JPH02199252A - 内燃機関における空気流量検出装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエンジンに供給される空気流量に応じた差圧を
発生させる、内燃機関における空気流量検出装置に関す
る。

〔従来の技術〕

空気流量に応じて発生する差圧によって燃料噴射量を制
御し、適正空燃比の混合気をエンジンに供給しようとす
る燃料供給装置においては、空気流量に応じた差圧を高
精度に検出し得る空気流量検出手段が必要である。特に
本件出願人が実願昭６３−７１４６６号等を以て提案し
た一系統による圧力バランス式の燃料供給装置において
は、燃料制御手段における燃料流量とその燃圧差との間
に一次の比例関係に近似した制御比率が要求され、混合
気の空燃比を一定に維持するために、空気流量とこれに
応じた圧力差との関係にも燃料の制御比率に対応した制
御比率が要求されている。これを第６図に示す燃料制御
手段１の断面図により説明すると、Ｐは燃料ポンプ、Ｒ
は燃圧を一定に維持するレギュレータ、２はレギュレー
タＲから一定圧力の燃料が供給される上流室、３は図示
しない吸気通路へ連通ずる吐出口３ａが形成された下流
室、４は両室２，３を仕切る燃料ダイアフラム、５は両
室２，３を連通していて燃料吐出量を計量する計量ジェ
ット、６は基準圧Ｐ、が印加される大気室、７は空気流
量に応じた負圧Ｐαが印加される負圧室、８は両室６，
７を仕切る負圧ダイアフラム、９は両ダイアフラム４，
８を連結していて途中に吐出口３ａを開閉し得るバルブ
９ａが形成されている連結棒であって、圧力Ｐ、とＰα
の差圧ΔＰに応じて両ダイアフラム４，８及びバルブ９
ａが変位して、計量された燃料流量が吐出口３・ａから
噴射され、下流室３の圧力が低下して両ダイアフラム４
，８にかかる圧力がバランスするようになっている。１
０は下流室３に連通ずる一定流量リターン手段であり、
計量ジェット５を通過する燃料流量Ｑ、のうち、噴射さ
れる燃料流量を除く一定燃料流量が、常時燃料供給源へ
戻されるようになっている。そして、計量ジェット５に
おける燃料流量Ｑ、と差圧ΔＰｔとの関係を第７図で説
明すると、噴射すべき燃料流量を例えば最大５　ｆ／ｈ
とし、燃料供給源ヘリターンさせる一定流量を４１／ｈ
とした場合、燃料噴射の際（最小流量運転時〜最大流量
運転時）計量ジェット５に生じる燃圧差は５０ａｓ＋Ａ
Ｑ（このときエンジンは停止している）を越えた値〜２
５０ｓｍＡｑの範囲になり、この範囲で燃料流量Ｑ、と
その燃圧差ΔＰ、とが比例関係に近似した特性曲線とし
て得られることになる。従って、空気流量に応じて生じ
る差圧ΔＰを、上述の範囲の燃圧差ΔＰｔに比例した値
となるように検出できれば、混合気の空燃比を常に一定
に制御することができる。

このような差圧ΔＰを実現するために、上述の燃料供給
装置の空気流量検出手段は、可変ベンチュリ部を構成す
るピストンバルブと吸気通路の開口部に関して、開口部
の形状を工夫してピストンバルブの作動に応じて吸気通
路断面積を変化させ、この部分に直接要求制御比率の空
気流量及び差圧が発生するように構成されている。しか
し、このような空気流量検出手段では、吸気通路の開口
部の形状を精密に製造しなければならないので生産効率
が上がらず、製造コストの上昇を招く恐れがあった。

これを改善したものとして、同じ（本件出願人が実願昭
６３−１４７１３５号を以て提案した空気流量検出装置
がある。この装置は、吸気通路とは別に空気流量検出用
の空気流路を設け、吸気通路の空気流量に応じた差圧を
、この空気流路に配設された圧力変換器に印加せしめ、
分岐された空気流路の一方の流路の小空気流量をこの圧
力変換器で調整して他方の空気流路の小空気流量を制御
して、この他方の流路で吸気通路の空気流量に応じた所
望の圧力差を検出できるようにしている。

この空気流量検出装置は、空気流量に応じた圧力差を圧
力変換器によって任意に設定でき、しかもその構造に高
度な機械的精度を要求されないという、優れた利点を有
する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この装置は圧力変換器や多くのエアジェツト等
が必要であり、構造が複雑で、製造コストが上昇すると
いう問題があった。

本発明はこのような課題に鑑み、空気流量に応じた圧力
差を任意に設定でき、その構造に高度な機械的精度が要
求されず、更に構造が簡単で製造コストを低置にし得る
空気流量検出装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による空気流量検出装置は、吸気通路の空気流量
に応じて作動するサクションバルブと、基準圧力の小空
気流量を空気計量ジェットを介して出口開口から流出さ
せる空気流路と、出口開口から空気流路に進入していて
サクションバルブに連動して進退することによって出口
開口の面積を増減させる制御弁と、空気計量ジェット下
流側の空気流路とスロットルバルブ下流側の吸気通路と
を連通させていて一定の小空気流量を吸気通路に流出で
きる一定空気量供給手段とが備えられていて、空気流量
に応じた任意の差圧が空気流路の空気計量ジェットの前
後に発生されるようにしたものである。

又、サクションバルブに初期開度が与えられていて、ス
ロットルバルブの低開度域における小空気流量を補正す
る補正手段を付加してもよい。

又、吸気通路の空気流量を制御する出力制御用絞り弁と
、小空気流量を空気計量ジェットを介して出口開口から
流出させる空気流路と、出口開口から空気流路に進入し
ていて出力制御用絞り弁に連動して進退することによっ
て出口開口の面積を増減させる制御弁と、空気計量ジェ
ット下流側の空気流路と出力制御用絞り弁下流側の吸気
通路を連通させていて一定の小空気流量を吸気通路に流
出させる一定空気量供給手段とが備えられていて、空気
流量に応じた差圧が空気計量ジェットの前後に発生する
ようにしたものである。

〔作　用〕

従って、エンジンが始動され、吸気通路の空気流量が検
出されないスロットルバルブの低開度域で、一定空気量
供給手段を通して小空気流量が吸気通路へ送り出されて
、空気計量ジェットの前後に差圧が発生し、この小空気
流量が一定量に達すると差圧が初期値になり、その後は
空気流量の増大に応じてサクションバルブが作動するの
で、制御弁が連動して出口開口から小空気流量が送り出
され、空気流量に比例した任意の差圧が空気計量ジェッ
トの前後で取り出されることになる。

又、スロットルノ、＜ルブの低開度域では、補正手段に
よって空気計量ジェット下流側の小空気流量を補正し、
吸気通路の空気流量に比例させることができる。

又、エンジンの始動後、出力制御用絞り弁を作動させ、
制御弁の連動によって空気流量に応じた小空気流量が送
り出され、空気流量に比例した任意の差圧が空気計量ジ
ェットの前後で取り出されることになる。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な一実施例を、第１図に示す空気流
量検出装置の概略断面図に基づいて説明する。

図中、１１は吸気通路、１２は吸気通路１１の空気の流
れ方向に対して直交する方向に進退して可変ベンチュリ
部１３を形成するサクションピストンであって、初期開
度（プライマリエリア）が設定されている。１４はサク
ションピストン１２の先端面１２ａに穿孔されていて可
変ベンチュリ部１３を流れる空気流量Ｑに応じた負圧を
サクション室１２ｂに導入せしめる開口、１５はサクシ
ョン室１２ｂ内で可変ベンチュリ部１３を狭（する方向
にサクションピストン１２を弾圧するスプリング、１６
は仮寝１６ａを介してスプリング１５の弾力を調整せし
めるアジャストスクリュー１７はサクションピストン１
２のダイアフラム部分に設けられていてエアホーンの大
気が導入される動圧室であって、可変ベンチュリ部１３
の空気流量Ｑに応じてサクションピストン１２が進退し
て吸気通路断面積を変化させるようになっており、これ
らはサクションバルブ１８を構成する。１９は吸気通路
１１においてサクシタンピストン１２の下流側に配設さ
れたスロットルバルブである。

２１はその下流側である負圧発生部２１ａがサクション
ピストン１２と対向する位置で吸気通路１１に開口する
空気流路であって、その上流側はエアホーンに連通し、
又負圧発生部２１ａは吸気通路１１と直交する方向に円
筒形状を為していて、この空気流路２１を基準圧Ｐ０の
小空気流量ｑが流れるようになっている。２３は空気流
路２１において負圧発生部２１ａの上流側に配設されて
いる空気計量ジェットであって、負圧発生部２１ａを流
れる小空気流量ｑを計量するようになっている。２４は
負圧発生部２１ａの可変ベンチュリ部１３への開口部に
配設されたジェット、２５はサクションピストン１２の
先端面ｉ２ａに固着されていてジェット２４の中心を貫
通して負圧発生部２ｔａ内に進入しているテーパ状のニ
ードル即ち制御弁であって、このニードル２５の進退に
比例してジェット２４とニードル２５とで形成される円
環状の開口２１ｂの面積が増減され、更にこの開口２１
ｂの面積の増減に比例してここから吸気通路１１へ流出
される小空気流量ｑ′が増減せしめられるようになって
いる。２６は空気計量ジェット２３の上流側で空気流路
２１と連通ずる基準圧導入通路であって、基準圧Ｐ０を
燃料制御手段１の大気室６に印加せしめ、又２７は負圧
発生部２Ｉａに連通ずる負圧通路であって、小空気流量
ｑ゛及びｑ′に応じて負圧発生部２Ｌａで発生する負圧
Ｐαを負圧室７に印加せしめるようになっている。

２９は通路３０を通して負圧発生部２１ａと連通してい
て通路３１を通してスロットルバルブ下流側の吸気通路
１１に一定の小空気流量ｑ′を流出せしめる一定空気量
供給手段ち一定空気量供給手段であって、この供給弁２
９において、３２は開口３２ａを介して通路３０と連通
ずる上流の室、３３は通路３１と連通ずる下流の室、３
４は画室３２．３３を仕切ると共に開口３２ａを開閉し
得るバルブ３４ａが備えられたダイアフラム、３５は画
室３２．３３を連通ずるオリフィス、Ｓはバルブ３４ａ
の開弁方向にダイアフラム３４を弾圧するスプリングで
ある。

本実施例は以上のように構成されていて次にその作用を
説明する。

エンジン始動時には、スプリング１５の弾力によってサ
クションピストン１２は吸気通路１１に最も進出した初
期開度状態にあり、エンジンの始動によってマニホール
ド負圧が発生し、スロットルバルブ１９の低開度域にお
いて、基準圧Ｐ、の小空気流ｆｉｑが空気流路２１を流
れて、−電空気量供給弁２９を通して吸気通路ｌｌへ小
空気流量ｑ′が流れ、その増大に応じて負圧発生部２１
ａの負圧Ｐαが増大する（第２図（Ａ）参照）。この間
、可変ベンチュリ部１３の空気流量Ｑは極めて小さいた
め、サクションピストン１２は作動せず、負圧発生部２
１ａの開口２１ｂからの小空気流量ｑ′は極めて小さい
。そして、−電空気量供給弁２９を通して小空気流量ｑ
′が所定の一定値になると、基準圧Ｐ、と負圧Ｐαとの
差圧ΔＰは第７図における燃圧差ΔＰｔの初期値５０ａ
ｓＡｑを生ぜしめる初期値ΔＰ、になる。その後、スロ
ットルバルブ１９が更に開かれると、−電空気量供給弁
２９を介した小空気流量ｑ′は一定流量に維持されるが
、可変ベンチュリ部１３を流れる空気流量Ｑが増大して
検出され、これに応じた負圧がサクション室１２ｂに導
入され、サクシジンピストン１２が吸気通路１１から退
く方向に移動し始めるので、ニードル２５も同様に移動
して開口２１ｂの面積が増大し、開口２１ｂからの小空
気流量ｑ′も増大するから、流量ｑ（＝ｑ　　十ｑ’）
の増大に比例して差圧ΔＰも増大することになる（第２
図（Ａ）参照）。そのため第２図（Ｂ）に示すように空
気流量Ｑに比例して差圧ΔＰが変化することになり、こ
の差圧ΔＰは５０ｍＡｑを越える燃圧差ΔＰ、の変化に
比例した値となるから、混合気の空燃比を一定に制御す
ることができる。

尚、第２図（Ａ）において燃圧差ΔＰ、の制御最大値２
５０ｓｍＡｑに比例したΔＰはΔＰ、である。

以上のように本実施例によれば、空気流量に応じて燃圧
差ΔＰｒに比例した差圧ΔＰを設定でき、しかも差圧Δ
Ｐの初期値ΔＰ、を一定空気量供給弁２９によって設定
したから、精度が高い。又構造が簡単で高度な機械的精
度を要求されず、製造コストを低置にすることができる
。又、サクションバルブ１８の初期開度によって応答性
が向上する。

尚、ニードル２５の形状を変えることによって開口２１
ｂの面積即ち小空気流量ｑ′を調整できて、任意の差圧
ΔＰを設定できるから、仕様の異なる燃料制御手段にも
適合させることができる。

第３図は第一実施例と多少異なる本発明の第二実施例を
示す空気流量検出装置の要部断面図である。

図中、３６は一定空気量供給弁２９の通路３０とスロッ
トルバルブ下流側の吸気通路１１とを連通するバイパス
通路、３７はスロットルバルブ１９の低開度域でこのバ
ルブ１９と連動してバイパス通路３６を開閉せしめる第
二バルブであり、これらは小空気流量の補正手段を構成
する。

即ち、サクションバルブ１８には初期開度が設定されて
いるから、スロットルバルブ１９の低開度域では開口２
１ｂからの小空気流量ｑ′は空気流量Ｑに対して精度が
悪い。そのため、第二バルブ３７をスロットルバルブ１
９の開度に連動して開かせ、小空気流量ｑ″′を流して
負圧発生部２１ａに生じる負圧Ｐαをより一層適正値に
制御することができる。

第４図は第二実施例と多少異なる、本発明の第三実施例
を示す空気流量検出装置の要部断面図である。

図中、３９．４０は最小開度状態のスロットルバルブ１
９の夫々上流側及び下流側に開口せしめられていて通路
４１を介して連通ずるバイパスポート、４２は空気流路
２１の負圧発生部２１ａと通路４１とを連通する第ニジ
エツトである。これらは小空気流量の補正手段を構成し
、スロットルバルブ１９の低開度域において、第ニジエ
ツト４２で計量された小空気流量ｑ′′′がスロットル
バルブ下流側のバイパスポート４０から吸気通路１１へ
供給され、上述の第二実施例と同様の作用効果を生じる
ようになっている。

次に第５図は上述の各実施例とは異なる第四実施例を示
す空気流量検出装置の要部断面図である。

図中、４４はスロットルバルブと同様の機能を有してい
てその開度に応じて空気流量Ｑを制御する出力制御用絞
り弁であって、その先端面４４ａにニードル２５が固着
され、絞り弁４４の進退に応じて空気流路２１の開口２
１ｂから流出される小空気流量ｑ′を制御すること等は
上述の各実施例と同様であり、又この絞り弁４４は運転
領域の全域において作動せしめられるようになっている
。

空気流路２１の上流側は例えば大気に連通し、この流路
２１の基準圧導入通路２６の上流側には、例えばエアポ
ンプにより構成されている基準圧供給手段４５が設けら
れていて、一定基準圧Ｐ０（例えば大気圧）の小空気流
量ｑを空気流路２１に流すようになっている。

従って、エンジンの始動により、出力制御用絞り弁４４
が吸気通路１１から退く方向に摺動し、空気流路２１の
開口２１ｂが空気流量Ｑに応じて増大し、空気流量Ｑに
比例する差圧ΔＰが空気計量ジェット２３の前後に発生
することになる。

本実施例の場合、吸気通路Ｉｌに、空気流量検出手段に
関する空気流の抵抗物が殆ど存在しないので、吸入効率
が阻害されず、レース等の高出力化への対応に適すると
いう利点がある。

尚、上述の各実施例では出力制御用絞り弁やサクション
バルブとして摺動弁型のものを用いたが、バタフライ型
のもの等を用いてもよい。この場合、ニードル２５はバ
タフライ型バルブの回転に連動して進退することになる
。

又、吸気通路１１へ供給される小空気流量ｑは、空気流
量Ｑと比較して極めて少量であるため、機関の運転に影
響を与えることはない。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明に係る空気流量検出装置によれば、サ
クションバルブ又は出力制御用絞り弁に連動する制御弁
と、−電空気量供給手段によって、空気流路における空
気計量ジェットの下流側の小空気流量を制御するように
したから、空気流量に応じた任意の差圧を発生させるこ
とができ、しかもその精度が高く、又構造が簡単で高度
な機械的精度を要求されず、製造コストを低置にするこ
とができる。

又、吸気通路には空気流量検出装置に関する空気流の抵
抗物が殆ど存在しない構成であるから、吸入効率が阻害
されず、高出力化に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による空気流量検出装置の第一実施例を
示す概略断面図、第２図（Ａ）は第一実施例についての
小空気流量と差圧との関係を示す図、（Ｂ）は空気流量
と差圧との関係を示す図、第３図は本発明の第二実施例
を示す要部断面図、第４図は本発明の第三実施例を示す
要部断面図、第５図は本発明の第四実施例を示す概略断
面図、第６図は燃料制御手段の概略断面図、第７図は第
６図の計量ジェットにおける燃料流量と燃圧差の関係を
示す図である。 １１・・・・吸気通路、１８・・・・ピストンバルブ、
１９・・・・スロットルバルブ、２１・・・・空気流路
、２１ｂ・・・・開口、２３・・・・空気計量ジェット
、２５・・・・ニードル、２９・・・・−電空気量供給
弁、３Ｇ・・・・バイパス通路、３７・・・・第二バル
ブ、４０・・・・バイパスポート、４２・・・・第ニジ
エツト、４５・・・・出力制御用絞り弁。 （Ａ） （Ｂ） □Ｑ １Ｐ６図 １Ｐ５図 １す １−７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気通路に設けられていて空気流量に応じて作動
   せしめられるサクションバルブと、基準圧力の小空気流
   量を空気計量ジェットを介して出口開口から流出せしめ
   る空気流路と、前記出口開口から空気流路に進入せしめ
   られていて前記サクションバルブに連動して進退するこ
   とによって前記出口開口の面積を増減せしめる制御弁と
   、前記空気計量ジェット下流側の空気流路とスロットル
   バルブ下流側の吸気通路とを連通せしめていて一定の小
   空気流量を吸気通路に流出させ得る一定空気量供給手段
   とが備えられていて、 空気流量に応じた差圧が前記空気流路の空気計量ジェッ
   トの前後に発生せしめられるようにした、内燃機関にお
   ける空気流量検出装置。
2. （２）前記サクションバルブに初期開度が与えられてい
   て、スロットルバルブの低開度域における小空気流量を
   吸気通路の空気流量に比例せしめるべく補正する補正手
   段を付加したことを特徴とする、特許請求の範囲（１）
   に記載の空気流量検出装置。
3. （３）吸気通路に設けられていて空気流量を制御する出
   力制御用絞り弁と、基準圧力の小空気流量を空気計量ジ
   ェットを介して出口開口から流出せしめる空気流路と、
   該出口開口から空気流路に進入せしめられていて前記出
   力制御用絞り弁に連動して進退することによって前記出
   口開口の面積を増減せしめる制御弁と、前記空気計量ジ
   ェット下流側の空気流路と出力制御用絞り弁下流側の吸
   気通路とを連通せしめていて一定の小空気流量を吸気通
   路に流出させ得る一定空気量供給手段とが備えられてい
   て、 空気流量に応じた差圧が前記空気流路の空気計量ジェッ
   トの前後に発生せしめられるようにした、内燃機関にお
   ける空気流量検出装置。