와 혼합되어, 연료를 완전 연소하는데 필요한 혼합비의 혼합공기를 생성한다. 이 경우 터보장치(100)에 의하여 공급되는 공기는 와류로 되어 있으므로, 이 공기의 와류에 분사되는 연료는 충분히 교반되어 공기와 균일하게 혼합된다. 이로서, 혼합공기는 보다 완전히 연소할 수 있게 된다.

상술과 같이, 아이들링시에는 터보장치(100)가 작동하지 않으므로, 에너지의 쓸데없는 소비가 없다. 또 아이들링시 엔진(30)의 회전도 높게 설정할 필요가 없으므로, 아이들링시에 쓸데없는 연료를 소비하지 않는다. 더욱더, 아이들링시 이외는, 연료분사장치(31a∼31d)로부터 엔진(30)에 공급되는 연료가 완전 연소할 수 있는 양의 공기를 충분히 확보할 수 있으므로, 혼합공기의 연소시에 유해가스가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

스텝 14

본 스텝에서는, 점화키 실린더의 위치가 점화(IG) 위치인가 여부가 판단되고, IG위치이면 YES로 스텝 S12으로 되돌아가 루프하고, IG위치가 아니면 NO로 종료한다.

<공기공급량 제어 및 연료분사제어의 종합적 설명>

상술한 공기공급량 제어 및 연료분사제어동작을 도 9에 의거하여 종합적으로 설명한다.

점화키 실린더를 조작하여, ACC위치로 이동시키면, 마이크로 제어기(70) 및 모터제어회로(90)가 S110에서 초기화된다. 그리고, 이 S110에서 점화키 실린더를 스타트 위치로 이동시키면, 연료분사장치(31a∼31d)로부터 흡기포트(35a∼35d)에 연료가 분사되는 한편, 엔진(30)이 스타터에 의하여 가동되어, S111 및 S115로 이행한다.

S116에서는, 엔진(30)의 연소실(33a∼33d)에서 발생하는 부압이 흡기통로(120)에 작용하여, 이 흡기부압에 의하여 대기중의 공기가 흡기통로(120)를 통하여 엔진(30)의 연소실(36a∼37a)에 흡입된다. 이 경우, 공기에 함유되는 먼지가 S115에서 에어필터(10)에 의하여 포집되고, 청정된 공기가 공기유동센서(2C)를 흘러, S116에서 공기유동센서(116)가 작동한다. 이 공기유동센서(116)는 흡입되는 공기량을 검출하여 출력한다. 그리고, 이 공기유동센서(116)의 출력신호는, 모터제어회로(90)에 입력됨과 동시에, 모터제어회로(90)를 통하여 마이크로 제어기(70)에 입력된다.

S111에 있어서, 액셀페달(50)이 밟아지지 않는 경우에는 루프하고, 액셀페달(50)이 밟아지면, S112 및 S113으로 이행한다. 그리고 액셀페달(50)이 소정량이상 밟아지면, 마이크로 스위치(80)가 S112에서 ON하여, S114 로 이행한다.

또 S113에서는 액셀페달(50)의 밟는 양에 따라 스로틀 밸브(60)의 개방도가 증감하게 되고 S119로 이행한다.

S114에서는 마이크로 제어기(70)가 마이크로 스위치(80)로부터의 ON신호가 입력되었는가 여부를 판단한다. 그리고, 마이크로 스위치(80)가 ON하지 않고 NO의 경우는 스텝 S112 으로 이행하고, 마이크로 스위치(80)가 ON하여 YES의 경우에는 S117 및 S118로 이행한다.

S117에서는, 모터제어회로(90)가 터보 장치(100)의 구동모터(110)을 작동시켜, S119로 이행한다. 이 경우, 흡기통로(120)에 흡입되는 공기의 흡입량이 공기유동센서(20)에서 검출(계측)되고, 이 공기유동센서(20)로부터 공기흡입량에 따른 신호가 출력된다. 이 출력신호는 모터제어회로(90)에 입력된다. 이 모터제어회로(90)는, 공기유동센서(20)로부터 입력되는 신호에 의거하여, 공기의 흡입량의 증감에 따라 구동모터(110)의 회전을 증감제어한다.

이 구동모터(110)의 출력축(110a)의 회전은 타이밍기어(111), 타이밍벨트(112)를 통하여 축류터보팬(107)에 전달되어, 축류터보팬(107)이 회전구동된다. 이로서 축류터보팬(107)은 통부(102a)측의 공기를 압축하여 통부(101a)측에 토출하도록 되어 있다.

이 경우, 통부(102a)측의 공기는 정류판(104)의 작용에 의하여 나선방향으로 흘러서, 터보날개(108)에서 압축토출되어, 이 토출된 공기는 정류판(103)의 작용에 의하여 나선방향(정류판(104)에 의한 나선방향의 흐름과 같은 방향)으로 흘러 도 5a의 화살표 A로 도시한 바와 같이 와류로 되고, 공기의 역류를 방지한다. 이로서, 축류터보팬(107)의 하류의 공기호스(41)내에는 와류로 인한 압력이 생기고 이 압력은 공기의 흡입량의 증감에 따라 증감된다.

S118에서는, 모터제어회로(90)는, 공기유동센서(20)로부터 입력되는 신호를 마이크로 제어기(70)에 입력한다. 이 마이크로 제어기(70)는, 연료분사장치(31a∼31d)로부터 흡기포트(35a∼35d)로 연료가 분사된다. 이 연료분사량은, 흡기통로(120)에 흡입되는 공기의 흡입량의 증감에 따라 (비례하여) 증감되게 되고, S119로 이행한다.

S119에서는 연료분사장치(31a∼31d)로부터 흡기포트(35a∼35d)에 분사되는 연료와, 흡기통로(120)를 통하여 흡기포트(35a∼35d)에 흡기되는 공기가 혼합되어, 연료와 공기의 혼합공기가 생성된다. 이 혼합공기는, 엔진(30)의 연소실(33a∼33d)로 흡입된 후, 도시하지 않는 점화플러그로 점화되어 연소된다. 이 연소후의 배기가스는 배기포트(36a∼36d), 배기매니폴드(39)등을 통하여 대기중으로 배기된다.

(3) 제2실시예

이상 설명한 실시예에서는, 공기유동센서(20)의 검출신호를 토대로, 엔진(30)의 흡기부압으로 흡기통로(120)에 흡입되는 공기흡입량의 증감에 따라 구동모터(110)의 회전수를 모터제어회로(90)에서 증감구동제어하도록 하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를들면, 엔진작동시 아이들링시로부터 액셀페달(50)을 밟아, 마이크로 스위치(80)가 ON 하고 있는 사이는, 모터제어회로(90)가 마이크로스위치(80)로부터의 신호를 받아 구동모터(110)을 일정회전수로 회전제어하도록 하여도 좋다. 즉, 엔진(30)의 아이들링시 이외는 액셀페달(50)의 밟는 양에 불구하고, 즉 스로틀밸브(60)의 개방도의 증대에도 불구하고, 구동모터(110)를 일정회전수(예를들면 9000rpm)로 하도록 하여도 좋다.

이 경우, 스로틀밸브(60)가 완전 개방되었을때에 엔진(30)에 흡입되는 공기의 유량을 최대 흡입유량으로 하면, 구동모터(110)의 작동에 의하여 축류터보팬(107)이 작동하였을때에, 이 터보팬(107)에 의해서 엔진측에 공급되는 공기량이 항상 최대 흡입유량 이상이 되도록 설정하여 둠으로서, 항상 스로틀 밸브(60)에 공기를 충분히 공급하여, 스로틀 밸브(60)로부터 엔진(30)에 공급되는 공기량을 연료의 연소에 필요하고 충분한 양 만큼 확보할 수 있도록 할 수 있다. 또, 이 경우, 연료공급장치(31a∼31d)에 의한 연료분사량은, 액셀페달(50)의 밟는 양의 증감, 또는 스로틀밸브(60)의 개방도의 증감에 따라 증감제어되도록 하면 좋다. 이 스로틀밸브(60)의 개방도의 증감량의 검출은, 도 13에 도시한 바와 같이 스로틀밸브(60)와 동축에 포텐셔메터(131)를 개방도센서(밸브조작 검출수단)로서 설치하고, 이 포텐셔메터(131)로 행하여도 좋다. 또 액셀페달(50)의 밟는 양의 증감의 검출은, 액셀페달(50)에 연동하는 가변저항을 개방도센서(밸브조작 검출수단)로서 설치하여, 이 가변저항을 행하여도 좋다.

본 실시예에서도, 아이들링시에는 터보장치(100)가 작동하지 않으므로, 에너지의 쓸데없는 소비가 없다. 또, 아이들링시 엔진(30)의 회전도 높게 설정할 필요가 없으므로, 아이들링시에 쓸데없는 연료를 소비하지 않는다. 더욱더 아이들링시 이외는, 연료분사장치(31a∼31d)로부터 엔진(30)에 공급되는 연료가 완전 연소할 수 있는 양의 공기를 충분히 확보할 수 있으므로, 혼합공기의 연소시에 유해가스가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

<제1평가예>

도 10은, 엔진회전수가 1500rpm, 구동모터(110)의 회전수가 9000rpm으로 6000km 주행한 경우에 있어서, 일산화탄소, 탄화수소, 이산화탄소, 온도 등 기타의 양의 측정결과의 평균치를 도시하는 그래프이다. 또, 표 1은, 도 10의 측정결과의 1500rpm에 있어서 데이터를 도시한 것이다.

더욱이, 주행거리에 대하여는, 구동모터(110)의 회전수를 9000rpm로 함과 동시에, 엔진회전수를 1500rpm로 하여 주행한 경우에 있어서, 연료 1리터로 주행할 수 있는 거리를 나타낸 것이다. 더욱이, 본 평가예에서는, 엔진의 배기량은 생략하여 도시하고 있다. 그러나 본 평가예는 같은 엔진이 사용된 종래의 자동차에 있어서, 본 발명의 장치를 적용하는 전의 데이터와, 본 발명의 장치를 적용한 경우에 대한 데이터를 표시한 것이다.

검사항목	측정실험데이터
	종래	본발명
연료(1리터)	1	1
엔진회전수(rpm)	1500	1500
일산화탄소CO(%)	0.458	0.035
탄화수소(HC)(ppm)	113	34
이산화탄소(CO2)(%)	14.8	15.3
온도(℃)	16.2	17.3
주행거리(km)	6	9

상기의 표 1과 도 10을 참조하면 본 발명은 대기환경이나 인체에 유해한 일산화탄소와 탄화수소의 비율이 종래의 것보다도 현저히 감소하고 있는 것을 알 수 있다. 또, 연료량 및 엔진회전수가 같은 조건하에서 주행거리를 비교한 경우에, 본원 발명이 종래의 것보다 주행거리가 길게되어 있는 점에서 우수하므로 엔진 연소효율은 종래의 것보다 우수함을 알 수 있다.

＜제2평가예＞

더욱더, 통상의 연료공급장치를 사용한 종래의 1500cc의 엔진으로 회전수를 1600rpm로 하였을 경우의 주행거리는 1리터당 12km이었다. 이에대하여 본발명의 연료공급장치를 사용한 1500cc의 엔진으로 회전수를 1600rpm, 구동모터(110)의 회전수를 9000rpm로 하였을 경우에는, 주행거리가 1리터당 18km로 되었다. 이 예에서도 알수 있는 바와같이, 1500cc의 엔진으로 회전수를 1600rpm로 하였을 경우, 1리터당의 주행거리는 본 발명의 것이 종래의 것보다도 6km길고, 연비가 종래의 것보다도 우수함을 알 수 있다.

(4) 제 3실시예

더욱이, 이상 설명한 실시예에서는, 스로틀밸브(60)의 개방도를 검출하는 센서로서 마이크로 스위치(80)를 사용한 예를 나타냈지만, 반드시 이에 한정되는것은 아니다. 예를들면, 도 11에 도시한 바와같이 흡입매니폴드(62)의 흡기부압을 검출하는 부압센서(130)를 개방도센서(밸브조작검출수단)로서 설치하여, 스로틀밸브(60)의 개방도가 소정이상으로 되었을때 흡입 매니폴드(62)내의 흡기부압을 부압센서(130)로 검출하고 이때의 부압센서(130)로부터의 검출신호를 모터제어회로(90)에 입력하여, 상술한 실시예와 똑같이 구동 모터(110)를 작동시키도록 하여도 좋다.

도 12는 부압센서(130)의 원리를 도시한 것이다. 도 12에 있어서,부압센서(130)는 본체케이스(140,141)와, 본체케이스(140,141)사이에 둘레가장자리부를 유지시킨 다이어프램(142)을 갖는다. 이 다이어프램(142)은 본체케이스(140,141) 사이에 형성되는 공간을 부압실(143)과 대기실(144)은 구획하고 있다.

또, 부압센서(130)는, 본체케이스(140)의 단벽중앙에 설치된 축받이통부(145)와, 축받이통부(145)의 축선과 동심으로 본체케이스(140)내에 설치된 검출코일(146)과, 일단부(147a)가 다이어프램(142)의 중앙에 유지되고, 또한 타단부(147b)가 축받이통부(145)내에 축선방향으로 이동가능하게 유지된 로드(147)와 로드(147)에 일체로 설치되고 또한 검출코일(146)내에 배열설치된 철심(148)을 갖는다. 이 부압실(143)은, 단벽에 설치된 연통구멍(141a)을 통하여 흡입매니폴드(62)에 연통되게된다.

또, 본체케이스(141)의 단벽중앙에는 축받이통부(150)가 설치되고, 축받이통부(150)내에는 조정나사(151)가 진퇴조정가능하게 나사식 부착되어있다. 이 조정나사(151)의 단부에는 부압실(143)내에 위치하는 스프링받이(152)가 유지되고, 이 스프링받이(152)와 다이어프램(142) 사이에는 압축코일스프링(153)이 개장되어있다. 이 다이어프램(142)을 도12중 왼쪽으로 가압하는 가압력은, 조정나사(151)를 좌우로 이동조정하는것으로 행할수가 있다. 154는 축받이통부(150)의 단부에 착탈가능하게 부착된 시일캡이다.

따라서, 부압실(143)내에 흡입매니폴드(62)의 흡기부압이 작용하면, 이 흡기부압에 의하여 다이어프램(142)은 코일스프링(153)의 스프링력에 맞서서부압실(143)측으로 변위되게되고, 로드(147) 및 철심(148)이 부압실(143)측으로 이동변위되게되어, 부압실(143)내의 흡기부압과 코일스프링(153)의 스프링력이 균형된 위치에서 이동이 정지한다. 또, 이 철심(148)의 이동에 동반하여 검출코일(146)로부터 출력되는 검출신호는 변화하므로, 이 검출신호의 변화가 흡입매니폴드(62)내의 흡기부압에 대응하여 변화하는 것으로 된다.

또, 다이어프램(142)을 도 12중 왼쪽으로 가압하는 가압력은, 조정나사(151)를 좌우로 이동조정하는 것으로 행할 수 있으므로, 검출코일(146)에 의한 흡기부압의 검출신호와 흡기부압의 대응관계의 조정을 행할수가 있고, 이 조정에 의하여 구동모터(110)를 작동개시시키는 타이밍을 조정할수가 있다.

이와같이 흡입매니폴드(62)의 흡기부압의 증감을 직접검출하여, 이 검출신호에 의하여 구동모터(110)의 회전을 증감을 직접제어하고, 터보팬(107)에 의한 공기의 공급량을 증감제어하도록 하고 있으므로, 터보팬(107)에의한 공기의 엔진(30)으로의 공급량을 정확히 제어할 수 있다. 이 경우, 축류터보팬(107)에 의한 엔진(30)으로의 공기의 공급량을, 엔진(30)의 작동에 동반하는 흡기부압에 의하여 엔진(30)으로 흡입되는 공기의 흡입량보다도 많이할수가 있다. 이 경우의 공기의 공급제어는, 연료분사장치(31a∼31d)에 의하여 분사되는 연료가 완전연소하는데 필요한 양으로 용이하게 설정할수가 있다.

본 실시예에서도 아이들링시에는, 터보장치(100)가 작동하지 않으므로, 에너지의 쓸데없는 소비가 없다. 또 아이들링시 엔진(30)의 회전도 높게 설정할 필요가 없으므로, 아이들링시에 쓸데없는 연료를 소비하지 않는다. 더욱더, 아이들링시 이외는, 연료분사장치(31a∼31d)로부터 엔진(30)으로 공급되는 연료가 완전연소할 수 있는 양의 공기를 충분히 확보할 수 있으므로, 혼합공기의 연소시에 유해가스가 발생하는 것을 미연에 방지할수 있게 된다.

(5) 제4실시예

더욱더, 상술한 바와같이, 스로틀밸브(60)와 동축에 포텐셔메터(131)를 개방도센서로서 설치하여, 스로틀밸브(60)의 개방도가 소정이상으로 된 것을 포텐셔메터(131)로 검출하고, 이때의 포텐셔메터(131)로부터의 검출신호를 모터제어회로(90)에 입력하여, 제1실시예와 똑같이 구동모터(110)를 작동시키도록 하여도 좋다. 또, 액셀페달(50)의 밟는 양을 가변저항을 사용하여 검출기로 검출하여, 이 검출신호를 모터제어회로(90)에 입력하여 상술한 실시예와 똑같이 구동모터(110)를 작동시키도록 하여도 좋다. 이들의 경우에는, 액셀페달(50)의 밟는 양의 증감, 즉, 스로틀 밸브(60)의 개방도의 증감에 따라 구동모터(110)의 회전이 증감되게되도록 구동모터(110)가 모터제어회로(90)에 의하여 작동제어되게 되는 것이다.

이와같이, 액셀페달(50)의 밟는 양의 증감 또는 스로틀밸브(60)의 회전운동의 증감을 직접 검출하고, 이 검출신호에 의하여 구동모터(110)의 회전의 증감을 직접제어하고, 터보팬(107)에 의한 공기의 공급량을 증감제어하도록하고 있으므로, 터보팬(107)에 의한 공기의 엔진(30)으로의 공급량을 정확히 제어할 수 있다. 이 경우, 축류터보팬(107)에 의한 엔진(30)으로의 공기의 공급량을, 엔진(30)의 작동에 동반하는 흡기부압에 의하여 엔진(30)에 흡입되는 공기의 흡입량보다도 많게할수가 있다. 또, 공기의 공급제어는, 연료분사장치(31a∼31d)에 의하여 분사되는 연료가 완전연소하는데 필요한 양으로 용이하게 설정할수가 있다.

본 실시예에서도 아이들링시에는 터보장치(100)가 작동하지 않으므로, 에너지의 쓸데없는 소비가 없다. 또, 아이들링시의 엔진(30)의 회전도 높게 설정할 필요가 없으므로, 아이들링시에 쓸데없는 연료를 소비하지 않는다. 더욱더 아이들링시이외는, 연료분사장치(31a∼31d)로부터 엔진(30)에 공급되는 연료가 완전연소될 수 있는 양의 공기를 충분히 확보할 수 있으므로, 혼합공기의 연소시에 유해가스가 발생하는것을 미연에 방지할수있게 된다.

더욱이, 종래의 터보팬에서는 엔진의 배기류에 의하여 회전되는 배기측팬을 배기통로에 설치하고, 이 배기측팬에 연동하여 회전하는 흡기측 팬을 흡기통로에 설치하여, 이 흡기측 팬으로 공기를 엔진의 회전의 증감에 따라 엔진에 공급하도록 한 것이 일반적이다. 그러나, 이 구성에서는 흡기측 팬에 의한 공기의 엔진으로 공급량은 배기류의 증감양에 영향을 미치므로 엔진으로의 공기의 공급량을 액셀페달의 밟은 양이나 스로틀밸브의 개방도의 증감에 따라 최적 또한 신속히 추종제어하는것은 곤란하다. 즉 흡기측팬은, 액셀페달(50)의 밟기 조작에 늦어져 회전이 변화하는것으로 된다.

그러나 제3실시예에 의하면, 흡입매니폴드(62)의 흡기부압의 증감을, 직접검출하여, 또, 제4실시예에 의하면 액셀페달(50)의 밟는 양의 증감 또는 스로틀밸브(60)의 회전운동의 증감을 직접 검출하여, 이들의 검출신호에 의하여 구동모터(110)의 회전의 증감을 직접 제어하고, 터보팬(107)에 의한 공기의 공급량을증감제어하도록 하고 있으므로, 엔진으로의 공기의 공급량을 액셀페달의 밟는 양이나 스로틀밸브의 개방도의 증감에 따라 최적 또한 신속히 제어할수가 있다. 즉, 액셀페달의 밟기 조작에 대하여 높은 추종성으로 공기의 공급제어를 행할 수 있으므로, 연료가 완전연소에 필요한 양의 공기를 항상 신속히 공급할 수 있다.

또, 제 4실시예에 의하면, 구동모터(110)의 회전수는, 엔진(30)의 회전출력이나 배기가스의 유량등에 직접 영향을 미치지 않고, 액셀페달의 밟기에 직접연동하여 증감제어되므로 액셀페달(50)의 밟기 조작에 대한 추종성이 좋다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명은 공기인 대기를 흡입하여 엔진의 흡기측에 안내시키는 흡기통로와, 상기 흡기통로에 흡입되는 공기량을 검출하는 공기유량검출수단과, 상기 흡기통로에 흡인된 공기를 압축하여 상기 엔진에 공급하는 터보수단과, 상기 흡기통로 도중에 배열설치된 스로틀밸브와, 상기 스로틀밸브를 통하여 상기 엔진에 공급되는 공기에 연료를 분사하는 연료분사장치와, 상기 공기 유량 검출수단으로부터의 출력신호에 의거하여 상기 연료분사장치로부터 분사되는 연료량을 상기 흡기통로에 흡입되는 공기의 유량의 증감에 따라 증감제어하는 연료분사제어수단을 구비하는 자동차 엔진용 연료공급장치에 있어서, 상기 터보수단을 구동시키는 구동모터가 설치되고, 개방도가 소정치 이상일때의 상기 스로틀밸브의 조작을 검출하여 검출신호를 출력하는 밸브조작검출수단이 설치되고, 상기 밸브조작검출수단으로부터의 검출신호를 받아, 상기 구동모터를 구동제어하는 모터제어수단이 설치되어있는 구성으로 하였으므로, 자동차의 가속 및 저속시 엔진으로의 흡입공기량에 맞는 양의 연료를 분사함으로써, 완전연소 가능한 혼합공기를 생성하여 연료의 절감과 엔진의 효율을 높이고, 대기환경과 인체에 유해한 배기가스를 정화할 수 있다.

게다가, 아이들링시에는 터보수단이 작동하지 않으므로 에너지의 쓸데없는 소비가 없다. 또 아이들링시의 엔진의 회전도 높게 설정할 필요가 없으므로, 아이들링시에 쓸데없는 연료를 소비하지 않는다. 더욱더, 아이들링시이외는, 연료분사장치로부터 엔진에 공급되는 연료가 완전 연소할 수 있는 양의 공기를 충분히 확보할수 있으므로, 혼합공기의 연소시에 유해가스를 발생하는것을 미연에 방지할 수 있게 된다. 그 결과, 엔진에 흡입공기량을 증가시키는 것으로 고출력, 저연비 저공해를 실현하는 효과가 있고, 엔진소음을 감소시키는 것으로 자동차를 운전하는 운전자가 쾌적한 분위기로 운전할 수 있는 효과를 갖는다.

더욱더, 이 구성에 의하면, 모터구동식의 터보수단을 종래의 자동차에 간단하게 조립하는 것만으로 본 발명을 구성할 수 있으므로, 본 발명의 장치를 종래의 자동차에 간단하게 조립할 수가 있다. 더구나, 모터구동식의 터보장치를 공기통로 도중에 개장하는 것으로, 엔진으로부터의 역류하는 공기의 흐름을 방지하고, 이로서 엔진의 연소효율을 증대시켜, 연비의 향상을 도모할수가 있다.

또, 상기 모터제어수단은, 상기 밸브조작검출수단으로부터의 검출신호를 받고있는 사이에 상기 구동모터를 일정회전수로 구동제어하도록 구성한 경우에는, 터보 수단을 구동시키는 구동모터의 작동제어가 간단하게 된다.

더욱더, 상기 밸브조작검출수단은 상기 스로틀밸브에 연동하는 액셀페달의밟기 조작을 검출하는 마이크로 스위치인 구성으로한 경우에는, 밸브조작검출수단을 포함한 본 발명의 장치를 염가로 구성할 수 있다.

또, 상기 밸브조작 검출수단은, 상기 스로틀밸브의 개방도를 검출하는 개방도 검출센서인 구성으로 한 경우에는, 스로틀 밸브의 개방도를 검출센서가 설치되어있는 자동차에 적용하였을 때에, 밸브조작검출수단을 새로이 설치할 필요가 없고, 본발명의 장치를 염가로 구성할 수 있다.

더욱더, 상기 밸브조작 검출수단은 상기 엔진의 흡기부압을 검출하는 부압검출센서로 구성한 경우에는 부압센서가 설치되어있는 자동차에 적용한 경우에는 부압센서를 새로이 설치할 필요가 없이, 본 발명의 장치를 염가로 구성할 수 있다.

또, 상기 밸브조작검출수단은 상기 스로틀밸브의 개방도를 검출하는 개방도 검출센서이고, 상기 개방도 검출센서로부터의 검출신호가 소정치 이상일때에는, 상기 모터제어수단은 상기 개방도 검출센서의 검출신호에 의거하여 상기 구동모터의 회전을 상기 스로틀밸브의 개방도의 증감에 따라 증감구동제어하는 구성으로 한 경우에는, 엔진에 공급되는 공기량을 엔진회전수에 따라 적정하게 제어할 수 있다.

더욱더, 상기 밸브조작검출수단은 상기 엔진의 흡기부압을 검출하는 부압검출센서이고, 상기 부압검출센서로부터의 검출신호가 소정치 이상일때는, 상기 모터제어수단은 상기 부압검출센서의 검출신호에 의거하여 상기 구동모터의 회전을 상기 흡기부압의 절대치의 증감에 따라 증감구동제어하는 구성으로한 경우에는 엔진에 공급되는 공기량을 엔진회전수에 따라 적정하게 제어할 수 있다.

또, 상기 모터제어수단은, 상기 밸브조작수단이 스로틀 밸브의 조작을 검출하고 있는 사이에 상기 공기유량검출수단의 검출신호에 의거하여 상기 구동모터의 회전을 공기 흡입량의 증감에 따라 증감 구동제어하는 구성으로한 경우에는, 엔진에 공급되는 공기량을 엔진회전수에 따라 적정하게 제어할 수 있다.

더욱더, 상기 터보수단은 와류 생성용의 회전날개가 설치되어 있는 축류터보팬인 구성으로한 경우에는, 엔진에 공급되는 공기에 연료를 분사시켰을때에, 연료와 공기와의 교반혼합이 공기의 와류에 의하여 촉진되어, 균일한 혼합공기가 생성되어, 혼합공기의 완전연소를 도모할수가 있다.

또, 상기 축류터보팬의 회전날개는 와류를 생성하면서 공기의 압력을 증가시키고 또한 엔진으로부터의 공기의 역류를 방지하기 위하여, 날개의 각도가 15˚에서 30˚로 설정되어있는 구성으로 한 경우에는, 엔진에 공급되는 공기에 연료를 분사시켰을 때에, 연료와 공기와의 교반혼합을 효과적으로 행하는 와류를 발생시킬수가 있다.

Claims (10)

1. 공기인 대기를 흡입하여 엔진의 흡기측으로 안내되는 흡기통로와, 상기 흡기통로에 흡입되는 공기량을 검출하는 공기유량검출수단과, 상기 흡기통로에 흡인된 공기를 압축하여 상기 엔진에 공급하는 터보수단과, 상기 흡기통로 도중에 배열설치되는 스로틀 밸브와, 상기 스로틀 밸브를 통하여 상기 엔진에 공급되는 공기에 연료를 분사시키는 연료분사장치와, 상기 공기유량검출수단으로부터의 출력신호에 의거하여 상기 연료분사장치로부터 분사되는 연료량을 상기 흡기통로에 흡입되는 공기의 유량의 증감에 따라 증감제어하는 연료분사 제어수단을 구비하는 자동차 엔진용 연료공급장치에 있어서, 상기 터보수단을 구동시키는 구동모터가 설치되고, 개방도가 소정치 이상일때의 상기 스로틀 밸브의 조작을 검출하여 검출신호를 출력하는 밸브조작 검출수단이 설치되고, 상기 밸브조작 검출수단으로부터의 검출신호를 받아 상기 구동모터를 구동제어하는 모터 제어수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 연료공급장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 모터제어수단은, 상기 밸브조작 검출수단으로부터의 검출신호를 받고 있는 사이에 상기 구동모터를 일정회전수로 구동제어하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 연료공급장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 밸브조작 검출수단은, 상기 스로틀 밸브에 연동하는액셀페달의 밟기 조작을 검출하는 마이크로 스위치인 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 연료공급장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 밸브조작 검출수단은 상기 스로틀 밸브의 개방도를 검출하는 개방도 검출센서인 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 연료공급장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 밸브조작 검출수단은 상기 엔진의 흡기부압을 검출하는 부압검출센서인 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 연료공급장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브조작 검출수단은 상기 스로틀 밸브의 개방도를 검출하는 개방도 검출센서이고, 상기 개방도 검출센서로부터의 검출신호가 소정치 이상일때는, 상기 모터제어수단은 상기 개방도 검출센서의 검출신호에 의거하여 상기 구동모터의 회전을 상기 스로틀 밸브의 개방도의 증감에 따라 증감구동제어하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 연료공급장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브조작 검출수단은, 상기 엔진의 흡기부압을 검출하는 부압검출센서이고, 상기 부압검출센서로부터의 검출신호가 소정치 이상일때는, 상기 모터제어수단은 상기 부압검출센서의 검출신호에 의거하여 상기 구동모터의 회전을 상기 흡기부압의 절대치의 증감에 따라 증감구동제어하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 연료공급장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 모터제어수단은, 상기 밸브조작수단이 스로틀 밸브의 조작을 검출하고 있는 사이에 상기 공기유량검출수단의 검출신호에 의거하여 상기 구동모터의 회전을 공기흡입량의 증감에 따라 증감구동 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 연료공급장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 터보수단은 와류 생성용의 회전날개가 설치되어 있는 축류터보팬인 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 연료공급장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 축류터보팬의 회전날개는, 와류를 생성하면서 공기의 압력을 증가시키고 또한 엔진으로부터의 공기의 역류를 방지하기 위하여 날개의 각도가 15°로부터 30°로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 엔진용 연료공급장치.