JPH11257109A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- JPH11257109A JPH11257109A JP10061402A JP6140298A JPH11257109A JP H11257109 A JPH11257109 A JP H11257109A JP 10061402 A JP10061402 A JP 10061402A JP 6140298 A JP6140298 A JP 6140298A JP H11257109 A JPH11257109 A JP H11257109A
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- F02B75/12—Other methods of operation
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
っても排気中のHCの増加を防止する。 【解決手段】 内燃機関がリッチ空燃比で運転される
時、吸気弁22及び排気弁23の両方を開弁するバルブ
オーバラップ期間中に過給機7の過給圧を増加させる、
及び/又はバルブオーバラップ期間を拡大することによ
り、吸気の吹き抜け量を増加させる。その結果、排気の
空燃比が理論空燃比又はリーンにされる。
Description
御装置に関する。
燃機関の出力を確保すると共に排気ガスの温度上昇に伴
う排気系の温度上昇を抑制することを目的として、空燃
比をリッチに制御する内燃機関の空燃比制御装置が知ら
れている。この種の内燃機関の空燃比制御装置の例とし
ては、例えば特開平5−149164号公報に記載され
たものがある。
149164号公報に記載の内燃機関の空燃比制御装置
は、空燃比をリッチに制御することにより、内燃機関の
出力確保及び排気系の温度上昇抑制を達成できるもの
の、排気中のHCが増加してしまう。また、排気系に三
元触媒を設けた場合であっても空燃比のリッチ制御を継
続すると触媒内の貯蔵酸素量が減少してしまい、貯蔵酸
素量が不足すると再び排気中のHCが増加してしまう。
ッチに制御する時にも排気中のHCの増加を防止するこ
とができる内燃機関の空燃比制御装置を提供することを
目的とする。
よれば、吸気弁と排気弁と過給機とを備えた内燃機関の
空燃比制御装置において、内燃機関がリッチ空燃比で運
転される時、前記吸気弁及び排気弁の両方を開弁するバ
ルブオーバラップ期間中に、前記過給機を作動して吸気
の吹き抜け量を増加させることにより、排気を理論空燃
比又はリーンにすることを特徴とする内燃機関の空燃比
制御装置が提供される。
排気弁と過給機とを備えた内燃機関の空燃比制御装置に
おいて、内燃機関がリッチ空燃比で運転される時、前記
吸気弁及び排気弁の両方を開弁するバルブオーバラップ
期間を長くして吸気の吹き抜け量を増加させることによ
り、排気を理論空燃比又はリーンにすることを特徴とす
る内燃機関の空燃比制御装置が提供される。
機関がリッチ空燃比で運転される時、前記バルブオーバ
ラップ期間を長くすると共に前記過給機を作動して、吸
気の吹き抜け量を増加させることを特徴とする請求項2
に記載の内燃機関の空燃比制御装置が提供される。
機関は筒内直接噴射式内燃機関であることを特徴とする
請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関の空燃比
制御装置が提供される。
機関は、前記排気弁の閉弁後に燃料噴射が開始されるポ
ート噴射式内燃機関であることを特徴とする請求項1〜
3のいずれか一項に記載の内燃機関の空燃比制御装置が
提供される。
御装置は、内燃機関がリッチ空燃比で運転される時であ
っても、吸気の吹き抜け量を増加させて排気を理論空燃
比又はリーンにすることにより、排気中のHCの増加を
防止することができる。
機関は、排気が理論空燃比又はリーンになるように過給
圧をフィードバック制御することを特徴とする請求項1
に記載の内燃機関の空燃比制御装置が提供される。
置は、過給圧をフィードバック制御することにより、排
気の空燃比を目標空燃比に調節することができる。
機関は、排気が理論空燃比又はリーンになるようにバル
ブオーバラップ期間をフィードバック制御することを特
徴とする請求項2に記載の内燃機関の空燃比制御装置が
提供される。
置は、バルブオーバラップ期間をフィードバック制御す
ることにより、排気の空燃比を目標空燃比に調節するこ
とができる。
実施形態について説明する。
の第一の実施形態の概略構成図である。図1において、
1は機関本体、2′は機関本体1に吸気を供給するため
の吸気マニホールド、3は吸気マニホールド2′に連通
する吸気管、4′は機関本体1から排気を排出するため
の排気マニホールド、5は排気マニホールド4′から連
通する排気管である。6はスロットル弁、7は排気の圧
力により吸気の圧力を上昇させるための過給機、8は排
気管5に設けられた空燃比センサ、9は吸気量を検出す
るエアフローメータ、10は機関回転数センサ、11は
ECU(制御回路)である。図1に示すように、ECU
11は、空燃比センサ8、エアフローメータ9及び機関
回転数センサ10の検出値を読み込むべく空燃比センサ
8、エアフローメータ9及び機関回転数センサ10に電
気接続されている。更に、ECU11は、後述する制御
を行うために機関本体1及び過給機7(詳細には過給機
7の過給圧を制御するウエイストゲートバルブの駆動装
置)に電気接続されている。
示した部分断面図である。図2において、2は吸気ポー
ト、4は排気ポート、21は気筒、22は吸気弁、23
は排気弁、24は吸気弁22及び排気弁23のバルブタ
イミングを変更してバルブオーバラップ期間を変更する
ための可変バルブタイミング装置(VVT)である。2
5は筒内に燃料を直接噴射すべく配置された燃料噴射
弁、26は燃焼室、27はピストンである。
装置の空燃比制御方法を示したフローチャートである。
図3に示すように、空燃比制御装置は、まずステップ3
01にてエアフローメータ9及び機関回転数センサ10
を介して吸気量Q及び機関回転数Neを読み込む。続い
てステップ302にて、吸気量Q及び機関回転数Neか
ら得られた内燃機関の運転状態がリッチ空燃比運転領域
にあるか否かを判断する。例えば内燃機関の高負荷運転
時のようなリッチ空燃比運転時にはステップ303に進
み、リッチ空燃比運転時でない時にはこのルーチンを終
了する。ステップ303では、バルブオーバラップ期間
中に過給機7の過給圧を増加させる。詳細には、不図示
のウエイストゲートバルブの開弁量を減少することによ
り、排気の圧力に対する吸気の圧力を増加させる。
した概略図である。図4(a)は従来の排気空燃比を図
4(b)は本実施形態の排気空燃比を示している。図4
(a)に示すように、従来の内燃機関の空燃比制御装置
では、内燃機関がリッチ空燃比で運転される時、リッチ
な排気がそのまま排出される。一方、図4(b)に示す
ように、本実施形態の内燃機関の空燃比制御装置では、
内燃機関がリッチ空燃比で運転される時、バルブオーバ
ラップ期間中に過給圧が増加されるために吹き抜けエア
が増加し、排気は理論空燃比又はリーンにされて排出さ
れる。それゆえ、内燃機関のリッチ運転時に排気中のH
Cが増加するのを防止することができる。
の第二の実施形態について説明する。本実施形態の内燃
機関の空燃比制御装置の構成は、図1及び図2に示した
第一の実施形態の内燃機関の空燃比制御装置の構成とほ
ぼ同様である。図5は本実施形態の空燃比制御方法を示
したフローチャートである。図5に示すように、空燃比
制御装置は、まずステップ301にてエアフローメータ
9及び機関回転数センサ10を介して吸気量Q及び機関
回転数Neを読み込む。続いてステップ302にて、吸
気量Q及び機関回転数Neから得られた内燃機関の運転
状態がリッチ空燃比運転領域にあるか否かを判断する。
例えば内燃機関の高負荷運転時のようなリッチ空燃比運
転時にはステップ501に進み、リッチ空燃比運転時で
ない時にはこのルーチンを終了する。ステップ501で
は、空燃比センサ8を介して排気の空燃比を検出する。
ステップ502では、ステップ501で検出された空燃
比が目標空燃比(理論空燃比又はリーン)よりもリーン
であるか否かを判断し、YESの時にはステップ503
に進み、NOの時にはステップ504に進む。ステップ
503では、吹き抜け量を減少させて排気の空燃比をリ
ッチ側にシフトするために、バルブオーバラップ期間中
に過給機7の過給圧を減少させ、ステップ501に戻
る。ステップ504では、ステップ501で検出された
空燃比が目標空燃比よりもリッチであるか否かを判断
し、YESの時にはステップ505に進み、NOの時に
はこのルーチンを終了する。ステップ505では、吹き
抜け量を増加させて排気の空燃比をリーン側にシフトす
るために、バルブオーバラップ期間中に過給機7の過給
圧を増加させ、ステップ501に戻る。本実施形態によ
れば、図4に示した効果と同様の効果を奏することがで
きると共に、排気の空燃比を目標空燃比に調節すること
ができる。
の第三の実施形態について説明する。本実施形態の内燃
機関の空燃比制御装置の構成は、図1及び図2に示した
第一の実施形態の内燃機関の空燃比制御装置の構成とほ
ぼ同様である。図6は本実施形態の空燃比制御方法を示
したフローチャートである。図6に示すように、空燃比
制御装置は、まずステップ301にてエアフローメータ
9及び機関回転数センサ10を介して吸気量Q及び機関
回転数Neを読み込む。続いてステップ302にて、吸
気量Q及び機関回転数Neから得られた内燃機関の運転
状態がリッチ空燃比運転領域にあるか否かを判断する。
例えば内燃機関の高負荷運転時のようなリッチ空燃比運
転時にはステップ601に進み、リッチ空燃比運転時で
ない時にはこのルーチンを終了する。ステップ601で
は、吹き抜け量を増加させるために吸気弁22及び排気
弁23のバルブオーバラップ期間を拡大する。
ある。図7に示すように、バルブオーバラップは、排気
弁を閉弁する前に吸気弁を開弁することにより生ずる。
このバルブオーバラップ期間を拡大するには、吸気弁の
開弁タイミングを早める、及び/又は排気弁の閉弁タイ
ミングを遅らせればよい。
同様の効果を奏することができる。つまり、図4(b)
に示すように、本実施形態の内燃機関の空燃比制御装置
では、内燃機関がリッチ空燃比で運転される時、バルブ
オーバラップ期間が拡大されるために吹き抜けエアが増
加し、排気は理論空燃比又はリーンにされて排出され
る。それゆえ、内燃機関のリッチ運転時に排気中のHC
が増加するのを防止することができる。
の第四の実施形態について説明する。本実施形態の内燃
機関の空燃比制御装置の構成は、図1及び図2に示した
第一の実施形態の内燃機関の空燃比制御装置の構成とほ
ぼ同様である。図8は本実施形態の空燃比制御方法を示
したフローチャートである。図8に示すように、空燃比
制御装置は、まずステップ301にてエアフローメータ
9及び機関回転数センサ10を介して吸気量Q及び機関
回転数Neを読み込む。続いてステップ302にて、吸
気量Q及び機関回転数Neから得られた内燃機関の運転
状態がリッチ空燃比運転領域にあるか否かを判断する。
例えば内燃機関の高負荷運転時のようなリッチ空燃比運
転時にはステップ501に進み、リッチ空燃比運転時で
ない時にはこのルーチンを終了する。ステップ501で
は、空燃比センサ8を介して排気の空燃比を検出する。
ステップ502では、ステップ501で検出された空燃
比が目標空燃比(理論空燃比又はリーン)よりもリーン
であるか否かを判断し、YESの時にはステップ801
に進み、NOの時にはステップ504に進む。ステップ
801では、吹き抜け量を減少させて排気の空燃比をリ
ッチ側にシフトするために、バルブオーバラップ期間を
縮小し、ステップ501に戻る。ステップ504では、
ステップ501で検出された空燃比が目標空燃比よりも
リッチであるか否かを判断し、YESの時にはステップ
802に進み、NOの時にはこのルーチンを終了する。
ステップ802では、吹き抜け量を増加させて排気の空
燃比をリーン側にシフトするために、バルブオーバラッ
プ期間を拡大し、ステップ501に戻る。本実施形態に
よれば、図4に示した効果と同様の効果を奏することが
できると共に、排気の空燃比を目標空燃比に調節するこ
とができる。
の第五の実施形態について説明する。本実施形態の内燃
機関の空燃比制御装置の構成は、図1及び図2に示した
第一の実施形態の内燃機関の空燃比制御装置の構成とほ
ぼ同様である。図示しないが、本実施形態の空燃比制御
装置は、内燃機関がリッチ空燃比で運転される時に、バ
ルブオーバラップ期間を拡大すると共にバルブオーバラ
ップ期間中に過給機の過給圧を増加して、吸気の吹き抜
け量を増加させる。つまり、本実施形態は、上述した第
一の実施形態と第三の実施形態とが組み合わされたもの
である。本実施形態によれば、図4に示した効果と同様
の効果を奏することができる。つまり、図4(b)に示
すように、本実施形態の内燃機関の空燃比制御装置で
は、内燃機関がリッチ空燃比で運転される時、バルブオ
ーバラップ期間が拡大されると共にバルブオーバラップ
期間中に過給機の過給圧が増加されるために吹き抜けエ
アが増加し、排気は理論空燃比又はリーンにされて排出
される。それゆえ、内燃機関のリッチ運転時に排気中の
HCが増加するのを防止することができる。
の第五の実施形態の変形例について説明する。本変形例
の内燃機関の空燃比制御装置の構成は、図1及び図2に
示した第一の実施形態の内燃機関の空燃比制御装置の構
成とほぼ同様である。図示しないが、本変形例の空燃比
制御装置は、バルブオーバラップ期間及び過給機の過給
圧をフィードバック制御する。つまり、本変形例は、上
述した第五の実施形態と第二及び第四の実施形態とが組
み合わされたものである。本変形例によれば、図4に示
した効果と同様の効果を奏することができると共に、排
気の空燃比を目標空燃比に調節することができる。
の第六の実施形態について説明する。本実施形態の内燃
機関の空燃比制御装置は図1及び図9に示す構成を有す
る。図9は本実施形態の機関本体の一の気筒を示した部
分断面図である。図9において、図2中の参照番号と同
一の参照番号は図2中の部品と同一の部品を示してい
る。25’は吸気ポート2内に燃料を噴射すべく配置さ
れた燃料噴射弁である。本実施形態の空燃比制御方法
は、図3に示した空燃比制御方法とほぼ同様である。つ
まり、図3に示すように、本実施形態の空燃比制御装置
は、内燃機関がリッチ空燃比で運転される時、バルブオ
ーバラップ期間中に過給機7の過給圧を増加させる。本
実施形態によれば、図4に示すように、バルブオーバラ
ップ期間中に過給圧が増加されるために吹き抜けエアが
増加し、排気は理論空燃比又はリーンにされて排出され
る。それゆえ、内燃機関のリッチ運転時に排気中のHC
が増加するのを防止することができる。
の第七の実施形態について説明する。本実施形態の内燃
機関の空燃比制御装置の構成は、図1及び図9に示した
第六の実施形態の内燃機関の空燃比制御装置の構成とほ
ぼ同様である。本実施形態の空燃比制御方法は、図5に
示した空燃比制御方法とほぼ同様である。つまり、図5
に示すように、本実施形態の空燃比制御装置は、排気の
空燃比が目標空燃比(理論空燃比又はリーン)よりもリ
ーンである時に、吹き抜け量を減少させて排気の空燃比
をリッチ側にシフトするために、バルブオーバラップ期
間中に過給機7の過給圧を減少させる。一方、排気の空
燃比が目標空燃比よりもリッチである時に、吹き抜け量
を増加させて排気の空燃比をリーン側にシフトするため
に、バルブオーバラップ期間中に過給機7の過給圧を増
加させる。本実施形態によれば、図4に示した効果と同
様の効果を奏することができると共に、排気の空燃比を
目標空燃比に調節することができる。
の第八の実施形態について説明する。本実施形態の内燃
機関の空燃比制御装置の構成は、図1及び図9に示した
第六の実施形態の内燃機関の空燃比制御装置の構成とほ
ぼ同様である。図10は本実施形態の空燃比制御方法を
示したフローチャートである。図10に示すように、空
燃比制御装置は、まずステップ301にてエアフローメ
ータ9及び機関回転数センサ10を介して吸気量Q及び
機関回転数Neを読み込む。続いてステップ302に
て、吸気量Q及び機関回転数Neから得られた内燃機関
の運転状態がリッチ空燃比運転領域にあるか否かを判断
する。例えば内燃機関の高負荷運転時のようなリッチ空
燃比運転時にはステップ1001に進み、リッチ空燃比
運転時でない時にはこのルーチンを終了する。ステップ
1001では燃料噴射弁25’から噴射される燃料の噴
射開始タイミングを排気弁23の閉弁時以降に制限す
る。排気弁23の開弁中に燃料噴射が開始されると、吹
き抜けエアによって燃料が排気ポート4内に運ばれてし
まい、排気の空燃比を理論空燃比又はリーンにすること
ができないためである。続いてステップ601では、吹
き抜け量を増加させるために吸気弁22及び排気弁23
のバルブオーバラップ期間を拡大する。
同様の効果を奏することができる。つまり、図4(b)
に示すように、本実施形態の内燃機関の空燃比制御装置
では、内燃機関がリッチ空燃比で運転される時、バルブ
オーバラップ期間が拡大されるために吹き抜けエアが増
加し、排気は理論空燃比又はリーンにされて排出され
る。それゆえ、内燃機関のリッチ運転時に排気中のHC
が増加するのを防止することができる。
の第九の実施形態について説明する。本実施形態の内燃
機関の空燃比制御装置の構成は、図1及び図9に示した
第六の実施形態の内燃機関の空燃比制御装置の構成とほ
ぼ同様である。図11は本実施形態の空燃比制御方法を
示したフローチャートである。図11に示すように、空
燃比制御装置は、まずステップ301にてエアフローメ
ータ9及び機関回転数センサ10を介して吸気量Q及び
機関回転数Neを読み込む。続いてステップ302に
て、吸気量Q及び機関回転数Neから得られた内燃機関
の運転状態がリッチ空燃比運転領域にあるか否かを判断
する。例えば内燃機関の高負荷運転時のようなリッチ空
燃比運転時にはステップ1001に進み、リッチ空燃比
運転時でない時にはこのルーチンを終了する。ステップ
1001では、第八の実施形態と同様に、燃料噴射弁2
5’から噴射される燃料の噴射開始タイミングを排気弁
23の閉弁時以降に制限する。排気弁23の開弁中に燃
料噴射が開始されると、吹き抜けエアによって燃料が排
気ポート4内に運ばれてしまい、排気の空燃比を理論空
燃比又はリーンにすることができないためである。続い
てステップ501では、空燃比センサ8を介して排気の
空燃比を検出する。ステップ502では、ステップ50
1で検出された空燃比が目標空燃比(理論空燃比又はリ
ーン)よりもリーンであるか否かを判断し、YESの時
にはステップ801に進み、NOの時にはステップ50
4に進む。ステップ801では、吹き抜け量を減少させ
て排気の空燃比をリッチ側にシフトするために、バルブ
オーバラップ期間を縮小し、ステップ501に戻る。ス
テップ504では、ステップ501で検出された空燃比
が目標空燃比よりもリッチであるか否かを判断し、YE
Sの時にはステップ802に進み、NOの時にはこのル
ーチンを終了する。ステップ802では、吹き抜け量を
増加させて排気の空燃比をリーン側にシフトするため
に、バルブオーバラップ期間を拡大し、ステップ501
に戻る。本実施形態によれば、図4に示した効果と同様
の効果を奏することができると共に、排気の空燃比を目
標空燃比に調節することができる。
の第十の実施形態について説明する。本実施形態の内燃
機関の空燃比制御装置の構成は、図1及び図9に示した
第六の実施形態の内燃機関の空燃比制御装置の構成とほ
ぼ同様である。図示しないが、本実施形態の空燃比制御
装置は、内燃機関がリッチ空燃比で運転される時に、バ
ルブオーバラップ期間を拡大すると共にバルブオーバラ
ップ期間中に過給機の過給圧を増加して、吸気の吹き抜
け量を増加させる。つまり、本実施形態は、上述した第
六の実施形態と第八の実施形態とが組み合わされたもの
である。本実施形態によれば、図4に示した効果と同様
の効果を奏することができる。つまり、図4(b)に示
すように、本実施形態の内燃機関の空燃比制御装置で
は、内燃機関がリッチ空燃比で運転される時、バルブオ
ーバラップ期間が拡大されると共にバルブオーバラップ
期間中に過給機の過給圧が増加されるために吹き抜けエ
アが増加し、排気は理論空燃比又はリーンにされて排出
される。それゆえ、内燃機関のリッチ運転時に排気中の
HCが増加するのを防止することができる。
の第十の実施形態の変形例について説明する。本変形例
の内燃機関の空燃比制御装置の構成は、図1及び図9に
示した第一の実施形態の内燃機関の空燃比制御装置の構
成とほぼ同様である。図示しないが、本変形例の空燃比
制御装置は、バルブオーバラップ期間及び過給機の過給
圧をフィードバック制御する。つまり、本変形例は、上
述した第十の実施形態と第七及び第九の実施形態とが組
み合わされたものである。本変形例によれば、図4に示
した効果と同様の効果を奏することができると共に、排
気の空燃比を目標空燃比に調節することができる。
燃機関がリッチ空燃比で運転される時であっても、排気
中のHCの増加を防止することができる。
気の空燃比を目標空燃比に調節することができ、排気中
のHCの増加をより確実に防止することができる。
施形態の概略構成図である。
部分断面図である。
空燃比制御方法を示したフローチャートである。
略図である。
ーチャートである。
ーチャートである。
ーチャートである。
部分断面図である。
ローチャートである。
ローチャートである。
Claims (7)
- 【請求項1】 吸気弁と排気弁と過給機とを備えた内燃
機関の空燃比制御装置において、内燃機関がリッチ空燃
比で運転される時、前記吸気弁及び排気弁の両方を開弁
するバルブオーバラップ期間中に、前記過給機を作動し
て吸気の吹き抜け量を増加させることにより、排気を理
論空燃比又はリーンにすることを特徴とする内燃機関の
空燃比制御装置。 - 【請求項2】 吸気弁と排気弁と過給機とを備えた内燃
機関の空燃比制御装置において、内燃機関がリッチ空燃
比で運転される時、前記吸気弁及び排気弁の両方を開弁
するバルブオーバラップ期間を長くして吸気の吹き抜け
量を増加させることにより、排気を理論空燃比又はリー
ンにすることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項3】 前記内燃機関がリッチ空燃比で運転され
る時、前記バルブオーバラップ期間を長くすると共に前
記過給機を作動して、吸気の吹き抜け量を増加させるこ
とを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の空燃比制御
装置。 - 【請求項4】 前記内燃機関は筒内直接噴射式内燃機関
であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に
記載の内燃機関の空燃比制御装置。 - 【請求項5】 前記内燃機関は、前記排気弁の閉弁後に
燃料噴射が開始されるポート噴射式内燃機関であること
を特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃
機関の空燃比制御装置。 - 【請求項6】 前記内燃機関は、排気が理論空燃比又は
リーンになるように過給圧をフィードバック制御するこ
とを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御
装置。 - 【請求項7】 前記内燃機関は、排気が理論空燃比又は
リーンになるようにバルブオーバラップ期間をフィード
バック制御することを特徴とする請求項2に記載の内燃
機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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---|---|---|---|
JP06140298A JP3864541B2 (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
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