JPS6187930A - 過給機付エンジン - 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、主吸気通路と、過給通路と、過給通路から分
岐した２次空気通路とを備えるとともに、吸気量に応じ
Ｃ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、主吸気通路に加えて、過給機を備えた過給通
路を設けることによりエンジンの出力向上を図るように
し、かつ、過給機から供給される過給気の一部を排気浄
化のための２次空気として利用し得るように２次空気通
路を過給通路から分岐させ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Ｂ燃料１７１
射装置を具備したものとしては、特公昭５９−５７８１
号公報に示されるように、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、上記２次空気通路に第２空気縫検出５Ａ買を設り
、第１空気量検出装置によって検出される全吸気量から
第２空気量検出装置によって検出される２次空気流量を
減算することによって燃焼ヂへの吸気供給量を求め、こ
れに応じて燃料噴射量を制御づるようにしたものがある
。

ところで、一般にこの種のエンジンでは、運転状態によ
って２次空気を多く必要とする場合とあまり必要としな
い場合とがあるので、２次空気通路にダイレフラム装置
等によって作動される流量制御弁を具備して、２次空気
通路を運転状態に応じＣ間開りるようにし、あるいはさ
らに２次空気の流＾ｌを運転状態に応じヱ変化させるよ
うにしている。また過給通路に段りられる過給纒には、
通常、エンジンによって駆動される容積型エアポンプが
用いられている。このような構造において前記のように
燃料噴０Ａｆｆｉを制御り°る場合、２次空気の供給が
停止されているときや２次空気の流量が少ないときは、
過給機の吐出圧の脈動等による影響で２次空気量の検出
値に誤差が生じ易いため、実質的に第２空気最検出装置
による２次空気量の検出を停止し、検出値に代えて予め
想定された値（例えば２次空気がカットされるときは零
）を２次空気量とする方が高精度に燃料噴射量を制御す
ることができる。ただしこのようにする場合、２次空気
をカットまたは減量させるべき運転状態となったとき、
流量制御弁の作動にはある程度の応答遅れがあって、こ
の応答遅れの期間中には２次空気通路に過給気が流出す
るため、これによって空燃比にくろいが生じるのを防止
するような対策が要求される。

（発明の目的） 本発明はこれらの事情に鑑み、主吸気通路および過給通
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
ことによっ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づ゛る場合に、流
量制御弁によって２次空気の供給が停止もしくは減量さ
れるような運転状態であっても、またこのような運転状
態に変化したときであっても、燃料噴Ｗ　（ｎのｉ１ｉ
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、主吸気通路に加えて、過給曙からの加圧空気
を供給する過給通路を主吸気通路から分岐さｕｒ：設け
、この過給通路から排気系に接続される２次空気通路を
分岐させ、上記主吸気通路および過給通路から供給され
る空気量に応じて燃料噴射量を制御する電子制御燃料噴
射装置を設ける一ｈ、上記主吸気通路と過給通路との分
岐部より上流に全吸気１３ｔを検出する第１空気量検出
装置を設けるとともに、Ｌ記２次空気通路に、２次空気
はを検出する第２空気哨検出装置と、運転状態に応じて
２次空気の流通を制御する流量制御弁とを設け、上記第
１空気６１検出装置によって検出される全吸気量から上
記第２空気ｍ検出装置によって検出される２次空気量を
減算した値に応じて燃料噴射量を制御するようにした過
給機付エンジンにおいて、上記流Ｇ制御弁が２次空気の
供給を停止もしくは減量するように作動する運転状態に
なったときに、その時点から所定時間上記第２空気指検
出装置による２次空気量の検出を持続させ、その後にこ
の２次空気量の検出を実質的に停止さぜる制御手段を設
けたものである。つまり本発明では、２次空気通路を通
しである程度の２次空気が排気系に送られるような運北
状態にあるときと、流量制御弁によって２次空気の供給
が停止もしくは減量されるような運転状態となった直後
の、流量制御弁の応答遅れに見合う程度の所定期間とに
、第２空気量検出装置による実質的な２次空気量の検出
を行うようにし、２次空気の流通を制御する流量制御弁
の応答遅れによる空燃比のずれを防止している。

（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には主吸気ボート４、過給ボート５および
排気ボート６が開口し、これらのボート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
れた吸気通路ぐある。吸気通路１１は、主吸気通路１２
と、この主吸気通路１２が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ボート４に
接続され、過給通路１３の下流端側は過給ボート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、空気量検出装置としてのエア７０
−メータ１４がｇＱ　＜ｊ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聞１１１さ
れる第１スロツ１−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ベ
ーン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１ｊ１１７の下流には、過給機１７から供給
される過給気の密度を蟲めるためこれを冷１！１１るイ
ンタクーラ１８が設けられ、その下流にサージタンク１
９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聞
かれ、例えば第１スロッ１−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っている
。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
するりリーフ通路２２とが分岐している。

上記２次空気通路２１は排気系に接続されており、図に
示す実施例ではこの２次空気通路２１がその下流部にお
いて、通路面積が比較的大きい大流量用通路２１ａと、
通路面積が小さい小流量用通路２１ｂとに分岐し、大流
量用通路２１ａは触媒コンバータ２３より上流の排気通
路２４に同口し、小流＾を用通路２１ｂは触媒コンバー
タ２３の中間部に開口している。このように２次空気通
路２１を構成しているのは、濃混合気で運転されるアイ
ドリンク時等には比較内釜ｍの２次空気を触媒コンバー
タ２３上流に供給して、触媒コンバータ２３をＨＣ，Ｇ
ｏの低減のための酸化触媒として働かせ、またほぼ理論
空燃比で運転されるようなときは少量の２次空気を触媒
コンバータ２３の後半部側に供給して、触媒コンバータ
２３をＮＯｘおよび１−ＩＣ，ＧＯの低減のための三元
触媒として動かせるためである。

この２次空気通路２１には２次空気の流（６）を検出す
る第２空気量検出装置２５が設りられ、図では２次空気
通路２１内の絞り２５ａの上流側と下流側の圧力差を検
出する差圧センサ２５ｂを用い、その出力により後述す
るコントロールユニット４０内で２次空気場を検出する
ようにし、こうして第２空気量検出装置２５を構成して
いる。さらに２次空気通路２１には、運転状態に応じて
２次空気の流通量を制御するＦ／ｆ量制御弁として、第
２空気量検出装置２５の下流において２次空気通路２１
を開閉する開閉弁２６と、大流量用通路２１ａと小流量
用通路２１ｂとの分岐箇所においてこの両通路２１ａ、
２１ｂのいずれかを開く切替弁２７とが設けられている
。上記開閉弁２６は弁体２６ａとダイヤフラム式のアク
チュエータ２６ｂとで構成され、アクチュエータ２６ｂ
に負圧が導入されたとき２次空気通路２１を聞き、大気
が導入されたとぎ２次空気通路２１を閉じるようになっ
ている。上記切替弁２７も弁体２７ａとダイヤフラム式
のアクチュエータ２７ｂとで構成され、アクチュエータ
２７ｂに負圧が導入されたとき大流Ｍ用通路２１ａを間
き、大気が導入されたとぎ小流量用通路２１ｂを聞くよ
うにしている。上記開閉弁２６のアクチュエータ２６ｂ
は、一端が第１スロツトル弁１５の下流の主吸気通路１
２に接続された負圧通路２８に、通路２９および第１の
三方電磁弁３０を介して接続されており、切替弁２７の
アクチュエータ２７ｂは、上記負圧通路２８に、通路３
１および第２の三方電磁弁３２を介して接続されている
。この各三方電磁弁３０．３２はそれぞれ、上記各７ク
チユエータ２６ｂ、２７ｂを負圧通路２８または大気へ
の間口部３０ａ。

３２ａに選択的に連通させるようになっている。

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ｌ１１１７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３３と、２次空気通路２１の開開
弁２６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３４とが並設されている。上記過給圧制御弁３
３は、サージタンク１９に対するリリーフ通路２２の開
口部３５に配置された弁体３３ａと、この弁体３３ａに
連結されたダイヤフラム３３ｂと、その片側に形成され
た圧力制御室３３Ｇと、上記弁体３３ａを開弁方向に付
勢するスプリング３３ｄとを備え、上記弁体３３ａに加
わる過給圧が過度に高くなったときこの弁体３３ａ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
御するようになっている。そして上記圧力制御室３３Ｃ
が前記負圧通路２８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＃Ｊ配シリリーフ制御弁３４、リリーフ通路２２と
サージタンク１９との間の連通孔３６に配置された弁体
３４ａと、ダイヤフラム式のアクチュエータ３４ｂとで
構成され、上記アクチュエータ３４ｂは通路３７および
前記第１の三方電磁弁３０を介して負圧通路２８に接続
されている。従ってこのリリーフ制御弁３４は、２次空
気通路２１の開閉弁２６に対応して開開作動されるよう
になっている。

前記燃料噴射装置１６および前記各三方電磁弁３０．３
２はマイクロコンピュータ等を用いたコントロールユニ
ット４０により制御され、このコントロールユニット４
０には、前記第１空気量検出装置１４と第２空気量検出
装置とからの各検出信号に加え、回転数センサ４１から
のエンジン回転数検出信号と、第１スロツトル弁１５の
開度を検出するスロットル開度セン４ｊ°４２からの負
荷に対応したスロットル開度検出信号とが入力されてい
る。

このコントロールユニット４０は、運転状態に応じた２
次空気供給の制御を行うため、予め、第２図に示すよう
にエンジン回転数および負荷がそれぞれ所定値以下の運
転領域を２次空気供給領域、それ以外をニ［アカット領
域（２次空気の供給を停止する領域）と設定し、ざらに
２次空気供給領域のうちでとくに低回転領域および低負
荷領域を２次空気多間領域、それ以外を２次空気少量領
域と設定している。そして、・エンジン回転数とスロッ
トル開度（９伺）とをもって検出された運転状態が２次
空気多聞領域にあるときは前記大流量用通路２１ａを開
通させ、２次空気少９領域にあるときは前記小流量用通
路２１ｂを開通さゼ、エアカット領域にあるときは２次
空気通路２１を閉じるように、前記各三方電磁弁３０．
３２を介して開閉弁２６および切替弁２７を制御してい
る。

また、コントロールユニット４０は、前記第１空気量検
出装置１４によって検出される吸入空気量から２次空気
量を減算することによって燃焼室３への吸気供給量を求
め、この吸気供給量に応じて燃料噴射装置１６からの燃
料噴射量を制御している。特にこの燃料噴射量の制御の
ための処理を第３図のフローチャートに示すようなプロ
グラムに従って行うようにすることにより、２次空気を
カットまたは減量される運転状態となったとき、その時
点から所定時間は第２空気Ｍ検出装置２５による２次空
気量の検出を持続させてその後にこの検出を実質的に停
止させる制御手段を構成している。つまり、このような
運転状態に変化したとき、開閉弁２６または切替弁２７
を切替作動させる制御信号が三方電磁弁３０または３２
に出力されるが、この時点からも開閉弁２６または切替
弁２７の作動の応谷遅れに見合う程度の所定時間は、上
記２次空気けの検出を持続させるようにしている。

この制御手段としての機能を第３図のフローチャートに
よって次に説明する。

この７０−チ１！−トにおいては、先ずステップＳ１で
第１空気量検出装置１４により検出される吸入空気ｆｆ
１Ｑａを読込み、さらにステップＳ２で、回転数セン１
ノ４１およびスロットル間度センリ゛４２の出力に基づ
いて運転状態を検出する。次に検出された運転状態が第
２図中のいずれの運転領域にあるか、づなわちエアカッ
ト領域にあるか否かをステップＳ３で判定し、エアカッ
ト領域になければステップＳ４で２次空気多足領域にあ
るか否かを判定する。そして、このフローチャートでは
示さないが、運転領域の判定結果に応じて前述のように
前記各三方電磁弁３０．３２を介して前記開ＩＩＩ弁２
６および切替弁２７を制御する。

ステップＳ４で２次空気多硲領域にあることを判定した
ときは、差圧センサ２５ｂの出力に基づいて検出した流
ｆｆ１Ｑ　ｂｚを２次空気ｆｉｌＱｂとする（ステップ
８５　、　Ｓａ　）。またステップＳ３でエアカット領
域にあることを判定したときは、ステップＳ７で、２次
空気多縫領域からエアカット領域に運転状態が変化した
時点から所定期間（例えば３セン以内であるか否かを判
定する。そしてこのステップＳ７での判定結果がＹＥＳ
のときは、゛　２次空気多ｍＦ域にあるときと同様に差
圧センサ２５ｂの出力に基づいて演口した流ｆｆ１Ｑ　
ｂｚを２次空気ＩＱｂとし、ステップＳ７での判定結果
がＮｏのときは、ステップＳ８で２次空気ｆｆ１Ｑｂを
零と設定する。

また、ステップＳ４での判定結果がＮＯのとき、つまり
２次空気少量領域にあるときは、前記差圧センサ２５ｂ
の出力に基づいて流ｆｆ１Ｑ　ｂｚを演算する（ステッ
プＳｓ　）とともに、小流量用通路２１ｂの流ｆｆ１Ｑ
　ｂｌを、運転状態に対応づけたマツプから求める（ス
テップ５ｓｏ）。つまり小流量用通路２１ｂが開かれて
いるときの各種運転状態における２次空気の流量は、予
め実験的に調べておいて、コントロールユニット４０内
のメモリにマツプとして記憶させてあり、このマツプか
ら現実の運転状態に応じた値を読出すようにする。続い
てステップＳ　ｕで、２次空気多徂領域から２次空気少
量領域に運転状態が変化した時点から所定期間（例えば
３秒）以内であるか否かを判定し、その判定結果がＹＥ
ＳのときはステップＳｉ２で、差圧センサ２５ｂの出力
に基づいて演算した流ＥｉＱｂ２がマツプから求めた小
流量用通路２１ｂの流ｆｆ１Ｑｂ１より大きいか否かを
判定する。そしてステップＳ１１．Ｓ１２での判定結果
がともにＹＥＳのときはステップＳ６に移り、つまり差
圧センサ２５ｂの出力に基づいて演算した流ｆｆ１Ｑｂ
２を２次空気供給！ｆｆ１Ｑｂとし、それ以外で２次空
気少量領域にあるときは、ステップＳ　１３でマツプか
ら読出した小流吊用通路２１ｂの流ｆｉｔＱｂ＋を２法
学気量Ｑｂとする。

ステップＳ６　、Ｓａ　、Ｓ１３のいずれかについで、
前記吸入空気ωＱａから２次空気供給ｆｆ１Ｑｂを減ｔ
７することにより燃焼室３への吸気供給ｍＱを求め（ス
テップＳ％）、この吸気供給ｆｆ１Ｑに応じて燃料噴射
量を制御する（ステップＳｔ５＞。

このフローチャートにしたがった制御により、２次空気
通路２１の前記大流量用通路２１ａを通して比較的多量
の２次空気が排気系に供給されているときは、前記差圧
センサ２５ｂを用いた第２空気量検出装置２５による２
次空気量の検出が行われ、第１空気醋検出装置１４によ
る吸入空気量の検出値と２次空気量の検出値とに基づい
て燃焼室３への吸気供給伝の演ｎおよびそれに応じた燃
料噴射量の制御が行われる。一方、２次空気通路２１が
閉じられて２次空気の供給が停止されているときは２次
空気量を零として第２空気量検出装置２５による検出は
行わず、小流Ｍ用通路２１ｂを通して少量の２次空気が
排気系に供給されているときにも、運転状態に応じてマ
ツプから求められた値が２次空気量とされることにより
、実質的に第２空気量検出装置２５による検出は停止さ
れる。こうすることにより、２次空気の供給が停止され
ているときや２次空気硲が少ないときに、過給線の吐出
圧の影響で誤差が生じ易い第２空気量検出装Ｖ１２５の
検出値による場合よりも正確に２次空気量が求められる
。

また、２次空気多量領域からエアカット領域または２法
学気少吊領域に運転状態が変化したとき、それに応じて
前記三方電磁弁３０．３２に制御信号が出力されてから
、前記開開弁２６が２次空気通路２１を閉じ、または切
替弁２７が大流量用通路２１ａを閉じて小流量用通路２
１ｂを開く状態に切替わるまでにはある程度の応答遅れ
が生じる。

そしてこの応答遅れ時間中は、大流量用通路２１ａを通
して比較的多爪の２次空気が排気系に流出しているので
、このような開開弁２６または切替弁２７の応答遅れに
見合う程度の時間は、前記ステップＳ７またはＳｕ、Ｓ
１２での判定結果に従った処理により、第２空気量検出
装置２５による２次空気量の検出が行われる。

なお、２次空気通路２１の下流部において分岐した大流
量用通路２１ａおよび小流量用通路２１ｂの排気系に対
する開口位置は排気浄化作用にとつて好ましい範囲で変
更してもよい。また２次空気通路２１を上記のように分
岐さけずに形成し、流量制御弁として前記開開弁２６だ
１ノを段重ノでおくようにしてもよく、この場合、２次
空気供給領域にあるときと、２次空気の供給が停止され
るべき運転状態となった直後の所定期間とに、第２空気
量検出装置２５による２次空気量の検出を行わせるよう
にすればよい。

（発明の効果） 以上のように本発明の過給機付エンジンは、第１空気積
検出装置によって検出される全吸気分から２次空気量を
減専した値に応じて燃ｒ４噴ｔＡｆｆｌを制御する場合
に、ある程度の２５次空気が排気系に供給されていると
きは第２空気量検出装置によって２次空気はを検出し、
流量制御弁によって２次空気の供給が停止され、または
２次空気供給量が少なくされている状態にあるどきは第
２空気■検出装置による２次空気量の検出を実質的に停
止させるようにして、過給機の吐出圧の脈動等に起因し
た誤検出を防止している。そして特にこのような状態へ
の切替わり時に、流量制御弁の作動の応答遅れに見合う
程度の所定時間は２次空気量の検出を行うようにしてい
るため、このときにも空燃比にくろいが生じることがな
く、高精度に燃料噴射量を制御する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図は排気
系に対する２次空気の多量供給、少量供給Ｊ３　Ｊ：び
供給停止が行われる運転領域を示す説明図、第３図は燃
料噴用舟の制御のための７０−チ１？−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、２５・・・第２空気量検出装置、
２６・・・開ｆ）弁、２７・・・切替弁、４０・・・］
ンＩ−ロールユごット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、主吸気通路に加えて、過給機からの加圧空気を供給
   する過給通路を主吸気通路から分岐させて設け、この過
   給通路から排気系に接続される２次空気通路を分岐させ
   、上記主吸気通路および過給通路から供給される空気量
   に応じて燃料噴射量を制御する電子制御燃料噴射装置を
   設ける一方、上記主吸気通路と過給通路との分岐部より
   上流に全吸気量を検出する第１空気量検出装置を設ける
   とともに、上記２次空気通路に、２次空気量を検出する
   第２空気量検出装置と、運転状態に応じて２次空気の流
   通を制御する流量制御弁とを設け、上記第１空気量検出
   装置によって検出される全吸気量から上記第２空気量検
   出装置によって検出される２次空気量を減算した値に応
   じて燃料噴射量を制御するようにした過給機付エンジン
   において、上記流量制御弁が２次空気の供給を停止もし
   くは減量するように作動する運転状態になったときに、
   その時点から所定時間上記第２空気量検出装置による２
   次空気量の検出を持続させ、その後にこの２次空気量の
   検出を実質的に停止させる制御手段を設けたことを特徴
   とする過給機付エンジン。