JP3349723B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B53/04Charge admission or combustion-gas discharge
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポンピングロスを低減さ
せるための吸気充填量低減手段を備えたエンジンの制御
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】吸気通路に配設したスロットル弁により
吸入空気量を調整して負荷制御を行なうエンジンにおい
ては、上記スロットル弁の開度が小さいときには、スロ
ットル弁下流の吸気圧が負圧になることから、いわゆる
ポンピングロスが発生して燃費性能を悪化させる問題が
ある。
【0003】このため、従来より基本吸気ポート閉時期
よりも遅れて閉じる吸気遅閉じポートをエンジンのスロ
ットル弁下流に設け、圧縮行程初期に燃焼室内の混合気
の一部を上記吸気遅閉じポートから外部へ送出して吸気
充填量を低減することにより、スロットル弁の開度をよ
り大きく開くことを可能にして燃費の改善を図ったポン
ピングロス低減装置が提案されている。
【0004】そして、このようなポンピング低減装置を
備たエンジンでは、その吸気充填量低減手段を運転状態
に応じて作動状態と停止状態とに切換える切換手段を設
け、燃焼安定性が要求される軽負荷以外の運転領域で上
記吸気充填量低減手段を作動させるようにしている(特
開平3-115741号公報参照)。
【0005】また、上記ポンピングロス低減装置を2気
筒ロータリピストンエンジンに適用する場合、2つの気
筒を画成するインタミディエイトハウジングに、吸気行
程にある一方の気筒の作動室と圧縮行程にある他の気筒
の作動室とを連通する連通路を吸気遅閉じポートとして
設けるとともに、上記連通路に所定の運転領域で開く開
閉弁を設けるようにした構成も知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なポンピングロス低減装置を備えたエンジンでは、圧縮
行程初期に燃焼室内の混合気を遅閉じポートから外部へ
送出するように構成されていることから、実質圧縮比が
低下して燃焼が不安定になり易い。そのため、従来のポ
ンピングロス低減装置とは、エンジンの水温上昇手段あ
るいは多点火手段等の燃焼性改善のためのアシスト手段
を併用することが行なわれている。
【0007】しかしながら、上記のようなアシスト手段
を設けることは、エンジンの構成が複雑になるのみでな
く、アシスト手段に異常が発生すると、燃焼が不安定に
なるという問題があった。
【0008】上述の事情に鑑み、本発明は、ポンピング
ロス低減のための吸気充填量低減手段を備えたエンジン
において、アシスト手段を用いることなしに、常に安定
な燃焼特性を得ることができるエンジンの制御装置を提
供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によるエンジンの
制御装置は、エンジンの排気通路に設けた酸素濃度セン
サ(O2 センサ)の出力をフィードバックして燃焼噴射
量の制御を行なう運転領域のみに限定して、上記吸気充
填量低減手段を作動状態とする制御手段を備えてなるこ
とを特徴とするものである。
【0010】また、本発明によるエンジンの制御装置
は、上記フィードバック制御領域における吸気充填量低
減手段の作動時に、上記O2 センサの出力がリーン判定
しきい値に達している状態の継続時間を所定時間と比較
する比較手段を備え、該比較手段により、上記O2 セン
サの出力が所定時間継続してリーン判定しきい値に達し
ていると判定された場合に、上記制御手段が上記吸気充
填量低減手段を停止状態に切換えることを特徴とするも
のである。
【0011】
【作用および効果】本発明によれば、吸気充填量の低減
によるポンピングロス低減制御をO2 センサを用いた燃
料噴射量のフィードバック制御領域に限定して行なって
いるので、空燃比の変動による燃焼性の悪化を防止する
ことができる。
【0012】また、本発明によれば、ポンピングロス低
減制御時に、O2 センサの出力がリーン判定しきい値に
達した状態が所定時間継続したことをもって燃焼性の悪
化を検知しているから、燃焼性悪化の早期検知が可能に
なる。そしてこの検知に応答してポンピングロス低減制
御を停止することによって、トルク変動の発生を防止す
ることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0014】図1は、本発明を2気筒ロータリピストン
エンジンに適用した場合の構成を展開して示す概略図、
図2はその断面図である。
【0015】図において、ロータリピストンエンジン
(以下単に「エンジン」と略称する)1はケーシング2
を備えている。このケーシング2は、インタミディエイ
トハウジング3と、このインタミディエイトハウジング
3の両側に配置された2つのロータハウジング4a,4b
と、これら2つのロータハウジング4a,4bの外側に配置
された2つのサイドハウジング5a,5bとから構成されて
いる。
【0016】ロータハウジング4a,4bは、内周面がトロ
コイド面をなしており、このトロコイド面と、インタミ
ディエイトハウジング3の両側面と、サイドハウジング
5a,5bの内側面とにより、2つのトロコイド空間6a,6b
が形成されている。
【0017】2つのトロコイド空間6a,6bには、それぞ
れロータ7a,7bが収容されており、このロータ7a,7b
は、偏心軸8に支持されて上記トロコイド空間6a,6b内
を互いに180 °の位相をもって遊星運動をするように構
成されている。
【0018】符号10は吸気装置を示し、この吸気装置10
は、共通吸気通路11と、この共通吸気通路11に設けられ
たスロットル弁12と、共通吸気通路11の下流端に形成さ
れたサージタンク13とこのサージタンク13と各気筒の吸
気ポート14a ,14b とを連結する独立吸気通路15a ,15
b とを備えている。各独立吸気通路15a ,15b にはそれ
ぞれ燃料噴射弁16a ,16b が設けられている。
【0019】インタミディエイトハウジング3には、連
通路17が形成されている。この連通路17は、ロータ7a,
7bの互いに180 °位相のずれた回転に応じて図3(a) に
示すように、一方のトロコイド空間6aの圧縮作動室を他
方のトロコイド空間6bの吸気作動室に連通させる連通状
態と、図3(d) に示すように、他方のトロコイド空間6b
の圧縮作動室を一方のトロコイド空間6aの吸気作動室に
連通させる連通状態とを交互に現出させるために設けら
れたものであり、連通路17の両端は、吸気遅閉じポート
18a ,18b として各トロコイド空間6a,6bにそれぞれ開
口している。
【0020】連通路17には、この連通路17を開閉するた
めの開閉弁19が設けられている。この開閉弁19は、マイ
クロコンピュータを含む制御回路(ECU)20によりア
クチュエータ(図示は省略)を介して制御され、後述す
るようにエンジン1の運転状態に応じて連通路17を開閉
して、このポンピングロス低減のための吸気充填量低減
手段を作動状態と停止状態とに切換えている。
【0021】なお、符号21a ,21b は点火プラグを示
し、符号22a ,22b はロータハウジング4a,4bに形成さ
れた排気ポートを示す。排気ポート22a ,22b には共通
の排気通路23が連結され、排気通路23には酸素濃度セン
サ(O2 センサ)24が設けられている。また、スロット
ル弁12の開度(TVO)を検出するスロットル開度セン
サ25が共通吸気通路11に設けられ、サージタンク13に
は、吸気負圧(ブースト)を検出するブーストセンサ26
と、吸気温度を検出する吸気温センサ27とが設けられ、
ロータハウジング4bには水温センサ28が設けられてい
る。さらに、偏心軸8の回転角を検出するアングルセン
サ29が設けられ、これらセンサの出力はすべて制御回路
20に入力されるようになっている。
【0022】制御回路20は、そのメモリ内に、図4に示
すような燃料制御アップを格納しており、このマップ
は、エンジン回転数と負荷とに応じた運転領域内にフィ
ードバック領域を設定している。このフィードバック領
域は、ブーストセンサ26で検出された所定の吸気圧を負
荷の上限とし、スロットル開度センサ25の検出値を下限
として2つのエンジン回転数の間に設定されている。そ
して制御回路20は、上記センサの出力に基づいて演算さ
れたパルス幅を有する燃料噴射パルスを燃料噴射弁16a
,16b に出力するとともに、上記燃料制御マップ上に
設定されたフィードバック制御領域において、O2 セン
サ24の出力をフィードバックして燃料噴射量の制御を行
なっている。
【0023】また、制御回路20は、上記フィードバック
制御領域のみにおいて開閉弁19を開き、これによって、
一方のトロコイド空間6aの圧縮作動室を他方のトロコイ
ド空間6bの吸気作動室に連通させる連通状態と、他方の
トロコイド空間6bの圧縮作動室を一方のトロコイド空間
6aの吸気作動室に連通させる連通状態とを交互に現出さ
せるようにして、ポンピングロスの低減を行なってい
る。
【0024】このように、本実施例では、吸気充填量の
低減によるポンピングロス低減制御をO2 センサを用い
た燃料噴射量のフィードバック制御領域に限定して行な
うことにより、空燃比の変動による燃焼性の悪化を防止
している。
【0025】さらに制御回路20は、開閉弁19を開いてポ
ンピングロス低減制御を行なっているときに、失火によ
ってO2 センサ24の出力がリーン判定しきい値に達し、
かつこの状態が所定時間T(1秒以下)の間継続した場
合、これをO2 センサ「はりつき」と判定して、制御弁
19を閉じ、ポンピングロス低減制御を停止させている。
【0026】すなわち、図5に示すように、燃料噴射量
のフィードバック制御が開始された時点t1から制御弁
19が開かれてポンピングロス低減制御が開始され、空燃
比がリーン判定しきい値に達した状態が時間t2から時
点t3までの時間Tの間継続した場合、これをO2 セン
サ「はりつき」と判定して制御弁19を閉じるようにして
いる。
【0027】このようにすれば、ポンピングロス低減制
御中の吸気充填量低減による燃料性の変動を早期に検知
でき、失火によるエンジンのトルク変動が発生する以前
に対応することができる。
【0028】図6は、本実施例において制御回路20が実
行するポンピングロス低減制御ルーチンを示すフローチ
ャートである。
【0029】まずステップS1において、スロットル開
度センサ25、ブーストセンサ26、アングルセンサ29およ
びO2 センサ24の各出力から、スロットル開度TVO、
吸気負圧、エンジン回転数および空燃比を読み込み、次
のステップS2で図4に示すフィードバック制御領域か
否かを判定する。そしてフィードバック制御領域以外の
領域ではステップS3へ進んで開閉弁19を閉じ、ポンピ
ングロス低減制御は行なわない。
【0030】一方、フィードバック制御領域では、ステ
ップS4でO2 センサ24の出力がリーン判定しきい値に
達したか否かを判定し、この判定が「NO」であればス
テップS5へ進んで開閉弁19を開き、ポンピングロス低
減制御を開始する。また、O2 センサ24の出力がリーン
判定しきい値に達した場合、ステップS6で、リーン判
定しきい値に達した状態の継続時間を所定時間Tと比較
し、上記状態の継続時間が所定時間Tに達するまでは、
ステップS5へ進んで開閉弁19を開いたままにしてポン
ピングロス低減制御を継続する。そして上記所定時間T
が経過した時点でこれをO2 センサ24の出力の「はりつ
き」と判定して、ステップS3へ進み、開閉弁19を閉じ
てポンピングロス低減制御を停止する。
【0031】以上が本発明を2気筒ロータリピストンエ
ンジンに適用した場合の構成およびその動作の説明であ
るが、本発明は3気筒ロータリピストンエンジンにも、
レシプロエンジンにも適用できる。本発明をレシプロエ
ンジンに適用する場合は、エンジンの各気筒の吸気ポー
トを開閉する吸気弁に対する動弁機構に、バルブタイミ
ング可変手段を設けて、吸気弁開閉タイミングを通常の
基本タイミングとこれより遅く閉じる遅閉じタイミング
とに切換可能とし、この切換を運転状態に応じて行なえ
ばよい。あるいは、通常の吸気ポート以外に、吸気遅閉
じ弁により開閉される吸気遅閉じポートを設けてもよ
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された2気筒ロータリピストンエ
ンジンの構成を展開して示す概略図
【図2】同断面図
【図3】吸気充填量低減手段の動作説明図
【図4】燃料噴射量のフィードバック制御領域を示すマ
ップ
【図5】本発明の制御例を示すタイミングチャート
【図6】本発明の制御例を示すフローチャート
【符号の説明】
1 ロータリピストンエンジン 3 インタミディエイトハウジング 4a,4b ロータハウジング 5a,5b サイドハウジング 6a,6b トロコイド空間 7a,7b ロータ 8 偏心軸 10 吸気装置 12 スロットル弁 16a ,16b 燃料噴射弁 17 連通路 18a ,18b 吸気遅閉じポート 19 開閉弁 20 制御回路 24 O2 センサ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポンピングロスを低減するための吸気充
    填量低減手段をスロットル弁下流に設け、該吸気充填量
    低減手段をエンジンの運転状態に応じて作動状態と停止
    状態とに切換えるようにしたエンジンの制御装置におい
    て、 エンジンの排気通路に設けた酸素濃度センサの出力をフ
    ィードバックして燃料噴射量の制御を行なう運転領域の
    みに限定して、前記吸気充填量低減手段を作動状態とす
    る制御手段を備えてなることを特徴とするエンジンの制
    御装置。
  2. 【請求項2】 前記吸気充填量低減手段の作動時に、前
    記酸素濃度センサの出力がリーン判定しきい値に達して
    いる状態の継続時間を所定時間と比較する比較手段を設
    け、該比較手段により、前記酸素濃度センサの出力が所
    定時間継続してリーン判定しきい値に達していると判定
    された場合に、前記制御手段が前記吸気充填量低減手段
    を停止状態に切換えることを特徴とする請求項1記載の
    エンジンの制御装置。
  3. 【請求項3】 前記吸気充填量低減手段が吸気遅閉じ手
    段よりなることを特徴とする請求項1または2記載のエ
    ンジンの制御装置。
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