JPH0710060Y2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、エンジンの制御装置に関するものである。

（従来の技術） エンジンの中には当該エンジンにより駆動されるエアポ
ンプを備え、該エアポンプからの吐出エアを２次エアと
して作動室近傍の排気ポート部に供給することにより排
気ガスを新気と置換し内部EGR量を減少させてポンピン
グロスを低減するとともに排気エミッションを改善する
ようにしたものがある（例えば特開昭61−237814号公報
参照）。

（考案が解決しようとする課題） ところで、上記のような２次エア供給システムは、例え
ばロータリピストンエンジンの場合、上記のような排気
エミッション改善の目的に加えてアイドル運転領域を含
む軽負荷領域や減速運転領域では三元触媒保護の見地か
らの触媒冷却作用をも有している。

ところが、一方、上記アイドル運転領域では一般に燃焼
安定性が悪いために、これを改善する目的で上記ポート
エアの燃焼室側への供給量を多くするシステムを採用す
ることが多い。その結果、三元触媒側に供給される２次
エア量が減少し、特に高速運転等エンジン高回転状態か
ら減速運転が行なわれた後にアイドル運転状態に移行し
た場合などに高回転時のポンプ圧により２次エア温度が
高くなっていることも重なって上記触媒の温度が高くな
りすぎる問題がある。このような事情は、もちろん上記
したロータリピストンエンジン以外のエンジンの場合に
も同様である。

（課題を解決するための手段） 本考案は、上記の問題を解決することを目的としてなさ
れたもので、当該エンジンによって駆動されるエアポン
プと、該エアポンプを利用してエンジンの排気ポート部
に２次エアを供給する２次エア供給手段とを備えてなる
エンジンにおいて、該エンジンが所定の高回転状態から
アイドル回転状態に移行したことを検出するエンジン回
転数検出手段と、該エンジン回転数検出手段によって上
記高回転状態からアイドル回転状態への移行が検出され
た時には該検出時より所定期間内上記エンジンを排気ガ
ス温度が低下する方向に制御するエンジン制御手段とを
設けたことを特徴とするものである。

（作用） 上記本考案のエンジンの制御装置の構成では、エンジン
が高回転状態からアイドル運転状態に移行したことをエ
ンジン回転数検出手段によって検出し、該場合には当該
検出時から所定期間内エンジン制御手段によって、点火
時期を進めたり、燃料供給量を低減させるなどの方法に
より効果的に排気ガス温度を低下させるようにエンジン
を制御するようになっている。

（考案の効果） 従って、上記本考案のエンジンの制御装置によると、高
回転状態からアイドル領域に移行した場合にも有効に触
媒温度の過上昇を防ぐことができ、触媒の安定した排気
浄化性能を維持させることができるようになる。その結
果、排気エミッションも改善される。

（実施例） 第２図および第３図はロータリピストンエンジンに適用
した本考案の実施例に係るエンジンの２次空気制御装置
の構成およびその制御フローを示している。

先ず、第２図において、符号１は例えば２気筒のロータ
リピストンエンジン本体を示しており、このロータリピ
ストンエンジン本体（以下、エンジン本体と言う）１は
図に示すようにそれぞれ内側にトロコイド空間2,3を形
成した２つのロータハウジング4,5と、これら２つのロ
ータハウジング4,5の両側に位置して当該各ロータハウ
ジング4,5の両側部を閉塞する３つのサイドハウジング
（中央部の共通なサイドハウジングは特にインタメディ
エイトハウジングと称される）6,7,8とから構成されて
いる。そして、上記各ロータハウジング4,5の上記トロ
コイド空間2,3内には偏心軸９の回りで上記ロータハウ
ジング4,5内側のトロコイド内周面4a,5aに内接した状態
で相互に180度の位相差をもって遊星回転する略三角形
状の２つのロータ10,11が遊嵌されている。

上記ロータ10,11の３つの外周面10a〜10c、11a〜11cと
上記ロータハウジング4,5の上記トロコイド内周面4a,5a
との間にはそれぞれ３つの作動室13A〜13C、14A〜14Cが
形成されている。また、上記各ロータハウジング4,5の
一側下方部に対応する上記トロコイド内周面4a,5aには
排気ポート15,16が開口されており、該排気ポート15,16
は排気口17,18を介して外部の排気管19に共通に連通せ
しめられている。

一方、上記３つのサイドハウジング６〜８の内の各ロー
タハウジング4,5間に位置するサイドハウジング、すな
わちインタメディエイトハウジング７には、それぞれ吸
気管42に連通する２つの吸気ポート21,22が上記各ロー
タハウジング4,5側の各トロコイド空間内作動室に向け
て開口されている。また、このインタメディエイトハウ
ジングには、上記２つのロータ10,11の180度の位相差を
有した上記遊星回転に対応して一方側（フロント側）第
１のロータハウジング４の圧縮行程作動室（13A〜13Cの
いずれか）を他方側（リア側）第２のロータハウジング
５の吸気行程作動室（14A〜14Cのいずれか）に対して連
通させる第１の連通状態と、他方側（リア側）第２のロ
ータハウジング５の圧縮行程作動室（14A〜14Cのいずれ
か）を一方側（フロント側）第１のロータハウジング４
の吸気行程作動室（13A〜13Cのいずれか）に連通させる
第２の連通状態とを交互に形成する吸気還流通路25が形
成されている。この吸気還流通路25は、上記インタメデ
ィエイトハウジング７の所定位置に上記両トロコイド空
間2,3間を連通せしめる貫通孔を形成することによって
容易に設けることができる。そして、この吸気還流通路
25には、その中央部に位置して例えば円板状のバタフラ
イ型開閉制御弁26が設置されており、この開閉制御弁26
は高速高負荷領域では全閉状態に制御される一方、低速
低負荷領域ではその負荷量に応じて開弁され吸気還流通
路25の開口断面積を可変ならしめて還流吸気量を制御す
るようになっている。

上記開閉制御弁26は、後述するエンジンコントロールユ
ニット50によって作動制御される例えば三方電磁弁より
なるデューティソレノイド41の作動状態（弁位置）に応
じて駆動されるダイヤフラム構成の開閉弁アクチュエー
タ40によってその開閉状態が具体的に制御される。

一方、上記吸気ポート21,22は、それぞれ吸気管42を通
じてエアクリーナ43に連通され該吸気管42途中には、サ
ージタンク44が形成されているとともに上記エアクリー
ナ43とサージタンク44間の吸気通路内にはエアフロメー
タ45とスロットルバルブ46がそれぞれ設置されている。
エアフロメータ45の吸入空気量検出信号Ｑは、エンジン
コントロールユニット50に入力される。又、上記スロッ
トルバルブ46には、スロットル開度センサ47が付設され
ており、このスロットル開度センサ47のスロットル開度
検出信号θTVOも上記エンジンコントロールユニット50
に入力される。また符号49は、フューエルインジェクタ
であり、上記吸気管42に設けられている。なお、符号3
0,31は副吸気ポートである。

そして、上記エンジンコントロールユニット50が上記ス
ロットル開度センサ47によって検出されたスロットル弁
開度θとともにエンジン回転数Ne、エンジン冷却水温Ｔ
をそれぞれ入力して所定の演算を行ない、上記デューテ
ィソレノイド41の作動状態の制御を行なう。三方電磁弁
よりなるデューティソレノイド41は、上記ダイヤフラム
構成の開閉弁アクチュエータ40の作動室を大気側P₁、ま
たは吸気管42側（負圧側）P₂のいずれか一方側に選択側
に連通せしめることによって当該開閉弁アクチュエータ
40の駆動状態（弁の開閉）を制御する。

一方、上記エンジン本体１からの排気ガスを排出する上
記排気管19の排気通路上流端近傍には第１の三元触媒コ
ンバータ51と該第１の三元触媒コンバータ51よりも所定
距離下流側に位置する第２の三元触媒コンバータ52とが
それぞれ配設されている。そして、上記第１および第２
の三元触媒コンバータ51,52よりも排気上流側の排気ポ
ート15,16部にはポートエア供給のための第１の２次空
気供給ノズル53が、また上記第１および第２の両触媒コ
ンバータ51,52間の排気通路部には排気浄化性能向上を
目的としたスプリットエア供給のための第２の２次空気
供給ノズル54がそれぞれ嵌挿配設されている。

さらに、符号55は上記第１および第２の２次空気供給ノ
ズル53,54から上記排気ポート15,16および第１、第２の
触媒コンバータ51,52間にそれぞれ２次空気を供給する
ためのエアポンプであって、該エアポンプ55は、例えば
電磁クラッチ付のプーリを介して上記エンジン本体１の
駆動軸にベルトで連結されており、該電磁クラッチは、
後述するようにエンジンコントロールユニット50により
当該エンジンの運転状態に応じてその接続状態が制御さ
れるようになっている。

そして、上記エアポンプ55は、その２次空気メイン供給
路60の２次空気吐出端に例えば第３図に示すようなエア
コントロールバルブ（ACV）56を設け、このエアコント
ロールバルブ56の第１および第２の２次空気供給通路6
1,62を介して上述の第１および第２の２次空気供給ノズ
ル53,54に例えば第６図に示すようなエンジン運転状態
に応じた２次空気の供給制御を行なうようになってい
る。

すなわち、上記エアコントロールバルブ56は、第３図か
ら明らかなように、上記２次空気メイン供給路60を上記
第１の２次空気供給通路61および第２の２次空気供給通
路62とそれぞれ連通せしめる一方、リリーフ通路63を備
えて構成されており、上記各通路60〜63の接続部には第
１および第２の２次空気コントロール用制御弁65,66が
配設されている。上記第１の２次空気コントロール用制
御弁65は、摺動自在なロッド67の一端に取り付けられ、
かつ上記２次空気メイン供給路60をリリーフ通路63に連
通させる閉弁位置と該２次空気メイン供給路60を第１お
よび第２の２次空気供給通路61,62に連通させる開弁位
置との２つの位置の間で切り換わる弁体68と、該弁体68
を閉弁位置に向かうように付勢するスプリング69と、上
記ロッド67の他端に連結されたダイヤフラム70と、該ダ
イヤフラム70によって画成された負圧室71と、該負圧室
71内に縮装され、上記ダイヤフラム70を弁体68が閉弁位
置に向かうように付勢するスプリング72とからなり、上
記負圧室71は第１の負圧導入通路73を介して上記第２図
のスロットル弁46下流の吸気管42内に連通せしめられ、
また上記第１の負圧導入通路73の途中には、上記負圧室
71の大気連通路74またはスロットル弁46下流の吸気管42
内への各連通状態を相互に切り換える第１の電磁弁75が
介設されており、該第１の電磁弁75のON作動時には上記
負圧室71の大気開放により上記弁体68を上記両スプリン
グ69,72の付勢力によって閉弁位置に位置付けて上記エ
アポンプ55からの２次空気をリリーフする一方、上記第
１の電磁弁75のOFF作動時には上記負圧室71への吸気負
圧の導入により上記弁体68を上記両スプリング69,72の
付勢力に抗して開弁位置に位置付けてエアポンプ55から
の２次空気を第１または第２の２次空気供給通路61,62
に供給することが可能となるようにしている。

また、上記第２の２次空気コントロール用制御弁66は、
摺動自在なロッド80の一端に取り付けられ、かつ上記第
１の２次空気コントロール用制御弁65の弁体68が開弁位
置にある場合において２次空気メイン供給路60を第１の
２次空気供給通路61に連通させる第１の弁位置と該２次
空気メイン供給路61を第２の２次空気供給通路62に連通
させる第２の弁位置との２つの位置の間で切り換わる弁
体82と、該弁体82を第２の弁位置に向かうように付勢す
るスプリング83と、上記ロッド80の他端に連結されたダ
イヤフラム84と、該ダイヤフラム84によって画成された
負圧室85と、該負圧室85内に縮装され、ダイヤフラム84
を弁体82が第２の弁位置に向かうように付勢するスプリ
ング86とからなり、上記負圧室85は第２の負圧導入通路
87および上記第１の電磁弁75より上記第２図の吸気管42
側の第１の負圧導入通路73を介してスロットル弁46下流
の吸気管42内に連通されている。また、上記第２の負圧
導入通路47の途中には、上記負圧室85の大気連通路88ま
たは第１の負圧導入通路73への連通状態を切り換える第
２の電磁弁89が介装されており、該第２の電磁弁89のON
作動時には負圧室85の大気開放により弁体82を上記両ス
プリング83,86の付勢力によって第２の弁位置に位置付
けてエアポンプ55からの２次空気を第２の２次空気供給
通路62を介して第２の２次空気供給ノズル54に供給する
一方、該第２の電磁弁89のOFF作動時には負圧室85への
吸気負圧の導入により弁体82を両スプリング83,86の付
勢力に抗して第１の弁位置に位置付けてエアポンプ55か
らの２次空気を第１の２次空気供給通路61を介して第１
の２次空気供給ノズル53に供給するようにしている。

また、上記第１および第２の２次空気供給通路61,62の
接続部には、第２の２次空気コントロール用制御弁66の
弁体82が第２の弁位置にあるときに該弁体82をバイパス
して該弁体82の上下流側を連通させる小孔よりなるバイ
パス通路90が形成されている。

そして、以上の構成において、それぞれ電気的に作動す
る各部分は共にエンジンコントロールユニット50からの
制御信号によって制御される。該エンジンコントロール
ユニット50は、例えばマイクロプロセッサ（CPU）を中
心とし、メモリ（ROM及びRAM）およびインターフェース
回路を備えて後述する第４図（機能ブロック図）のよう
に構成されている。

すなわち、このエンジンコントロールユニット50は、先
ず上記エアフロメータ45からの吸入空気量検出信号Ｑお
よびエンジン回転数検出手段100からのエンジン回転数
検出信号Neとに基づいて供給燃料の基本噴射パルス幅を
設定する基本噴射パルス幅設定回路101と、上記エンジ
ン回転数検出信号Neおよびスロットル開度センサ47から
のスロットル弁開度信号θTVOをエンジンマップ上の所
定の領域基準データと比較することによって、例えばエ
ンジン本体１の運転状態が第８図にそれぞれ区分して示
したF/B領域、ポートエア領域、O/P領域等のいずれかに
あることを各々判定し、該判定時に各々ON信号を出力す
る領域判定回路102と、該領域判定回路102から上記F/B
領域を判定するON信号が出力されたときに酸素濃度検出
器103からの酸素濃度信号O₂を通過させるゲート回路104
と、該ゲート回路104を通過した酸素濃度信号O₂によっ
て上記基本噴射パルス幅設定回路101からの基本噴射パ
ルス幅信号を補正するパルス幅補正回路105と、該パル
ス幅補正回路105からの出力信号に応じて上記フューエ
ルインジェクタ49を駆動するフューエルインジェクタ駆
動回路106と、上記領域判定回路の各領域に対応したON
信号をゲート回路（ANDゲート）G₁〜G₅を介して入力
し、当該各判定領域に対応した２次空気の供給制御を行
なうための電磁弁制御回路107とから構成されている。

そして、このエンジンコントロールユニット50により、
上記吸入空気量検出信号Ｑおよびエンジン回転数検出信
号Neに基づいて演算した基本燃料噴射量を本実施例では
特に高回転・高負荷領域において排気中の残留酸素濃度
によってフィードバック補正しながらフューエルインジ
ェクタ49から噴射させるようになすとともに、上記エン
ジン回転数検出信号Neおよびスロットル弁開度検出信号
θTVOに基づいて２次空気供給用の各領域（ポートエア
領域とスプリットエア領域）を判定し、その判定結果に
基づいてそれぞれ上記２次空気コントロール用制御弁6
5,66を制御することにより各々２次空気供給ノズル53,5
4を作動して各２次空気供給ノズル53,54からの２次空気
の供給量をエンジン運転領域に応じて制御するようにし
ている。しかも、その場合において、当該２次空気供給
領域内のアイドル領域では、該アイドル領域への移行が
上記高回転・高負荷領域から減速運転を経てのものであ
る場合には、触媒の保護を目的として上記領域判定信号
に基づいて後に述べるような排気ガス温度の低下制御が
行われる。

次に、上記エンジンコントロールユニット50による２次
空気供給領域における該排気ガス温度の低下制御動作に
ついて第５図のフローチャートを参照して詳細に説明す
る。

先ずステップS₁で当該制御領域判定のための各種運転状
態パラメータ（エンジン回転数Ne、スロットル開度θTV
O、エンジン冷却水温Ｔ等）を各々読み込み、その上で
次のステップS₂に進み目的とする運転条件の判定を行
う。

該運転条件の判定は、先ず前回のエンジン回転数Ne（n
）とスロットル開度θTVO（n ）が各々今回の値Nen、
θTVOnよりも大、つまりNen＜Nen（n ）かつθTVO
（ｎ）＜θTVO（n ）であったか否かによって前回の運
転状態が高回転・高負荷状態にあったことの判定（ステ
ップS₃）を行なった後、さらに減速運転状態を経たか否
か（ステップS₄）、そして最終的にアイドル領域に移行
したか否か（ステップS₅）の各判定を含んで行なわれる
（第８図の矢印で示す運転領域の変化を参照）。

そして、それらの各判定の結果が全てYES、つまり該各
判定結果の肯定論理積が成立する場合（要するに第８図
に矢印で示している高回転・高負荷状態から減速運転が
行なわれてアイドル運転状態に移行した場合）には、続
くステップS₆で特に排気ガス温度低減制御を行う時間を
設定するためのタイマーＴを初期セット（Ｔ＝０）した
上で点火時期IGを本来のアイドル時の基本点火時期IDIG
に所定のアドバンス量ｄを加算してアドバンス補正し、
その進角値で実際に点火時期を制御することによりエン
ジンの燃焼状態を緩慢にして排気ガス温度を下げる。

そして、更にステップS₈に進み、上記排気ガス温度を下
げるに十分な所定の設定時間Ｔの経過を判定し、該時間
Ｔが経過してYES判定が下された場合にはステップS₉で
上記タイマーＴのカウント値Ｔをリセットした上でステ
ップS₁₀に進む。

ステップS₁₀では、上記Δｄだけ進角補正した点火時期
を元の本来の基本進角値IDIGに向けて徐々に減量補正し
て行く。

そして、ステップS₁₁で最終的に本来のアイドル点火時
期IDIGに復帰したことを確認して該周期に於ける制御を
終了する。

従って、上記本実施例の構成によれば、第９図の（ａ）
〜（ｃ）に示すように、エンジン回転数Neが高い状態か
ら例えばスロットル弁46が全閉となって減速運転（フュ
ーエルカット）が行われ、やがて上記エンジン回転数Ne
がアイドル回転数Neに達するようになると、該時点で所
定時間Ｔ内点火時期をΔｄ進めることにより燃焼温度を
下げて排気ガス温度を低くし、上記触媒側への２次エア
供給量が低下し、かつ高回転だったことにより、そのエ
ア温度が高くなっていることから生じる三元触媒の温度
の過上昇を防止している（保障温度のキープ）。

なお、上記第５図の構成では、排気ガス温度を低下させ
るための方法として点火時期を所定時間アドバンスする
ことにより燃焼状態を緩慢にする方法を採用したが、該
目的は例えば第６図および第７図に示すように燃料の供
給量そのものを所定排気ガス温度T₁に低下するまで減量
したり（第10図参照）、またアイドル回転数そのもの
（目標回転数）を所定回転数αだけ高くすることによっ
てアイドル安定性を確保し、燃焼室側に供給される上述
の２次エア供給量を減らす一方、上記エアポンプの回転
数を高くすることによってエア吐出量そのものをも大と
することによって必要な冷却機能を維持させ触媒温度の
上昇を抑制するようにしてもよいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願考案のクレーム対応図、第２図は、本願
考案の実施例に係るエンジンの制御装置全体のシステム
構成図、第３図は、同装置のエアーコントロールバルブ
部の構造を示す拡大断面図、第４図は、同装置の２次エ
ア供給制御機能を示す機能ブロック図、第５図は、同装
置の排気ガス温度低下制御動作を示すメインルーチンの
フローチャート、第６図および第７図は、同第５図のフ
ローチャートの一部を変形した変形例のフローステップ
を示す部分チャート図、第８図は、同装置の全体的な２
次エア制御領域を示す運転領域マップ、第９図は、同装
置の第５図の制御動作に対応したタイムチャート、第10
図は、同装置の第６図の制御動作に対応したタイムチャ
ートである。 １……ロータリピストンエンジン本体 2,3……トロコイド空間 4,5……ロータハウジング 6,8……サイドハウジング ７……インタメディエイトハウジング 10,11……ロータ 13A〜13C 14A〜14C……作動室 19……排気管 21,22……主吸気ポート 25……吸気還流通路 26……開閉制御弁 40……開閉弁アクチュエータ 41……デューティーソレノイド 45……エアフロメータ 46……スロットル弁 47……スロットル開度センサ 48……加速センサ 50……エンジンコントロールユニット 51……第１の触媒コンバータ 52……第２の触媒コンバータ 53……第１の２次空気供給ノズル 54……第２の２次空気供給ノズル 55……エアポンプ 60……２次空気メイン供給路 75……第１の電磁弁 89……第２の電磁弁 102……領域判定回路 107……電磁弁制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/22 Ｊ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１０ Ｒ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】当該エンジンによって駆動されるエアポン
   プと、該エアポンプを利用してエンジンの排気ポート部
   に２次エアを供給する２次エア供給手段とを備えてなる
   エンジンにおいて、該エンジンが所定の高回転状態から
   アイドル回転状態に移行したことを検出するエンジン回
   転数検出手段と、該エンジン回転数検出手段によって上
   記高回転状態からアイドル回転状態への移行が検出され
   た時には該検出時より所定期間内上記エンジンを排気ガ
   ス温度が低下する方向に制御するエンジン制御手段とを
   設けたことを特徴とするエンジンの制御装置。