JP2000045829A - 機械式過給機付エンジンの制御装置 - Google Patents

機械式過給機付エンジンの制御装置

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JP2000045829A
JP2000045829A JP10211385A JP21138598A JP2000045829A JP 2000045829 A JP2000045829 A JP 2000045829A JP 10211385 A JP10211385 A JP 10211385A JP 21138598 A JP21138598 A JP 21138598A JP 2000045829 A JP2000045829 A JP 2000045829A
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engine
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throttle valve
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潤三 佐々木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械式過給機を利用して触媒未暖機時に吸気
温度を高めること等により触媒暖機性を向上することが
でき、しかも、ブレーキ装置のマスターバックへ供給す
る負圧を確保する。 【解決手段】 過給機バイパス通路を開閉する過給機バ
イパス弁と、機械式過給機より上流に位置するスロット
ル弁とを設け、このスロットル弁と機械式過給機との間
の吸気通路に負圧取出し通路を接続する。そして、点火
時期制御手段５２により触媒未暖機時に点火タイミング
を所定量リタードさせるとともに、ＡＢＶ制御手段５４
及びスロットル弁制御手段５５により、エンジン低負荷
時において触媒未暖機時に上記過給機バイパス弁を全閉
もしくは小開度に閉じ、かつ上記絞り弁を閉じて機械式
過給機上流の吸気通路を絞るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気通路に機械式
過給機を備えるとともに負圧取出し通路を備え、一方、
排気通路に排気ガス浄化用の触媒を備えたエンジンの制
御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、排気通路に排気ガス浄化用の
触媒を備えたエンジンにおいて、触媒未暖機時に点火時
期をリタードすることにより排気温度を高めて触媒の暖
機促進を図るようにする技術は一般に知られており、機
械式過給機を備えたエンジンにおいて点火時期のリター
ドを行なうようにしたものとしては、特開平９−３１７
５２０号公報に示されるような過給機付エンジンがあ
る。
【０００３】すなわち、この公報に記載の機械式過給機
付エンジンは、エンジンの圧縮比を高くしつつ、バルブ
オーバラップをアイドル時に小、高負荷時に大となるよ
うに可変制御することにより、低回転高負荷時のノッキ
ングを防止する一方、エンジンの圧縮比を低くすること
でノッキングを回避するようにしたものと比べ、冷間時
の燃焼性を高めることができるようにしている。
【０００４】さらにこのエンジンでは、過給機の上流の
第１絞り弁に加えて過給機下流に第２絞り弁を設け、か
つ、この第２絞り弁と過給機との間から排気系に至る二
次空気通路を設けることにより、エンジンの冷間時に過
給機の過給作用を利用して二次空気を排気系に送り、触
媒の活性化を図るようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般にこの種のエンジ
ンでは、触媒未暖機時に、暖機促進のため点火時期をリ
タードさせながらも燃焼性を確保すべく、触媒暖機後よ
りもスロットル開度を大きめに設定して吸入空気量を増
加させるようにしている。また、とくに上記公報に記載
のように、触媒未暖機時に、過給機を駆動しつつ、過給
機下流の第２絞り弁を絞って、過給機と第２絞り弁との
間の吸気通路から二次エアを取り出すようにする場合
も、燃焼室への吸気供給量と二次エア量とを確保するに
は、過給機上流の第１絞り弁の開度（スロットル開度）
を大きめに設定する必要がある。
【０００６】ところで、自動車に搭載されるガソリンエ
ンジンでは、スロットル弁下流からチェックバルブ等を
介してブレーキ装置のマスタバックへ吸気負圧に導く負
圧取出し通路を設けることにより、スロットル開度が小
さいときにスロットル弁下流に生じる吸気負圧を上記マ
スタバックの負圧源として利用することが一般に行なわ
れている。
【０００７】このように吸気負圧をブレーキ装置のマス
タバックの負圧源とする場合、触媒が未暖機状態にある
間でも車両の走行が行なわれて減速時等にブレーキ装置
が作動されることがあるので、このような場合の負圧の
確保も要求されるが、上記のような従来のこの種のエン
ジンでは、触媒未暖機時に吸入空気量増加等のためスロ
ットル開度が大きくされるので充分な吸気負圧を得るこ
とが難しくなるといった問題がある。
【０００８】また、触媒暖機性の面でも、従来のように
点火時期をリタードさせるとともに吸入空気量を増加さ
せる方法や、上記公報に記載のように二次エヤを排気系
に供給する方法等のほかに、吸気温度を上昇させる等に
よって一層の暖機促進を図ることが望ましく、改善の余
地が残されている。
【０００９】本発明はこのような事情に鑑み、機械式過
給機を利用して触媒未暖機時に吸気温度を高めること等
により触媒暖機促進作用を高めることができ、しかも、
ブレーキ装置のマスターバックへ供給する負圧を確保す
ることができる機械式過給機付エンジンの制御装置を提
供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、吸気通路に生成される負圧をマスターバ
ックの負圧室に導くように負圧取出し通路を設ける一
方、排気通路に排気ガス浄化用の触媒を設け、この触媒
が未暖機状態のときに吸入空気量を増大させ、かつ点火
タイミングを所定量リタードさせるようになっているエ
ンジンにおいて、吸気通路に、エンジンで駆動されて吸
気を過給する機械式過給機と、この機械式過給機をバイ
パスする過給機バイパス通路と、この過給機バイパス通
路を開閉する過給機バイパス弁と、上記機械式過給機よ
り上流に位置する絞り弁とを設け、この絞り弁と機械式
過給機との間の吸気通路に上記負圧取出し通路を接続す
るとともに、エンジン低負荷時において触媒未暖機時に
上記過給機バイパス弁を全閉もしくは小開度に閉じ、か
つ機械式過給機上流の吸気通路を絞るように上記絞り弁
を閉じ、触媒暖機後に上記過給機バイパス弁を開くよう
に制御する制御手段を設けたものである。
【００１１】この装置によると、触媒未暖機時に、機械
式過給機により過給が行なわれることで吸入空気量が増
加され、かつ、過給機下流側圧力が高くなる一方、上記
絞り弁が絞られることで過給機上流側の圧力が低くなっ
て、過給機下流側圧力と過給機上流側圧力との比である
圧力比が大きくなることにより、過給機下流の吸気温度
が上昇する。このため燃焼安定性が高められて、点火時
期を十分に大きくリタードすることができることにより
排気温度が上昇し、さらに吸気温度上昇自体も排気温度
の上昇をもたらし、これらの作用で触媒の暖機が促進さ
れる。しかも、上記絞り弁と機械式過給機との間の吸気
通路の圧力が低下し、ブレーキ装置のマスターバックに
供給するための充分な負圧が生成される。
【００１２】本発明の装置において、アクセルオフ状態
での機械式過給機上流の吸気通路の開口面積を、触媒未
暖機状態において車両停止状態にある場合に車両走行状
態にある場合よりも大きくすることが好ましい。
【００１３】このようにすると、車両走行中でアクセル
オフ状態のときに上記絞り弁と機械式過給機との間の吸
気通路に大きな吸気負圧が生成され、走行中のアクセル
オフ状態で作動されることが多いブレーキ装置のマスタ
ーバックに対する負圧の供給が効果的に行なわれる。一
方、車両停車中には、上記吸気通路開口面積がある程度
大きくされることで吸入空気量が確保されて触媒の暖機
促進に有利となる。
【００１４】また、機械式過給機上流の吸気通路の開口
面積をアクセル開度に応じて変化させるようにするとと
もに、触媒未暖機時において車両走行状態の時に、アク
セル開度が所定開度以下の領域でのアクセル開度に対す
る上記開口面積の特性をアクセル開度増加時とアクセル
開度減少時とで異ならせ、アクセル開度減少時よりもア
クセル開度増加時の方が上記開口面積が大きくなるよう
にすることも効果的である。このようにすると、アクセ
ル開度減少時に作動されることが多いブレーキ装置のマ
スターバックに対する負圧の供給が効果的に行なわれる
一方、アクセル開度増加時には暖機性能及び出力性能が
高められる。
【００１５】このようにする場合に、機械式過給機より
上流で絞り弁をバイパスする通路と、この通路の開口面
積を調節する制御弁とを設け、触媒未暖機時における車
両走行状態でアクセル開度が所定開度以下の領域でのア
クセル開度増加時に、上記制御弁を開くことにより吸気
通路の開口面積を大きくすることが好ましい。このよう
にすると、機械式過給機上流の吸気通路の開口面積の調
節が容易に行なわれる。
【００１６】また、本発明の装置おいて、触媒未暖機時
に、機械式過給機上流の吸気通路を絞り弁によって絞り
つつ、機械式過給機上流の吸気通路の開口面積をエンジ
ン回転数が高くなるにつれて増大させるようにすれば、
負圧生成作用及び過給作用がエンジン回転数に応じて適
正に調整される。つまり、上記開口面積が一定の状態で
はエンジン回転数が高くなるほど負圧が大きくなる傾向
があることに関連して、必要な負圧が確保されつつ、負
圧生成能力に余裕のあるエンジン高回転側で過給作用が
高められる。
【００１７】また、機械式過給機より上流に位置する絞
り弁とは別に、機械式過給機の下流に絞り弁を設けても
よく、この場合、触媒未暖機時に、機械式過給機上流の
絞り弁で絞られる吸気通路開口面積を機械式過給機下流
の絞り弁で絞られる吸気通路開口面積よりも小さくする
ことにより、上記圧力比を大きくして吸気温度を高める
作用、及び負圧生成作用が良好に得られる。
【００１８】とくに、触媒未暖機時に、アクセル開度が
大きくなるにつれて機械式過給機上流の絞り弁及び機械
式過給機下流の絞り弁をともに開方向に作動させ、か
つ、機械式過給機上流の絞り弁で絞られる吸気通路開口
面積が機械式過給機下流の絞り弁で絞られる吸気通路開
口面積よりも小さい状態を維持しつつ上記各絞り弁を作
動させるようにすることにより、アクセル開度に応じて
吸入空気量が調整されつつ、吸気温度を高める作用及び
負圧生成作用が良好に得られる。
【００１９】本発明の装置において燃焼室に供給する混
合気の空燃比の制御としては、触媒未暖機時に略理論空
燃比もしくはこれより大きい空燃比とすることが好まし
く、とくに、上記空燃比を触媒未暖機時に理論空燃比よ
りも大きいリーン空燃比とし、触媒暖機時に理論空燃比
とすることが好ましい。このようにすると、暖機促進が
図られつつ、触媒未暖機時に燃焼室からの排出ガス中の
ＨＣ、ＣＯが少なくなり、触媒が暖機されるとその浄化
作用が有効に発揮される。
【００２０】本発明の装置において触媒未暖機中の制御
としては、エンジン始動後に触媒暖機状態に至るまでの
間で触媒の温度が上昇するに伴い、機械式過給機上流の
吸気通路の開口面積を所定値以下の範囲で次第に増大さ
せるようにしてもよい。このようにすれば、触媒温度の
上昇につれて上記開口面積が大きくされることで上記圧
力比が減少することにより、機械式過給機の信頼性が高
められる。
【００２１】上記機械式過給機を駆動状態と停止状態と
に切換えるクラッチと、このクラッチの作動を制御する
手段とを備える場合に、触媒未暖機時にはエンジンの低
回転低負荷域を含む運転領域で、上記クラッチをオン状
態に制御することにより機械式過給機を駆動状態とす
る。
【００２２】このようにクラッチを備える場合の触媒未
暖機中の制御としては、エンジン始動直後の未暖機時に
上記クラッチをオン状態、過給機バイパス弁を閉状態、
機械式過給機上流の絞り弁を閉状態とし、触媒の温度が
上昇するに伴い、上記クラッチのオン状態、及び機械式
過給機上流の絞り弁の閉状態を維持しつつ、過給機バイ
パス弁の開度を大きくするようにしてもよい。このよう
にすれば、触媒温度が上昇するにつれ、暖機促進の要求
が小さくなることから、それに応じて過給機バイパス弁
の開度が大きくされることにより、過給機下流側と上流
側との圧力比が小さくなって、機械式過給機の駆動抵抗
が小さくなり、燃費が改善される。
【００２３】本発明の装置において機械式過給機より下
流の吸気通路にインタークーラを備える場合は、このイ
ンタークーラをバイパスするインタークーラバイパス通
路と、このインタークーラバイパス通路を開閉するイン
タークーラバイパス弁とを設け、触媒未暖機時に上記イ
ンタークーラバイパス通路を開くようにしておけば、触
媒未暖機時にインタークーラで過給気が冷却されること
が避けられる。
【００２４】また、このようにインタークーラを備える
場合に、過給機バイパス通路とインタークーラバイパス
通路の各下流側部分を共通の通路で構成するとともに、
インタークーラバイパス通路のうちの専用通路部分に機
械式過給機下流の絞り弁を設けるとともに、インターク
ーラバイパス弁はインタークーラバイパス通路を開いた
ときにインタークーラ側の通路を遮断するように構成し
ておけば、各バイパス通路の通路構成が簡単になり、か
つ、上記インタークーラバイパス通路が閉じられる触媒
暖機後は機械式過給機下流の絞り弁が吸気流通抵抗とな
ることがない。
【００２５】また、増速ギヤ内蔵の機械式過給機を備え
る場合に、エンジンのラフネスを検出する手段を設け、
アイドル運転状態での触媒未暖機時に上記ラフネスを設
定値以下に保つように点火時期リタード量を制御するよ
うにしてもよい。このようにすると、機械式過給機によ
る過給が行なわれる触媒未暖機時でアイドル運転状態に
あるときに、エンジン回転数変動が抑制されることによ
り、機械式過給機の増速ギヤでのバックラッシュによる
騒音が低減される。
【００２６】燃焼室内に直接燃料を噴射するインジェク
タを備えたエンジンに本発明の装置を適用する場合に
は、上記のような構成に加え、触媒暖機時に、燃焼室全
体としての空燃比を略理論空燃比としつつ上記インジェ
クタからの燃料噴射を吸気行程と圧縮行程とに分割して
行なうようすると、後に詳述するように、触媒の暖機を
促進する作用がより一層高められる。
【００２７】また、本発明が適用される機械式過給機付
エンジンでは、燃焼室から触媒までの距離が近いと高負
荷高回転時等に触媒の温度が上昇し過ぎることが懸念さ
れるので、燃焼室から触媒まである程度の距離をもたせ
るように、エンジンの排気マニホールドに排気管を介し
て触媒を接続しておけはよい。このようにした場合で
も、触媒未暖機時に、上記のように過給が行なわれつつ
絞り弁で過給機上流の吸気通路が絞られること等で排気
温度が高められ、比較的短い時間で触媒の暖機が達成さ
れる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
【００２９】図１は本発明が適用される機械式過給機付
エンジンの一例を示している。この図において、エンジ
ン本体１は複数の気筒２（例えば図２に示すように４気
筒）を有し、各気筒２には、そのシリンダボアに挿入さ
れたピストン３の上方に燃焼室４が形成されており、こ
の燃焼室４に吸気ポート５及び排気ポート６が開口して
いる。上記吸気ポート５及び排気ポート６は、吸気弁７
及び排気弁８によってそれぞれ開閉されるようになって
いる。
【００３０】上記燃焼室４の中央部には点火プラグ９が
配設され、そのプラグ先端が燃焼室４内に臨んでいる。
点火プラグ９は点火コイル等からなる点火回路１０に接
続されている。
【００３１】上記エンジン本体１に対し、吸気通路１１
及び排気通路１２が配設されている。上記吸気通路１１
は、上流側の共通吸気通路１３と、その下流に設けられ
たサージタンク１４と、このサージタンク１４から気筒
別に分岐した独立吸気通路１５とを有し、各独立吸気通
路１５の下流端側が吸気ポート５に連通している。
【００３２】上記共通吸気通路１３には機械式過給機２
０が設けられている。この機械式過給機２０は、例えば
リショルム型ポンプからなり、エンジン出力軸によりベ
ルト等の伝動機構を介して駆動されるようになってい
る。上記伝動機構と機械式過給機２０の入力軸との間に
は、機械式過給機２０への駆動力の伝達を断続する電磁
クラッチ２１が設けられている。なお、上記機械式過給
機２０は増速ギヤ（図示せず）を内蔵し、入力軸の回転
が増速ギヤを介してロータ２０ａに伝えられるようにな
っている。
【００３３】上記機械式過給機２０の上流には、モータ
１６により駆動されて開閉作動するスロットル弁１７
（過給機上流側の絞り弁）が設けられるとともに、この
スロットル弁１７をバイパスするＩＳＣ通路１８が設け
られ、このＩＳＣ通路１８にＩＳＣバルブ（制御弁）１
９が設けられている。上記スロットル弁１７またはＩＳ
Ｃバルブ１９により、機械式過給機の上流において吸気
通路の開口面積を調節する開口面積調節手段が構成され
る。
【００３４】機械式過給機２０の下流には、過給された
吸気を冷却するためのインタークーラ２２が配置されて
いる。
【００３５】さらに吸気通路１１には、過給機バイパス
通路２３と、インタークーラバイパス通路２６とが設け
られている。上記過給機バイパス通路２３は、少なくと
も機械式過給機２０をバイパスし、図示の例では機械式
過給機２０及びインタークーラ２２をバイパスするよう
に、一端がスロットル弁１７と機械式過給機２０との間
の吸気通路に接続されるとともに、他端がインタークー
ラ２２の下流の吸気通路に接続されている。この過給機
バイパス通路２３の途中に過給機バイパス弁（ＡＢＶ）
２４が設けられており、この過給機バイパス弁２４はモ
ータ２５により駆動されるようになっている。
【００３６】上記インタークーラバイパス通路２６は、
インタークーラ２２をバイパスするように、一端が機械
式過給機２０とインタークーラ２２との間の吸気通路に
接続されるとともに、他端がインタークーラ２２の下流
の吸気通路に接続されている。このインタークーラバイ
パス通路２６の途中には、モータ等のアクチュエータ２
８により駆動されて開閉作動するインタークーラバイパ
ス弁２７が設けられている。
【００３７】また、スロットル弁１７と機械式過給機２
０との間の吸気通路には、負圧取出し通路３０が接続さ
れている。この負圧取出し通路３０は、チェックバルブ
３１を介し、ブレーキ装置のマスタバックの負圧室３２
に接続されている。
【００３８】吸気通路１１における機械式過給機２０よ
り下流には絞り弁３３（以下、下流側絞り弁３３と呼
ぶ）が設けられている。この下流側絞り弁３３は、当実
施形態では図１及び図２に示すように、サージタンク１
４の下流の気筒別の各独立吸気通路１５に設けられてお
り、各下流側絞り弁３３は連動して作動するようにロッ
ド３４により連結され、このロッド３４を介してモータ
等のアクチュエータ３５により作動されるようになって
いる。
【００３９】そして、図２に示す例では、下流側絞り弁
３３の下流で独立吸気通路１５に続く吸気ポート５が２
又に分岐し、その分岐した２つのポート下流端が燃焼室
に開口し、これらがそれぞれ吸気弁７によって開閉され
るようになっている。
【００４０】各下流側絞り弁３３は、閉状態のときに、
部分的に通路壁との間に隙間を有する状態となることに
より、上記隙間を通る気流によって燃焼室内にスワール
もしくはタンブルを生成するようになっている。具体的
には、図３に示すように、下流側絞り弁３０の一部、例
えば上部が切欠され、その切欠部分３０ａにより閉状態
のときに通路壁との間に隙間が形成され、この部分を吸
気が流通して燃焼室４内に主にタンブルが生成されるよ
うになっている。
【００４１】なお、下流側絞り弁３３の構造及び配置は
図示の例に限定されず、例えば、気筒別の独立吸気通路
をさらに２つの通路に分割し、その一方の通路に下流側
絞り弁を設け、この下流側絞り弁が閉じられたときに他
方の通路から燃焼室に流入する吸気によってスワールが
生成されるようにしたものでもよい。また、気筒別の通
路ではなく、機械式過給機２０とサージタンク１４との
間の共通吸気通路１３に下流側絞り弁を設けるようにし
てもよい。
【００４２】さらに各独立吸気通路１５には、吸気ポー
ト下流側に向けて燃料を噴射するインジェクタ３５が設
けられている。
【００４３】一方、排気通路１２は、各気筒の排気ポー
ト６に連通する排気マニホールド３７とこの排気マニホ
ールド３７の集合部に接続された共通排気通路３８とを
有しており、その共通排気通路３８の途中に排気ガス浄
化用の触媒３９が設けられている。この触媒３９は、排
気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等を浄化するもので、望
ましくは、空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態にあ
るリーン運転時でもＮＯｘ浄化性能を有するような触媒
が用いられる。
【００４４】この触媒３９の位置は、暖機促進のために
は燃焼室４に近い排気通路上流寄りとする方が有利であ
るが、機械式過給機付エンジンでは高負荷高回転時に排
気温度が上昇し易いので、触媒の過度の温度上昇を避け
て信頼性を確保すべく、燃焼室４からある程度離れたエ
ンジン下方もしくは運転室下方に触媒３９が配置され、
共通排気通路３８の一部をなす排気管３８ａを介して排
気マニホールド３７に接続されている。
【００４５】また、エンジンの制御に必要な各種検出手
段として、吸気通路１１のスロットル弁１７の上流に配
置されて吸入空気量を検出するエアフローセンサ４１、
排気通路の排気マニホールド集合部に配置されて排気ガ
ス中の酸素濃度を検出することにより空燃比を検出する
Ｏ2 センサ４２、エンジン冷却水の水温を検出する水温
センサ４３、エンジン回転数を検出する回転数センサ４
４、変速機のギヤ段を検出するセンサ４５、アクセル開
度（アクセルペダル踏み込み量）を検出するアクセルセ
ンサ４６等が設けられている。
【００４６】上記各センサ４１〜４６からの信号は制御
ユニット（ＥＣＵ）５０に入力されている。そして、上
記制御ユニット５０から、燃料噴射量を制御する信号が
インジェクタ３３に出力されるとともに、点火時期を制
御する信号が点火回路１０に出力され、また機械式過給
機２０の駆動、停止を制御する信号が電磁クラッチ２１
に出力され、さらに、過給機バイパス弁２４を駆動する
モータ２５と、インタークーラバイパス弁２８のアクチ
ュエータ２８と、絞り弁３０のアクチュエータ３３とに
対してもそれぞれ制御信号が出力されている。なお、ス
ロットル弁１７のモータ１６及びＩＳＣバルブ１９にも
制御ユニット５０から制御信号が出力されている。
【００４７】図４は、図１中に示した制御ユニット５０
の構成を示す機能ブロック図である。この図において制
御ユニット５０は、暖機判定手段５１、点火時期制御手
段５２、クラッチ制御手段５３、ＡＢＶ制御手段（過給
機バイパス弁制御手段）５４、Ｉ／Ｃ（インタークー
ラ）バイパス弁制御手段５５、スロットル弁制御手段５
６、ＩＳＣ制御手段５７、空燃比制御手段５８、及び下
流側絞り弁制御手段５９を含んでいる。
【００４８】上記暖機判定手段５１は、例えば水温セン
サ４３で検出されるエンジン水温によって触媒３８の温
度状態を推定し、触媒３８が未暖機か暖機かを判定する
ようになっている。
【００４９】上記点火時期制御手段５２は、点火時期を
運転状態及び温度条件等に応じて制御するもので、触媒
未暖機時には点火時期をＭＢＴより所定量リタードさ
せ、触媒暖機後は運転状態に応じてＭＢＴ等の適正点火
時期に制御するようになっている。
【００５０】上記クラッチ制御手段５３は、電磁クラッ
チ２１のオン、オフを運転状態及び温度条件等に応じて
制御し、また、ＡＢＶ制御手段５４は、過給機バイパス
弁２４を運転状態及び温度条件等に応じて制御するもの
である。これらの手段５３，５４により、触媒暖機後の
通常運転中は、図５に示す各領域Ａ〜Ｃにおいて過給状
態が次のように制御される。すなわち、所定負荷以下か
つ所定回転数以下の低負荷低回転領域Ａでは、電磁クラ
ッチ２１がオフとされることにより過給機２０の駆動が
停止されるとともに過給機バイパス弁２４が開弁状態と
され、所定負荷以下で所定回転数より高回転の領域Ｂで
は電磁クラッチ２１がオンとされることにより過給機駆
動状態とされるが過給機バイパス弁２４が開弁状態に保
たれることにより実質的に過給は行なわれず、所定負荷
より高負荷側の領域Ｃでは電磁クラッチ２１がオンとさ
れるとともに過給機バイパス弁２４が閉じられることに
より過給が行なわれる。
【００５１】一方、触媒未暖機状態にあるときは、上記
低負荷低回転領域Ａでも電磁クラッチ２１がオンとさ
れ、かつ過給機バイパス弁２４が全閉もしくは小開度に
閉じられることにより、過給が行なわれる。
【００５２】図４中のＩ／Ｃバイパス弁制御手段５５
は、インタークーラバイパス弁２７を温度条件等に応じ
て制御するものであり、触媒未暖機状態にあるときにイ
ンタークーラバイパス弁２７を閉じ、触媒暖機後の通常
運転中はインタークーラバイパス弁２７を開くようにな
っている。
【００５３】スロットル弁制御手段５６は、アクセル開
度等に応じてスロットル弁１７の開度（スロットル開
度）を制御するが、とくにエンジン低負荷域において触
媒未暖機時には、過給機上流の吸気通路を絞るように上
記スロットル弁１７を所定開度以下に閉じるようになっ
ている。また、上記ＩＳＣ制御手段５７は、運転状態等
に応じてＩＳＣバルブ１９を制御するようになってい
る。
【００５４】そして、上記スロットル弁制御手段５６に
よるスロットル弁１７の制御とＩＳＣ制御手段５７によ
るＩＳＣバルブ１９の制御とにより過給機上流側吸気通
路の開口面積がコントロールされる。とくに、アクセル
オフ状態（アクセル開度が０の状態）での過給機上流側
の吸気通路の開口面積が、触媒未暖機時において車両停
止状態にある場合に車両走行状態にある場合よりも大き
くされる。さらに、触媒未暖機時において車両走行状態
のときに、後述の図８のようにアクセル開度が所定開度
以下の領域でのアクセル開度に対する上記開口面積の特
性がアクセル開度増加時とアクセル開度減少時とで異な
るように設定される。また、後述の図９のようにエンジ
ン回転数によっても触媒未暖機時の上記開口面積が変化
するようになっている。
【００５５】空燃比制御手段５８は、燃焼室４に供給す
る混合気の空燃比を運転状態及び温度条件等に応じて設
定し、その設定空燃比に応じてインジェクタ３６からの
燃料噴射量等を制御するものであり、上記空燃比を触媒
未暖機時に略理論空燃比もしくはこれより大きい空燃比
に制御する。とくに当実施形態では触媒暖機促進を図り
つつＨＣ、ＣＯを低減するために好ましい制御として、
エンジン始動直後の触媒未暖機時に理論空燃比よりも大
きくて１８以下のリーン空燃比とし、触媒温度の上昇に
伴って理論空燃比に変化させるようにしている。
【００５６】下流側絞り弁制御手段５９は、下流側絞り
弁３５を運転状態及び温度条件等に応じて制御するもの
であり、少なくとも触媒未暖機時に上記低負荷低回転領
域Ａで上記下流側絞り弁３５を小開度にして独立吸気通
路１５を絞る状態とするようになっている。
【００５７】以上のような当実施形態の装置の作用を、
図６を参照しつつ次に説明する。
【００５８】エンジン始動直後における触媒未暖機時に
は、上記低負荷低回転域Ａでも電磁クラッチ２１がオン
とされることにより機械式過給機２０が駆動されるとと
もに、過給機バイパス弁２４が全閉もしくは小開度に閉
じられる。また、上記スロットル弁１７は、触媒未暖機
時におけるアイドリング等の低負荷状態のときに、機械
式過給機２０の上流で吸気通路を絞るように、全閉もし
くは小開度に閉じられる。そして、点火時期はＭＢＴよ
りリタードされる。
【００５９】このような状態では、機械式過給機２０に
より過給が行なわれることで吸入空気量が増加され、か
つ、過給機上流側圧力が低く、過給機下流側圧力が高く
なり、過給機下流側圧力と過給機上流側圧力との比であ
る圧力比が大きくなることにより、過給機下流の吸気温
度が上昇する。このとき、インタークーラバイパス弁２
７は開かれ、過給気はインタークーラバイパス通路２６
を通ってエンジン本体１に送られて、インタークーラ２
２による過給気の冷却が避けられるので、過給により温
度上昇した吸気が燃焼室４に送られる。
【００６０】従って、過給による吸入空気量の増加及び
吸気温度上昇により燃焼安定性が高められて、点火時期
を十分に大きくリタードすることができ、この点火時期
のリタードによって排気温度が上昇する。さらに吸気温
度上昇自体も排気温度の上昇をもたらす。これらの作用
で触媒が暖機が促進される。
【００６１】しかも、スロットル弁１７により機械式過
給機２０の上流の吸気通路が絞られることにより、機械
式過給機２０の作動に伴ってスロットル弁１７と機械式
過給機２０との間の吸気通路の圧力が低下し、充分な負
圧が得られる。この負圧は負圧取出し通路３０によりチ
ェックバルブ３１を介してマスターバックの負圧室３２
に導かれ、ブレーキ装置の作動に応じて消費される。
【００６２】そして、機械式過給機２０の上流の吸気通
路が絞られても、過給機バイパス弁２４が閉じられた状
態で機械式過給機２０の駆動により過給が行なわれるこ
とにより、過給機バイパス弁２４が開かれる温間アイド
ル時等と比べると吸入空気量が増加するとともに、吸気
温度が上昇する。とくに、過給機上流側の圧力が低下す
ることから、過給機下流側の圧力が極端に高くならなく
ても上記圧力比は十分に大きくなり、機械式過給機２０
のシール部分等の信頼性が確保されつつ容易に圧力比が
大きくされ、吸気温度を上昇させる作用が十分に得られ
る。
【００６３】つまり、機械式過給機２０の上流の吸気通
路が絞られた状態で機械式過給機２０が駆動され、かつ
過給機バイパス弁２４が閉じられることにより、機械式
過給機２０が吸入空気量増加及び吸気温度上昇をもたら
す過給機能と、負圧生成のためのバキュームポンプとし
ての機能とを発揮し、暖機促進と負圧生成とが両立され
ることとなる。
【００６４】また、空燃比は触媒未暖機時に略理論空燃
比もしくはそれ以上とされ、とくに好ましくはエンジン
始動直後の触媒未暖機時に理論空燃比よりも大きくて１
８以下のリーン空燃比とされ、触媒温度の上昇に伴って
理論空燃比に移行するように制御される。このような空
燃比制御により、触媒の暖機が促進されるとともに、触
媒未暖機時のエミッションが改善される。
【００６５】この作用を、図７を参照しつつ説明する。
図７は、燃焼室内の燃焼温度と、燃焼室から排出された
排気ガス（触媒で浄化される前の排気ガス）に含まれる
ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘの量を、それぞれ、始動直後のエ
ンジンの冷間時（破線）と暖機時（実線）とについて示
したものである。
【００６６】この図のように、暖機時と比べて冷間時は
燃焼温度が低いためＮＯｘは少ないがＨＣ、ＣＯは多く
なる傾向があり、また空燃比との関係では理論空燃比付
近よりリッチ側でリッチになるにつれてＨＣ、ＣＯが増
大する傾向がある。そして、従来の一般的エンジンで
は、始動直後の冷間時に燃料の気化、霧化が悪いことを
見込んで空燃比をかなりリッチ（例えば１３程度もしく
はそれよりリッチ）に設定することにより燃焼安定性の
確保を図っているが、このようにすると図７から明らか
なようにＨＣ、ＣＯが増大し、しかも、余剰燃料の気化
潜熱で排気温度の上昇が妨げられ、触媒暖機性能も悪く
なる。
【００６７】これに対し、当実施形態のエンジンでは、
始動直後の触媒未暖機状態の冷間時に、過給による吸入
空気量の増加及び燃焼温度の上昇により燃焼性が高めら
れることから、始動直後の空燃比を従来よりリーンな１
４．０以上にしても燃焼安定性が確保され、これにより
ＨＣ、ＣＯが低減されるとともに、燃焼温度が高められ
て暖機促進に有利となる。とくに、理論空燃比よりもリ
ーンで１８までの範囲に設定すれば、ＨＣ、ＣＯが充分
に少なくなり、かつ、燃焼温度がピークに近いため暖機
が促進される。そして、触媒温度が低い間は理論空燃比
よりもリーンとされるが、触媒温度が次第に上昇すると
理論空燃比に移行されることにより、触媒による浄化作
用でＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘが低減される。
【００６８】ところで、過給機上流の吸気通路の開口面
積は、触媒未暖機時に、アクセル開度やエンジン回転数
に応じて変えられ、かつ、車両停止状態にある場合と車
両走行状態にある場合とでアクセルオフ状態での上記開
口面積が変えられる。このような過給機上流側の吸気通
路開口面積の調節はスロットル弁１７とＩＳＣバルブ１
９とで行なわれ、とくにアクセルオフ状態やアクセル開
度が小さい領域での上記開口面積の調節はＩＳＣバルブ
１９によって行なわれる。このようなスロットル弁１７
とＩＳＣバルブ１９の制御による開口面積の調節を、図
６と図８及び図９によって具体的に説明する。
【００６９】触媒未暖機時において、アクセルオフで車
両停止状態にあるときは、図６中に実線で示すようにス
ロットル弁１７が閉じられるとともにＩＳＣバルブ３１
が全閉より所定開度だけ開いた状態とされる。これによ
り、後述のようにＩＳＣバルブ３１が閉じられるアクセ
ルオフでの車両走行状態のときと比べると過給機上流の
吸気通路開口面積が大きくなり、過給により暖機促進を
図るべくある程度の吸気流通面積が確保される。
【００７０】この状態から車両走行状態に移行してアク
セル開度が大きくなると、それに応じたスロットル開度
の調節等により上記吸気通路開口面積が調節され（図６
中の一点鎖線）、この場合のアクセル開度に対する吸気
通路開口面積の特性は図８のようになる。同図におい
て、実線は触媒未暖機状態におけるアクセル開度増加時
の特性、破線は触媒未暖機状態におけるアクセル開度減
少時の特性（所定アクセル開度ＡＣ１以上では実線の特
性と一致）であり、このように、所定アクセル開度ＡＣ
１以下の領域では、アクセル開度増加時の方がアクセル
開度減少時よりも吸気通路開口面積が大きくされる。
【００７１】具体的には、触媒未暖機状態におけるアク
セル開度増加時に、所定アクセル開度ＡＣ１までは、Ｉ
ＳＣバルブ３１が所定開度に開かれた状態が保たれるこ
とにより吸気通路開口面積が一定に保たれ、所定アクセ
ル開度ＡＣ１を越えるとアクセル開度の増加に応じてス
ロットル弁１７が開かれることにより吸気通路開口面積
が要求負荷に見合うように大きくされる。一方、触媒未
暖機状態におけるアクセル開度減少時には、アクセル開
度の減少に応じてスロットル弁１７が閉じられ、さらに
所定アクセル開度ＡＣ１以下になるとそれに応じてＩＳ
Ｃバルブ３１が閉じられることにより吸気通路開口面積
が小さくされる。
【００７２】従って、走行中にアクセルオフとされる全
閉減速となったときには、図６中に一点鎖線で示すよう
に、アクセルオフ状態での停車中よりもＩＳＣバルブ３
１の開度が小さくなることにより吸気通路開口面積が小
さくされる。このため、機械式過給機２０の上流側に大
きな吸気負圧が生成され、走行中のアクセルオフ状態で
作動されることが多いブレーキ装置のマスターバックに
対する負圧の供給が効果的に行なわれる。
【００７３】一方、車両停車中やアクセル開度増加時に
は、ブレーキ装置が作動されることが殆どなくて負圧生
成能力が低下しても差し支えないので、走行中のアクセ
ルオフ時と比べ吸気通路開口面積が大きくされ、これに
より吸入空気量が確保されて触媒の暖機促進に有利とな
るとともに、上記圧力比が大きくなる過ぎることが避け
られて信頼性の確保に有利となる。
【００７４】さらに、触媒未暖機時において上記吸気通
路開口面積はエンジン回転数によっても変えられ、図９
に示すように、エンジン回転数が高くなるにつれて吸気
通路開口面積が大きくされる。このようにしているの
は、本来的にエンジン回転数が高いほどスロットル弁下
流で負圧が生成され易くなることから、負圧生成能力に
余裕のある高回転側では、その分だけ吸気通路開口面積
を大きくすることにより、吸入空気量を増加して暖機促
進作用を高めるようにするためである。
【００７５】また、当実施形態では、触媒未暖機時に上
記のようなスロットル弁１７及びＩＳＣバルブ３１の制
御に加え、下流側絞り弁３３が適度に絞られ、これによ
り、機械式過給機２０と下流側絞り弁３３との間の吸気
通路内の圧力が高められて上記圧力比がより大きくなる
ことにより、吸気温度がさらに高められる。とくに気筒
別の独立吸気通路１５に下流側絞り弁３３が設けられて
いると、スワールやタンブルを生成する作用も得られ、
燃焼性向上に一層有利となる。
【００７６】この場合、アクセル開度に応じて吸入空気
量を調節すべく、アクセル開度が大きくなるにつれてス
ロットル弁７及び下流側絞り弁３３が開方向に作動され
るが、下流側絞り弁３３により絞られる過給機下流側の
吸気通路（独立吸気通路）の開口面積は図８中に一点鎖
線で示すようになり、過給機上流側の吸気通路開口面積
が過給機下流側の吸気通路開口面積よりも小さくなる関
係が維持されつつ、これらの開口面積がアクセル開度に
応じて変えられる。
【００７７】これにより、過給機上流側の吸気通路を絞
ることによる作用が主に効いて、過給機上流側の圧力が
低下した状態で上記圧力比が高められることにより、信
頼性を確保しつつ吸気温度を高める作用、及び負圧生成
作用が有効に得られる。
【００７８】なお、アイドル運転状態におけるエンジン
回転数は触媒未暖機時に触媒暖機時より高くなるように
点火時期のリタード量等が制御され、これにより、機械
式過給機２０の駆動による騒音増大が抑制される。つま
り、当実施形態の装置によると触媒未暖機時にはアイド
ル運転状態でも機械式過給機２０が駆動され、アイドル
運転時に回転数変動が機械式過給機２０に伝わると機械
式過給機２０の増速ギヤ等のバックラッシュにより騒音
を生じる。これに対し、機械式過給機２０が駆動される
触媒未暖機時にアイドル回転数を高くしておけば回転数
変動が抑制されて上記騒音が低減される。
【００７９】また、触媒暖機状態となった後は、図６中
に示すように、低回転低負荷領域Ａであれば電磁クラッ
チ２１がオフとされるとともに過給機バイパス弁２４が
開かれることにより過給が停止され、高負荷領域Ｃに移
行すれば同図中の二点鎖線のように電磁クラッチ２１が
オンとされるとともに過給機バイパス弁２４が閉じられ
る。そして、触媒暖機状態において過給が行なわれると
きには、インタークーラバイパス弁２７が閉じられるこ
とにより、過給気がインタークーラ２２で冷却される。
【００８０】本発明の制御装置による制御の具体例及び
エンジンの構造等は上記実施形態のものに限定されず、
種々変更可能であり、図１０〜図１４に基づいて変更例
を以下に説明する。
【００８１】図１０に示す例では、触媒未暖機状態でも
触媒温度の変化に応じて過給機上流側の吸気通路開口面
積が変更されるようにしている。
【００８２】すなわち、触媒未暖機時に、電磁クラッチ
２１がオンとされ、かつ過給機バイパス弁２４が閉じら
れることにより、機械式過給機２０による過給が行なわ
れるとともに、点火時期のリタードが行なわれることは
前述の図６の例と同様（図１０では図示省略）である
が、過給機上流側の吸気通路開口面積はエンジン始動直
後で触媒温度が低いときに最も小さくされ、その後、時
間経過に伴う触媒温度の上昇につれて次第に増大するよ
うに、スロットル弁１７もしくはＩＳＣバルブ３１が制
御される。ただし、触媒が暖機するまでの触媒温度の上
昇に応じた上記吸気通路開口面積の増大は、スロットル
全開時の開口面積と比べて十分に小さい所定値以下の範
囲で行なわれる。そして、触媒暖機状態に達すれば、暖
機後の運転状態に応じた開口面積に変更される。
【００８３】この例によると、触媒未暖機状態でも触媒
温度がある程度上昇すれば過給機上流側の吸気通路開口
面積が大きくされることにより、過給機下流側と上流側
との圧力比が減少し、機械式過給機２０の信頼性が高め
られる。また、過給機上流側の吸気通路開口面積の増大
は上記所定値以下の範囲で行なわれることにより、負圧
生成作用は維持される。
【００８４】また、図１１に示す例では、触媒未暖機状
態において、エンジン始動直後は電磁クラッチ２１がオ
ン状態、過給機バイパス弁２４が閉状態、スロットル弁
１７が閉状態とされ、その後、時間経過に伴う触媒温度
の上昇につれ、電磁クラッチ２１のオン状態及びスロッ
トル弁１７の閉状態が維持されつつ、過給機バイパス弁
２４の開度が次第に大きくされるようになっている。
【００８５】この例によると、触媒未暖機状態でも触媒
温度がある程度上昇すると、暖機促進の要求が小さくな
ることから、それに応じて過給機バイパス弁２４の開度
が大きくされ、これにより過給機下流側と上流側との圧
力比が小さくなって、機械式過給機２０の駆動抵抗が小
さくなるので、燃費が改善される。なお、アイドル等の
低負荷域で暖機状態に達すれば、過給機バイパス弁２４
が全開されるとともに、電磁クラッチ２１がオフとされ
て機械式過給機２０の作動が停止される。あるいは、機
械式過給機２０の作動、停止の切換頻度を少なくするた
め、図１１中の二点鎖線のように電磁クラッチ２１をオ
ン状態に保つようにしてもよい。
【００８６】図１２は過給機バイパス通路及びインター
クーラバイパス通路等の構造の別の実施形態を示してお
り、図１と同等の部分は同一符号を付している。
【００８７】この図に示す例でも、吸気通路にスロット
ル弁１７、ＩＳＣ通路１８、負圧取出し通路３０、機械
式過給機２０及びインタークーラ２２等が配設されると
ともに、過給機バイパス通路６１及びインタークーラバ
イパス通路６２が設けられているが、過給機バイパス通
路６１とインタークーラバイパス通路６２の各下流側部
分が共通の通路６３で構成されている。
【００８８】すなわち、過給機バイパス通路６１は上流
側が専用通路部分６１ａとされて、その上流端が過給機
上流の吸気通路に接続され、またインタークーラバイパ
ス通路６２も上流側が専用通路部分６２ａとされて、そ
の上流端が機械式過給機２０とインタークーラ２２との
間の吸気通路に接続されており、各専用通路部分６１
ａ，６２ａは下流側で合流し、その合流部より下流側が
両バイパス通路６１，６２に共通の通路６３となってい
る。この共通の通路６３の下流端はインタークーラ２２
の下流に接続されている。上記過給機バイパス通路６１
の専用通路部分６１ａには、過給機バイパス弁２４が設
けられている。
【００８９】また、インタークーラバイパス通路６２の
専用通路部分６２ａの上流端が吸気通路に接続される箇
所にインタークーラバイパス弁６４が設けられるととも
に、専用通路部分６２ａの途中に下流側絞り弁６６が設
けられている。上記インタークーラバイパス弁６４は、
アクチュエータ６５により作動されインタークーラバイ
パス通路６２を開閉し、かつ、インタークーラバイパス
通路６２を開いたときはインタークーラ側の吸気通路を
遮断し（図示の状態）、インタークーラバイパス通路６
２を閉じたときはインタークーラ側の吸気通路を完全開
放するように構成されている。
【００９０】また、上記下流側絞り弁６６は、アクチュ
エータ６７により作動されて開度が変化することによ
り、専用通路部分６２ａの開口面積を調節するようにな
っている。
【００９１】この実施形態によると、過給機バイパス通
路６１とインタークーラバイパス通路６２の各下流側部
分が共通の通路６３で構成されていることにより、各バ
イパス通路が個別に形成されるような場合と比べ、通路
構造が簡単でコンパクトになる。また、インタークーラ
バイパス通路６２の専用通路部分６２ａに下流側絞り弁
６６が設けられていることにより、触媒未暖機時にイン
タークーラバイパス弁６４によってインタークーラバイ
パス通路６２が開かれたときには、上記下流側絞り弁６
６が、過給機下流側の吸気流通経路となるインタークー
ラバイパス通路６２の専用通路部分６２ａに位置するた
め、過給機下流側の吸気通路を絞る作用を果たす。
【００９２】一方、触媒暖機後等にインタークーラバイ
パス弁６４によってインタークーラバイパス通路６２が
閉じられたときには、下流側絞り弁６６が流通抵抗とな
ることがない。すなわち、図１に示す実施形態のように
単に過給機下流側の吸気通路に下流側絞り弁が配置され
ていると、これを絞る必要がないとき、下流側絞り弁が
全開されても多少は吸気抵抗となるが、当実施形態によ
ると、インタークーラバイパス弁６４によってインター
クーラバイパス通路６２が閉じられたときに吸気が流通
しない専用通路部分６２ａに下流側絞り弁６６が設けら
れているので、このときに下流側絞り弁６６が吸気流通
抵抗となることがない。
【００９３】図１３は触媒未暖機時におけるアイドル運
転時にエンジン回転数変動を抑制して騒音を低減するた
めの手段の他の例を示し、この例では、触媒未暖機時に
おけるアイドル運転時に騒音低減のためラフネス制御を
行うようにしている。
【００９４】すなわち、本発明では、前述のように触媒
未暖機時にはアイドル運転時でも機械式過給機２０が駆
動されて過給が行われるので、このときにエンジン回転
数変動を生じると機械式過給機２０の増速ギヤ等のバッ
クラッシュにより騒音が生じ易くなり、これに対し、前
述のように触媒未暖機時にアイドル回転数を高くするこ
とが考えられるが、図１３に示す例ではさらに、アイド
ル運転時にエンジン回転数センサ４４の出力に基づいて
その回転数変動（ラフネス）を検出するラフネス検出手
段７１が設けられている。
【００９５】そして、暖機判定手段５１による判定及び
ラフネス検出手段７１による検出に応じて点火時期制御
手段５２により、触媒未暖機時におけるアイドル運転時
に、ラフネスが設定値以上に大きくなると点火時期リタ
ード量を小さくすることでエンジン回転数を高め、ラフ
ネスを抑制するように制御している。なお、クラッチ制
御手段、ＡＢＶ制御手段、Ｉ／Ｃバイパス弁手段、スロ
ットル弁制御手段、ＩＳＣ制御手段、空燃比制御手段及
び下流側絞り弁制御手段等は図４に示す例と同様である
ので、図１３においては図示を省略する。
【００９６】また、図１及び図２に示すエンジンにおい
て、インジェクタ３６は各気筒の吸気ポート近傍の独立
吸気通路１５に設けられているが、図１に二点鎖線で示
すように燃焼室４に臨むようにインジェクタ３６´を設
け、このインジェクタ３６´から直接燃焼室内に燃料を
噴射するようにした筒内噴射式エンジンに本発明の制御
装置を適用することもできる。
【００９７】この場合、上述のような過給機２０、スロ
ットル弁１７、点火時期等の制御に加え、インジェクタ
３６´からの燃料噴射の制御として、触媒未暖機時に、
燃焼室全体の空燃比は略理論空燃比としつつ、図１４に
示すように燃料噴射（噴射パルス）を吸気行程と圧縮行
程とに分割して行なうようにすることが好ましい。
【００９８】このようにすると、触媒未暖機時に、点火
プラグ付近が比較的リッチな混合気、その周囲が比較的
リーンな混合気とされた状態で燃焼が行なわれる。この
ような燃焼により排気温度が高められることは、当発明
者が実験的に確認している。その理由として次のような
ことが推定される。
【００９９】すなわち、上記のような混合気分布状態で
着火が行なわれると、点火プラグ付近のリッチ混合気層
から周囲のリーン混合気層へ燃焼が広がり、その過程で
リッチ混合気層の余剰燃料がリーン混合気層の酸素を奪
いつつ燃焼し、その燃焼が比較的遅い時期まで持続して
所謂後燃え状態になる等の現象により、排気温度が上昇
するものと推測される。
【０１００】そして、触媒未暖機時には、このような分
割噴射による作用と、点火時期をリタードさせるととも
に過給を行ないつつスロットル弁１７を絞ることによる
吸気温度上昇、燃焼性向上等の作用が相乗的に得られる
ことにより、大幅に暖機が促進されることとなる。
【０１０１】
【発明の効果】以上のように本発明は、過給機バイパス
通路を開閉する過給機バイパス弁と、機械式過給機より
上流に位置する絞り弁とを設け、この絞り弁と機械式過
給機との間の吸気通路に負圧取出し通路を接続するとと
もに、エンジン低負荷時において触媒未暖機時に上記過
給機バイパス弁を全閉もしくは小開度に閉じ、かつ上記
絞り弁を閉じて機械式過給機上流の吸気通路を絞るよう
にしているため、触媒未暖機時に、過給により吸入空気
量が増加され、かつ、過給機下流側圧力と過給機上流側
圧力との比である圧力比が大きくなることにより過給機
下流の吸気温度が上昇し、燃焼安定性が高められて点火
時期リタード量を大きくすることができる。これらの作
用により、触媒の暖機が促進される。しかも、上記絞り
弁と機械式過給機との間の吸気通路の圧力が低下し、ブ
レーキ装置のマスターバックに供給するための充分な負
圧を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される機械式過給機付エンジンの
一例を示す全体概略図である。
【図２】エンジン本体及び吸・排気系の一部を示す概略
平面図である。
【図３】各独立吸気通路に設けられる絞り弁の拡大図で
ある。
【図４】制御ユニットの機能的構成の一例を示すブロッ
ク図である。
【図５】機械式過給機の制御のための領域設定を示す説
明図である。
【図６】図４に示す制御ユニットにより制御される制御
対象の動作を示すタイムチャートである。
【図７】空燃比と燃焼温度及び排気ガス中のＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＮＯｘとの関係を暖機時と冷間時とについて示すグ
ラフである。
【図８】アクセル開度と過給機上流側の吸気通路開口面
積との関係を示すグラフである。
【図９】エンジン回転数と過給機上流側の吸気通路開口
面積との関係を示すグラフである。
【図１０】制御動作の別の例を示すタイムチャートであ
る。
【図１１】制御動作のさらに別の例を示すタイムチャー
トである。
【図１２】過給機バイパス通路及びインタークーラバイ
パス通路等の構造の別の例を示す概略平面図である。
【図１３】点火時期制御手段による制御の別の例を示す
ブロック図である。
【図１４】本発明の制御装置を筒内噴射式エンジンに適
用した場合における触媒未暖機時の燃料噴射の制御の例
を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン本体 １１ 吸気通路 １２ 排気通路 １７ スロットル弁 １８ ＩＳＣ通路 １９ ＩＳＣバルブ ２０ 機械式過給機 ２１ 電磁クラッチ ２３ 過給機バイパス通路 ２４ 過給機バイパス弁 ２６ インタークーラバイパス通路 ２７ インタークーラバイパス弁 ３３ 下流側絞り弁 ３６ インジェクタ ３９ 触媒 ５０ 制御ユニット ５１ 暖機判定手段 ５２ 点火時期制御手段 ５３ クラッチ制御手段 ５４ ＡＢＶ制御手段 ５５ Ｉ／Ｃバイパス弁制御手段 ５６ スロットル弁制御手段 ５７ ＩＳＣ制御手段 ５８ 空燃比制御手段 ５９ 下流側絞り弁制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｂ 29/04 Ｆ０２Ｂ 29/04 Ｓ ３Ｇ０９２ 33/00 33/00 Ｅ ３Ｇ３０１ 39/12 39/12 Ｆ０２Ｄ 9/02 ３０５ Ｆ０２Ｄ 9/02 ３０５Ｍ ３６１ ３６１Ｈ 11/10 11/10 Ｋ Ｇ 23/00 23/00 Ｐ 41/02 ３１０ 41/02 ３１０Ｄ 41/34 41/34 Ｈ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｂ ３０１Ｅ ３０１Ｋ ３０１Ｌ ３０１Ｒ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ Ｆターム(参考） 3G005 DA10 EA14 EA19 FA00 FA11 FA35 FA37 GA12 GB13 GC07 GD07 GD12 GD13 GD17 GD21 HA02 HA04 HA13 HA19 JA02 JA12 JA16 JA31 JA36 JA39 JA45 JB02 JB11 JB22 3G022 AA03 AA05 AA06 AA07 BA01 CA01 CA03 CA06 CA09 DA02 EA01 EA02 FA07 GA05 GA08 GA09 GA10 GA12 GA20 3G065 AA03 AA04 AA11 CA00 CA12 CA14 DA04 DA07 EA01 EA03 EA08 EA12 GA05 GA08 GA09 GA10 GA11 GA46 HA03 KA36 3G084 AA04 BA05 BA06 BA08 BA09 BA15 BA17 BA21 CA01 CA03 CA09 DA00 DA02 DA10 DA39 EA11 EC02 EC03 FA06 FA10 FA18 FA19 FA27 FA29 FA33 FA34 FA36 3G091 AA12 AA17 AA28 AB05 BA03 BA15 BA19 CB03 CB05 CB07 DA07 DB10 EA01 EA03 EA05 EA07 EA12 EA16 EA18 EA33 EA40 FA01 FA06 FA08 FA12 FA13 FB02 FB10 FC07 HA36 HB06 3G092 AA01 AA06 AA09 AA10 AA18 AB02 BA02 BA04 BA06 BA09 BB06 DB02 DB03 DC02 DC04 DC06 DE03S DF06 DG06 DG08 DG09 EA04 EA08 FA00 FA14 FA18 FA24 GA01 GA04 GA05 GA17 GB10 HA01Y HA01Z HA11Z HC04Z HD02Z HD05X HE01Z HE02Z HE08Z HF08Z HF09Z HF12Z HF19Z 3G301 HA04 HA06 HA11 HA16 HA17 JA00 JA02 JA26 JA37 KA01 KA07 KA08 KA24 KA28 LA00 LA02 LA04 LA05 LB04 LC03

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸気通路に生成される負圧をマスターバ
    ックの負圧室に導くように負圧取出し通路を設ける一
    方、排気通路に排気ガス浄化用の触媒を設け、この触媒
    が未暖機状態のときに吸入空気量を増大させ、かつ点火
    タイミングを所定量リタードさせるようになっているエ
    ンジンにおいて、吸気通路に、エンジンで駆動されて吸
    気を過給する機械式過給機と、この機械式過給機をバイ
    パスする過給機バイパス通路と、この過給機バイパス通
    路を開閉する過給機バイパス弁と、上記機械式過給機よ
    り上流に位置する絞り弁とを設け、この絞り弁と機械式
    過給機との間の吸気通路に上記負圧取出し通路を接続す
    るとともに、エンジン低負荷時において触媒未暖機時に
    上記過給機バイパス弁を全閉もしくは小開度に閉じ、か
    つ機械式過給機上流の吸気通路を絞るように上記絞り弁
    を閉じ、触媒暖機後に上記過給機バイパス弁を開くよう
    に制御する制御手段を設けたことを特徴とする機械式過
    給機付エンジンの制御装置。
  2. 【請求項２】 アクセルオフ状態での機械式過給機上流
    の吸気通路の開口面積を、触媒未暖機状態において車両
    停止状態にある場合に車両走行状態にある場合よりも大
    きくすることを特徴とする請求項１記載の機械式過給機
    付エンジンの制御装置。
  3. 【請求項３】 機械式過給機上流の吸気通路の開口面積
    をアクセル開度に応じて変化させるようにするととも
    に、触媒未暖機時において車両走行状態の時に、アクセ
    ル開度が所定開度以下の領域でのアクセル開度に対する
    上記開口面積の特性をアクセル開度増加時とアクセル開
    度減少時とで異ならせ、アクセル開度減少時よりもアク
    セル開度増加時の方が上記開口面積が大きくなるように
    したことを特徴とする請求項１または２記載の機械式過
    給機付エンジンの制御装置。
  4. 【請求項４】 機械式過給機より上流で絞り弁をバイパ
    スする通路と、この通路の開口面積を調節する制御弁と
    を設け、触媒未暖機時における車両走行状態でアクセル
    開度が所定開度以下の領域でのアクセル開度増加時に、
    上記制御弁を開くことにより吸気通路の開口面積を大き
    くすることを特徴とする請求項３記載の機械式過給機付
    エンジンの制御装置。
  5. 【請求項５】 触媒未暖機時に、機械式過給機上流の吸
    気通路を絞り弁によって絞りつつ、機械式過給機上流の
    吸気通路の開口面積をエンジン回転数が高くなるにつれ
    て増大させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
    かに記載の機械式過給機付エンジンの制御装置。
  6. 【請求項６】 機械式過給機より上流に位置する絞り弁
    とは別に、機械式過給機の下流に絞り弁を設け、触媒未
    暖機時に、機械式過給機上流の絞り弁で絞られる吸気通
    路開口面積を機械式過給機下流の絞り弁で絞られる吸気
    通路開口面積よりも小さくしたことを特徴とする請求項
    １乃至５のいずれかに記載の機械式過給機付エンジンの
    制御装置。
  7. 【請求項７】 触媒未暖機時に、アクセル開度が大きく
    なるにつれて機械式過給機上流の絞り弁及び機械式過給
    機下流の絞り弁をともに開方向に作動させ、かつ、機械
    式過給機上流の絞り弁で絞られる吸気通路開口面積が機
    械式過給機下流の絞り弁で絞られる吸気通路開口面積よ
    りも小さい状態を維持しつつ上記各絞り弁を作動させる
    ことを特徴とする請求項６記載の機械式過給機付エンジ
    ンの制御装置。
  8. 【請求項８】 燃焼室に供給する混合気の空燃比を制御
    する空燃比制御手段を備え、上記空燃比を触媒未暖機時
    に略理論空燃比もしくはこれより大きい空燃比とするこ
    とを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の機械
    式過給機付エンジンの制御装置。
  9. 【請求項９】 上記空燃比を触媒未暖機時に理論空燃比
    よりも大きいリーン空燃比とし、触媒暖機時に理論空燃
    比とすることを特徴とする請求項８記載の機械式過給機
    付エンジンの制御装置。
  10. 【請求項１０】 エンジン始動後に触媒暖機状態に至る
    までの間で触媒の温度が上昇するに伴い、機械式過給機
    上流の吸気通路の開口面積を所定値以下の範囲で次第に
    増大させることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか
    に記載の機械式過給機付エンジンの制御装置。
  11. 【請求項１１】 機械式過給機を駆動状態と停止状態と
    に切換えるクラッチと、このクラッチの作動を制御する
    手段とを備え、触媒未暖機時にはエンジンの低回転低負
    荷域を含む運転領域で上記クラッチをオン状態に制御す
    るようにしたことを特徴とする請求項１乃至１０のいず
    れかに記載の機械式過給機付エンジンの制御装置。
  12. 【請求項１２】 エンジン始動直後の未暖機時に上記ク
    ラッチをオン状態、過給機バイパス弁を閉状態、機械式
    過給機上流の絞り弁を閉状態とし、触媒の温度が上昇す
    るに伴い、上記クラッチのオン状態、及び機械式過給機
    上流の絞り弁の閉状態を維持しつつ、過給機バイパス弁
    の開度を大きくすることを特徴とする請求項１１記載の
    機械式過給機付エンジンの制御装置。
  13. 【請求項１３】 機械式過給機より下流の吸気通路に、
    インタークーラと、このインタークーラをバイパスする
    インタークーラバイパス通路と、このインタークーラバ
    イパス通路を開閉するインタークーラバイパス弁とを設
    け、触媒未暖機時に上記インタークーラバイパス通路を
    開くようにしたことを特徴とする請求項１乃至１２のい
    ずれかに記載の機械式過給機付エンジンの制御装置。
  14. 【請求項１４】 過給機バイパス通路とインタークーラ
    バイパス通路の各下流側部分を共通の通路で構成すると
    ともに、インタークーラバイパス通路のうちの専用通路
    部分に機械式過給機下流の絞り弁を設けるとともに、イ
    ンタークーラバイパス弁はインタークーラバイパス通路
    を開いたときにインタークーラ側の通路を遮断するよう
    に構成したことを特徴とする請求項１３記載の機械式過
    給機付エンジンの制御装置。
  15. 【請求項１５】 増速ギヤ内蔵の機械式過給機を備える
    ものにおいて、エンジンのラフネスを検出する手段を設
    け、アイドル運転状態での触媒未暖機時に上記ラフネス
    を設定値以下に保つように点火時期リタード量を制御す
    ることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載
    の機械式過給機付エンジンの制御装置。
  16. 【請求項１６】 燃焼室内に直接燃料を噴射するインジ
    ェクタを備え、触媒暖機時に、燃焼室全体としての空燃
    比を略理論空燃比としつつ上記インジェクタからの燃料
    噴射を吸気行程と圧縮行程とに分割して行なうようにし
    たことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載
    の機械式過給機付エンジンの制御装置。
  17. 【請求項１７】 エンジンの排気マニホールドに排気管
    を介して触媒を接続したことを特徴とする請求項１乃至
    １６のいずれかに記載の機械式過給機付エンジンの制御
    装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020105917A (ja) * 2018-12-26 2020-07-09 マツダ株式会社 過給機付エンジンの制御装置
CN114294096A (zh) * 2021-11-19 2022-04-08 东风商用车有限公司 一种基于传感器的发动机用动态空气补偿及排温管理系统
CN114483288A (zh) * 2022-01-27 2022-05-13 重庆长安汽车股份有限公司 一种提升增压发动机瞬态响应的控制方法、系统及汽车

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