JP2515812B2

JP2515812B2 - 過給機付エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP2515812B2
Application number: JP62193096A
Authority: JP
Inventors: 芳則沖野
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-07-30
Filing date: 1987-07-30
Publication date: 1996-07-10
Anticipated expiration: 2011-07-10
Also published as: JPS6435016A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、エンジンによって駆動される機械式過給機
を備えて所定の過給領域で吸気の過給を行なうようにし
た過給機付エンジンの制御装置に関するものである。

（従来技術）従来、特開昭61−19937号公報に示されるように、エ
ンジンにより駆動される機械式過給機を吸気通路に設け
るとともに、例えばスロットル開度が一定値以上の所定
の過給領域にあるときに過給機を作動させて過給機から
エンジンの吸気を過給するようにした過給機付エンジン
は知られている。

ところで、この種の過給機付エンジンでは、不必要な
過給機の作動による駆動損失等を避けるため、エンジン
出力向上の要求がある高負荷側の所定の過給領域でのみ
過給を行ない、低負荷側の非過給領域では過給を停止す
るようにしている。そして、上記過給領域は予め一定に
設定されており、排気通路に排気浄化用の触媒が設けら
れている場合でも、触媒温度とは関係なく過給領域が設
定されているが、この場合に次のような問題が残されて
いた。

すなわち、一般にエンジンの燃料系においては、アク
セルペダルがある程度以上踏込まれてエンジン負荷が高
くなると、燃料供給量が増量されて空燃比がエンリッチ
状態とされるようになっている。従って、非過給領域が
比較的広く設定されていると、非過給領域での運転中に
出力を高めようとするような場合にアクセルペダルが踏
込まれがちになることにより、空燃比がエンリッチ状態
とされる運転領域に達する事態が多くなる。ただし、上
記触媒の温度が高いときは触媒の浄化能力が高いので、
空燃比がエンリッチ状態となっても充分に排気ガスの浄
化を行なうことができ、かつ、過給機の駆動損失低減等
の面からは非過給領域を余り狭くしないほうが好まし
い。しかし、触媒の温度が低いときは、触媒の浄化能力
が低いため、触媒に送られる排気ガスの未燃焼成分をで
きるだけ少なくし、つまり、空燃比がエンリッチ状態と
される事態をできるだけ少なくすることが望ましく、上
記従来の装置ではこのような要求を充分に満足すること
ができなかった。

（発明の目的）本発明は上記の事情に鑑み、触媒の温度が低いとき
に、空燃比がエンリッチとされるような高負荷領域に達
する事態を少なくし、排気ガスの浄化性を改善すること
ができる過給機付エンジンの制御装置を提供するもので
ある。

（発明の構成）本発明は、第１図の構成説明図に示すように、エンジ
ンによって駆動される機械式過給機16を吸気通路に設け
るとともに、エンジンの運転状態が所定負荷以上の領域
にあるときに上記過給機16からエンジンへ吸気を過給さ
せる過給制御手段Ａを備えたエンジンにおいて、排気通
路に設けられた排気浄化用の触媒23に関する温度を検出
する温度検出手段24と、この温度検出手段24の出力を受
け、上記温度が低いときに上記所定負荷よりも低負荷側
の領域から過給を行わせる過給領域変更手段Ｂとを設け
たものである。

この構成により、触媒の温度が低いときには、過給機
の過給作用でエンジン出力が高められる領域が低負荷側
に広げられ、これに伴い、アクセルペダルの踏込み度合
が小さくなる結果、空燃比がエンリッチ状態とされるよ
うな高負荷領域となる事態が少なくなる。

（実施例）第２図は本発明の一実施例についての装置の概略を示
し、この実施例では、自然吸気通路と過給機を備えた過
給通路とを有する部分過給方式のエンジンに本発明を適
用している。この図において、エンジンの燃焼室１に
は、自然排気ポート２、過給ポート３、および排気ポー
ト４が開口し、各ポート2,3,4には自然吸気通路５、過
給通路６および排気通路７が各々連通している。そし
て、上記各ポート2,3,4にそれぞれ吸気弁８、過給弁９
および排気弁10が設けられており、これらの弁8,9,10は
図外の動弁機構によりそれぞれ所定のタイミングで開閉
されるようになっている。

上記自然吸気通路５と過給通路６とは上流側で集合さ
れ、その集合部より上流の吸気通路11には、エアクリー
ナ12と、吸気量を検出するエアフローメータ（吸気量検
出手段）13とが配設されている。また、自然吸気通路５
には、アクセル操作に応じて作動するスロットル弁14が
設けられるとともに、燃料噴射弁15が装備されている。

上記過給通路６には、容積型のエアポンプなどを用い
た機械式の過給機16が装備され、この過給機16は、ベル
ト、プーリ等の伝動機構17を介してエンジンにより駆動
されるようになっている。また、上記伝動機構17と過給
機16との間には、過給機16とエンジン駆動系とを接離す
る電磁クラッチ18が設けられている。

上記過給機16より下流の過給通路６には、エンジンの
運転状態に応じて過給通路６を開閉する過給制御弁19
と、過給気を冷却するインタクーラ20が設けられてい
る。さらに過給通路６には、過給機16より下流で過給制
御弁19より上流の過給通路６と過給機16より上流の過給
通路６とを連通するリリーフ通路21が設けられ、このリ
リーフ通路21に過給気リリーフ量を調整するリリーフコ
ントロールバルブ22が設けられている。

一方、上記排気通路７には、排気ガス浄化用の触媒23
が設けられている。また、触媒23に関する温度を検出す
る温度検出手段として、触媒温度センサ24が設けられて
いる。このほかに検出要素としては、クランク角の検出
等に基づいてエンジン回転数を検出する回転数センサ2
5、エンジン負荷に相当するスロットル弁14の開度を検
出するスロットル開度センサ26等が装備されている。

また、30は過給の制御および燃料噴射量の制御を行な
うマイクロコンピュータ等を用いたコントロールユニッ
ト（ECU）であり、上記エアフローメータ13、触媒温度
センサ24、回転数センサ25およびスロットル開度センサ
26からの信号を受け、上記電磁クラッチ18と過給制御弁
19のアクチュエータ19aとに過給制御用の信号を出力す
るとともに、リリーフコントロールバルブ22に対する作
動圧力制御バルブ22aに最高過給圧調整等のためのリリ
ーフ量制御用の信号を出力し、また燃料噴射弁15に、燃
料噴射量制御用の信号（噴射パルス）を出力している。

このコントロールユニット30は、第１図の構成説明図
に示した過給制御手段Ａおよび過給領域変更手段Ｂを含
んでいる。そして、所定負荷以上の高負荷領域（及び所
定回転数以上の高回転領域）を過給領域とし、この過給
領域では電磁クラッチ18を接続して過給機16を作動させ
るとともに過給制御弁19を開くことにより過給を行なわ
せ、非過給領域では過給を停止するように、上記電磁ク
ラッチ18および過給制御弁19を制御する。また、上記触
媒温度センサ23により検出される温度が低いときには上
記所定負荷よりも低負荷側の領域から過給を行わせるよ
うに過給領域を変更するものとし、具体的には上記過給
領域を触媒温度に応じて第３図のように設定している。
すなわち、触媒温度が高い場合に対しての領域設定は、
所定負荷に相当する第１設定スロットル開度TVO1および
第１設定回転数R1を基準にした第３図中の実線のライン
を境とし、これにより低負荷低回転側を非過給領域、高
負荷側および高回転側を過給領域としており、非過給領
域を比較的広く設定している。一方、触媒温度が低い場
合に対しての領域設定は、第１設定スロットル開度TVO1
より小さい第２設定スロットル開度TVO2および第１設定
回転数R1より低い第２設定回転数R2を基準にした第３図
中の破線のラインを境とし、これより低負荷低回転側を
非過給領域、高負荷側および高回転側を過給領域として
おり、触媒温度が高い場合と比べて過給領域を広げ、非
過給領域を狭めている。

なお、上記コントロールユニット30による燃料噴射量
の制御は従来から知られているように、エアフローメー
タ13の出力等に基づいて基本的な燃料噴射量が求めら
れ、さらに各種運転状態に応じて補正が行なわれ、スロ
ットル開度が一定値以上の高負荷領域（エンリッチ領
域）では燃料の増量補正が行なわれるようになってい
る。

第４図は上記コントロールユニット30による過給の制
御の具体例をフローチャートで示している。このフロー
チャートにおいては、スタートすると、先ずステップS₁
で、スロットル開度TV0が第１設定値TV01以下でかつエ
ンジン回転数RPMが第１設定回転数R1以下の領域にある
か否かを判定する。この判定がNOのときは、触媒温度が
低い場合も高い場合も過給領域にあるので（第３図参
照）、ステップS₂に移って過給機16のクラッチ18をONと
するとともに過給制御弁19を開とすることにより、過給
を行なわせる。

ステップS₁での判定がYESのときは、少なくとも触媒
温度が高い場合に対しての領域設定によると非過給領域
にあるので、ステップS₃で触媒温度Tcaが所定値T₀以下
か否かを調べ、その判定がNOのとき（触媒温度が高いと
き）にはステップS₄に移って過給機16の電磁クラッチ18
をOFFするとともに過給制御弁19を閉とすることによ
り、過給を停止する。

ステップS₃での判定がYESのときは、さらに触媒温度
が低い場合に対しての領域設定に基づいて領域の判定を
行ない、つまり、ステップS₅で、スロットル開度TVOが
第２設定値TVO2以下でかつエンジン回転数RPMが第２設
定回転数R2以下の領域にあるか否かを判定する。そし
て、その判定がNOのときはステップS₂に移って過給を行
なわせ、YESの場合はステップS₄に移って過給を停止す
る。

以上のような制御によると、触媒温度が所定値T₀以上
に高い状態にあるときは、非過給領域が比較的広く設定
され、この非過給領域では過給が停止される。従って、
とくに高出力が要求される領域では過給が行なわれる
が、それ以外の領域での過給機16の駆動によるエネルギ
ー損失が避けられる。そしてこの場合に、非過給領域で
出力が不足するときはアクセルペダルが踏込まれること
により、スロットル開度が大きくなって燃料増量が行な
われるエンリッチゾーンに達することがあるが、触媒温
度が高ければ触媒23によって充分に排気ガスを浄化する
ことができる。

一方、触媒温度が低いときは、触媒23の排気浄化能力
が低下するので、空燃比がリッチになると充分に排気ガ
スを浄化することが難しくなる。このような状態にある
ときは、触媒温度が高い場合と比べて過給領域が低負荷
低回転側に広げられることにより、この広げられた領域
では過給によりエンジン出力が高められる。このため、
要求する出力を得るためのアクセルペダル踏込み量が小
さくなり、エンリッチ領域に達する事態が少なくなる。
これにより、排気浄化性能の悪化が避けられることとな
る。

なお、上記実施例では、触媒温度が所定値T₀より高い
場合と低い場合とに応じて過給領域を２通りに切替えて
いるが、触媒温度が低くなるほど過給領域を広げるよう
に、触媒温度に応じて多段階に過給領域を変更してもよ
い。また、このような触媒温度に応じた過給領域の変更
は、少なくともエンジン負荷について行なえば良い。そ
の他の具体的構造も本発明の要旨を逸脱しない範囲で変
更して差支えない。

（発明の効果）以上のように本発明は、所定負荷以上の領域で過給を
行わせるとともに、触媒温度が低くて触媒の浄化能力が
低い状態にあるときに、上記所定負荷よりも低負荷側の
領域から過給を行わせるようにして、過給領域を低負荷
側に広げることにより、加速時等に空燃比のエンリッチ
領域に達するまでアクセルペダルが踏込まれるというよ
うな事態が少なくなるようにしているため、触媒温度が
低いときの排気ガス中の未燃焼成分の増大を抑制し、排
気浄化作用を良好に保つことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成説明図、第２図は本発明の一実施
例の装置の概略図、第３図は触媒温度が高い場合と低い
場合とにおける過給領域を示す説明図、第４図は制御の
フローチャートである。Ａ……過給制御手段、Ｂ……過給領域変更手段、5,6,11
……吸気通路、７……排気通路、16……過給機、23……
触媒、24……触媒温度センサ、30……コントロールユニ
ット。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンによって駆動される機械式過給機
を吸気通路に設けるとともに、エンジンの運転状態が所
定負荷以上の領域にあるときに上記過給機からエンジン
へ吸気を過給させる過給制御手段を備えたエンジンにお
いて、排気通路に設けられた排気浄化用の触媒に関する
温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の出
力を受け、上記温度が低いときに上記所定負荷よりも低
負荷側の領域から過給を行わせる過給領域変更手段とを
設けたことを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。