JPS63212737A - 内燃機関の吸気管圧力検出装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関の吸気管に取り付けられ吸気管内の圧
力を検出する内燃機関の吸気管圧力検出装置に関する。

［従来の技術］ 自動車等に搭載された内燃機関における燃料噴射量制御
には、吸入空気量に基づ＜Ｌ−Ｊ式と吸気管圧力に基づ
＜Ｄ−Ｊ式とが知られている。後者にあっては、内燃機
関の負荷を正確に検出する吸気管圧力検出装置が必要と
なる。

従来、こうした内燃機関の吸気管圧力検出装置では、吸
気管のスロットルバルブ下流に負圧導入管を介して圧力
センサを設けるが、この圧力センサの背圧室を大気に開
放して吸気管圧力を相対圧として検出するものど、背圧
室の圧力を一定に保って絶対圧として検出するものどが
ある。

近年、絶対圧を検出する圧力センサを用いて大気圧を検
出し、高度補償に供する吸気管圧力検出装置が種々提案
されており、例えば特開昭５８−６５９５０号公報にみ
られるように、所定の条件下で大気圧を検出するよう構
成された装置や、特開昭５９−１８８０６０号公報にみ
られるように、負圧導入管へスロットルバルブ上流の空
気を導く空気通路に負圧切換弁を設けて大気圧の検出を
行なう装置等が知られている。後者の吸気管圧力検出装
置では、機関の駆動時、負圧切換弁を閉じた状態で検出
した圧力を機関の吸気管圧力とし、始動のどきに若しく
は負圧切換弁を開いたときに検出される圧力を大気圧力
としているので１つの圧力センサで吸気管圧力と大気圧
力との両方の圧力の値を検出できる。また、負圧切換弁
を開いたときにスロットル弁の上流側と下流側との圧力
差に囚ってスロットル弁の上流側の空気が空気通路、負
圧導入管を経て下流側に導かれるので、負圧導入管の内
壁面や圧力センサの表面に付着していて検出誤差等の原
因となる燃料の溜りや固形不純物等が空気と一緒に吹き
飛ばされて負圧導入管内は良好に清掃される。

［発明が解決しようとする問題点コ ところが、大気圧を検出すべく負圧切換弁を開いて吸気
管内スロットル弁の上流側と下流側とを空気通路及び負
圧導入管によってバイパスすると、第４図一点鎖線に示
すように吸気管内下流側の負圧の影響により空気通路及
び負圧導入管内では圧力の勾配が生じ、この結果正確な
大気圧を検出することが出来ないという問題があった。

これに対し、空気通路に設けられた負圧切換弁に加えて
負圧導入管にも負圧切換弁を設け、大気圧を検出する際
に負圧導入管の負圧切換弁を閉じてから空気通路の負圧
切換弁を開くようにすると、負圧導入管に導入される空
気通路からの空気の圧力は降下することなく維持される
ので、良好に大気圧を検出することができるのであるが
、負圧切換弁が１つ多く必要となるので、部品点数が増
えて装置が複雑化する上、コストが高くなってしまうと
いうことが考えられた。また、吸気管圧力の検出動作、
大気圧力の検出動作を個々に実行せねばならないので処
理に長時間を要し、更に負圧導入管内を清掃するために
両角圧切換弁を開く動作を加えた場合には処理が複雑に
なってしまうといった問題も生じる。

そこで本発明は空気通路に１つの負圧切換弁を設けただ
けの簡単な構成であっても正確に大気圧を検出できる内
燃機関の吸気管圧力検出装置を提供することを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために以下の構成をとる。

即ち、 内燃機関の吸気管内に設けられたスロットル弁の下流側
に負圧導入管を介して取り付けられた圧力センサと、該
負圧導入管と上記吸気管のスロットル弁の上流側とを連
通ずる空気通路を開閉する開閉弁とを備えた内燃機関の
吸気管圧力検出装置において、 上記負圧導入管には流量絞り部を設けたことを特徴とす
る内燃機関の吸気管圧力検出装置がそれである。

圧力センサとして、絶対圧力を検出する絶対圧力センサ
に限るものでなく大気圧等との差圧を検出する相対圧力
センサでも良く、ピエゾ抵抗効果を利用した半導体圧力
センサ等が挙げられる。大気圧との差圧を検出する相対
圧力センサを圧力センサとして用いた場合、大気圧を検
出することで圧力センサの調整を図ることができる。

流量絞り部としては、負圧切換弁が開かれたとき空気通
路、負圧導入管を流れる空気が圧力損失を生ずる形状の
ものであれば良く、負圧導入管内の径が流れの方向に沿
って急勾配に小さくなってから緩かな勾配で元の管内径
の大きざになるような所謂流線形のベンチュリのど部で
も、或いは径を小さくして空気の流量を絞ることで圧力
損失を生せしめるオリフィスでも良い。また、流量絞り
部の径は、小さくすることにより負圧導入管内の圧力が
大気圧力に近いものどなるが、あまり小さくすると応答
性に無視しえない影響を与えるので吸気管圧力検出の応
答性との兼ね合いで決定すれば良い。

［作用］ 内燃機関の吸気管圧力検出装置では、大気圧を検出すべ
く開閉弁を開いて吸気管内スロットル弁の上流側と下流
側とを空気通路、負圧導入管を介して連絡すると、上流
側の大気圧に較べて下流側圧力は低いので、上流側から
下流側へ空気通路、負圧導入管を経由して空気が流れる
。この結果、第４図に示すように開閉弁を開く前、実線
のような圧力分布であったものが、開弁後破線のような
圧力分布に変り、流量絞り部を境に負圧導入管の圧力セ
ンサ側と吸気管側とで大きな圧力差が生じることになる
。従って、流量絞り部の上流側にある圧力センサは正確
に大気圧を検出する。また、同時に空気の流れによって
負圧導入管内壁及び圧力センサの表面は清掃される。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について詳述
する。

第１図は本実施例の圧力検出装置を装着した内燃機関お
よびその周辺機器の構成を表す構成図である。内燃機関
１０には吸気管１２、排気管１４が着設されており、こ
れらのシステムの作動状態は常に各種センサにて検出さ
れ、その検出結果を利用して後述する電子制御装置（以
下、ＥＣＵとも言う＞５０により内燃機関１０８最良の
状態で運転することが可能である。

吸気管１２は内燃機関１０に空気を供給するもので、空
気の吸入口には空気を浄化するためのエアフィルタ１６
が、その通路には空気の吸入量を調整するスロットルバ
ルブ１８が設けられており、スロットルバルブ１８には
その開度情報を電子制御装置５０に出力するスロットル
開度センサ２０が装着されている。

また、スロットルバルブ１８より少し下流側のサージタ
ンク１３には管内の負圧を圧力センサ３０に導く負圧導
入管２２が設けられている。負圧導入管２２の中程には
、負圧導入管２２と吸気管１２内スロツトルバルブ１８
の上流側とを連絡する空気通路２６が設けられ、更に空
気通路２６には電気式の負圧切換弁２４が設けられてい
る。さらに負圧導入管２２の下方内部にはベンチュリの
ど部２２ａが形成されている。このベンチュリのど部２
２ａは、内径が吸気管１２側へ向って急な勾配で小さく
なってから緩かな勾配で負圧導入管２２の内径まで大き
くなるよう形成されている。

また、負圧導入管２２の終端に設けられた圧力センサ３
０はＥＣｔＪ５０に電気的に接続され、同じく負圧導入
管２２と吸気管１２内スロツトルバルブ１８の上流側と
の連絡を開閉する負圧切換弁２４もＥＣＬＪ５０に電気
的に接続される。

この他ＥＣｔＪ５０には、吸気管１２の燃焼室手前に設
けられた噴射弁３２、図示しないクランク軸に取り付け
られたディストリビュータ３４内にあってディストリビ
ュータ３４に連動して内燃機関１０の回転数を検出する
回転角センサ３６、気筒３７の水ジャケット３８に取り
付けられ冷却水の温度を検出する水温センサ３９、排気
管１４に取り付けられ排気中の残存酸素濃度を検出する
酸素濃度センサ４０、エアフィルタ１６に取り付けられ
吸入した空気の温度を検出する吸気温センサ４２等が接
続されている。電子制御装置（ＥＣＬＪ）５０は第２図
に示すごとくマイクロコンピュータ５２、Ａ／Ｄ変換器
５４．２つの駆動回路５６．５８から構成されている。

前述の各種のセンサ出力は、バッフ１や波形整形回路を
含むＡ／Ｄ変換器５４に一旦入力され、適宜マイクロコ
ンピュータ５２へ伝送される。マイクロコンピュータ５
２はそれらの情報に応じて各種演算処理を実行し、最適
の状態で内燃機関１０を作動させるため駆動回路５６．
５８に動作信号を出して燃料噴射制御を実行するのであ
る。

第３図は電子制御装置５０にて実行される各種の制御ル
ーチンの１つである空燃比制御ルーチンの流れ図を表し
ている。

本ルーチンの制御対象は、内燃機関１０に供給される燃
料量の基準となる燃料噴射弁３２の開弁時間τｐの決定
である。従って、本ルーチンは内燃機関１０の作動状態
に応じて高い頻度で実行されねばならず、回転角センサ
３６の出力に基づいて内燃機関１０の所定回転角毎に、
またはマイクロコンピュータ５２に内蔵されるタイマを
利用して所定時間毎に実行されるものである。

以下本ルーチンの処理を、各ステップ毎に詳細に説明す
る。

まず、本ルーチンの処理へとマイクロコンピュータ５２
の実行が移行するとステップ１００が実行され、マイク
ロコンピュータ５２はスロットル開度センサ２０、回転
角センサ３６、水温センサ３９の各種センサの出力を読
み込む。続くステップ１”ＩＯでは、読み込んだ各種セ
ンサの出力から内燃機関１０の現在の作動状況が燃料カ
ット時であるかどうか、即ちスロットルバルブ１８が全
開であってかつ機関１０の回転数ＮＥがカット回転数Ｎ
ＥＯ以上であるかどうかを判定する。カット時であると
判断されると、マイクロコンピュータ５２からの指令に
因って駆ａ回路５８は、空気通路２６に設けられた負圧
切換弁２４に駆動信号を送り負圧切換弁２４を開いて、
吸気管１２内のスロットルバルブ１８の上流側とスロッ
トルバルブ１８の下流側との間を空気通路２６及び負圧
導入管２２を介して連通状態とする（ステップ１２０）
。スロットルバルブ１８の下流側の圧力はスロットルバ
ルブ１８の上流側の大気圧力に較べて低いので、上流側
から下流側へ空気通路２６及び負圧導入管２２を介して
空気が勢い良く流れるが、この様子を詳しく説明する。

負圧導入管２２に流れ込んだ空気は負圧導入管２２に形
成されたベンチュリのど部２２ａを渦を巻き起こすこと
なく滑らかに通過する。この空気の流れによって負圧導
入管２２内壁面や圧力センサ３０の感圧部表面に付着し
ていた燃料の溜りや不純固形物は吹き飛ばされて清掃さ
れる。また、このどきベンチュリのど部２２では空気の
圧力が降下し、この結果、第４図く図中ａ−ｅは負圧導
入管２２及び空気通路２６の各部の位置を表す）に示す
ように負圧切換弁２４を開く前実線のような圧力分布で
あったものが、負圧切換弁２４開弁後破線のような圧力
分布に変り、ベンチュリのど部２２ａを境に負圧導入管
２２の圧力センサ３０側と吸気管１２側とで大きな圧力
差が生じることになる。圧力センサ３０側の負圧導入管
２２の圧力は、吸気管１２内スロツトルバルブ１８の上
流側の圧力、即ち大気圧力に近くなっているので、マイ
クロコンピュータ５２は、Ａ／Ｄ変換器５４を介して圧
力センサ３０の値を読み込み、これを大気圧力ＰＯと定
める。

くステップ１３０）。大気圧力ＰＯの読み込みを終える
と負圧切換弁２４を閉じ（ステップ１４０）、この後、
通常の吸気管圧力ＰＭの読み込み処理（ステップ１５０
）以下に移行する。

一方、ステップ１１０の判断において燃料カット時でな
いと判断されると上記大気圧力ＰＯの読み込み処理（ス
テップ１２０〜ステツプ１４０）を実行せずそのままス
テップ１５０以下に移行する。

ステップ１５０では負圧切換弁２４が閉じている状態で
マイクロコンピュータ５２はＡ／Ｄ変換器５４を介して
圧力センサ３０の値を読み込み、それを吸気管圧力ＰＭ
とする。検出されたこの吸気管圧力ＰＭとステップ１０
０で検出された機関の回転数ＮＥとから計算式若しくは
２次元マツプに拠ってマイクロコンピュータ５２は基本
燃料噴射最に応じた基本噴射時間τを算出する（ステッ
プ１６０）。次に大気圧力ＰＯの補正を行なうべく、マ
イクロコンピュータ５２は、大気圧力ＰＯと吸気管圧力
ＰＭとの差（ＰＯ−ＰＭ）に応じた補正係数Ｋｐを所定
のマツプ或いは計算式より求め、基本噴射時間τにこの
補正係数Ｋｐを乗じて得られる噴射時間を燃料噴射に供
せられる実行噴射時間τｐとする（ステップ１７０）。

噴射弁３２は他の制御ルーチンにおいて適当なタイミン
グに従って実行噴射時間τｐだけ開弁され、空燃比は良
好に制御される。

以上水したように本実施例の内燃機関の圧力検出装置で
は、負圧切換弁２４を開いて吸気管１２内スロツトル弁
１８の上流側と下流側とを連通状態にすると、負圧導入
管２２に形成されたベンチュリのど部２２ａを空気が渦
を巻き起こすことなく大きな流速で通過する。この空気
の流れによって負圧導入管２２内壁面及び圧力センサ３
０の感圧部表面に付着していた燃料の溜りや不純固形物
・は吹き飛ばされ清掃されると共に、ベンチュリのど部
２２ａで圧力の降下が起り、負圧導入管２２の圧力セン
サ３０側の圧力はほぼ大気圧力にまで達する。従って、
負圧導入管２２に負圧切換弁を設ける場合のように圧力
検出装置を複雑化することなく、簡単な構成で正確に大
気圧力ＰＯと吸気管圧力ＰＭとを検出でき、かつ負圧導
入管２２内を良好に清掃できる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の内燃機関の吸気管圧力検出
装置によれば、開閉弁の開時、吸気管内スロットル弁の
上流側と下流側との圧力差に因り上流側から下流側へ空
気通路、負圧導入管を経由して流れる空気は負圧導入管
内に形成された流量絞り部において圧力損失を生ずるの
で、負圧導入管内をほぼ大気圧まで導くことができる。

従って、簡単な構成であっても正確に大気圧力と吸気管
圧力とを検出できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は内燃機関及びその周辺機器の構成を表す一部破
断構成図、第２図は第１図図示の電子制御装＠（ＥＣＬ
Ｊ）の構成を概略的に表す概略構成図、第３図は空燃比
制御ルーチンを表すフローチャート、第４図は負圧導入
管及び空気通路の各部の位置における圧力の変化を表す
グラフである。 １０・・・内燃機関 １２・・・吸気管 １８・・・スロットルバルブ ２２・・・負圧導入管 ２２ａ・・・ベンチュリのど部 ２４・・・負圧切換弁 ２６・・・空気通路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　内燃機関の吸気管内に設けられたスロットル弁の下
   流側に負圧導入管を介して取り付けられた圧力センサと
   、 該負圧導入管と上記吸気管のスロットル弁の上流側とを
   連通する空気通路を開閉する開閉弁とを備えた内燃機関
   の吸気管圧力検出装置において、上記負圧導入管には流
   量絞り部を設けたことを特徴とする内燃機関の吸気管圧
   力検出装置。 ２　上記流量絞り部はベンチュリのど部である特許請求
   の範囲第１項記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。