JP2506692Y2 - 排気浄化用/燃料微粒化用空気供給装置 - Google Patents

排気浄化用/燃料微粒化用空気供給装置

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JP2506692Y2 JP6849590U JP6849590U JP2506692Y2 JP 2506692 Y2 JP2506692 Y2 JP 2506692Y2 JP 6849590 U JP6849590 U JP 6849590U JP 6849590 U JP6849590 U JP 6849590U JP 2506692 Y2 JP2506692 Y2 JP 2506692Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、排気浄化用二次空気と燃料微粒化用アシス
トエアを、1台の加圧ポンプと、切替弁とを用いて、供
給制御する排気浄化用/燃料微粒化用空気供給装置に関
する。
[従来の技術] 燃料微粒化用空気(アシストエア)の供給系統(特開
昭57-143158号公報)と、排気浄化用二次空気の供給系
統とは、通常、別系統とされており、各系統に加圧ポン
プが設けられる。
しかし、各系統に加圧ポンプを設けることは、コスト
上、搭載上の問題を生ずることから、本出願人は先に、
実願平1-125639号にて、二次空気の供給とアシストエア
の供給を1台の加圧ポンプで選択的に行なうようにし、
エンジン暖機時に二次空気を供給しエンジン暖機後にア
シストエアを供給するように切替制御する装置を提案し
た。
[考案が解決しようとする課題] しかし、上記従来装置では、エンジン暖機中にはエア
アシストが行われないから、エンジン暖機中の加速性が
悪化するという問題があった。
また、エンジン暖機中の加速性を改良するために、暖
機中にエアアシストも行なうと、すなわち暖機中にエア
アシストと二次空気供給の両方を行なうと、二次空気分
エンジン吸入空気が変化するので、空燃比が目標値から
ずれてしまい、単純には暖機中エアアシストを行なえな
いという問題もある。
本考案は、空燃比のずれを生じさせることなく、エン
ジン暖機中の加速性を改良できる、排気浄化用/燃料微
粒化用空気供給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] 上記目的を達成するための本考案に係る排気浄化用/
燃料微粒化用空気供給装置は、スロットル上流の吸気管
と排気マニホルドに開口する第1の空気通路と、第1の
空気通路の途中に設けられた加圧ポンプと、加圧ポンプ
下流の第1の空気通路部分から分岐してエアアシストタ
イプ燃料噴射弁に延びる第2の空気通路と、第2の空気
通路分岐部より下流の第1の空気通路部分に設けた切替
弁と、第2の空気通路分岐部より下流の第1の空気通路
部分と第2の空気通路との何れか一方に設けたエアフロ
ーメータと、から成る。
[作用] 上記本考案装置では、切替弁は、エンジン暖機中に
開、エンジン暖機後に閉とされる。したがって、本考案
装置では、エアアシスト、エアインジェクションと、エ
ンジン暖機中、暖機後の関係は次のようになる。ただ
し、比較のために、実願平1-125639号のものも示してあ
る。
本考案では、エンジン暖機中には、エアアシストもエ
アインジェクションも行われるから、暖機中にも燃料微
粒化が行われ、エンジン暖機中の加速性が改善される。
しかし、エンジン暖機中には、エアアシストとエアイ
ンジェクションの両方が行われるから、実際に気筒に吸
入される空気量は、吸気系に設けられるメインエアフロ
ーメータで測定した吸気量からエアインジェクション分
だけ少なくなる。基本燃料噴射量は、吸気系に設けられ
るメインエアフローメータで測定した吸気量に基づいて
演算されるから、実際の空燃比が、エアインジェクショ
ンによる吸入空気量のずれ分、ずれてしまうので、空燃
比は適正空燃比に補正されなければならない。従来はエ
ンジン暖機中にはエアアシストはされないからこのよう
な空燃比適正化の必要性は生じないが、本考案ではエア
アシストとエアインジェクションの両方が行われるか
ら、空燃比適正化の必要性が生じる。本考案装置では、
第2の空気通路分岐部より下流の第1の空気通路部分と
第2の空気通路との何れか一方にエアフローメータが設
けてあるので、気筒をバイパスして排気系に流れた空気
量(二次空気の量)がわかり、メインのエアフローメー
タで測定した吸気量を補正して実際に気筒に吸入される
真の吸気量を演算でき、それに基づいて基本燃料噴射量
を決めることにより、空燃比を適正空燃比に補正するこ
とができる。このようにして、エンジン暖機中にも空燃
比を適正空燃比に制御することができる。
エンジン暖機後は、エアインジェクションを停止しエ
アアシストのみを行ない、従来と同様の状態となり、微
粒化された燃料による良好な運転と、メインエアフロー
メータで測定された吸気量に基づいて演算される空燃比
制御が行われる。
[実施例] 以下、本考案に係る排気浄化用/燃料微粒化用空気供
給装置の望ましい実施例を図面を参照して説明する。た
だし、第1図、第2図は本考案の第1実施例に係り、第
3図、第4図は本考案の第2実施例に係る。
まず、第1実施例、第2実施例に共通な構成を、たと
えば、第1図を参照して説明する。エンジン5の吸気管
4には、吸気流れ方向に順に、エアクリーナ1、メイン
のエアフローメータ2、スロットルバルブ3が設けら
れ、エンジン5の排気管7には、排気の流れ方向に順
に、排気マニホルド6、触媒コンバータ8が設けられて
いる。ここ迄は従来の通常のエンジン吸排気系構造と同
じである。
スロットルバルブ3の上流の吸気管4から排気マニホ
ルド6に、エンジン5をバイパスして第1の空気通路10
が延びている。したがって、第1の空気通路10は、スロ
ットルバルブ3の上流の吸気管4と排気マニホルド6に
開口している。第1の空気通路10の途中には、加圧ポン
プ9が設けられ、吸気管4からとり入れた空気を圧力を
上げて排気マニホルド6側に送り出す。第1の空気通路
10のうち、加圧ポンプ9よりも下流側の部分から第2の
空気通路11が分岐しており、第2の空気通路11はエアア
シストタイプの燃料噴射弁12に延びている。第2の空気
通路11は途中にジェット手段を有するが、常時連通の通
路である。第1の空気通路10には、第2の空気通路11が
分岐する部位より下流側に、ON-OFFタイプの切替弁13が
設けられている。この構造によって、切替弁13が開のと
きは、二次空気注入(エアインジェクション)とエアア
シスト(アシストエア供給)の両方が行われ、切替弁13
が閉のときはエアアシストのみが行われる。第2の空気
通路分岐部より下流の第1の空気通路部分と第2の空気
通路11との何れか一方には、エアフローメータ14または
20が設けられている。また、切替弁13より下流の第1の
空気通路10には、そしてそこにエアフローメータ14が設
けられている場合にはそれよりも下流に、チェック弁15
が設けられる。チェック弁15は排気脈動による空気の逆
流を防止するためのものである。メインエアフローメー
タ2、第1または第2の空気通路10、11に設けられるエ
アフローメータ14、20の出力信号はエンジンコントロー
ルユニット(ECU)16に供給され、ECU16の出力信号は加
圧ポンプ9、切替弁13、燃料噴射弁12に送られる。
ECU16はマイクロコンピュータから成り、入出力イン
ターフェイス、セントラルプロセッサユニット(CP
U)、リードオンリメモリ(ROM)、ランダムアクセスメ
モリ(RAM)を有する。ROMは、第2図または第4図に示
すような燃料噴射制御プログラムを記憶しており、この
プログラムはCPUに読み出されて演算が実行される。エ
アフローメータ2、14、20からの信号は入力インターフ
ェイスを介してディジタル信号にてRAMに一時的に記憶
され、CPUに読み出されて演算に用いられる。CPUの演算
結果に基く指令は、出力インターフェイスを介して燃料
噴射弁12や各機器に送られる。
第1、第2実施例に共通な燃料噴射制御プログラム構
成を、たとえば第2図を参照して説明する。
ステップ101にてエンジン回転数Nを読込む。エンジ
ン回転数信号には、たとえばディストリビュータに内蔵
したクランク角度センサからの信号を用いることができ
る。続いて、ステップ102でメインエアフローメータ2
の出力Uを読込み、ステップ103でエアフローメータ14
または20の出力U′を読込む。続いて、ステップ104で
UとU′より、実際に気筒に吸入される吸入空気量Qを
演算して求める。実際の吸入空気量Qは、供給管4を通
ってエンジン5に吸入される空気量と加圧ポンプ9から
第2の空気通路11、燃料噴射弁12を通ってエンジン5に
吸入される空気量との和である。次にステップ105で、
基本燃料噴射量TpをTp=K・Q/Nより求める。ただし、
Kは補正係数である。次にステップ106で、各種増量係
数K1、K2……を各マップより求める。これらの増量に
は、暖機増量、水温増量、機器温増量、触媒加熱防止補
正等を含む。そして、ステップ107に進み、Tpを基に増
量値を計算して、(1+K1+K2+……)Tpより補正燃料
噴射量を計算し、ステップ108で補正燃料噴射量だけの
燃料を噴射する主噴射時間τを計算し、時間τだけ燃料
噴射を実行して、終了する。上記でステップ101、102、
およびステップ104から108までは従来の燃料噴射制御ル
ーチンと同じであり、本考案はステップ103、104が加わ
っている点が新しい。すなわち、本考案では、エアフロ
ーメータ14または20の出力U′より、エンジンをバイパ
スして排気系に流れる空気量を求め、その分だけメイン
エアフローメータ2の出力Uを補正して、実際にエンジ
ンに吸入される空気量Qを演算して、測定された空気量
が実際の空気量からずれるのを防止している点が新し
い。
次に、各実施例に特有の構成について説明する。第1
実施例では、第1図に示すように、二次空気用エアフロ
ーメータ14は第1の空気通路10の、切替弁13より下流の
部分に設けられている。したがって、エアフローメータ
14は二次空気量を測定、出力する。また、第1の空気通
路の吸気管4への開口部は、メインエアフローメータ2
より下流側でかつスロットルバルブ3より下流側の部分
に設けられている。
このように構成された第1実施例では、エンジン5に
実際に吸入される空気量は、メインエアフローメータ2
で測定された空気量から、二次空気用エアフローメータ
14を通って流れた空気量を減じたものであるから、第2
図において、ステップ103でエアフローメータ14の出力
U′を求め、ステップ104でU−U′よりエンジン吸入
空気量Qを計算するようにしてある。
また、第2実施例では、第3図に示すように、エアフ
ローメータ20は第2の空気通路11に設けられており、ア
シストエア量を測定する。また、第1の空気通路10の吸
気管4への閉口部は、メインエアフローメータ2より上
流側に設けられており、望ましくはエアクリーナ1に設
けられている。
このように構成された第2実施例では、エンジン5に
実際に吸入される空気量は、メインエアフローメータ2
で測定された空気量に、アシストエア用エアフローメー
タ20で測定された空気量をたしたものであるから、第4
図において、ステップ103′(第2図のステップ103に対
応)でエアフローメータ20の出力U′を求め、ステップ
104′(第2図のステップ104に対応)でU+U′よりエ
ンジン吸入空気量Qを計算するようにしてある。
次に作用について説明する。
本考案装置では、エアインジェクションとエアアシス
トに対し1台の加圧ポンプ9が兼用されており、各々に
加圧ポンプを設けていたものに比べて、コストダウン、
搭載上のメリットが得られる。
エンジン暖機中には切替弁13は開とされ、エンジン暖
機後には閉とされる。したがって、エンジン暖機中には
二次空気インジェクションと燃料噴射弁12へのアシスト
エア供給とが共に行われ、エンジン暖機後には燃料噴射
弁12へのアシストエア供給のみが行われる。したがっ
て、エンジン暖機中にも、エアアシストが行われるか
ら、燃料の微粒化が促進され、暖機中の加速性が改善さ
れる。
また、エンジン暖機中にエアアシストとエアインジェ
クションの両方が行われれても、第2図、第4図のステ
ップ103、103′、104、104′で、吸入空気量は二次空気
量分の補正がなされるので、空燃比は適正空燃比に保た
れ、空燃比制御が乱れることはない。
一方、エンジン暖機後は、エアインジェクションは停
止され、エアアシストのみが行われるから、従来と同じ
になり、良好な燃焼、従来通りの空燃比制御が行われ
る。
[考案の効果] 本考案によれば次の効果を得る。
(イ) 加圧ポンプ下流の第1の空気通路部分から分岐
して燃料噴射弁に延びる第2の空気通路を設け、第2の
空気通路分岐部より下流の第1の空気通路部分に切替弁
を設けたので、エンジン暖機中開、エンジン暖機後閉と
することにより、エンジン暖機中にエアアシストとエア
インジェクションの両方を行なうことができ、暖機中の
加速性を向上させることができる。
(ロ) 1台の加圧ポンプでエアインジェクションとエ
アアシストの両方を行なうことができ、コストダウン、
搭載上のスペースの便宜をはかることができる。
(ハ) 第1の空気通路または第2の空気通路の何れか
一方にエアフローメータを設けたので、二次空気として
エンジンをバイパスする空気量を演算することができ、
メインエアフローメータで測定された空気量を補正で
き、暖機中にエアインジェクションとエアアシストの両
方を行うにも拘らず、空燃比を適正に保つことができ
る。
【図面の簡単な説明】 第1図は本考案の第1実施例に係る排気浄化用/燃料微
粒化用空気供給装置の系統図、 第2図は第1実施例の燃料噴射制御演算ルーチンのフロ
ーチャート、 第3図は本考案の第2実施例に係る排気浄化用/燃料微
粒化用空気供給装置の系統図、 第4図は第2実施例の燃料噴射制御演算ルーチンのフロ
ーチャート、 である。 2……メインのエアフローメータ 3……スロットルバルブ 4……吸気管 5……エンジン 6……排気マニホルド 9……加圧ポンプ 10……第1の空気通路 11……第2の空気通路 12……燃料噴射弁 13……切替弁 14……エアフローメータ 15……チェック弁 16……ECU

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】スロットル上流の吸気管と排気マニホルド
    に開口する第1の空気通路と、第1の空気通路の途中に
    設けられた加圧ポンプと、加圧ポンプ下流の第1の空気
    通路部分から分岐してエアアシストタイプ燃料噴射弁に
    延びる第2の空気通路と、第2の空気通路分岐部より下
    流の第1の空気通路部分に設けた切替弁と、第2の空気
    通路分岐部より下流の第1の空気通路部分と第2の空気
    通路との何れか一方に設けたエアフローメータと、から
    成ることを特徴とする排気浄化用/燃料微粒化用空気供
    給装置。
JP6849590U 1990-06-29 1990-06-29 排気浄化用/燃料微粒化用空気供給装置 Expired - Fee Related JP2506692Y2 (ja)

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