JPH077565Y2

JPH077565Y2 - エンジンのアイドル制御装置

Info

Publication number: JPH077565Y2
Application number: JP1989055387U
Authority: JP
Inventors: 吉昭富田; 公司山本; 薫山田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-05-15
Filing date: 1989-05-15
Publication date: 1995-02-22
Anticipated expiration: 2004-05-15
Also published as: JPH02145642U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、エンジンがアイドリング状態にあるとき、排
気ポート部もしくはその近傍に補助空気を供給するとと
もに、その回転数を目標アイドル回転数に一致させるべ
くフィードバック制御を行うようにされたエンジンのア
イドル制御装置に関する。

（従来の技術）車両等に搭載されるエンジンにあっては、アイドリング
運転状態にあるとき、その回転数を目標アイドル回転数
に一致させるべく、吸入空気量や点火時期等についての
フィードバック制御が行われるようにされたものが知ら
れている。

また、アイドリング状態を含む低負荷運転状態にあると
き、過給機等の加圧空気供給手段により加圧された空気
の一部が補助空気として排気ポート部もしくはその近傍
に供給され、それにより、排気ガスが触媒コンバータが
配された排気通路に強制的に排出されるようになされた
エンジンも、例えば、特開昭61-237814号公報に開示さ
れている如くに知られている。このように加圧空気が排
気ポート部もしくはその近傍に供給されるようになされ
たエンジンが、ロータリーピストンエンジンである場合
には、例えば、実開昭61-190442号公報にも示される如
く、排気工程が行われる作動室から吸気工程が行われる
作動室に持込まれる排気ガスの量が低減されるので、混
合気の燃焼安定性が向上するという効果も得られること
になる。

（考案が解決しようとする課題）上述の如くの、アイドリング運転状態における吸入空気
量や点火時期についてのフィードバック制御、及び、排
気ポート部もしくはその近傍への加圧空気の供給の両者
が行われるようになされたエンジンにおいては、アイド
リング運転状態にあるとき、燃焼室からの排気ガスの排
出が強制的に行われて、燃焼室における燃焼状態が改善
されるので、排気浄化性能が向上せしめられるととも
に、フィードバック制御のもとで設定される目標アイド
ル回転数が比較的低い値をとるものとされて、実際のア
イドル回転数が、安定性が損なわれることなく、低回転
化され得るものとなされる。

しかしながら、エンジンが、このようにアイドリング運
転状態における吸入空気量や点火時期についてのフィー
ドバック制御、及び、排気ポート部もしくはその近傍へ
の加圧空気の供給の両者が行われるようにされて、燃焼
室における燃焼状態が改善され、かつ、アイドル回転数
の低回転化が図られるようにされた場合には、加圧空気
供給手段に故障が生じ、それにより、排気ポート部もし
くはその近傍に加圧空気が供給されなくなる事態がまね
かれると、アイドリング運転状態において燃焼室におけ
る燃焼状態が悪化して点火プラグに付着する未燃物が増
加し、その結果、吸入空気量や点火時期についてのフィ
ードバック制御における目標アイドル回転数が比較的低
い値をとるものとされていることに相俟って、エンジン
の動作が著しく不安定となってしまう虞がある。

斯かる点に鑑み、本考案は、エンジンを、そのアイドリ
ング運転状態において、吸入空気量や点火時期について
のフィードバック制御が行われるとともに、排気ポート
部もしくはその近傍への補助空気の供給が行われ、燃焼
室における燃焼状態の改善、及び、アイドル回転数の低
回転化が図られたものとなし、異常が生じて補助空気が
供給されなくなる事態がまねかれた場合にも、アイドル
回転数の低回転化に起因してエンジンの動作が著しく不
安定となる事態を回避することができるようにされた、
エンジンのアイドル制御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）上記の目的を達成すべく本考案に係るエンジンのアイド
ル制御装置は、第１図にその基本構成が示される如く、
エンジンがアイドリング状態を含む特定の運転状態にあ
るとき、エンジンにおける排気ポート部もしくはその近
傍に補助空気を供給する補助空気供給手段と、補助空気
供給手段の異常を検出する異常検出手段と、目標アイド
ル回転数を設定する目標アイドル回転数設定手段と、エ
ンジンのアイドリング状態における回転数を目標アイド
ル回転数に一致させるべくフィードバック制御を行う制
御手段とが備えられ、目標アイドル回転数設定手段が、
異常検出手段により補助空気供給手段の異常が検出され
たときには補助空気供給手段の異常が検出されないとき
に比して高くされる目標アイドル回転数を設定するもの
とされて、構成される。

（作用）上記の如くに構成される本考案に係るエンジンのアイド
ル制御装置によれば、エンジンがアイドリング運転状態
にあるときには、補助空気供給手段から排気ポート部も
しくはその近傍に補助空気が供給される。それにより、
排気ガスが強制的に排気通路に排出されてエンジンの燃
焼状態が良好なものとなるようにされるので、エンジン
回転数を目標アイドル回転数に一致させるべく行われる
フィードバック制御におけるアイドル回転数の低回転化
が図られたもとにおいても、エンジンの動作安定性が確
保される。

また、エンジンがアイドリング運転状態にあるとき補助
空気供給手段の異常が検出された場合には、アイドル回
転数の低回転化が図られることよりエンジンにおける燃
焼状態が改善されることの方が優先されて、目標アイド
ル回転数が補助空気供給手段に異常が生じていないとき
に比して高く設定される。従って、エンジンにおける燃
焼状態が悪化することによる点火プラグの機能低下が防
止されて、エンジンの動作が不安定となる事態が回避さ
れる。

（実施例）第２図は、本考案に係るエンジンのアイドル制御装置の
一例を、それが適用されたロータリーピストンエンジン
の主要部と共に示す。

第２図において、エンジン本体10は、ロータハウジング
12とこのロータハウジング12の両側に配置された一対の
サイドハウジング14（一方のサイドハウジング14は図に
現れていない）とを有し、これらロータハウジング12及
びサイドハウジング14が形成するハウジング内部空間に
は、断面外形が略三角形状とされ、その頂点部に装着さ
れたアペックスシール18をロータハウジング12のトロコ
イド状の内周面12aに摺接させつつ偏心軸20の周りの遊
星回転運動を行うロータ16が配されている。このロータ
16の両側面部には、夫々、その周縁部に沿ってサイドシ
ール22が装着されており、このサイドシール22とアペッ
クスシール18との間にはコーナーシール23が配されてい
る。

ロータ16の表面とロータハウジング12の内周面及びサイ
ドハウジング14の内面との間には、可変容積の３つの作
動室、即ち、吸気作動室26a,圧縮作動室26b及び排気作
動室26cが形成され、ロータハウジング12における圧縮
作動室26bを形成する部分には、ロータ16の回転方向に
沿って２本の点火フラグ24A及び24Bが配設されており、
また、排気作動室26cを形成する部分には、排気ポート2
7が開口し、この排気ポート27が排気通路25に通じてい
る。そして、サイドハウジング14における吸気作動室26
aを形成する部分には、吸気ポート30が開口し、この吸
気ポート30が吸気通路32に通じている。

吸気通路32は、その上流側から順次、エアクリーナ33,
エアフローメータ34、及び、アクセルペダルに連動して
吸気通路32を開閉するスロットル弁35が配されていて、
２本の燃料噴射弁38A及び38Bの噴射口が、エンジン本体
10に近接する部分及び吸気ポート30に近接する部分に夫
々臨むものとされている。また、吸気通路32には、その
スロットル弁35より上流側部分と下流側部分とを連通さ
せるバイパス部36が設けられており、バイパス部36には
流量調整弁37が配されている。

一方、ロータハウジング12における排気ポート27が形成
された部分の近傍には、連通路40が形成されている。連
通路40における下流側端部40aは、排気ポート27を包囲
する環状部を形成して排気作動室26cに開口せしめられ
ており、また、その上流側端部は逆止弁43が配設された
第１の加圧空気供給通路41の一端部に接続されている。
第１の加圧空気供給通路41の他端部は、電磁切換弁48に
よって制御されるダイアフラム式の開閉弁44及びエンジ
ンにより駆動される加圧ポンプ46が配設された第２の加
圧空気供給通路42における下流側部分に接続されてお
り、第２の加圧空気供給通路42の一端部は、吸気通路32
におけるスロットル弁35より上流側部分に接続され、ま
た、その他端部は、電磁切換弁48によって制御されるダ
イアフラム式の開閉弁45が配設された空気導出通路47に
接続されている。そして、これら連通路40,第１及び第
２の加圧空気供給通路41及び42,逆止弁43,ダイアフラム
式の開閉弁44及び45,加圧ポンプ46,空気導出通路47、及
び、電磁切換弁48等によって、加圧空気供給手段が構成
されている。

加圧ポンプ46は、吸気通路32からの第２の加圧空気供給
通路42における上流側部分を通じて導かれる吸入空気を
加圧し、それを第２の加圧空気供給通路42における下流
側部分に吐出するものとされる。また、開閉弁44は、弁
体44a及びダイアフラム室44bを有し、第２の加圧空気供
給通路42における下流側部分に、第１の加圧空気供給通
路41における他端部と対向した位置をとって配設されて
いて、吸気通路32におけるスロットル弁35より下流側部
分から、主負圧導入通路49,電磁切換弁48及び副負圧導
入通路49aを介してダイアフラム室44bに負圧が導入され
たとき、弁体44aを引き込み、それにより、第１の加圧
空気供給通路41と第２の加圧空気供給通路42とを連通状
態にするものとされている。

一方、開閉弁45は、弁体45a及びダイアフラム室45bを有
し、空気導出通路47における上流側部分に、第２の加圧
空気供給通路42における他端部と対向した位置をとって
配設されていて、主負圧導入通路49,電磁切換弁48及び
副負圧導入通路49bを介してダイアフラム室45bに負圧が
導入されたとき、弁体45aを引き込み、それにより、第
２の加圧空気供給通路42と空気導出通路47とを連通状態
にするものとされている。

斯かる構成に加えて、制御ユニット60が備えられてい
る。制御ユニット60には、スロットル開度センサ50から
得られるスロットル弁35の開度に応じた検出出力信号S
t,回転数センサ51から得られるエンジン回転数に応じた
検出出力信号Sn,水温センサ53から得られるエンジンの
冷却水温に応じた検出出力信号Sw、及び、第２の加圧空
気供給通路42に配された圧力センサ54から得られる第１
の加圧空気供給通路42における加圧ポンプ46の吐出側の
圧力に応じた検出出力信号Spが供給され、さらに、エン
ジンの制御に必要な他の検出出力信号Sxも供給される。

制御ユニット60は、上述の各種検出出力信号に基づき、
加圧空気供給制御及びアイドル回転数制御を行う。

制御ユニット60による加圧空気供給制御にあっては、検
出出力信号St及びSnに基づき、エンジンが、スロットル
弁35が全閉状態とされ、かつ、その回転数が所定の値以
下とされるアイドリング状態を含む低負荷低回転運転状
態にあることが検知された場合には、電磁切換弁48に駆
動信号Caが供給される。それにより、主負圧導入通路49
と副負圧導入通路49aとが連通状態とされるとともに、
電磁切換弁48における大気ポート48aと副負圧導入通路4
9bとが連通状態とされる。斯かる状態においては、開閉
弁44におけるダイアフラム室44bには負圧が導入されて
弁体44aが引き込まれて、第１の加圧空気供給通路41と
第２の加圧空気供給通路42とが連通状態とされ、また、
開閉弁45における弁体45aは突出せしめられて第２の加
圧空気供給通路42と空気導出通路47とが遮断状態とされ
て、加圧ポンプ46から吐出された加圧空気が補助空気と
して、第２の加圧空気供給通路41及び連通路40を通じて
排気作動室26c内に供給される。

その結果、排気作動室26c内の排気ポート27の近傍にお
ける排気ガスが加圧空気により排気ポート27から排気通
路25に強制的に排出されるので、排気作動室26cから吸
気作動室26aに持込まれる排気ガスの量が低減されて、
圧縮作動室26bにおける混合気の燃焼状態が良好なもの
とされる。従って、エンジンの動作安定性が確保される
とともに、排気浄化性能が向上せしめられる。

一方、エンジンがアイドリング状態を含む低負荷低回転
運転状態にないことが検知された場合には、電磁切換弁
48に対する駆動信号Caの供給が停止される。それによ
り、主負圧導入通路49と副負圧導入通路49bとが連通状
態とされるとともに、電磁切換弁48における大気ポート
48aと副負圧導入通路49aとが連通状態とされる。斯かる
状態においては、開閉弁44における弁体44aが突出せし
められて、第１の加圧空気供給通路41と第２の加圧空気
供給通路42とが遮断状態とされ、また、開閉弁45におけ
るダイアフラム室45bに負圧が導入されて弁体45aが引き
込まれ、第２の加圧空気供給通路42と空気導出通路47と
が連通状態とされて、加圧ポンプ46から吐出された加圧
空気が、空気導出通路47を通じて外部に排出される。

さらに、制御ユニット60は、エンジンがアイドリング運
転状態にあることが検知されたときには、アイドル回転
数制御を行う。制御ユニット60によるアイドル回転数制
御においては、エンジンの運転状態、例えば、検出出力
信号Swがあらわすエンジンの冷却水温や検出出力信号Sx
があらわすエンジンにより駆動される補機類の作動状態
等に応じて、目標アイドル回転数が設定される。斯かる
際、検出出力信号Spがあらわす第２の加圧空気供給通路
42における加圧ポンプ46の吐出側の圧力が所定の値Pa、
例えば、大気圧より若干高い値以上である場合には、加
圧空気供給手段が正常に作動し、排気作動室26cに加圧
空気が供給されていると判断されて、目標アイドル回転
数は、比較的低い、例えば、500rpmを中心とする比較的
狭い範囲内の値に設定される。一方、第２の加圧空気供
給通路42における加圧ポンプ46の吐出側の圧力が値Pa未
満である場合には、加圧空気供給手段に、例えば、加圧
ポンプ46の故障等の異常が生じ、排気作動室26cに加圧
空気が供給されていないと判断されて、目標アイドル回
転数は、例えば、800rpmを中心とする比較的狭い範囲内
の値に設定される。

また、エンジンの冷却水温等に応じた基準制御値、及
び、エンジンにより駆動される補機類の作動状態に応じ
た負荷補正値が設定され、さらに、目標アイドル回転数
と検出出力信号Snがあらわすエンジン回転数との差に基
づいてフィードバック補正値が設定される。そして、基
準制御値に負荷補正値及びフィードバック補正値が加算
されて最終制御値が算出され、その最終制御値に応じた
パルス占有率に対応するパルス幅を有した駆動パルス信
号Cpが形成されて、それが流量調整弁37に供給される。
それにより、流量調整弁37が駆動パルス信号Cpのパルス
幅に応じた期間だけ開状態とされてバイパス部36を通過
する吸入空気量が調整され、実際のエンジン回転数が目
標アイドル回転数に一致せしめられるべく制御される。

一方、エンジンがアイドリング運転状態にない場合に
は、例えば、一定の値をとる制御値が設定されて、その
制御値に応じたパルス占有率に対応するパルス幅を有し
た駆動パルス信号Cpが形成される。そして、その駆動パ
ルス信号Cpが流量調整弁37に供給され、それにより、吸
入空気量についてのオープンループ制御が行われる。

このように、エンジンがアイドリング運転状態にあると
きには、加圧空気供給手段から排気作動室26cに加圧空
気が供給される加圧空気供給制御が行われることによ
り、アイドル回転数制御における目標アイドル回転数を
比較的低い値に設定することが可能とされる。また、斯
かるアイドリング運転状態において、加圧空気供給手段
に異常が生じ、排気作動室26cに加圧空気が供給されな
い事態がまねかれたときには、圧縮作動室26bにおける
燃焼状態が悪化することを回避すべく、目標アイドル回
転数が、加圧空気供給手段に異常が生じていないときに
比して高く設定されることにより、圧縮作動室26bにお
ける燃焼状態が悪化することによる点火プラグの機能低
下が防止されて、エンジンの動作が不安定となる事態が
回避される。

上述の如くの動作制御を行う制御ユニット60は、例え
ば、マイクロコンピュータが用いられて構成されるが、
斯かる場合におけるマイクロコンピュータが実行するア
イドル回転数制御に際してのプログラムの一例を、第３
図のフローチャートを参照して説明する。

第３図のフローチャートにより示されるプログラムにお
いては、スタート後、ステップ71において、各種の検出
出力信号を取り込み、続くステップ72において、検出出
力信号St及びSnに基づいて、エンジンが、スロットル弁
35が全閉状態とされ、かつ、エンジン回転数Ｎが所定の
値以下とされるアイドリング運転状態にあるか否かを判
断する。その判断の結果、エンジンがアイドリング運転
状態にある場合には、ステップ74において、検出出力信
号Spがあらわす第２の加圧空気供給通路42における加圧
ポンプ46の吐出側の圧力Ｐが値Pa以上であるか否かを判
断し、圧力Ｐが値Pa以上であるときには、ステップ75に
おいて、検出出力信号Swがあらわすエンジンの冷却水
温，検出出力信号Sxがあらわすエンジンにより駆動され
る補機類の作動状態等に応じて、目標アイドル回転数TN
iを500rpmを中心とする比較的狭い範囲内の値をとるも
のとして設定し、ステップ78に進む。また、ステップ74
における判断の結果、第２の加圧空気供給通路42におけ
る加圧ポンプ46の吐出側の圧力Ｐが値Pa未満である場合
には、ステップ77において、目標アイドル回転数TNiを8
00rpmを中心とする比較的狭い範囲内の値をとるのもの
として設定し、ステップ78に進む。

ステップ78においては、エンジンの冷却水温等に応じた
基本制御値GBを設定し、ステップ79において、エンジン
により駆動される補機類の作動状態に応じた負荷補正値
GLを設定する。続くステップ80において、目標アイドル
回転数TNiからエンジン回転数Ｎを減算して差ΔNiを算
出した後、ステップ81において、差ΔNiに応じてフィー
ドバック補正値GFを設定し、ステップ82に進む。ステッ
プ82においては、最終制御値GAを、基本制御値GBに負荷
補正値GLJフィードバック補正値GFとを加算することに
より算出し、ステップ83において、最終制御値GAに応じ
たパルス占有率に対応するパルス幅を有した駆動パルス
信号Cpを形成し、それを流量調整弁37に送出して元に戻
る。

一方、ステップ72における判断の結果、エンジンがアイ
ドリング運転状態にない場合には、ステップ84におい
て、オープンループ制御用プログラムを実行して元に戻
る。

なお、上述の例においては、エンジンのアイドル回転数
についてのフィードバック制御が、吸入空気量を変化さ
せることにより行われているが、本考案に係るエンジン
のアイドル制御装置においては、斯かるフィードバック
制御が、吸入空気量に代えて、エンジンにおける他の制
御対象、例えば、点火時期を変化させることにより行わ
れるようにされてもよい。

また、上述の例においては、加圧ポンプ46から得られる
加圧された空気が補助空気として用いられる構成がとら
れているが、斯かる構成に代えて、吸気通路32と排気通
路25とがリード弁が設けられた連通路によって接続され
た構成がとられ、その連通路を通じて得られる加圧され
ない空気が補助空気として用いられてもよい。

（考案の効果）以上の説明から明らかな如く、本考案に係るエンジンの
アイドル制御装置によれば、エンジンがアイドリング運
転状態にあるときには、補助空気供給手段から排気ポー
ト部もしくはその近傍に補助空気が供給されることによ
り、排気ガスが強制的に排気通路に排出されてエンジン
の燃焼状態が良好なものとなるようにされるので、エン
ジン回転数を目標アイドル回転数に一致させるべく行わ
れるフィードバック制御におけるアイドル回転数の低回
転化が図られたもとにおいても、エンジンの動作安定性
を確保することができるとともに、排気浄化性能を向上
させることもできる。

また、エンジンがアイドリング運転状態にあるとき補助
空気供給手段の異常が検出された場合には、アイドル回
転数の低回転化が図られることよりエンジンにおける燃
焼状態が改善されることの方が優先されて、目標アイド
ル回転数が補助空気供給手段に異常が生じていないとき
に比して高く設定されるので、エンジンにおける燃焼状
態が悪化することによる点火プラグの機能低下を防止し
て、エンジンの動作が不安定となる事態を回避すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るエンジンのアイドル制御装置を実
用新案登録請求の範囲に対応して示す基本構成図、第２
図は本考案に係るアイドル制御装置の一例を、それが適
用されたロータリーピストンエンジンとともに示す概略
構成図、第３図は第２図に示される例の制御ユニットに
マイクロコンピュータが用いられた場合における、斯か
るマイクロコンピュータが実行するプログラムの一例を
示すフローチャートである。図中、26aは吸気作動室、26bは圧縮作動室、26cは排気
作動室、27は排気ポート、32は吸気通路、35はスロット
ル弁、36はバイパス部、37は流量調整弁、40は連通路、
41は第１の加圧空気供給通路、42は第２の加圧空気供給
通路、44及び45は開閉弁、46は加圧ポンプ、47は空気導
出通路、48は電磁切換弁、54は圧力センサ、60は制御ユ
ニットである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】エンジンがアイドリング状態を含む特定の
運転状態にあるとき、上記エンジンにおける排気ポート
部もしくはその近傍に補助空気を供給する補助空気供給
手段と、該補助空気供給手段の異常を検出する異常検出手段と、該異常検出手段により上記補助空気供給手段の異常が検
出されたときには上記補助空気供給手段の異常が検出さ
れないときに比して高くされる目標アイドル回転数を設
定する目標アイドル回転数設定手段と、上記エンジンのアイドリング状態における回転数を上記
目標アイドル回転数に一致させるべくフィードバック制
御を行う制御手段と、を具備して構成されたエンジンのアイドル制御装置。