JPH0734163Y2

JPH0734163Y2 - エンジンの二次空気供給装置

Info

Publication number: JPH0734163Y2
Application number: JP7286189U
Authority: JP
Inventors: 年道赤木; 尚之松本; 弘佐々木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-06-20
Filing date: 1989-06-20
Publication date: 1995-08-02
Anticipated expiration: 2004-06-20
Also published as: JPH0327823U

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二次空気供給装置、特に、エアポン
プによりエンジンの排気系に二次空気を供給するエンジ
ンの二次空気供給装置に関する。

（従来の技術）例えば、特開昭59−10738号公報によれば、エンジンの
吸、排気ポート間に開設された掃気ポートとエアポンプ
とを加圧エア通路により接続すると共に、この加圧エア
通路の途中にタイミング弁を設けることにより、エンジ
ンの運転状態に応じて上記タイミング弁を所定のタイミ
ングで開閉させて加圧エア通路を介してエンジン側に加
圧エアを供給することにより、エンジンのアイドル回転
数を目標の回転数に維持するようにしたものが開示され
ている。

一方、上記のようにエアポンプを設けると共に、該エア
ポンプによりエンジンの排気系に二次空気を供給するこ
とにより、特に、低負荷時あるいは減速時に増加する排
気ガス中のHCやCO等の未燃成分を燃焼させて排気ガスを
浄化するようにしたものがある。

（考案が解決しようとする課題）ところで、上記のようにエアポンプによりエンジンの排
気系に二次空気を供給するように構成したものにおいて
は、通常走行時におけるエンジン回転数の上昇に伴って
上記エアポンプの作動騒音が増加すると共に、該エアポ
ンプの駆動抵抗が増加し、これにより、エンジンの駆動
損失の増大を招くことになっていた。このため、通常走
行時におけるエアポンプの作動領域を、排気ガスの浄化
性能を低下させることのない範囲でエンジンの低回転側
に設定したいという要望がある。しかしながら、上記エ
アポンプの作動領域をエンジンの低回転側に設定した場
合には、例えば、燃焼状態の悪化する減速時等における
排気ガス中のHCやCO等の未燃成分の増加時に、該エアポ
ンプよりエンジンの排気系に必要とされる所定量の二次
空気を供給することができず、このため、二次空気の供
給量が不足しがちとなって、上記のような減速時等にお
ける排気ガスの浄化性能を低下させることになってい
た。そのため、通常走行時におけるエアポンプの作動騒
音や駆動抵抗の増加を抑制しつつ、しかも減速時等にお
ける排気ガスの浄化性能を低下させることのないように
することが課題とされていた。

そこで本考案は、エアポンプによりエンジンの排気系に
二次空気を供給するようにした二次空気供給装置におい
て、通常走行時における上記エアポンプの作動騒音なら
びに駆動抵抗の増加を抑制しつつ、しかも減速時等にお
ける排気ガスの浄化性能を低下させることのない二次空
気供給装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記の課題を解決するために、本考案は次のように構成
したことを特徴とする。

即ち、エンジンの排気系に二次空気を供給するエアポン
プと、特定運転状態が検出されたときに上記エアポンプ
を作動させる制御手段とが備えられたエンジンの二次空
気供給装置において、エンジンの減速状態を検出する減
速検出手段と、該検出手段によりエンジンの減速状態を
検出したときに上記エアポンプの作動領域を通常走行時
よりもエンジンの高回転側に拡大する領域変更手段とを
設けたことを特徴とする。

（作用）上記の構成によれば、特定運転状態が検出されたときに
制御手段によりエアポンプが作動され、該エアポンプよ
りエンジンの排気系に二次空気が供給されることになる
のであるが、減速状態検出手段によりエンジンの減速状
態を検出したときには、領域変更手段により上記エアポ
ンプの作動領域が通常走行時よりもエンジンの高回転側
に拡大されることになり、これにより、HC等の未燃成分
が増加するエンジンの減速状態においても排気系に上記
エアポンプより十分な量の二次空気が供給されることに
なって、減速時における排気ガスの浄化性能を低下させ
ることがない。また、上記領域変更手段によりエンジン
の減速時にのみエアポンプの作動領域がエンジンの高回
転側に拡大されるようになっているので、通常走行時に
おける上記エアポンプの作動領域がエンジンの減速時に
比べて縮小されることになり、これにより、通常走行時
におけるエアポンプの作動騒音ならびに駆動抵抗の増加
を抑制しつつ、しかも減速時にエンジンより排出される
排気ガスを良好に浄化することができる。

（実施例）以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本実施例に係る二次空気供給装置をロータリ
ピストンエンジンに適用した場合の全体システム図であ
って、図示のように、このロータリピストンエンジン１
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ドハウジング３（図にお
いて片側のみ示す）とによりケーシングが形成され、且
つ上記ロータハウジング２内のロータ４の遊星回転運動
に伴って出力軸（偏心軸）５が回転駆動されるようにな
っている。そして、上記サイドハウジング３の所定位置
に開口された吸気ポート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、ターボチャージャ10、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が設けられていると共に、上記吸気ポート６の直上流
側におけるサイドハウジング３の所定位置には燃料噴射
弁14が取り付けられている。更に、この燃料噴射弁14と
上記吸気通路８におけるスロットルバルブ12の直上流側
とを連通するエアブリード15通路が設けられており、該
エアブリード通路15を介して上記燃料噴射弁14側に空気
が導入されることにより、該燃料噴射弁14より噴射され
る燃料の霧化をより一層促進させるようになっている。

また、上記ロータリハウジング２の所定位置に開口され
た排気ポート16に排気通路17の一端が接続されていると
共に、この排気通路17には、上流側より第１触媒コンバ
ータ18および第２触媒コンバータ19がそれぞれ介装され
ており、これら第１、第２触媒コンバータ18、19により
排気ガス中のHC、COが酸化され、あるいはNOxが還元さ
れることにより該排気ガスを浄化するようになってい
る。そして、上記第２触媒コンバータ19の下流側には、
該触媒コンバータ19を通過した排気ガスが導入されるサ
イレンサ（図示せず）が接続されるようになっており、
このサイレンサや上記排気通路17、第１、第２触媒コン
バータ18、19等により排気系20が構成されている。

そして、本実施例においては、上記エアクリーナ７に連
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、このエアポンプ22と上記ロータリピストンエンジン
１の出力軸５との間には、その両者を必要に応じて連結
する電磁クラッチ23が設けられており、該電磁クラッチ
23により上記エアポンプ22の出力軸５とが連結されるこ
とにより該エアポンプ22が作動されるようになってい
る。

更に、上記エアポンプ22と上記排気系20とが二次空気供
給通路24により接続されていると共に、この二次空気供
給通路24は、一端が上記排気ポート16に開口されたポー
トエア供給通路25と、一端が上記第２触媒コンバータ19
に挿通されたスプリットエア供給通路26とに分岐されて
いる。そして、上記ポートエア供給通路25の上流部に
は、負圧ダイヤフ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が設けられていると共に、上記アク
チュエータ27には、該アクチュエータ27に吸気負圧を導
入するポートエア用制御弁29が接続され、且つこの制御
弁29と上記吸気通路８におけるサージタンク13の下流と
が負圧通路30により接続されている。また、上記スプリ
ットエア供給通路26の上流部には、スプリットエア用ソ
レノイド31により開閉駆動される開閉弁32が設けられて
いる。従って、上記エアポンプ22の作動時に、ポートエ
ア供給通路25に介装された開閉弁28あるいはスプリット
エア供給通路26に介装された開閉弁32を必要に応じて開
閉させることにより、ポートエア供給通路25あるいはス
プリットエア供給通路26を介して排気系20に二次空気が
供給されるようになっている。

一方、上記二次空気供給通路24には、リリーフ通路33が
形成され、該リリーフ通路33の下流側がリリーフサイレ
ンサ34に接続されていると共に、該リリーフ通路33に
は、ダイヤフラム式のアクチュエータ35により開閉駆動
されるリリーフバルブ36が設けられている。そして、上
記アクチュエータ35と二次空気供給通路24とを連通する
連通路37にはリリーフ用制御弁38が介装されており、こ
の制御弁38の作動に伴って上記二次空気供給通路24とダ
イヤフラム式のアクチュエータ35とが連通されることに
より、上記エアポンプ22の作動時に所定の圧力とされた
二次空気の一部が連通路37を介して上記アクチュエータ
35に導入されることになって、これにより、上記リリー
フバルブ36が開動作されるようになっている。

なお、上記ポートエア供給通路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
と共に、上記スプリットエア供給通路26に設けられた開
閉弁32の上流側と上記リリーフ通路33とがスプリットリ
リーフ通路41により接続されている。

以上の構成に加えて、本実施例においては、上記エアフ
ローメータ９からの吸入空気量信号ａと、エンジン回転
数検出センサ42からのエンジン回転数信号ｂと、O₂セン
サ43からの空燃比信号ｃと、上記スロットルバルブ12の
側部近傍に配設されたスロットルセンサ44からの負荷信
号ｄとが入力されるコントロールユニット45が備えられ
ていると共に、このコントロールユニット45は、上記吸
入空気量信号ａとエンジン回転数信号ｂとに基づいて１
サイクル当たりの吸入空気量を算出すると共に、これに
応じて燃料噴射量を設定し、この燃料噴射量となるよう
に燃料噴射弁14に対して燃料制御信号ｅを出力すると共
に、上記空燃比信号ｃに基づいて所定の空燃比となるよ
うに上記燃料噴射量をフィードバック制御するようにな
っている。

また、上記コントロールユニット45は、上記エンジン回
転数信号ｂと負荷信号ｄとに基づいてエンジン１の特定
運転状態を検出したときには、上記電磁クラッチ23に制
御信号ｆを出力することによりエアポンプ22を作動させ
ると共に、上記ポートエア用制御弁29あるいはスプリッ
トエア用ソレノイド31に対して制御信号ｇ、ｈを出力す
ることにより、上記開閉弁28あるいは32を開動作させて
ポートエア供給通路25もしくはスプリットエア供給通路
26内に上記エアポンプ22からの二次空気を供給するよう
になっている。

ここで、第２図に示すグラフに基づいて、二次空気を供
給する制御領域について説明すると、この実施例におい
ては、エンジン１の運転状態が、実線Ａで示すようにエ
ンジン負荷がP₁であり且つエンジン回転数がN₂以下の領
域で二次吸気が供給されるようになっている。また、二
次空気供給領域におけるポートエア供給領域およびスプ
リットエア供給領域は、図において一点鎖線で示す無負
荷の運転特性を示すノーロードラインＢを基準として決
定される。

更に、本実施例においては、第２図に示すように、上記
ノーロードラインＢに沿ってエンジン１の運転状態を判
別する識別ラインＡ′が設定されており、該識別ライン
Ａ′を基準として、エンジン１の通常走行状態と減速状
態とが判別されるようになっていると共に、該識別ライ
ンＡ′に沿って二次空気供給領域がエンジン１の高回転
側（N₂側）に拡大されている。即ち、エンジン１の減速
時におけるポートエア供給領域がエンジン１の高回転側
に拡大されている。

次に、上記コントロールユニット45の制御動作を示す第
３図のフローチャートに基づいて本実施例の作用を説明
する。まず、上記コントロールユニット45は、ステップ
_１で上記エンジン回転信号ｂ、負荷信号ｄに基づいて運
転状態を読み込む、次いでステップ_２においてエンジン
１の運転状態が、第２図に示す識別ラインＡ′以下であ
るか否かを判定する。即ち、該識別ラインＡ′に基づい
てエンジン１の運転状態が減速状態であるか否かを判定
し、YES（減速状態）と判定した場合には、ステップ_３
においてエンジン回転数がN₂以下であるか否かを判定す
る。また、上記ステップ_２においNOと判定したとき、即
ち、通常走行状態であると判定した場合には、ステップ
_４においてエンジン回転数がN₁以下であるかを判定し、
イエスであれば、更に、ステップ_５によりエンジン負荷
がP₁以下であるか否かを判定する。そして、上記ステッ
プ_３あるいはステップ_５においてYESと判定した場合に
は、コントロールユニット45は、当該エンジン１の運転
状態が二次空気供給領域にある判定して、ステップ_６に
おいて上記電磁クラッチ23に制御信号ｆを出力する。こ
れにより、電磁クラッチ23を介してエアポンプ22が作動
状態となってポートエア供給通路25あるいはスプリット
エア供給通路26を介して吸気系20に二次空気が供給され
ることになる。

このように、本実施例においては、上記コントロールユ
ニット45により、エンジン１の特定運転状態が検出され
たときに電磁クラッチ23を介してエアポンプ22が作動さ
れ、該エアポンプ22よりエンジンの排気系20に二次空気
が供給されることになるのであるが、上記コントロール
ユニット45によりエンジン１の減速状態を検出したとき
には、第２図に示すように、エアポンプ22の作動領域が
通常走行時よりもエンジンの高回転側（N₂側）に拡大さ
れることにより、これにより、HC等の未燃成分が増加す
るエンジン１の減速状態においても排気系20に上記エア
ポンプ22より十分な量の二次空気が供給されることにな
って、減速時における排気ガスの浄化性能を低下させる
ことない。また、エンジン１の減速時にのみエアポンプ
22の作動領域がエンジン１の高回転側に拡大されるよう
になっているので、通常走行時における上記エアポンプ
22の作動領域がエンジン１の減速時に比べて縮小される
ことになり、これにより、通常走行時におけるエアポン
プ22の作動騒音を軽減させることができると共に、該エ
アポンプ22駆動抵抗の増加を抑制して燃費性の改善を図
りつつ、しかも減速時において排出される排気ガスを良
好に浄化することができる。

なお、上記エアポンプ22の作動騒音の原因となる吐出音
は、第４図に示すように、エンジン回転数の増加に伴っ
て漸次増加する傾向にあるが、この場合、所定のエンジ
ン回転数において吐出音の音圧レベルが極端に高くな
る。このように吐出音の音圧レベルが極端に高い状態で
エアポンプ22を停止させたときには、違和感が大きくな
り、このため、第２図に示すように、エンジン回転数N₁
もしくはN₂において上記エアポンプ22を停止させる場合
には、該エアポンプ22による二次空気供給機能を低下さ
せることのない範囲で、その停止時のエンジン回転数N₁
もしくはN₂を、第４図に（イ）で示すエアポンプ22の吐
出音の音圧レベルが低い状態となるエンジン回転数近傍
に設定することが好ましい。

（考案の効果）以上のように、本考案に係る二次空気供給装置によれ
ば、減速検出手段によりエンジンの減速状態が検出され
たときには、領域変更手段によりエアポンプの作動領域
が通常走行時よりもエンジンの高回転側に拡大されるこ
とになり、これにより、HC等の未燃成分が増加する減速
状態においても排気系に上記エアポンプより十分な量の
二次空気が供給されることになって、減速時における排
気ガスの浄化性能を低下させることがない。また、上記
領域変更手段によりエンジンの減速時にのみエアポンプ
の作動領域がエンジンの高回転側に拡大されるようにな
っているので、通常走行時における上記エアポンプの作
動領域がエンジンの減速時に比べて縮小されることにな
り、これにより、通常走行時におけるエアポンプの作動
騒音ならびに駆動抵抗の増加を抑制しつつ、しかも減速
時に排出される排気ガスを良好に浄化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は本実施例
に係るエンジンの二次空気供給装置の全体システム図、
第２図は二次空気供給領域を示すグラフ、第３図はコン
トロールユニットの制御動作を示すフローチャート図、
第４図は本実施例の二次空気供給装置を構成するエアポ
ンプの吐出音の音圧レベルとエンジン回転数との関係を
示すグラフである。１……エンジン（ロータリピストンエンジン）、20……
排気系、22……エアポンプ、23,45……制御手段（電磁
クラッチ、コントロールユニット）、45……領域変更手
段（コントロールユニット）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】エンジンの排気系に二次空気を供給するエ
アポンプと、特定運転状態が検出されたときに上記エア
ポンプを作動させる制御手段とが備えられたエンジンの
二次空気供給装置であって、エンジンの減速状態を検出
する減速検出手段と、該減速検出手段によりエンジンの
減速状態を検出したときに上記エアポンプの作動領域を
通常走行時よりもエンジンの高回転側に拡大する領域変
更手段とが設けられていることを特徴とするエンジンの
補助空気供給装置。