JPH0235866B2 - Kakyukitsukienjin - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、過給機で加圧された空気の一部を排
気通路に導く２次空気通路を備えるとともに、吸
気量に応じて燃料噴射装置からの燃料噴射量を制
御するようにした過給機付エンジンに関するもの
である。

（従来技術） 従来から、過給機によつてエンジンの出力向上
を図るようにし、かつ、過給機で加圧された空気
の一部を排気浄化のための２次空気として利用す
るように２次空気通路を設けた過給機付エンジン
が知られている。特にこの種のエンジンに電子制
御燃料噴射装置を具備したものとしては、例えば
特公昭59−5781号公報に示されるように、過給機
を備えた過給通路を主吸気通路から分岐させて、
その上流に第１空気量検出装置を設けるととも
に、過給通路に一端が接続されて排気通路に他端
が接続された２次空気通路に第２空気量検出装置
を設け、第１空気量検出装置によつて検出される
全吸気量から第２空気量検出装置によつて検出さ
れる２次空気流量を減算することによつて燃焼室
への吸気供給量を求め、これに応じて燃料噴射量
を制御するようにしたものがある。

ところで、このように２次空気通路に第２空気
量検出装置を設ける場合、エンジンの作動に伴つ
て生じる排圧の脈動が２次空気通路にも作用する
ので、高精度に燃料噴射量を制御するためには、
このような排圧の脈動による影響で第２空気量検
出装置の検出値に誤差が生じるのを防止すること
が要求される。

（発明の目的） 本発明はこれらの事情に鑑み、吸気通路に導入
される全吸気量を検出する第１空気量検出装置
と、排気系に送られる２次空気量を検出する第２
空気量検出装置とを設け、全吸気量から２次空気
量を減算することによつて求められる燃焼室への
吸気供給量に応じて燃料噴射装置からの燃料噴射
量を制御する場合に、２次空気通路に作用する排
圧の脈動に影響されることなく２次空気量を正確
に検出することができ、これによつて燃料噴射量
の制御を高精度に行うことができる過給機付エン
ジンを提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、一端が過給機下流の吸気通路に接続
されるとともに他端がエンジンの排気通路に接続
されて、過給機で加圧された空気の一部を排気通
路に導く２次空気通路と、過給機上流の吸気通路
に設けられて該通路を流れる空気量に対応した信
号を出力する第１空気量検出装置と、上記２次空
気通路に設けられて該通路を流れる空気量に対応
した信号を出力する第２空気量検出装置と、上記
第１および第２空気量検出装置の出力を受け、第
１空気量検出装置で検出された空気量から第２空
気量検出装置で検出された空気量を減算した空気
量に対応した燃料噴射量を決定し供給する電子制
御燃料噴射装置とを備えた過給機付エンジンにお
いて、上記第２空気量検出装置の検出時期をエン
ジンの排気ポートが開く直前に設定する検出時期
設定手段を備えたものである。つまり、後に具体
的に示すように、２次空気通路に作用する排圧は
エンジンの作動に伴つて脈動するが、吸気ポート
が開かれる直前に排圧が安定した時期があること
から、本発明では、上記の排圧が安定した時期に
第２空気量検出装置による２次空気量の検出を行
うことにより、排圧の脈動が２次空気量の検出値
に影響を及ぼすことを防止するようにしている。

（実施例） 第１図は本発明装置の一実施例を示し、この実
施例では、主吸気通路から分岐した吸気通路（過
給通路）に過給機を設けるとともに、その過給機
下流の過給通路と排気通路との間に２次空気通路
が接続された構造に本発明を適用している。この
図において、１はエンジンのシリンダ、２はピス
トン、３はシリンダ１内のピストン２の上方に形
成された燃焼室である。この燃焼室３には主吸気
ポート４、過給ポート５および排気ポート６が開
口し、これらのポート４，５，６に主吸気弁７、
過給用吸気弁８および排気弁９が装備されてい
る。

１０はエアクリーナ、１１はエアクリーナ１０
に接続された吸気通路である。吸気通路１１は、
主吸気通路１２と、この主吸気通路１２から分岐
した過給通路１３とからなり、主吸気通路１２の
下流端側は主吸気ポート４に接続され、過給通路
１３の下流端側は過給ポート５に接続されてい
る。主吸気通路１２と過給通路１３との分岐箇所
よりも上流の吸気通路１１には、エアフローメー
タ１４等からなる第１空気量検出装置１４が設け
られている。また主吸気通路１２中には、アクセ
ルペダルの操作に応じて開閉される第１スロツト
ル弁１５が設けられるとともに、その下流に燃料
噴射装置１６が装備されている。

一方、過給通路１３には、エンジンにより駆動
される容積型エアポンプからなる過給機１７が設
けられている。この過給機１７の下流には、過給
機１７から供給される過給気の密度を高めるため
これを冷却するインタクーラ１８が設けられ、そ
の下流にサージタンク１９が形成されている。さ
らにサージタンク１９の下流の過給通路１３には
第２スロツトル弁２０が設けられており、この第
２スロツトル弁２０は所定負荷以上のときに負荷
に応じた開度に開かれ、例えば第１スロツトル弁
１５が所定開度以上に開かれたときこれに連動し
て開かれるようになつている。また上記過給通路
１３のサージタンク１９からは、過給気の一部を
排気ガス浄化のための２次空気として排気系に送
る２次空気通路２１と、余剰の過給気をリリーフ
するリリーフ通路２２とが分岐している。

上記２次空気通路２１は前記排気ポート６に連
通する排気通路２３に接続されている。この２次
空気通路２１には２次空気の流量を検出する第２
空気量検出装置２４が設けられ、図では２次空気
通路２１内の絞り２４ａの上流側と下流側の圧力
差を検出する差圧センサ２４ｂを用い、その出力
により後述するコントロールユニツト４０内で２
次空気量を検出するようにし、こうして第２空気
量検出装置２４を構成している。さらにこの２次
空気量検出装置２４の下流の２次空気通路２１に
は開閉弁２５が設けられ、この開閉弁２５は、弁
体２５ａとダイヤフラム式のアクチユエータ２５
ｂとで構成され、アクチユエータ２５ｂに負圧が
導入されたとき２次空気通路２１を開き、大気が
導入されたとき２次空気通路２１を閉じるように
なつている。上記アクチユエータ２５ｂは、一端
が第１スロツトル弁１５の下流の主吸気通路１２
に接続された負圧通路２６に、通路２７および第
１の三方電磁弁２８を介して接続されており、こ
の三方電磁弁２８は、上記アクチユエータ２５ｂ
を負圧通路２６または大気への開口部２８ａに選
択的に連通させるようになつている。

また前記リリーフ通路２２は、余剰の過給気を
主吸気通路１２または過給機１７より上流の過給
通路１３に還流させるように配設され、例えば第
１空気量検出装置１４の下流の主吸気通路１２に
接続されている。このリリーフ通路２２には、主
として高負荷時に最高過給圧を制御する過給圧制
御弁３１と、２次空気通路２１の開閉弁２５が開
かれたときにリリーフ通路２２を開いて、排気系
に２次空気が過剰供給されることを防止するリリ
ーフ制御弁３２とが並設されている。上記過給圧
制御弁３１は、サージタンク１９に対するリリー
フ通路２２の開口部３３に配置された弁体３１ａ
と、この弁体３１ａに連結されたダイヤフラム３
１ｂと、その片側に形成された圧力制御室３１ｃ
と、上記弁体３１ａを閉弁方向に付勢するスプリ
ング３１ｄとを備え、上記弁体３１ａに加わる過
給圧が過度に高くなつたときこの弁体３１ａが開
いて過給気をリリーフすることにより、最高過給
圧を制御するようになつている。そして上記圧力
制御室３１ｃが前記負圧通路２６に接続されるこ
とにより、吸気負圧が大きい低負荷時には最高過
給圧がある程度低く抑えられ、吸気負圧が小さい
高負荷時には最高過給圧が高められるようにして
いる。

また前記リリーフ制御弁３２は、リリーフ通路
２２とサージタンク１９との間の連通孔３４に配
置された弁体３２ａと、ダイヤフラム式のアクチ
ユエータ３２ｂとで構成され、上記アクチユエー
タ３２ｂは通路３５および前記三方電磁弁２８を
介して負圧通路２６に接続されている。従つてこ
のリリーフ制御弁３２は、２次空気通路２１の開
閉弁２５に対応して開閉作動されるようになつて
いる。

前記燃料噴射装置１６および前記三方電磁弁２
８はマイクロコンピユータ等を用いたコントロー
ルユニツト４０により制御され、このコントロー
ルユニツト４０には、前記第１空気量検出装置１
４と第２空気量検出装置２４とからの各検出信号
に加え、クランク角センサ３８からのクランク角
検出信号と、第１スロツトル弁１５の開度を検出
するスロツトル開度センサ３９からの負荷に対応
したスロツトル開度検出信号とが入力されてい
る。

上記コントロールユニツト４０は、クランク角
センサ３８の出力に基づいて演算されるエンジン
回転数とスロツトル開度でもつて検出される負荷
とに応じ、２次空気が必要とされる比較的低回転
かつ低負荷の運転領域では２次空気通路２１を開
き、あまり２次空気を必要としない高回転領域や
高負荷領域では２次空気通路２１を閉じるよう
に、前記三方電磁弁２８を介して前記開閉弁２５
を制御する一方、燃焼室３への吸気供給量に応じ
て前記燃料噴射装置１６からの燃料噴射量を制御
している。

特に燃料噴射量を制御する手段として、第２図
に示すように、第１空気量検出装置１４の出力を
受ける吸入空気量の読込み手段４１と、差圧セン
サ２４ｂの出力の読込み手段４２および２次空気
量の演算手段４３と、クランク角センサ３８の出
力を受けて差圧センサ２４ｂの出力の読込みタイ
ミングを設定する検出時期設定手段４４と、クラ
ンク角センサ３８の出力に基づいてエンジン回転
数を演算する演算手段４５と、吸入空気量、２次
空気量およびエンジン回転数に応じて燃料噴射量
を演算する演算手段４６と、演算された量の燃料
を噴射させるように燃料噴射装置１６を駆動する
駆動手段４７とがコントロールユニツト４０に含
まれている。上記検出時期設定手段４４は、差圧
センサ２４ｂの出力の読込み時期（第２空気量検
出装置２４の検出時期）を、排気ポート６が開く
直前、つまり次に述べるような排圧が安定した時
期に設定している。

第３図はエンジンの作動に伴う排圧の変動およ
び過給機１７の吐出圧の変動と、上記検出時期設
定手段４４によつて設定される第２空気量検出装
置２４の検出時期θ₀との関係を示している。この
図に示すように排圧はエンジンの作動に伴つて脈
動し、この排圧は２次空気通路２１にも作用す
る。この排圧の脈動を詳しく調べると、排気ポー
ト６が開かれているときに排圧が高くなつて、排
気ポート６が開かれている期間Ａおよびその後の
ある程度の期間は排圧が不安定に変動するが、排
気ポート６が開かれている期間Ａの直前には排圧
が安定した期間がある。そこで、前記検出時期設
定手段４４においては、このような排気ポート６
が開かれる直前の、排圧が安定した期間内の特定
時期を第２空気量検出装置２４の検出期間θ₀と
し、この検出期間θ₀をクランク角で設定してい
る。なお、容積型エアポンプを用いた過給機１７
の吐出圧もこの図に示すように脈動するが、この
過給機１７の作動をエンジンと同期させておけ
ば、吐出圧の脈動波は上記検出時期θ₀において一
定の位相となる。上記コントロールユニツト４０
による燃料噴射装置１６の制御動作を第４図のフ
ローチヤートによつて次に説明する。

このフローチヤートにおいては、先ずステツプ
S₁で第１空気量検出装置１４によつて検出された
吸入空気量Qaを読込み、ステツプS₂でクランク
角センサ３８によつて検出されたクランク角
（θ）を読込む。さらにステツプS₃で、クランク
角θの検出信号に基づいてエンジン回転数Ｎを演
算する。次にステツプS₄で、クランク角センサ３
８により検出されたクランク角θと前記のように
第２空気量検出装置２４の検出時期θ₀として予め
設定されたクランク角とを比較し、上記検出時期
θ₀となつたか否かを調べる。そしてこの検出時期
θ₀となつたとき、ステツプS₅で前記差圧センサ２
４ｂの出力を読込み、この出力に基づいてステツ
プS₆で２次空気量Qbを演算する。このようにし
て検出した２次空気量Qbの値は次の検出時期θ₀
まで保持しておいて、検出時期θ₀以外は２次空気
量Qbの検出を行わない。

次にステツプS₇で［Te＝Ｋ・（Qa−Qb）／Ｎ］
と演算することによつて、燃料噴射量Teを求め、
つまり、前記吸入空気量Qaから２次空気量Qbを
減算した値をエンジン回転数Ｎで除算することに
よりエンジン１回転当りの燃焼室３への吸気供給
量を求めて、これに所定の係数Ｋを乗算すること
により噴射量Teを求める。そしてステツプS₈で
燃料噴射装置１６を駆動する。

このフローチヤートに従つた制御により、第１
空気量検出装置１４による吸入空気量の検出値と
第２空気量検出装置２４による２次空気量の検出
値とに基づき、燃焼室３への吸気供給量が求めら
れてそれに応じた燃料噴射量の制御が行われる
が、この場合、第２空気量検出装置２４の検出時
期θ₀を排気ポート６が開く直前の時期に設定した
ことにより、２次空気量の検出精度が高められ
る。つまり、前述のように２次空気通路２１に作
用する排圧は脈動し、特に排気ポート６が開く直
前の所定期間以外は排圧が不安定に変動するの
で、第２空気量検出装置２４による２次空気量の
検出を連続的に行うようにした場合や不安定な排
圧変動を生じる時期に２次空気量を検出するよう
にした場合には、排圧の脈動により検出値が変動
して検出誤差が生じる。これに対し、排気ポート
６が開く直前の排圧が安定した時期に２次空気量
を検出すると、、排圧の脈動によつて検出値が変
動することがない。従つて２次空気量の検出精度
が高められ、ひいては、燃料噴射量の制御精度が
高められることとなる。

また、このように２次空気量の検出時期を特定
しておくことにより、前述のように過給機１７が
エンジンと同期して作動するようになつている場
合の吐出圧の脈動に対しては、吐出圧が一定の位
相にあるとき２次空気量が検出されることとなる
ので、上記吐出圧の脈動による検出誤差も防止さ
れることとなる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、吸気通路に導入される
全吸気量を検出する第１空気量検出装置と、２次
空気通路に流出する空気の流量を検出する第２空
気量検出装置とを設け、第１空気量検出装置の出
力から第２空気量検出装置の出力を減算した出力
でもつて燃料噴射量を制御する場合に、上記第２
空気量検出装置の検出時期を、排気ポートが開く
直前の、排圧が安定した時期に設定しているた
め、排圧の脈動によつて第２空気量検出装置の検
出値に誤差が生じることが防止され、高精度に燃
料噴射量の制御を行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略図、第２
図は燃料噴射装置を制御する手段を示すブロツク
図、第３図は排圧および過給機の吐出圧の変動を
示す説明図、第４図は燃料噴射量の制御のための
フローチヤートである。 １２……主吸気通路、１３……過給通路、１４
……第１空気量検出装置、１６……燃料噴射装
置、２１……２次空気通路、２４……第２空気量
検出装置、４０……コントロールユニツト、４４
……検出時期設定手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一端が過給機下流の吸気通路に接続されると
   ともに他端がエンジンの排気通路に接続されて、
   過給機で加圧された空気の一部を排気通路に導く
   ２次空気通路と、過給機上流の吸気通路に設けら
   れて該通路を流れる空気量に対応した信号を出力
   する第１空気量検出装置と、上記２次空気通路に
   設けられて該通路を流れる空気量に対応した信号
   を出力する第２空気量検出装置と、上記第１およ
   び第２空気量検出装置の出力を受け、第１空気量
   検出装置で検出された空気量から第２空気量検出
   装置で検出された空気量を減算した空気量に対応
   した燃料噴射量を決定し供給する電子制御燃料噴
   射装置とを備えた過給機付エンジンにおいて、上
   記第２空気量検出装置の検出時期をエンジンの排
   気ポートが開く直前に設定する検出時期設定手段
   を備えたことを特徴とする過給機付エンジン。