JP4305910B2 - Engine intake air amount detection device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン駆動のエアコンプレッサを備え、エアフローメータを有する空気供給ラインから分岐してエンジン吸入空気とそのエアコンプレッサからエアブレーキやエアサスペンション等の負荷に供給する空気とを供給する空気供給システムのエンジン吸入空気量の検知装置に関する。 The present invention is an air supply system that includes an engine-driven air compressor and supplies engine intake air and air supplied from the air compressor to a load such as an air brake or air suspension by branching from an air supply line having an air flow meter. The present invention relates to an engine intake air amount detection device.
周知の通り、車両ではエアブレーキ、エアスプリングその他の圧縮空気を必要とする負荷に空気を供給するために、エンジン駆動のエアコンプレッサを備えている(特許文献1参照)。
そしてエアコンプレッサはエンジンのシリンダへ流入する吸気ラインから空気を吸い込む技術も知られている。そのためにエアコンプレッサから負荷に供給するラインとエンジンに供給するラインがあり2つの空気ラインに分けて供給するようになっている。
As is well known, an engine is equipped with an air compressor driven by an engine in order to supply air to a load that requires compressed air, such as an air brake, an air spring, or the like (see Patent Document 1).
A technique is also known in which an air compressor sucks air from an intake line flowing into a cylinder of an engine. For this purpose, there are a line for supplying the load from the air compressor and a line for supplying to the engine, which are divided into two air lines.
また周知の通り、エアコンプレッサからの空気はタンクに貯えられ、そのタンク内の圧力が所定値以下になるとエアコンプレッサが作動し(この状態をロードという)、別の所定値以上になるとエアコンプレッサが停止する(この状態をアンロードという)ようになっている。 As is well known, the air from the air compressor is stored in a tank. When the pressure in the tank falls below a predetermined value, the air compressor operates (this state is called load). It stops (this state is called unloading).
図4は従来の空気供給システムを示し、空気供給ライン1にはエアフローメータ2が設けられ、そして分岐ライン1aを経てエンジン3に接続されると共に別の分岐ライン1bを経てエアコンプレッサ4に接続されている。このエアコンプレッサ4からは負荷への空気ライン5が延びている。他方、エンジン3にはエアフローメータ2から信号ライン6を介して制御手段7が接続され、この制御手段7はエンジン3を制御するようになっている。
FIG. 4 shows a conventional air supply system, in which an
車両の走行に際して必要な総空気量を知ることは必要であるが、従来技術ではエンジンに必要な空気量を把握できず、そのためにエンジンの上流側にエアフローセンサを別に設ければよいが、それでは部品が多く、また全体的な制御が複雑となる。
さらに分岐ライン1bをエアフローメータ2の上流側に接続するとエアフロセンサ検出部の流れが乱れ、正確に流量を検知できない。
Further, if the
したがって、本発明の目的は、1つのエアフローメータでも簡単な手段で正確なエンジン吸入空気量を知ることができるエンジン吸入空気量の検知装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、従来の2つの空気ラインによるエンジンとエアコンプレッサとの供給システムにおいて簡単にエンジンの空気吸入量を正確に知ることができるエンジン吸入空気量の検知装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an engine intake air amount detection device that can know an accurate engine intake air amount with a simple means even with a single air flow meter.
Another object of the present invention is to provide an engine intake air amount detection device that can easily and accurately know the air intake amount of an engine in a conventional supply system of an engine and an air compressor using two air lines. is there.
本発明によれば、エンジン(3)駆動のエアコンプレッサ(4)を備え、エアフローメータ(2)を有する空気供給ライン(1)からそれぞれ分岐ライン(1a、1b)を経てエンジン(3)および前記エアコンプレッサ(4)へ空気が供給されており、そのエアコンプレッサ(4)の空気ライン(5)には圧力センサ(9)を設けたタンク(8)が介装され負荷(W)に空気が供給されている空気供給システムにおけるエンジン(3)の吸入空気量検知装置において、エンジンの回転センサ(10)を設け、その回転センサ(10)と前記圧力センサ(9)とに接続した制御手段(7)を設け、その制御手段(7)には前記圧力センサ(9)の信号によりロードかアンロードかを判断する判定回路(11)と、回転数と空気量との関係を記憶した記憶手段(13a)を有して前記回転センサ(10)と判定回路(11)とからの信号を受け空気量の較正を行う較正手段(13)とを備えた構成であり、そしてタンク内圧力を検出し(ステップS1)、その検出圧力が所定圧以上(ステップS2:Yes)であればアンロードと判定(ステップS3)してエアフローメータ(2)の検出値からエンジン(3)への空気供給量を決定(ステップS4)し、前記タンク内圧力の検出圧力が所定値未満(ステップS2:No)であればロードと判定(ステップS5)し、さらにエンジン回転数を検出(ステップS6)して特性曲線からコンプレッサへの空気供給量を決定(ステップS7)し、エアフローメータ(2)の検出値からそのコンプレッサへの空気供給量を減算してエンジン(3)への空気供給量を決定(ステップS8)する機能を有していることを特徴とするエンジン吸入空気量の検知装置。 According to the present invention, an engine (3) driven air compressor (4) is provided, and an air supply line (1) having an air flow meter (2) passes through the branch lines (1a, 1b) and the engine (3) and the above-mentioned Air is supplied to the air compressor (4). A tank (8) provided with a pressure sensor (9) is interposed in the air line (5) of the air compressor (4), and air is supplied to the load (W). In the intake air amount detection device of the engine (3) in the supplied air supply system, an engine rotation sensor (10) is provided, and control means (connected to the rotation sensor (10) and the pressure sensor (9) ( 7), and the control means (7) includes a determination circuit (11) for determining whether to load or unload based on the signal from the pressure sensor (9), and the relationship between the rotational speed and the air amount. A storage means (13a) and a calibration means (13) for receiving a signal from the rotation sensor (10) and the determination circuit (11) to calibrate the air amount, and in the tank If the pressure is detected (step S1) and the detected pressure is equal to or higher than a predetermined pressure (step S2: Yes), it is determined that the load is unloaded (step S3), and the detected value of the air flow meter (2) is sent to the engine (3). An air supply amount is determined (step S4), and if the detected pressure of the tank internal pressure is less than a predetermined value (step S2: No), it is determined as a load (step S5), and further the engine speed is detected (step S6). Then, the air supply amount to the compressor is determined from the characteristic curve (step S7), and the engine (3 is subtracted from the air supply amount to the compressor from the detected value of the air flow meter (2). Determining the amount of air supplied to (step S8) the engine intake air amount detection apparatus characterized by having a function of.
したがって、エアフローメータからの検出値はエアコンプレッサが不作動時(アンロード時)にはそのままエンジンへの空気吸入量となるが、エアコンプレッサの作動時(ロード時)にはエアコンプレッサの容量とエンジンの回転数とから負荷に流れる空気量を求めて、その値を減算することで、エンジン3の空気量を検知できる。 Therefore, the detected value from the air flow meter is the amount of air sucked into the engine when the air compressor is not operating (unloading), but when the air compressor is operating (loading), the capacity of the air compressor and the engine The air amount of the engine 3 can be detected by obtaining the amount of air flowing to the load from the rotational speed of the engine and subtracting that value.
本発明によれば、1つのエアフローメータを用いても制御手段のソフトの改良のみでエンジンへの空気量を知ることができ、従来技術の改良が楽であり、また総空気量による制御が便利である。 According to the present invention, it is possible to know the air amount to the engine only by improving the software of the control means even if one air flow meter is used, the improvement of the prior art is easy, and the control by the total air amount is convenient. It is.
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。図1は本発明を実施したブロック図を示し、図2において空気供給ライン1からの空気はエアフローメータ2を介して分岐ライン1a、1bを経てエンジン3およびエアコンプレッサ4に流れる点は図4の従来例と同様である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of the present invention. In FIG. 2, the air from the
エアコンプレッサ4からの空気ライン5はタンク8を介してエアブレーキやエアサスペンションのような負荷Wに供給するようになっている。このタンク8には圧力センサ9が設けられている。またエンジン3には回転センサ10が設けられている。
An
制御手段7は圧力センサ9からの信号によって、ロード又はアンロードを判定する判定回路11と、指示噴射量12と前記判定回路11からの信号とを受ける較正手段13と、その較正手段13からの信号および前記エアフローメータ2からの信号を受けるエンジン空気供給量決定手段14と、そのエンジン空気供給量決定手段14からの信号を受けるエンジン制御手段15とを備え、そのエンジン制御手段15によりエンジン3を制御するようになっている。なお、この制御手段7は、その他過給圧、燃料噴射量、EGR開度を制御するものである。
The control means 7 is based on a signal from the pressure sensor 9 to determine whether the load or unload is determined, a calibration means 13 that receives the
前記較正手段13は記憶手段13aを備え、その記憶手段にはエンジン回転数センサ10からの信号を受けてエンジンの回転数と空気の必要量との関係を示すマップ又は特性曲線が記憶されている。したがって、後述の通りエアコンプレッサの容量とエアコンプレッサの回転数とはあらかじめ解っているので、ロード時にエアコンプレッサの消費空気量は計算でき、エアフローメータ2を流れる総空気量からエアコンプレッサの消費空気量を引けば、エンジンへの供給空気量を求めることができる。
The calibration means 13 includes a storage means 13a, which stores a map or characteristic curve indicating the relationship between the engine speed and the required amount of air in response to a signal from the
図2はエンジン空気供給量決定手段14を含む制御手段7の作動の説明図である。
図示の実施例では、エアフローメータ2は電圧信号6を出力し、この電圧信号6は変換装置20で測定値に変換される。他方、圧力スイッチ9のオンオフ信号はスイッチ21に入力される。このスイッチ21は圧力スイッチ9がオンのときに位置0に、またオフのときに位置1になるようになっている。そして前記変換装置20からの信号は直接にスイッチ21の位置1にそして減算手段22を介して位置0に接続されている。この減算手段22には前記マップを有する記憶手段13aからの信号が入力されており、したがって、スイッチ21が位置0にあるときはエアコンプレッサ4で消費される空気量が減算されるようになっている。このようにしてその結果がエンジン空気量決定手段14を介して図1のエンジン制御手段15に出力される。
FIG. 2 is an explanatory view of the operation of the control means 7 including the engine air supply amount determination means 14.
In the illustrated embodiment, the
次に主として図3を参照して作動を説明する。
図3において、まずスタートし、タンク8内の圧力Pを検出する(ステップS1)。制御手段7はその圧力Pが所定圧力(最低圧力)に等しいか又は大きいかを判断し(ステップS2)、YESの場合は、エアコンプレッサ4が作動していないアンロードと判定する(ステップS3)。この場合は図2のスイッチ21が位置1に位置しており、エアフローメータ2からの信号がそのままエンジンへの空気供給量を決定する(ステップS4)。
Next, the operation will be described mainly with reference to FIG.
In FIG. 3, the process starts first, and the pressure P in the tank 8 is detected (step S1). The control means 7 determines whether the pressure P is equal to or greater than a predetermined pressure (minimum pressure) (step S2). If YES, it is determined that the
他方、ステップS2でNOであれば、制御手段7はエアコンプレッサ4が作動しているロードと判定し(ステップS5)、この場合、図2のスイッチ21は位置0となる。そしてエンジン回転数および指示噴射量を検出し(ステップS6)、記憶手段13aのマップ又は特性曲線からエアコンプレッサ4への空気供給量を決定し(ステップS7)、減算手段22がエアフローメータ2で検出された空気流量からステップS7で決定された空気供給量を減算してその値をエンジンへの空気供給量とする(ステップS8)。
On the other hand, if NO in step S2, the control means 7 determines that the load is operating the air compressor 4 (step S5). In this case, the
なお、ステップS6はあらかじめステップS1で検出してもよい。その場合は、ステップS5の次はステップS7となる。 Note that step S6 may be detected in advance in step S1. In that case, step S7 is followed by step S7.
以上の通り、エアコンプレッサを有する各種のエンジンにおいて、空気の総供給量を検知すれば、制御手段のソフトのみで、エンジンの空気供給量を求めることができ、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジ、ガスエンジン等に広く利用できる。 As described above, in various engines having an air compressor, if the total supply amount of air is detected, the air supply amount of the engine can be obtained only by the software of the control means, such as a diesel engine, a gasoline engine, a gas engine, etc. Widely available.
2・・・エアフローメータ
3・・・エンジン
4・・・エアコンプレッサ
7・・・制御手段
8・・・タンク
9・・・圧力センサ
10・・・回転センサ
11・・・ロード、アンロード判定回路
12・・・トランスミッション
13・・・検出手段
13a・・・記憶手段
14・・・エンジン空気供給量決定手段
15・・・エンジン制御手段
2 ... Air flow meter 3 ...
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