JPH0577871B2 - - 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
全運転領域に亘つ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）。

ところが、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ツトルバルブ等の制御弁を
設けたものにあつては、上記制御弁の開閉動作に
より過給機によつ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つ
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。従つて、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
ンジ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、もつてエンジンの燃
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
段と、該検出手段の出力を受け、吸気圧力変化量
を演算する演算手段とを設け、該吸気圧力検出手
段によつ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、従つ
て検出吸入空気量よりもエンジンへの実充填吸気
量は少なくなつている（その差によつて制御弁上
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ツ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つ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つている
（その差は上記吸気圧力の降下によつてもたらせ
る）ものと判断し、この場合にはコントロールユ
ニツトへ入力される上記検出吸入空気量を上記演
算手段により演算された吸気圧力変化量が大きい
ほど大きく増大補正し、もつ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るようにしたものである。

（作用） 本発明では上記の手段により、吸入空気量検出
手段によつ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１の吸気系のシステム図が示され
ている。

エンジン１は、２つの吸気ポート即ち、主吸気
弁５を備えた主吸気ポート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つの吸気ポート２，３
と排気ポート４のうち、主吸気ポート２には主吸
気通路７が、副吸気ポート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は、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１
３が、さらに該主スロツトルバルブ１３より吸気
下流側にはインジエクター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、この副吸気
通路８の上記サージタンク１６より吸気上流側に
は、エンジン１によつ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）１４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が上記所定開度
を越えて開弁した場合には該主スロツトルバルブ
１３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１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１６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１６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２１（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によつて検出されるサージタン
ク１６内の吸気圧力は、圧力信号A₃として出力
され、コントロールユニツト２５に入力される。

尚、コントロールユニツト２５は、上記圧力信
号A₃の外に、回転数センサ２６によつて検出さ
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１２によつて検出される吸入
空気量が吸入空気量信号A₂としてそれぞれ入力
される。また、前記インジエクター１５は、上記
各入力信号に基づいてコントローラユニツトから
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１が始動されると、過給機１
７の運転が開始され、エンジン１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１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１に導入
され、エンジン１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
つ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
所定の位相をもつ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
自然吸気の導入工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。従つ
て吸気の供給量が増加せしめられ、エンジン１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
１２によつて検出される吸入空気量と回転数セン
サ２６によつて検出される回転数センサ２６とか
ら演算される噴射パルス幅に基づいてインジエク
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が、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によつて直接検出される検
出吸入空気量とエンジン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。従つて、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１４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
いる状態であつて、検出吸入空気量より実充填吸
気量が小さくなつている状態である。従つて、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１６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つて、検出
吸入空気量より実充填吸気量が大きな値となつて
いる状態である。従つて、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図に示すフローチヤ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１２の出
力）Qaと、サージタンク１６内の吸気圧力（圧
力センサ２１の出力）Ｐとを読み込む（ステツプ
S1、同S2、同S3）。

次に、ステツプ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＝P₁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、従つて
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Ｐ≠P₁である場合には、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）、従つてエアフロー
メータ１２による吸入空気量信号出力の補正が必
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P₁と今回の吸気圧力Ｐの差（P₁−Ｐ）
から補正値Qb（＝Ｖ・（P₁−Ｐ）：Ｖは定数）を求
める（ステツプS8）。尚、この際、（P₁＞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１２
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（P₁＜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（ステツプS9）。

次に、上記検出吸入空気量Qa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、現在の実充填吸気量Ｑ（＝Qa＋Qb）
を算出し（ステツプ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
（＝Ｋ・Ｑ／Ne：Ｋは定数）を算出する（ステツ
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、この吸気圧力変化量に応じて上記吸入
空気量検出手段からの吸入空気量信号の出力を吸
気圧力変化量が大きいほど大きく増減補正してこ
れをエンジンへの実際の充填空気量に可及的に合
致させるようにしているため、上記制御弁の開度
変化にともなう混合気の空燃比変動が可及的に防
止され、エンジンの燃焼特性が向上せしめられる
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
備えたエンジンのシステム図、第２図は第１図に
示した燃料噴射装置の制御フローチヤート図であ
る。 １……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、１
４……副スロツトルバルブ（制御弁）、１５……
インジエクター、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）。

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
   吸気圧力検出手段と、該検出手段の出力を受け吸
   気圧力変化量を演算する演算手段とを設け、上記
   吸入空気量検出手段の出力を、上記演算手段によ
   る吸気圧力変化量が大きいほど大きく増減補正す
   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。