JP2001164972A

JP2001164972A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2001164972A
Application number: JP34653899A
Authority: JP
Inventors: Koji Morikawa; 弘二森川
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1999-12-06
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2001-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】内燃機関における筒内トラップ空気量を精度
良く計測することにより、内燃機関の空燃比等を高精度
に制御可能とする制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の吸気系に配置され、前記内燃
機関に供給される空気量を検出する空気量検出手段と、
前記内燃機関の筒内と連通するチャンバー内に配置さ
れ、前記内燃機関の筒内に充填された新気の酸素濃度を
検出する第１の酸素濃度検出手段と、前記内燃機関の排
気系に配置され、前記内燃機関から排出される排気ガス
の酸素濃度を検出する第２の酸素濃度検出手段と、前記
第１および第２の酸素濃度検出手段により検出された両
酸素濃度に基づいて、筒内に供給された新気のうち吹き
抜けずに筒内に充填された新気の割合を示す筒内トラッ
プ率を算出するトラップ率計算手段と、前記空気量検出
手段により検出された吸入新気量と前記トラップ率計算
手段により算出された筒内トラップ率から筒内に充填さ
れる新気量を算出する筒内充填新気量計算手段と、前記
筒内充填新気量を内燃機関の制御のために出力する出力
手段とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の制御
装置に関し、特に、筒内のＯ₂濃度と排気系内Ｏ₂濃度と
に基づいて筒内に吸入充填される新気量を算出し、この
充填新気量に応じて内燃機関を適応制御する制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関の燃料噴射制御装置で
は、排気系に配設される三元触媒で、CO（一酸化炭
素）,HC（炭化水素）,NOx（窒素酸化物）の各成分に対
し同時に高い浄化率を得るためには、あらゆる条件下に
おいて空燃比を理論空燃比付近の狭い領域内となるよう
に制御する必要がある。このため、排気系に取り付けた
O₂センサ（酸素濃度センサ）で排気ガス中の酸素濃度を
検出し、その検出値が、排気側での酸素が余分にも不足
にもならないように、吸気系で計測された充填空気量の
計測値に基づいて理論空燃比となるように燃料噴射量を
フィードバック制御している。

【０００３】しかしながら、２サイクル内燃機関では、
新気によって前サイクルの燃焼ガスを掃気しているた
め、新気の一部が排気ポートから排出されてしまうの
で、燃料の消費が増加してしまうとともに、吹き抜け新
気中の燃料は、ほとんど未燃のまま排出されて、HC排出
濃度が高くなってしまう。そこで、新気中の燃料の吹き
抜けを防止するため、筒内に燃料を直接噴射する筒内燃
料噴射装置を気筒毎に装着することが提案されている。
その結果、燃料が新気とともに吹き抜けることが防止さ
れ、燃費を向上させることができるとともに、筒内の混
合気の成層化により希薄燃焼が可能となってHCのみなら
ずCOも低減できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな筒内燃料噴射装置を備えた２サイクル内燃機関であ
っても排気中には、新気の吹き抜けが発生してしまう。
そのことによって、排気系に取り付けられたＯ₂センサ
では、排気ガス中の酸素濃度を正確に検出できず、筒内
での空燃比に影響を与えることになってしまい、空燃比
制御を高精度に制御することはできなかった。

【０００５】また、２サイクル内燃機関のみならず４サ
イクル内燃機関であっても、筒内トラップ空気量に基づ
いて燃料噴射制御することが考えられるが、この場合で
も筒内トラップ空気量を直接計測することは困難であっ
た。

【０００６】そこで、この発明は、上述したような従来
の内燃機関の制御装置が有している問題点を解決するた
めになされたものである。すなわち、この発明は、内燃
機関における筒内トラップ空気量を精度良く計測するこ
とによって、内燃機関の空燃比等を高精度に制御可能と
する制御装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、内燃機関の吸気系に配置され、前
記内燃機関に供給される空気量を検出する空気量検出手
段と、前記内燃機関の筒内と連通するチャンバー内に配
置され、前記内燃機関の筒内に充填された新気の酸素濃
度を検出する第１の酸素濃度検出手段と、前記内燃機関
の排気系に配置され、前記内燃機関から排出される排気
ガスの酸素濃度を検出する第２の酸素濃度検出手段と、
前記第１および第２の酸素濃度検出手段により検出され
た両酸素濃度に基づいて、筒内に供給された新気のうち
吹き抜けずに筒内に充填された新気の割合を示す筒内ト
ラップ率を算出するトラップ率計算手段と、前記空気量
検出手段により検出された吸入新気量と前記トラップ率
計算手段により算出された筒内トラップ率から筒内に充
填される新気量を算出する筒内充填新気量計算手段と、
前記筒内充填新気量を内燃機関の制御のために出力する
出力手段と、から構成されることを特徴としている。

【０００８】前記出力手段は、所定の目標空燃比と前記
筒内充填新気量に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴
射量決定手段を有し、前記燃料噴射量に基づいて前記内
燃機関のインジェクタを駆動することを特徴としてい
る。

【０００９】前記出力手段は、前記筒内充填新気量計算
手段により算出された筒内充填新気量をその所定の標準
値と比較する比較手段を有し、前記筒内充填新気量が前
記標準値に対して所定範囲内にないときはドライバへの
警告または前記筒内充填新気量による燃料噴射量制御を
制限することを特徴としている。

【００１０】前記トラップ率は、所定の大気中酸素濃度
と、前記第１および第２の酸素濃度検出手段による両検
出値の偏差とに応じて算出されることを特徴としてい
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の最も好適と思わ
れる実施形態について、図１〜３を参照してに詳細に説
明する。なお、この発明は、内燃機関のうち２サイク
ル、或いは４サイクル内燃機関にそれぞれ適応すること
ができるため、２サイクル内燃機関のみを代表として説
明する。図１は、本発明の制御装置を適用した２サイク
ル内燃機関の概略構成図であり、図２は、図１の要部拡
大図、図３は、平面からみたシリンダブロックの断面図
である。

【００１２】まず、図１を参照して、筒内直噴式２サイ
クル内燃機関の全体の構成について説明する。同図に示
すように、内燃機関（エンジン）１の吸気管上流側２Ａ
に設けられたエアクリーナ３から吸入された空気は、ス
ロットルボディ６により流量調整されて、掃気ポンプ７
により吸気管下流側２Ｂに供給される。そして、エンジ
ン１の掃気ポート８からシリンダ筒内９に流入する。

【００１３】エンジン１の吸入空気量を調整するスロッ
トルボディ６は、アクセルに連動するスロットルバルブ
１０、その開度を検出するスロットルポジションセンサ
（図示略）からなり、ドライバがアクセルを踏込むとス
ロットルバルブ１０が開き、エンジン１に空気が供給さ
れる。スロットルバルブ１０を通過する新気量は、スロ
ットルバルブ１０上流に設けられたエアフロメータ４に
よって検出される。また、掃気ポンプ７は、エンジン１
のクランク軸１１に連結した駆動手段１２によって駆動
され、低回転領域でも良好に掃気作用するように設定さ
れている。なお、エアフロメータ４およびスロットルポ
ジションセンサの検出信号は制御ユニット５に入力され
る。

【００１４】エンジン１の燃焼室の頂部を形成するシリ
ンダヘッド１３には、制御ユニット５により制御される
筒内燃料噴射用のインジェクタ１４および点火プラグ１
５が挿着されていて、掃気ポート８から流入した新気が
前サイクルの燃焼ガスを掃気した後に、新気と噴射燃料
との混合気が点火プラグ１５によって点火されて燃焼
し、ピストン１６を駆動する。

【００１５】インジェクタ１４は、例えば高圧一流体式
であって、燃料タンク１７に連通する燃料フィルタ１
８、燃料ポンプ１９、圧力変動吸収用のアキュムレータ
２０を備えた燃料通路２１が連通している。燃料通路２
１のポンプ吐出側は、制御ユニット５によって制御され
る燃圧レギュレータ２２に連通していて、燃料ポンプ１
９によりインジェクタ１４へ供給する燃料の燃圧が常に
一定となるように調圧する。なお、図中の符号２３は、
燃圧レギュレータ２２から燃料タンク１７へ余剰の燃料
を戻す戻り通路を示している。

【００１６】燃焼後の排気ガスは、クランク軸１１に連
結した駆動手段２４で駆動される排気ロータリ弁２５に
よって排気ポート２６から排気管上流側２７Ａに排出さ
れて、三元触媒装置２８で浄化された後、排気管下流側
２７Ｂへの途中に設けられたマフラ２９で消音されて排
出される。

【００１７】図２に示すように、シリンダヘッド１３に
は、圧力導入管３０を介して筒内と連通するチャンバー
３１を設けるとともに、そのチャンバー３１内に筒内Ｏ
₂濃度検出手段としての広域空燃比センサ３２が挿着さ
れる。さらに、図１に示すように、排気ポート２６と三
元触媒装置２８との間の排気管上流側２７Ａには、排気
Ｏ₂濃度検出手段としての広域空燃比センサ３３が挿着
される。

【００１８】これらの広域空燃比センサ３２，３３は、
筒内に充填された新気、或いは排気ガスに含まれている
Ｏ₂濃度を広範囲にわたって検出できるものであり、そ
れぞれの広域空燃比センサ３２，３３で検出された検出
信号は制御ユニット５に入力される。ところで、シリン
ダヘッド１３に挿着される広域空燃比センサ３２の取付
位置は、図３に示すように、シリンダブロック１Ａ上部
側壁に設けられ、圧力導入管３４により筒内と連通する
チャンバー３５内に挿着されるように構成してもよい。

【００１９】次に、図４の機能ブロック線図に基づいて
制御ユニット５の構成を説明する。広域空燃比センサ３
２からの検出信号は、制御ユニット５の筒内Ｏ₂濃度検
出部３６に入力され、筒内Ｏ₂濃度検出部３６では、こ
の検出信号に基づいて演算処理を行うことにより、筒内
に充填された新気中のＯ₂濃度λ１を算出してトラップ
率計算部３７に出力する。広域空燃比センサ３３からの
検出信号は、制御ユニット５の排気Ｏ₂濃度検出部３８
に入力され、排気Ｏ₂濃度検出部３８では、この検出信
号に基づいて演算処理を行うことにより、排気ガス中に
含まれているＯ₂濃度λ２を算出してトラップ率計算部
３７に出力する。トラップ率計算部３７では、筒内Ｏ₂
濃度検出部３６および排気Ｏ₂濃度検出部３８からの出
力信号λ１，λ２に基づき、次の演算式により筒内トラ
ップ率ηｔ、すなわち、筒内に供給された新気のうち吹
き抜けずに筒内に充填された新気の割合を求める。

【数１】ここで、係数２１は大気組成中のＯ₂濃度を示している
ものであり、許容範囲は２１±１、最も好ましい係数は
２０．８である。このように、トラップ率計算部３７で
算出された筒内トラップ率ηｔは、後述する筒内充填新
気量計算部４０に出力される。

【００２０】エアフローメータ４からの検出信号は、制
御ユニット５の吸入新気量検出部３９に入力され、吸入
新気量検出部３９では、この検出信号に基づいて演算処
理を行うことにより、エンジン１に供給される吸入新気
量Ｇａを算出して筒内充填新気量計算部４０に出力す
る。

【００２１】筒内充填新気量計算部４０では、トラップ
率計算部３７および吸入新気量検出部３９からの出力信
号ηｔ，Ｇａに基づき、次の演算式により筒内充填新気
量Ｇa cylが算出される。

【数２】筒内充填新気量計算部４０では、吸入新気量Ｇａに筒内
トラップ率ηｔを乗算することにより筒内充填新気量Ｇ
a cylを算出し、この算出値を出力部４１に出力する。

【００２２】出力部４１では、この筒内充填新気量Ｇa
cylに基づいて各種エンジン制御を行なうように設定さ
れているものであるので、制御ユニット５は、インジェ
クタ１４に噴射信号を、点火プラグ１５に点火信号を、
燃圧レギュレータ２２には燃圧信号などの制御信号を出
力する。なお、制御ユニット５は、図示しないクランク
角センサからの検出信号にしたがって、広域空燃比セン
サ３２，３３やエアフローメータ４の測定時間幅および
測定タイミングなどトラップ率ηｔ、吸入新気量Ｇａを
算出する際に必要なデータを確保するように設定されて
いる。

【００２３】図５は、図４の機能ブロック線図の演算ル
ーチンを説明するフローチャートであり、これに基づい
て制御ユニット５の制御手順を説明する。エンジン１の
始動とともに制御ユニット５に通電されると、ステップ
Ｓ１００では、掃気ポート８を介して筒内に供給される
空気量が、エアフローメータ４によって計測され、その
計測値が吸入新気量検出部３９によって吸入新気量Ｇａ
として算出され、その算出値はデータとして制御ユニッ
ト５のメモリに格納される。

【００２４】ステップＳ１０１では、掃気ポート８およ
び排気ポート２６がシリンダ１６によって閉塞された際
の筒内Ｏ₂濃度が広域空燃比センサ３２によって検出さ
れ、その検出値に基づいて筒内Ｏ₂濃度検出部３６によ
って筒内に充填された新気中のＯ₂濃度λ１が算出さ
れ、それがデータとして制御ユニット５のメモリに格納
される。

【００２５】ステップＳ１０２では、排気ポート２６を
介して排気管上流側２７Ａに排気ガスが排出されている
際の排気Ｏ₂濃度が広域空燃比センサ３３によって検出
され、その検出値に基づいて排気Ｏ₂濃度検出部３８に
よって排気ガス中のＯ₂濃度λ２が算出され、それがデ
ータとして制御ユニット５のメモリに格納される。

【００２６】ステップＳ１０３では、制御ユニット５の
メモリに格納されている新気中のＯ₂濃度λ１および排
気ガス中のＯ₂濃度λ２のデータに基づき、トラップ率
計算部３７によって掃気により供給された新気のうち吹
き抜けずに筒内に充填された新気の割合、すなわち、ト
ラップ率ηｔが算出される。

【００２７】ステップＳ１０４では、制御ユニット５の
メモリに格納されている吸入新気量ＧａとステップＳ１
０３で算出されたトラップ率ηｔとにより筒内充填新気
量Ｇa cylが算出される。

【００２８】ステップＳ１０５では、ステップ１０４で
算出された筒内充填新気量Ｇa cylに基づき、燃料噴射
量、燃料噴射幅などエンジン燃料噴射制御に必要な各種
データが設定されることによって各種エンジン制御が行
われる。そして、ステップＳ１０５の処理が終了する
と、次の燃焼に備え再び演算ルーチンが繰り返される。

【００２９】この実施例によれば、広域空燃比センサ３
２，３３の計測値によりトラップ率ηｔが正確に算出さ
れて、筒内充填新気量Ｇa cylを求めることができるの
で、制御ユニット５は、この筒内充填新気量Ｇa cylに
したがって各種エンジン制御を的確に行うことができ
る。

【００３０】次に、図６の機能ブロック線図に基づいて
制御ユニット５の第２の実施例を説明する。第２の実施
例の制御ユニット５１は、基本的には、第１の実施例の
制御ユニット５の出力部４１を燃料噴射量の算出につい
て具体的に示したもので、出力部４１に代えて目標空燃
比設定部４２、燃料噴射量決定部４３、インジェクタ駆
動部４４の各機能を付加させたものである。

【００３１】同図に示すように、制御ユニット５１の目
標空燃比設定部４２は、図示しない各種センサからの検
出値に基づいて運転条件を判断し、その運転条件に応じ
て目標空燃比Ａ／Ｆｔが逐次設定されるものであって、
その目標空燃比Ａ／Ｆｔは、燃料噴射量決定部４３に出
力される。

【００３２】燃料噴射量決定部４３には、筒内充填新気
量計算部４０が算出した筒内充填新気量Ｇa cylと目標
空燃比設定部４２から出力された目標空燃比Ａ／Ｆｔと
に基づき、次の演算式により筒内燃料噴射量Ｇｆが算出
される。

【数３】燃料噴射量決定部４３では、筒内充填新気量Ｇa cylを
目標空燃比Ａ／Ｆｔで除算することにより筒内燃料噴射
量Ｇｆを算出し、この算出値Ｇｆをインジェクタ駆動部
４４に出力することによって、インジェクタ１４の駆動
制御を行うものである。

【００３３】図７は、図６の機能ブロック線図の演算ル
ーチンを説明するフローチャートであり、これに基づい
て制御ユニット５１の制御手順を説明する。

【００３４】エンジン１の始動とともに制御ユニット５
１に通電されると、ステップＳ２０１では、スロットル
バルブセンサ１０や図示しないエンジン回転数センサ、
水温センサ、大気圧センサなどの各種センサからの検出
値により運転条件の読み込みが開始される。

【００３５】ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１
で読み込んだ運転条件の出力データからマップ等により
最適な目標空燃比Ａ／Ｆｔが逐次検索設定され、データ
として制御ユニット５１のメモリに格納される。

【００３６】ステップＳ２０３では、掃気ポート８を介
して筒内に供給される空気量が、エアフローメータ４に
よって計測され、その計測値が吸入新気量検出部３９に
よって吸入新気量Ｇａとして算出され、データとして制
御ユニット５１のメモリに格納される。

【００３７】ステップＳ２０４では、掃気ポート８およ
び排気ポート２６がシリンダ１６によって閉塞された際
の筒内Ｏ₂濃度が広域空燃比センサ３２によって検出さ
れ、その検出値に基づいて筒内Ｏ₂濃度検出部３６によ
って筒内に充填された新気中のＯ₂濃度λ１が算出さ
れ、データとして制御ユニット５１のメモリに格納され
る。

【００３８】ステップＳ２０５では、排気ポート２６を
介して排気管上流側２７Ａに排気ガスが排出されている
際の排気Ｏ₂濃度が広域空燃比センサ３３によって検出
され、その検出値に基づいて排気Ｏ₂濃度検出部３８に
よって排気ガス中のＯ₂濃度λ２が算出され、データと
して制御ユニット５１のメモリに格納される。

【００３９】ステップＳ２０６では、制御ユニット５１
のメモリに格納されている新気中のＯ₂濃度λ１および
排気ガス中のＯ₂濃度λ２のデータに基づき、トラップ
率計算部３７によってトラップ率ηｔが算出される。

【００４０】ステップＳ２０７では、制御ユニット５１
のメモリに格納されている吸入新気量ＧａとステップＳ
２０６で算出されたトラップ率ηｔとにより筒内充填新
気量Ｇa cylが算出される。

【００４１】ステップＳ２０８では、制御ユニット５１
のメモリに格納されている目標空燃比Ａ／Ｆｔとステッ
プＳ２０７で算出された筒内充填新気量Ｇa cylとによ
り燃料噴射量Ｇｆが算出される。

【００４２】ステップＳ２０９では、ステップＳ２０８
で算出された燃料噴射量Ｇｆに基づき、燃料噴射パルス
幅が決定され、その制御信号に従ってインジェクタ１４
が駆動される。そして、ステップＳ２０９の処理が終了
すると、次の燃料噴射に備え再び演算ルーチンが繰り返
される。

【００４３】この第２の実施例によれば、筒内充填新気
量Ｇa cyと目標空燃比Ａ／Ｆｔとから燃料噴射量Ｇｆを
求めることができるので、制御ユニット５１は、この燃
料噴射量Ｇｆにしたがって制御することによって、筒内
直噴式２サイクル内燃機関で制御が困難な筒内空燃比を
精度良く制御し、燃焼，排気エミッションなどの制御を
正確に行うことができる。

【００４４】次に、図８の機能ブロック線図に基づいて
制御ユニット５の第３の実施例を説明する。第３の実施
例の制御ユニット５２は、基本的には、第１の実施例の
制御ユニット５における出力部４１に代えて、標準筒内
充填新気量マップ４５、比較部４６、警告・運転制限部
４７の各機能を付加させたものである。

【００４５】同図に示すように、制御ユニット５２の標
準筒内充填新気量マップ４５は、事前に実験的に求めて
おいた筒内充填新気量の標準値ＳＧa cylを検索用マッ
プデータとして予め記憶しているものであって、この検
索用マップデータＳＧa cylの出力値が比較部４６に出
力され、この比較部４６によって筒内充填新気量計算部
４０で計算されたリアルタイムの筒内充填新気量Ｇa cy
lとの比較結果が行われる。そして、比較結果が予め設
定されている所定の範囲、たとえば±１０％を超過した
場合にはエンジン異常と判定して、警告・運転制限部４
７により警告灯（図示略）を点灯させてドライバに警告
を発したり、筒内充填新気量Ｇa cylによる燃料噴射制
御を一時停止するなど、エンジン作動を制限するプログ
ラムが実行される等の出力信号が出力される。

【００４６】図９は、図８の機能ブロック線図の演算ル
ーチンを説明するフローチャートであり、これに基づい
て制御ユニット５２の制御手順を説明する。

【００４７】エンジン１の始動とともに制御ユニット５
２に通電されると、ステップＳ３０１では、スロットル
バルブセンサ１０や図示しないエンジン回転数センサ、
水温センサ、大気圧センサなどの各種センサからの検出
値により運転条件の読み込みが開始される。

【００４８】ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１
で読み込まれた運転条件のデータに基づいて、予め記憶
されている検索用マップデータから標準筒内充填新気量
ＳＧa cylが検索され、運転条件に応じた筒内充填新気
量の標準値が逐次設定され、データとして制御ユニット
５２のメモリに格納される。

【００４９】ステップＳ３０３では、掃気ポート８を介
して筒内に供給される空気量が、エアフローメータ４に
よって計測され、その計測値に基づいて吸入新気量検出
部３９によって吸入新気量Ｇａが算出され、データとし
て制御ユニット５２のメモリに格納される。

【００５０】ステップＳ３０４では、掃気ポート８およ
び排気ポート２６がシリンダ１６によって閉塞された際
の筒内Ｏ₂濃度が広域空燃比センサ３２によって検出さ
れ、その検出値に基づいて筒内Ｏ₂濃度検出部３６によ
って筒内に充填された新気中のＯ₂濃度λ１が算出さ
れ、データとして制御ユニット５２のメモリに格納され
る。

【００５１】ステップＳ３０５では、排気ポート２６を
介して排気管上流側２７Ａに排気ガスが排出されている
際の排気Ｏ₂濃度が広域空燃比センサ３３によって検出
され、その検出値に基づいて排気Ｏ₂濃度検出部３８に
よって排気ガス中のＯ₂濃度λ２が算出され、データと
して制御ユニット５２のメモリに格納される。

【００５２】ステップＳ３０６では、制御ユニット５２
のメモリに格納されている新気中のＯ₂濃度λ１および
排気ガス中のＯ₂濃度λ２のデータに基づき、トラップ
率計算部３７によってトラップ率ηｔが算出される。

【００５３】ステップＳ３０７では、制御ユニット５１
のメモリに格納されている吸入新気量ＧａとステップＳ
３０６で算出されたトラップ率ηｔとにより筒内充填新
気量Ｇa cylが算出される。

【００５４】ステップＳ３０８では、ステップＳ３０７
で算出された筒内充填新気量Ｇa cylが制御ユニット５
２のメモリに格納されている標準筒内充填新気量ＳＧa
cylと比較処理される。

【００５５】ステップＳ３０９では、ステップＳ３０８
での比較結果に基づき、筒内充填新気量Ｇa cylが標準
値ＳＧa cylに対して所定の範囲、ここでは±１０％、
に収まった場合には、筒内充填新気量Ｇa cylにしたが
ってインジェクタ１４が駆動制御される。また、ステッ
プＳ３０８での比較結果が、上述した所定の範囲に収ま
らなかった場合には、燃料噴射系統に異常が発生したも
のであると判定して、ステップ３１０により、警告灯を
点灯させてドライバに警告を発したり、筒内充填新気量
Ｇa cylによる燃料噴射制御を一時停止するなど、エン
ジン作動を制限するプログラムが実行される。そして、
ステップＳ３０９，ステップＳ３１０の処理が終了する
と、次の燃料噴射に備え再び演算ルーチンが繰り返され
る。

【００５６】この第３の実施例によれば、筒内充填新気
量の標準値ＳＧa cylと実際の筒内充填新気量Ｇa cylと
が比較処理されるので、これらの比較結果によって制御
ユニット５２は、掃気，排気能力の異常、たとえば、リ
ード弁の異常、掃気，排気ポート８，２６の詰まり等を
検出し、燃料噴射系統や掃排気系が重大な損傷に至る前
にドライバに警告したり、或いは、筒内充填空気量Ｇa
cylによる燃料噴射制御を一時停止するなど、適応制御
することによってエンジン１の出力を制限することがで
きる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
の制御装置によれば、筒内に供給された新気のうち吹き
抜けずに筒内に充填された新気の割合を示す筒内トラッ
プ率が的確に算出されるため、これに基づいて燃料噴射
量制御等の各種制御を正確に行うことができる。特に、
２サイクル内燃機関で制御が困難であった空燃比制御を
精度よく実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係わる２サイクル内燃機関
の制御装置の概略説明図である。

【図２】図１中の要部構成を示す拡大図である。

【図３】シリンダブロックにチャンバを設けた実施例を
示す平面断面図である。

【図４】第１の実施例に係わる制御装置の機能を説明す
るためのブロック図である。

【図５】図４の動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【図６】第２の実施例に係わる制御装置の機能を説明す
るためのブロック図である。

【図７】図７の動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【図８】第３の実施例に係わる制御装置の機能を説明す
るためのブロック図である。

【図９】図８の動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１エンジン１Ａシリンダブロック４エアフローメータ５，５１，５２制御ユニット（ECU）１３シリンダヘッド１４インジェクタ１５点火プラグ２２燃料レギュレータ２７Ａ排気管上流側２８三元触媒装置３０，３４圧力導入管３１，３５チャンバー３２，３３広域空燃比センサ３６筒内Ｏ₂濃度検出部３７トラップ率計算部３８排気Ｏ₂濃度検出部３９吸入新気量検出部４０筒内充填新気量計算部４１出力部４２目標空燃比設定部４３燃料噴射量決定部４４インジェクタ駆動部４５標準筒内充填新気量マップ４６比較部４７警告・運転制限部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の吸気系に配置され、前記内燃
機関に供給される空気量を検出する空気量検出手段と、前記内燃機関の筒内と連通するチャンバー内に配置さ
れ、前記内燃機関の筒内に充填された新気の酸素濃度を
検出する第１の酸素濃度検出手段と、前記内燃機関の排気系に配置され、前記内燃機関から排
出される排気ガスの酸素濃度を検出する第２の酸素濃度
検出手段と、前記第１および第２の酸素濃度検出手段により検出され
た両酸素濃度に基づいて、筒内に供給された新気のうち
吹き抜けずに筒内に充填された新気の割合を示す筒内ト
ラップ率を算出するトラップ率計算手段と、前記空気量検出手段により検出された吸入新気量と前記
トラップ率計算手段により算出された筒内トラップ率か
ら筒内に充填される新気量を算出する筒内充填新気量計
算手段と、前記筒内充填新気量を内燃機関の制御のために出力する
出力手段と、から構成されることを特徴とする内燃機関
の制御装置。
【請求項２】前記出力手段は、所定の目標空燃比と前
記筒内充填新気量に基づいて燃料噴射量を算出する燃料
噴射量決定手段を有し、前記燃料噴射量に基づいて前記
内燃機関のインジェクタを駆動することを特徴とする請
求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】前記出力手段は、前記筒内充填新気量計
算手段により算出された筒内充填新気量をその所定の標
準値と比較する比較手段を有し、前記筒内充填新気量が
前記標準値に対して所定範囲内にないときはドライバへ
の警告または前記筒内充填新気量による燃料噴射量制御
を制限することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関
の制御装置。
【請求項４】前記トラップ率は、所定の大気中酸素濃
度と、前記第１および第２の酸素濃度検出手段による両
検出値の偏差とに応じて算出されることを特徴とする請
求項１乃至３に記載の内燃機関の制御装置。