JPS62276244A - エンジンの制御装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、１次吸気通路と、制御弁を備えた２次吸気通
路とを有するエンジンの制御装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、エンジンの吸気通路を低負荷用の１次吸気通
路と高負荷用の２次吸気通路とで構成し、この２次吸気
通路を８閉する制御弁を設置ノ、低負荷時には制御弁を
閉じて１次吸気通路のみによって吸気を供給して流速の
向上によるスワールの生成等を図って燃焼性を改善する
一方、高負荷時には制御弁を開作動して２次吸気通路か
ら心機気を供給して充填船を確保するようにしたエンジ
ンが公知である（例えば、特開昭５９−１３８７２３号
参照）。

上記制御弁は、常６１または常閉構造に形成し、低負荷
時に吸気負圧によって作動するダイヤフラム式または電
磁式のアクチュエータによる駆動装置によって開作動す
るものが一般的に採用されている。

（発明が解決しようとする問題点） 前記のような２次吸気通路に介装した制御弁の駆動装置
において、例えば、ダイヤフラム式アクチュエータに吸
気負圧を導入する負圧導入パイプの外れまたは電磁式ア
クチュエータの断線等によって、前記制御弁が運転状態
の変化に対して所定の特性で開閉作動をしなくなる故障
が発生する恐れがある。

そして、上記のように低負荷時で閉状態にあるべき制御
弁が開状態とされるでいる場合には、吸気流速が低下し
てスワールの生成が弱くなって燃焼速度が遅くなること
から、点火時期を進角しないと燃費性の大幅な低下、排
気温度の上昇による排気浄化用触媒および空燃比センサ
の劣化等が生起するとともに、燃焼性の低下に対応して
ＥＧＲガス流最の減少、空燃比のリッチ移行、アイドル
運転の安定性等の改善を図るようにしないと、所定の運
転状態を維持することができなくなるものである。また
、上記と逆に、高負荷時で開状態にあるべき制御弁が閉
状態とされている場合には、出力不足となるなどの不具
合が生起する。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、１ｉｌｌｌｌｌ弁開
閉手段の故障発生時におけるエンジンの運転性の改善を
図るようにしたエンジンの制ｍ＋装置を提供することを
目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明のエンジンの制御手段は、２次吸気通路に介装し
た制御弁を高負荷時に開作動する制御弁開閉手段の故障
状態を故障検出手段で検出し、制御弁開開手段の故障発
生時には、エンジンの燃焼状態を支配する各種制御手段
を調整する燃焼調整手段を備えたことを特徴とするもの
である。

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図であ
る。

エンジン１に吸気を供給する吸気通路２を、その下流側
部分で１次吸気通路２ａと２次吸気通路２ｂとに分岐構
成し、２次吸気通路２ｂに制御弁３を介装する。上記制
御弁３の開閉作動を制御弁開閉手段４によって行い、低
負荷時に２次吸気通気通路２ｂを閉じて１次吸気通路２
ａのみによって流速の大きい吸気をエンジン１に供給し
て強いスワールを生成する一方、高負荷時に制御弁３を
開作動して１次吸気通路２ａに加えて２次吸気通路２ｂ
からも吸気を供給して充１，７１１ｆｉを確保するもの
である。

そして、上記制御弁開閉手段４の故障状態を検出する故
障検出手段５を設ける。この故障検出手段５は、制御弁
３が閉作動すべき運転領域において開作動している場合
、もしくは逆に開作動すべき運転領域において閉作動し
ている場合を前記制御弁開閉手段４の故障時として検出
するものである。上記故障検出手段５からの故障検出信
号は燃焼調整手段６に出力され、燃焼調整手段６は制御
弁開閉手段４の故障発生時には、制御弁３の本来の作動
状態でない開状態もしくは閉状態に対応してエンジンの
燃焼状態を支配する点火時期、ＥＧＲガス流量、空燃比
等の各種制御量を制御する各種制御手段７に調整信号を
出力するものである。

（作用） 上記のような制御装置においては、２次吸気通路２ｂに
介装した制御弁３を制御弁開閉手段４によって低負荷時
に閉じ高負荷時に開作動するが、この制御弁開閉手段４
が故障して、制御弁３が低負荷時に開作動するか高負荷
時に閉作動するようになると、この故障状態を故障検出
手段５によって検出し、ｉｆ、ｌ１ｌｔｌ弁３の開閉状
態の変更によるスワールの強弱等の燃焼性の変化に対す
る点火時期、ＥＧＲガス流量、空燃比等の燃焼状態を支
配する各種制御手段７を燃焼調整手段６によって運転性
を改善する方向に調整するものである。これにより、前
記制御弁３の誤作動に伴う運転性の低下を抑制すること
ができるものである。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第２図は具体例の概略構成図である。

エンジン１の燃焼室１０には、吸気ボート１１と排気ボ
ート１２が開口され、両ボート１１，１２の開口部が吸
気弁１３および排気弁１４によってそれぞれ所定タイミ
ングで開閉作動される。上記吸気ボート１１に連通して
燃焼室１０に吸気を供給する吸気通路２には、上流側か
らエアクリーナ１５、吸気量を計測する吸気量センサ１
６、吸気量を制御するスロットルバルブ１７が介装され
、サージタンク１８より下流側が各気筒に対して独立し
て形成され、吸気ボート１１近傍の下流側部分は、隔壁
１９によって通路面積の比較的小さい１次吸気通路２ａ
と通路面積の比較的大きい２次吸気通路２ｂとに区画形
成されている。

なお、この２次吸気通路２ｂは下流部分がさらに分岐さ
れ、それぞれ燃焼室１０に開口するように形成される場
合もある。

また、上記各気筒に対する２次吸気通路２ｂには、吸気
ボート１１に向けて燃料を噴射する燃料噴射ノズル２１
が配設され、また、燃焼室１０に臨んで点火プラグ２２
が装着されている。さらに、前記スロットルバルブ１７
をバイパスするバイパスエア通路２３が設けられ、この
バイパスエア通路２３にはバイパスエア量を調整するＳ
ＩＧバルブ２４が介装されている。一方、排気通路２５
を流下する排気ガスの一部を吸気通路２（サージタンク
１８）に還流するＥＧＲ通路２６が設けられ、このＥＧ
Ｒ通路２６にＥＧＲガス流量を調整するＥＧＲバルブ２
７が介装されている。

前記２次吸気通路２ｂには制御弁３が介装され、該制御
弁３はその回転軸３ａがアーム２８、連結ロッド２９を
介してダイヤフラム装置によるアクチュエータ３１に連
係され、該アクチュエータ３１の作動により２次吸気通
路２ｂを開閉ザるＪ、うに構成されている。このアクチ
ュエータ３１は、ダイヤフラム３１ａによって区画され
た大気室３１ｂと負圧室３１ｃとを有し、負圧室３１ｃ
内には制御弁３を開く方向に付勢するスプリング３１ｄ
が縮装されている。

上記アクチュエータ３１の負圧室３１ｃには負圧導入通
路３２が接続され、この負圧導入通路３２によってスロ
ットルバルブ１７下流の吸気通路２に発生する吸気負圧
が、制御弁３の閉作動源として負圧室３１Ｃに導入され
る。上記負圧導入通路３２の途中には三方ソレノイドバ
ルブ３３が介装され、負圧室３１Ｃへの負圧導入もしく
は負圧室３１ｃの大気開放を行う。この三方ソレノイド
バルブ３３は後述のコントロールユニット３４からの制
御信号によって作動される。

そして、低負荷時には上記負圧室３１ｃに吸気負圧を導
入してアクチュエータ３１はスプリング３１ｄの付勢力
に抗して制御弁３を閉操作し、１次吸気通路２ａのみか
ら吸入空気を供給する一方、高負荷時には大気開放して
アクチュエータ３１はスプリング３１ｄの付勢力によっ
て制御弁３を開操作し、２次吸気通路２ｂからも吸入空
気を供給するように構成されている。

コントロールユニット３４は、前記制御弁３の開閉制御
に加えて、点火制御、空燃比制御、アイドル制御、ＥＧ
Ｒ制御等の各種制御を行う。すなわち、コントロールユ
ニット３４から、前記アクチュエータ３１に対する負圧
導入通路３２に介装した三方ソレノイドバルブ３３への
駆動信号の出力による制御弁３の開閉制御（スワール制
御）、点火プラグ２２への点火信号の出力による点火時
期の制御、燃料噴射ノズル２１への燃料噴射パルスの出
力による燃料噴射ω制御（空燃比制御）、バイパスエア
通路２３に介装したＳＩＧバルブ２４へのデユーティ信
号の出力によるバイパスエア量の調整によるアイドル制
御、さらに、ＥＧＲ通路２６に介装したＥＧＲバルブ２
７への駆動信号の出力によるＥＧＲガス量の調整による
ＥＧＲ制御をそれぞれ行う。

そして、上記コントロールユニット３４にはエンジンの
運転状態を検出するために、前記吸気量センサ１６から
の吸入空気ｍ信号、吸気温センサ３５からの吸入空気温
度信号、スロットルバルブ１７の開度を検出するスロッ
トルセンサ３６からのスロットル開度信号、ディストリ
ビュータ３７（イグナイタ）に設置したクランク角セン
サ４０からのクランク角信号（エンジン回転信号）がそ
れぞれ入力されるとともに、アクチュエータ３１の故障
を含む制御弁３の開閉状態の異常を検出するために、三
方ソレノイドバルブ３３の作動オン時（負圧導入時）に
閉成（オン）する第１検出スインチ３８からの信号と、
制御弁３の開閉機構に連係配設され、例えば制御弁３の
開角度を規制するカムプレート（図示せず）の回動に係
合して制御弁３が開状態で開成（オン）する第２検出ス
イツチ３９からの信号をも受ける。

前記コントロールユニット３４は、各種センサからのエ
ンジンの運転状態に応じてそれぞれ点火時期、空燃比、
ＥＧＲｌＳＩＧ等を制御するとともに、アクチュエータ
３１等の故障による制御弁３の異常開閉時の燃焼状態を
調整する補正制御を行う。

上記コントロールユニット３４による故障制御は、吸気
ｍ丁ｐとエンジン回転数Ｎｅとから運転状態が制御弁３
を閉じる領域か開く領域かを判定し、低負荷低回転の閉
領域にある場合には、三方ソレノイドバルブ３３に駆動
信号を出力して負圧導入通路３２によってアクチュエー
タ３１の負圧苗３１ｃに吸気負圧を導入する。この三方
ソレノイドバルブ３３の作動に伴って第１検出スイツチ
３８がオン検出する。そして、アクチュエータ３１に吸
気負圧が導入されて制御弁３を閉作動すると、第２検出
スイツチ３９はオフ作動することにより正常作動状態を
判定する。一方、例えば、負圧導入通路３２が外れて負
圧導入がされていない場合には、制御弁３の閉領域で第
１検出スイツチ３８がオン検出しているのにかかわらず
、第２検出スイツチ３９がオン状態にある時に制御弁３
が閉作動されていないとして故障検出を行うものである
。

そして、コントロールユニット３４は、この低負荷時に
制御弁３が開放している故障検出に基づき、点火時期の
遅角、ＥＧＲガス流ｍの低減、バイパスエアｍの増加等
の燃焼制御を行うものである。すなわち、低負荷時に閏
じるべき制御弁３が開放していると、流速の低下に伴っ
てスワールの生成が弱く１、燃焼速度が遅くなって燃焼
性が低下するのに対応し、燃費性の悪化、ＥＧＲガス許
容流山の低下および空燃比のリーン限界のリッチ移行に
よる走行性の低下、アイドル安定性の悪化、排気ガス温
度の上昇による触媒および空燃比センサの劣化、同一ス
ロットル開度でトルク低下により走行性悪化等の現象が
生起する。従って、これらに対処して、コントロールユ
ニット３４は、点火時期を進角して燃費性の改善および
排気ガス温度の低下を図り、ＥＧＲガス流恒の低減、空
燃比のリッチ化およびバイパスエア量の増加によって走
行性の改善およびアイドル運転の安定化を図り、ざらに
、自動変速機のシフトモードをパワーモードに固定して
エンジン回転数を高めて出力の高い領域の使用による走
行性の改善を行うものである。

上記コントロールユニット３４の制御弁故障判定の作動
を、第３図のフローチャートに基づいて説明する。スタ
ート後、ステップＳ１で吸気ｍセンサ１６から吸気分信
号Ｔｐと、クランク角センサ４０からエンジン回転数Ｎ
＋３を読み込む。上記吸気ｍＴｐとエンジン回転数Ｎｅ
とから制御弁３の開領域の場合には、ステップＳ２でア
クチュエータ３１に負圧を導入する三方ソレノイドバル
ブ３３の作動に伴う第１検出スイツチ３８のオン作動を
確認する。

そして、ステップＳ３で第２検出スイツチ３つがオン状
態にあるか否かを判定し、第２検出スイツチ３９がオフ
状態にあるＮｏ時には、制御弁３は正常作動している開
状態であるからステップＳ４で通常制御を行う。一方、
第２検出スイツチ３９がオン状態にあってステップＳ３
の判定がＹＥＳの時には、制御弁３は開状態にあること
から、ステップＳ５で制御弁開閉Ｊｌｌの故障と判定し
、ステップＳ６に進んで点火時期のマツプ値補正等の各
種故障時補正を行って燃焼状態の調整を行うものである
。

なお、上記実施例においては、故障検出を制御弁３の開
閉状態を検出する検出スイッチ３８，３９の作動に基づ
いて行っているが、例えば、アイドル運転状態において
は制御弁３は閉状態となるものであるが、そのときに制
御弁３が開状態となっているとエンジンの吸入空気量が
増大することから、アイドル時の吸気】センサ１６の出
力値がら故障を検出判定するようにしてもよい。また、
同様にアイドル時に制御弁同状態となると、スヮ−ルが
弱くなって燃焼性が低下することから、ベースのエンジ
ン回転数が低下するのに伴ってＳＩＧバルブ２４による
バイパスエア囲の調整もしくは点火時期の調整が行なわ
れるので、その制ｍｕｍから故障検出を行うようにして
もよい。ざらに、吸気負圧とエンジン回転数に対応して
前記制御弁３の開開領域を求め、このｇ＠開開領域実際
の制御弁３の開閉状態の検出とを比較して故障判定を行
うようにしてもよい。

一方、制御弁３の開閉機構は前記のようなダイヤフラム
装置によるアクチュエータ３１のほか、電磁式のアクチ
ュエータ等によるもの等が適宜採用可能であり、故障検
出手段もこれらの制御弁開閉機構の変更に対応して適宜
設計変更されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図、 第２図は具体例の全体構成図、 第３図はコントロールユニットによる故障判定の作動を
説明するためのフローチャート図である。 １・・・・・・エンジン　　　　　２・・・・・・吸気
通路２ａ・・・・・・１次吸気通路　　２ｂ・・・・・
・２次吸気通路３・・・・・・制御弁　　　　　　４・
・・・・・制御弁開閉手段５・・・・・・故障検出手段
　　　６・・・・・・燃焼調整手段７・・・・・・各種
制御手段　　　１１・・・・・・吸気ボート２１・・・
・・・燃料噴射ノズル　２２・・・・・・点火プラグ２
４・・・・・・ＳＩＧバルブ　　２７・・・・・・ＥＧ
Ｒバルブ３１・・・・・・アクチュエータ　３２・・・
・・・負圧導入通路３４・・・・・・コントロールユニ
ット３８．３９・・・・・・検出スイッチ 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸気通路を１次吸気通路と制御弁を介設した２次
   吸気通路とにより構成し、該制御弁を高負荷時に開作動
   させる制御弁開閉手段を備えたエンジンの制御装置にお
   いて、前記制御弁開閉手段の故障状態を検出する故障検
   出手段と、該故障検出手段の信号を受け、制御弁開閉手
   段の故障発生時、エンジンの燃焼状態を支配する各種制
   御手段を調整する燃焼調整手段とを備えたことを特徴と
   するエンジンの制御装置。