JPH07189775A

JPH07189775A - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JPH07189775A
Application number: JP33707593A
Authority: JP
Inventors: Tomohisa Fujikawa; 朋久藤川; Shuji Terao; 秀志寺尾; Kenji Oka; 憲児岡; Kazuaki Tanaka; 和明田中
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-07-28

Abstract

(57)【要約】【目的】アイドルスイッチがオンされないようすること
により、理論空燃比状態での運転とならず、低速走行時
でのリーンバーン走行を可能とする。【構成】エンジン１のアイドル時の空燃比を、アイドル
時以外の空燃比よりリッチにするエンジンの制御装置に
おいて、車速が所定値以上で、かつスロットル弁３が全
閉状態の場合、エンジン出力を低下方向に制御する制御
手段を具備し、この制御手段は、吸入空気量を減量させ
ることによってエンジン出力を低下方向に制御すること
を特徴とするエンジンの制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの制御装置、
特に成層燃焼を行なうリーンバーンエンジンの制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンの制御装置が多く提
案されている。例えば、アイドル回転数を制御するため
にアクセルペダルに連動するスロットル弁を迂回してバ
イパス路を形成し、このバイパス路を通るバイパス空気
量を制御するバイパス量制御弁を用いて、スロットル弁
が全閉状態となるアイドル時にバイパス制御弁を制御す
ることによって、最良のアイドル回転数下で運転し、か
つ車速がある所定値以上になると僅かに絞り込み制御を
実行してバイパス空気量をアイドル時よりも減少させ、
車速がある所定値以下になったとき絞り込み制御を解除
してアイドル回転数の制御に備えるというものである。

【０００３】また、その他の従来技術としては、車速検
出手段を設け、これによって検出される車速に基づい
て、車速が上昇しスロットル弁の開度が増加したとき
は、バイパス量制御弁の絞り込み制御を実行し、絞り込
み量を増加させる。また、車速が減少したと判断する
と、絞り込み量の増加を解除し、車速の減少に伴って絞
り込み量を減少させるというものである（特開昭６２−
３８８４２号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成される従来例において、混合気供給インジェ
クタへの供給空気量やエアコントロールバルブの空気量
等のバラツキによって、理論空燃比での運転となってし
まう領域がある。即ち、低速低負荷走行（アイドル以
外）の場合、混合気供給インジェクタへの供給空気量と
エアコンとロールバルブの空気量とで十分な空気量とな
るため、スロットル弁が閉じアイドルスイッチがオンさ
れ、理論空燃比下での運転状態となってしまう。そのた
め、本来なら低速低負荷走行すべき領域で供給燃料が増
加されてしまい、燃費の悪化を招いていた。

【０００５】従って、本発明のエンジンの制御装置は、
上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とす
るところは、ある車速以上となると混合気供給インジェ
クタの供給空気量と、エアコンとロールバルブの供給空
気量とを減少させ、かつスロットル弁を僅かに開くよう
にして、アイドルスイッチがオンされないようすること
により、理論空燃比状態での運転とならず、低速走行時
でのリーンバーン走行を可能とすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明のエンジンの蒸発燃料処理
装置は、エンジンのアイドル時の空燃比を、アイドル時
以外の空燃比よりリッチにするエンジンの制御装置にお
いて、車速を検出する車速検出手段と、スロットル弁の
開度を検出するスロットル弁開度検出手段と、前記スロ
ットル弁開度検出手段からの出力を受けて、車速が所定
値以上で、かつスロットル弁が全閉状態の場合、前記エ
ンジン出力を低下方向に制御する制御手段を具備するこ
とを特徴としている。

【０００７】また、好ましくは、前記制御手段は、吸入
空気量を減量させることによって前記エンジン出力を低
下方向に制御することを特徴としている。また、好まし
くは、アイドル時以外のエンジン運転時、空気を供給す
る手段を更に具備し、前記アイドル時以外に、該供給手
段からの空気の供給量を減量することを特徴としてい
る。

【０００８】また、好ましくは、前記空気を供給する手
段は、アシストエア制御弁を備えることを特徴としてい
る。また、好ましくは、前記制御手段による空燃比の制
御は、前記アイドル時以外の低速走行時に行なうことを
特徴としている。

【０００９】

【作用】以上のように、この発明に係わるエンジンの制
御装置は構成されているので、ある車速以上となると混
合気供給インジェクタの供給空気量と、エアコントロー
ルバルブの供給空気量とを減少させ、かつスロットル弁
を僅かに開くようにして、アイドルスイッチがオンされ
ないようすることにより、理論空燃比状態での運転とな
らず、低速走行時でのリーンバーン走行が可能となる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の実施例につき、添付の図面を
参照して詳細に説明する。図１は、本実施例を示すエン
ジンの制御装置のシステム構成図である。図１におい
て、エンジン１は、第１シリンダから第４シリンダを備
えた４気筒エンジンである。各燃焼室２３の吸気側には
吸気ポート４ａ、４ｂが開口している一方、排気側には
排気ポート２ａ、２ｂが開口している。

【００１１】ここで、吸気ポート４ａは、気筒１の略周
方向に開口するタンジェンシャルポートであって、この
吸気ポート４ａから燃焼室２３内に供給された混合気
は、燃焼室２３内にスワールを生成するようになってい
る。即ち、吸気ポート４ａは、スワール生成ポートとな
っている。吸気ポート４ａは、低負荷状態だけでなく高
負荷状態においても有効にスワールを生成できるよう配
設されている。

【００１２】吸気ポート４ｂは、吸気弁５によって所定
のタイミングで開閉され、シリンダ２３内に送り込まれ
た混合気のスワールをコントロールするように構成され
ている。尚、吸気弁５は、動弁機構４５によって作動で
きるように構成されている。また、排気ポート２ａ、２
ｂは、排気弁４７によって開閉されるように構成されて
いる。排気ポート２ａ、２ｂには、リニアＯ₂センサ４
１が取り付けられており、空燃比等が制御される。排気
弁４７が開口されて排出される排気は、リニアＯ₂セン
サ４１で検出されながら触媒４２を通って浄化され外部
に排出される。

【００１３】各燃焼室２３に混合気を供給するために、
各気筒毎に、吸気ポート４ａ、４ｂには独立吸気通路２
４が設けられている。この独立吸気通路２４は、その上
流端においてエアの流れを安定させるサージタンク２５
に接続されている。尚、サージタンク２５へは、途中に
スロットル弁３が設けられおり、共通吸気通路７からそ
の開度に応じたエアが供給されるようになっている。即
ち、エアクリーナ４３から入る空気は、エアフローメー
タ４４によりその流量を検出されつつ、スロットル弁３
の開度に応じた流量をサージタンク２５内へ送るのであ
る。また、共通空気通路７のスロットル弁３の下流側に
は、バイパス空気通路３９が設けられている。このバイ
パス空気通路３９の途中に備えられたエアコントロール
バルブ４０を制御することによってスロットル弁３が閉
じている場合の供給空気量を調節するのである。共通空
気通路７の上流側のスロットル弁３付近に取り付けられ
ているのは、スロットル弁３の開度を検出するスロット
ルセンサ３６と、このスロットルセンサの開度に基づい
てアイドリング状態を設定するアイドルスイッチ３５で
ある。アイドル状態の空気での供給は、バイパス空気通
路３９から更に分岐したアイドル空気通路４８の供給空
気量を制御することによってなされる。アイドル空気通
路３９には、アイドルスピードコントロールバルブ３１
と補助的な空気制御バルブ３２が取り付けられ、アイド
ル時のエンジン回転数を制御している。

【００１４】吸気通路２４の吸気ポート４ａ、４ｂ側に
は、燃焼室２３内に燃料を供給する混合気供給タイプの
インジェクタ８が取り付けられている。インジェクタ８
は、燃料通路２６によって、燃料タンク２２に接続され
ている。インジェクタ８に近接する部分にはパージ燃料
噴射部１９が設けられていて、燃料タンク２２内から蒸
発する燃料を吸気ポートへインジェクタ８を介して供給
する。パージ燃料噴射部１９は、各気筒毎に設けられ共
通吸気通路７に通ずるようにアシストエア通路２０に接
続されている。アシストエア通路２０の中間部（パージ
燃料噴射部１９と共通吸気通路７との間）にアシストエ
ア制御弁６が取り付けられ、アシストエア通路を通る空
気量を調整している。更に、アシストエア通路２０は、
アシストエア制御弁６よりインジェクタよりの部分２１
で分岐するようにパージ通路２７に接続されている。パ
ージ通路２７は、チャコールキャニスタ１８に接続され
ている。パージ通路２７のチャコールキャニスタ１８と
アシストエア通路２０の分岐部２１との間には、パージ
制御弁１７が設けられており、パージ流量を調節してい
る。また、パージ通路２７は、各気筒毎に分岐して接続
されている。

【００１５】燃料タンク２２の内部に蓄積されている燃
料１０は、燃料ポンプ１２と、燃料ポンプ１２から伸び
る燃料通路２６によってインジェクタ８ａまで運搬され
る。燃料１０は、タンク内のフィルタ１１で浄化され、
燃料通路４６を通ってプレッシャレギュレータ９におい
て、空気通路４１から送られる空気と混合され、混合気
供給通路４９を介してインジェクタ８へ送られるもの
と、燃料通路２６からインジェクタ８に送られるものと
に分けられる。燃料通路２６には、燃料フィルタ１３が
取り付けられていて、ポンプ１２によって吸い上げられ
た燃料１０は、このフィルタ１３を通ることによって浄
化される。また、燃料１０は、ガソリン等の揮発性の燃
料のため、燃料タンク１２内部の燃料１０の上部を占め
る空間で蒸発した燃料が充満している。蒸発燃料１０
は、バルブ１５によって取り込まれる。取り込まれた蒸
発燃料１０は、分離器１４を介して蒸発燃料と空気とに
分離される。分離された蒸発燃料１０は、蒸発燃料通路
を通ってバルブ１６を介してチャコールキャニスタ１８
に吸着される。以上説明したように、蒸発燃料１０は、
チャコールキャニスタ１８からパージ通路２７を介して
アシストエア通路２０に供給され、吸気ポート４から噴
射される。このインジェクタ８の燃料噴射量や噴射圧
は、コントロールユニット１００によって制御される。
また、パージ制御弁やアシストエア制御弁は、スロット
ルバルブ３の前後の差圧を検出して、コントロールユニ
ット１００によって開閉タイミングを制御される。

【００１６】（混合気供給タイプインジェクタの説明）
混合気供給通路４３と燃焼室２３との接続部には、混合
気供給インジェクタが設けられている。また、燃焼室２
３に混合気を供給するために、各気筒に独立吸気ポート
が設けられている。これらの独立吸気通路は、その上流
部において、エアの流れを安定させるサージタンク２５
に接続されている。混合気供給インジェクタ８に通ずる
混合気供給路４３の他端には、加圧エアの流量を調節す
るプレッシャレギュレータ９が設けられている。燃料通
路４６から供給される燃料と吸気通路４１から供給され
る空気とは、このプレッシャレギュレータ９によって混
合され、圧力を高められて混合気供給インジェクタ８へ
運ばれる。

【００１７】混合気供給インジェクタは、エンジンが低
負荷の状態において、燃焼室２３の中心部付近（不図示
の点火プラグ）にリッチな混合気を供給するために設け
られている。供給された混合気は、点火プラグまわりに
のみ存在することになり、燃焼室２３内の混合気が効果
的に成層化され、成層燃焼が行なわれる（エアコントロールバルブ制御）上記コントロールユニ
ット１００による混合気供給インジェクタ制御弁とエア
コントロールバルブ制御の具体例を、図２と図３ののフ
ローチャートを参照して説明する。

【００１８】本実施例の制御装置は、特に低速走行時で
のリーンバーン制御を目的としており、アイドル以外の
状態を検出し、リーンバーン制御を継続させることに主
眼がおかれている。また、ここで述べるアイドル以外の
状態とは、運転者が渋滞などで低速走行をしているとき
などにおいて、アクセルペダルのオン、オフが頻繁に行
なわれる場合を意味している。以下、上記の観点で制御
手順について述べる。

【００１９】図２は、混合気供給インジェクタの制御手
順を示すフローチャートである。図２において、ステッ
プＳ２０で混合気供給インジェクタの各種の制御信号
（例えば、車速センサ信号等）を読み込む。ステップＳ
２０で各種の信号を読み取った後、ステップＳ２１でア
イドルスイッチがオンされているか否かを判断する。ス
テップＳ２１でアイドルスイッチがオンの場合（ステッ
プＳ２１での判断がＹＥＳのとき）、ステップＳ２２へ
進み、エンジン回転数がアイドル回転数（例えば、７０
０ｒｐｍ）以下であるか否かを判断する。ステップＳ２
２でエンジン回転数がアイドル回転数以下の場合（ステ
ップＳ２２での判断がＹＥＳのとき）、ステップＳ２３
へ進み、混合気供給インジェクタを全閉状態とし、ステ
ップＳ２４で混合気供給インジェクタ制御弁を全閉状態
とするように信号を出力する。

【００２０】ステップＳ２１でアイドルスイッチがオフ
の場合（ステップＳ２１での判断がＮＯのとき）、ステ
ップＳ２９へ進み、エンジン負荷と回転数に応じた混合
気供給制御弁の開度を設定し、その信号をステップＳ３
０で制御弁に出力する。一方、ステップＳ２２で、エン
ジン回転数が所定アイドル回転数より高い場合（ステッ
プＳ２２での判断がＮＯのとき）、ステップＳ２４へ進
み、前回検出されたアイドルスイッチがオフの状態か否
かを判断する。即ち、これは、アクセルペダルを一度踏
んで戻した状態かどうかを判断している。ステップＳ２
４で前回のアイドルスイッチがオフの状態であった場合
（ステップＳ２４での判断がＹＥＳのとき）、ステップ
Ｓ２５で所定車速以下（例えば、時速２０キロ以下）で
あるか否かを判断する。ステップＳ２５で所定車速以下
であった場合（ステップＳ２５での判断がＹＥＳのと
き）、ステップＳ２６で何度もアクセルのオン、オフを
繰り返しているかどうかを判断するためにカウントす
る。ステップＳ２７では、ステップＳ２６でのカウント
数が所定回数αを超えているか否かを判断する。ステッ
プＳ２７で所定回数を超えていた場合（ステップＳ２７
での判断がＹＥＳのとき）、ステップＳ２８へ進み、混
合気供給制御弁の開度を小さくするようにステップＳ３
０に信号を出力する。

【００２１】また、ステップＳ２４、ステップＳ２５、
ステップＳ２７での判断がいずれもＮＯのときは、ステ
ップＳ２９へ進み、エンジン回転数と負荷に応じた混合
気制御弁の開度を設定し、ステップＳ３０の制御弁に信
号を出力する。以上説明したように、混合気供給インジ
ェクタ制御弁は、低速低負荷走行時にアイドルスイッチ
がオンの状態とならないように制御されるのである。

【００２２】図３は、インジェクタ制御弁の制御手順を
示すフローチャートである。図３において、ステップＳ
３１でインジェクタ制御のための各種の信号（例えば、
エアフローメータからの信号）を読み込む。ステップＳ
３２では、ステップＳ３１で読み込まれた各信号に基づ
いて、インジェクタからの基本噴射量の演算を行なう。
その後ステップＳ３３で空燃比フィードバック領域か否
かを判断する。ステップＳ３３で空燃比フィードバック
領域である場合（ステップＳ３３での判断がＹＥＳのと
き）、ステップＳ３４でアイドルスイッチがオンされて
いるか否かを判断する。ステップＳ３４でアイドルスイ
ッチがオンの場合（ステップＳ３４での判断がＹＥＳの
とき）、ステップＳ３５で目標空燃比を理論空燃比（λ
＝１）となるように設定する。その後ステップＳ３７で
空燃比フィードバックの補正量の演算を実行する。ステ
ップＳ３９へ進み、ステップＳ３７での演算結果に基づ
いて、最終噴射量を演算する。その後ステップＳ４０で
最終演算結果に基づいて、インジェクタ制御弁に最終噴
射量を表す信号を出力する。

【００２３】また、ステップＳ３３で空燃比フィードバ
ック領域でない場合（ステップＳ３３での判断がＮＯの
とき）、ステップＳ３８へ進み、フィードバック補正量
をゼロに設定する。即ち、フィードバック補正を実行し
ないのである。その後ステップＳ３９へ進む。更に、ス
テップＳ３４でアイドルスイッチがオフの場合（ステッ
プＳ３４での判断がＮＯのとき）、ステップＳ３６へ進
み、目標空燃比をリーンな状態（例えば、空燃比λ＝２
３）に設定する。その後ステップＳ３７へ進む。

【００２４】図４は、図２で説明した混合気供給制御弁
の制御領域をエンジン負荷と回転数で表した図である。
図４に示すように、アイドル状態以外を混合気供給制御
弁の開弁状態としている。図４では、エンジン負荷と回
転数が増加するに従って、混合気供給制御弁の開度を増
すように制御される。図５は、図３で説明した空燃比制
御のフィードバック領域をエンジン負荷と回転数で表し
た図である。図５では、理論空燃比制御領域以外で、リ
ーンバーン制御を行なうよう制御される。

【００２５】以上説明したように、ある車速以上となる
と混合気供給インジェクタの混合空気量と、エアコント
ロールバルブの供給空気量とを減少させ、かつスロット
ル弁を僅かに開くようにして、アイドルスイッチがオン
されないようすることにより、理論空燃比（λ＝１）状
態での運転とならず、低速時でのリーンバーン走行が可
能となる。

【００２６】尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲
で上記実施例を修正又は変形したものに適用可能であ
る。例えば、本実施例では、混合気供給制御弁を制御す
ることによって低速時の空燃比を制御したが、図５に示
すように、エアコントロールバルブを制御することによ
って行なってもよい。即ち、アイドル領域以外では、エ
アコントロールバルブを開弁して、アイドルスイッチが
入らないようにしてもよい。また、空燃比を点火タイミ
ングで制御してもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明のように、本発明のエンジンの
制御装置によれば、ある車速以上となると混合気供給イ
ンジェクタの混合空気量と、エアコンとロールバルブの
供給空気量とを減少させ、かつスロットル弁を僅かに開
くようにして、アイドルスイッチがオンされないようす
ることにより、理論空燃比状態での運転とならず、低速
走行時でのリーンバーン走行が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例を示すエンジンの制御装置のシステム
構成図である。

【図２】混合気供給制御弁の制御手順を示すフローチャ
ートである。

【図３】インジェクタ制御弁の制御手順を示すフローチ
ャートである。

【図４】アイドル状態と混合気供給制御弁の開弁状態を
示す図である。

【図５】図３の空燃比制御領域を示す図である。

【図６】本実施例の変形例を示す図である。

【符号の説明】

１エンジン３スロットル弁４ａ吸気ポート４ｂスワル生成ポート５スワル生成弁６アシストエア制御弁７共通空気通路８ａインジェクタ８ｂ混合気供給制御弁９プレッシャレギュレータ２５サージタンク３５アイドルスイッチ３６スロットルセンサ３９バイパス空気通路４０エアコントロールバルブ４４エアフローメータ４７ａ排気バルブ４７ｂ排気バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中和明広島県安芸群府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンのアイドル時の空燃比を、アイ
ドル時以外の空燃比よりリッチにするエンジンの制御装
置において、車速を検出する車速検出手段と、スロットル弁の開度を検出するスロットル弁開度検出手
段と、前記スロットル弁開度検出手段からの出力を受けて、車
速が所定値以上で、かつスロットル弁が全閉状態の場
合、前記エンジン出力を低下方向に制御する制御手段を
具備することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】前記制御手段は、吸入空気量を減量させ
ることによって前記エンジン出力を低下方向に制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装
置。
【請求項３】アイドル時以外のエンジン運転時、空気
を供給する手段を更に具備し、前記アイドル時以外に、
該供給手段からの空気の供給量を減量することを特徴と
する請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】前記空気を供給する手段は、アシストエ
ア制御弁を備えることを特徴とする請求項２に記載のエ
ンジンの制御装置。
【請求項５】前記制御手段による空燃比の制御は、前
記アイドル時以外の低速走行時に行なうことを特徴とす
る請求項４に記載のエンジンの制御装置。