JPH0733785B2 - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンが所定条件を満たす減速状態にある
とき、エンジンに導かれる吸入空気を増量するようにさ
れたエンジンの吸気装置に関する。

（従来の技術） 従来より、自動車等に搭載されるエンジンにおける吸気
制御に関する技術の一つとして、例えば、エンジンのア
イドリング時における回転数を所定回転数（アイドリン
グ回転数）に維持すべく、吸気通路におけるスロットル
弁の上流側部分と下流側部分とを連通させるバイパス通
路を設けるとともにこのバイパス通路に流量調整弁を介
装し、スロットル弁が略全閉状態（アイドリング開度状
態）にあるとき、流量調整弁の開弁作動量（流量調整弁
の開度あるいは単位期間当たりの開弁期間等）を変化さ
せて吸入空気の量を制御することが知られている。

斯かる吸気制御が行われるエンジンにおいては、通常、
スロットル弁がある程度開かれている状態から略全閉状
態にされて減速状態に移行せしめられると、流量調整弁
の開弁作動量が小となって吸入空気の量が減少し、それ
に伴い、回転数が降下する。そして、その回転数が所定
回転数より低下したときには、エンジン・ストールが生
じ易くなるので、エンジン・ストールを防止すべく、流
量調整弁の開弁作動量が大とされて吸入空気が増量さ
れ、その後、スロットル弁が略全閉状態にされている期
間においては、アイドリング回転数が維持されるように
吸入空気の量がフィードバック制御される。

しかしながら、このようなエンジンにあっては、例え
ば、比較的高い回転数で作動している状態から減速状態
に移行せしめられるときには、回転数の降下度合が大で
あるため、回転数の降下に対して吸入空気の増量が追い
つかない事態となって、エンジン・ストールが発生する
虞がある。そこで、このようにして生じるエンジン・ス
トールを防止するため、例えば、特開昭55−60636号公
報にも示されている如く、エンジンがその回転数が比較
的高いものとされた状態から減速状態に移行せしめられ
るときには、回転数が比較的低いものとされた状態から
減速状態に移行せしめられるときに比して、バイパス通
路の流路断面積を大にし、吸入空気を増量するようにさ
れたエンジンの吸気装置が提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、斯かるエンジンの吸気装置においては、
エンジンが比較的低い回転数で作動している状態から減
速状態に移行せしめられるときには、吸入空気が然程増
量されず、かつ、その吸入空気の増量が、エンジンが減
速状態に移行せしめられる直前におけるエンジンの負荷
状態とは無関係になされるようにされている。従って、
例えば、エンジンが、その回転数が設定回転数より若干
高い低回転域にあり、かつ、その負荷が比較的大とされ
たもとで作動している状態（例えば、登坂走行状態）か
ら減速状態に移行せしめられる場合には、エンジンの回
転数が設定回転数より低下しても、吸入空気は然程増量
されない。そのため、斯かる場合においては、エンジン
が減速状態に移行せしめられたとき、吸気通路内壁面に
付着して残留する、その直前までに供給された多量の燃
料のうちの一部が急速に霧散して燃焼室に供給されるこ
とになり、燃焼室での燃焼に供される混合気の空燃比が
オーバリッチ状態になり易く、燃焼室内での失火が生じ
て、エンジン・ストールが発生する虞がある。

斯かる点に鑑み本発明は、エンジンが減速状態にあって
その回転数が設定回転数より低下したとき吸入空気を増
量するようになされ、エンジンが、その回転数が比較的
低い回転域にあり、かつ、その負荷が比較的大とされた
もとで作動している状態から減速状態に移行せしめられ
るときにも、混合気の空燃比が不所望なオーバリッチ状
態となる事態をまねくことなく、エンジン・ストールの
発生を確実に防止することができるようにされたエンジ
ンの吸気装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成すべく、本発明に係るエンジンの吸気
装置は、第１図にその基本構成が示される如く、エンジ
ンの燃焼室に吸入空気を導く吸気導入手段と、エンジン
の減速状態を検出する減速状態検出手段と、エンジンの
回転数を検出する回転数検出手段と、減速状態検出手段
によりエンジンの減速状態が検出され、かつ、回転数検
出手段により検出されたエンジンの回転数が設定回転数
より低下したものとなるとき、燃焼室に導かれる吸入空
気を増量する吸気増量手段と、上述の設定回転数と吸気
増量手段によって増量される吸入空気についての増量期
間とのうちの少なくとも一つを含む吸気増量条件を設定
する増量条件設定手段と、エンジンが減速状態に移行せ
しめられる直前におけるエンジンの出力要求量を検出す
る出力要求量検出手段と、増量条件設定手段によって設
定される吸気増量条件を変化させる増量変更手段とを備
え、増量変更手段が、出力要求量検出手段から得られる
検出出力に基づき、エンジンが減速状態に移行せしめら
れる直前におけるエンジンの出力要求量に応じて、その
出力要求量が比較的大であるとき設定回転数と増量期間
とのうちの少なくとも一つが比較的大とされるようにし
て、吸気増量条件を変化させるものとされて構成され
る。

（作 用） 上述の如くに構成される本発明に係るエンジンの吸気装
置においては、減速状態検出手段から得られる検出出力
が、エンジンの減速状態をあらわし、かつ、回転数検出
手段から得られる検出出力が、エンジンの回転数が設定
回転数より低下したことをあらわすとき、吸気増量手段
が、吸気導入手段により燃焼室に導かれる吸入空気を増
量する。そして、増量変更手段が、増量条件設定手段に
より設定される吸気増量条件を成す設定回転数と増量期
間とのうちの少なくとも一つを、出力要求量検出手段か
ら得られる検出出力があらわす、エンジンが減速状態に
移行せしめられる直前におけるエンジンの出力要求量に
応じて、その出力要求量が比較的大であるとき比較的大
とされるように変化させる。

このように、エンジンが減速状態に移行せしめられる直
前におけるエンジンの出力要求量に応じて吸気増量条件
を成す設定回転数と増量期間とのうちの少なくとも一つ
が変化せしめられることにより、エンジンがその負荷が
比較的大とされたもとで減速状態にあってその回転数が
設定回転数より低下したとき、エンジンが減速状態に移
行せしめられる直前の負荷状態に応じて吸入空気が増量
される。そのため、エンジンの回転数が設定回転数以下
に降下した後においてはその降下速度が緩和され、混合
気の空燃比が不所望なオーバリッチ状態とされることな
く、エンジン・ストールの発生が効果的に抑圧される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第２図は、本発明に係るエンジンの吸気装置の一例を、
それが適用される自動車等に搭載されるエンジンと共に
示す。

第２図において、エアクリーナ11からの吸入空気をエン
ジン本体10の燃焼室14に導く吸気通路12には、アクセル
ペダルに連動するスロットル弁16が配されており、この
スロットル弁16の開度がスロットル開度センサ18により
検出され、スロットル開度センサ18から、スロットル弁
16の開度に応じた検出信号Stが後に詳述されるコントロ
ールユニット100に供給される。吸気通路12のスロット
ル弁16が配された部分より上流側には、吸入空気の量を
検出するエアフローメータ20が配され、このエアフロー
メータ20から、吸入空気の量に応じた検出信号Saがコン
トロールユニット100に供給される。

吸気通路12におけるスロットル弁16とエアフローメータ
20との間の部分には、スロットル弁16を側路するバイパ
ス通路15の始端部が連結され、バイパス通路15の終端部
は、吸気通路12におけるスロットル弁16より下流側部分
に設けられたサージタンク17に連結されている。バイパ
ス通路15には、その流路断面積が変化させる流量調整弁
19が介装されており、量流調整弁19は、コントロールユ
ニット100から開弁作動信号Cqが供給されるときバイパ
ス通路15の始端部と終端部とを連通状態にし、開弁作動
信号Cqが供給されないときバイパス通路15の始端部と終
端部とを遮断状態にする。

吸気通路12のスロットル弁16が配された部分より下流側
の所定位置には、燃料噴射弁25が臨設されている。燃料
噴射弁25には、燃料タンク22に貯溜された燃料が、吐出
ポンプ及び燃圧レギュレータ等からなる燃料供給系24に
より調圧されて供給され、燃料噴射弁25は、コントロー
ルユニット100から供給される噴射駆動パルス信号Cpに
応じて、燃料を燃焼室14に対する吸気ポート部に向けて
所定のタイミングで間欠的に噴射し、燃焼室14内での燃
焼に供される混合気を形成する。混合気は燃焼室14に吸
気弁27を介して吸入され、点火プラグ28により点火され
て燃焼される。そして、燃焼室14において混合気が燃焼
されて生成される排気ガスは、排気弁29を介して排気通
路26に排出される。

また、エンジン本体10の気筒部に嵌挿されたピストン31
の往復運動を回転運動に変換するクランク機構33に関連
して、エンジンの回転数を検出する回転数センサ30が配
されており、この回転数センサ30から、エンジンの回転
数に応じた検出信号Snがコントロールユニット100に供
給される。

さらに、エンジンから駆動輪に至る動力伝達経路が遮断
状態にされているか否かを検出するため、シフトレバー
35に関連してニュートラルスイッチ36が設けられるとと
もに、クラッチペダル37に関連してクラッチスイッチ38
が設けられている。ニュートラルスイッチ36は、シフト
レバー35がニュートラル位置にされたときオン状態にさ
れ、また、クラッチスイッチ38は、クラッチペダル37が
踏み込まれたときオン状態にされる。そして、ニュート
ラルスイッチ36及びクラッチスイッチ38がオン状態にさ
れたときには、夫々から高レベルの検出信号Sp及びScが
コントロールユニット100に供給される。

コントロールユニット100は、上述の検出信号のうちのS
a及びSn、即ち、吸入空気の量とエンジンの回転数とに
基づいて、燃料噴射弁25に供給する噴射駆動パルス信号
Cpのパルス幅を変化させ、それによって、燃料噴射弁25
における燃料噴射量の制御、即ち、エンジンに対する燃
料供給量の制御を行うとともに、上述の検出信号のうち
のSt,Sn,Sp及びScに基づいて開弁作動信号Cqを形成し、
それを流量調整弁19に供給することにより、流量調整弁
19の作動を制御してエンジンの吸入空気の量を調整する
ようになされている。

ここで、コントロールユニット100は、エンジンが通常
の運転状態（スロットル弁16がある程度以上開かれてい
る状態）にあるときは、開弁作動信号Cqを流量調整弁19
に供給せず、従って、このときには、バイパス通路15が
閉じられた状態とされ、吸入空気の量はスロットル弁16
の開度に応じたものとなる。また、コントロールユニッ
ト100は、スロットル弁16が略全閉状態にされてエンジ
ンが減速状態に移行せしめられたときにおいても、エン
ジンの回転数が後述する如くにして設定される設定回転
数Np以上である間は、開弁作動信号Cqを流量調整弁19に
供給しない。従って、このときには、吸入空気の量が大
幅に減少せしめられ、回転数が急速に降下せしめられ
る。そして、コントロールユニット100は、エンジンが
減速状態にあってその回転数が設定回転数Npより低下す
るとき、ニュートラルスイッチ36及びクラッチスイッチ
38の少なくとも一方がオン状態とされて、エンジンから
駆動輪に至る動力伝達経路が遮断されていることを条件
に、エンジンが減速状態に移行せしめられる直前におけ
るスロットル弁16の開度（以下、減速直前開度Koと称
す）、即ち、エンジンの減速直前における負荷に対応す
る出力要求量に応じて、設定回転数Np及びエンジンの回
転数が設定回転数Npより低下した以後における流量調整
弁19への開度作動信号Cqの供給時間、即ち、吸入空気の
増量期間Ｔを設定し、さらに、エンジンが減速状態に移
行せしめられる直前の状態におけるエンジンの回転数
（以下、減速開始回転数Noと称す）が、第３図において
ハッチングが施されて示される如くの領域Ｐにあるか否
か、即ち、上述の減速直前開度Koに応じて予め定められ
る回転数（以下、減速制御回転数Nuと称す）以上である
か否かを判断する。なお、この場合、減速制御回転数Nu
は、減速直前開度Koが所定の開度Ｋα未満のときには比
較的高い回転数Ｎαとされ、減速直前開度Koが所定の開
度Ｋα以上で開度Ｋβ未満のときには減速直前開度Koが
大である程低い回転数とされ、減速直前開度Koが開度Ｋ
β以上のときには回転数Ｎαより低い回転数Ｎβとされ
る。

そして、コントロールユニット100は、減速開始回転数N
oが領域Ｐにあると判断された場合にのみ、エンジンの
回転数が設定回転数Npより低下したとき、流量調整弁19
に開弁作動信号Cqの増量期間Ｔだけ供給する。これによ
り、流量調整弁19によりバイパス通路15が開かれた状態
とされて吸入空気が増量される。

その際、コントロールユニット100は、設定回転数Np
を、第４図に示される如く、減速直前開度Koが所定の開
度K₁未満のときには所定の回転数N₁に、開度K₁以上で所
定の開度K₂未満のときには減速直前開度Koが大である程
高くなるように、また、所定の開度K₂以上のときには所
定の回転数N₁より高い所定の回転数N₂に、夫々、設定す
るとともに、増量期間Ｔを、第５図に示される如く、減
速直前開度Koが所定の開度K₃未満のときには期間T₁に設
定し、減速直前開度Koが開度K₃以上のときには、減速直
前開度Koが大である程長くなるように設定する。

このようにされることにより、例えば、第６図に、エン
ジン・ストールが特に発生し易い無負荷レーシング時に
おけるエンジンの回転数の変化が示される如く、エンジ
ンの回転数Ｎが著しく高く上昇せしめられた時点t₁にお
いて、スロットル弁16が略全閉状態にされてエンジンが
減速状態に移行せしめられると、エンジンの回転数Ｎが
急速に降下するものとなる。その際、時点t₁におけるエ
ンジンの回転数Ｎ（減速開始回転数No）が、第３図にお
いてハッチングで示される如くの領域Ｐにある場合に
は、エンジンの回転数Ｎが、時点t₁におけるスロットル
弁16の開度（減速直前開度Ko）に応じて設定される設定
回転数Npより低下した時点t₂で、コントロールユニット
100から量流調整弁19への開弁作動信号Cqの供給が開始
され、減速直前開度Koに応じた期間（増量期間Ｔ）が経
過する時点t₃まで、コントロールユニット100から流量
調整弁19への開弁作動信号Cqの供給が継続される。従っ
て、時点t₂から時点t₃に至る増量期間Ｔでは、バイパス
通路15が開かれた状態とされるため、吸入空気が増量さ
れ、それにより、時点t₂以降はエンジンの回転数Ｎが急
速に降下することが緩和されるとともに、混合気の空燃
比がオーバーリッチ状態になることが回避され、その結
果、エンジン・ストールの発生が効果的に防止されるこ
とになる。

上述の如くの制御を行うコントロールユニット100は、
例えば、マイクロコンピュータが用いられて構成され、
斯かる場合における流量調整弁19の作動制御に際しての
マイクロコンピュータが実行するプログラムの一例を第
７図のフローチャートを参照して説明する。

このプログラムにおいては、スタート後、まず、プロセ
ス101で各検出信号St,Sn,Sp及びScを入力し、ディシジ
ョン102に進む。ディシジョン102は減速状態検出手段を
形成しており、このディシジョン102では、プロセス101
で入力された検出信号Stに基づいて、スロットル弁16が
略全閉状態にされているか否か、即ち、エンジンが減速
状態にあるか否かを判断し、スロットル弁16が略全閉状
態にされていないと判断された場合にはプロセス103に
進む。プロセス103では、フラグＦを１にし、続くプロ
セス104では、プロセス101で入力された検出信号Stがあ
らわすスロットル弁16の開度Ｋを、エンジンの減速状態
直前における出力要求量である減速直前開度Koとして設
定し、プロセス105に進む。プロセス105では、プロセス
101に入力された検出信号Snがあらわすエンジンの回転
数Ｎを減速開始回転数Noとして設定し、プロセス101に
戻る。ここで、プロセス104は、エンジンの減速状態直
前における出力要求量を検出する出力要求量検出手段を
形成しており、プロセス105は、減速開始回転数検出手
段を形成していることになる。また、ディシジョン102
においてスロットル弁16が略全閉状態にされていると判
断された場合には、ディシジョン106に進み、エンジン
から駆動輪に至る動力伝達経路が遮断されているか否か
を判断する。この判断は、エンジン・ストールが発生し
易い状況か否かを見極めるためになされるもので、プロ
セス101で入力された検出信号Sp及びScに基づいて行わ
れ、ニュートラルスイッチ36及びクラッチスイッチ38の
両方が共にオン状態にされていない場合には、動力伝達
経路が遮断されていないと判断し、プロセス103〜105を
順次実行してプロセス101に戻る。また、ニュートラル
スイッチ36及びクラッチスイッチ38の少なくとも一方が
オン状態にされている場合には、動力伝達経路が遮断さ
れていると判断してディシジョン107に進む。

ディシジョン107では、フラグＦが０から１に変化した
か否かを判断し、０から１に変化していないと判断され
た場合にはプロセス101に戻り、０から１に変化したと
判断された場合にはプロセス108に進む。プロセス108で
は、プロセス104により検出されたエンジンの減速状態
直前における出力要求量であることになる、プロセス10
4で設定された減速直前開度Koに応じて減速制御回転数N
uを設定する。この場合、内蔵するメモリには、第３図
に示される如くに、減速直前開度Koが大である程低くな
るようにされた減速制御回転数Nuが、減速制御回転マッ
プとして記憶されており、減速制御回転数Nuの設定は、
減速制御回転マップからプロセス104で設定された減速
直前開度Koに対応する減速制御回転数Nuを読み出すこと
より行われる。

続くプロセス109及び110では、順次、プロセス104によ
り検出されたエンジンの減速状態直前における出力要求
量であることになる、プロセス104で設定された減速直
前開度Koに応じて設定回転数Np及び増量期間Ｔを設定す
る。この場合にも、内蔵するメモリには、第４図及び第
５図に示される如くに、減速直前開度Koが大である程高
くなるようにされた設定回転数Npが回転制御マップとし
て、また、減速直前開度Koが大である程長くなるように
された増量期間Ｔが増量期間マップとして記憶されてお
り、設定回転数Np及び増量期間Ｔの設定は、これらの回
転制御マップ及び増量期間マップから、プロセス105で
設定された減速開始回転数No及びプロセス104で設定さ
れた減速直前開度Koに対応する設定回転数Np及び増量期
間Ｔを夫々読み出すことにより行われる。従って、プロ
セス109及びプロセス110の両者によって、吸気増量条件
を設定する増量条件設定手段が形成されているととも
に、プロセス109によって、エンジンの減速状態直前に
おける出力要求量が比較的大であるとき設定回転数Npが
比較的大とされるようになす増量変更手段が形成され、
また、プロセス110によって、エンジンの減速状態直前
における出力要求量が比較的大であるとき増量期間Ｔが
比較的大とされるようになす増量変更手段が形成されて
いることになる。

上述の如くに、減速制御回転数Nu,設定回転数Np及び増
量期間Ｔを設定した後、ディシジョン111に進み、プロ
セス105で設定された減速開始回転数Noがプロセス108で
設定された減速制御回転数Nu以上か否か、即ち、減速開
始回転数Noが第３図に示される領域Ｐにあるか否かを判
断し、減速開始回転数Noが領域Ｐにないと判断された場
合にはプロセス101に戻り、減速開始回転数Noが領域Ｐ
にあると判断された場合には、ディシジョン112に進
む。ディシジョン112では、プロセス101で入力された検
出信号Snがあらわすそのときのエンジンの回転数Ｎがプ
ロセス109で設定された設定回転数Npより低下したか否
かが判断され、低下していないと判断された場合にはプ
ロセス101に戻り、低下していると判断された場合に
は、プロセス113に進む。プロセス113では、流量調整弁
19に開弁作動信号Cqを供給してバイパス通路15を開いた
状態にして吸入空気を増量し、その後、プロセス114に
進む。プロセス114では、プロセス110で設定された増量
期間Ｔから所定期間ΔＴを減算し、ディシジョン115に
進む。ディシジョン115では、増量期間Ｔが零、即ち、
増量期間Ｔが経過したか否かを判断し、増量期間Ｔが経
過していないと判断された場合には、プロセス113に戻
って開弁作動信号Cqの供給を続行するとともに、プロセ
ス114で増量期間Ｔから所定期間ΔＴを減算する。一
方、ディシジョン115において増量期間Ｔが経過してい
ると判断された場合には、プロセス116に進み、流量調
整弁19への開弁作動信号Cqの供給を停止してプロセス11
7に進む。プロセス117ではフラグＦを０にした後、プロ
セス101に戻る。

なお、上述の例においては、吸入空気を増量するにあた
り、減速直前開度Koに応じて吸気増量条件の一つである
設定回転数Np及び増量期間Ｔを変化させるようにされて
いるが、本発明に係るエンジンの吸気装置は、これに限
られることなく、吸入空気を増量するにあたって、例え
ば、減速直前開度Koに変え、減速直前開度Ko以外のもの
であってエンジンの減速状態直前における出力要求量を
あらわす、エンジンが減速状態に移行せしめられる直前
における吸入空気の量あるいは吸気負圧（吸気通路内の
圧力）等に応じて、吸気増量条件を成す設定回転数と増
量期間とのうちの少なくとも一つを変化させるようにな
されてもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係るエンジンの
吸気装置は、エンジンが減速状態にあってその回転数が
限定回転数より低下したとき、吸入空気を増量するよう
になされ、しかも、吸入空気を増量するにあたり、エン
ジンが減速状態に移行せしめられる直前におけるエンジ
ンの負荷に対応する出力要求量に応じて、その出力要求
量が比較的大であるとき上述の設定回転数と吸入空気に
ついての増量期間とのうちの少なくとも一つが比較的大
とされるようにして、吸気増量条件を変化させるものと
されるので、エンジンが、その回転数が比較的低い回転
域にあり、かつ、その負荷が比較的大とされたもとで作
動している状態から減速状態に移行せしめられる場合に
も、混合気の空燃比が不所望なオーバリッチ状態となる
事態をまねくことなく、エンジン・ストールの発生を確
実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジンの吸気装置を特許請求の
範囲に対応して示す基本構成図、第２図は本発明に係る
エンジンの吸気装置の一例をそれが適用されたエンジン
の主要部とともに示す概略構成図、第３図，第４図及び
第５図は第２図に示される例の動作説明に供される特性
図、第６図は第２図に示される例の動作説明に供される
タイムチャート、第７図は第２図に示される例において
コントロールユニットにマイクロコンピュータが用いら
れた場合における、斯かるマイクロコンピュータが実行
するプログラムの一例を示すフローチャートである。 図中、10はエンジン本体、12は吸気通路、15はバイパス
通路、16はスロットル弁、18はスロットル開度センサ、
19は流量調整弁、30は回転数センサ、100はコントロー
ルユニットである。

フロントページの続き (72)発明者 金丸 良和 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−150055（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−25940（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの燃焼室に吸入空気を導く吸気導
   入手段と、 上記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、 上記エンジンの減速状態を検出する減速状態検出手段
   と、 該減速状態検出手段により上記エンジンの減速状態が検
   出され、かつ、上記回転数検出手段により検出されたエ
   ンジンの回転数が設定回転数より低下したものとなると
   き、上記吸気導入手段により上記燃焼室に導かれる吸入
   空気を増量する吸気増量手段と、 上記設定回転数と上記吸気増量手段によって増量される
   吸入空気についての増量期間とのうちの少なくとも一つ
   を含む吸気増量条件を設定する増量条件設定手段と、 上記エンジンが減速状態に移行せしめられる直前におけ
   る上記エンジンの出力要求量を検出する出力要求量検出
   手段と、 該出力要求量検出手段から得られる検出出力があらわす
   上記エンジンの出力要求量に応じ、該出力要求量が比較
   的大であるとき上記設定回転数と上記増量期間とのうち
   の少なくとも一つが比較的大とされるようにして、上記
   吸気増量条件を変化させる増量変更手段と、 を具備して構成されるエンジンの吸気装置。