JPS62225745A - 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、エンジンの空燃比制ｍ装置に関し、待に高回
転又は高負荷の定常運転状態での燃費向上対策に関する
。

（従来の技術） 一般に、エンジンの空燃比はできるだけリーンにセット
することが燃費の向上を図る上で望まれるが、特定の運
転領域ではその運転性能上、燃料を増量して空燃比をリ
ッチ化せざるを得ない場合がある。例えば、実開昭５４
−１２４８２２号公報には、エンジンの高負荷時に燃料
を増量して空燃比をリッチ化することが開示されている
。また、エンジンの高回転時にも燃料を増量することも
知られている。

このような高回転時又は高角荷時に燃料を増量して空燃
比をリッチ化する理由としては、一つには出力要求から
であり、もう一つには、排気ガス温度が上昇し、この高
温の排気ガスによって排気マニホールドや排気ガス浄化
用の触媒等が過熱されるのを防止すべく上記増量した燃
料の気化熱によって上記排気ガスの温度を低下させるた
めである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、このような高回転時又は高負荷時においても
、過渡性能（例えば加速性能）を要求されない定常運転
状態のときく例えばオートクルーズスイッチのＯＮのと
き）には、さほど出力要求がない。そのため、この高回
転又は高負荷の定常運転状態のときは、排気ガス温度の
低下を燃料の増量によらずに行い１ｑれば燃費の向上を
図り得る領域である。

そこで、この排気ガスの温度を低下させる技術として、
点火時期をアドバンスすることが知られているが、単に
点火時期のみをアドバンスしたのではノッキングが発生
するという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、排気還流と点火時期のアドバンスとの組合わせに
より、ノッキングを生じることなく燃費の向上と排気ガ
ス温度の低下との両立を図ることにある。

（問題点を解決するための手段） この目的のため、本発明では、排気ガス温度の低下を排
気還流と点火時期との組合わせによる補完作用によって
行うことに着目したものである。

すなわち、排気ガスを還流すると、最大燃焼圧力及び最
高燃焼温度が低下するものの、燃焼速度が遅くなり後添
えにより排気ガス塩度が上昇する。

しかし、この燃焼速度の遅くなった分、点火時期をアド
バンスすると、上記後添えによる排気ガス潤度−Ｆ芦は
なくなり、上記最高燃焼温度の低下分だけ排気ガス温度
が低下するのである。

そして、具体的に、本発明の講じた手段は、第１図に示
すように、エンジンの空燃比を調整する空燃比調整手段
１０と、エンジンへの排気還流量を調整する排気還流量
調整手段１６と、エンジンの点火時期を調整する点火時
期調整手段１２とを備えることを前提とする。そして、
この前提のもとで、エンジンの高回転又は実負荷の定常
運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態検
出手段による検出時、空燃比をリーン化するとともに、
排気還流量を増量し、かつ点火時期をアドバンス補正す
るように上記各調整手段をｌ１ｉｌＪ御する制御手段と
を備えたちのである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、エンジンの高回転又は
高負荷の定常運転状態のとき、空燃比がリーン化される
とともに、排気還流量が増量され且つ点火時期がアドバ
ンス補正されるよう制御される。この場合、上記排気還
流量の増量によって最大燃焼圧力および最高燃焼温度が
低下し、一方、この排気還流量の増量により燃焼速度が
遅くなることに起因する後添えによる排気ガス温度の上
昇は上記点火時期のアドバンスによって解消され、よっ
てノッキング等を生じることなく上記最高燃焼温度の低
下分だけ排気ガス温度が低下することになり、空燃比を
リッチ化しなくても排気ガス部室の低下が可能となる。

これにより、空燃比のリーン化による燃費の向上と排気
ガス温度の低下とが両立でき、高速燃費を向上できるこ
とになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基づいて説
明する。

第２図は本発明の実施例の全体概略システムを示し、１
はエンジン、２はエンジン１の燃焼室、３は一端がエア
クリーナ４を介して大気に開口し他端がエンジン１の燃
焼室２に開口して該燃焼室２に吸気を供給するための吸
気通路、５は一端がエンジン１の燃焼室２に開口し他端
が大気に開口して燃焼室２からの排気ガスを排出するた
めの排気通路である。また、６は吸気通路３の燃焼室２
への間口部に設けられた吸気弁、７は排気通路５の燃焼
室２への開口部に設けられた排気弁である。

上記吸気通路３には、上流から順に、吸入空気量を検出
するエアフローセンサ８、吸入空気量を制御するスロッ
トル弁９、および燃料を噴射供給してエンジン１に供給
される混合気の空燃比を調整する空燃比調整手段として
の燃料噴射弁１０がそれぞれ配設されている。また、燃
焼室２には点火プラグ１１が配設され、該点火プラグ１
１には点火プラグ１１による点火時期を調整する点火時
期調整手段とじでのディストリビュータ１２が接続され
ている。また、排気通路５には、排気ガス浄化用の触媒
装置１３およびその下流にサイレンサ１４がそれぞれ介
設されている。

さらに、１５は、一端が排気通路５の触ｔｓ装置１３上
流に開口し他端が吸気通路３のスロットル弁９下流に間
口して、排気通路５の排気ガスの一部を吸気通路３に還
流する排気還流通路であって、濤排気）！流通路１５の
途中には、排気還流通路１５をｆｒシてエンジン１に還
流される排気還流量を調整する排気還流量調整手段とし
ての排気還流弁′１６が配設されている。

一方、１７は、上記燃料噴射弁１０、ディストリビュー
タ１２および排気還流弁１６を作動制御するコントロー
ルユニットであって、該コントロールユニット１７には
、定常運転状態としての定速走行を行うべくＯＮ操作さ
れるオートクルーズスイッチ１８と、スロットル弁９の
開度によりエンジン負荷を検出するスロットル開度セン
サ１９ど、エンジン回転数を検出する回転数センサ２０
との各信号が入力されている。

次に、上記コントロールユニット１７の作動を第３図の
フローチャートにより述べるに、スタートして、先ずス
テップＳ＋でオートクルーズスイッチ１８からの０Ｎ−
ＯＦＦ信号、スロットル開度センサ１９からのスロット
ル開度信号および回転数センサ２０からのエンジン回転
数信号が読込まれたのち、ステップＳ２で定常運転状態
であるか否かが、ステップＳ３で排気ガス温度の上昇が
問題となる高回転又は高負荷領域であるが否かが判別さ
れる。

これらステップＳ２及びＳ３の判別が共にＹＥＳの場合
には、本発明の制御対象領域である高回転又は高負荷の
定常運転状態のときと判定して、次のステップＳ４にお
いて空燃比をリーン化する信号を燃料噴射弁１０に、排
気還流量を増量する信号を排気還流弁１６に、点火時期
をアドバンス補正する信号をディストリビュータ１２に
それぞれ出力し、かつステップＳ５で高速燃費の向上を
図るべく設定されたマツプに基づいて運転するよう制御
する。

一方、上記ステップＳ２及びＳ３の判別のいずれかがＮ
ｏの場合、つまり加速運転状態のときあるいは排気ガス
温度上昇の問題がない領域のときには、ステップＳ６で
基本セットされたマツプに基づいて運転するよう空燃比
および点火時期を制御する。

以上のフローにおいて、ステップＳ２およびＳ３により
、エンジンの高回転又は高負荷の定常運転状態を検出す
る運転状態検出手段２１を構成しており、ステップＳ４
およびＳ５により、該運転状態検出手段２１による検出
時（つまり高回転又は高負荷の定常運転状態のとき）、
空燃比をリーン化するとともに、排気還流量を増量し、
かつ点火時期をアドバンス補正するように燃料噴射弁１
０（空燃比調整手段）、排気還流弁１６（排気還流量ｖ
Ａ整手段）およびディストリビュータ１２（点火時期調
整手段）を制御する副葬手段２２を構成している。

したがって、上記実施例においては、エンジンの排気系
（排気マニホールド、触媒装置１１３等）の防護の点か
ら排気ガス温度の上昇が問題となるものの、出力性能が
さほど要求されない高回転又は高負荷の定常運転状態の
ときには、これを検出する運転状態検出手段２１の出力
を受けて制御手段２２により、空燃比がリーン化される
とともに、排気還流量が増量され、かつ点火時期がアド
バンス補正されるように制御される。この場合、上記排
気還流量の増量によって最大燃焼圧力および最高燃焼温
度が低下する一方、この排気還流量の増量により燃焼速
度が遅くなることから後添えにより排気ガス温度が上昇
するが、この排気ガス温度の上昇は上記燃焼速度の遅れ
分だけ点火時期がアドバンスされることによって解消さ
れ、結局、上記最高燃焼温度の低下分だけ排気ガス温度
が低下することになり、従来の如く空燃比をリッチにす
ることなくリーンの状態であっても排気ガス温度を低下
できることになる。よって、この空燃比のリーン化と排
気ガス温度の低下との両立化により、例えば空燃比を１
０から１７〜１８にリーン化でき、高速燃費を向上させ
ることができる。

今、この効果を具体的に第４図により示すに、第４図は
車速に対する点火時期、排気ガス温度、空燃比、吸気負
圧および燃費の変化特性を、排気還流を行わない時（実
線で示す）と排気還流を行う時（破線で示す）とで比較
して示している。同図により、排気還流を行わない時で
は、車速が１４０　ｋｍ／　ｂ以上になると、排気ガス
温度の上昇という制約がら空燃比をリッチにする必要が
あるため、燃費が悪化する。これに対し、排気還流を行
う時では、点火時期のアドバンスにより排気ガス温度が
低下するため、空燃比をリーンにでき、燃費が向上する
ことが判る。尚、このように空燃比をリーンにセットし
た高速走行時にはそれによる若干の出力低下を賄うべく
アクセルペダルが踏み込み気味となってスロットル開度
が開き側となることから、吸気負圧が減少するので、そ
の分ボンピングロスが低減できて燃費の一層の向上に寄
与できる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではな（、そ
の他種々の変形例をも包含するものである。例えば、上
記実施例では、空燃比調整手段として、燃料噴射方式の
ものについて述べたが、気化器方式のものにも適用でき
る。また、点火時期調整手段および排気還流量調整手段
も種々の公知の手段が採用可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、出力性能がさほ
ど要求されないエンジンの高回転又は高負荷の定常運転
状態のとぎ、空燃比をリーン化した状態で、排気還流量
の増量と点火時期のアドバンス補正により排気ガス温度
を低下させることができるので、この両立により高速燃
費を有効に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図〜第４図は本発明の実施例を示し、第２図は全体
概略システム図、第３図はコントロールユニッ１〜の作
動を示すフローチャート図、第４図は車速に対する点火
時期、排気ガス温度、空燃比、吸気負圧および燃費の変
化特性を示す図である。 １・・・エンジン、１０・・・燃料噴射弁、１１・・・
点火プラグ、１２・・・ディストリビュータ、１５・・
・排気還流通路、１６・・・排気還流弁、１７・・・コ
ントロールユニット、１８・・・オートクルーズスイッ
チ、１つ・・・スロットル開度センサ、２０・・・回転
数センサ、２１・・・運転状態検出手段、２２・・・１
ＩＩＪ御手段。 特許出願人　　　　マツダ株式会社 、−７７′７ 代　　理　　人　　　　　弁理士　　前　　１）　　　
弘、（：、′シ遠 ゛第３図 第１図 第２図 （工〉ジンノ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの空燃比を調整する空燃比調整手段と、
   エンジンへの排気還流量を調整する排気還流量調整手段
   と、エンジンの点火時期を調整する点火時期調整手段と
   、エンジンの高回転又は高負荷の定常運転状態を検出す
   る運転状態検出手段と、該運転状態検出手段による検出
   時、空燃比をリーン化するとともに、排気還流量を増量
   し、かつ点火時期をアドバンス補正するように上記各調
   整手段を制御する制御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。