JPS61132732A - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は過給機を備えたエンジンの燃料噴射装置に関す
るものである。

（従来技術） 過給機を備えたエンジンにおいては、エンジンへの吸入
空気量を検出して吸入空気量信号を出力する吸入空気量
検出手段を過給機より吸気下流側に設けると該吸入空気
量検出手段が吸気弁の開閉に伴なう吸気圧の脈動変化の
影響を受けてその検出精度が損なわれるため、一般に過
給機より吸気上流側に吸入空気量検出手段を設けている
。

ところで、過給機付エンジンには、エンジンの全運転領
域に亘って過給を行なう全過給式エンジンの外に、部分
過給式エンジン即ち、エンジンに対して２つの吸気通路
即ち、過給機を備えず自然吸気を導入する第１の吸気通
路と、過給機を備え過給吸気を導入する第２吸気通路と
を並列に設け、エンジンの低速・低負荷運転領域におい
ては第１の吸気通路からのみ自然吸気を行ない、高速・
高負荷運転領域においては上記第１の吸気通路からの自
然吸気の導入の外に、該自然吸気の導入行程の終了時期
近くにおいて第２の吸気通路から過給吸気を導入して吸
入空気量の増加を図るようにしたエンジンが知られてい
る（例えば、特開昭５８−２０９２１号公報参照）。

ところか、全過給あるいは部分過給という過給方式の違
いにかかわらず一般に過給式エンジンにおいてしかも過
給機の吸気上流側に吸入空気量検出手段を設け、又該過
給機の吸気下流側に吸気通路を開閉制御するスロットル
バルブ等の制御弁を設けたらのにあっては、上記制御弁
の開閉動作により過給機によって加圧された吸気の流れ
が一時的に不連続となり上記吸入空気量検出手段によっ
て検出される吸入空気量（以下の説明においては検出吸
入空気量という）と実際にエンジンに充填される吸気量
（以下の説明においては実充填吸気量という）との間に
一時的なズレが生じることになる。従って、このような
場合においては、エンジンへの実充填吸気量とは異なる
検出吸入空気量に基づいて燃料噴射量が設定されるため
、特にエンノンの加減速運転時のように上記制御弁が開
閉操作されるたびごとに空燃比が大きく変動し、エンジ
ンの燃焼特性が悪化するという問題が発生することとな
る。

（発明の目的） 本発明は上記従来技術の項で指摘した問題点を解決しよ
うとするもので、吸気通路中に過給機を設けるとともに
、該過給機より吸気上流側に吸入空気量検出手段を、該
過給機より吸気下流側に吸気通路を開閉制御する制御弁
を設けたエンジンにおいて、上記制御弁の開度変化に伴
なう空燃比の変動を可及的に減少せしめ、もってエンジ
ンの燃焼特性の向上を図ることを目的とするものである
。

（目的を達成するための手段） 本発明は上記の目的を達成するための手段として、エン
ジンの吸気通路に、吸入空気量を検出して吸入空気量信
号を出力する吸入空気量検出手段と過給機とを、該過給
機が上記吸入空気量検出手段よりも吸気下流側に位置す
るようにして取付けるとともに、上記過給機の吸気下流
側位置に上記吸気通路を開閉制御する制御弁を取付けた
エンジンにおいて、上記吸気通路の上記過給機取付位置
と上記制御弁取付位置との中間位置に吸気圧力を検出し
て吸気圧力信号を出力する吸気圧力検出手段を設け、該
吸気圧力検出手段によって検出される吸気圧力が上昇状
態にある場合には制御弁が閉弁方向に作動しており、従
って検出吸入空気量よりもエンジンへの実充填吸気量は
少なくなっている（その差によって制御弁上流側で吸気
圧力が上昇する）ものと判断しこの場合にはコントロー
ルユニットへ入力される上記検出吸入空気量信号の出力
を減少補正し、また吸気圧力が降下状態にある場合には
制御弁が開弁方向に作動しており従って上記検出吸入空
気量よりもエンジンへの実充填吸気量は多くなっている
（その差は上記吸気圧力の降下によってもたらせる）も
のと判断し、この場合にはコントロールユニットへ入力
される上記検出吸入空気量を増大補正し、もって検出吸
入空気量信号の出力とエンジンへの実充填吸気量とのズ
レを可及的に低減せしめろようにしたちのである。

（作　用） 本発明では上記の手段により、吸入空気量検出手段によ
って検出される検出吸入空気量とエンジンに充填される
実充填吸気量とのズレが可及的に減少せしめられるとこ
ろから、混合気の空燃比変動が可及的に抑制され、それ
だけエンジンの燃焼特性が向上せしめられることになる
。

（実施例） 以下、第１図及び第２図を参照して本発明の好適な実施
例を説明する。

（構成） 第１図には本発明実施例に係る燃料噴射装置を備えたエ
ンジンｌの吸気系のンステム図が示されている。

エンジンｌは、２つの吸気ポート即ち、主吸気弁５を備
えた主吸気ボート２と副吸気弁６を備えた副吸気通路３
と、排気弁７を備えた排気ポート４とを有している。こ
の２つの吸気ボート２，３と排気ポート４のうち、主吸
気ボート２には主吸気運路７が、副吸気ボート３には副
吸気通路８が、さらに排気ポート４には排気通路９がそ
れぞれ接続されている。

主吸気通路７と副吸気通路８ば、その吸気上流側におい
て合流せしめられており、その合流部より吸気上流側に
はエアクリーナ１１とエアフローメータ１２とが取付け
られている。さらに、主吸気通路７の吸気下流側には主
スロツトルバルブ１３が、さらに該主スロツトルバルブ
１３より吸気下流側にはインジェクター１５がそれぞれ
取付けられている。

一方、上記副吸気通路８の中間部にはサージタンク１６
が形成されている。さらにζこの副吸気通路８の上記サ
ージタンクＩ６より吸気上流側には、エンジンｌによっ
て駆動される機械式の過給機１７とインタークーラ１８
とが、該過給機１７が該インタークーラ１８より吸気上
流側に位置した状態で取付けられている。又、副吸気通
路８の上記サージタンク１６より吸気下流側には、該副
吸気通路８を開閉する副スロツトルバルブ（特許請求の
範囲中の制御弁に該当する月４が取付けられている。こ
の副スロツトルバルブ１４は、上記主スロツトルバルブ
１３の開度が所定開度に達するまでの間（即ち、エンジ
ンの運転状態が低速・低負荷領域にある間）は開弁状態
のまま保持され、該主スロツトルバルブ１３か上記所定
開度を越えて開弁じた場合には該主スロツトルバルブ１
３の開弁動作に連動して全閉位置から全開位置まで開か
れる。即ち、副スロツトルバルブ１４は、エンジンの高
速・候負荷運転領域においてのみ開弁されて上記過給機
１７により圧縮加圧された過給吸気のエンジンｌ側への
導入を可能ならしめる如く作用する。

一方、上記サージタンク■６には、該サージタンク１６
を、主吸気通路７と副吸気通路８の合流点と上記エアフ
ローメータ１２との間の吸気通路に連通せしめるリリー
フエア通路２３が接続されている。このリリーフエア通
路２３には、該サージタンク【６内における最高吸気圧
を規制するリリーフバルブ２４が取付けられている。さ
らに、このサージタンク１６には、圧力導出路２２を介
して圧力センサ２、特許請求の範囲中の吸気圧力検出手
段に該当する）が取付けられている。

この圧力センサ２１によって検出されるサージタンク１
６内の吸気圧力は、圧力信号Ａ３として出力され、コン
トロールユニット２５に入力される。

尚、コントロールユニット２５は、上記圧力信号Ａ３の
外に、回転数センナ２６によって検出されるエンジン回
転数が回転数信号Ａ１として、またエアフローメータ１
２によって検出される吸入空気量が吸入空気量信号Ａ２
としてそれぞれ人力される。また、前記インジェクター
Ｉ５は、上記各人力信号に基づいてコントローラユニッ
トから出力される燃料制御信号Ａ４に応じて制御される
。

（作動） 続いて、この実施例の燃料噴射装置の作動を説明すると
、エンジンｌが始動されると、過給機１７の運転か開始
され、エンジンｌの運転状態に応じて主吸気通路７を介
しての自然吸気の導入と、副吸気通路８を介しての過給
吸気の導入とが選択的に行なわれる。即ち、エンジンＩ
の運転状態が低速・低負荷運転領域にある場合には、副
スロツトルバルブ１４が閉じられているため、主吸気通
路７を介しての自然吸気のみがエンジンｌに導入され、
エンジンｌの低出力運転が実現される。

尚、この運転状態においては、過給機１７によって加圧
された過給吸気は、サージタンク１６内において昇圧保
持され、過給運転の開始に備える。

これに対して、エンジン１の運転状態が高速・高負荷運
転領域にある場合には、主スロツトルバルブ１３と副ス
ロツトルバルブ１４の両方が開かれるため、主吸気通路
７を介しての自然吸気の導入と副吸気通路８を介しての
過給吸気の導入とが所定の位相をちって並行して行なわ
れる。即ち、この実施例においては、主吸気通路７を介
しての自然吸気の導入行程の終了時点近くにおいて副吸
気通路８が開かれて該副吸気通路８を介しての過給吸気
の導入が行なわれるようにしている。従って吸気の供給
量が増加せしめられ、エンジンＩの高出力運転が実現さ
れる。

ところで、燃料の噴射量は、エアフローメータＩ２によ
って検出される吸入空気量と回転数センナ２６によって
検出される回転数センナ２６とから演算されろ噴射パル
ス幅に基づいてインジェクター１５の開弁時間を調整す
ることにより制御される。

ところが、過給機１７の吸気上流側にエアフローメータ
１２か、また該過給機１７の吸気下流側に副スロツトル
バルブ１４が設けられているため、前記従来技術の項で
説明した如く副スロツトルバルブ１４の開閉操作（開度
変化）に応じて、エアフローメータ１２によって直接検
出される検出吸入空気量とエンノン１に実際に充填され
る実充填吸気量との間に誤差が生じる。従って、混合気
の空燃比を所定空燃比に維持するためには、上記検出吸
入空気量信号の出力を実充填吸気量に合致させる如く増
減補正する必要があり、このため、その実施例において
は、過給機１７と副スロツトルバルブ■４との中間に位
置するサージタンク１６内の吸気圧力の変動状態を検出
し、この吸気圧力の変動状態から検出吸入空気量と実充
填吸気量とのズレの方向と大きさを判断し、エアフロー
メータ１２による該検出吸入空気量信号の出力を所定方
向に所定量だけ増減補正するようにしている。即ち、サ
ージタンク１６内の吸気圧力が上昇方向に変化している
状態とは、減速運転時の如く副スロツトルバルブ１４が
閉弁方向に作動している状態であって、検出吸入空気量
より実充填吸気量が小さくなっている状態である。従っ
て、この場合には、エアフローメータ１２による吸入空
気量信号の出力を圧力センサ２１からの出力により減少
方向に補正する。これに対して、サージタンクＩ６内の
吸気圧力が降下方向に変化している状態とは、加速運転
時の如く副スロツトルバルブ１４が開方向に作動してい
る状態であって、検出吸入空気量より実充填吸気量が大
きな値となっている状態である。従って、この場合には
エアフローメータ１２による吸入空気量信号の出力を圧
力センサ２１からの出力により増大方向に補正する。

続いて、この吸入空気量信号出力の補正制御を第２図に
示すフローチャートを参照して具体的に説明する。　先
ず、現在のエンジン回転数Ｎｅと、現在の吸入空気量（
エアフローメータＩ２の出力）Ｑａと、サージタンクＩ
６内の吸気圧力（圧力センサ２１の出力）Ｐとを読み込
む（ステップＳ１、同Ｓ２、同Ｓ３）。

次に、ステップＳ４において今回検出された上記吸気圧
力Ｐと前回検出された吸気圧力Ｐ１とを比較して吸気圧
力の変化の方向と大きさを判定する。判定の結果、Ｐ＝
Ｐ、である場合には、吸気圧力が変動していない状態（
即ち、エンジンが定速・定負荷運転されている状態）で
あり、従ってこの場合には検出吸入空気量と実充填吸気
量とはほぼ合致しているものと判断し、エアフローメー
タ１２による吸入空気量信号出力の補正値ＱｂをＱｂ＝
０とする（即ち、吸入空気量信号出力の補正は行なわな
い）。

これに対してＰｆ−ＰＩである場合？９は、吸気圧力が
変動しており（即ち、エンジンは加速運転あるいは減速
運転状態である）、従ってエアフローメータ１２による
吸入空気量信号出力の補正か必要であると判断する。そ
してこの場合には、前回の吸気圧力Ｐ、と今回の吸気圧
力Ｐの差（ｐ、−、ｐ）から補正値Ｑ　ｂ（＝　Ｖ・（
ＰＬ−Ｐ）：Ｖは定数）を求める（ステップＳＳ）。尚
、この際、（ｐ、＞ｐ）であれば（即ち、吸気圧力は降
下状態にある）、補正値Ｑｂは正の値となり、エアフロ
ーメータＩ２による吸入空気量信号の出力は増大補正さ
れる。これに対して（Ｐ、＜Ｐ）であれば（即ち、吸気
圧力は上昇状態にある）、補正値Ｑｂは負の値となり、
エアフローメータ１２による吸入空気量信号の出力は減
少補正される。又、その補正値の絶対量は、吸気圧力の
偏差に比例して増減設定される。

補正値Ｑｂを設定した後は、今回の吸気圧Ｐを前回の吸
気圧として書き換える（ステップＳ９）。

次に、上記検出吸入空気１４　Ｑ　ａと補正値Ｑｂとか
ら実際に燃料噴射量の設定の基準とすべき吸入空気量即
ち、現在の実充填吸気ｆｆ１Ｑ（−〇ａ＋Ｑｂ）を算出
しくステップＳ６）、該実充填吸気量Ｑに基づいて燃料
の噴射パルス幅即ち、燃料噴射量Ｔ（＝に−Ｑ／Ｎｅ：
には定数）を算出する（ステップＳ７）。以上で吸入空
気量信号出力の補正制御が終了する。

尚、上記の説明においては、機械式過給機１７を備えた
部分過給式のエンジンについて説明したが、本発明はこ
れに限定されるものでなく例えば、機械式過給機にかえ
て排気ターボ過給機を備えたエンジンあるいは全過給方
式のエンジンにも適用し得るものである。

（発明の効果） 本発明のエンジンの燃料噴射装置は上記の説明からも明
らかなように、吸気通路の途中に設けた過給機より吸気
上流側に吸入空気量検出手段を、また吸気下流側に制御
弁を設けたエンジンにおいて、上記過給機と制御弁との
間における吸気圧力を検出し、この吸気圧力に応じて上
記吸入空気量検出手段からの吸入空気量信号の出力を増
減補正してこれをエンジンへの実際の充填空気量に可及
的に合致さ口゛るようにしているため、上記制御弁の開
度変化にとらなう混合気の空燃比変動が可及的に防止さ
れ、エンノンの燃焼特性が向上仕しめられるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る燃料噴射装置を備えたエ
ンノンのシステム図、第２図は第１図に示した燃料噴射
装置の制御フローチャート図である。 ！　　・・・・・エンジン ７．８・・・・・吸気通路 ９　　・・・・・排気通路 １２　・・・・・エアフローメータ（吸入空気量検出手
段） １３　・・・・・主スロツトルバルブ １４　・・・・・副スロツトルバルブ（制御弁）１５　
・・・・・インジェクター １６　・・・・・サージタンク １７　・・・・・過給機 １８　・・・・・インタークーラ ２１　・・・・・圧力センサ（吸気圧力検出手段）出　
願　人　　マ　ツ　ダ　株式会社 １１　　　　第１図 ／　、エンジン ７、ｒ：吸気通路 ９　；排気通路 ／２＝エアフローメータ（吸入空気量検出手段）／３：
主スロツトルバルブ ／ケ、副スロットルバルブ（制御弁） ／タ；インジヱクター ／乙も、サージタンク ／７．過給機 ／ｒ：インタークーラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンの吸気通路に、エンジンへの吸入空気量を
   検出して吸入空気量信号を出力する吸入空気量検出手段
   と過給機とを、該過給機が上記吸入空気量検出手段より
   も吸気下流側に位置するようにして取付けるとともに、
   上記過給機の吸気下流側位置に上記吸気通路を開閉制御
   する制御弁を取付けたエンジンにおいて、上記吸気通路
   の上記過給機取付位置と上記制御弁取付位置との中間位
   置に、該過給機と上記制御弁間に位置する吸気通路内の
   吸気圧力を検出して吸気圧力信号を出力する吸気圧力検
   出手段を設け、上記吸入空気量検出手段の出力を、上記
   吸気圧力検出手段の出力により増減補正するように構成
   されていることを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。