JP2855764B2 - 過給希薄燃焼ガソリン内燃機関の排気ガス浄化装置 - Google Patents

過給希薄燃焼ガソリン内燃機関の排気ガス浄化装置

Info

Publication number
JP2855764B2
JP2855764B2 JP2073528A JP7352890A JP2855764B2 JP 2855764 B2 JP2855764 B2 JP 2855764B2 JP 2073528 A JP2073528 A JP 2073528A JP 7352890 A JP7352890 A JP 7352890A JP 2855764 B2 JP2855764 B2 JP 2855764B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
fuel ratio
exhaust gas
diaphragm
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2073528A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03275959A (ja
Inventor
弘道 柳原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2073528A priority Critical patent/JP2855764B2/ja
Publication of JPH03275959A publication Critical patent/JPH03275959A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2855764B2 publication Critical patent/JP2855764B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/004Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust drives arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/013Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/08EGR systems specially adapted for supercharged engines for engines having two or more intake charge compressors or exhaust gas turbines, e.g. a turbocharger combined with an additional compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/16Control of the pumps by bypassing charging air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/55Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
    • F02M26/56Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves
    • F02M26/57Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves using electronic means, e.g. electromagnetic valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/59Systems for actuating EGR valves using positive pressure actuators; Check valves therefor
    • F02M26/60Systems for actuating EGR valves using positive pressure actuators; Check valves therefor in response to air intake pressure
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は過給時に希薄燃焼を行うガソリン内燃機関
の排気ガス浄化装置に関する。
〔従来の技術〕 特願平1-156685号は過給機を備えたガソリンを燃料と
する内燃機関において、過給機が本来の能力を発揮する
エンジン高回転・高負荷側で空燃比を希薄側で運転する
内燃機関(以下高密度過給希薄燃焼内燃機関)を提案し
ている。強力な過給をすることにより混合気の密度が上
がり、空燃比としは希薄側でも混合気の単位体積当たり
の燃料量は多くなる。そのため、高負荷であるにも係わ
らず安定な希薄燃焼が可能となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
排気ガスの浄化を行う触媒コンバータとして現在主に
使用されているものは、酸化触媒を主成分とするものと
3元触媒を主成分とするものとがあり、希薄燃焼内燃機
関には酸化触媒が用いられ、3元触媒は理論空燃比で運
転される内燃機関に使用されている。高密度過給希薄燃
焼内燃機関では本来の高密度過給を行い得る希薄燃焼で
の高負荷運転時と、理論空燃比で作動する低負荷運転時
としで広い範囲で空燃比が変化する。そのため、触媒コ
ンバータとして酸化触媒又は3元触媒を単独使用しただ
けでは広い範囲にわたって変化する空燃比に応じた最適
な排気ガス浄化性能を発揮することができてない。
〔課題を解決するための手段〕
この発明によれば、過給手段を備え、過給手段が本来
の能力を発揮する運転時に希薄燃焼を行い、過給手段の
過給能力が足りない運転時に理論空燃比において運転を
行うガソリン内燃機関において、機関の排気系に酸化触
媒を具備した触媒コンバータと、3元触媒を具備した触
媒コンバータとを設け、希薄燃焼時は排気ガスを酸化触
媒で処理し、理論空燃比での燃焼時において排気ガスを
3元触媒で処理するようにしたことを特徴としている。
〔作用〕
排気系に酸化触媒を具備した触媒コンバータと、3元
触媒を具備して触媒コンバータとが設けられ、酸化触媒
を具備した触媒コンバータは理論空燃比での燃焼時の排
気ガスを処理する。一方、3元触媒を具備した触媒コン
バータは希薄空燃比での運転において排気ガスを処理を
行う。
〔実施例〕
第1図はこの発明の実施例を示しており、10はエンジ
ン本体であり、吸気管12と排気管14とが接続される。吸
気管12は燃料インジェクタ15と、スロットル弁16を有す
る。大型ターボチャージャ17と小型ターボチャージャ18
とが直列に配置される。大型ターボチャージャ17はコン
プレッサ20と、タービン22と、回転軸24とから構成され
る。小型ターボチャージャ18はコンプレッサ26と、ター
ビン28と、回転軸25とから構成される。吸気管12におい
て吸入空気の流れ方向に、大型ターボチャージャ17のコ
ンプレッサ20、小型ターボチャージャ18のコンプレッサ
26の順で配置され、その下流にインタクーラ29が配置さ
れ、インタクーラ29の下流にスロットル弁16が配置され
る。排気管において排気ガスの流れ方向に、小型ターボ
チャージャ18のタービン28、大型ターボチャージャ17の
タービン22の順で配置される。
大型ターボチャージャ17のタービンを迂回して第1の
排気バイパス通路30が排気管に接続され、第1の排気バ
イパス通路30に蝶型弁であるウエイストゲート弁32が配
置される。ウエイストゲート弁32はダイヤフラムアクチ
ュエータ34に連結され、そのダイヤフラム34aはバイパ
ス弁32に連結される。バイパス弁32はスプリング34bに
よって通常は閉鎖するべく付勢されるが、ダイヤフラム
34aに加わる負荷によってスプリング34bに抗してウエイ
ストゲート弁32の開弁が行われる。
小型ターボチャージャ18のタービン28を迂回して第2
の排気バイパス通路36が設けられ、この第2のバイパス
通路36に蝶型弁としての排気切替弁38が設けられる。排
気切替弁38はそのアクチュエータ40に連結され、アクチ
ュエータ40は2段ダイヤフラム機構として構成される。
このアクチュエータ40は、後述のように、大型ターボチ
ャージャ17が全過給能力を発揮するまでは排気切替弁38
を閉鎖し、大型ターボチャージャ17がその全過給能力を
発揮するに至ると排気切替弁38を急速に開放せしめる特
性を持っている。アクチュエータ40はダイヤフラム40a,
40bと、スプリング40c,40dを供え、一方のダイヤフラム
40aはロッド40eを介して排気切替弁40に連結され、もう
一つのダイヤフラム40bはロッド40fに連結される。ダイ
ヤフラム40aに過給圧を作用させるか、ダイヤフラム40b
に過給圧を作用させるか、で排気切替弁38のステップ的
な開放特性が得られる。即ち、ダイヤフラム40bに過給
圧を作用させた場合、スプリング40cの力と、スプリン
グ40dと合力に抗して排気切替弁38を開弁させるため、
開弁は緩慢に行われる。ダイヤフラム40aに過給圧が作
用した場合はスプリング40cの力のみに抗して排気切替
弁38の開弁が行われため、その開弁作動は迅速となる。
小型ターボチャージャ18のコンプレッサ26を迂回する
吸気バイパス通路44が設けられ、この吸気バイパス通路
44に吸気バイパス弁46が配置される。切替弁46はダイヤ
フラムアクチュエータ48に連結され、そのダイヤフラム
48aに加わる圧力により吸気バイパス弁46の作動が制御
される。この吸気バイパス弁46は大型ターボチャージャ
17の立ち上がりが完了しない小型ターボチャージャ18の
作動域では吸気バイパス通路44を閉鎖するも、その完了
の後は過給圧がダイヤフラム48aに下側から作用し、吸
気バイパス弁46の開弁が行われる。
この実施例では内燃機関は排気ガス再循環(EGR)装
置を供え、このEGR装置は排気ガス再循環通路(EGR通
路)50と、EGR通路50上の排気ガス再循環制御弁(EGR
弁)52とからなり、EGR弁52はダイヤフラム52aを供え、
ダイヤフラム52aに加わる圧力に応じてその開弁、閉弁
が制御される。
ウエイストゲート弁34のアクチュエータ34への圧力制
御のため3方電磁弁(VSV1)54が設けられ、この電磁弁
54はダイヤフラム34aに大気圧を導入する位置と、小型
ターボチャージャ18のコンプレッサ26下流で、インタク
ーラ29の上流の位置56の過給圧を導入する位置とで切り
替わる。大気圧導入時に、スプリング34bによってウエ
イストゲート弁32は閉鎖駆動され、過給圧導入時にスプ
リング34bに抗してウエイストゲート弁32の開弁が行わ
れる。
3方電磁弁(VSV2)58は排気切替弁38のアクチュエー
タ40のダイヤフラム40aのへ圧力制御のため設けられ、
この電磁弁58はダイヤフラム40aに大気圧を導入する位
置と、小型ターボチャージャ18のコンプレッサ出口60の
過給圧を導入する位置とで切り替わる。また、ダイヤフ
ラム40bには小型ターボチャージャ18のコンプレッサ出
口60の圧力が常時導入されている。
吸気バイパス弁47のアクチュエータ48への圧力制御の
ため二つの3方電磁弁64,66が設けられる。3方電磁弁
(VSV3)64は吸気バイパス弁46のアクチュエータアクチ
ュエータ48のダイヤフラム48aの上側へ圧力制御のため
設けられ、この電磁弁64はダイヤフラム48aの上側に大
気圧を導入する位置と、小型ターボチャージャ18のコン
プレッサ出口60の過給圧を導入する位置とで切り替わ
る。また、3方電磁弁(VSV4)66は吸気バイパス弁46の
アクチュエータアクチュエータ48のダイヤフラム48aの
下側への圧力制御のため設けられ、この電磁弁66はダイ
ヤフラム48aの下側にスロットル弁16の下流の位置68の
負圧を導入する位置と、小型ターボチャージャ18のコン
プレッサ出口60の過給圧を導入する位置とで切り替わ
る。
3方電磁弁(VSV5)70はEGR弁52の作動制御のため設
けられ、この電磁弁70はダイヤフラム52aに大気圧を導
入する位置と、スロットル弁16の下流の位置68の負圧を
導入する位置とで切り替わる。
制御回路72はこの発明における過給制御のため設けら
れ、各電磁弁54(VSV1),58(VSV2),64(VSV3),66(V
SV4),70(VSV5)、燃料インジェクタ15の駆動を行う。
まて、イグナイタ74、ディストリビュータ76を介して点
火栓の制御も行うが、これらの制御はこの発明と直接に
関係しないので詳細説明は省略する。そして、制御回路
72にはこの発明に従った制御を実行するため各種のセン
サに接続される。まず、大型ターボチャージャ17のコン
プレッサ20の出口圧力P1を検出するため第1の圧力セン
サ78が設けられ、また小型ターボチャージャ18のコンプ
レッサ26の出口圧力P2を検出するため第2の圧力センサ
80が設けられる。大型ターボチャージャ17のタービン22
の下流に空燃比センサ82が設けられる。その外、図示し
ないが吸気空気量Qを計測せるエアフローメータ、変速
機(図示しない)のギヤ位置を検出手段とするセンサが
具備され、またタイミング制御のためクランク角度で30
°,720°毎のパルス信号が入力される。
この発明によれば、排気管に3元触媒を含む小型の第
1の触媒コンバータ84、酸化触媒を含む大型の第2の触
媒コンバータ86とが設けられる。第1の触媒コンバータ
84は排気管88に設けられ、第2の触媒コンバータ86は排
気管90に設けられる。排気管88と90との接合部に触媒コ
ンバータを切り換えるためのスイングドア型の切替弁92
が設けられる。切替弁92はダイヤフラムアクチュエータ
94に連結され、そのダイヤフラム94aに作用する圧力に
応じて切替弁92の作動が行われる。ダイヤフラム94aへ
の圧力の制御を行うため電磁弁96(VSV6)はダイヤフラ
ム94aに大気圧を導入する位置と、負圧ポート68からの
負圧を導入する位置とで切り換える。ダイヤフラム94a
に大気圧が作用するときはスプリング94bの力によって
切替弁94は図の実線の位置となり、上流からの排気ガス
は大型の酸化触媒を含んだ触媒コンバータ86に導入され
る(矢印X)。ダイヤフラム94aに負圧が作用するとき
はダイヤフラム94aはスプリング94bに抗して切替弁92を
切替え、排気ガスは小型の3元触媒を含んだ触媒コンバ
ータ84に導入される(矢印Y)。電磁弁96(VSV6)は制
御回路72からの駆動信号によって駆動される。
以下制御回路72の作動を第2図−第5図のフローチャ
ートによって説明する。第2図は過給圧の制御のための
ルーチンを示す。ステップ100では小型ターボチャージ
ャ18のコンプレッサ出口圧力P2>大型ターボチャージャ
17のコンプレッサ出口圧力P1が成立するか否か判別され
る。第6図はスロットル弁16の開度を一定に固定した場
合におけるエンジン回転数NEと過給圧(ターボチャージ
ャ出口圧力)との関係を示しており、小型ターボチャー
ジャ出口圧力P2の立ち上がりが大型ターボチャージャ出
口圧力P1の立ち上がりより早くなっている。したがっ
て、エンジンの回転がまだ上がっていない状態ではP2
P1が成立し、ステップ102で電磁弁54(VSV1)がOFFさ
れ、ダイヤフラム34aに大気圧が導入され、スプリング3
4bによってウエイストゲート弁32は閉鎖される。ステッ
プ104で排気切替弁40を制御する電磁弁58(VSV2)がOFF
される。そのため、アクチュエータ40のダイヤフラム40
aに大気圧が作用する。一方、ダイヤフラム40bには小型
ターボチャージャ18のコンプレッサ出口圧力が常に導入
されているため、スプリング40c,40dの合力に応じたス
プリング力に対抗する小型ターボチャージャ18のコンプ
レッサ出口圧力によって排気切替弁38の作動が制御され
る。即ち、スプリング力が過給圧P2に優勢であるかぎり
は、排気切替弁38は全閉を維持するが、過給圧P2が所定
値PSETに到達する回転数(第6図のNE1)までは排気切
替弁38は全閉を維持し、P2=所定値PSETに到達した時点
で排気切替弁38はスプリング40c,40dの合力である閉鎖
付勢力に抗して徐々に開弁を開始することになる。低回
転時の吸気バイパス弁46の作動についていうと、ステッ
プ106で電磁弁64(VSV3)はONとなりターボチャージャ1
8のコンプレッサ出口圧P2がダイヤフラム48aの上側に作
用するため吸気バイパス弁46は閉鎖される。また、ステ
ップ108では電磁弁66(VSV4)がOFFされるためスロット
ル弁16の下流の吸気管圧力(このときは負圧)がダイヤ
フラム48aの下側に作用するため、ダイヤフラム48aは下
側に引っ張られ、吸気バイパス弁46の閉鎖力を上げ、そ
の確実な閉弁を確保している。
加速状態において、エンジンの回転数NEがNE2まで上
昇し、大型ターボチャージャ17のコンプレッサ出口圧力
P1の立ち上がりが小型ターボチャージャ18のコンプレッ
サ出口圧力P2に追いつき、P2=P1となるとステップ100
よりステップ110で進み電磁弁54(VSV1)がONされ、ダ
イヤフラム34aに位置56からの過給圧が導入され、スプ
リング34bに抗してウエイストゲート弁32は開放方向に
付勢される。ステップ112で排気切替弁38の作動用電磁
弁58(VSV2)がONされる。そのため、ダイヤフラム40a
に過給圧が作用するため、過給圧に対抗する排気切替弁
38を閉じる力にスプリング40bは関与しなくなり、スプ
リング40cの弱い付勢力のみが閉じる力に関与する。そ
のため、アクチュエータ40は排気切替弁38を一気に開弁
に至らしめる。ステップ116では電磁弁66(VSV4)がOFF
されるため大気圧がダイヤフラム48aの上側に作用し、
ステップ128で電磁弁66(VSV4)がONされ、過給圧がダ
イヤフラム48bの下側に作用するため、ダイヤフラム48a
は上方に押圧され、吸気バイパス弁46は一気に開弁され
る。
第3図は空燃比制御ルーチンを示す。このルーチンは
各気筒の燃料噴射の演算タイミング(4気筒の内燃機関
では180°CA毎に発生する)において実行される。この
タイミングは30°CA信号、720°CA信号より知ることが
できる。ステップ120では基本燃料噴射量TPが TP=K×(Q/NE) によって算出される。ここにKは定数であり、基本燃料
噴射量TPはその回転数、負荷において理論空燃比を得る
ための燃料噴射量に相当する。
ステップ122では排気切替弁38が開放されているか否
か判別される。排気切替弁38が閉鎖される低回転・低負
荷域ではステップ124に進み、リーン補正係数KLEAN=1
とされる。ここに、KLEANはTPによって得られる理論空
燃比に対して燃料噴射量を減量補正する係数であり、KL
EAN=1とすることにより減量補正は行われず、空燃比
は理論空燃比に設定される。
ステップ122で排気切替弁38が開放(高回転・高負荷
時)と判別されたときはステップ122よりステップ126に
進み、リーン補正係数KLEANがマップにより補間演算さ
れる。排気切替弁38が開放される高回転・高負荷運転時
は希薄空燃比の設定であり、KLEANは1.0より小さい値を
持つが、低回転・低負荷時の理論空燃比での運転から円
滑に希薄空燃比に移行するようにKLEANは1.0から本来の
値に移行する過程で徐々にKLEANが小さく(空燃比が大
きく)なるような設定を持っている。そして、負荷(吸
入空気量−エンジン回転数比Q/NEで代表される)の変化
にかかわらず、スムーズな空燃比の理論空燃比から希薄
空燃比への移行が実現されるように適当なマップが徹底
される。そして、そのエンジン回転数NE及び負荷でのリ
ーン補正係数KLEANの算出を行うため実際のNE及びQ/NE
の値より周知の補間演算が実行される。
ステップ128では基本燃料噴射量を補正した後の最終
燃料噴射量TAUが、 TUA=TP×KLRAN×FAF によって算出される。ここにFAFは空燃比フィードバッ
ク補正係数である。ステップ130では燃料噴射を実行す
るため今回燃料噴射を行う気筒のインジェクタ15に燃料
噴射信号が印加される。
第4図は第3図のステップ128で使用される空燃比フ
ードバック補正係数FAFの算出ルーチンを示す。このル
ーチンは一定時間毎に実行される。ステップ140では空
燃比フードバック条件か否か判別される。希薄空燃比で
運転される排気切替弁38が開放する高回転・高負荷運転
域は空燃比フードバック域ではない。そのときはステッ
プ142に流れ空燃比フードバック補正係数FAF=1.0とさ
れる。
排気切替弁38が閉鎖される低回転・低負荷時は理論空
燃比運転域であり空燃比フードバック制御が実行され
る。そのため、ステップ140よりステップ142に進み、空
燃比センサ82からの空燃比信号OXが入力される。ステッ
プ144では空燃比信号OXのレベルより現在の空燃比が理
論空燃比よりリーン側にあるか否か判別される。現在の
空燃比が理論空燃比よりリーン側にあるとすれば、ステ
ップ146に進み、空燃比フードバック補正係数FAFがイン
クリメントされる。そのため、燃料噴射量が増大され、
空燃比は理論空燃比に向かって減少制御される。現在の
空燃比が理論空燃比よりリッチ側にあるとすれば、ステ
ップ144よりステップ148に進み、空燃比フードバック補
正係数FAFがデクリメントされる。そのため、燃料噴射
量が減少され、空燃比は理論空燃比に向かって増大制御
される。このようなフードバック補正係数FAFの制御に
より排気切替弁38が閉鎖時の空燃比の理論空燃比へのフ
ードバック制御が行われる。
第5図は触媒コンバータ84,86のいずれを使用するか
切替えを行うための電磁弁96(VSV6)の作動ルーチンを
示す。ステップ140では空燃比が希薄制御されているか
否か判別が行われる。リーン制御中(即ち、排気切替弁
38が開放される高負荷・高回転時)はステップ142に進
み、電磁弁96(VSV6)がOFFされ、大気圧がダイヤフラ
ム94aに印加される。そのため、スプリング94bによって
ダイヤフラム94aは実線位置まで下降駆動され、切替弁9
2は上流からの排気ガスは矢印Xのように酸化触媒を含
む大型の第2の触媒コンバータ86に導入される。
ステップ140でリーン制御中でない(即ち、排気切替
弁38が閉鎖される低負荷・低回転時)ときはステップ14
4に進み、電磁弁96(VSV6)がONされ、ポート68からの
吸気管圧力(このときは未だ負圧である)がダイヤフラ
ム94aに印加される。そのため、スプリング94bに抗して
ダイヤフラム94aは上に引っ張られ、切替弁92は破線の
ように駆動され、切替弁92は上流からの排気ガスを矢印
Yのように3元触媒を含む小型の第1の触媒コンバータ
84に導入する。
第7図はこの実施例の過給装置のエンジン回転数に対
するトルク特性と、触媒コンバータの切替えを説明して
いる。ラインaはスロットル弁16が全開時のトルクの変
化を示し、A点はスロットル弁全開時の排気切替弁38の
開弁開始点である。ラインbは部分負荷時の排気切替弁
38の開弁開始点を示し、回転数NEが大きくなるほど右下
がりの特性となっている。Bはスロットル弁全開時の排
気切替弁38が開弁完了点を示し、ラインcは部分負荷時
の排気切替弁38の開弁完了点を示し、回転数NEが大きく
なるほど右下がりの特性となっている。ラインbより下
側の領域Iで小型触媒コンバータ84が使用され、ライン
bとcとの間のII領域、及びラインcの上側のIII領域
で大型触媒コンバータ86が使用される。
第1の実施例では排気切替弁38が閉弁中は3元触媒コ
ンバータ84を使用し、排気切替弁38が開弁すると酸化触
媒コンバータ86を使用するように切り換えている。第8
図は二つの触媒コンバータを切り換える他のパターンを
示し、この例では排気切替弁38が開弁を開始したのち完
全に開弁を完了するまでの領域IIにおいて小型の触媒コ
ンバータ84及び大型の触媒コンバータ86の双方を使用す
る例である。いうまでもないがI領域では小型触媒コン
バータ84のみ、III領域では大型触媒コンバータ86を使
用している。
第9図に示す第2実施例は、大型の触媒コンバータ86
の位置は第1図と相違しないが、小型の3元触媒コンバ
ータ84は小ターボチャージャ18のコンプレッサの直ぐ下
流の排気切替弁38が開弁した後は排気ガスが実質的に流
れない位置に設けられている。この実施例で第1図の切
替弁92及びそのアクチュエータは不必要となる。
第9図の実施例において、排気切替弁38が閉鎖時の理
論空燃比運転時は3元触媒コンバータ84によって排気ガ
スの浄化が行われ、排気切替弁38の開放される希薄空燃
比運転時は酸化触媒コンバータ86によって排気ガスの浄
化が行われる。
〔効果〕
この発明では高密度過給希薄燃焼内燃機関において、
過給手段が過給効果を発揮しない理論空燃比で運転され
る領域では3元触媒コンバータにより排気ガスを浄化
し、過給手段が過給効果を発揮する希薄空燃比で運転さ
れる領域では酸化触媒コンバータにより排気浄化をする
ことにより、広い運転域において排気浄化の実を上げる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例の構成を示す図。 第2図から第5図はこの第2図の制御回路の作動を説明
するフローチャート。 第6図はこの発明の過給装置による回転数に対する過給
圧特性図。 第7図及び第8図はこの発明の装置における触媒コンバ
ータの異なった作動態様を示す図。 第9図は第2実施例を示す図。 10……エンジン本体、12……吸気管、14……排気管、17
……大型ターボチャージャ、18……小型ターボチャージ
ャ、30……第1排気バイパス通路、32……ウエイストゲ
ート弁、36……第2排気バイパス通路、38……排気切替
弁、44……吸気バイパス弁、50……EGR通路、54,58,64,
66……電磁弁(VSV)、78,80……圧力センサ、84……小
型3元触媒コンバータ、86……大型酸化触媒コンバー
タ、92……切替弁。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02B 37/013 F02D 43/00 301T F02D 43/00 301 301R F02B 37/00 301B

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】過給手段を備え、過給手段が本来の能力を
    発揮する運転時に希薄燃焼を行い、過給手段の過給能力
    が足りない運転時に理論空燃比において運転を行うガソ
    リン内燃機関において、機関の排気系に酸化触媒を具備
    した触媒コンバータと、3元触媒を具備した触媒コンバ
    ータとを設け、希薄燃焼時は排気ガスを酸化触媒で処理
    し、理論空燃比での燃焼時において排気ガスを3元触媒
    で処理するようにしたことを特徴とする過給希薄燃焼ガ
    ソリン内燃機関の排気ガス浄化装置。
JP2073528A 1990-03-26 1990-03-26 過給希薄燃焼ガソリン内燃機関の排気ガス浄化装置 Expired - Fee Related JP2855764B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2073528A JP2855764B2 (ja) 1990-03-26 1990-03-26 過給希薄燃焼ガソリン内燃機関の排気ガス浄化装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2073528A JP2855764B2 (ja) 1990-03-26 1990-03-26 過給希薄燃焼ガソリン内燃機関の排気ガス浄化装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03275959A JPH03275959A (ja) 1991-12-06
JP2855764B2 true JP2855764B2 (ja) 1999-02-10

Family

ID=13520829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2073528A Expired - Fee Related JP2855764B2 (ja) 1990-03-26 1990-03-26 過給希薄燃焼ガソリン内燃機関の排気ガス浄化装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2855764B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1396619A1 (de) * 2002-09-05 2004-03-10 BorgWarner Inc. Aufladesystem für eine Brennkraftmaschine
FR2875849A1 (fr) * 2004-09-28 2006-03-31 Renault Sas Procede de fonctionnement d'un moteur a combustion interne comprenant un compresseur a ondes de pression
JP5181972B2 (ja) * 2008-09-25 2013-04-10 マツダ株式会社 エンジンの排気ガス浄化装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03275959A (ja) 1991-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2079914B1 (en) Internal combustion engine and internal combustion engine control method
JP2663720B2 (ja) ディーゼルエンジンの排気浄化装置
JP2579936B2 (ja) 過給機付エンジンの空燃比制御装置
US5562086A (en) Control device of a varable cylinder engine
JP2003039990A (ja) 無段変速機を備えた車両の制御装置
JPH0622554U (ja) エンジンの排気ガス再循環装置
JP3757579B2 (ja) 過給機付内燃機関の過給圧制御装置
JP2855764B2 (ja) 過給希薄燃焼ガソリン内燃機関の排気ガス浄化装置
JPH10184418A (ja) 希薄燃焼エンジンの排気浄化装置
JP2797646B2 (ja) 過給希薄内燃機関の排気ガス再循環装置
US11300065B2 (en) Method of controlling temperature of exhaust purification device of internal combustion engine, and internal combustion engine control device
JPH05332236A (ja) 内燃エンジンの制御装置
JPH03294623A (ja) 2段過給ガソリン内燃機関の過給制御装置
JPH0586847A (ja) 機械式過給機付エンジンの排気ガス浄化装置
JPS6345444A (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP3752774B2 (ja) ターボチャージャ及び排気再循環装置を備える内燃機関
JP7498642B2 (ja) 内燃機関の制御方法
JP3770928B2 (ja) 内燃機関の制御方法及び制御装置
JPH0441957A (ja) 過給希薄燃焼ガソリン内燃機関の空燃比制御装置
JPH0417742A (ja) 過給希薄燃焼ガソリン内燃機関の空燃比制御装置
JP6824572B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2754649B2 (ja) 過給機付き内燃機関の燃料供給装置
JPH0310371Y2 (ja)
JPH0639050Y2 (ja) 多気筒内燃機関の吸気装置
JPS62191628A (ja) 多気筒内燃機関の吸気路装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees