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JP3441471B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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Publication number
JP3441471B2
JP3441471B2 JP22867592A JP22867592A JP3441471B2 JP 3441471 B2 JP3441471 B2 JP 3441471B2 JP 22867592 A JP22867592 A JP 22867592A JP 22867592 A JP22867592 A JP 22867592A JP 3441471 B2 JP3441471 B2 JP 3441471B2
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valve
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直行 野口
孝 小野瀬
修司 満居
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B53/04Charge admission or combustion-gas discharge
    • F02B53/06Valve control therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B2053/005Wankel engines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は吸気遅閉じポートと、該
吸気遅閉じポートを開閉する開閉弁とよりなるポンピン
グロス低減手段を備えたエンジンの制御装置に関する。 【0002】 【従来の技術】吸気通路に配設したスロットル弁により
吸入空気量を調整して負荷制御を行なうエンジンにおい
ては、上記スロットル弁の開度が小さいときには、スロ
ットル弁下流の吸気圧が負圧になることから、いわゆる
ポンピングロスが発生して燃費性能を悪化させる問題が
ある。 【0003】このため、従来より基本吸気ポート閉時期
よりも遅れて閉じる吸気遅閉じポートをエンジンのスロ
ットル弁下流に設け、圧縮行程初期に燃焼室内の混合気
の一部を上記吸気遅閉じポートから外部へ送出して吸気
充填量を低減することにより、スロットル弁の開度をよ
り大きく開くことを可能にして燃費の改善を図ったポン
ピングロス低減装置が提案されている。 【0004】そして、上記ポンピングロス低減装置を2
気筒ロータリピストンエンジンに適用する場合、2つの
気筒を画成するインタミディエイトハウジングに、吸気
行程にある一方の気筒の作動室と圧縮行程にある他の気
筒の作動室とを連通する連通路を吸気遅閉じポートとし
て設けるとともに、上記連通路に、エンジンの回転数と
スロットル開度とに応じて開度を制御される開閉弁を設
けるようにした構成も知られている(特開昭63―25
3117号公報参照)。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、吸気遅閉じ
ポートを設けてポンピングロスを低減するようにしたエ
ンジンにおいては、ポンピングロス低減制御用の開閉弁
を全閉状態から全開状態へ作動させると、吸入空気量が
一定であっても、吸気負圧(ブースト)が図11に示すよ
うに変化する。 【0006】したがって、吸気管負圧の検出により吸入
空気量を計測し、この吸入空気量とエンジン回転数とか
ら燃料噴射量を決定するといういわゆるDジェトロ方式
の電子制御燃料噴射装置を備えたエンジンに上述のよう
なポンピングロス低減装置を適用した場合、ポンピング
ロス低減制御用の開閉弁の開度に応じて燃料噴射量を補
正することが必要になる。 【0007】ところが、上記開閉弁を駆動するためのア
クチュエータとして、ステップモータ等を使用した場
合、上記開閉弁の開閉動作に機械的な遅れが生じる。し
たがってエンジン回転数とスロットル開度とによって決
定される開閉弁の目標開度に応じて燃料噴射量を補正す
るのみでは、上記開閉弁の作動遅れによって燃料噴射量
にずれを生じることになる。 【0008】上述の事情に鑑み、本発明は、ポンピング
ロス低減用の吸気遅閉じポートを開閉する開閉弁を備え
たエンジンにおいて、上記開閉弁が開いたときの吸気負
圧の低下に起因する燃料噴射量のずれを防止するととも
に、上記開閉弁の作動遅れによる燃料噴射量のずれを防
止することができる制御装置を提供することを目的とす
る。 【0009】 【課題を解決するための手段】本発明は、吸気遅閉じポ
ートと、この吸気遅閉じポートの通気量を変更する開閉
弁と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出
手段と、エンジンのスロットル開度を検出するスロット
ル開度検出手段と、上記エンジン回転数及びスロットル
開度に応じて上記開閉弁の目標開度を設定し、該目標開
度に基づいて開閉弁の開度を制御する開度制御手段と、
上記エンジン回転数及びスロットル開度に応じて目標燃
料噴射量の基本値を求める目標燃料噴射量基本値設定手
段と、上記開閉弁の目標開度に基づいて上記燃料噴射量
の基本値に対する第1補正量を求める第1補正量設定手
段と、上記開閉弁の実開度を検出する開度検出手段と、
上記開閉弁の目標開度と実開度との偏差に基づいて上記
燃料噴射量の基本値に対する第2補正量を求める第2補
正量設定手段と、上記燃料噴射量の基本値を上記第1及
び第2補正量で補正した値に基づいて燃料噴射弁を制御
する燃料噴射弁制御手段とを備えてなることを特徴とす
るものである。 【0010】 【作用および効果】本発明によるエンジンの制御装置
は、エンジン回転数及びスロットル開度に応じて目標燃
料噴射量の基本値を求める目標燃料噴射量基本値設定手
段を備え、開閉弁の目標開度に基づいて上記燃料噴射量
の基本値に対する第1補正量を求める第1補正量設定手
に加えて、開閉弁の目標開度と実開度との偏差に基づ
いて上 記燃料噴射量の基本値に対する第2補正量を求め
る第2補正量設定手段を備え、燃料噴射弁制御手段にお
いて、燃料噴射量の基本値を上記第1及び第2補正量で
補正した値に基づいて燃料噴射弁を制御するようにして
いるから、Dジェトロ方式の電子燃料噴射制御装置を備
えたエンジンに、吸気遅閉じによるポンピングロス低減
制御を適用する場合においても、上記開閉弁の開度に応
じて吸気負圧が変化してもその変化に応じて燃料噴射量
を補正することができるとともに、開閉弁の作動遅れに
よる燃料噴射量のずれも防止することができる。 【0011】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、本発明を2気筒ロータリピストンエンジ
ンに適用した場合の構成を展開して示す概略図、図2は
その断面図である。 【0012】図において、ロータリピストンエンジン
(以下単に「エンジン」と略称する)1はケーシング2
を備えている。このケーシング2は、インタミディエイ
トハウジング3と、このインタミディエイトハウジング
3の両側に配置された2つのロータハウジング4a,4
bと、これら2つのロータハウジング4a,4bの外側
に配置された2つのサイドハウジング5a,5bとから
構成されている。 【0013】ロータハウジング4a,4bは、内周面が
トロコイド面をなしており、このトロコイド面と、イン
タミディエイトハウジング3の両側面と、サイドハウジ
ング5a,5bの内側面とにより、2つのトロコイド空
間6a,6bが形成されている。 【0014】2つのトロコイド空間6a,6bには、そ
れぞれロータ7a,7bが収容されており、このロータ
7a,7bは、偏心軸8に支持されて上記トロコイド空
間6a,6b内を互いに180°の位相をもって遊星運
動をするように構成されている。 【0015】符号10は吸気装置を示し、この吸気装置
10は、共通吸気通路11と、この共通吸気通路11に
設けられたスロットル弁12と、共通吸気通路11の下
流端に形成されたサージタンク13とこのサージタンク
13と各気筒の吸気ポート14a,14bとを連結する
独立吸気通路15a,15bとを備えている。各独立吸
気通路15a,15bにはそれぞれ燃料噴射弁16a,
16bが設けられている。 【0016】インタミディエイトハウジング3には、連
通路17が形成されている。この連通路17は、ロータ
7a,7bの互いに180°位相のずれた回転に応じて
図3(a)に示すように、一方のトロコイド空間6aの
圧縮作動室を他方のトロコイド空間6bの吸気作動室に
連通させる連通状態と、図3(d)に示すように、他方
のトロコイド空間6bの圧縮作動室を一方のトロコイド
空間6aの吸気作動室に連通させる連通状態とを交互に
現出させるために設けられたものであり、連通路17の
両端は、吸気遅閉じポート18a,18bとして各トロ
コイド空間6a,6bにそれぞれ開口している。 【0017】連通路17には、この連通路17の通気量
を調整するための開閉弁19が介装されている。この開
閉弁19は、ステップモータ31をアクチュエータとし
て開閉制御され、ステップモータ31は、マイクロコン
ピュータを含む制御回路(ECU)20に接続されたコ
ントローラ30から出力される駆動信号によって駆動さ
れるようになっている。 【0018】なお、符号21a,21bは点火プラグを
示し、符号22a,22bはロータハウジング4a,4
bに形成された排気ポートを示す。排気ポート22a,
22bには共通の排気通路23が連結され、排気通路2
3には酸素濃度センサ(O2センサ)24が設けられて
いる。また、スロットル弁12の開度(TVO)を検出
するスロットル開度センサ25が共通吸気通路11に設
けられ、サージタンク13には、吸気負圧(ブースト)
を検出するブーストセンサ26と、吸気温度を検出する
吸気温センサ27とが設けられ、ロータハウジング4b
には水温センサ28が設けられている。さらに、偏心軸
8の回転角を検出するアングルセンサ29が設けられ、
これらセンサの出力はすべて制御回路20に入力される
ようになっている。 【0019】制御回路20は、そのメモリ内に、図4に
示すような燃料制御アップを格納しており、このマップ
は、エンジン回転数と負荷とに応じた運転領域内にフィ
ードバック領域を設定している。このフィードバック領
域は、ブーストセンサ26で検出された所定の吸気圧を
負荷の上限とし、スロットル開度センサ25の検出値を
下限として2つのエンジン回転数の間に設定されてい
る。そして制御回路20は、上記センサの出力に基づい
て演算されたパルス幅を有する燃料噴射パルスを燃料噴
射弁16a,16bに出力するとともに、上記燃料制御
マップ上に設定されたフィードバック制御領域におい
て、O2センサ24の出力をフィードバックして燃料噴
射量の制御を行なっている。 【0020】図5は、図1の制御回路20およびコント
ローラ30の構成を示すブロック図である。制御回路2
0は、判定回路32、開閉弁目標開度記憶回路33、開
閉弁目標開度演算回路34、開度信号制御回路35、基
本燃料噴射量演算回路36、第1補正回路37、比較回
路38、第2補正回路39および燃料噴射制御回路40
を備えている。 【0021】また、コントローラ30は、ステップモー
タ信号変換回路41、ステップモータ駆動回路42およ
び実ステップ信号送信回路43を備えている。 【0022】ポンピングロス低減制御のために開閉弁1
9を開くと、圧縮混合気の温度が低下し、燃焼性が悪化
するから、特に軽負荷領域で開閉弁19を開けることは
好ましくない。そこで制御回路20に判定回路32で
は、スロットル開度センサ25およびアングルセンサ2
9の出力からスロットル開度TVOおよびエンジン回転
数を検出して、現在の運転領域がポンピングロス低減制
御に適した領域であるか否かを判定している。本実施例
では図4のマップに示されている燃料噴射量のフィード
バック制御領域をポンピングロス低減制御領域に設定し
ている。 【0023】開閉弁目標開度記憶回路33には、図6に
示すような開閉弁目標開度マップが格納されている。こ
のマップは、エンジン回転数とスロットル開度TVOに
対応した開閉弁19の目標開度を、ステップモータ31
のステップ数をあらわす互いに平行(横軸に平行)な直
線で示したものである。この場合、スロットル開度TV
Oに対するエンジントルクの関係を示す図7から明らか
なように、スロットル開度TVOが小さい程トルク変化
が大きいため、上記ステップ数をあらわす互いに平行な
直線はスロットル開度TVOが小さい領域では密に、ス
ロットル開度TVOが大きい領域では疎になるように設
定して運転性を改善している。 【0024】開閉弁目標開度演算回路34は、スロット
ル開度TVOとンジン回転数から、図6のマップを用い
て開閉弁19の目標開度を演算する回路であり、ここで
演算された目標開度が開度信号制御回路35を介してコ
ントローラ30に出力される。また、開閉弁19の目標
開度に応じた吸気負圧(ブースト)の変化(図11参
照)を補正するため、上記目標開度に応じた燃料噴射量
補正係数K1が第1補正回路37に出力される。 【0025】次に、基本燃料噴射量演算回路36では、
吸気負圧(ブースト)およびエンジン回転数その他から
燃料噴射弁16a,16bに与える燃料噴射パルスの基
本パルス幅を演算する。この基本パルス幅には、第1補
正回路37において前述した補正係数K1が乗算され
て、燃料噴射量が開閉弁19の目標開度に応じて補正さ
れる。 【0026】一方、コントローラ30では、制御回路2
0の開度信号制御回路35から出力された開度信号(目
標ステップ信号)をステップモータ信号変換回路41で
ステップモータ駆動信号に変換し、この駆動信号はステ
ップモータ駆動回路42を通じてステップモータ31に
出力される。 【0027】また、ステップモータ31の実ステップ数
をあらわす実ステップ信号が送信回路43から制御回路
20の比較回路38に送信され、ここで開閉弁目標回路
演算回路34から出力される目標ステップ数と実ステッ
プ数とが比較され、目標ステップ数と実ステップ数との
差に応じた燃料噴射量補正係数K2が比較回路38から
第2補正回路39へ出力される。第2補正回路39で
は、先に第1補正回路37で補正された燃料噴射パルス
のパルス幅に補正係数K2が乗算されてさらに補正さ
れ、燃料噴射制御回路40から最終的に補正された燃料
噴射パルスが燃料噴射弁16a,16bに出力されるよ
うに構成されている。 【0028】図8および図9は制御回路20が実行する
燃料噴射量制御ルーチンのフローチャートである。な
お、図8のS8〜S10はコントローラ30における処
理である。 【0029】まず、図8のS1においてスロットル開度
TVO、エンジン回転数および吸気負圧(ブースト)を
読み込み、次のS2で、スロットル開度TVOとエンジ
ン回転数とから燃料噴射パルスの基本パルス幅を演算す
る。次にS3でポンピングロス低減制御領域か否かを判
定し、ポンピングロス低減制御領域でなければ、図9の
S17へ進んで、基本噴射パルス幅をもって燃料噴射制
御を行なう。 【0030】次にS3でポンピングロス制御領域である
と判定されたときには、S4で、図5のマップから開閉
弁19の目標開度を読み込み、S5で目標開度をコント
ローラ30に出力するとともに、S6で上記目標開度に
応じた補正係数K1を演算し、次のS7で燃料噴射パル
スの基本パルス幅に上記補正係数K1を乗算して最初の
燃料補正を行なう。 【0031】一方、制御回路20からコントローラ30
に送られた開閉弁目標開度信号は、S8でステップモー
タ駆動信号に変換され、S9でステップモータ31へ駆
動信号が出力される。そしてS10で実ステップ信号が
制御回路20へ送信される。 【0032】次に図9のS11では、コントローラ30
から送信された実ステップ信号を読み込み、S12で目
標ステップ数から実ステップ数を減算して両者を比較す
る。 【0033】この場合、図10のマップに示すように、
目標ステップ数から実ステップ数を減算した値が正のと
きには、開閉弁19は目標開度まで開いていないため、
ブースト低下が小さい。したがって、S7でした燃料補
正のままでは空燃比がリッチ過ぎるため、これをリーン
側に補正する。すなわち、S13で補正係数K2の値を
1より小さくする。一方、目標ステップ数から実ステッ
プ数を減算した値が負のときには、開閉弁19は目標開
度よりも開き過ぎているため、ブースト低下が大きい。
したがってS7でした燃料補正のままでは空燃比がリー
ン過ぎるため、これをリッチ側に補正する。すなわち、
S14で補正係数K2の値を1より大きくする。そして
目標ステップ数と実ステップ数とが等しくなればS15
でK2=1とする。 【0034】このように図10に基づいて補正係数K2
を演算した後、S7で補正した燃料噴射パルス幅に上記
補正係数K2を乗算して最終的な燃料補正を行ない、S
17へ進んで燃料噴射制御を行なって、この制御ルーチ
ンを終了する。 【0035】以上の説明から明らかなように、本発明に
よるエンジンの制御装置では、開閉弁19が開いたこと
によるブースト低下に対応した燃料補正と、開閉弁19
の作動遅れに対応した燃料補正とを行なっているから、
ポンピングロス低減制御中であっても燃料噴射量のずれ
を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明が適用された2気筒ロータリピストンエ
ンジンの構成を展開して示す概略図 【図2】同断面図 【図3】吸気充填量低減手段の動作説明図 【図4】燃料噴射量のフィードバック制御領域を示すマ
ップ 【図5】図1の制御回路とコントローラの構成を示すブ
ロック図 【図6】開閉弁の目標開度マップ 【図7】スロットル開度とエンジントルクとの関係を示
すグラフ 【図8】制御回路が実行する燃料噴射制御ルーチンを示
すフローチャートの前半部分 【図9】同フローチャートの後半部分 【図10】補正係数マップ 【図11】開閉弁開度とブーストとの関係を示すグラフ 【符号の説明】 1 ロータリピストンエンジン 3 インタミディエイトハウジング 4a,4b ロータハウジング 5a,5b サイドハウジング 6a,6b トロコイド空間 7a,7b ロータ 8 偏心軸 10 吸気装置 12 スロットル弁 16a,16b 燃料噴射弁 17 連通路 18a,18b 吸気遅閉じポート 19 開閉弁 20 制御回路 30 コントローラ 31 ステップモータ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−253117(JP,A) 特開 平2−248637(JP,A) 特開 平3−115741(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02B 53/06 F02D 13/02

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 気遅閉じポートと、上記 吸気遅閉じポートの通気量を変更する開閉弁と、 エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段
    と、 エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検
    出手段と、 上記エンジン回転数及びスロットル開度に応じて上記開
    閉弁の目標開度を設定し、該目標開度に基づいて開閉弁
    の開度を制御する開度制御手段と、 上記エンジン回転数及びスロットル開度に応じて目標燃
    料噴射量の基本値を求める目標燃料噴射量基本値設定手
    段と、 上記開閉弁の目標開度に基づいて上記燃料噴射量の基本
    値に対する第1補正量を求める第1補正量設定手段と、 上記 開閉弁の実開度を検出する開度検出手段と、上記開閉弁の目標開度と実開度との偏差に基づいて上記
    燃料噴射量の基本値に対する第2補正量を求める第2補
    正量設定手段と、 上記燃料噴射量の基本値を上記第1及び第2補正量で補
    正した値に基づいて燃料噴射弁を制御する燃料噴射弁制
    御手段と 、を備えてなることを特徴とするエンジンの制
    御装置。
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