JPS626088B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、過給機付エンジンの燃料制御装置に
関し、特に混合気を自然吸入させる主吸気系と、
空気を過給する補助吸気系とを備えた過給機付エ
ンジンの燃料制御装置に関するものである。

従来より、過給機付エンジンとして、エンジン
の単一の吸気系にターボ過給機を備えて、エンジ
ンに吸気を過給することによりエンジンの出力性
能を向上させるようにしたものは知られている。
しかし、このターボ過給方式では、排気流により
回転するタービンによつてブロアを駆動し、該ブ
ロアにより吸気過給を行うものであるため、エン
ジンの低回転域では排気流の減少により過給不足
が生じ、出力性能の向上を十分に図れ得ないとと
もに、応答性が悪いという問題があつた。

そのため、従来、例えば特公昭49―4081号公報
に開示されているように、主吸気系に加えて補助
吸気系を設け、該主吸気系に燃料供給装置を設け
ると共に、該補助吸気系に過給機を設け、エンジ
ンの設定負荷以下では上記主吸気系から混合気を
供給する一方、エンジンの設定負荷以上では主吸
気系からの混合気に加えて少なくとも圧縮行程に
おいて上記補助吸気系から加圧空気を供給するよ
うにして、エンジンによつて駆動される過給機に
より、エンジンの低回転域においても過給不足を
生じることなく、応答性良く吸気過給を行い得る
ようにしたいわゆる部分過給方式のものが提案さ
れている。

しかるに、この部分過給方式では、過給時、燃
焼室内において主吸気系からの混合気が補助吸気
系からの加圧空気によつて希釈される結果、両者
のミキシングが悪いと、空燃比が過薄となるとこ
ろが生じ、その結果、エンジンが失火するという
問題があつた。

そこで、本発明は、斯かる部分過給方式の過給
機付エンジンに特有の過給時の失火問題に対処す
べくなされたものであり、上記の如き部分過給方
式の過給機付エンジンにおいて、過給機の実質的
な作動に対応して燃焼室内の空燃比が過給機の非
作動状態における空燃比より濃くなるように主吸
気系に供給する燃料を増量制御する制御装置を設
けることにより、過給時、燃焼室内の空燃比を本
来出力的および燃費的に要求される空燃比よりも
濃くして、加圧空気により希釈された結果生じる
空燃比が最もミキシングの悪いところでも可燃空
燃比となるようにし、よつて失火を防止して着火
性の向上を図るようにした過給機付エンジンの燃
料制御装置を提供せんとするものである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図において、１はエンジンで、２はシリン
ダ、３は該シリンダ２内を往復動するピストン、
４はシリンダ２とピストン３とによつて画成され
た燃焼室、５は上記ピストン３にコンロツド６を
介して連結されたクランクシヤフトである。

また、７はエアクリーナ、８および９はそれぞ
れエンジン１の吸気系を構成する主吸気系および
補助吸気系である。上記主吸気系８は、上流端が
エアクリーナ７に接続され下流端が燃焼室４に開
口した主吸気通路１０によつて構成され、該主吸
気通路１０には、アクセルペダル（図示せず）と
連動され、主吸気通路１０からの吸気量を制御す
る主絞り弁１１が配設されている。また、上記主
吸気通路１０の主絞り弁１１上流には燃料噴射弁
１２が、さらに上流には全吸入空気量を検出する
メジヤリングプレート型のエアフローセンサ１３
がそれぞれ配設されており、該エアフローセンサ
１３にはそのメジヤリングプレートの回動角度を
検出するポテンシヨンメータ１４が接続され、該
ポテンシヨンメータ１４の出力信号はエンジン回
転数信号Ｓと共に、上記燃料噴射弁１２の燃料噴
射量を制御する制御回路１５に入力されており、
よつてエンジン１の吸入空気量およびエンジン回
転数に応じた量の燃料を燃料噴射弁１２から噴射
し、主吸気通路１０を介してエンジン１に供給す
るようにした燃料噴射式の燃料供給装置１６を構
成している。

一方、上記補助吸気系９は、上流端が上記主吸
気通路１０のエアフローセンサ１３下流で燃料噴
射弁１２および主絞り弁１１上流に連通し、下流
端が燃焼室４に開口した補助吸気通路１７によつ
て構成され、該補助吸気通路１７の途中には例え
ばベーンポンプ型の過給ポンプよりなる過給機１
８が配設されている。該過給機１８は電磁クラツ
チ１９を介して、上記クランクシヤフト５にベル
ト２０により伝動されたプーリ２１に駆動連結さ
れている。また、上記補助吸気通路１７の過給機
１８下流には、上記主絞り弁１１にリンケージ２
２を介して連結され、該主絞り弁１１が設定開度
に開かれるまでは、すなわちエンジンの設定負荷
以下のときには閉作動したままで、主絞り弁１１
が設定開度以上開かれると、すなわちエンジンが
設定負荷以上になると開作動する補助絞り弁２３
が配設されており、該補助絞り弁２３には、補助
絞り弁２３の開度を検出して上記電磁クラツチ１
９をON―OFF作動せしめるポテンシヨンメータ
よりなる開度センサ２４が接続されており、よつ
て補助絞り弁２３の開作動時（設定負荷以上のと
き）には電磁クラツチ１９をON作動せしめて、
プーリ２１（すなわちエンジン１）により過給機
１８を作動せしめる一方、補助絞り弁２３の閉作
動時（設定負荷以下のとき）には電磁クラツチ１
９をOFF作動せしめて、過給機１８の作動を停
止させるように構成されている。

さらに、上記補助吸気系９には、一端が補助吸
気通路１７の過給機１８下流で補助絞り弁２３上
流に開口し、他端が補助吸気通路１７の過給機１
８上流に開口するバイパス通路２５が設けられ、
該バイパス通路２５にはリリーフ弁２６が介設さ
れており、過給機１８の作動時（過給時）、過給
機１８下流の補助吸気通路１７の圧力（過給圧）
が設定圧以上になると、上記リリーフ弁２６の開
作動によりその圧力をバイパス通路２５を介して
過給機１８上流の補助吸気通路１７に逃がして、
上記過給圧を設定圧に保持するようにしている。

さらにまた、上記主吸気通路１０と補助吸気通
路１７との燃焼室４への開口部（吸気口１０ａ，
１７ａ）は第２図に示すように、略平面内におい
て燃焼室４の中心を通る直線に対してオフセツト
し、燃焼室４内で各吸気通路１０，１７からの吸
気を旋回させて旋回流を形成するように配置され
ている。該主吸気通路１０の吸気口１０ａには主
吸気弁２７が、また補助吸気通路１７の吸気口１
７ａには補助吸気弁２８がそれぞれ配設されてお
り、両吸気弁２７，２８のバルブタイミングは、
第３図に示すように、主吸気弁２７の開弁終期す
なわち吸気行程の後半から圧縮行程にかけて補助
吸気弁２８が一部オーバラツプして開くように設
定されている。尚、吸気の各吸気通路１０，１７
への逆流を防止する点からは、オーバラツプさせ
ずに主吸気弁２７の閉弁後すなわち圧縮行程にお
いて補助吸気弁２８を開くように設定することが
好ましい。

以上により、エンジンの設定負荷以下では、主
吸気系８（主吸気通路１０）から混合気を自然吸
入によりエンジン１に供給する一方、エンジンの
設定負荷以上では、主吸気系８からの混合気に加
えて少なくとも圧縮行程において補助吸気系９
（補助吸気通路１７）から過給機１８の作動によ
り加圧空気をエンジン１に供給するようにしたい
わゆる部分過給システムが構成されている。尚、
２９は補助吸気弁２８のバルブタイミングを制御
する動弁機構、３０は一端が燃焼室４に開口した
排気ポート、３１は該排気ポート３０の燃焼室４
への開口部（排気口３０ａ）に配設された排気弁
である。また、第２図中、３２は燃焼室４内にお
いて主吸気通路１０からの旋回流の上流側に臨設
配置された点火栓で、その下流側に排気ポート３
０の排気口３０ａが配置されている。また、上記
補助絞り弁２３は、上述の如く過給制御を行うと
ともに、補助吸気弁２８の開弁時に燃焼室４内の
吸気が補助吸気系９、特に過給機１８へ逆流する
のを阻止する逆止弁の役目も果たすため、補助吸
気通路１７のできるだけ下流に、例えば補助吸気
通路１７を形成する吸気マニホールドとエンジン
１との接続部等に配置することが好ましい。

上記構成に加えて、本発明の特徴として、上記
開度センサ２４はその検出信号を上記燃料供給装
置１６の制御回路１５に入力するように接続され
ており、補助絞り弁２３の開作動時、すなわち過
給機１８の作動時（過給時）に燃焼室４内の空燃
比が過給機１８の非作動状態（非過給時）におけ
る空燃比より濃くなるよう、開度センサ２４から
の出力を受けた制御回路１５により燃料噴射弁１
２から主吸気系８（主吸気通路１０）に噴射供給
される燃料を増量制御するようにした制御装置３
３が構成されている。該制御装置による燃料増加
量は、過給域での吸入空気量の増加に伴う一定の
空燃比を保つ上での増量分に加えて更に上乗せし
て増量するよう設定されるものである。

したがつて、上記実施例においては、エンジン
が設定負荷以上である過給時には、、燃焼室４内
において、主吸気通路１０から供給される混合気
に対し、補助吸気通路１７から加圧空気が応答性
良く過給されるため、エンジンの低回転域におい
ても過給不足を生じることがなく、良好な出力性
能が得られる。その際、上記主吸気通路１０から
の混合気は補助吸気通路１７からの加圧空気によ
つて希釈されるが、制御装置３３により、この希
釈率を考慮して、本来出力性能および燃費性能か
ら要求される空燃比よりも濃くなるように燃料供
給装置１６から主吸気通路１０に供給する燃料が
増量されているので、加圧空気によつて希釈され
た結果生じる空燃比は、混合気と加圧空気とのミ
キシングが最も悪いところでも可燃空燃比とな
る。その結果、過給時の失火が確実に防止され、
良好な着火性が得られるので、出力性能の低下を
招くことはない。

一方、エンジンが設定負荷以下の非過給時に
は、補助吸気通路１７からの加圧空気の供給は行
われず、燃焼室４内には主吸気通路１０からの混
合気のみが供給される。その場合、制御装置３３
は作動せず、燃料供給装置１６からは燃焼室４内
の空燃比が出力性能および燃費性能から要求され
る適正な空燃比となるように燃料が主吸気通路１
０に供給されるので、通常のエンジンと同様に良
好なエンジン性能を確保することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、その他種々の変形例をも包含するものであ
り、例えば上記実施例では、主吸気系８に設ける
燃料供給装置１６として燃料噴射方式のものにつ
いて述べたが、本発明は気化器方式のものにも適
用可能である。しかし、この気化器方式の場合、
吸入空気流によるベンチユリ負圧により燃料を吸
引する関係上、全吸入空気が流れる主吸気通路１
０の補助吸気通路１７上流端開口部よりも上流の
位置に気化器を設ける必要があり、そのため、燃
料が補助吸気通路１７の過給機１８に流入して該
過給機１８を汚損する嫌いがあるので、上記実施
例の如き燃料噴射方式に好適である。

また、上記実施例では、過給時に主吸気系８に
供給する燃料を増量制御する制御装置３３とし
て、補助絞り弁２３の開作動を検出する開度セン
サ２４と、該開度センサ２４の出力を受けて主吸
気系８に設けた燃料供給装置１６の燃料噴射弁１
２からの燃料噴射量を増量制御する制御回路１５
とによつて構成したが、該燃料噴射弁１２とは別
個の増量用燃料噴射弁を主吸気系８に設けて、過
給時、上記燃料噴射弁１２からは吸入空気量およ
びエンジン回転数に応じた量の燃料を噴射し、燃
料増量分を上記別個の増量用燃料噴射弁から噴射
供給するようにしてもよい。また、気化器方式の
場合には増量用燃料ポンプを主吸気系に設ければ
よい。

さらに、上記実施例では、過給機１８を、エン
ジン１と同期回転するプーリ２１に電磁クラツチ
１９を介して連結して、過給時のみ駆動するよう
にしたが、過給機１８をプーリ２１と直結して常
時駆動するとともに、バイパス通路に制御弁を設
けることにより、非過給時には制御弁の作動によ
り過給機１８からの過給気をバイパス通路を介し
てリリーフする一方、過給時には過給機１８の実
質的な作動によりその過給気を補助吸気通路１７
を介してエンジン１に供給するようにしてもよ
い。

さらにまた、上記実施例では、補助絞り弁２３
の開度を検出する開度センサ２４の出力により電
磁クラツチ１９をON―OFF制御して過給機１８
を作動制御するようにしたが、開度センサ２４に
より該補助絞り弁２３と連動された主絞り弁１１
の開度を検出して過給機１８の作動制御を行つて
もよく、また吸入空気量あるいは過給圧等に応じ
て過給機１８を作動制御するようにしてもよい。
しかし、上記実施例の如く開度センサ２４の出力
による場合には若干前もつて過給域を検出して制
御装置３３により燃料を増量できるので、過給過
渡時にトルクシヨツクがない点で好ましい。

また、上記実施例では、主吸気通路１０からの
旋回流の上流側に点火栓３２を配設して、該点火
栓３２周りに可燃混合気を効率よく存在させるよ
うにすることにより、着火性の向上を図るように
したが、上記主吸気通路１０からの旋回流の上流
側に排気口３０ａを配設し、その下流側に点火栓
３２を配設してもよく、この場合、過濃混合気に
よる点火栓３２の失火を防止できる利点がある。

以上説明したように、本発明によれば、部分過
給方式の過給機付エンジンにおいて、過給時の燃
焼室内の空燃比が非過給時の空燃比よりも濃くな
るようにしたので、過給域におけるエンジンの失
火を確実に防止することができ、過給時に良好な
出力性能を確保することができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示するもので、第
１図は全体概略構成図、第２図は燃焼室の模式平
面図、第３図は主および補助吸気弁のバルブタイ
ミングを示す説明図である。 １……エンジン、４……燃焼室、８……主吸気
系、９……補助吸気系、１０……主吸気通路、１
１……主絞り弁、１５……制御回路、１６……燃
料供給装置、１７……補助吸気通路、１８……過
給機、２３……補助絞り弁、２４……開度セン
サ、２７主吸気弁、２８……補助吸気弁、３３…
…制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主吸気系に加えて補助吸気系を設け、該主吸
   気系に燃料供給装置を設けるとともに、該補助吸
   気系に過給機を設け、エンジンの設定負荷以下で
   は上記主吸気系から混合気を供給する一方、エン
   ジンの設定負荷以上では主吸気系からの混合気に
   加えて少なくとも圧縮行程において上記補助吸気
   系から加圧空気を供給するようにした過給機付エ
   ンジンにおいて、上記過給機の実質的な作動に対
   応して燃焼室内の空燃比が過給機の非作動状態に
   おける空燃比より濃くなるように上記主吸気系に
   供給する燃料を増量制御する制御装置を設けたこ
   とを特徴とする過給機付エンジンの燃料制御装
   置。