JPH01249916A - エンジンの２次エア供給装置 - 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） 本発明はエンジンの２次エア供給装置に関するものであ
る。

（従来技術） エンジンの中には、排気通路に少なくとも酸化機能を促
進する触媒＜ｒ；ａ化触媒）を配設すると共に、触媒−
Ｌ流の排気通路に２次エアを供給して、ＨＣやＣＯなと
の排ガ、ス中の未燃成分を完全燃焼させるようにしたも
のがある。

このような２次エアを利用して排気ガス浄化を行なうも
のには、実開昭５４−７１００５号公報に示すように、
２次エアの供給路として第１エア供給路と第２エア供給
路との２種類設けて、エンジンの運転状態に応じて２次
エアを供給すべき位１６、すなわち第１と第２のエア供
給路からの２次エア供給を切換えるようにしたものがあ
る。より具体的には、第１エア供給路は、排気行程にあ
る燃焼室あるは燃焼室近傍の排気通路に開口されて、該
第１エア供給路から供給される２次エアによって燃焼室
内の残留ガスを掃気するように設定されている。そして
、この第１エア供給路からの２次エア供給は、燃焼安定
性が特に要求される低回転、低０荷時に行なわれる。ま
た、第２エア供給路は、触媒面ヒ流の排気通路に開［］
されて、特に高ｆｉｆｒ１、高回転時において触媒を利
用した酸化（ＩＩＣ，ＣＯの燃焼）を行なうようになっ
ている。

（発明が解決しようとする問題点） １、かじながら、前述した２つのエア供給路を有するも
のにあっては、その切換時にトルク変動を生じ易いとい
う問題を生じる。すなわち、第１エア供給路から２次エ
アを供給する場合は、掃気効率が高まるため、この第１
エア供給路から２次エアを供給しない場合に比し、てト
ルクが大きくなるという傾向を生じることになる、 したがって、本発明の目的は、２次エアの供給態様を切
換えることに伴うトルク変動を防出し得るようにしたエ
ンジンの２次エア供給装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）１ｍ述の目的を
達成するため、本発明にあっては、次のような構成とし
である１、すなわち、排気行程時にある燃焼室あるいは
燃焼室近傍の排気通路に開口され、燃焼室内に残留する
排気ガスを掃気するように２次エアを供給する第１エア
供給路と、 排気通路に配設され、少くとも酸化促進機能を有する排
気ガス浄化触媒と、 前記触媒の直−ヒ流の排気通路に２次エアを供給する第
２エア供給路と、 エンジンの運転状態に応じて前記第１と第２のエア供給
路からの２次エア供給を切換える切換手段と、 前記第１と第２エア供給路からの供給の切換に伴うトル
ク変動を抑制するトルク変動抑制手段と、 を備えた構成としである。

上記トルク変動抑制のための具体的な構成例としては１
例えば燃料供給量（空燃比）の調整、点火時期の調整、
過給圧調整等、エンジンの発生トルク（出力）を調整す
ることにより行なうこともできるが、２次エアの供給態
様切換を徐々に行なうことによっても行なうことができ
る。この切換を徐々に行なう場合は、応答性確保の観点
から、例えばエンジン回転数の変動を見つつ切換速度を
変更とするとよい。

（実施例） 以ド、本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。

第１図において、１はエンジン本体で、実施例ではバン
ケル式のロータリピストンエンジン用とされている。こ
のエンジン本体１は、既知のように、ロータハウジング
２と略三角形とされたロータ３と、を有し、このロータ
３によりロータハウジング２内が２つの作動室４．５．
６に画成されている５、そして、サイドハウジング７に
は、吸気通路の一部を構成する吸気ボート８が形成され
る一方、ロータハウジング２には排気通路の一部を構成
する排気ボート９が形成される他、点火プラグ１０が配
設されている。各作動室４．５，６はロータ３の遊星回
転運動に伴って容積変化して、吸気、圧縮、膨張（爆発
）、排気の各行程をとる。そして、第２図では、作動室
４が吸気行程にあり、作動室５が膨張行程にあり１作動
室６か排気行程にある場合が示されている。

前記吸気ボート８に連なる吸気通路２１には、そのＦ流
側から下流側へ順次、エアクリーナ２２、エアフロメー
タ２３、過給機２４、インタクーラ２５、スロットル弁
２６、燃料噴射弁２７が配設されている。

一方、前記排気ボート８に連なる排気通路；３１には、
その上流側から上゛流側へ順次、第１触媒３２、第２触
媒３３、第３触媒３４が配設されている、第１触媒３２
は、酸化触媒とされている３、また、第２、第３の２つ
の触媒３３．３４は、それぞれ三元触媒とされて、斤い
に接近してかつ第１触媒３２よりもかなり下流に配設さ
れている。

前記エアフロメータ２３と過給機２４との間の吸気通路
２１からは、２次エア供給用の共通エア供給路４１が４
出されている。この共通エア供給路４１にはポンプ４２
が接続され、該ポンプ４２は、電磁クラッチ４３を介し
てエンジン出力軸と連動されている。ポンプ４２下流の
共通エア供給路４１からは、第１と第２の２本のエア供
給路４４と４５とが分岐されている。

第１エア供給路４４は、前記排気ボート９に開［１され
て、ここから供給された２次エアによって、排気行程に
ある作動室（燃焼室）６内の残留ガスを掃気するように
されている。すなわち、特にロータリピストンエンジン
にあっては、排気行程にある作動室６内の排気ガスを吸
気行程にある作動室４へと持ち込む割合が多くて特に低
負荷、低回転時での燃焼安定性を悪くする原因となるが
、２次エアによる掃気作用によってこのような問題が解
消あるいは減少されることになる。したがって、この第
１エア供給路４４の開［コ位置は。

掃気作用を確保し得る限り、作動室に６に直接開口させ
ることもできる。そして、第１エア供給路４４には、排
気ガスの逆流を防【ヒするための逆１ヒ弁４６が配設さ
れている。

一方、前記第２エア供給路４５は、１１」記憶２と第３
の触媒：３３と３４との間の排気通路３１に開［１され
ている。勿論、この第２エア供給路４５にも、排気ガス
の逆流防止用の逆１１−弁４７が配設されている。

前記第１エア供給路４４からの２次エア供給と第２エア
供給路４５からの２次エア供給との切換は、その分岐部
に設けた切換弁４８によって行なわれる。この切換弁４
８は、負圧作動式のアクチュエータ４９によって駆動さ
れ、このアクチュエータ４９の作動は、その負圧室４９
ａに対するｆ’ｌ圧と大気圧との供給を切換えることに
より行なわれる。すなわち、ト記負圧室４９ａは、デユ
ーティソレノイドを利用した三方切換弁５０に接続され
て、この切換弁５０によって、負圧室４９ａが、大気に
開放された状態と負圧路５１を介してスロットル弁２６
下流の吸気通路２１に連通した状態とに切換えられる。

そして、三方切換弁５０は、デユーティ制御されること
により、第１エア供給路４４と第２エア供給路４５との
単なる切換に止まらず、その切換速度を青史し得る（負
圧室４９　ａの大気と負圧路５１とに対する連通割合の
調整）。

実施例ては、さらに、第２エア供給路４５に供給する２
次エアの暇を調整するため、リリーフ通路５２が接続さ
れると共に、＄ｉミリリーフ路５２に開度調整用の調整
弁５３が配設されている。この調整弁５３は、負圧作動
式のアクチュエータ５４により駆動され、このアクチュ
エータ５４の作動がデユーティツレ、ノイドを利用した
三方切換弁５５により制御される。なお、このアクチュ
エータ５４と三方切換弁５５とは、前記アクチュエータ
４９あるいは三方切換弁５０と同じように構成されるの
で、これ以上の詳細な説明は省略Ｊる。

第１図中６１はマイクロコンピュータをい利用して構成
された制御ユニットである。この制御ユニット６１には
、各センサ６１）、〜６６からの＋２号は人力される一
方、この制御ユニット６１からは１１；ｊ２各要素４３
．５０．５５に出力される。

−ヒ記センサ６２はスロットル弁２６の開度すなわちエ
ンジン負荷を検出するものである。センサ６３はエンジ
ン回転数を検出するものであるウセンサ６４は外気温を
検出するものである。センサ６５はエンジンの冷却水温
を検出するものである。センサ６６は、第２触媒３３直
上流の排気ガス温度を検出するものである。

なお、制御ユニット６１は、基本的にＣＰ　ＬＪ、ＲＯ
Ｍ％ＲＡＭ、ＣＬＯＣＫを備える他、インターフェイス
さらにはＤ／ΔあるいはΔ／Ｄ変換変換含気するが、こ
れ等の点についてはマイクロコンピュータを利用する場
合の既知の構成なので、これ以上の説明は省略する。勿
論、後述するマツプ等はＲＯＭにＢ記憶されているもの
である。

次に、制御ユニット６１による制御の概要について説明
する。なお。以下の説明では、第２エア供給路４４から
供給される２次エアをボートエアと称し第２エア供給路
４５から供給される２次エアをスプリットエアと称する
。

先ず、２次エアの供給領域が、第２図に示すようにエン
ジン回転数とスロットル開度とをパラメータとして設定
されている。この第２図において、エンジン回転数が３
５００ｒｐｍ以」二の領域は、２次エアの供給が全くな
されない２次エアカット領域となる。エンジン回転数が
３５００ｒｐｍよりも小さいことを前提として、高回転
かつ高負荷領域となる第２図破線を施した領域が、第２
エア供給路４５からのみ２次エアを供給する領域（スプ
リットエア領域）となる。このスプリットエア領域が、
空燃比をフィードバック制御する領域ともなっている（
このための空燃比センサは図示路）。そして、スプリッ
トエア領域以外の領域が、第１エア供給路４４からボー
トエアを供給するボートエア領域とされている。なお、
第２図中、Ｎ／１．はノーロードラインを示す。

上記ボートエアとスプリットエアとの切換時におけるト
ルク変動防止は、実施例では、スプリットエア供給から
ボートエア供給へ切換えるときにのみ行ない、この逆方
向となるボートエアからスプリットエアへの切換時に行
なわないようにしである。

このトルク変動防止のため、実施例では切換時にはエン
ジン回転数の変動に応じて、スプリットエア供給からボ
ートエア供給への移行態様を変えるようにしである１、
より具体的には、エンジン回転数の変動が無いとき、あ
るいはエンジン１転数が上昇するときは、第３図に示す
ように、２次エア供給態様の変更を極めてゆっくりと行
なうようにしである。すなわち第３図ｔ、０時点が切換
開始であり、１＋時点で切換が完了した時点となる。

また、切換時にエンジン回転数が減少するような場合に
は、その減少方向に応じて切換態様を変更するようにし
である。すなわちエンジン回転数の減少度合があまり大
きくないときは、第４図に示すように、切換をゆっくり
と行なうものの、出３図に場合よりも早く行なうように
しである（Ｌｅ時点が切換開始で１２時点が切換完了）
。また、エンジン回転数の減少度合が大きいときは、第
４図に示すように、切換を一気に行なうようにして、エ
ンストを防止するようにしである。

さらに、実施例では、スプリットエア供給を。

空燃比のフィードバック制御にのみ行なうようにしであ
る４このため、外気温か１５＠Ｃ以上でかつ冷却水温が
５０°Ｃ以上のときにのみ、スプリットエア供給かなさ
れる。また、供給されるスブリ・ソトエアの晴は、第２
触媒３３直簡の排気ガス温度に応じて変更するようにし
である。具体的には、第６図に示すように、センサ６６
で検出された温度が高くなるほど、スプリットエア量が
少なくなるようにしである。

このように、スプリットエア晴をセンサ６６の険出温度
に応じて変更するのは、第１触媒３２の劣化度に応じた
適切な酸化機能を第３の触媒３４で行なわせるためのも
のである。すなわち、第１触ｌ５３２が劣化すると、こ
の第１触媒３２を通過した後の排気ガス温度は、第１触
媒３２が劣化していないときの排気ガス温度よりも低（
なる１、シたがって、センサ６６で検出した温度が低く
なるほど（第１触媒３２の劣化が進むほど）スプリット
エア晴を多くして、第１触媒３２で浄化（酸化）されな
かった分のＣ０１ＩＩ　Ｃを第３の触媒３４で十分に浄
化し得るようにしである。逆に、第１触媒３２が劣化し
ていない段階で多量のスプリットエアを供給″１−ると
、第３触媒３４での未燃成分が少ないためオーバークー
ルとなり、浄化効率り好ましくない、。

また、このスプリットエア晴の調整は、Ｉ−Ｉ　ＣとＮ
Ｏｘとの浄化を共に適切に行なう上でも好ましいものと
なる。すなわち、第１触媒３２が劣化した状態でスプリ
ットエア量が少ないと、未燃成分（ＩＣ，ＣＯ）が多く
なり過ぎる一方、ＮＯｘのアンモニアフォメーションに
よりＮＯｘも多ｔ；発生し、浄化効果が低下してしまう
。

なお　第１〜第３の各触媒３２．３３．３４の機能につ
いてより詳しく説明すると、ボートエア領域では全ての
触媒３２〜３４が酸化触媒として機能する。また、スプ
リットエア領域では、第１と第３の触媒３２と３４とが
酸化触媒として機能し、第２触媒３３は、還元触媒とし
て機能する。

そして、２次エアカット領域では、第１の触媒３２が酸
化触媒、第２と第３の触媒３３．３４が還元触媒として
機能する。

次にヒ述した制御の詳細を第７図に示すフローチャート
を参照し−）つ説明する。なお、以下の説明でＰはステ
ップを示す。

先ず、ＰＩにおいて、システムのイニシャライズか竹な
われた後、Ｐ２において各センサ６２〜６６からの信号
が読込まれる。

Ｐ３においては、第２図に示すマツプに照合して、２次
エアを供給すべき運転状態であるか否かが判別される。

このＰ３の判別でＮｏのときは、Ｐ４において電磁クラ
ッチ４３をＯＦＦ　（切断）、すなわちポンプ４２を停
止させた後、リターンされる。

前記Ｐ３の判別でＹＥＳのときは、電磁クラ１９ヂ４３
をＯＮすなわち接続して、エアポンプ４２を駆動する。

この後、１ノロにおいて、現在の運転状態が、ボートエ
アを供給すべき領域であるか否かが判別される。この判
別でＮＯのときは、スプリットエアを供給すべき運転状
態である。この場合は、ＰＩ、Ｐ８の判別において外気
温が１５゜Ｃでありかつ冷却水温が５０’Ｃ以−ヒであ
ることが確認されたのを前提として５Ｉ〕９に移行する
。

このＰ９においては、センサ６６により第２触媒３３直
上流の排気ガス温度が検出され、引続きＰｌｏにおいて
、このセンサ６６で検出された温度に基づいて、供給す
べきスプリットエア川が第６図に示すマツプに基づいて
決定される。この後Ｐ１１において、上記ＰＩＯで設定
された訃のスプリットエア供給の実行、すなわち、第２
エア供給路４５からのスプリットエア供給が実行される
。

そして、Ｐ　ｌ　２において、スプリットエア供給を行
なっていることを示すべく、フラグが１にセットされる
。

前記Ｐ７、Ｐ８の判別でＮｏのとき、すなわち外気温が
１５°Ｃより小さいとき、あるいは冷却水温が５０度Ｃ
より小さいときは、スプリットエアを供給することなく
リターンされる（２次エア供給なし）。

［ｌｎ２Ｐ６の判別でＹＥＳのときは、ボートエアを（
ｊ％給すべきときである。このときは、ＰＩ３において
フラグが１であるか否かが判別される。このＰＩ３の判
別でＹＥＳのときは、スプリットエア供給からボートエ
ア供給への切換時となる。この場合は、先ずＰＩ４でエ
ンジン回転数の変動が検出される（今回サンプリングし
たエンジン回転数と前回サンプリングしたエンジン回転
数との差）。次いで、ＰＩ５において、エンジン回転数
が低Ｆしているか否かが判別される。この））　Ｉ　５
の判別でＮｏのときは、エンジン回転数が変動しないか
上Ｗｒ　しているときである。この場合は、ＰＩ６にお
いて第３図に示すマツプＡにしたがうような変化の態様
で、スプリットエア供給からボートエア供給へとゆっく
りと切換られていく。また、１）１５の判別でＹＥＳの
ときは、【）１７において、エンジン回転数の低下度合
が大きいか否かが判別される。このｌ”’１７の判別で
Ｎｏのときは、ＰＩ８において、第９図に示すマツプＢ
にしたがうような態様でスプリットエア供給からボート
エア供給へと切換えられる。そして、ＰＩ７の判別でＹ
　Ｅ　Ｓのときは、ＰＩ９において、第５図に示すマツ
プＣにしたがうようにスプリットエア供給からボートエ
ア供給へと切換らねる。

上記１Ｊ１６、ｒ”１８あるいは１）Ｉ９の後は、［Ｊ
２０において、ボートエアのみの供給となったか百かが
判別される。この判別でＮｏのときはそのままリターン
され、またＰ２Ｏの判別でＹＥＳのときはボートエアへ
の切換に完ｒということでＦ゛２１においてフラグをＯ
にリセットした後リターンされる。

前記［）１３の判別でＮｏのときは、スプリットエア供
給からボートエア供給への切換時ではないので、Ｐ２２
においてボートエアのみの供給が行なわれる。

以１″実施例について説明したが、ボートエア供給から
スプリットエア供給への切換えのときも、この切換えを
徐々に行なうようにしてもよく、この場合もエンジン回
転数の変動を見つつ徐々なる切換の態様を変更するよう
にしてもよい。

いる。勿論、本発明は往復動型のエンジンにも同様に適
用し得るものである。

（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。

第１エア供給路からの２次エア供給と第２エア供給路か
らの２次エア供給との切換えに伴なうトルク変動を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体゛系統図。 第２図は２次エアの供給領域を示す図。 第３図〜第５図はエンジン回転数の変動態様に応じた２
次エア供給の切換態様を示す図。 第６図は触媒人［コ温度に応したスプリットエア；ｔを
示す図。 第７図は本発明の制御例を示すフローチャート。 １：エンジン本体 ６：作動室（排気工程にある燃焼室） ３１：排気通路 ３４：触媒 ４１：共通エア供給路 ４２：エアポンプ ４３：電磁クラッチ ４４：第１エア供給路 ４５：第２エア供給路 ４８：切換弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気行程時にある燃焼室あるいは燃焼室近傍の排
   気通路に開口され、燃焼室内に残留する排気ガスを掃気
   するように２次エアを供給する第１エア供給路と、 排気通路に配設され、少くとも酸化促進機能を有する排
   気ガス浄化触媒と、 前記触媒の直上流の排気通路に２次エアを供給する第２
   エア供給路と、 エンジンの運転状態に応じて前記第１と第２のエア供給
   路からの２次エア供給を切換える切換手段と、 前記第１と第２エア供給路からの供給の切換に伴うトル
   ク変動を抑制するトルク変動抑制手段と、 を備えていることを特徴とするエンジンの２次エア供給
   装置。