JPS6193240A - 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ｍに応じ
て燃料噴射装置からの燃料噴射はを制ｇＢするようにし
た過給も１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燃料噴射装置
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空気但検出装首を設けるとともに、
上記２次空気通路に第２空気量検出装置を設け、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次空気流岳を減算する
ことによって燃焼室への吸気供給〇を求め、これに応じ
て燃料噴射量を制御するようにしたものがある。

ところで、このように２次空気通路に第２空気量検出装
置を設ける場合、エンジンの作動に伴って生じる排圧の
脈動が２次空気通路にも作用するので、高ＶＪ度に燃料
噴射量を制御するためには、このような排圧の脈動によ
る影響で第２空気は検出装置の検出値に誤差が生じるの
を防止することが要求される。

（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但を検出する第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ｉする
ことによって求められる燃焼室への吸気供給徂に応じて
燃料噴射装置からの燃料噴射量をル！ｌ　ｆｌｔｌする
場合に、２次空気通路に作用する排圧の脈動に影響され
ることなく２次空気量を正確に検出することができ、こ
れによって燃料噴射量の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、
該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Ｊ５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
装置を設置ノる一方、上記主吸気通路と過給通路との分
岐部より上流に第１空気は検出装置を設けるとともに、
上記２次空気通路に第２空気り検出装置を設け、第１空
気量検出装置の出力から第２空気量検出装置の出力を減
算した出力でもって燃料噴射装置を制御するようにした
過給機付エンジンにおいて、上記第２空気量検出装置の
検出時期をエンジンの排気ポートが聞く直前に設定ザる
検出時期設定手段を備えたものである。つまり、後に具
体的に示すように、２次空気通路に作用する排圧はエン
ジンの作動に伴って脈動するが、吸気ポートが開かれる
直前に排圧が安定した時期があることから、本発明では
、上記の排圧が安定した時期に第２空気徂検出装置によ
る２次空気量の検出を行うことにより、排圧の脈動が２
次空気凹の検出値に影響を及ぼすことを防止するように
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には主吸気ポート４、過給ポート５および
排気ポート６が開口し、これらのポート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
れた吸気通路である。吸気通路１１は、主吸気通路１２
と、この主吸気通路１２か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ポート４に
接続され、過給通路１３の下流端側は過給ポート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、エアフローメータ等からなる第１
空気量検出装置１４が設けられている。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開閉される
第１スロツトル弁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容
積型エアポンプからなる過給は１７が設けられている。

この過給８１１７の下流には、過給薇１７から供給され
る過給気の密度を高めるためこれを冷却するインタクー
ラ１８が設けられ、その下流にサージタンク１９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
じた開度に開かれ、例えば第１スロツトル弁１５が所定
開度以上に聞かれたときこれに連動して聞かれるように
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
をリリーフづ゛るリリーフ通路２２とが分岐している。

上記２次空気通路２１は前記排気ポート６に連通ずる排
気通路２３に接続されている。この２次空気通路２１に
は２次空気の流量を検出する第２空気量検出装置２４が
設けられ、図では２次空気通路２１内の絞り２４ａの上
流側と下流側の圧力差を検出する差圧センサ２４ｂ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次空気辺を検出するようにし、こうして第２空気
量検出装置２４を構成している。さらにこの２次空気量
検出装置２４の下流の２次空気通路２１には開閉弁２５
が設けられ、この開開弁２５は、弁体２５ａとダイヤフ
ラム式のアクチュエータ２５ｂとで構成され、アクチュ
エータ２５ｂ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き２次空気通路２１を閉じ
るようになっている。上記アクチュエータ２５ｂは、一
端が第１スロツトル弁１５の下流の主吸気通路１２に接
続された負圧通路２６に、通路２７および第１の三方電
磁弁２８を介して接続されており、この三方１１ｉ弁２
８は、上記アクチュエータ２５ｂを負圧通路２６または
人気への開口部２８ａ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または過給機１７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空気屯検出装置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３１と、２次空気通路２１の開閉弁２
５が聞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３２とが並設されている。上記過給圧制御弁３１は
、サージタンク１９に対するリリーフ通路２２の開口部
３３に配置された弁体３１ａと、この弁体３１’　ａに
連結されたダイヤフラム３１ｂと、その片側に形成され
た圧力制御室３１ｃと、上記弁体３１ａを閉弁方向に付
５３スるスプリング３１ｄとを備え、上記弁体３１ａに
加わる過給圧が過度に高くなったときこの弁体３１ａが
開いて過−給気をリリーフすることにより、最＾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３
１ｃが前記負圧通路２６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。

また前記リリーフ制御弁３２は、リリーフ通路２２とサ
ージタンク１９との間の連通孔３４に配置された弁体３
２ａと、ダイヤフラム式のアクチュエータ３２ｂとで構
成され、上記アクチュエータ３２ｂは通路３５および前
記三方電磁弁２８を介して負圧通路２６に接続さ゛れて
いる。従ってこのリリーフ制御弁３２は、２次空気通路
２１の開開弁２５に対応して開閉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ｎｂ記三方電磁弁２８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４
０により制御され、このコントロールユニット４０には
、前記第１．空気量検出装置１４と第２空気は検出装置
２４とからの各検出信号に加え、クランク角センサ３８
からのクランク角検出信号と、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サ３９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。

上記コントロールユニット４０は、クランク角センサ３
８の出力に基づいて演算されるエン、ジン回転数とスロ
ットル開度でもって検出される負荷°とに応じ、２次空
気が必要とされる比較的低回転かつ低負荷の運転領域で
は２次空気通路２１を聞き、あまり２次空気を必要とし
ない高回転領域や高負荷領域では２次空気通路２１を閉
じるように、前記三方電磁弁２８を介して前記１７ｉＪ
閉弁２５を１１す御する一方、燃焼室３への吸気供給量
に応じて前記燃料噴射装置１６からの燃籾噴射吊を制御
して０る。

特に燃料噴射量を制御する手段として、第２図に示すよ
うに、第１空気■検出装置１４の出力を受ける吸入空気
量の読込み手段４１と、差圧センサ２４ｂの出力の読込
み手段４２および２次空気但の演算手段４３と、クラン
ク角センサ３８の出力を受けて差圧センサ２４ｂの出力
の読込みタイミングを設定する検出時期設定手段４４と
、クランク角ピンＦｊ３８の出力に基づいてエンジン回
転数を演算する演算手段４５と、吸入空気量、２次空気
量およびエンジン回転数に応じて燃料噴射量を演算する
演算手段４６ど、演算された指の燃料を噴Ｏ１ｌさせる
ように燃料噴射装置１６を駆動する駆動手段４７とがコ
ントロールユニット４０に含まれている。上記検出時１
１１］設定手段４４は、差圧センサ２４ｂの出力の読込
み時期（第２空気量検出装置２４の検出時期）を、排気
ポート６が開く直前、つまり次に述べるような排圧が安
定した時期に設定している。

第３図はエンジンの作動に伴う排圧の変動および過給機
１７の吐出圧の変動と、上記検出時期設定手段４４にＪ
：つて設定される第２空気量検出装置２４の検出時期θ
０との関係を示している。この図に示すように排圧はエ
ンジンの作動に伴って脈動し、この排圧は２次空気通路
２１にも作用する。この排圧の脈動を詳しく調べると、
排気ポート６が聞かれているときに排圧が高くなって、
排気ポート６が聞かれている期間Ａおよびその後のある
程度の期間は排圧が不安定に変動するが、排気ポート６
が聞かれている期間への直前には排圧が安定した期間が
ある。そこで、前記検出時期′設定手段４４においては
、このような排気ポート６が聞かれる直前の、排圧が安
定した期間内の特定時期を第２空気は検出装置２４の検
出時期θ０とし、この検出時期θ０をクランク角で設定
している。なお、容積型エアポンプを用いた過給１１７
の吐出圧もこの図に承りように脈８するが、この過給機
１７の作動をエンジンと同期させておけば、吐出圧の脈
動波は上記検出時期θ０において一定の位相となる。上
記コントロールユニット４０による燃料噴射装置１６の
制御２１１動作を第４図のフローチャートによって次に
説明する。

このプローナート−トにおいては、先ずステップＳ１で
第１空気量検出装置１４によって検出された吸入空気ｆ
ｉｌ　Ｑ　ａを読込み、ステップＳ２でクランク角セン
サ３８によって検出されたクランク角（θ）を読込む。

さらにステップＳ３で、クランク角θの検出信号に阜・
づいてエンジン回転数Ｎを演算する。次にステップＳ４
で、クランク角センサ３８により検出されたクランク角
θと前記のように第２２気母検出装置２４の検出時期θ
０として予め設定されたクランク角とを比較し、上記検
出時期θ０となったか否かを調べる。そしてこの検出時
期θ０となったとき、ステップＳ５で前記差圧センサ２
４ｂの出力を読込み、この出力に基づいてステップＳ８
で２水空気ＩＴｈＱｂを演算する。

このようにして検出した２次空気ｆｉｌＱｂの値は次の
検出時期θ０まで保持しておいて、検出時期θ０以外は
２次空気ｆｆ１Ｑｂの検出を行わない。

次にステップＳ７で［Ｔｅ＝に−（Ｑａ−Ｑｂ）／Ｎ］
と演算することによって、燃料噴射量Ｔｅを求め、つま
り、前記吸入空気ＩＴｉＱａから２次空気量Ｑｂを減算
した値をエンジン回転数Ｎで除算することによりエンジ
ン１回転当りの燃焼室３への吸気供給ｍを求めて、これ
に所定の係数Ｋを乗算することにより噴射ｆｌａＴｅを
求める。そしてステップＳ８で燃料噴射装置１６を駆動
する。

このフローチャートに従った制御により、第１空気量検
出装置１４による吸入空気量の検出値と第２空気缶゛検
出装置２４による２次空気街の検出値とに基づき、燃焼
室３への吸気供ＩＮが求められてそれに応じた燃料噴射
量の制御が行われるが、この場合、第２空気量検出装置
２４の検出時期θ０を排気ポート６が開く直前の時期に
設定したことにより、２次空気量の検出精度が高められ
る。

つまり、前述のように２次空気通路２１に作用する排圧
は脈動し、特に排気ポート６が開く直前の所定期間以外
は排圧が不安定に変動するので、第２空気量検出装置２
４による２次空気量の検出を連続的に行うようにした場
合や不安定な排圧変動を生じる時期に２次空気口を検出
するようにした場合には、排圧の脈動により検出値が変
動して検出誤差が生じる。これに対し、排気ポート６が
開く直前の排圧が安定した時期に２次空気量を検出する
と、排圧の脈動によって検出値が変動することがない。

従って２次空気量の検出精度が高められ、ひいては、燃
料噴射量の制りＩＩ蹟度が高められることとなる。

また、このように２次空気量の検出時期を特定しておく
ことにより、前述のように過給機１７がエンジンと同期
して作動するようになっている場合の吐出圧の脈動に対
しては、吐出圧が一定の位相にあるとき２次空気量が検
出されることとなるので、上記吐出圧の脈動による検出
誤着も防止されることとなる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、主吸気通路および過給通路に尋
人される全吸気屯を検出する第１空気量検出装置と、２
次空気通路に流出する空気の流量を検出する第２空気ｎ
１検出装置とを設け、第１空気量検出８Ａ同の出力から
第２空気吊検出装置の出力を減算した出力でもって燃料
噴射岱を制御する場合に、上記第２空気吊検出装置の検
出時期を、排気ポートが開く直前の、排圧が安定した時
期に設定しているため、排圧の脈動によって第２空気量
検出装置の検出１直に誤差が生じることが防止され、高
蹟度に燃料噴射Ｉｎの制御を行う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図は燃料
噴射装置を制御する手段を示すブロック図、第３図ば排
圧Ｊ５よぴ過給機の吐出圧の変動を示？ｉ説明図、第４
図は燃料噴射Ｗの制御のためのフローチャートである。 １２・・・主吸気通路、１３・・・過給通路、１４・・
・第１空気吊検出装置、１６・・・燃料噴射装置、２１
・・・２次空気通路、２４・・・第２空気量検出装置、
４０・・・コントロールユニツｌ〜、４４・・・検出時
期設定手段。

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、該過給
   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空気量検出装置を設け、第１空気量検出装
   置の出力から第２空気量検出装置の出力を減算した出力
   でもっ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、上記第２空気量検出装置の検出時期をエ
   ンジンの排気ポートが開く直前に設定する検出時期設定
   手段を備えたことを特徴とする過給機付エンジン。