JPH03286161A - エンジンの空燃比制御装置 - 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、エンジンの不安定度か許容レベル以下になる
ようにエンジンの空燃比を制御する装置に関する。

（従来の技術） 一般に、エンジンの燃焼室に供給される混合気の空燃比
は、着火を確実にするために、完全燃焼する理想的な空
燃比の混合気よりも濃い目に保たれている。しかし、こ
のような濃い混合気では燃費率が悪い上、排気ガス中の
一酸化炭素（Ｃｏ）。

炭化水素（ＨＣ）等の濃度が高くなってしまうという問
題があった。

そこで、このような問題を解決するために、例えば特公
昭５６−３３５７１号公報に記載されているように、エ
ンジンの回転数を検出して、この回転数が設定値以上に
減少しない限りスロットルバルブの下流に追加する空気
の量を増量して、空燃比を失火直前の理想空燃比の状態
に制御（ラフネス制＠）するようにしたエンジンが提案
されている。

このようなラフネス制御を行う場合、空燃比のリーン側
およびリッチ側のそれぞれＺこ空燃比の限界値（ガード
値）が設定されており、このように設定されたりッチガ
ードおよびリーンガード間の領域において空燃比制御を
行うようにするのか普通である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記のようなラフネス制御において、例えば
、吸気量の比較的少ないアイドル状態において設定され
たリッチ側のガード値を、そのまま吸気量が増量された
アイドルアップ時において用いたのでは、吸気量が増え
て、もともと排気ガス温か上がり易くなっているため、
空燃比がリッチ側に振られていった場合に、排気系の触
媒温度が上昇して後燃えが起こり易くなり、排気系の信
頼性が悪化するという問題が生ずる。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、高
吸気量状態において空燃比が大きくずれることによって
後燃えが発生するのを抑制して、排気系の熱的信頼性を
確保しつつ、燃費向上を図れるようにすることを目的と
する。

（課題を解決するための手段） 本発明は、高吸気量の時は低吸気量の時に対して空燃比
制御の制御範囲を狭くすることて、空燃比のずれによる
後燃えを抑制することがてきるという知見に基づくしの
であって、その構成は第１図に示すとおりである。すな
わち、本発明に係るエンジンの空燃比制御装置は、エン
ジンの不安定度を検出する不安定度検出手段と、この不
安定度検出手段の出力を受けエンジンの不安定度が許容
レベル以下になるように所定の範囲内で空燃比を制御す
る空燃比制御手段と、エンジンの高吸気量状態を検出す
る高吸気量状態検出手段と、この高吸気量状態検出手段
により高吸気量状態が検出された時空燃比制御手段の制
御範囲を所定の範囲より狭い範囲に制限する制御範囲制
限手段とを備えたことを特徴としている。

（作用） 例えばアイドル時等の低吸気量状態においては、空燃比
のリッチ側およびリーン側にそれぞれ設けられたガード
値の範囲内において空燃比制御が行われることにより、
エンジンの不安定度を許容レベル以下に抑えつつ、リー
ンベストに制御される。

一方、アイドル時からアイドルアップ時のような高吸気
量状態に移行すると、空燃比制御手段の制御範囲か狭く
制限され、それによって、空燃比かリッチ側に大きくず
れることかなくなって、排気系での後燃えか抑制され、
排気系の熱的信頼性か確保される。

（実施例） 以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は、Ｔ　Ｓ　Ｃ（Ｉｄｌｅ　５ｐｅｅｄ　Ｃｏｎ
ｔｒｏｌ）装置を備えるロータリピストンエンジンに適
用した本発明の一実施例の全体システム図である。この
実施例のロータリピストンエンジンｌは、トロコイド状
の内周面を有するロータハウジング２と、その両側に配
設されたサイトハウジング３（図では片側のみを示す。

）とからなるケーシングを有し、該ケーシング内でロー
タハウジング２の内周面に沿ってロータ４が遊星回転運
動するに伴い出力軸（偏心軸）５が回転駆動されるよう
構成されている。そして、上記サイドハウジング３の所
定位置に開口された吸気ボート６とエアクリーナ７とが
吸気通路８により接続されており、この吸気通路８には
、上流側よりエアフローメータ９．ターボチャーツヤ１
０．インタークーラ１１．スロットルバルブ１２および
サージタンク１３が設けられ、また、サイトハウジング
３には吸気ボート６直上流の所定位置に燃料噴射弁１４
か取り付けら乙ている。さらに、サイトハウジング３の
燃料噴射弁取付部には、上記吸気通路８のスロットルバ
ルブＩ２直上流に連通ずるエアブリート通路１５が導か
乙でいる。このエアブリート通路１５を介して導入され
る空気により、上記燃料噴射弁１４から噴射される燃料
の霧化が促進さ乙る。また、上記吸気通路８にはスロッ
トルバルブ１２を迂回して空気を導入するＩＳＣ通路１
６が分岐形成され、このＩＳＣ通路１６には、該通路１
６を介して導入される空気の量を制御するＴＳＣバルブ
１７が設けられている。

上記ロータハウジング２の所定位置に開口された排気ポ
ート１８に接続する排気通路１つには、上流側より第１
触媒コンバータ２０ａおよび第２触媒コンバータ２０ｂ
がそれぞれ介装されている。

これら第１および第２の触媒コンバータ２０ａ。

２０ｂによって排気ガス中のＨＣおよびＣＯが酸化され
、またＮ　Ｏｘが還元される。また、上記第２触媒コン
バータ２０ｂの下流側にはサイレンサ（図示せず。）か
接続される。

上記エアクリーナ７には連通路２１を介してベーンポン
プ式のエアポンプ２２が接続されている。

このエアポンプ２２は電磁クラッチ２３を介してロータ
リピストンエンジン１の上記出力軸５に駆動連結されて
いる。また、上記エアポンプ２２の吐出側には、排気系
に接続される二次空気供給通路２４が設けられている。

上記二次空気供給通路２４は、上記排気ボート１８に開
口されたボートエア供給通路２５と、上記第２触媒コン
バータ２０ｂに挿入されるスプリットエア供給通路２６
とに分岐されている。そして、上記ボートエア供給通路
２５の上流部には負圧ダイヤプラム式のアクチュエータ
２７により開閉駆動される開閉弁２８が設けられ、上記
アクチュエータ２７には、該アクチュエータ２７への吸
気負圧の導入を制御するボートエア制御弁２９が接続さ
れ、該ボートエア制御弁２９と上記吸気通路８のサージ
タンク１３下流側とが負圧通路３０によって接続されて
いる。また、上記スプリットエア供給通路２６の上流部
には、スプリットエア制御用ソレノイド３１によって開
閉駆動される開閉弁３２が設けられている。電磁クラッ
チ２３を締結し上記エアポンプ２２を作動させた状態で
、ボートエア供給通路２５の上記開閉弁２８あるいはス
プリットエア供給通路２６の上記開閉弁３２を開作動さ
せると、ボートエア供給通路２５あるいはスプリットエ
ア供給通路２６を介して排気系に二次空気が供給される
。

一方、上記二次空気供給通路２４には、上記ボートエア
供給通路２５とスプリットエア供給通路２６とに分岐す
る位置の上流に開口するリリーフ通路３３が形成されて
いる。このリリーフ通路３３には、下流ωりにリリーフ
サイレンサ３４が接続され、その上流にダイヤフラム式
のアクチュエータ３５によって開閉駆動されるリリーフ
バルブ３６が設けられている。そして、上記リリーフバ
ルブ駆動用アクチュエータ３５をリリーフバルブ３６上
流の二次空気供給通路２４側に連通ずる連通路３７が設
けられ、この連通路３７にはリリーフ制御弁３８が介装
されている。リリーフ制御弁３８か作動して上記アクチ
ュエータ３５に二次空気供給通路２４側の圧力が導かれ
ると、該アクチュエータ３５が作動して上記リリーフバ
ルブ３６が開かれる。

上記ボートエア供給通路２５およびスプリットエア供給
通路２６には逆止弁３９，４０がそれぞれ介装されてい
る。また、スプリットエア供給通路２６の上記開閉弁３
２の上流側と上記リリーフ通路３３のリリーフバルブ３
６下流側とはスプリットリリーフ通路４Ｉによって接続
されている。

また、このロータリピストンエンジンｌには、上記燃料
噴射弁１４．ＩＳＯバルブ１７．１１磁クラッチ２３．
ボートエア制御弁２９．スプリットエア制御用ソレノイ
ド３１．リリーフ制御弁３８等を制御するコントロール
ユニット５０が設けられている。このコントロールユニ
ット５０には、エアフローメータ９からの吸入空気量信
号、上記出力軸５に付設されるエンジン回転センサ４２
からのエンジン回転数信号、排気通路１９に設けられる
Ｏ、センサ４３からの空燃比信号　スロットルバルブ１
２に付設されたスロットルセンサ４４からのスロットル
開度信号（負荷信号）、ケーシングに設けられる水温セ
ンサ４５からの水温信号。

触媒コンバータに付設された温度センサ（ＣＡＴ温セン
サ）４６からのＣＡＴ温信号、外部負荷信号、ニュート
ラル信号等が入力される。

コントロールユニット５０は、上記吸入空気量信号とエ
ンジン回転数信号に基づいて燃料噴射量を設定し、さら
に上記空燃比信号に基づいて燃料噴射量をフィードバッ
ク補正する。そして、その燃料噴射量に対応する噴射信
号が上記燃料噴射弁１４に対して出力される。また、コ
ントロールユニット５０は、水温信号等に基づいてアイ
ドル時の目標回転数を設定し、フィードバック補正を行
った制御信号をＩＳＣバルブ１７に出力する。

また、上記コントロールユニット５０は、上記エンジン
回転数信号と負荷信号に基づいてエンジンの運転状態を
検出し、特定の運転領域においては、上記電磁クラッチ
２３に締結信号を出力してエアポンプ２２を作動させる
とともに上記ボートエア制御弁２９あるいはスプリット
エア制御用ソレノイド３１に制御信号を出力して上記開
閉弁２８．３２を開作動させる。それにより、ボートエ
ア供給通路２５あるいはスプリットエア供給通路２６か
ら排気系に二次空気が供給される。この二次空気が供給
される領域は、エンジン負荷か所定以下で、且つエンジ
ン回転数が所定以下の領域とされる。また、この二次空
気供給領域において、ボートエア供給領域とスプリット
エア供給領域とはノーロードラインを基準として設定さ
れる。

上記コントロールユニット５０においては、また、アイ
ドル時に、第３図に示すようなラフネス制御が行われる
。すなわち、エンジンの回転センサ４２からの回転数信
号により、前回と今回の回転偏差の大きさを見て回転変
動を検出し、この回転変動の値か予め設定された設定値
（破線で示す。

）より小さくなるように、燃料噴射弁１４から噴射され
る燃料量を補正して、空燃比（Ａ／Ｆ）をリッチ側また
はリーン側に設けられたガード億円の領域で振ることに
より、最もリーンな状態（リーンベスト）に制御される
。

その際、外部負荷等がかかつてアイドルアップされ、Ｉ
ＳＯ通路を通過する補正空気量が増量された時には、空
燃比がリーン側に来るように補正がなされ、実質的に第
３図に示すようにリッチ側のガード値がリーン側に寄せ
られる。

つぎに、この実施例の制御を第４図のフローチャートに
よってさらに詳細に説明する。

まず、スタートすると、エンジン回転数、負荷（吸入空
気量）といった各種の信号を読み込み、次に、アイドル
かどうかの判定を行う。

そして、アイドルでなければ、この制御は行わないので
制御を中止し、一方、アイドルであれば、つぎのステッ
プに行って、リーンベストのための学習条件が成立して
いるかどうかを判定する。これは、水温が８０℃以上て
、エアコノ、パワステ等のエンジンの外部負荷がかかつ
ていない状態で、ニュートラル状態であるかとうか、す
なわち、リーンベストにセットするための実行条件か成
立しているかどうかの判定である。この条件が成立して
いれば、次のステップにおいて、第３図に示すような制
御を行い、リーンベストの燃料増量率を求める。また、
条件が成立していなければ、後述のアイドルアップ状態
かどうか判定するステップへ進む。

次に、このようにして求められた燃料増量率がアイドル
時におけるガード値を越えているかどうかを判定する。

そして、ガード値を越えていればガート値に制限し、ガ
ード億円であれば求められた値を使用する。

そして、次のステップで、アイドルアップ状態かどうか
を判定する。この判定は、例えばエアコンなどの外部負
荷が入ってＩＳＯ通路１６を通過する補正空気量が増量
されているかどうかをエアコンスイッチ等を検出するこ
とによって行う。

アイドルアップ状態でなければ、上記燃料増量率をその
まま使用し、一方、アイドルアップ状態であれば、次の
ステップで、触媒コンバータの温度（ＣＡＴ温）か基準
値（８５０°Ｃ）より高いかどうかを判定する。そして
、ＣＡＴ温か高ければ、触媒コンバータの熱劣化の社念
かあるので、上で求めた燃料増量率をリーン側に所定量
（２％）補正をかける。また、ＣＡ　Ｔ　温か低い場合
には、上て求めた燃料増量率をそのまま使用する。

なお、上記実施例においては、アイドルアップ時には、
アイドル時より燃料増量率をリーン側に補正するよう構
成したが、リッチ側に空燃比の補正がなされないように
、リッチ側のガート値を直接変更するようにすることも
可能である。

また、上記実施例ては、リーンベスト制御をアイドル時
に行うよう構成したが、アイドル時のみでなく、比較的
吸気量の少ない低負荷領域においても上記制御を行うこ
とがてきる。

本発明は、その他、いろいろな態様で実施することがで
きる。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成されているので、空燃比が大
きくずれることによる後燃えの抑制を吸気量に応じて行
うことができ、それにより、排気系の熱的信頼性を確保
しつつ燃費の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、第２図は本発明の一実施
例の全体システム図、第３図は同実施例における空燃比
に対する回転変動の特性図、第４図は同実施例における
制御を実行するフローチャートである。 Ｉ：ロータリピストンエンジン、８：吸気通路、９：エ
アフローメータ、１４．燃料噴射弁、１６：１８０通路
、１７：ＩＳＣバルブ、４２：エンジン回転センサ、４
３．○、センサ、５０：コントロールユニット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの不安定度を検出する不安定度検出手段
   と、該不安定度検出手段の出力を受けエンジンの不安定
   度が許容レベル以下になるように所定の範囲内で空燃比
   を制御する空燃比制御手段と、エンジンの高吸気量状態
   を検出する高吸気量状態検出手段と、該高吸気量状態検
   出手段により高吸気量状態が検出された時前記空燃比制
   御手段の制御範囲を前記所定の範囲より狭い範囲に制限
   する制御範囲制限手段とを備えたことを特徴とするエン
   ジンの空燃比制御装置。