JPH02201014A - エンジンの２次空気供給装置 - 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、エンジンにより駆動され排気通路に２次空気
を供給するクラッチ付きエアポンプを備えたものに関す
る。

（従来の技術） 従来、エンジンの２次空気供給装置として、例えば実開
昭６２−１３６１１８号公報に開示されるように、エン
ジンにより駆動され排気通路に２次空気を供給するエア
ポンプと、該エアポンプとエンジンとの間に設けられた
クラッチとを備え、エンジンが低速低負荷領域を中心と
する２次空気供給領域にあるときには上記クラッチを接
続させて排気通路に２次空気を供給し、排気ガス中の未
燃焼成分を再燃焼させてエミッション性能を高める一方
、エンジンが２次空気供給領域以外の領域にあるときに
は上記クラッチを分離させて２次空気の供給を停止させ
、その分エンジンの負荷を軽減させてエンジン出力を高
めるようにしたものが知られている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記従来のものでは、エンジンが２次空気供
給領域から出たり該領域に入ったりする都度、クラッチ
が接続または分離されるので、耐久面からクラッチの信
頼性が心配される。

本発明はこのような点に着目してなされたものであり、
その目的とするところは、クラッチが接続される運転領
域を２次空気供給領域以外にまで拡張してクラッチの接
続または分離の頻度を減少させることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明では、クラッチが接続
される運転領域を２次空気供給領域以外にまで拡張し、
この拡張した運転領域ではエアポンプの吐出エアをリリ
ーフさせることである。

具体的に、本発明の講じた解決手段は、エンジンにより
駆動され排気通路に２次空気を供給するエアポンプと、
該エアポンプとエンジンとの間に設けられたクラッチと
、上記エアポンプの吐出エアをリリーフさせるリリーフ
手段と、エンジンが２次空気供給領域にあるときには上
記クラッチを接続させる一方、２次空気供給領域に隣接
する２次空気カット領域にあるときには上記クラッチを
接続させるとともにリリーフ手段をオン作動させる制御
手段とを設ける構成としたものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、制御手段の制御により
、エンジンが２次空気供給領域にあるときにはクラッチ
が接続し、エアポンプが駆動されて排気通路に２次空気
が供給され、排気ガス中の未燃焼成分が再燃焼してエミ
ッション性能が高まる。

一方、エンジンが２次空気供給領域以外の領域にあると
きにはクラッチが分離し、エアポンプが停止して２次空
気の供給が停止し、その分エンジンの負荷が軽減されて
エンジン出力が高まる。

そして、エンジンがこの２次空気供給領域以外の領域で
あって２次空気供給領域に隣接する２次空気カット領域
にあるときには、制御手段の制御により、クラッチが接
続してエアポンプが駆動されるが、リリーフ手段がオン
作動して上記エアポンプの吐出エアがリリーフされる。

このことにより、不必要な２次空気の供給が停止される
とともに、クラッチが接続される運転領域が２次空気供
給領域のみならず２次空気カット領域にまで拡張されて
クラッチの接続または分層の頻度が減少し、クラッチの
耐久性が向上する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る２次空気供給装置を備え
たロータリピストンエンジンを示す。同図において、１
は公知のロータリピストンエンジンでありで、該エンジ
ン１はハウジング２と、該ハウジング２内に配設された
ロータ３とを備え、このロータ３の回動によりハウジン
グ２とロータ３との間に形成された三つの作動室４に吸
入、圧縮、爆発、膨張、排気の各行程を行わせるもので
ある。

上記ハウジング２には、吸入行程にある作動室４に連通
する吸入ボート５と、排気行程にある作動室４に連通す
る排気ポート６とが形成されている。そして、該吸入ボ
ート５には吸気通路７が接続されており、該吸気通路７
はエアクリーナ８を介して大気に開放されている。Ｍ吸
気通路７には吸気流量を調節するスロットル弁９が設け
られている。また、吸気通路７のスロットル弁９よりも
吸気上流側には、吸気を冷却するためのインタークーラ
１０、吸気を加圧してエンジンを過給する過給機１１が
設けられているとともに、該スロットル弁９よりも吸気
下流側には、吸気に燃料を噴射供給するインジェクタ１
２が設けられている。

さらに、上記排気ポート６には排気通路１５が接続され
ており、該排気通路１５は大気に開放されている。該排
気通路１５には排気ガスを浄化処理する第１および第２
の二つのキャタリス１１６゜１７が設けられている。

また、２０は２次エア通路であって、該２次エア通路２
０は、一端が上記エアクリーナ８に連通し、他端が２次
エア供給部２１に連通している。

該２次エア通路２０にはベーン式のエアポンプ２２が設
けられている。該エアポンプ２２の駆動軸は電磁クラッ
チ２３を介してエンジン１の出力軸に連結されていて、
該電磁クラッチ２３が接続するとエンジン１によってエ
アポンプ２２が駆動され、該エアポンプ２２により加圧
された吸気が２次空気として２次エア供給部２１に供給
される一方、電磁クラッチ２３が分離するとエアポンプ
２２が停止し、２次エア供給部２１への２次空気の供給
が停止するものである。

さらに、上記２次エア供給部２１にはボートエア通路２
４が接続され、該ボートエア通路２４は上記排気ボート
６に接続されていて、２次エア供給部２１の２次空気を
排気ボート６に供給し、この２次空気により第１および
第２キヤタリスト１６．１７で排気ガス中の未燃焼成分
を再燃焼させてエミッション性能を高める“ボートエア
・モード″を実行するようにしている。また、上記２次
エア供給部２１にはスプリットエア通路２５が接続され
、該スプリットエア通路２５は上記第２キヤタリスト１
７の中途部に接続されていて、２次エア供給部２１の２
次空気を第２キヤタリスト１７に供給し、この２次空気
により第２キヤタリスト１７の一部で排気ガス中の未燃
焼成分を再燃焼させてエミッション性能を高める“スプ
リットエア・モード”を実行するようにしている。さら
に、上記２次エア供給部２１には小径のパーシャルリリ
ーフ通路２６が接続され、該パーシャルリリーフ通路２
６は消音機能を有するリリーフサイレンサ２８を介して
大気に開放されていて、２次エア供給部２１の２次空気
を小流量でもってリリーフする゛小すリーフ・モード°
を実行するようにしている。また、上記２次エア供給部
２１とエアポンプ２２との間の２次エア通路２０には大
径のフルリリーフ通路２７が接続され、該フルリリーフ
通路２７は上記リリーフサイレンサ２８を介して大気に
開放されていて、２次エア供給部上流の２次空気を大流
量でもってリリーフする″大すリーフーモード１を実行
するようにしている。

そして、上記２次エア供給部２１にはボートエア弁３１
が設けられている。該ボートエア弁３１は、第１図に実
線で示すようにボートエア通路２４の２次エア供給部側
開口部を閉塞し且つスプリットエア通路２５およびパー
シャルリリーフ通路２６の２次エア供給部側開口部を開
放する第１位置と、同図に破線で示すようにパーシャル
リリーフ通路２６の２次エア供給部側開口部を閉塞し且
つボートエア通路２４およびスプリットエア通路２５の
２次エア供給部側開口部を開放する第２位置とをとる。

そして、該ボートエア弁３１は公知のダイヤフラム装置
３２に連結され、該ダイヤフラム装置３２の低圧室はソ
レノイドバルブよりなるボートソレノイド３３を介して
スロットル弁下流の吸気通路７に接続されている。よっ
て、ポートソレノイド３３の不作動時にはダイヤフラム
装置３２の低圧室に負圧が供給されず、ダイヤフラム装
置！３２のスプリングの付勢力によってボートエア弁３
１を第１位置に位置づける一方、ポートソレノイド３３
のオン作動時にはダイヤフラム装Ｍ３２の低圧室に負圧
が供給されて、ダイヤフラム装置３２のダイヤフラムの
偏倚力によってボートエア弁３１を第２位置に位置づけ
るようにしている。

また、上記スプリットエア通路２５にはスプリットエア
弁３４が設けられている。該スプリットエア弁３４には
ソレノイドバルブよりなるスプリットソレノイド３５が
連結されていて、該スプリットソレノイド３５の不作動
時には第１図に実線で示すようにスプリットエア弁３４
を閉じる位置に位置づける一方、スプリットソレノイド
３５のオン作動時にはスプリットエア弁３４を開く位置
に位置づけるようにしている。

さらに、上記フルリリーフ通路２７にはリリーフ弁３６
が設けられている。該リリーフ弁３６は公知のダイヤフ
ラム装置３７に連結され、該ダイヤフラム装置３７の高
圧室はソレノイドバルブよりなるリリーフソレノイド３
８を介してリリーフ弁上流のフルリリーフ通路２７に接
続されている。

よって、リリーフソレノイド３８の不作動時にはダイヤ
フラム装置３７の高圧室に２次空気が供給されず、第１
図に実線で示すようにダイヤフラム装置３７のスプリン
グの付勢力によってリリーフ弁３６を閉じる位置に位置
づける一方、リリーフソレノイド３８のオン作動時には
ダイヤフラム装置３７の高圧室に２次空気が供給されて
、ダイヤフラム装置３７のダイヤフラムの偏倚力によっ
てリリーフ弁３６を開く位置に位置づけるようにしてい
る。

以上の構成において、上記各通路２５〜２７および各弁
等３１〜３８により、上記エアポンプ２２の吐出エアを
リリーフさせるリリーフ手段５１を構成している。

そして、上記インジェクタ１２、電磁クラッチ２３、ボ
ートソレノイド３３、スプリットソレノイド３５および
リリーフソレノイド３８はコントロールユニット４０に
よって、その作動が制御される。また、４１は吸気通路
７に設けられ吸気流量を検出するエアフローメータ、４
２はエンジン１の回転数を検出する回転数センサであり
、該エアフローメータ４１および回転数センサ４２の出
力は上記コントロールユニット４０に入力されている。

次に、上記コントロールユニット４０によるポートソレ
ノイド３３、スプリットソレノイド３５およびリリーフ
ソレノイド３８の作動制御を第２図のフローに基づいて
説明する。スタート後、まずステップＳｌで運転状態を
読み込み、ステップＳ２でエンジン１が第３図に示すボ
ートエア領域■（エンジン回転数がＲ１以下で且つ負荷
がＰＯ以下の領域で主としてアイドル運転領域）にある
か否かを判定する。そして、ボートエア領域■にあると
きにはステップＳ３でポートソレノイド３３をオン作動
してボートエア弁３１を第２位置に位置づけるとともに
ステップＳ４で電磁クラッチ２３を接続してエアポンプ
２２を駆動し、リターンする。このことにより、パーシ
ャルリリーフ通路２６の２次エア供給部側開口部が閉じ
且つボートエア通路２４およびスプリットエア通路２５
の２次エア供給部側開口部が開く。そして、スプリット
エア弁３４およびリリーフ弁３６は閉じている。よって
、ボートエア・モードが実行されてエミッション性能が
高められる。

一方、エンジン１がボートエア領域■になく、上記ステ
ップＳ２でＮＯと判定されると、ステップＳシでエンジ
ン１が第３図に示すボートエア領域■（エンジン回転数
がＲ１−Ｒ２で且つ負荷がＰ、以下〜Ｐ１以下の領域お
よびエンジン回転数がＲ１以下で且つ負荷がｐｏ−Ｐ、
の領域）にあるか否かを判定する。そして、ボートエア
領域■にあるときにはステップＳ６でスプリットソレノ
イド３５をオン作動してスプリットエア弁３４を開くと
ともに、ステップＳ３でポートソレノイド３３をオン作
動してボートエア弁３１を第２位置に位置づけ、且つス
テップＳ４で電磁クラッチ２３を接続してエアポンプ２
２を駆動し、リターンする。このことにより、パーシャ
ルリリーフ通路２６の２次エア供給部側開口部が閉じ且
つボートエア通路２４およびスプリットエア通路２５の
２次エア供給部側開口部が開く。そして、スプリットエ
ア弁３４は開き、リリーフ弁３６は閉じている。よって
、ボートエア・モードとスプリットエア・モードとが併
用されてエミッション性能が高められる。その場合、ス
プリットエア・モードを実行した分、第１キヤタリスト
１６に供給される２次空気が減って、ボートエア・モー
ドのみ実行する場合よりも排気ガス中の未燃焼成分の再
燃焼が抑制されることになる。

また、エンジン１がボートエア領域■になく、上記ステ
ップＳ５でＮＯと判定されると、ステップＳ７でエンジ
ン１が第３図に示すスプリットエア領域（エンジン回転
数がＲ１−Ｒ２で且つ負荷がｐｏ−Ｐ、の領域）にある
か否かを判定する。

そして、スプリットエア領域にあるときにはステップＳ
８でスプリットソレノイド３５をオン作動してスプリッ
トエア弁３４を附くとともにステップＳ４で電磁クラッ
チ２３を接続してエアポンプ２２を駆動し、リターンす
る。このことにより、スプリットエア弁３４が開くが、
その場合、ボートエア弁３１は第１位置にあり、リリー
フ弁３６は閉じている。よって、スプリットエア・モー
ドと小リリーフ・モードとが併用されてエミッション性
能が高められる。その場合、小リリーフ・モードを実行
した分、第２キヤタリスト１７に供給される２次空気が
更に減って、ボートエア・モードとスプリットエア・モ
ードとを併用する場合よりも排気ガス中の未燃焼成分の
再燃焼が更に抑制されることになる。

一方、エンジン１がスプリットエア領域になく、上記ス
テップＳ７でＮＯと判定されると、ステップＳ９でエン
ジン１が第３図に示すエアーリリーフ領域（エンジン回
転数がＲ２以下で且つ負荷がＰ１〜Ｐ２の領域）にある
か否かを判定する。そして、エアーリリーフ領域にある
ときにはステップＳ１１でリリーフソレノイド３８をオ
ン作動してリリーフ弁３６を開くとともに、ステップＳ
４で電磁クラッチ２３を接続してエアポンプ２２を駆動
し、リターンする。このことにより、リリーフ弁３６を
開くが、その場合、ボートエア弁３１は第１位置にあり
、スプリットエア弁３４は閉じている。よって、スプリ
ットエア・モードと大リリーフ・モードとが併用されて
２次空気の全量がリリーフされ、排気ガス中の未燃焼成
分の再燃焼は実行されない。

また、エンジン１がエアーリリーフ領域になく、上記ス
テップＳ９でＮＯと判定されると、エンジン１が第３図
に示すエアーカット領域（エンジン回転数がＲ２以上ま
たは負荷が１２以上の領域）にあると判断して直ちにス
テップＳｌ＋で電磁クラッチ２３を分離してエアポンプ
２２が停止し、リターンする。したがって、排気ガス中
の未燃焼成分の再燃焼は実行されない。このエアポンプ
２２の停止操作により、エンジン１の負荷が軽減されて
エンジン出力が高まる。

以上のフローにより、エンジンが２次空気供給領域（ボ
ートエア領域■）にあるときには上記クラッチ２３を接
続させる一方、２次空気供給領域に隣接する２次空気カ
ット領域（ボートエア領域■、スプリットエア領域、エ
アーリリーフ領域）にあるときには上記クラッチ２３を
接続させるとともにリリーフ手段５１をオン作動させる
制御手段５２を構成している。

したがって、上記実施例においては、ボートエア領域■
、スプリットエア領域、エアーリリーフ領域にあるとき
には、電磁クラッチ２３が接続してエアポンプ２２が駆
動されるが、リリーフ手段５１により適宜エアポンプ２
２からの２次空気かリリーフされる。このことにより、
不必要な２次空気の供給が停止されるとともに、電磁ク
ラッチ２３が接続される運転領域がボートエア領域■の
みならずボートエア領域■、スプリットエア領域、エア
ーリリーフ領域にまで拡張されて電磁クラッチ２３の接
続または分離の頻度が減少し、電磁クラッチ２３の耐久
性が向上する。

また、負荷領域にエアーカット領域を設けたので、エン
ジン１の負荷が軽減されてエンジン出力を有効に高める
ことができる。

さらに、スプリットエア弁３４をリリーフ手段の一つと
して利用したので、構造の複雑化防止に寄与できる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンの２次空気供給
装置によれば、エンジンが２次空気供給領域にあるとき
にはエアポンプのクラッチを接続させる一方、２次空気
供給領域に隣接する２次空気カット領域にあるときには
上記クラッチを接続させるとともにエアポンプの吐出エ
アをリリーフさせたので、２次空気供給領域でエミッシ
ョン性能を高めるとともに２次空気供給領域以外の領域
でエンジン出力を高めるという基本的効果に加えて、２
次空気カット領域によりクラッチが接続される運転領域
を拡張してクラッチの接続または分離の頻度を減少させ
、クラッチの耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を例示し、第１図は全体概略構成
図、第２図はコントロールユニットの作動制御を示すフ
ローチャート図、第３図は２次空気供給領域を示す説明
図である。 ２２・・・エアポンプ ２３・・・電磁クラッチ ５１・・・リリーフ手段 ５２・・・制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンにより駆動され排気通路に２次空気を供
   給するエアポンプと、該エアポンプとエンジンとの間に
   設けられたクラッチと、上記エアポンプの吐出エアをリ
   リーフさせるリリーフ手段と、エンジンが２次空気供給
   領域にあるときには上記クラッチを接続させる一方、２
   次空気供給領域に隣接する２次空気カット領域にあると
   きには上記クラッチを接続させるとともにリリーフ手段
   をオン作動させる制御手段とを設けたことを特徴とする
   エンジンの２次空気供給装置。