JPH05171981A - 内燃機関の給気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の給気制御装置において、機関加速
運転時にスモークの発生を阻止すると共に機関出力を速
やかに増大させる。 【構成】 スロットル弁１８下流の給気通路内に機械式
過給機を配置し、機械式過給機を迂回するバイパス通路
内にバイパス制御弁を配置する。燃料噴射量およびバイ
パス制御弁の開度がアクセルペダルの踏み込み量および
機関回転数に基づいて定められる。スロットルリンク４
０はアクセルワイヤ４１を介してアクセルペダルに連結
され、スロットル弁１８の開度はアクセルペダルの踏み
込み量に応じて変化する。加速運転時には第２電磁切換
弁６１の切換作用により圧力制御室５５内に負圧が導か
れ、スロットル弁１８の開度がアクセルペダルの踏み込
み量に応じたスロットル弁開度に対して一時的に増大せ
しめられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の給気制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】基本燃料噴射量がアクセルペダルの踏み
込み量および機関回転数に基づいて定められると共に最
大燃料噴射量が給気枝管内の給気圧力および機関回転数
に基づいて定められ、機関運転状態に応じて基本燃料噴
射量と最大燃料噴射量の内で小さい方の燃料噴射量を噴
射するようにし、機関加速運転時には最大燃料噴射量を
給気枝管内の給気圧力および機関回転数に基づいて定め
られた上述の燃料噴射量に対して一時的に低下させるよ
うにしたディーゼル機関の燃料噴射制御方法が公知であ
る（特開昭５８−１５００３２号公報参照）。

【０００３】ところで、機関給気通路内にアクセルペダ
ルに連動するスロットル弁を配置し、このスロットル弁
の開度がアクセルペダルの踏み込み量に応じて変化し、
スロットル弁下流の給気通路内に機械式過給機を配置
し、機械式過給機下流の給気通路からバイパス通路を分
岐してこのバイパス通路をスロットル弁と機械式過給機
間の給気通路に連結すると共にバイパス通路内にバイパ
ス制御弁を配置し、燃料噴射量およびバイパス制御弁の
開度がアクセルペダルの踏み込み量および機関回転数に
基づいて定められる内燃機関について、その機関加速運
転時における作動を考えてみる。機関加速運転時には機
関出力を増大させるために燃料噴射量および機関シリン
ダ内に供給される空気量を増大させることが必要であ
る。このとき燃料噴射量は制御信号に対してほとんど遅
れることなく所定の燃料噴射量まで増大する。一方、バ
イパス制御弁はそのアクチュエータの機械系部分の作動
が制御信号レベルの変化に対してかなりの量の応答遅れ
を有し、従って機関加速運転時に給気量を増大すべくバ
イパス制御弁の開度が低下するように制御信号レベルが
変化してもバイパス制御弁の開度は所定の開度までただ
ちに低下しない。従って機関加速運転時に機関シリンダ
内に供給される空気量はただちに所定の空気量まで増大
しない。その結果加速運転時に燃料量に対して空気量が
不足してしまい、斯くして多量のスモークが発生すると
いう問題を生ずる。

【０００４】この問題を解決するために上述のディーゼ
ル機関の燃料噴射制御方法では機関加速運転時におい
て、吸入空気量の増大が応答遅れをもつのに見合うよう
に燃料噴射量をアクセルペダルの踏み込み量および機関
回転数に基づいて定められた燃料噴射量に対して一時的
に低下せしめ、斯くしてスモークの発生を防止するよう
にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
に機関加速運転時に燃料噴射量の増大量を一時的に少め
の量に抑えるようにすると、スモークの発生は防止でき
るものの機関出力が速やかに増大せず、斯くして良好な
機関加速性能が得られないという問題を生ずる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば図１の発明の構成図に示されるよう
に、機関給気通路Ａ内にアクセルペダル１９に連動する
スロットル弁１８を配置し、スロットル弁１８の開度が
アクセルペダル１９の踏み込み量に応じて変化し、スロ
ットル弁１８下流の給気通路Ａ内に機械式過給機１５を
配置し、機械式過給機１５下流の給気通路Ａからバイパ
ス通路２０を分岐してバイパス通路２０をスロットル弁
１８と機械式過給機１５間の給気通路Ａに連結すると共
にバイパス通路２０内にバイパス制御弁２１を配置し、
燃料噴射量およびバイパス制御弁２１の開度がアクセル
ペダル１９の踏み込み量および機関回転数に基づいて定
められる内燃機関において、スロットル弁１８の開度を
アクセルペダル１９の踏み込み量に応じた上述の開度に
対して増大せしめるためのスロットル弁開度増大装置Ｂ
と、機関加速状態を検出する検出手段Ｃと、機関加速運
転時にスロットル弁１８の開度がアクセルペダル１９の
踏み込み量に応じた上述の開度に対して一時的に増大す
るようにスロットル弁開度増大装置Ｂを制御する制御手
段Ｄとを具備している。

【０００７】

【作用】機関加速運転時にスロットル弁の開度がアクセ
ルペダルの踏み込み量に応じたスロットル弁開度に対し
て一時的に増大せしめられる。これにより、バイパス制
御弁の作動遅れによって機関シリンダ内に供給される空
気量の増大が遅れることが補償され、斯くして機関シリ
ンダ内に供給される空気量が速やかに増大せしめられ
る。

【０００８】

【実施例】図２から図４は本発明を２サイクルディーゼ
ル機関に適用した場合を示している。図２を参照する
と、１はシリンダブロック、２はシリンダブロック１内
で往復動するピストン、３はシリンダブロック１上に固
定されたシリンダヘッド、４はシリンダヘッド３の内壁
面とピストン２の頂面間に形成された燃焼室、５は燃料
噴射弁、６は噴射ポンプ、７は給気弁、８は給気ポー
ト、９は排気弁、１０は排気ポートを夫々示す。給気ポ
ート８は給気枝管１１を介してサージタンク１２に連結
される。サージタンク１２は給気ダクト１４を介して機
関駆動の機械式過給機１５の吐出側に接続され、機械式
過給機１５の吸込側は給気ダクト１６を介してエアクリ
ーナ１７に接続される。給気ダクト１６内にはスロット
ル弁１８が配置される。後述するようにこのスロットル
弁１８は基本的にはアクセルペダル１９に連動してい
る。

【０００９】また、機械式過給機１５下流の給気ダクト
１４からバイパス通路２０が分岐され、このバイパス通
路２０がスロットル弁１８と機械式過給機１５間の給気
ダクト１６に連結される。このバイパス通路２０内には
バイパス通路２０の流路面積を制御するバイパス制御弁
２１が配置される。このバイパス制御弁２１を駆動する
アクチュエータ２２は、バイパス制御弁２１に弁棒を介
して連結されたダイヤフラム２３と、ダイヤフラム２３
により隔成された負圧室２４および大気圧室２５とを具
備する。負圧室２４内にはダイヤフラム２３をバイパス
制御弁２１の閉弁方向に向けて付勢する圧縮ばね２６が
備えられる。負圧室２４は導管２７および大気に連通可
能な第１の電磁切換弁２８を介して真空ポンプ３０に連
結される。この第１電磁切換弁２８が通電されていると
きには負圧室２４が真空ポンプ３０に連結され、一方第
１電磁切換弁２８が通電されていないときには負圧室２
４が大気に開放される。従って第１電磁切換弁２８を切
換制御する制御パルスのデューティ比ＤＴＡを制御する
ことにより負圧室２４の圧力を変化させることができ、
その結果バイパス制御弁２１の開度Ｓを変化させること
ができる。即ち、デューティ比ＤＴＡを制御することに
よりバイパス通路２０の流路面積を変化させることがで
きる。この第１電磁切換弁２８は電子制御ユニット７０
（図４参照）の出力信号に基づいてデューティ比制御さ
れる。

【００１０】上述のようにスロットル弁１８は基本的に
はアクセルペダル１９に連動しており、従ってスロット
ル弁１８の開度はアクセルペダル１９の踏み込み量Ｌに
応じて変化する。しかしながら図２から図４に示す実施
例ではスロットル弁１８には更に、スロットル弁１８の
開度をアクセルペダル１９の踏み込み量Ｌに応じたスロ
ットル弁開度に対して増大せしめるためのスロットル弁
開度増大装置Ｂが設けられている。次に、図３を参照し
つつこのスロットル弁開度増大装置Ｂの構成について説
明する。

【００１１】図３を参照すると、スロットルリンク４０
はアクセルワイヤ４１を介してアクセルペダル１９に連
結され、従ってスロットルリンク４０はアクセルペダル
１９の踏み込み量Ｌに応じて回転せしめられる。このス
ロットルリンク４０には駆動カム４２が固定され、この
駆動カム４２にはスロットルセンサ４３が連結される。
従ってスロットルリンク４０と駆動カム４２とスロット
ルセンサ４３とはアクセルペダル１９の踏み込み量Ｌに
応じて一体的に回転せしめられ、従ってスロットルセン
サ４３はアクセルペダル１９の踏み込み量Ｌに応じた出
力電圧を発生する。一方、スロットルボディ４５内には
スロットルシャフト４６に固定されたスロットル弁１８
が配置される。なお、このスロットルシャフト４６は上
述のスロットルリンク４０、駆動カム４２およびスロッ
トルセンサ４３に対して高開弁側のみ回転可能に配置さ
れている。このスロットルシャフト４６の一端には従動
カム４７が固定され、スロットルシャフト４６の他端に
はリンク部材４８を介してロッド４９が連結される。リ
ンク部材４８側のロッド４９の端部は戻しばね５０を介
して機関本体の固定部に連結される。一方、ロッド４９
の他端部はアクチュエータ本体５２内に固定されたダイ
ヤフラム５３に連結される。このアクチュエータ本体５
２は取付板５４を介してスロットルボディ４５に固定さ
れており、アクチュエータ本体５２はダイヤフラム５３
により隔成された圧力制御室５５と大気圧室５６とを具
備する。圧力制御室５５内にはダイヤフラム５３を大気
圧室５６側に向けて付勢する圧縮ばね５７と、ロッド４
９の移動量を規制するストッパ５８とが備えられる。圧
力制御室５５は導管６０および大気に連通可能な第２の
電磁切換弁６１を介して真空ポンプ３０に連結される。
この第２電磁切換弁６１が通電されているときには圧力
制御室５５が真空ポンプ３０に連結され、一方第２電磁
切換弁６１が通電されていないときには圧力制御室５５
が大気に開放される。

【００１２】図２から図４に示す実施例では機関加速運
転時以外の機関運転時には第２電磁切換弁６１は通電さ
れていない状態に保たれ、従ってこのときには圧力制御
室５５内の圧力は大気圧に維持される。このとき従動カ
ム４７は戻しばね５０および圧縮ばね５７のばね力によ
り駆動カム４２に押し付けられた状態に保たれるように
なっている。その結果スロットル弁１８はスロットルリ
ンク４０と一体的にアクセルペダル１９の踏み込み量Ｌ
に応じて回転することになる。従ってスロットル弁１８
の開度θa はアクセルペダル１９の踏み込み量Ｌに応じ
て変化し、スロットルセンサ４３からはこのスロットル
弁開度θa に比例した出力電圧が発生する。このときの
アクセルペダル１９の踏み込み量Ｌとスロットル弁開度
θa 、即ちスロットルセンサ４３の出力電圧との関係を
図５に示す。図５に示されるようにアクセルペダル１９
の踏み込み量Ｌが大きくなるほどスロットル弁開度θa
が大きくなる。

【００１３】一方、第２電磁切換弁６１の切換作用によ
り圧力制御室５５が真空ポンプ３０に連結されて圧力制
御室５５内に負圧が導かれると、ロッド４９は戻しばね
５０および圧縮ばね５７のばね力に抗してストッパ５８
に近付く方向に引かれ、その結果駆動カム４２と従動カ
ム４７の係合が解除されると共にスロットル弁１８はス
ロットル弁開度が増大する方向に回転せしめられる。斯
くしてスロットル弁１８の開度はアクセルペダル１９の
踏み込み量Ｌに応じたスロットル弁開度θa から、圧力
制御室５５内の負圧に応じたスロットル弁開度θb まで
増大せしめられる。このようにスロットル弁開度が増大
せしめられると、スロットル弁１８を介してスロットル
弁１８下流の給気ダクト１６内に吸入される空気量がス
ロットル弁開度が増大した分だけ増加せしめられる。な
お、このとき上述のように駆動カム４２と従動カム４７
との係合が解除されているのでスロットルセンサ４３は
アクセルペダル１９の踏み込み量Ｌに応じた回転位置に
保持される。従ってスロットルセンサ４３は圧力制御室
５５内の負圧に応じた実際のスロットル弁開度θbに比
例した出力電圧を発生するのではなく、図５に示される
ようにアクセルペダル１９の踏み込み量Ｌに応じたスロ
ットル弁開度θa に比例した出力電圧を発生する。即ち
スロットルセンサ４３は圧力制御室５５内の圧力に拘ら
ず、即ち駆動カム４２と従動カム４７とが係合している
か否かに拘らずに常に図５に示すようにアクセルペダル
１９の踏み込み量Ｌに応じたスロットル弁開度θa に比
例した出力電圧を発生する。

【００１４】次いで第２電磁切換弁６１の切換作用によ
り圧力制御室５５が再び大気に開放され続けた場合に
は、戻しばね５０および圧縮ばね５７のばね力によりロ
ッド４９はストッパ５８から離れる方向に移動せしめら
れ、その結果スロットル弁１８は駆動カム４２と従動カ
ム４７とが係合する位置まで回転せしめられる。斯くし
てスロットル弁１８の開度は再びアクセルペダル１９の
踏み込み量Ｌに応じたスロットル弁開度θa まで戻され
る。なお、ロッド４９がスロットル弁１８が全開になる
位置を越えて移動しないようにストッパ５８が設けられ
ている。また、第２電磁切換弁６１は電子制御ユニット
７０（図４参照）の出力信号に基づいて切換制御され
る。

【００１５】図４に示されるように電子制御ユニット７
０はディジタルコンピュータからなり、双方向性バス７
１によって相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモ
リ）７２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）７３、Ｃ
ＰＵ（マイクロプロセッサ）７４、入力ポート７５およ
び出力ポート７６を具備する。スロットルセンサ４３の
出力電圧がＡＤ変換器７８を介して入力ポート７５に入
力される。更に入力ポート７５にはクランクシャフト
（図示しない）が一定角度だけ回転する毎に出力パルス
を発生するクランク角センサ６４が接続される。なお電
子制御ユニット７０内では、このクランク角センサ６４
の出力信号に基づいて機関回転数Ｎが算出される。一方
出力ポート７６は夫々対応する駆動回路８０，８１，８
２を介して燃料噴射弁５、第１電磁切換弁２８および第
２電磁切換弁６１に夫々接続される。

【００１６】燃料噴射弁５から燃焼室４内に噴射される
燃料噴射量Ｑ_f はスロットルセンサ４３の出力電圧から
求まるスロットル弁開度θa および機関回転数Ｎに基づ
いて制御される。即ち、燃料噴射量Ｑ_f はアクセルペダ
ル１９の踏み込み量Ｌに応じたスロットル弁開度θa お
よび機関回転数Ｎに基づいて制御される。図６は目標燃
料噴射量Ｑ_f0の一例を示しており、図６に示される各曲
線は夫々目標燃料噴射量Ｑ_f0が一定の曲線を表わしてい
る。図６からわかるようにスロットル弁開度θa が大き
くなるほど、また機関回転数Ｎが高くなるほど、目標燃
料噴射量Ｑ_f0は大きくなる。

【００１７】第１電磁切換弁２８を切換制御するための
制御パルスのデューティ比ＤＴＡもスロットルセンサ４
３の出力電圧から求まるスロットル弁開度θa および機
関回転数Ｎに基づいて制御される。即ち、デューティ比
ＤＴＡはアクセルペダル１９の踏み込み量Ｌに応じたス
ロットル弁開度θa および機関回転数Ｎに基づいて定め
られる。図７はこの第１電磁切換弁２８を切換制御する
デューティ比ＤＴＡの一例を示しており、図７に示され
る各曲線は夫々デューティ比ＤＴＡが一定の曲線を表わ
している。上述のように図２から図４に示す実施例では
第１電磁切換弁２８が通電されているときには負圧室２
４が真空ポンプ３０に連結され、一方第１電磁切換弁２
８が通電されていないときには負圧室２４が大気に開放
される。従ってデューティ比ＤＴＡが大きくなるほど負
圧室２４内の負圧が大きくなり、従ってバイパス制御弁
２１の開度Ｓが大きくなる。図７に示されるようにスロ
ットル弁開度θa が小さくかつ機関回転数Ｎが低い機関
低負荷低回転運転時にはデューティ比ＤＴＡが大きな値
に設定され、従ってバイパス制御弁２１の開度Ｓが大き
くなる。その結果機械式過給機１５から給気ダクト１４
内に吐出された空気の内でバイパス通路２０を介して給
気ダクト１６内に返戻される空気量が増大し、斯くして
スロットル弁１８下流の給気ダクト１６内の負圧が低減
される。これにより機械式過給機１５の過給仕事が低減
され、斯くして燃料消費率を向上させることができる。
一方、スロットル弁開度θa が大きい機関高負荷運転時
にはデューティ比ＤＴＡが小さな値に設定され、従って
バイパス制御弁２１の開度Ｓが小さくなる。その結果機
関シリンダ内に供給される空気量が増大し、斯くして機
関高出力を確保することができる。

【００１８】なお、図６に示す目標燃料噴射量Ｑ_f0およ
び図７に示す第１電磁切換弁２８を切換制御するデュー
ティ比ＤＴＡは、予め実験によりスロットル弁開度θa
と機関回転数Ｎに関して夫々最適な値がマップの形で求
められており、これらの実験により求められた値が予め
ＲＯＭ７２内に記憶されている。次に、図８を参照しつ
つ本発明による給気制御の実施例について説明する。図
８はアクセルペダル１９が踏み込まれて機関加速運転が
行われたときの一例として機関発進運転時の状況を示し
ている。即ち、時刻ｔ₁ においてアクセルペダル１９が
踏み込まれて機関発進運転が開始され、次いで時刻ｔ₂
まで加速運転が行われたときの状況を示している。

【００１９】時刻ｔ₁ においてアクセルペダル１９が踏
み込まれて機関発進運転が開始されると、図８（ｃ）に
おいて実線で示されるようにスロットル弁１８の開度θ
a はアクセルペダル１９の踏み込み量Ｌが増大するのに
応じて増大していく。このとき第１電磁切換弁２８に供
給される制御パルスのデューティ比ＤＴＡはスロットル
弁開度θa および機関回転数Ｎが増大するにつれて図７
に示すマップに基づいて図８（ａ）に示されるようにデ
ューティ比ＤＴＡ₁ からＤＴＡ₂ にただちに低下せしめ
られる。このときこのデューティ比ＤＴＡの変化に対し
てバイパス制御弁２１の開度Ｓが応答遅れをもたずに応
答するならば、バイパス制御弁２１の開度Ｓは図８
（ｂ）において一点鎖線で示すように変化する。しかし
ながら実際にはデューティ比ＤＴＡが低下せしめられた
とき、これにより負圧室２４内の負圧が小さくなり、次
いでダイヤフラム２３が作動してバイパス制御弁２１の
開度Ｓが低減し始めるまでにはかなりの量の応答遅れｔ
d があり、従ってバイパス制御弁２１の開度Ｓは図８
（ｂ）において実線で示すように加速運転開始時にただ
ちに小さくならず、加速運転が開始されてから暫くして
小さくなりだす。その結果、機関発進運転時を含めた機
関加速運転時に機関シリンダ内に供給される空気量が所
定の空気量に増大するまでにはかなりの量の遅れ時間が
発生してしまう。この応答遅れ時間ｔd を小さくするた
めにはダイヤフラム２３の直径を小さくすると共に負圧
室２４の容積を小さくすることが望ましい。しかしなが
らバイパス制御弁２１は機械式過給機１５で昇圧された
空気圧を受けるので、この昇圧された空気圧によりバイ
パス制御弁２１が強制的に開弁されることを阻止するの
に十分な強い圧縮ばね２６とダイヤフラム２３の大きさ
を確保することが必要である。更に、機関低回転低負荷
運転時に機械式過給機１５から吐出された空気の内でか
なり多量の空気をバイパス通路２０を介して給気ダクト
１６内に返戻するのに十分なだけのバイパス制御弁２１
の弁径およびストローク量を確保しなければならない。
従ってダイヤフラム２３の直径および負圧室２４の容積
はかなり大きく形成せざるを得なく、その結果機関加速
運転時に機関シリンダ内に供給される空気量が所定の空
気量に増大するまでにはかなり大きな遅れ時間が発生し
てしまうこととなる。一方、燃料噴射量Ｑ_f は機関加速
運転時にスロットル弁開度θa および機関回転数Ｎが増
大するにつれて図６に示す目標燃料噴射量Ｑ_f0のマップ
に基づいてただちに増大せしめられる。その結果、機関
加速運転時にバイパス制御弁２１の開度Ｓの変化が遅れ
る期間中において燃焼室４内では燃料量に対して空気量
が不足してしまい、斯くして多量のスモークが発生する
という問題を生じてしまう。

【００２０】この問題を解決するために図８に示す実施
例では機関加速運転時にスロットル弁１８の開度を図８
（ｃ）において一点鎖線で示すようにアクセルペダル１
９の踏み込み量Ｌに応じたスロットル弁開度θa に対し
て一時的に増大させるようにしている。即ち、機関加速
運転開始直後にスロットル弁１８の開度をアクセルペダ
ル１９の踏み込み量Ｌに応じたスロットル弁開度θa に
対して増分値θs だけ増大せしめ、次いでこの増分値θ
s だけ増大せしめられたスロットル弁開度θbを継続時
間ｔs だけ保持するように第２電磁切換弁６１に供給さ
れる制御パルスのデューティ比ＤＴＢを制御するように
している。次いで、この継続時間ｔs が経過するとデュ
ーティ比ＤＴＢが零とされ、即ち圧力制御室５５が大気
に開放され続け、その結果スロットル弁１８の開度はア
クセルペダル１９の踏み込み量Ｌに応じたスロットル弁
開度θa まで速やかに戻される。なお、このスロットル
弁開度θb を決定するデューティ比ＤＴＢおよび継続時
間ｔs は後述するようにマップに基づいて定められる。
このように機関加速運転時にスロットル弁１８の開度を
アクセルペダル１９の踏み込み量Ｌに応じたスロットル
弁開度θa に対して一時的に増大させることによりスロ
ットル弁１８を介してスロットル弁１８下流の給気ダク
ト１６内に吸入される空気量が増大せしめられ、斯くし
てバイパス制御弁２１の作動遅れによって機関シリンダ
内に供給される空気量の増大が遅れることを補償するこ
とができる。斯くして機関加速運転時に機関シリンダ内
に供給される空気量が速やかに増大せしめられ、その結
果スモークが発生しない良好な燃焼を確保しつつ機関出
力を速やかに増大させることができ、良好な機関加速性
能を得ることができる。

【００２１】ところでスロットル弁１８はスロットル弁
１８の上下流の空気圧の差圧を受ける。しかしながらス
ロットル弁１８は図３に示されるようにスロットル弁１
８の回転軸線に関して対称的な形状に形成されているの
で、回転軸線に関して左側のスロットル弁１８部分が受
ける差圧によって発生する回転モーメントと回転軸線に
関して右側のスロットル弁１８部分が受ける差圧によっ
て発生する回転モーメントとは互いに打ち消し合う。従
ってダイヤフラム５３にはスロットル弁１８がスロット
ル弁１８の上下流の空気圧の差圧を受けることによる力
は加わらず、従ってダイヤフラム５３を小型に形成する
ことができる。更に、スロットル弁１８は機械式過給機
１５の上流に配置されているので機械式過給機１５で昇
圧された空気圧がそのままスロットル弁１８に加わるこ
とがない。従って、仮にスロットル弁１８に製造上アン
バランスがあったとしても、スロットル弁１８に加わる
空気圧によりスロットル弁１８に大きな回転モーメント
が加えられることはなく、従ってダイヤフラム５３を小
型に形成することができる。このようにダイヤフラム５
３を小型に形成することができるのでダイヤフラム５３
を応答性良く駆動することができ、斯くしてスロットル
弁１８の開度をアクセルペダル１９の踏み込み量Ｌに応
じたスロットル弁開度θa に対して応答性良く増大させ
ることができる。更に一般的にスロットル弁１８を介し
て流れる最大空気量はバイパス制御弁２１を介して流れ
る最大空気量よりも大きく設定されるのでスロットル弁
１８の弁径はバイパス制御弁２１の弁径よりも大きく形
成される。従ってスロットル弁１８の開度変化に対する
流通空気量の変化割合はバイパス制御弁２１の開度変化
に対する流通空気量の変化割合に比べて大きくなる。斯
くして機関加速運転時にスロットル弁１８の開度をスロ
ットル弁開度θa に対して一時的に増大させることによ
りスロットル弁１８を介して吸入される空気量が応答性
良く増大せしめられ、その結果バイパス制御弁２１の作
動遅れによって機関シリンダ内に供給される空気量の増
大が遅れることが応答性良く補償される。なお、図８は
機関発進運転時における給気制御方法を示しているが、
機関発進運転時以外の機関加速運転時においても図８と
同様の給気制御が行われる。また、図８に示す実施例で
は機関加速運転期間中において加速運転開始直後に１回
だけ、即ち継続時間ｔs の期間中だけスロットル弁１８
の開度をアクセルペダル１９の踏み込み量Ｌに応じたス
ロットル弁開度θa に対して一時的に増大させるように
している。

【００２２】次に、図９および図１０を参照して機関加
速運転時における上述の第２電磁切換弁６１のデューテ
ィ比ＤＴＢおよび継続時間ｔs のマップについて説明す
る。上述のように機関加速運転時には加速運転開始直後
にスロットル弁１８の開度がアクセルペダル１９の踏み
込み量Ｌに応じたスロットル弁開度θa からスロットル
弁開度θb に増大せしめられ、次いでこのスロットル弁
開度θb が継続時間ｔs に亘って保持され、次いで継続
時間ｔs が経過するとスロットル弁１８の開度がアクセ
ルペダルの踏み込み量Ｌに応じたスロットル弁開度θa
に戻される。このスロットル弁開度θb は圧力制御室５
５内の負圧の大きさによって一義的に定められる。従っ
て、加速運転開始直後に第２電磁切換弁６１に供給され
る制御パルスのデューティ比ＤＴＢが零から機関加速運
転状態に応じて予め定められたデューティ比ＤＴＢa に
変化せしめられ、次いで継続時間ｔs に亘って第２電磁
切換弁６１のデューティ比ＤＴＢがＤＴＢa に保持さ
れ、次いで継続時間ｔs が経過するとデューティ比ＤＴ
Ｂが零に戻される。なお、機関加速運転時以外の機関運
転時にはデューティ比ＤＴＢは常に零に保たれる。

【００２３】図９および図１０に示されるように第２電
磁切換弁６１のデューティ比ＤＴＢa および継続時間ｔ
s は、加速運転が開始された時点におけるスロットル弁
開度θa およびスロットル弁開度θa の時間変化率Δθ
a に基づいて定められ、予め実験により求められた最適
な値がマップの形でＲＯＭ７２内に記憶されている。な
お、本実施例ではスロットル弁開度θa の時間変化率Δ
θa が予め定められた限界値（Δθa)₁ （ただし（Δθ
a)₁ ＞０．０）よりも大きい機関急加速運転時に図８
（ｃ）に一点鎖線で示す給気制御を行う。従って図９に
示すマップにおいてスロットル弁開度θa の時間変化率
Δθa が限界値（Δθa)₁ よりも小さい運転領域ではデ
ューティ比ＤＴＢa の値は零であり、図１０に示すマッ
プにおいてスロットル弁開度θa の時間変化率Δθa が
限界値（Δθa)₁ よりも小さい運転領域では継続時間ｔ
s の値は零である。また、図９に示されるマップにおい
て加速運転が開始されたときのスロットル弁開度θa が
同じ場合にはスロットル弁開度の時間変化率Δθa が大
きくなるほどデューティ比ＤＴＢa が大きくなり、従っ
て圧力制御室５５内の負圧が大きくなり、従ってアクセ
ルペダル１９の踏み込み量Ｌに応じたスロットル弁開度
θa に対して増大せしめられたスロットル弁開度θb が
大きくなる。また、図１０に示されるマップにおいてス
ロットル弁開度θa が同じ場合にはスロットル弁開度の
時間変化率Δθa が大きくなるほど継続時間ｔs が大き
くなる。一方、スロットル弁開度の時間変化率Δθa が
同じ場合には加速運転が開始されたときのスロットル弁
開度θa が大きくなるほど図８（ｃ）に示すスロットル
弁開度の増分値θs が小さくなり、このような増分値θ
sが得られるスロットル弁開度θb を達成するためのデ
ューティ比ＤＴＢa が予め実験により図９に示すマップ
の形で求められている。また、図１０に示されるマップ
においてスロットル弁開度の時間変化率Δθa が同じ場
合には加速運転が開始されたときのスロットル弁開度θ
a が大きくなるほど継続時間ｔs が小さくなる。なお、
図９に示されるデューティ比ＤＴＢa のマップはスロッ
トル弁開度の増分値θs が例えば０°から４０°程度の
範囲になるような値になっている。

【００２４】次に、図１１および図１２を参照して本実
施例における給気制御ルーチンについて説明する。この
制御ルーチンは一定時間毎の割込みによって実行され
る。図１１および図１２を参照するとまず始めにステッ
プ９０において、スロットルセンサ４３により検出され
たスロットル弁開度θa から次式に基づいてスロットル
弁開度θa の時間変化率Δθa が計算される。

【００２５】Δθa ＝（θa −θa₀）／Δt ここでΔt は一定時間であり、θa₀は前回の処理サイク
ル時におけるスロットル弁開度である。次いでステップ
９１ではスロットルセンサ４３により検出されたスロッ
トル弁開度θa とクランク角センサ６４により検出され
た機関回転数Ｎに基づいて第１電磁切換弁２８に供給す
る制御パルスのデューティ比ＤＴＡが図７に示すマップ
から算出される。

【００２６】次いでステップ９２ではスロットル弁開度
θa の時間変化率Δθa が上述の予め定められた限界値
（Δθa)₁ 以上であるか否かが判別される。スロットル
弁開度の時間変化率Δθa が限界値（Δθa)₁ 以下であ
るときは機関急加速運転時以外の機関運転時であり、ス
テップ９３に進んでフラグＦＬが０とされ、次いでステ
ップ９４に進んで第２電磁切換弁６１に供給される制御
パルスのデューティ比ＤＴＢが０．０とされ、次いでス
テップ１０４に進む。

【００２７】一方、ステップ９２においてスロットル弁
開度の時間変化率Δθa が限界値（Δθa)₁ 以上である
と判定されたときは機関急加速運転時であり、ステップ
９５に進む。ステップ９５ではフラグＦＬの値が０，１
または２のいずれであるかが判別される。フラグＦＬの
値が０である場合は機関急加速運転の開始直後の状態で
あり、このときはステップ９６に進んで図９に示すマッ
プに基づいてデューティ比ＤＴＢa が算出され、このデ
ューティ比ＤＴＢa が第２電磁切換弁６１に供給される
制御パルスのデューティ比ＤＴＢとされる。次いでステ
ップ９７では図１０に示すマップに基づいて継続時間ｔ
s が算出される。次いでステップ９８では変数ＤＴＢ１
の値をステップ９６で求められたデューティ比ＤＴＢと
する。次いでステップ９９では変数ｔ₀ に現在の時刻ｔ
をセットしてステップ１０１に進む。

【００２８】一方、ステップ９５においてフラグＦＬの
値が１であると判定されたときはスロットル弁１８の開
度をアクセルペダル１９の踏み込み量Ｌに応じたスロッ
トル弁開度θa に対して一時的に増大せしめる給気制御
を実施している最中の状態であり、このときはステップ
１００に進んで第２電磁切換弁６１のデューティ比ＤＴ
Ｂが機関急加速運転の開始直後にステップ９８で求めら
れたデューティ比ＤＴＢ１とされ、次いでステップ１０
１に進む。

【００２９】ステップ１０１では現在の時刻ｔと急加速
運転の開始時刻ｔ₀ との差（ｔ−ｔ ₀ ）が継続時間ｔs
以下であるか否かが判別される。（ｔ−ｔ₀ ）が継続時
間ｔs 以下であるときにはステップ１０２に進んでフラ
グＦＬの値を１としてステップ１０４に進む。一方、
（ｔ−ｔ₀ ）が継続時間ｔs 以上であるときにはステッ
プ１０３に進んでフラグＦＬの値を２としてステップ１
０４に進む。

【００３０】一方、ステップ９５においてフラグＦＬの
値が２であると判定されたときはスロットル弁１８の開
度をアクセルペダル１９の踏み込み量Ｌに応じたスロッ
トル弁開度θa に対して一時的に増大せしめる給気制御
処理期間が完了した状態であり、このときにはステップ
９４に進んで第２電磁切換弁６１のデューティ比ＤＴＢ
が０．０とされ、次いでステップ１０４に進む。

【００３１】ステップ１０４では第１電磁切換弁２８に
供給される制御パルスのデューティ比ＤＴＡが出力さ
れ、次いでステップ１０５では第２電磁切換弁６１に供
給される制御パルスのデューティ比ＤＴＢが出力され
る。なお、図８から図１２に示す実施例では機関急加速
運転の開始時点から継続時間ｔs が経過したときにスロ
ットル弁１８の開度をθb からθa までただちに戻すよ
うにしている。この代りにスロットル弁１８の開度がθ
b からθa まで徐々に低減されるように第２電磁切換弁
６１のデューティ比ＤＴＢを制御することもできる。ま
た、図８から図１２に示す実施例では機関急加速運転の
開始直後に１回だけ、即ち継続時間ｔs の期間中だけス
ロットル弁１８の開度をθa からθbに増大させるよう
にしている。しかしながらバイパス制御弁２１の作動遅
れの特性等によっては機関急加速運転期間中の全体に亘
ってスロットル弁１８の開度をθa からθb に増大せし
める給気制御を繰り返し実施するようにしてもよい。

【００３２】図１３から図１５に本発明による給気制御
の別の実施例を示す。図１３は時刻ｔ₃ においてアクセ
ルペダル１９が踏み込まれて機関加速運転が開始され、
次いで時刻ｔ₄ まで加速運転が行われたときの状況を示
している。図８から図１２に示す実施例では機関加速運
転時に第２電磁切換弁６１をデューティ比制御すること
によりスロットル弁１８の開度をアクセルペダルの踏み
込み量Ｌに応じたスロットル弁開度θa に対して一時的
に増大させるようにしている。これに対し図１３から図
１５に示す実施例では機関加速運転の開始直後から予め
定められた継続時間ｔs 2 に亘って第２電磁切換弁６１
の切換作用により圧力制御室５５が真空ポンプ３０に連
結された状態に保持するようにしている。その結果、ス
ロットル弁１８の開度は図１３（ｃ）において一点鎖線
で示されるように継続時間ｔs 2 の期間中、アクセルペ
ダルの踏み込み量Ｌに応じたスロットル弁開度θa から
全開状態に開弁せしめられる。次いで継続時間ｔs 2 が
経過すると第２電磁切換弁６１の切換作用により圧力制
御室５５が大気に開放された状態に保持され、斯くして
スロットル弁１８の開度はスロットル弁開度θa まで速
やかに戻される。

【００３３】第２電磁切換弁６１の切換作用により圧力
制御室５５を真空ポンプ３０に連結した状態に保つ継続
時間ｔs 2 は図１４に示されるように加速運転が開始さ
れた時点におけるスロットル弁開度θa およびスロット
ル弁開度θa の時間変化率Δθa に基づいて定められ
る。なお、図１３から図１５に示す実施例においても図
８から図１２に示す実施例と同様にスロットル弁開度の
時間変化率Δθa が予め定められた限界値（Δθa)₁ よ
りも大きい機関急加速運転時にのみ図１３（ｃ）に一点
鎖線で示す給気制御を行う。従って図１４に示すマップ
においてスロットル弁開度θa の時間変化率Δθa が限
界値（Δθa)₁ よりも小さい運転領域では継続時間ｔs
2 の値は零になっている。また、図１４に示されるマッ
プにおいて加速運転が開始されたときのスロットル弁開
度θa が同じ場合にはスロットル弁開度の時間変化率Δ
θa が大きくなるほど継続時間ｔs 2 が大きくなる。

【００３４】次に、図１５を参照して図１３に示す実施
例における給気制御ルーチンについて説明する。この制
御ルーチンは一定時間毎の割込みによって実行される。
なお、図１１から図１２に示す給気制御ルーチンと同様
の処理内容を実施する処理ステップに対しては同一の参
照符号を用いる。以下に図１１から図１２に示す給気制
御ルーチンと異なる処理内容を実施する処理ステップに
ついて説明する。

【００３５】ステップ９５においてフラグＦＬの値が０
であると判定された場合にはステップ１１１に進んで第
２電磁切換弁６１の切換作用により圧力制御室５５を真
空ポンプ３０に連結せしめる。次いでステップ１１２で
は図１４に示すマップに基づいて継続時間ｔs 2 が算出
される。次いでステップ９９では変数ｔ₀ に現在の時刻
ｔがセットされる。次いでステップ１１４では現在の時
刻ｔと急加速運転の開始時刻ｔ₀ との差（ｔ−ｔ₀ ）が
継続時間ｔs 2 以下であるか否かが判別される。

【００３６】一方、ステップ９５においてフラグＦＬの
値が１であると判定された場合にはステップ１１３に進
んで圧力制御室５５が真空ポンプ３０に連結された状態
を継続させ、次いでステップ１１４に進む。一方、ステ
ップ９５においてフラグＦＬの値が２であると判定され
た場合にはステップ１１０に進んで第２電磁切換弁６１
の切換作用により圧力制御室５５を大気に開放せしめ
る。

【００３７】なお、これまで本発明を２サイクルディー
ゼル機関に適用した場合について説明してきたが、本発
明を２サイクル火花点火式内燃機関や４サイクル内燃機
関にも適用することができる。また、これまで説明して
きた各実施例では機関加速状態をスロットル弁開度の時
間変化率Δθa により検出しているが、この代りにアク
セルペダルの踏み込み量Ｌの時間変化率、あるいは燃料
噴射量Ｑ_f の時間変化率等により機関加速状態を検出す
るようにしてもよい。

【００３８】また、これまで説明してきた各実施例では
図６および図７に示されるように目標燃料噴射量Ｑ_f0お
よびバイパス制御弁２１の目標開度がスロットル弁開度
θaおよび機関回転数Ｎに基づいて定められている。し
かしながら、目標燃料噴射量Ｑ_f0およびバイパス制御弁
２１の目標開度がアクセルペダルの踏み込み量Ｌおよび
機関回転数Ｎに基づいて定められる場合にも本発明を同
様に適用することができる。

【００３９】また、図２に示されるようにバイパス制御
弁２１の駆動装置として負圧制御式のアクチュエータを
用いているが、この代りにリニヤソレノイド等を用いた
場合にも本発明を同様に適用することができる。

【００４０】

【発明の効果】機関加速運転時にスモークの発生を阻止
すると共に機関出力を速やかに増大させることができる
ので、良好な機関加速性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の構成図である。

【図２】２サイクル内燃機関の全体図である。

【図３】スロットル弁開度増大装置を示す拡大図であ
る。

【図４】電子制御ユニットを示す図である。

【図５】アクセルペダルの踏み込み量とスロットル弁開
度の関係を示す線図である。

【図６】目標燃料噴射量を示す線図である。

【図７】第１電磁切換弁に供給される制御パルスのデュ
ーティ比を示す線図である。

【図８】機関加速運転時における給気制御方法を説明す
るための線図である。

【図９】機関加速運転時に第２電磁切換弁に供給される
制御パルスのデューティ比のマップを示す線図である。

【図１０】スロットル弁開度をアクセルペダルの踏み込
み量に応じたスロットル弁開度に対して増大せしめる継
続時間のマップを示す線図である。

【図１１】給気制御のフローチャートの前半部分であ
る。

【図１２】給気制御のフローチャートの後半部分であ
る。

【図１３】機関加速運転時における給気制御の別の実施
例を説明するための線図である。

【図１４】図１３に示す実施例における継続時間のマッ
プを示す線図である。

【図１５】図１３に示す実施例の給気制御のフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１４，１６…給気ダクト １５…機械式過給機 １８…スロットル弁 １９…アクセルペダル ２０…バイパス通路 ２１…バイパス制御弁 ２８…第１の電磁切換弁 ３０…真空ポンプ ４３…スロットルセンサ ６１…第２の電磁切換弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関給気通路内にアクセルペダルに連動
   するスロットル弁を配置し、該スロットル弁の開度が該
   アクセルペダルの踏み込み量に応じて変化し、該スロッ
   トル弁下流の給気通路内に機械式過給機を配置し、該機
   械式過給機下流の給気通路からバイパス通路を分岐して
   該バイパス通路をスロットル弁と機械式過給機間の給気
   通路に連結すると共に該バイパス通路内にバイパス制御
   弁を配置し、燃料噴射量およびバイパス制御弁の開度が
   アクセルペダルの踏み込み量および機関回転数に基づい
   て定められる内燃機関において、スロットル弁の開度を
   アクセルペダルの踏み込み量に応じた上記開度に対して
   増大せしめるためのスロットル弁開度増大装置と、機関
   加速状態を検出する検出手段と、機関加速運転時にスロ
   ットル弁の開度がアクセルペダルの踏み込み量に応じた
   上記開度に対して一時的に増大するように該スロットル
   弁開度増大装置を制御する制御手段とを具備する内燃機
   関の給気制御装置。