JPH02218829A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は内燃機関の空燃比制御装置に係り、特に過給
機を備えた内燃機関の空燃比を適正に制御し得る内燃機
関の空燃比制御装置に関する。

〔従来の技術〕

過給機を備えた内燃機関においては、過給圧が上昇し過
ぎると過給機や内燃機関の損傷を招くことになる。そこ
で、従来は、過給圧が外気温度や機関回転数°等によっ
て決定される設定値に達した際に、例えば、過給機のコ
ンプレッサ下流側の吸気の一部を上流側にリリーフさせ
て設定値を越えないように制御し、あるいは、過給機の
排気タービン上流側の排気の一部を下流側にバイパスさ
せて設定値を越えないよう制御している。例えば、特公
昭６２−３０２８５号公報に開示のものは、実測吸入空
気量と目標吸入空気量とを比較して実際の吸入空気量を
目標吸入空気量になるように過給圧を制御するものであ
る。また、過給機を備えた内燃機関においては、ノンキ
ングが発生し易い。

そこで、特開昭６２−１９７６５６号公報に開示の如く
、機関トルクを最大限に引出すことができるように、ノ
ックの発生状態に応じて点火時期を進角・遅角させると
共に、この点火時期が最進角位置の近傍になるように前
記空燃比を修正して制御するものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、過給機を備えた内燃機関にあっては、第７図
に示す如（、機関負荷と機関回転数との２次元マツプに
より空燃比は制御されている。このような内燃機関の過
給圧を制御する場合に、過給機排気タービンを迂回して
排気通路を連通ずるバイパス通路にウェイストゲート弁
を設け、このウェイストゲート弁作動用のアクチエエー
タの圧力室に作用させる前記過給機コンプレッサ下流側
の吸気通路圧力をリークすることにより調整する圧力制
御弁を設けたものがある。

ところが、この圧力制御弁は、アクチュエータの圧力室
に作用させるコンプレッサ下流側の過給した吸気を、コ
ンプレッサの上流側あるいは大気側にリークすることに
よりアクチュエータの圧力室に作用させる圧力を調整す
るため、過給効率が低下する不都合があるとともに、大
気側へリークさせる場合には一度計量した吸気の一部を
リークさせることになるので、そのリーク量によって空
燃比の変動を招く不都合がある。特に、空燃比がリッチ
側またはリーン側に変動することにより、ノッキングの
発生やまた排ガス温度の上昇を招く不都合があり、この
結果、内燃機関や過給機への負荷が大きくなって過負荷
となり、耐久性能や機関性能を低下させる問題がある。

〔発明の目的〕

そこで、この発明の目的は、過給機排気タービンを迂回
して排気通路を連通ずるバイパス通路にウェイストゲー
ト弁を設けるとともにこのウェイストゲート弁作動用の
アクチュエータの圧力室に作用させる前記過給機コンプ
レッサ下流側の吸気通路圧力をリークすることにより調
整する圧力制御弁を設けた内燃機関において、前記アク
チュエータの圧力室に作用させる前記過給機コンプレッ
サ下流側の吸気通路圧力をリークすることによる空燃比
の変動を防止して適正な空燃比に制御し得て、ノンキン
グの発生や排ガス温度の上昇を回避し得て、内燃機関や
過給機への過負荷を防止し得て耐久性能や機関性能を向
上し得る内燃機関の空燃比制御装置を実現することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために、この発明は、過給機排気タ
ービンを迂回して排気通路を連通ずるバイパス通路にウ
ェイストゲート弁を設けるとともにこのウェイストゲー
ト弁作動用のアクチュエータの圧力室に作用させる前記
過給機コンプレッサ下流側の吸気通路圧力をリークする
ことにより調整する圧力制御弁を設けた内燃機関におい
て、前記圧力制御弁の動作状態を少くとも一の制御因子
とし前記内燃機関に供給される混合気空燃比を補正すべ
く制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

〔作用〕

この発明の構成によれば、圧力制御弁の動作状態を少く
とも一の制御因子とし内燃機関に供給される混合気空燃
比を補正すべく制御することにより、バイパス通路に設
けたウェイストゲート弁作動用のアクチュエータの圧力
室に作用させる過給機コンプレッサ下流側の吸気通路圧
力をリークすることによる空燃比の変動を防止して適正
な空燃比に制御することができる。

〔実施例〕

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的
に説明する。

第１〜４図は、この発明の一実施例を示すものである。

第１図において、２は内燃機関、４はコンプレッサ６と
排気タービン８とにより構成された過給機、１０は吸気
通路、１２は排気通路である。過給機４のコンプレッサ
６上流側の第１吸気通路１０−１にはエアフローメータ
１４を介してエアクリーナ１６を設け、またコンプレ・
フサ６下流側の第２吸気通路１０−２にはインククーラ
１８及び吸気絞り弁２０を介して吸気マニホルド２２を
設けている。また、内燃機関２には、第１排気通路１２
−１下流側に過給機４の排気タービン８を設け、この排
気タービン８下流側には第２排気通路１２−２を設けて
いる。

前記過給機４の排気タービン８を迂回し第１排気通路１
２−１と第２排気通路１２−２とを連通すべく、バイパ
ス通路２４を設けている。この／ｓＪイバス通路２４は
、一端側を第１排気通路１２−１に開口する入口２６に
連通ずるとともに、他端側を第２排気通路１２−１に開
口する出口２８に連通している。このバイパス通路２４
の入口２６は、ウェイストゲート弁３０により開閉され
る。

このウェイストゲート弁３０は、アクチュエータ３２に
より作動されるものである。

このアクチュエータ３２には、本体３４内のダイヤフラ
ム３６によって圧力室３８と大気室４０とが区画形成さ
れる。このダイヤフラム３６の一面側には作動ロッド４
２の一端側を接続し、この作動ロッド４２の他端側をウ
ェイストゲート弁３０に連結する回動レバー４４に連設
している。

また、前記アクチュエータ３２の本体３４の大気室４０
には、ダイヤフラム３６を圧力室３８の縮小方向に付勢
するスプリング４６を配設している。

前記アクチュエータ３２の圧力室３８には、過給機４下
流側の第２吸気通路１０−２に一端側を連通する導圧通
路４８の他端側を連通している。

また、この導圧通路４８の第２吸気通路１Ｏ−２側には
、第１絞り部５０が設けられている。この導圧通路４８
の途中には、圧力制御用通路５２の一端側を連通ずると
ともに、この圧力制御用通路５２の他端側を過給機４の
コンプレフサ６上流側の第１吸気通路１０−１に連通し
ている。

この圧力制御用通路５２途中には、前記導圧通路４８か
らアクチュエータ３２の圧力室３８に作用する圧力を調
整すべく、デユーティ値により作動されるデユーティソ
レノイドバルブたる圧力制御弁５４を設けている。また
、前記圧力制御用通路５２の圧力制御弁５４よりも導圧
通路４８側には、この導圧通路４８から圧力制御弁５４
に作用する圧力を所定に調整すべく所定開口面積を有す
る第２絞り部５６を設けている。

前記圧力制御弁５４は、各制御因子に応じて過給圧を制
御すべく該圧力制御弁５４を作動制御する制御手段５８
に接続されている。

この制御手段５８には、機関回転数を検出する点火信号
検出部６０と冷却水温度を検出する吸入空気温度センサ
６２と内燃機関２の冷却水温度を検出する冷却水温度セ
ンサ６４と、大気圧を検出する大気圧センサ６６と、加
速を検出する車速センサ６８と、ノンキングを検出する
ノックセンサ７０と、スロットルセンサ７２と、機関回
転数を検出する機関回転数センサ７４と、が接続されて
いる。なお、符号７６はバッテリである。これにより、
制御手段５８は、各制御因子により過給圧をすべく圧力
制御弁５４を制御する。

このように、過給機４の排気タービン８を迂回して排気
通路１２を連通ずるバイパス通路２４にウェイストゲー
ト弁３０を設けるとともに、このウェイストゲート弁３
０作動用のアクチュエータ３２の圧力室３８に作用させ
る前記過給機４のコンプレッサ６下流側の第２吸気通路
１０−２の圧力をリークすることにより調整する圧力制
御弁５４を設けた内燃機関２において、前記圧力制御弁
５４の動作状態を少くとも一の制御因子とし前記内燃機
関２に供給される混合気空燃比を補正すべく穐Ｈ卸する
ものである。

この実施例においては、第２図に示す如く、圧力制御弁
５４を作動するデユーティ値に対応して空燃比の補正量
を設定し、デユーティ値に対応して、即らデユーティ値
により作動される圧力制御弁５４のリーク量に対応して
前記補正量により空燃比を補正すべく例えば燃料噴射量
を制御するものである。この場合に、第３図に示す如く
、設定負荷以上の補正領域においてデユーティ値に対応
して空燃比を補正すべく制御する。

このように、圧力制御弁５４作動用のデユーティ値に対
応して空燃比を補正すべく制御することにより、バイパ
ス通路２４に設けたウェイストゲート弁３０作動用のア
クチュエータ３２の圧力室３８に作用させる過給機４の
コンプレッサ６下流側の第２吸気通路１０−２の圧力を
リークすることによる空燃比の変動を防止することがで
き、適正な空燃比に制御することができる。

このため、ノンキングの発生や排ガス温度の上昇を回避
し得て、内燃機関や過給機への過負荷を防止し得て、耐
久性能や機関性能を向上することができる。

なお、この実施例においては、圧力制御弁５４作動用の
デユーティ値に対応して空燃比を補正したが、第４図に
示す如く、デユーティ値、即ち、リーク量と機関回転数
とにより空燃比の補正量を設定し、空燃比を補正するこ
ともできる。これにより、空燃比をより精細に補正する
ことができる。

第５・６図はこの発明の別の実施例を示すものである。

この実施例においては、過給圧を制御する圧力制御弁５
４がデユーティ値により動作されるものではなく、ＯＮ
／○ＦＦにより２段階に開閉動作されるものである。こ
の場合には、設定負荷以上の補正領域において機関回転
数に対応して空燃比の補正量を設定し、この補正量によ
り設定負荷以上の補正領域において機関回転数に対応し
て空燃比を補正すべく制御する。

これにより、空燃比を適正に制御し得て、ノンキグの発
生や排ガス温度の上昇を回避し得て、内燃機関や過給機
への過負担を防止し得て耐久性能や機関性能を向上する
ことができる。

〔発明の効果〕

このように、この発明によれば、圧力制御弁の動作状態
を少くとも一の制御因子とし内燃機関に供給される混合
気空燃比を補正すべく制御することにより、バイパス通
路に設けたウェイストゲート弁作動用のアクチュエータ
の圧力室に作用させる過給機コンプレッサ下流側の吸気
通路圧力をリークすることによる空燃比の変動を防止し
て適正な空燃比に制御することができる。

このため、ノッキングの発生や排ガス温度の上昇を回避
し得て、内燃機関や過給機への過負荷を防止し得て耐久
性能や機関性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図はこの発明の一実施例を示し、第１図は内燃
機関の空燃比制御装置の概略構成図、第２図はデユーテ
ィ値と空燃比の補正量との関係を示す図、第３図は制御
のフローチャート、第４図はリーク量と機関回転数とに
より設定される空燃比の補正量を示す図である。 第５・６図はこの発明の別の実施例を示し、第５図は負
荷と機関回転数とにより設定される空燃比の補正領域を
示す図、第６図は機関回転数と空燃比の補正量との関係
を示す図である。 第７図は負荷と機関回転数とにより設定される空燃比を
示す図である。 図において、２は内燃機関、４は過給機、１゜は吸気通
路、１８は吸気絞り弁、２４はバイパス通路、２６は入
口、２８は出口、３ｏはウェイストゲート弁、３２はア
クチュエータ、３８は圧力室、４８は導圧通路、５２は
圧力制御用通路、５４は圧力制御弁、５８は制御手段、
６０は点火信号検出部、６２は吸入空気温度センサ、６
４は冷却水温度センサ、７２はスロ７トルセンサ、７４
は機関回転数センサである。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、過給機排気タービンを迂回して排気通路を連通する
   バイパス通路にウェイストゲート弁を設けるとともにこ
   のウェイストゲート弁作動用のアクチュエータの圧力室
   に作用させる前記過給機コンプレッサ下流側の吸気通路
   圧力をリークすることにより調整する圧力制御弁を設け
   た内燃機関において、前記圧力制御弁の動作状態を少く
   とも一の制御因子とし前記内燃機関に供給される混合気
   空燃比を補正すべく制御する制御手段を設けたことを特
   徴とする内燃機関の空燃比制御装置。