JPH04132815A - エンジンの制御装置 - 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〕 この発明は、触媒を有する排気系への２次エアの供給を
制御するエンジンの制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、エンジンの制御装置としてはエアポンプにより取
込まれたエアを２次エアとして排気系の触媒に供給し、
排気ガスを浄化するようにしたものが知られている（例
えば特開昭６１−２３７８１４号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来のエンジンの制御装置において、上記エアポン
プは、通常、エンジンにより駆動されるために、取込ま
れるエアも上記エンジンの回転数に比例して増大する。

このエアをそのまま２次エアとして触媒に供給すると、
触媒における排気ガスの浄化要求量以上の余分な２次エ
アを送込むことになり、上記エアポンプの駆動ロスにつ
ながる。

特に、排気ガス量が少なく触媒における浄化要求量の少
ない低負荷時に上記エアポンプが必要以上に駆動される
と、その駆動ロスによってエンジンに余分な負荷がかか
ることになり、燃費の増大を招くことになる。一方、エ
ンジンが高負荷時には、排気ガス量が多くなるために、
触媒における浄化要求量も多くなる。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
り、排気ガスの浄化要求を満足する２次エアを触媒に確
実に供給することができるとともに、上記エアポンプな
との２次エア供給手段の駆動ロスを除いて燃費の向上を
図ることができるエンジンの制御装置を提供することを
目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明の請求項１では、
エンジンにより駆動され、触媒を備えた排気系に２次エ
アを供給する２次エア供給手段を有するエンジンの制御
装置において、上記２次エア供給手段がエンジン負荷の
上昇に応じて２次エアの供給量を増加するように構成し
た。

また請求項２では、請求項１においてエンジンの負荷を
検出する負荷検出手段と、２次エア供給手段としてのエ
アポンプと、エアポンプからの２次エアをリリーフする
リリーフ手段とを有し、このリリーフ手段は、上記負荷
の検出値に基いて低負荷時にはエアポンプからのリリー
フ量が大きくなるとともに、この負荷の上昇に応じて上
記リリーフ量が小さくなるように構成した。

請求項３では、請求項２において負荷検出手段としてス
ロットル開度の検出手段を有し、この検出手段により検
出されたスロットル開度に応じてリリーフ門が変化する
ようにリリーフ手段を構成した。

請求項４では、請求項２においてエンジンの負荷が吸気
通路内の吸気負圧により検出され、この吸気負圧により
リリーフ量が変化するようにリリーフ手段を構成した。

〔作用〕

上記請求項１の構成によれば、２次エア供給手段がエン
ジン負荷の上昇に応じて２次エア供給量を増加するよう
に制御されるために、低負荷時には余分な２次エアを供
給することによる供給手段の駆動ロスが除かれ、また高
負荷になるほど２次エア供給量が増加するために、排気
ガスの浄化要求を満足する量の２次エアが確保される。

また請求項２の構成によれば、請求項１による作用に加
えて、エンジンの負荷が検出され、この検出値に基づい
て負荷の上昇に応じてリリーフ量が低減されるために、
排気ガス量が低減する低負荷時にはエアポンプにより取
り込まれたエアは所定量だけ２次エアとして排気系に送
られて余分なエアはリリーフされるとともに、排気ガス
量が増大する高負荷時にはこの負荷に応じてリリーフ量
が低減されるために、その分だけ２次エア量が増大され
る。

請求項３の構成によれば、スロットル開度を検出するこ
とにより、上記エンジンの負荷が把握され、上記スロッ
トル開度の検出値に基づいてリリーフ量が制御される。

請求項４の構成によれば、吸気通路内の吸気負圧を検出
することにより、上記エンジンの負荷が把握され、上記
吸気管負圧の検出値に基づいてリリーフ量が制御される
。

〔実施例〕

第１図に示す第１実施例において、ロータリピストンエ
ンジン１の作動室２には吸気通路３および排気通路４が
吸気ボート３０、排気ボート４０を介して連通され、上
記吸気通路３には上流側からエアクリーナ３１、エアフ
ローメータ３２、スロットルバルブ３３、および燃料噴
射ノズル３４が設けられ、また上記排気通路４には上流
側である作動室２側から還元触媒（ＮＯｘ用触媒）４１
、酸化触媒（Ｃｏ、ＨＣ用触媒）４２およびマフラー４
３が設けられている。

上記エアクリーナ３１には、２次エア取込通路５１の上
流端とリリーフ通路５２の下流端とが接続され、上記２
次エア取込通路５１の下流端とリリーフ通路５２の上流
端とは開閉弁５０を介して連通されている。上記２次エ
ア取込通路５１の中間部にはエンジン１により駆動され
るエアポンプ５３が介在され、このエアポンプ５３によ
り上記エアクリーナ３１からエアが取込まれる。

また上記２次エア取込通路５１の下流端からボートエア
通路６１とスプリットエア通路６２とが切換弁６０を介
して分岐し、両道路６１．６２はこの切換弁６ｏにより
選択的に上記２次エア取込通路５１と連通される。上記
ボートエア通路６１の下流端は還元触媒４１の上流側で
あって作動室２の排気ボート４０近傍で排気通路４と連
通され、また上記スプリットエア通路６２の下流端は酸
化触媒４２と連通されている。

さらに上記スプリットエア通路６２には、切換弁６０の
下流側にバイパス通路５４の上流端が接続され、このバ
イパス通路５４の下流端は開閉弁５０の下流側のリリー
フ通路５２と接続されている。上記バイパス通路５４の
中間部には開閉弁５５が介在され、この開閉弁５５の開
作動によってスプリットエア通路６２内の２次エア（ス
プリットエア）がバイパス通路５４を通してリリーフ通
路５２に流される。このバイパス通路５４と、開閉弁５
５と、リリーフ通路５２とによってスプリットエアのリ
リーフ手段が構成されている。

上記開閉弁５５には負圧導入管７１の一端が接続され、
この負圧導入管７１の他端はスロットルバルブ３３の下
流側の吸気通路３と接続されている。上記開閉弁５５は
、そのアクチュエータ５５１に上記負圧導入管７１を通
して吸気通路３から負圧が導入され、この負圧が所定値
以上なら引かれて開状態となり、それ以下なら閉状態と
なるように構成されている。つまり上記吸気負圧は、エ
ンジンが低負荷時に大きく、高負荷時に小さくなるだめ
に、上記開閉弁５５は低負荷時に開状態にされて高負荷
時に閉状態に作動される。

また上記吸気通路３には、他の負圧導入管７２の一端が
接続され、この負圧導入管７２の他端側は第１ソレノイ
ドバルブ８１を介した第１分岐管７２１と、第２ソレノ
イドバルブ８２を介した第２分岐管７２２とに分れてい
る。上記第１分岐管７２１が開閉弁５０１第２分岐管７
２２が切換弁６０とそれぞれ接続され、これら開閉弁５
０、切換弁６０は上記負圧導入管７２を通して導入され
る負圧により作動される。

第１図に９で示す制御ユニット（ＣＰＵ）には、スロッ
トルバルブ３３のスロットル開度を検出するスロットル
開度センサー９１と、エンジンの回転数を検出する回転
数センサー９２とがそれぞれ検出値を入力可能に接続さ
れ、上記ＣＰＵ９はこれらの検出値に基いて第２図に示
す２次エアについてのスロットル開度とエンジン回転数
との関係である２次エアマツプにおける３つの領域に応
じて第１および第２のソレノイドバルブ８１．８２の開
閉を制御するように構成されている。

すなわちエンジンの作動状態を、エンジンの低負荷もし
くは低回転領域で排気ガスの吸気側への漏れ込みを防止
するとともに、排気ガスの燃焼を補助するためにボート
エアを供給するポートエアゾーン（第２図に斜線で示す
領域）と、中負荷、中回転領域で酸化触媒４２中を酸化
雰囲気にして排気ガスを浄化させるためにスプリットエ
アを供給するスプリットエアゾーン（第２図に散点で示
す領域）と、極めて高負荷領域で排気通路４への２次エ
ア供給をカットしてその２次エアをリリーフさせるリリ
ーフゾーンとの３つの領域に分けて２次エア供給の基本
制御を行っている。

上記第１および第２のソレノイドバルブ８１．８２は、
ＯＦＦ、すなわち閉状態に初期設定され、これにより開
閉弁５０が閉状態、切換弁６０がボートエア通路６１を
遮断するポートエア遮断状態に設定されている。

上記ＣＰＵ９による２次エア基本ＩＩＩ御を第３図に基
いて説明する。まずステップＡＳ１でスロツトル開度と
エンジン回転数とを検出し、ステップＡＳ２であらかじ
めデータとして入力設定された所定の２次エアマツプ（
第２図参照）を読込み、上記検出値に基いて現在のエン
ジンの作動状態がいずれの領域であるかをステップＡＳ
３　、ＡＳ５で判別する。ステップＡＳ３でリリーフゾ
ーンにあるならばステップＡＳ４で第１ソレノイドバル
ブ８１をＯＮ作動して第１分岐管７２１に負圧を導入し
、開閉弁５０を開状態にしてステップＡｓ１を繰返す。

これによりエアポンプ５３により取込まれたエアは、そ
のほぼ全量がリリーフ通路５２を通して再びエアクリー
ナ３１に戻される。

ステップＡＳ３でリリーフゾーンでなかったら、ステッ
プＡＳ５でボートエアゾーンにあるか否かを判別し、ポ
ートエアゾーンにあればステップＡＳ６で第２ソレノイ
ドバルブ８２をＯＮ作動して第２分岐管７２２に負圧を
導入し、切換弁６０をスプリットエア通路６２を遮断す
るスプリットエア遮断状態に切換えて再びステップＡＳ
１を繰返す。これによりエアポンプ５３により取込まれ
たエアはボートエア通路６１を通して排気ボート４０近
傍に排気通路４に供給される。

上記ステップＡＳ５でポートエアゾーンでなければ、ス
プリットエアゾーンであるために、初期設定状態を維持
して再びステップＡＳ１を繰返す。

これによりエアポンプ５３により取込まれたエアはスプ
リットエア通路６２を通して排気通路４の酸化触媒４２
中に供給される。

なお第１図中８０は低地高地ソレノイドバルブを示し、
この低地高地ソレノイドバルブ８０は大気圧センサー９
３による大気圧検出値に基いてＣＰＵ９により開閉制御
され、低地と高地との空気密度の差によって生じる制御
量と実際の供給量との差を修正するために、２次エア取
込通路５１とリリーフ通路５２とを連通ずるバイパス通
路５６に設けられるものである。すなわち、ある設定さ
れた高地で実際の供給量と合致するように設定し、この
高地において上記低地高地ソレノイドバルブ８０は閉状
態にされ、ここから低地に移行するにつれであるデユー
ティ比で開方向に制御される。

これにより空気密度の差によって生じる制御量と実際の
供給量との間の差が修正される。

このロータリピストンエンジンの制御装置において、エ
ンジンの負荷、すなわちスロットル開度と、エンジン回
転数とに基いて開閉弁５０および切換弁６０がＣＰＵ９
により作動され、これにより第２図に示す２次エアマツ
プに基いた２次エアの基本的な供給およびリリーフを確
実に行うことができる。そして低負荷時には吸気通路３
内の吸気負圧が＾くなるためにバイパス通路５４の開閉
弁５５が開状態にされ、これによりスプリットエア通路
６２内のスプリットエアがバイパス通路５４を通して抵
抗の少ないリリーフ通路５２に流される。

つまりスプリットエアゾーンにおける低負荷時において
は、排気ガスの量が比較的少なく、これに対応して酸化
触媒４２における浄化要求量も少ないために、エアポン
プ５３により取込まれたエアの内、必要量のスプリット
エアだけスプリットエア通路６２に流され、他の余分な
スプリットエアはバイパス通路５４を通してリリーフ通
路５２にリリーフされるようにしている。このリリーフ
により、上記低負荷時において、スプリットエア通路６
２内の内圧、すなわちエアポンプ５３の下流側の吐出圧
を低減させることができ、第４図に示すように同一回転
数におけるエアポンプ５３の駆動馬力をスプリットエア
をリリーフさせない従来装置の場合と比べて低減させる
ことができる。

例えば第４図の回転数ｐにおける吐出圧１．０都／ｌｉ
での駆動馬力ｈ１を吐出圧０．４都／ｌｉでの駆動馬力
ｈ２に低減させることができる。これにより上記従来装
置において低負荷時に不要な２次エア供給のために費さ
れていたエアポンプ５３の駆動ロスを除くことができ、
その分だけ燃費を向上させることができる。

そしてスプリットエアゾーンにおいて、エンジンの負荷
が大きくなると、吸気通路３の吸気負圧が低減するため
に、この吸気負圧が所定値以下となる高負荷時には上記
開閉弁５５が閉じ、スプリットエア通路６２内の２次エ
アはその全量がスプリットエアとして酸化触媒４２に供
給される。つまり排気ガス量が多くなり、それに対応し
て酸化触媒４２で多量のスプリットエアを必要とする高
負荷時には、エアポンプ５３により取込まれた２次エア
をバイパス通路５４からリリーフさせずに、スプリット
エア通路６２に供給することにより、上記酸化触媒４２
における浄化要求量を満足させることができる。

第５図には第２実施例が示されている。この第２実施例
は、上記第１実施例における負圧導入管７１の中間部に
第３ソレノイドバルブ８３を設け、この第３ソレノイド
バルブ８３をスロットル開度に基いてこのスロットル開
度が大きくなるほどバイパス通路５４を通過するリリー
フ量が少なくなるようにデユーティ制御している。この
第２実施例におけるＣＰＬＩ９ａでの制御を第６図に基
いて説明する。ステップＢＳ１〜ＢＳａは第１実施例に
おけるステップＡＳ１〜Ａｓｓ　　（第３図参照）と対
応し、このステップＡＳ１〜Ａｓｓと同様に制御される
。そしてステップＢＳ５においてエンジンの作動状態が
ポートエアゾーンになくスプリットエアゾーンにあると
判別された場合には、ステップＢＳ７でスロットル開度
に応じたデユーティ比により第３ソレノイドバルブ８３
をＯＮ作動させる。

この第２実施例において、スロットル開度が小さい低負
荷時には第３ソレノイドバルブ８３がＯＮ作動され、こ
れにより吸気通路３からの比較的高い負圧が開閉弁５５
のアクチュエータ５５１に作用して上記開閉弁５５が開
状態にされる。そして上記スロットル開度が大きくなる
と、そのスロットル開度に応じてデユーティ制御され、
これによりバイパス通路５４を流れるリリーフ量が徐々
に低減する。

このように、この第２実施例においても、第１実施例と
同様に低負荷時に不要な２次エアをリリーフすることに
より、エアポンプ５３の駆動ロスを排して燃費の向上を
図ることができるとともに、高負荷時にはそのスロット
ル開度に応じて上記リリーフ量を低減させることにより
、エミッション浄化のための要求量に見合う２次エアを
排気通路４に確実に供給することができる。

しかもこの第２実施例では、第３のソレノイドバルブ８
３のデユーティ制御により第１実施例と比べて、バイパ
ス通路５４によりリリーフされるスプリットエア量をエ
ンジン負荷とより対応して制御することができ、より効
率的に２次エアの供給を行うことができる。

なお上記第１および第２の実施例における他の態様を以
下に説明する。

Ａ、上記第１および第２の実施例では、吸気通路の吸気
負圧により開閉作動される開閉弁をバイパス通路５４に
設けたが、これに限らず、例えば上記バイパス通路にソ
レノイドバルブを設け、このソレノイドバルブを吸気通
路から検出した吸気負圧値、もしくはスロットル開度の
検出値に基いて開閉制御するようにしてもよい。この場
合には、上記ソレノイドバルブを単なる開閉制御のほか
、デユーティ制御を行ってもよい。

〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明の請求項１のエンジンの
制御装置によれば、２次エア供給手段がエンジン負荷の
上昇に応じて２次エア供給量を増加するように制御され
るために、排気ガスの浄化要求に対応した効率的な２次
エアの供給を行うことができる。

また請求項２によれば、低負荷時には余分な２次エアを
リリーフすることによりエアポンプの駆動ロスを低減す
ることができ、これにより燃費の向上を図ることができ
、しかも高負荷になれば上記リリーフエアを低減して排
気系の触媒における浄化要求に対応した２次エアを確実
に供給することができる。

請求項３によれば、上記請求項２の効果に加えて、スロ
ットル開度検出手段により検出したスロットル開度に基
いて上記２次エアのリリーフを行うために、エンジンの
負荷と確実に対応した制御を行うことができる。

請求項４によれば、上記請求項２の効果に加えて、吸気
負圧に基いて上記２次エアのリリーフを行うために、確
実にエンジンの負荷と対応した制御を行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す説明図、第２図は
スロットル開度とエンジン回転数とに基いた２次エアマ
ツプを示す関係図、第３図は上記第１実施例における第
１よび第２のソレノイドバルブの制御を示すフローチャ
ート、第４図はエアポンプの駆動馬力と回転数との関係
における吐出圧を示す関係図、第５図は第２実施例を示
す説明図、第６図は第２実施例における第１〜第３のソ
レノイドバルブの制御を示すフローチャートである。 １．１ａ・・・ロータリピストンエンジン、３・・・吸
気通路、４・・・排気通路、９，９ａ・・・ＣＰＵ、４
２・・・酸化触媒、５１・・・２次エア取込通路、５２
・・・リリーフ通路、５３・・・エアポンプ、５４・・
・バイパス通路、５５・・・開閉弁、７１・・・負圧導
入管、９１・・・スロットル開度検出センサー 工了木°フフ勢回転数

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンにより駆動され、触媒を備えた排気系に２
   次エアを供給する２次エア供給手段を有するエンジンの
   制御装置において、上記２次エア供給手段がエンジン負
   荷の上昇に応じて２次エアの供給量を増加するように構
   成されていることを特徴とするエンジンの制御装置。 ２、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、２次エ
   ア供給手段としてのエアポンプと、エアポンプからの２
   次エアをリリーフするリリーフ手段とを有し、このリリ
   ーフ手段は、上記負荷の検出値に基いて低負荷時にはエ
   アポンプからのリリーフ量が大きくなるとともに、この
   負荷の上昇に応じて上記リリーフ量が小さくなるように
   構成されてい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、負荷検出手段としてスロットル開度の検出手段を有
   し、この検出手段により検出されたスロットル開度に応
   じてリリーフ量が変化するようにリリーフ手段が構成さ
   れていることを特徴とする請求項２記載のエンジンの制
   御装置。 ４、エンジンの負荷が吸気通路内の吸気負圧により検出
   され、この吸気負圧によりリリーフ量が変化するように
   リリーフ手段が構成されていることを特徴とする請求項
   ２記載のエンジンの制御装置。