JPS6340930B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、少なくともエンジン本体近傍の吸気
通路が１次側吸気通路と２次側吸気通路とによつ
て形成され、低負荷時には上記１次側吸気通路か
らのみエンジンに吸入空気を供給するとともに高
負荷時には上記両吸気通路からエンジンに吸入空
気を供給するようにした、エンジンの燃料供給制
御装置に関するものである。

（従来技術） 従来、特開昭54−84128号公報にみられるよう
に、少なくともエンジン本体近傍の吸気通路を有
効開口面積の小さな１次側吸気通路と、有効開口
面積の大きな２次側吸気通路とによつて形成し、
低負荷時には１次側吸気通路からのみ吸入空気を
供給するようにして、燃料の霧化促進、シリンダ
内での空気と燃料との十分な混合を図る一方、高
負荷時には２次側吸気通路からもエンジンへ吸入
空気を供給して所定の全開出力を確保するように
したものがある。

ところで、このように、１次側吸気通路と２次
側吸気通路とを有するエンジンにあつては、２次
側吸気通路に吸入空気のみを流すのではなく、燃
料をも流すほうが該燃料の霧化及び吸入空気との
混合を促進する上で有利である。

しかしながら、２次側吸気通路に燃料を流れる
ようにした場合にあつては、１次側吸気通路から
のみ吸入空気を供給する運転態様（以下低負荷運
転態様と称す）から、１次、２次の両方の吸気通
路を利用して吸入空気供給を行なう運転態様（以
下高負荷運転態様と称す）へ移行する際に、空燃
比が一時的に希薄化し、ドライバビリテイの点で
若干の問題が生じるということが判明した。

上述のような問題点が生じる原因を追求したと
ころ、これは主として、２次側吸気通路の内壁面
の濡れが問題になるということが明らかになつ
た。すなわち、２次側吸気通路は、低負荷運転態
様のときには燃料が流されていないのでその内壁
面が乾いた状態になつており、高負荷運転態様移
行時に２次側吸気通路流れ始めた燃料は、その全
てが吸入空気の流れに乗つてエンジンへ応答よく
供給されるのではなく、その一部は２次側吸気通
路の内壁面に付着し、この付着が進行してもはや
付着しきれなくなるほど該内壁面が濡れると始め
てその全てがエンジンへ向けて流れるようにな
る、という経過をたどるため、この付着した分だ
け燃料が不足して空燃比が一時的に希薄化してし
まう、ということが明らかになつた。

（発明の目的） 本発明は、前述した問題点を解消するもので、
低負荷運転態様から高負荷運転態様へ移行する際
に、２次側吸気通路内壁面への燃料付着によつて
生じる一時的な空燃比の希薄化を防いで、ドライ
バビリテイが悪化することのないようにした、エ
ンジンの燃料供給制御装置を提供することを目的
とする。

（発明の構成） 前述の目的を達成するため、本発明にあつて
は、第１図に示すように、前記両吸気通路に供給
する燃料を調整する燃料調整装置と、前記２次側
吸気通路に燃料が供給された時期を検知する燃料
供給時期検知手段と、前記２次側吸気通路の内壁
面への燃料付着を検知する燃料付着検知手段と、
前記２次側吸気通路に燃料が供給されるとき、燃
料を増量するとともにその増量率を該２次側吸気
通路の内壁面への燃料付着が少ない程大きくする
ように前記燃料調整装置を制御する燃料補正手段
と、を設けてある。

これにより、低負荷運転態様から高負荷運転態
様へ移行したとき、２次側吸気通路の内壁面が乾
いていても、該内壁面の濡れの程度すなわち該内
壁面への付着を見込んで燃料を増量するので、所
定の空燃比の混合気がエンジンへ供給されること
になる。

なお、燃料調整装置の一構成要素例としての燃
料噴射弁は、燃料噴射量制御手段の制御下にあつ
て、これと共に燃料調整装置が構成されるが、通
常は、エアフローセンサ及びエンジン回転数セン
サからの入力に応じて、両燃料噴射弁からの基本
噴射量が決定される一方、燃料補正手段から出力
されたときは、基本噴射量２次側吸気通路内壁面
の濡れの程度に応じた増量燃料分を加味した出力
が、燃料噴射量制御手段から燃料噴射弁へ出力さ
れることになる。

（実施例） 第２図において、１はエンジン本体で、吸入空
気は、図示を略すエアクリーナより、エアフロー
センサ２が配設されたエアフローチヤンバ３、主
スロツトル弁４が配設されたスロツトルチヤンバ
５、吸気マニホルド６、吸気ポート７を経て、エ
ンジンの各シリンダ内（燃焼室）へ供給され、上
記エアクリーナから吸気ポート７までの経路が吸
気通路８を構成している。

吸気ポート７内には隔壁９が形成される一方、
吸気マニホルド６内には該隔壁９に連なる隔壁１
０が形成され、両隔壁９と１０とにより、吸気通
路８内は、少なくともエンジン本体１近傍部分
で、１次側吸気通路１１と２次側吸気通路１２と
に分割されている。

前記１次側吸気通路１１には、これに燃料を供
給するための１次側燃料噴射弁１３が配設され、
また２次側吸気通路にはこれに燃料を供給するた
めの２次側燃料噴射弁１４が配設されている。そ
して、２次側吸気通路１２の上流端には、負荷に
応じて作動する副スロツトル弁１５が配設され、
該副スロツトル弁１５は、低負荷時には閉となつ
て吸入空気を１次側吸気通路１１へのみ流し、高
負荷時には開いて２次側吸気通路１２へも吸入空
気を流すようにしている。このように、副スロツ
トル弁１５を負荷に応じて作動させるには、例え
ば、スロツトル弁４と機械的に連動させたり、あ
るいは吸気負圧に応じて作動させるようにすれば
よい。

なお、１次側燃料噴射弁１３は、燃料の霧化促
進あるいは吸入空気との十分な混合を図る等のた
め、極力１次側吸気通路１１の上流側へ設けてお
き、また２次側吸気通路１４は、燃料が素早くシ
リンダ内へ供給されるよう、極力エンジン本体１
近傍に設けておくのが好ましい。

第２図中１６は、制御ユニツトすなわちマイク
ロコンピユータであり、前述した２次側燃料供給
時期検知手段、燃料付着検知手段、燃料補正手段
及び燃料噴射弁制御手段の機能を有している。こ
の制御ユニツト１６には、エアフローセンサ２及
びエンジン回転数センサ１７から入力される他、
エンジン負荷を検出するための吸気負圧センサ１
８から入力される。そして、制御ユニツト１６か
らは、１次、２次の両燃料噴射弁１３，１４に対
して出力される。

ここで、本実施例では、２次側吸気通路１２内
壁面の濡れの程度の検出を、１次側燃料噴射弁１
３のみが作動しているときの時間に置き換えて検
出するようにしてあり、このためのタイマ機能が
制御ユニツト１６に含まれている。この点につい
て詳述すると、１次側燃料噴射弁１３のみが作動
しているときは、２次側吸気通路１２には燃料が
流れていないときであり、このようなときは、２
次側吸気通路１２の内壁面に付着している燃料が
徐々に減少（乾燥）していく状態であり、逆に、
２次側燃料噴射弁１４が作動しているときは、２
次側吸気通路１２の内壁面がに付着する燃料が
徐々に増える（濡れていく）状態である。したが
つて、２次側吸気通路１２の内壁面の濡れの程度
を、あらかじめ実験的に１次側燃料噴射弁１３の
みが作動している時間と２次側吸気通路１２内壁
面の濡れ具合の関係として調べておけば、濡れ程
度を１次側燃料噴射弁１３のみの作動時間で置き
換えることが可能となる。また、制御ユニツト１
６は、増量分の燃料供給を減衰させるためのタイ
マ機能をも含んでいる。

ここで、上記フローチヤートにおいては、１次
側燃料噴射弁がのみが作動している時間をカウン
トするタイマ（Tret）と、これの関数である増
量燃料の初期値C₀（＝ｆ（Tret））と、増量した燃
料を減衰させるための減衰用タイマ（Tc）と、
これの関数である増量補正項Ccng（＝ｆ（Tc））
との４つの因子が大きな役割を果している。な
お、前記フローチヤートにおけるP₁〜P₁₇は各ス
テツプを示す。

以上のことを前提にして、制御ユニツト１６に
よる制御を、第３図に示すフローチヤートに基づ
いて説明していくこととする。

ステツプP₁ 従来からよく行なわれているのと同じように、
吸入空気量とエンジン回転数より、基本の燃料噴
射量パルス幅PWS₀を演算する。

ステツプP₂ 次いで、エンジン回転数及び負荷に応じて、１
次側燃料噴射弁１３と２次側燃料噴射弁１４とに
対してどのように燃料を分配するかの燃料分配係
数Ｄを決定する。この分配係数Ｄの決定は、あら
かじめ作成、記憶された例えば第４図に示すよう
な所定のマツプより読み出すことにより行なう。
なお、分配係数Ｄは、０から１の間の大きさをと
り、第４図α線より下側（座標原点側）は全て０
とされる。

ステツプP₃ 分配係数Ｄが０であるか否（０以外）かを判定
する。そして、分配係数Ｄが０であるときはステ
ツプP₄（低負荷運転態様下の制御）へと移行し、
分配係数Ｄが０以外のときはステツプP₁₀（高負荷
運転態様下の制御）へと移行する。

そして、このステツプP₃以下では、次の，
，，の４通りの流れがある。すなわち、 低負荷運転態様のとき（分配係数Ｄが０、す
なわち１次側燃料噴射弁１３からのみ燃料を供
給するとき）で、かつ高負荷運転態様から低負
荷運転態様へ切替つた瞬間のときであり、 P₄→P₅→P₆→P₇ の場合。

低負荷運転態様のときで、かつ高負荷運転態
様から低負荷運転態様へ切替つた瞬間ではない
ときで、 P₄→P₈→P₉→P₆→P₇ の場合。

高負荷運転態様のとき（分配係数Ｄが０以外
のとき、すなわち１次、２次の両燃料噴射弁１
３，１４から燃料を供給するとき）で、かつ低
負荷運転態様から高負荷運転態様へ切替つた瞬
間のときであり、 P₁₀→P₁₁→P₁₂→P₁₃→P₁₄→P₇ の場合。

高負荷運転態様のときで、かつ低負荷運転態
様から高負荷運転態様へ切替つた瞬間ではない
ときであり、 P₁₀→P₁₅→（P₁₆）→P₁₇→P₁₄→P₇ の場合。

以下、上記４つの場合，，，について
分説していく。

ステツプP₄ （低負荷運転態様下での制御開始） ステツプP₃で分配係数Ｄ＝０と判定さたとき
で、このステツプP₄では、低負荷運転態様から
高負荷運転態様へ切替つた瞬間であるか否かを判
定する。

の場合 ステツプP₅ １次側燃料噴射弁１３が作動している時間をカ
ウントするタイマTretをリセツトする。この場
合は、２次側吸気通路１２内への燃料の供給が停
止された直後、すなわち該２次側吸気通路１２の
内壁面の乾きが始まるときであり、この乾き始め
の時期の開始点として該タイマTretをリセツト
するのである。そして、このタイマTretは、低
負荷運転態様が持続すれば後述するステツプP₉
でカウントを開始していくことになる。

ステツプP₆ ここでは、１次側燃料噴射弁１３に対して、ス
テツプP₁で設定されたパルス幅PWS₀に無効燃料
噴射時間Tbatを加味したパルス幅を設定する。
なお、２次側燃料噴射弁１４は作動させないの
で、そのパルス幅は０である。

ステツプP₇ ステツプP₆で設定されたパルス幅で１次側燃
料噴射弁１３を駆動するが、ステツプP₆から移
行されているので、２次側燃料噴射弁１４は駆動
されない。

勿論、このステツプP₇の後はステツプP₁へ戻
り、いわゆるループが回される。

の場合 ステツプP₈ ここでは、燃量増量を減衰させるためのタイマ
Tcをリセツトする。

ステツプP₉ タイマTretが、低負荷運転態様になつたとき
からの時間をカウントし始める。この後は、前述
したのと同様ステツプP₆，P₇を経て、ステツプ
P₁へループが回される。

ステツプP₁₀ （高負荷運転態様下での制御開始） ステツプP₃で、分配係数Ｄが０以外のときと
判定されたときである。ここでは、分配係数Ｄが
０以外へ切替つた瞬間であるか否かを判定する。
そして、切替つた瞬間あるときはステツプP₁₁へ
移行し、そうでないときは、ステツプP₁₅へ移行
する。

の場合 ステツプP₁₁ 低負荷運転態様から高負荷運転態様へ切換つた
瞬間であり、ここでは、燃料増量を減衰させるた
めのタイマTcに一定の初期値Ａを与える（燃料
を何秒間増量するかを決定する）。

ステツプP₁₂ 燃料増量のための初期値C₀（燃料増量率をどの
くらいにするか）を設定する。この初期値C₀は、
前述のように、１次側燃料噴射弁１３のみが作動
している時間（Tretのカウント数、すなわち濡
れの程度）の関数となる。そして、この初期値
C₀は、あらかじめ作成、記憶された例えば第５
図のようなグラフから与えられる。この第５図か
ら理解されるように、１次側燃料噴射弁１３のみ
が駆動している時間が短い（Tretのカウント数
が小さい）ときは、初期値C₀を小さく（増量率
を小さく）し、上記時間が長いときは、初期値
C₀を大きく（増量率を大きく）する。そして、
ある程度以上の乾燥状態のなつた後は、常に同じ
初期値C₀が与えられる。

ステツプP₁₃ 切替時の増量燃料補正項Ccng（では減衰され
ずに初期値C₀そのもの）をセツトする。

この後はステツプP₁₄，P₇を経てステツプP₁へ
ループが回されるが、ここでは、１次、２次の両
燃料噴射弁１３，１４から燃料を供給するため、
ステツプP₁₄では該両燃料噴射弁１３，１４の対
する燃料噴射パルスPWS₁，PWS₂を演算し、ス
テツプP₇では両燃料噴射弁１３，１４を駆動す
ることになる。

の場合 ステツプP₁₅ ここでは、燃料増量を減衰するための減衰補正
タイマTcが０であるか否かを判定する。

ステツプP₁₆ ステツプP₁₅でタイマTcが０でないときで、こ
の場合はタイマTcのカウントをダウンしていく。

ステツプP₁₇ ここでは、燃料増量減衰のための減衰補正項
Ccngを設定するが、このCcngは、では減衰用
のタイマTcの関数となる。そして、この減衰補
正項Ccngは、あらかじめ作成、記憶された例え
ば第６図に示すグラフを読みとることにより与え
られる。このグラフから明らかなように、ｆ
（Tc）は、１以下であり、かつタイマTcは前述
の如くステツプP₁₆でカウントダウンされている
ので、増量燃料は減衰されていき、このTcがカ
ウントダウンされ切つて０となれば、増量燃料の
供給は停止される（減衰が終束する）。勿論、ス
テツプP₁₅でTcのカウントが０であれば、ステツ
プP₁₆のカウントダウン処理を経ることなくステ
ツプP₁₇へと移行する。

この後は、ステツプP₁₄，P₇を経てステツプP₁
へループを回す。

以上が第３図に示すフローチヤートの大略の流
れであるが、タイマTret，Tcに関して、若干の
補足説明をする。

先ず、ステツプP₅でTretをリセツトする時点
は、１次側燃料噴射弁のみが作動し始める開始点
であり、該１次側燃料噴射弁のみが作動している
時間をステツプP₉でカウントし始めるための予
備的行為である。そして、ステツプP₉でのタイ
マTretによるカウント数は、高負荷運転態様の
初期時であるステツプP₁₂で、どの程度燃料を増
料するか（燃料増量率）を演算するための基礎と
なる。

また、燃料増量の減衰用タイマTcは、高負荷
運転態様の初期時であるステツプP₁₁でセツトし
て、燃料増量が行なわれた場合にその減衰が必ず
行なわれるようにしている。

そして、Tretのカウント及びTcのリセツトを
（ステツプP₉，P₈）で行なつて、燃料増量率
を変えることにより低負荷運転態様と高負荷運転
態様がひんぱんに繰り返されるような場合に、無
駄な燃料増量が行なわれないようにして省燃費を
図つている。すなわち、このような場合は、２次
側吸気通路に燃料が流れないときがあつても、こ
れは極めて単時間の間のみですぐに２次側燃料噴
射弁から燃料が供給されるような状態が繰り返さ
れるため、該２次側吸気通路の内壁面が乾くこと
がなく、燃料増量は不要となる。

以上実施例について説明したが、本発明はこれ
に限らず、例えば次のような場合をも含むもので
ある。

制御ユニツトをデジタルコンピユータにより
構成してもよい。

燃料調整装置として気化器を用いてもよい。
この場合、燃料を増量するには、例えばメイン
ジエツトあるいはメインエアジエツトの径を操
作すればよい。

吸気通路は、少なくともエンジン本体近傍で
１次側吸気通路と２次側吸気通路とに分かれて
いればよく、例えば、１次、２次の吸気通路が
主スロツトル弁の部分で分岐、すなわち２次側
吸気通路の上流端内に主スロツトル弁を配置す
る一方、１次側吸気通路の上流端内に副スロツ
トル弁を配置したり、あるいは該１次、２次の
吸気通路を全く別個独立して構成するようにし
てもよい（この場合は、吸気ポート及びこれを
開閉する吸気弁が１次側用と２次側用として独
立して存在する）。

燃料調整装置は、１次側吸気通路と２次側吸
気通路とに個々別々に設けることなく、該両吸
気通路の集合部上流に設けて該両吸気通路兼用
として用いるようにしてもよい。

多気筒エンジンの場合、燃料調整装置を吸気
マニホルドの各分岐部に配設して各気筒専用の
ものとしてもよく、あるいは吸気マニホルドの
集合部に配設して各気筒兼用のものとしてもよ
い。

２次側吸気通路内壁面の濡れ具合を検知する
には、例えば該２次側燃料噴射弁に対する駆動
パルスを積分する（勿論、２次側燃料噴射弁が
駆動されていない時間を積分する）ことによ
り、または副スロツトル弁が閉となつている時
間を積分することにより行なつてもよく、ある
いはこの濡れ具合を例えば湿度センサを利用し
て直接検知するようにしてもよい。

高負荷運転態様への移行時における増量燃料
の供給を、２次側吸気通路に対して行なうよう
にしてもよい。もつとも、実施例のように、１
次側吸気通路と２次側吸気通路に対して個々
別々に燃料調整装置を設けて、１次側吸気通路
へ増量燃料を供給するようにすれば、上記移行
時にあつては、１次側吸気通路には２次側吸気
通路に比して吸入空気の量も十分であり、かつ
流速も速いので、燃料霧化促進及び吸入空気と
燃料との十分な混合を得る上で好ましいものと
なる。これに加えて、１次側吸気通路の内壁面
は、常に燃料が流れて濡れている状態なので、
上記増量された燃料は１次側吸気通路の内壁面
に殆ど付着することなく応答よくエンジンへ供
給されるので、所定の空燃比得る上で好ましい
ものとなる。すなわち、高負荷運転態様移行時
に、２次側吸気通路へ流れ始めた吸入空気は、
その比重が燃料に比して軽いので、応答よくエ
ンジンへ供給されるので、上述した増量燃料を
応答よくエンジンへ供給できるということは、
所定の空燃比を得る上で極めて効果的である。

特に副スロツトル弁の開きが小さいときは、
２次側吸気通路を流れる吸入空気の流速は遅い
ので、吸気通路内での燃料の霧化を促進する意
味で、増量燃料は１次側吸気通路へ供給するよ
うにするのが好ましい。

（発明の効果） 本発明は、以上述べたことから明らかなよう
に、低負荷運転態様から高負荷運転態様へ移行す
るときの一時的な空燃比の希薄化を防止すること
ができ、したがつて上記移行がスムーズに行なわ
れて良好なドライバビリテイが得られるものであ
る。

とりわけ、本発明にあつては２次側吸気通路内
壁面の濡れの程度（燃料の付着する程度）に応じ
て燃料を増量させるので、必要最小限の燃料増量
ですみ、省燃費の上からまた所定の空燃比を正確
に得る上で好ましいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２図は、本発
明の一実施例を示す全体構成図、第３図は、第２
図に示す制御ユニツトの制御を示すフローチヤー
ト、第４図は、１次側燃料噴射弁と２次側燃料噴
射弁に対する燃料分配係数を求めるためのマツプ
の一例を示す図、第５図は、１次側燃料噴射弁の
みが作動している時間と燃料増量率との関係の一
例を示す図、第６図は、減衰用タイマのカウント
数と減衰率との関係の一例を示す図、である。 １……エンジン本体、８……吸気通路、１１…
…１次側吸気通路、１２……２次側吸気通路、１
３……１次側燃料噴射弁、１４……２次側燃料噴
射弁、１６……制御ユニツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくともエンジン本体近傍の吸気通路が１
   次側吸気通路と２次側吸気通路とによつて形成さ
   れ、低負荷時には上記１次側吸気通路からのみエ
   ンジンに吸入空気を供給するとともに、高負荷時
   には上記両吸気通路からエンジンに吸入空気を供
   給するようにしたエンジンの燃料供給制御装置で
   あつて、 前記両吸気通路に供給する燃料を調整する燃料
   調整装置と、 前記２次側吸気通路に燃料が供給された時期を
   検知する燃料供給時期検知手段と、 前記２次側吸気通路の内壁面への燃料付着を検
   知する燃料付着検知手段と、 前記２次側吸気通路に燃料が供給されるとき、
   燃料を増量するとともにその増量率を該２次側吸
   気通路の内壁面への燃料付着が少ない程大きくす
   るように前記燃料調整装置を制御する燃料補正手
   段と、からなることを特徴とするエンジンの燃料
   供給制御装置。