JPH10288064A - 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 - Google Patents
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Info
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- JPH10288064A JPH10288064A JP9100382A JP10038297A JPH10288064A JP H10288064 A JPH10288064 A JP H10288064A JP 9100382 A JP9100382 A JP 9100382A JP 10038297 A JP10038297 A JP 10038297A JP H10288064 A JPH10288064 A JP H10288064A
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- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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- F02M26/09—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ターボチャージャ及び排気再循環装置を備
え、目標空燃比が実現されるように、ターボチャージャ
及び排気再循環装置を制御する内燃機関において、実際
の空燃比が目標空燃比よりリッチで新気量を増加させる
際にＮＯx 発生量を十分に低減させること。 【解決手段】 実際の空燃比が目標空燃比よりリッチで
ある時には（ステップ１０８）、ターボチャージャを排
気再循環装置に比較して優先的に制御する（ステップ１
０９）。
え、目標空燃比が実現されるように、ターボチャージャ
及び排気再循環装置を制御する内燃機関において、実際
の空燃比が目標空燃比よりリッチで新気量を増加させる
際にＮＯx 発生量を十分に低減させること。 【解決手段】 実際の空燃比が目標空燃比よりリッチで
ある時には（ステップ１０８）、ターボチャージャを排
気再循環装置に比較して優先的に制御する（ステップ１
０９）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、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に関する。
及び排気再循環装置を備える内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】排気ガスの一部を気筒内へ再循環させる
ことにより、排気ガスの主成分である不活性ガスの有す
る大きな熱容量によって燃焼温度を低下させ、ＮＯx の
発生量を低減する排気再循環が公知である。再循環させ
る排気ガス量が多ければ、ＮＯ x の発生量を大幅に低減
することができるが、その一方で新気が気筒内へ流入し
難くなって新気量が減少するために、多量の燃料を燃焼
させることができず、大きな機関出力を得ることができ
ない。排気再循環を実現するための排気再循環装置は、
機関排気系と機関吸気系とを連通する連通路と、この連
通路に配置された再循環排気ガス量を制御するための制
御弁とを具備している。
ことにより、排気ガスの主成分である不活性ガスの有す
る大きな熱容量によって燃焼温度を低下させ、ＮＯx の
発生量を低減する排気再循環が公知である。再循環させ
る排気ガス量が多ければ、ＮＯ x の発生量を大幅に低減
することができるが、その一方で新気が気筒内へ流入し
難くなって新気量が減少するために、多量の燃料を燃焼
させることができず、大きな機関出力を得ることができ
ない。排気再循環を実現するための排気再循環装置は、
機関排気系と機関吸気系とを連通する連通路と、この連
通路に配置された再循環排気ガス量を制御するための制
御弁とを具備している。
【０００３】特開平２−６１３４７号公報には、各機関
運転状態において必要とされる機関出力を得るための必
要燃料噴射量を決定し、この時の機関運転状態における
目標空燃比を実現するために、制御弁の開度制御により
再循環排気ガス量を調整して必要新気量が気筒内へ供給
されるようにすることが開示されている。ここで、空燃
比とは新気量／燃料噴射量である。
運転状態において必要とされる機関出力を得るための必
要燃料噴射量を決定し、この時の機関運転状態における
目標空燃比を実現するために、制御弁の開度制御により
再循環排気ガス量を調整して必要新気量が気筒内へ供給
されるようにすることが開示されている。ここで、空燃
比とは新気量／燃料噴射量である。
【０００４】また、実開平３−６１１２７号公報には、
過給器タービンへ提供される排気ガス圧力を可変とする
ための可変ノズルを具備して過給器コンプレッサによる
過給圧を制御する可変ノズル式ターボチャージャを備え
る内燃機関において、機関運転状態毎の目標空燃比を実
現するために、可変ノズルの開度制御により過給圧を調
整して、必要燃料噴射量に対する必要新気量が気筒内へ
供給されるようにすることが開示されている。また、一
般にターボチャージャを備える内燃機関の過給圧は、タ
ーボチャージャをバイパスするバイパス通路に設けられ
たウエストゲートバルブの開度を調整することでも調整
可能であることが知られている。
過給器タービンへ提供される排気ガス圧力を可変とする
ための可変ノズルを具備して過給器コンプレッサによる
過給圧を制御する可変ノズル式ターボチャージャを備え
る内燃機関において、機関運転状態毎の目標空燃比を実
現するために、可変ノズルの開度制御により過給圧を調
整して、必要燃料噴射量に対する必要新気量が気筒内へ
供給されるようにすることが開示されている。また、一
般にターボチャージャを備える内燃機関の過給圧は、タ
ーボチャージャをバイパスするバイパス通路に設けられ
たウエストゲートバルブの開度を調整することでも調整
可能であることが知られている。
【０００５】排気再循環装置の制御弁の開度制御及びタ
ーボチャージャの可変ノズル又はウエストゲートバルブ
の開度制御は、一般的に、早期に目標空燃比を実現する
ために、実際の空燃比と目標空燃比との差が大きいほど
開閉速度が大きくされる。内燃機関がこのような排気再
循環装置とターボチャージャとを備える場合に、目標空
燃比を実現するために前述した制御弁及び可変ノズル又
はウエストゲートバルブの開度制御をそのまま実施する
と、実際の空燃比が目標空燃比よりリッチである時に
は、新気量を増加するために、排気再循環装置の制御弁
は、実際の空燃比と目標空燃比との差に基づく開閉速度
で閉側に制御されて再循環排気ガス量が減少されると共
に、ターボチャージャの可変ノズル又はウエストゲート
バルブは、実際の空燃比と目標空燃比との差に基づく開
閉速度で閉側に制御されて過給圧が増加されることにな
る。
ーボチャージャの可変ノズル又はウエストゲートバルブ
の開度制御は、一般的に、早期に目標空燃比を実現する
ために、実際の空燃比と目標空燃比との差が大きいほど
開閉速度が大きくされる。内燃機関がこのような排気再
循環装置とターボチャージャとを備える場合に、目標空
燃比を実現するために前述した制御弁及び可変ノズル又
はウエストゲートバルブの開度制御をそのまま実施する
と、実際の空燃比が目標空燃比よりリッチである時に
は、新気量を増加するために、排気再循環装置の制御弁
は、実際の空燃比と目標空燃比との差に基づく開閉速度
で閉側に制御されて再循環排気ガス量が減少されると共
に、ターボチャージャの可変ノズル又はウエストゲート
バルブは、実際の空燃比と目標空燃比との差に基づく開
閉速度で閉側に制御されて過給圧が増加されることにな
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排気再
循環装置に関しては、制御弁の開度に比較的良好に追従
して再循環排気ガス量が変化するが、可変ノズル又はウ
エストゲートバルブを備えたターボチャージャに関して
は、タービン及びコンプレッサの比較的大きな慣性力が
存在するために、可変ノズル又はウエストゲートバルブ
の開度が変化してから実際に過給圧が変化するまでに比
較的大きなタイムラグが発生する。それにより、前述の
制御では新気量を増加させる際には、再循環排気ガス量
が大幅に減少し、十分なＮＯx 低減を実現することがで
きない。
循環装置に関しては、制御弁の開度に比較的良好に追従
して再循環排気ガス量が変化するが、可変ノズル又はウ
エストゲートバルブを備えたターボチャージャに関して
は、タービン及びコンプレッサの比較的大きな慣性力が
存在するために、可変ノズル又はウエストゲートバルブ
の開度が変化してから実際に過給圧が変化するまでに比
較的大きなタイムラグが発生する。それにより、前述の
制御では新気量を増加させる際には、再循環排気ガス量
が大幅に減少し、十分なＮＯx 低減を実現することがで
きない。
【０００７】従って、本発明の目的は、ターボチャージ
ャ及び排気再循環装置を備え、機関運転状態により定ま
る必要燃料噴射量に対して目標空燃比が実現されるよう
に、ターボチャージャ及び排気再循環装置を制御する内
燃機関において、実際の空燃比が目標空燃比よりリッチ
で新気量を増加させる際にＮＯx 発生量を十分に低減さ
せることである。
ャ及び排気再循環装置を備え、機関運転状態により定ま
る必要燃料噴射量に対して目標空燃比が実現されるよう
に、ターボチャージャ及び排気再循環装置を制御する内
燃機関において、実際の空燃比が目標空燃比よりリッチ
で新気量を増加させる際にＮＯx 発生量を十分に低減さ
せることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による請求項１に
記載のターボチャージャ及び排気再循環装置を備える内
燃機関は、機関運転状態により定まる必要燃料噴射量に
対して目標空燃比が実現されるように、ターボチャージ
ャ及び排気再循環装置を制御する内燃機関において、実
際の空燃比が前記目標空燃比よりリッチである時には、
前記ターボチャージャを前記排気再循環装置に比較して
優先的に制御することを特徴とする。
記載のターボチャージャ及び排気再循環装置を備える内
燃機関は、機関運転状態により定まる必要燃料噴射量に
対して目標空燃比が実現されるように、ターボチャージ
ャ及び排気再循環装置を制御する内燃機関において、実
際の空燃比が前記目標空燃比よりリッチである時には、
前記ターボチャージャを前記排気再循環装置に比較して
優先的に制御することを特徴とする。
【０００９】本発明による請求項２に記載のターボチャ
ージャ及び排気再循環装置を備える内燃機関は、請求項
１に記載のターボチャージャ及び排気再循環装置を備え
る内燃機関において、実際の空燃比が前記目標空燃比よ
りリーンである時には、前記排気再循環装置を前記ター
ボチャージャに比較して優先的に制御することを特徴と
する。
ージャ及び排気再循環装置を備える内燃機関は、請求項
１に記載のターボチャージャ及び排気再循環装置を備え
る内燃機関において、実際の空燃比が前記目標空燃比よ
りリーンである時には、前記排気再循環装置を前記ター
ボチャージャに比較して優先的に制御することを特徴と
する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明によるターボチャ
ージャ及び排気再循環装置を備えた内燃機関を示す概略
図である。同図において、１はディーゼル機関本体、２
は機関吸気系、３は機関排気系である。機関吸気系２
は、最も下流側に位置するインテークマニホルド２ａ
と、インテークマニホルド２ａの直上流側に位置するサ
ージタンク２ｂと、サージタンク２ｂに接続された吸気
通路２ｃとを有している。
ージャ及び排気再循環装置を備えた内燃機関を示す概略
図である。同図において、１はディーゼル機関本体、２
は機関吸気系、３は機関排気系である。機関吸気系２
は、最も下流側に位置するインテークマニホルド２ａ
と、インテークマニホルド２ａの直上流側に位置するサ
ージタンク２ｂと、サージタンク２ｂに接続された吸気
通路２ｃとを有している。
【００１１】機関排気系３は、最も上流側に位置するエ
キゾーストマニホルド３ａと、エキゾーストマニホルド
３ａに接続された排気通路３ｂとを有している。吸気通
路２ｃと排気通路３ｂとは、排気再循環通路４ａによっ
て接続され、この排気再循環通路４ａには再循環排気ガ
ス量を制御するための制御弁４ｂが設けられている。こ
うして、排気再循環通路４ａと制御弁４ｂとによって排
気再循環装置が構成される。また、吸気通路２ｃにおけ
る排気再循環通路４ａの接続部より上流側には、可変ノ
ズル式過給器５のコンプレッサ５ａが配置され、排気通
路３ｂの排気再循環通路４ａの接続部より下流側には、
可変ノズル式過給器５のタービン５ｂが配置されてい
る。この可変ノズル式過給器５は、タービンへ流入する
排気ガスの圧力を制御するための可変ノズル５ｃを有し
ている。
キゾーストマニホルド３ａと、エキゾーストマニホルド
３ａに接続された排気通路３ｂとを有している。吸気通
路２ｃと排気通路３ｂとは、排気再循環通路４ａによっ
て接続され、この排気再循環通路４ａには再循環排気ガ
ス量を制御するための制御弁４ｂが設けられている。こ
うして、排気再循環通路４ａと制御弁４ｂとによって排
気再循環装置が構成される。また、吸気通路２ｃにおけ
る排気再循環通路４ａの接続部より上流側には、可変ノ
ズル式過給器５のコンプレッサ５ａが配置され、排気通
路３ｂの排気再循環通路４ａの接続部より下流側には、
可変ノズル式過給器５のタービン５ｂが配置されてい
る。この可変ノズル式過給器５は、タービンへ流入する
排気ガスの圧力を制御するための可変ノズル５ｃを有し
ている。
【００１２】６は各気筒毎の燃焼室内へ燃料を噴射する
ための燃料噴射弁である。２０は、燃料噴射弁６におけ
る燃料噴射量制御、排気再循環装置４における制御弁４
ｂの開度制御、及び可変ノズル式過給器５における可変
ノズル５ｃの開度制御を担当する制御装置である。この
制御装置２０には、機関回転数を検出するための回転セ
ンサ２１、アクセルペダルの踏み込み量を検出するため
のアクセルペダルストロークセンサ２２、新気量を検出
するためのエアフローメータ２３、及び排気通路３ｂに
配置され排気ガス中の酸素濃度に基づき混合気空燃比を
検出するための空燃比センサ２４等が接続されている。
ための燃料噴射弁である。２０は、燃料噴射弁６におけ
る燃料噴射量制御、排気再循環装置４における制御弁４
ｂの開度制御、及び可変ノズル式過給器５における可変
ノズル５ｃの開度制御を担当する制御装置である。この
制御装置２０には、機関回転数を検出するための回転セ
ンサ２１、アクセルペダルの踏み込み量を検出するため
のアクセルペダルストロークセンサ２２、新気量を検出
するためのエアフローメータ２３、及び排気通路３ｂに
配置され排気ガス中の酸素濃度に基づき混合気空燃比を
検出するための空燃比センサ２４等が接続されている。
【００１３】制御装置２０による前述の制御は、できる
だけＮＯx を発生させないようにして各機関運転状態に
おける所望の機関出力を得るためのものであり、図２に
示す第１フローチャートに従って実行される。まず、ス
テップ１０１において、回転センサ２１及びアクセルペ
ダルストロークセンサ２２によって現在の機関回転数Ｎ
Ｅ及び現在の機関負荷としてのアクセルペダルの踏み込
み量Ｌが検出される。
だけＮＯx を発生させないようにして各機関運転状態に
おける所望の機関出力を得るためのものであり、図２に
示す第１フローチャートに従って実行される。まず、ス
テップ１０１において、回転センサ２１及びアクセルペ
ダルストロークセンサ２２によって現在の機関回転数Ｎ
Ｅ及び現在の機関負荷としてのアクセルペダルの踏み込
み量Ｌが検出される。
【００１４】次に、ステップ１０２において、機関回転
数ＮＥ及び機関負荷Ｌとに基づき必要燃料噴射量Ｑが決
定される。この決定には図示せぬマップ等が使用され、
機関回転数ＮＥ及び機関負荷Ｌが高いほど必要燃料噴射
量Ｑは多く決定される。次に、ステップ１０３に進み、
機関回転数ＮＥ及び機関負荷Ｌに基づく現在の機関運転
状態に適した目標空燃比λｔが決定される。このマップ
において、目標空燃比λｔは、全体的に機関負荷Ｌが高
いほど小さく、すなわち、リッチ側となるように設定さ
れている。
数ＮＥ及び機関負荷Ｌとに基づき必要燃料噴射量Ｑが決
定される。この決定には図示せぬマップ等が使用され、
機関回転数ＮＥ及び機関負荷Ｌが高いほど必要燃料噴射
量Ｑは多く決定される。次に、ステップ１０３に進み、
機関回転数ＮＥ及び機関負荷Ｌに基づく現在の機関運転
状態に適した目標空燃比λｔが決定される。このマップ
において、目標空燃比λｔは、全体的に機関負荷Ｌが高
いほど小さく、すなわち、リッチ側となるように設定さ
れている。
【００１５】次に、ステップ１０４において、エアフロ
ーメータ２３により検出される新気量と必要燃料噴射量
Ｑとによって実際の空燃比λ（新気量／必要燃料噴射
量）が算出される。このような算出に換えて、空燃比セ
ンサ２４によって実際の空燃比λを検出しても良い。
ーメータ２３により検出される新気量と必要燃料噴射量
Ｑとによって実際の空燃比λ（新気量／必要燃料噴射
量）が算出される。このような算出に換えて、空燃比セ
ンサ２４によって実際の空燃比λを検出しても良い。
【００１６】次に、ステップ１０５に進み、目標空燃比
λｔと実際の空燃比λとの差ａが算出される。次に、ス
テップ１０６において、この差ａに基づき図５に示すマ
ップから可変ノズル式過給器５の可変ノズル５ｃ及び排
気再循環装置４の制御弁４ｂの開閉速度ｖが決定され
る。この開閉速度ｖは、例えば、単位時間当たりの開閉
度（％／ｓ）である。図５に示すマップにおいて、この
開閉速度ｖは、差ａが正値である場合、すなわち、実際
の空燃比λが目標空燃比λｔよりリーンである場合に
は、開速度として正値となり、実際の空燃比λの目標空
燃比λｔに対するリーン程度が大きいほど、その絶対値
は大きく、すなわち、早い開速度が設定されている。ま
た、差ａが負値である場合、すなわち、実際の空燃比λ
が目標空燃比λｔよりリッチである場合には、閉速度と
して負値となり、実際の空燃比λの目標空燃比λｔに対
するリッチ程度が大きいほど、その絶対値は大きく、す
なわち、早い閉速度が設定されている。
λｔと実際の空燃比λとの差ａが算出される。次に、ス
テップ１０６において、この差ａに基づき図５に示すマ
ップから可変ノズル式過給器５の可変ノズル５ｃ及び排
気再循環装置４の制御弁４ｂの開閉速度ｖが決定され
る。この開閉速度ｖは、例えば、単位時間当たりの開閉
度（％／ｓ）である。図５に示すマップにおいて、この
開閉速度ｖは、差ａが正値である場合、すなわち、実際
の空燃比λが目標空燃比λｔよりリーンである場合に
は、開速度として正値となり、実際の空燃比λの目標空
燃比λｔに対するリーン程度が大きいほど、その絶対値
は大きく、すなわち、早い開速度が設定されている。ま
た、差ａが負値である場合、すなわち、実際の空燃比λ
が目標空燃比λｔよりリッチである場合には、閉速度と
して負値となり、実際の空燃比λの目標空燃比λｔに対
するリッチ程度が大きいほど、その絶対値は大きく、す
なわち、早い閉速度が設定されている。
【００１７】次に、ステップ１０７において、差ａがほ
ぼゼロであるか否かが判断される。この判断が肯定され
る時には、ほぼ目標空燃比λｔが実現されており、可変
ノズル式過給器５の可変ノズル５ｃ及び排気再循環装置
４の制御弁４ｂの開度を特に変更する必要はなく、その
まま終了する。
ぼゼロであるか否かが判断される。この判断が肯定され
る時には、ほぼ目標空燃比λｔが実現されており、可変
ノズル式過給器５の可変ノズル５ｃ及び排気再循環装置
４の制御弁４ｂの開度を特に変更する必要はなく、その
まま終了する。
【００１８】一方、ステップ１０７における判断が否定
される時には、ステップ１０８に進み、差ａが正である
か否かが判断される。機関加速時等において必要燃料噴
射量Ｑに対して新気量が不足し、実際の空燃比λが目標
空燃比λｔに対してリッチとなっている時には、ステッ
プ１０６において決定された開閉速度ｖは、負値の閉速
度とされており、可変ノズル式過給器５の可変ノズル５
ｃは閉側に制御されて過給圧が高められ、排気再循環装
置４の制御弁４ｂは閉側に制御されて再循環排気ガス量
が減少され、新気量を増大させるようになっている。こ
の時には、ステップ１０８における判断は否定され、ス
テップ１０９に進み、所定時間、排気再循環装置４の制
御弁４ｂの閉側への制御が中止される。それにより、当
初、可変ノズル式過給器５の可変ノズル５ｃだけが閉側
に閉速度ｖ（負値）で制御され、過給圧が高められて新
気量が増大される。所定時間経過後、排気再循環装置４
の制御弁４ｂが閉側に閉速度ｖ（負値）で制御され、再
循環排気ガス量が減少されて新気量が増大される。
される時には、ステップ１０８に進み、差ａが正である
か否かが判断される。機関加速時等において必要燃料噴
射量Ｑに対して新気量が不足し、実際の空燃比λが目標
空燃比λｔに対してリッチとなっている時には、ステッ
プ１０６において決定された開閉速度ｖは、負値の閉速
度とされており、可変ノズル式過給器５の可変ノズル５
ｃは閉側に制御されて過給圧が高められ、排気再循環装
置４の制御弁４ｂは閉側に制御されて再循環排気ガス量
が減少され、新気量を増大させるようになっている。こ
の時には、ステップ１０８における判断は否定され、ス
テップ１０９に進み、所定時間、排気再循環装置４の制
御弁４ｂの閉側への制御が中止される。それにより、当
初、可変ノズル式過給器５の可変ノズル５ｃだけが閉側
に閉速度ｖ（負値）で制御され、過給圧が高められて新
気量が増大される。所定時間経過後、排気再循環装置４
の制御弁４ｂが閉側に閉速度ｖ（負値）で制御され、再
循環排気ガス量が減少されて新気量が増大される。
【００１９】こうして、実際の空燃比λが目標空燃比λ
ｔに対してリッチであるために新気量を増大させる時に
は、所定時間の間は、応答良く再循環排気ガス量を減少
させる排気再循環装置４の制御弁４ｂの閉制御を中止し
て、過給圧を高めるのにある程度のタイムラグが必要な
可変ノズル式過給器５の可変ノズル５ｃの閉制御だけを
実行するために、すなわち、可変ノズル５ｃを制御弁４
ｂに比較して優先的に閉制御するために、目標空燃比λ
ｔを実現するために大幅に再循環排気ガス量が減少さ
れ、ＮＯx が多量に発生することは防止される。
ｔに対してリッチであるために新気量を増大させる時に
は、所定時間の間は、応答良く再循環排気ガス量を減少
させる排気再循環装置４の制御弁４ｂの閉制御を中止し
て、過給圧を高めるのにある程度のタイムラグが必要な
可変ノズル式過給器５の可変ノズル５ｃの閉制御だけを
実行するために、すなわち、可変ノズル５ｃを制御弁４
ｂに比較して優先的に閉制御するために、目標空燃比λ
ｔを実現するために大幅に再循環排気ガス量が減少さ
れ、ＮＯx が多量に発生することは防止される。
【００２０】一方、機関減速時等において必要燃料噴射
量Ｑに対して新気量が過剰となり、実際の空燃比λが目
標空燃比λｔに対してリーンとなっている時には、ステ
ップ１０６において決定された開閉速度ｖは、正値の開
速度とされており、可変ノズル式過給器５の可変ノズル
５ｃは開側に制御されて過給圧が下げられ、排気再循環
装置４の制御弁４ｂは開側に制御されて再循環排気ガス
量が増加され、新気量を減少させるようになっている。
この時には、ステップ１０８における判断は肯定され、
ステップ１１０に進み、所定時間、可変ノズル式過給器
５の可変ノズル５ｃの開側への制御が中止される。それ
により、当初、排気再循環装置４の制御弁４ｂだけが開
側に開速度ｖ（正値）で制御され、再循環排気ガス量が
増加されて新気量が減少される。所定時間経過後、可変
ノズル式過給器５の可変ノズル５ｃが開側に開速度ｖ
（正値）で制御され、過給圧が下げられて新気量が減少
される。
量Ｑに対して新気量が過剰となり、実際の空燃比λが目
標空燃比λｔに対してリーンとなっている時には、ステ
ップ１０６において決定された開閉速度ｖは、正値の開
速度とされており、可変ノズル式過給器５の可変ノズル
５ｃは開側に制御されて過給圧が下げられ、排気再循環
装置４の制御弁４ｂは開側に制御されて再循環排気ガス
量が増加され、新気量を減少させるようになっている。
この時には、ステップ１０８における判断は肯定され、
ステップ１１０に進み、所定時間、可変ノズル式過給器
５の可変ノズル５ｃの開側への制御が中止される。それ
により、当初、排気再循環装置４の制御弁４ｂだけが開
側に開速度ｖ（正値）で制御され、再循環排気ガス量が
増加されて新気量が減少される。所定時間経過後、可変
ノズル式過給器５の可変ノズル５ｃが開側に開速度ｖ
（正値）で制御され、過給圧が下げられて新気量が減少
される。
【００２１】こうして、実際の空燃比λが目標空燃比λ
ｔに対してリーンであるために新気量を減少させる時に
は、所定時間の間は、過給圧を下げるのにある程度のタ
イムラグが必要な可変ノズル式過給器５の可変ノズル５
ｃの開制御を中止して、応答良く再循環排気ガス量を増
加させる排気再循環装置４の制御弁４ｂの開制御だけを
実行するために、すなわち、制御弁４ｂを可変ノズル５
ｃに比較して優先的に開制御するために、目標空燃比λ
ｔを実現するために比較的多量の再循環排気ガスが供給
され、ＮＯx 発生量を十分に低減することができると共
に、可変ノズル式過給器５のタービン５ａ及びコンプレ
ッサ５ｂは高回転に維持され、次の機関加速に対して良
好に新気量を増大させることができる。
ｔに対してリーンであるために新気量を減少させる時に
は、所定時間の間は、過給圧を下げるのにある程度のタ
イムラグが必要な可変ノズル式過給器５の可変ノズル５
ｃの開制御を中止して、応答良く再循環排気ガス量を増
加させる排気再循環装置４の制御弁４ｂの開制御だけを
実行するために、すなわち、制御弁４ｂを可変ノズル５
ｃに比較して優先的に開制御するために、目標空燃比λ
ｔを実現するために比較的多量の再循環排気ガスが供給
され、ＮＯx 発生量を十分に低減することができると共
に、可変ノズル式過給器５のタービン５ａ及びコンプレ
ッサ５ｂは高回転に維持され、次の機関加速に対して良
好に新気量を増大させることができる。
【００２２】図３は、制御装置２０による前述の制御の
ための第１フローチャートとは異なる第２フローチャー
トである。第１フローチャートとの違いについてのみ以
下に説明する。本フローチャートでは、ステップ２０５
において、実際の空燃比λと目標空燃比λｔとの差ａが
算出された後に、ステップ２０６に進み、図６に示す点
線及び一点鎖線のマップからそれぞれ排気再循環装置４
の制御弁４ｂの開閉速度ｖ１と可変ノズル式過給器５の
可変ノズル５ｃの開閉速度ｖ２とを決定するようになっ
ている。
ための第１フローチャートとは異なる第２フローチャー
トである。第１フローチャートとの違いについてのみ以
下に説明する。本フローチャートでは、ステップ２０５
において、実際の空燃比λと目標空燃比λｔとの差ａが
算出された後に、ステップ２０６に進み、図６に示す点
線及び一点鎖線のマップからそれぞれ排気再循環装置４
の制御弁４ｂの開閉速度ｖ１と可変ノズル式過給器５の
可変ノズル５ｃの開閉速度ｖ２とを決定するようになっ
ている。
【００２３】図５に示したマップでは、差ａに基づき決
定される開閉速度ｖは、制御弁４ｂと可変ノズル５ｃと
で同じ値とされている。しかしながら、図６に示す本マ
ップでは、実際の空燃比λが目標空燃比λｔに対してリ
ーンである場合には、制御弁４ｂの開速度ｖ１は可変ノ
ズル５ｃの開速度ｖ２より大きく設定されており、実際
の空燃比λが目標空燃比λｔに対してリッチである場合
には、制御弁４ｂの閉速度ｖ１は可変ノズル５ｃの閉速
度ｖ２より小さく設定されている。
定される開閉速度ｖは、制御弁４ｂと可変ノズル５ｃと
で同じ値とされている。しかしながら、図６に示す本マ
ップでは、実際の空燃比λが目標空燃比λｔに対してリ
ーンである場合には、制御弁４ｂの開速度ｖ１は可変ノ
ズル５ｃの開速度ｖ２より大きく設定されており、実際
の空燃比λが目標空燃比λｔに対してリッチである場合
には、制御弁４ｂの閉速度ｖ１は可変ノズル５ｃの閉速
度ｖ２より小さく設定されている。
【００２４】このようにしても、実際の空燃比λが目標
空燃比λｔに対してリッチであるために新気量を増大さ
せる時には、応答良く再循環排気ガス量を減少させる排
気再循環装置４の制御弁４ｂを遅い速度で閉制御して、
過給圧を高めるのにある程度のタイムラグが必要な可変
ノズル式過給器５の可変ノズル５ｃを速い速度で閉制御
するために、すなわち、第１フローチャートと同様に、
可変ノズル５ｃを制御弁４ｂに比較して優先的に閉制御
するために、目標空燃比λｔを実現するために大幅に再
循環排気ガス量が減少され、ＮＯx が多量に発生するこ
とは防止される。
空燃比λｔに対してリッチであるために新気量を増大さ
せる時には、応答良く再循環排気ガス量を減少させる排
気再循環装置４の制御弁４ｂを遅い速度で閉制御して、
過給圧を高めるのにある程度のタイムラグが必要な可変
ノズル式過給器５の可変ノズル５ｃを速い速度で閉制御
するために、すなわち、第１フローチャートと同様に、
可変ノズル５ｃを制御弁４ｂに比較して優先的に閉制御
するために、目標空燃比λｔを実現するために大幅に再
循環排気ガス量が減少され、ＮＯx が多量に発生するこ
とは防止される。
【００２５】また、実際の空燃比λが目標空燃比λｔに
対してリーンであるために新気量を減少させる時には、
過給圧を下げるのにある程度のタイムラグが必要な可変
ノズル式過給器５の可変ノズル５ｃを遅い速度で開制御
して、応答良く再循環排気ガス量を増加させる排気再循
環装置４の制御弁４ｂを速い速度で開制御するために、
すなわち、第１フローチャートと同様に、制御弁４ｂを
可変ノズル５ｃに比較して優先的に開制御するために、
目標空燃比λｔを実現するために比較的多量の再循環排
気ガスが供給され、ＮＯx 発生量を十分に低減すること
ができると共に、可変ノズル式過給器５のタービン５ａ
及びコンプレッサ５ｂは高回転に維持され、次の機関加
速に対して良好に新気量を増大させることができる。本
実施形態の内燃機関は、ディーゼル機関としたが、これ
は本発明を限定するものではなく、火花点火内燃機関に
も本発明は適用可能である。また、ターボチャージャと
して可変ノズル式過給器としたが、可変ノズルの代わり
にウエストゲートバルブを制御すればウエストゲートバ
ルブを備えた一般のターボチャージャにも本発明は適用
可能である。
対してリーンであるために新気量を減少させる時には、
過給圧を下げるのにある程度のタイムラグが必要な可変
ノズル式過給器５の可変ノズル５ｃを遅い速度で開制御
して、応答良く再循環排気ガス量を増加させる排気再循
環装置４の制御弁４ｂを速い速度で開制御するために、
すなわち、第１フローチャートと同様に、制御弁４ｂを
可変ノズル５ｃに比較して優先的に開制御するために、
目標空燃比λｔを実現するために比較的多量の再循環排
気ガスが供給され、ＮＯx 発生量を十分に低減すること
ができると共に、可変ノズル式過給器５のタービン５ａ
及びコンプレッサ５ｂは高回転に維持され、次の機関加
速に対して良好に新気量を増大させることができる。本
実施形態の内燃機関は、ディーゼル機関としたが、これ
は本発明を限定するものではなく、火花点火内燃機関に
も本発明は適用可能である。また、ターボチャージャと
して可変ノズル式過給器としたが、可変ノズルの代わり
にウエストゲートバルブを制御すればウエストゲートバ
ルブを備えた一般のターボチャージャにも本発明は適用
可能である。
【００２６】
【発明の効果】このように、本発明による請求項１に記
載のターボチャージャ及び排気再循環装置を備える内燃
機関によれば、実際の空燃比が目標空燃比よりリッチで
あるために新気量を増加させる際には、ターボチャージ
ャを排気再循環装置に比較して優先的に制御するため
に、応答性の良好な排気再循環装置によって再循環排気
ガス量が大幅に減少してＮＯx 発生量が増大することは
防止される。
載のターボチャージャ及び排気再循環装置を備える内燃
機関によれば、実際の空燃比が目標空燃比よりリッチで
あるために新気量を増加させる際には、ターボチャージ
ャを排気再循環装置に比較して優先的に制御するため
に、応答性の良好な排気再循環装置によって再循環排気
ガス量が大幅に減少してＮＯx 発生量が増大することは
防止される。
【００２７】また、本発明による請求項２に記載のター
ボチャージャ及び排気再循環装置を備える内燃機関によ
れば、請求項１に記載の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と同様な効果に加えて、実際の
空燃比が目標空燃比よりリーンであるために新気量を減
少させる際には、排気再循環装置をターボチャージャに
比較して優先的に制御するために、応答性の良好な排気
再循環装置によって再循環排気ガス量が大幅に増加して
ＮＯx 発生量を良好に低減することができると共に、応
答性が良好でないターボチャージャのタービン及びコン
プレッサは高回転に維持され、それにより、次回の新気
量の増加を良好に実現できる。
ボチャージャ及び排気再循環装置を備える内燃機関によ
れば、請求項１に記載の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と同様な効果に加えて、実際の
空燃比が目標空燃比よりリーンであるために新気量を減
少させる際には、排気再循環装置をターボチャージャに
比較して優先的に制御するために、応答性の良好な排気
再循環装置によって再循環排気ガス量が大幅に増加して
ＮＯx 発生量を良好に低減することができると共に、応
答性が良好でないターボチャージャのタービン及びコン
プレッサは高回転に維持され、それにより、次回の新気
量の増加を良好に実現できる。
【図１】本発明によるターボチャージャ過給器及び排気
再循環装置を備えた内燃機関の概略図である。
再循環装置を備えた内燃機関の概略図である。
【図２】燃料噴射量制御、排気再循環装置の制御弁の開
度制御、及び可変ノズル式過給器の可変ノズルの開度制
御のための第１フローチャートである。
度制御、及び可変ノズル式過給器の可変ノズルの開度制
御のための第１フローチャートである。
【図３】燃料噴射量制御、排気再循環装置の制御弁の開
度制御、及び可変ノズル式過給器の可変ノズルの開度制
御のための第２フローチャートである。
度制御、及び可変ノズル式過給器の可変ノズルの開度制
御のための第２フローチャートである。
【図４】第１及び第２フローチャートで使用される目標
空燃比決定のためのマップである。
空燃比決定のためのマップである。
【図５】第１フローチャートで使用される排気再循環装
置の制御弁及び可変ノズル式過給器の可変ノズルの同じ
開閉速度を決定するためのマップである。
置の制御弁及び可変ノズル式過給器の可変ノズルの同じ
開閉速度を決定するためのマップである。
【図６】第２フローチャートで使用される排気再循環装
置の制御弁の開閉速度及び可変ノズル式過給器の可変ノ
ズルの開閉速度を決定するためのマップである。
置の制御弁の開閉速度及び可変ノズル式過給器の可変ノ
ズルの開閉速度を決定するためのマップである。
１…ディーゼル機関本体 ２…機関吸気系 ３…機関排気系 ４…排気再循環装置 ４ａ…排気再循環通路 ４ｂ…制御弁 ５…可変ノズル式過給器 ５ａ…コンプレッサ ５ｂ…タービン ５ｃ…可変ノズル ２０…制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｒ ３０１Ｎ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０Ｐ
Claims (2)
- 【請求項１】 機関運転状態により定まる必要燃料噴射
量に対して目標空燃比が実現されるように、ターボチャ
ージャ及び排気再循環装置を制御する内燃機関におい
て、実際の空燃比が前記目標空燃比よりリッチである時
には、前記ターボチャージャを前記排気再循環装置に比
較して優先的に制御することを特徴とするターボチャー
ジャ及び排気再循環装置を備える内燃機関。 - 【請求項２】 実際の空燃比が前記目標空燃比よりリー
ンである時には、前記排気再循環装置を前記ターボチャ
ージャに比較して優先的に制御することを特徴とする請
求項１に記載の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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10038297A JP3752774B2 (ja) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10038297A JP3752774B2 (ja) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10288064A true JPH10288064A (ja) | 1998-10-27 |
| JP3752774B2 JP3752774B2 (ja) | 2006-03-08 |
Family
ID=14272471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10038297A Expired - Fee Related JP3752774B2 (ja) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3752774B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006241979A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスエンジンのガス供給装置 |
| JP2009185768A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Mazda Motor Corp | エンジンの過給装置 |
| JP2019015185A (ja) * | 2017-07-04 | 2019-01-31 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
1997
- 1997-04-17 JP JP10038297A patent/JP3752774B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006241979A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスエンジンのガス供給装置 |
| JP2009185768A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Mazda Motor Corp | エンジンの過給装置 |
| JP2019015185A (ja) * | 2017-07-04 | 2019-01-31 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| US10711689B2 (en) | 2017-07-04 | 2020-07-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Control device of internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3752774B2 (ja) | 2006-03-08 |
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