JP2007162481A - 過給機付き内燃機関 - Google Patents
過給機付き内燃機関 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007162481A JP2007162481A JP2005356039A JP2005356039A JP2007162481A JP 2007162481 A JP2007162481 A JP 2007162481A JP 2005356039 A JP2005356039 A JP 2005356039A JP 2005356039 A JP2005356039 A JP 2005356039A JP 2007162481 A JP2007162481 A JP 2007162481A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- supercharger
- cylinder group
- cylinders
- cylinder
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (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
【課題】複数の気筒群のうちの一部の気筒群の気筒からの排気ガスのみが過給機を駆動するのに利用されるようになっている過給機付き内燃機関において、気筒群間の発生トルク差を低減するようにした過給機付き内燃機関を提供する。
【解決手段】複数の気筒群100、200のうちの一部の気筒群100の気筒からの排気ガスのみが過給機103を駆動するのに利用されるようになっている過給機付き内燃機関において、上記過給機103からの空気は上記一部の気筒群100の気筒にのみ供給されるようになっていると共に、上記過給機103からの空気が供給される気筒群100の気筒の発生トルクと上記過給機103からの空気が供給されない気筒群200の気筒の発生トルクとの差を低減する発生トルク差低減手段を備えることを特徴とする過給機付き内燃機関が提供される。
【選択図】図1
【解決手段】複数の気筒群100、200のうちの一部の気筒群100の気筒からの排気ガスのみが過給機103を駆動するのに利用されるようになっている過給機付き内燃機関において、上記過給機103からの空気は上記一部の気筒群100の気筒にのみ供給されるようになっていると共に、上記過給機103からの空気が供給される気筒群100の気筒の発生トルクと上記過給機103からの空気が供給されない気筒群200の気筒の発生トルクとの差を低減する発生トルク差低減手段を備えることを特徴とする過給機付き内燃機関が提供される。
【選択図】図1
Description
本発明は過給機付き内燃機関に関する。
一般に、自動車等に搭載される内燃機関においては排気ガス通路に排気ガス浄化用触媒が配置され、同排気ガス浄化用触媒によって排気ガス中のHC(炭化水素)、CO(一酸化炭素)、NOx(窒素酸化物)等の大気汚染物質が水、二酸化炭素、窒素等に変換されて排気ガスが浄化されるようになっている。
このような排気ガス浄化用触媒としては、例えば白金、ロジウム、パラジウム等の貴金属触媒が酸化珪素等で形成された担体に担持されてなる三元触媒等が広く用いられているが、かかる排気ガス浄化用触媒はその温度が所定の活性化温度(例えば、350℃)以上にならなければ充分な排気ガス浄化性能が得られない。この点に関し、内燃機関がすでに暖機状態となっている通常の運転時においては、排気ガス浄化用触媒は、常時高温の排気ガス(例えば、700〜900℃)にさらされてその温度が活性化温度以上に保持されているので、充分な排気ガス浄化性能を有している。
しかしながら、内燃機関の冷間始動時においては、排気ガス浄化用触媒は内燃機関始動後に排気ガスによって常温から徐々に暖められることになり、したがって内燃機関始動後におけるある程度の期間は充分な排気ガス浄化性能を備えていないことになる。その結果、内燃機関の冷間始動時において、排気ガス浄化用触媒の温度が活性化温度に達するまでの間(すなわち、触媒暖機期間)は、排気ガスが充分に浄化されず、HC、CO、NOx等の大気汚染物質を含んだまま大気中に排出されてしまうことになる。このため、内燃機関の冷間始動時において、排気ガス浄化用触媒の温度を迅速に活性化温度まで高めることが望まれる。
一方、内燃機関の吸気効率を高めて出力の増大を図るべく、過給機を具備している内燃機関が公知である。特に特許文献1には、空燃比がリーンの混合気で運転を行うことのできる内燃機関において、リーン空燃比運転領域を拡大する目的で過給機を設けたものが記載されている。一般に空燃比がリーンの混合気で運転を行うと燃費及び排気エミッションの改善を図ることができるので、このような過給機付き内燃機関では燃費及び排気エミッションの改善と高出力とを両立することが可能となる。
ところで、このような内燃機関の過給機としては、排気ガス流によって駆動される排気駆動式の過給機が広く用いられているが、かかる過給機を具備した内燃機関では、過給機を駆動するために排気ガスのエネルギが用いられるため、過給機を具備していない場合に比べて排気ガスの温度が低下することになる。
このように排気ガスの温度が低下すると排気ガス通路に配置された排気ガス浄化用触媒の温度を迅速に上昇させることができなくなるため、特に内燃機関の冷間始動時において排気ガス浄化用触媒の触媒暖機性が低下し、結果として上記過給機を具備していない場合に比べて排気ガスの浄化が不充分になることが懸念される。
このような問題に対し特許文献2には、排気ガス通路を過給すべき時とそうでない時とで切換えられるように構成することによって、必要に応じて出力増大等が可能であり、また触媒暖機性の確保も図れるという過給機付き内燃機関が開示されている。しかしながら、このような内燃機関では、上述したような切換えが可能な排気ガス通路を構成するために排気管の量が増加する傾向があり、また排気ガス通路に切換え弁を設置する必要があることから、コストが増加し搭載性が悪化する恐れがある。また排気管の量の増加や切換え弁の設置によって排気ガス通路の熱容量が増加するため触媒暖機の効率が低下し、実際には充分な触媒暖機性の向上が図れない可能性がある。更には上述したような切換えを行うことによって制御が複雑化するといった問題もある。
また、触媒暖機性を確保するようにした過給機付き内燃機関の別の構成として、内燃機関の一部の気筒からの排気ガス流のみを過給機を駆動するために利用する構成が考えられる。すなわち、例えば内燃機関の複数の気筒を第1気筒群と第2気筒群とに分け、第1気筒群の気筒からの排気ガスのみで過給機が駆動されると共に同過給機からの空気が両気筒群の気筒に供給されるように吸排気通路を構成する。このようにすると、過給を実施することができると共に、第2気筒群の気筒からの排気ガスは過給機を駆動しないので温度が高く維持され、その結果、触媒暖機性を確保することができる。
ところが、このような構成では、排気ガスが過給機の駆動に利用される第1気筒群の気筒において排気ガスが過給機の駆動に利用されない第2気筒群の気筒よりも高背圧になるため、気筒群間における空気の分配に偏りが生じ、その結果気筒群間において気筒の発生トルクに差が生じて振動等の問題が発生してしまう場合がある。
本発明は以上のようなことに鑑みてなされたものであって、その目的は、複数の気筒群を有し、同複数の気筒群のうちの一部の気筒群の気筒からの排気ガスのみが過給機を駆動するのに利用されるようになっている過給機付き内燃機関であって、気筒群間において生じる気筒の発生トルク差を低減するようにした過給機付き内燃機関を提供することである。
本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された過給機付き内燃機関を提供する。
請求項1に記載の発明は、複数の気筒群を有し、同複数の気筒群のうちの一部の気筒群の気筒からの排気ガスのみが過給機を駆動するのに利用されるようになっている過給機付き内燃機関において、上記過給機からの空気は上記一部の気筒群の気筒にのみ、もしくは上記一部の気筒群以外の気筒群の気筒にのみ供給されるようになっていると共に、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の発生トルクと上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒の発生トルクとの差を低減する発生トルク差低減手段を備えることを特徴とする過給機付き内燃機関を提供する。
例えば、排気ガス通路に配置された排気ガス浄化用触媒の温度を迅速に上昇させること等を目的として、上述したように複数の気筒群のうちの一部の気筒群の気筒からの排気ガスのみが過給機を駆動するのに利用されるようになっている過給機付き内燃機関では、排気ガスが過給機の駆動に利用される気筒群の気筒において排気ガスが過給機の駆動に利用されない気筒群の気筒よりも高背圧になる。このため、気筒群間における空気の分配に偏りが生じ、その結果気筒群間において気筒の発生トルクに差が生じて振動等の問題が発生してしまう場合がある。
これに対し、請求項1に記載の発明では、複数の気筒群のうちの一部の気筒群の気筒からの排気ガスのみが過給機を駆動するのに利用されるようになっている過給機付き内燃機関において、上記過給機からの空気が上記一部の気筒群の気筒にのみ、もしくは上記一部の気筒群以外の気筒群の気筒にのみ供給されるようになっていると共に、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の発生トルクと上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒の発生トルクとの差が上記発生トルク差低減手段により低減されるようになっている。したがって請求項1に記載の発明によれば、気筒群間において生じる気筒の発生トルク差に起因する振動等の問題の発生を抑制することができる。
請求項2に記載の発明では請求項1に記載の発明において、上記発生トルク差低減手段は、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒と上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒とでそれぞれ独立に吸入空気量と混合気の空燃比を制御する手段を含んでいる。
上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒と上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒とでそれぞれ独立に吸入空気量と混合気の空燃比を制御することによって、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒と上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒とで発生トルクをそれぞれ独立に制御することが可能となる。したがって、請求項2に記載の発明によれば、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の発生トルクと上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒の発生トルクとの差を低減することができ、振動等の問題の発生を抑制することができる。
請求項3に記載の発明では請求項2に記載の発明において、上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒における吸入空気量と混合気の空燃比は、上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒の発生トルクが上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の発生トルクと一致するように制御されるようになっている。
請求項3に記載の発明のようにすることによって、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の発生トルクと上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒の発生トルクとの差が低減され、振動等の問題の発生を抑制することができる。
請求項4に記載の発明では請求項2または3に記載の発明において、第1の気筒群と第2の気筒群とを有し、上記第1の気筒群の気筒からの排気ガスのみが上記過給機を駆動するのに利用されると共に同過給機からの空気は上記第1の気筒群の気筒にのみ供給されるようになっている。
請求項4に記載の発明のようにすると、上記第1の気筒群の気筒については過給が行われるため、過給が行われない場合に比べて、より大きな要求トルクまで混合気の空燃比をよりリーンにして運転することができる。そしてこれにより、燃費を向上することができると共にNOxの生成量を低減することができる。このようなことから、請求項4に記載の発明によれば、上述したような発生トルク差低減による振動抑制効果に加え、燃費及び排気エミッションの改善効果も得ることができる。
請求項5に記載の発明では請求項2または3に記載の発明において、第1の気筒群と第2の気筒群とを有し、上記第1の気筒群の気筒からの排気ガスのみが上記過給機を駆動するのに利用されると共に同過給機からの空気は上記第2の気筒群の気筒にのみ供給されるようになっている。
請求項5に記載の発明のようにすると、上記第2の気筒群の気筒については過給が行われるため、過給が行われない場合に比べて、より大きな要求トルクまで混合気の空燃比をよりリーンにして運転することができ、それによって燃費を向上することができると共にNOxの生成量を低減することができる。
特に、請求項5に記載の発明では、上記第2の気筒群の気筒からの排気ガスは上記過給機の駆動に利用されない(すなわち上記第2の気筒群の気筒の排気系には過給機が設けられていない)ため、上記第2の気筒群の気筒において背圧が高くならず、したがって新気と既燃ガスの入換えが容易に行われて筒内残留既燃ガスの量を少なくできるので、混合気の空燃比をより一層リーンにして安定した運転を行うことが可能となる。そしてこの結果、排気ガスが過給機の駆動に利用される気筒について過給が行われる場合に比べて、より一層燃費を向上することができると共にNOxの生成量を低減することができる。
また、請求項5に記載の発明では、上記第1の気筒群の気筒からの排気ガスが上記過給機の駆動に利用される(すなわち上記第1の気筒群の気筒の排気系に過給機が設けられている)。このため、上記第1の気筒群の気筒においては背圧が高くなり、したがって排気ガス再循環量(すなわち、筒内残留既燃ガス量であり、いわゆる内部EGR量)を確保し易くなる。一方、混合気の空燃比をリーンとして運転する場合には一般に充分な排気ガス再循環量を確保することによってNOxの生成量を低減することができ、この効果は混合気の空燃比を理論空燃比に近いリーン(例えば20未満)として運転する場合に特に大きくなる。
したがって、請求項5に記載の発明によれば、上記第1の気筒群の気筒で混合気の空燃比をリーンとして運転する場合(特に理論空燃比に近いリーン(例えば20未満)として運転する場合)に、排気ガスが過給機の駆動に利用されない気筒で同様の運転をする場合に比べて、NOxの生成量を容易に低減することができる。そしてこのことは結果として、より大きな要求トルクまで混合気の空燃比をリーンにして運転することを可能にし、それによってより広い運転領域において燃費向上とNOx生成量の低減を図ることが可能となる。
以上のようなことから、請求項5に記載の発明によれば、上述したような発生トルク差低減による振動抑制効果に加え、燃費及び排気エミッションの改善効果も得ることができる。
請求項6に記載の発明では請求項2から5の何れか一項に記載の発明において、上記内燃機関に対する要求トルクが機関回転数に応じて予め定められる第1の基準トルク以下である場合には、上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒における混合気の空燃比がリーンとされると共に、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒における混合気の空燃比は上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒における混合気の空燃比よりも大きくされるようになっている。
請求項6に記載の発明のようにすることによって、要求トルクが比較的低い場合において、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の発生トルクと上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒の発生トルクとの差を低減することができ、振動等の問題の発生を抑制することができる。また特に、請求項6に記載の発明によれば、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒における混合気の空燃比をより大きくすることで、燃費の向上とNOx生成量低減による排気エミッションの改善とが図られる。
請求項7に記載の発明では請求項2から6の何れか一項に記載の発明において、上記内燃機関に対する要求トルクが、機関回転数に応じて予め定められる第1の基準トルクより大きく、且つ、機関回転数に応じて予め定められ上記第1の基準トルクよりも大きい第2の基準トルク以下である場合には、上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒における混合気の空燃比がほぼ理論空燃比とされると共に、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒における混合気の空燃比がリーンとされるようになっている。
請求項7に記載の発明のようにすることによって、要求トルクが中程度の場合において、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の発生トルクと上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒の発生トルクとの差を低減することができ、振動等の問題の発生を抑制することができる。また、上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒における混合気の空燃比をほぼ理論空燃比とすることで燃焼及び運転の安定化が図られる。更に請求項7に記載の発明においても、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒における混合気の空燃比をより大きくすることで、燃費の向上とNOx生成量低減による排気エミッションの改善とが図られる。
請求項8に記載の発明では請求項2から7の何れか一項に記載の発明において、上記内燃機関に対する要求トルクが機関回転数に応じて予め定められる第2の基準トルクより大きい場合には、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒における混合気の空燃比と上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒における混合気の空燃比とが共にほぼ理論空燃比とされるようになっている。
請求項8に記載の発明のようにすることによって、要求トルクが比較的高い場合においても要求トルクを実現することが可能となる。
請求項8に記載の発明のようにすることによって、要求トルクが比較的高い場合においても要求トルクを実現することが可能となる。
請求項9に記載の発明では請求項1から8の何れか一項に記載の発明において、上記各気筒において吸気弁と排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを変更する開閉タイミング変更機構と、上記各気筒において吸気弁と排気弁の少なくとも一方のバルブリフト量を変更するバルブリフト量変更機構との少なくとも一方を具備していて、上記各気筒においては、混合気の空燃比がリーンとされる場合には混合気の空燃比が理論空燃比とされる場合よりも吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ量が増加されるようになっている。
一般に、混合気の空燃比をリーンとして運転する場合(特に理論空燃比に近いリーン(例えば20未満)として運転する場合)には、充分な排気ガス再循環量(ここではすなわち筒内残留既燃ガス量であり、いわゆる内部EGR量)を確保することによってNOxの生成量を低減することができる。また通常、上記排気ガス再循環量は上記バルブオーバーラップ量を増加することによって増加することができる。
以上のようなことから、請求項9に記載の発明によれば、上述したような発生トルク差低減による振動抑制効果に加え、NOx生成量低減による排気エミッションの改善効果も得ることができる。
請求項10に記載の発明では請求項1から9の何れか一項に記載の発明において、上記発生トルク差低減手段として、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の排気量よりも上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒の排気量が大きくされている。
一般に、排気量を大きくすることでその気筒の発生トルクを大きくすることができる。したがって、請求項10に記載の発明のようにすることによって、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の発生トルクと上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒の発生トルクとの差を低減することができ、振動等の問題の発生を抑制することができる。
請求項11に記載の発明では請求項1から10の何れか一項に記載の発明において、上記発生トルク差低減手段として、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒における圧縮比よりも上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒における圧縮比が高くされている。
一般に、圧縮比を高くすることでその気筒の発生トルクを大きくすることができる。したがって、請求項11に記載の発明のようにすることによって、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の発生トルクと上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒の発生トルクとの差を低減することができ、振動等の問題の発生を抑制することができる。
各請求項に記載の発明は、複数の気筒群を有し、同複数の気筒群のうちの一部の気筒群の気筒からの排気ガスのみが過給機を駆動するのに利用されるようになっている過給機付き内燃機関であって、気筒群間において生じる気筒の発生トルク差を低減するようにした過給機付き内燃機関を提供するという共通の効果を奏する。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面において同一または対応する部分には同一の参照符号が付けられている。
上述したように、例えば排気ガス通路に配置された排気ガス浄化用触媒の温度を迅速に上昇させること等を目的として、複数の気筒群のうちの一部の気筒群の気筒からの排気ガスのみが過給機を駆動するのに利用されるようになっている過給機付き内燃機関においては、排気ガスが過給機の駆動に利用される気筒群の気筒において排気ガスが過給機の駆動に利用されない気筒群の気筒よりも高背圧になるため、気筒群間における空気の分配に偏りが生じ、その結果気筒群間において気筒の発生トルクに差が生じて振動等の問題が発生してしまう場合がある。
本発明はこのような気筒群間において生じる気筒の発生トルク差を低減するようにした過給機付き内燃機関を提供しようとするものであり、本発明の実施形態の過給機付き内燃機関は、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の発生トルクと上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒の発生トルクとの差を低減する発生トルク差低減手段を備えている。
図1は、本発明の一実施形態の過給機付き内燃機関について説明するための全体構成図である。本実施形態における内燃機関は過給機付きV型6気筒ガソリンエンジンである。なおここではガソリンエンジンを例にとって説明するが本発明はこれに限定されるものではなく、他の実施形態ではディーゼルエンジンであってもよい。
図1において10は機関本体であり、同機関本体10は第1気筒(#1)、第2気筒(#2)、第3気筒(#3)からなる第1気筒群100と、第4気筒(#4)、第5気筒(#5)、第6気筒(#6)からなる第2気筒群200とを有している。また、機関本体10は各気筒の吸気弁121、221及び排気弁122、222の開閉タイミングを変更するための開閉タイミング変更機構16と、各気筒の吸気弁121、221及び排気弁122、222のバルブリフト量を変更するためのバルブリフト量変更機構17とを備えている。更に、機関本体10には機関冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ15が設けられている。
図1に示されているように、第1気筒群100の各気筒に連結されている吸気マニホルド101は吸気管102を介して過給機103のコンプレッサ103aの出口に連結され、コンプレッサ103aの入口はエアクリーナ104に連結される。エアクリーナ104とコンプレッサ103aとの間には第1気筒群100の気筒の吸入空気量を検出するエアフローメータ105が設けられている。吸気管102内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁106が配置され、更に吸気管102周りには吸気管102内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置(インタークーラ)107が配置される。図1に示される実施形態では機関冷却水がインタークーラ107内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。一方、第1気筒群100の各気筒に連結されている排気マニホルド110は過給機103の排気タービン103bの入口に連結され、排気タービン103bの出口は排気管111を介して上流側三元触媒112へと連結される。
他方、第2気筒群200の各気筒に連結されている吸気マニホルド201は吸気管202を介してエアクリーナ204に連結される。吸気管202内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁206が配置され、エアクリーナ204とスロットル弁206との間には第2気筒群200の気筒の吸入空気量を検出するエアフローメータ205が設けられている。また、第2気筒群200の各気筒に連結されている排気マニホルド210は排気管211を介して上流側三元触媒212へと連結される。
そして図1に示されているように、排気管111及び211は上記上流側三元触媒112及び212の下流において合流して集合排気管20となり、同集合排気管20は下流側三元触媒30に連結される。なお、本実施形態では、同下流側三元触媒30の更に下流側に排気ガス中のNOxを除去するためのNOx吸蔵触媒40が設けられている。
また、本実施形態においては図1に示されているように、空燃比を検出する空燃比センサ113及び213が上記上流側三元触媒112及び212の上流側(空燃比センサ113については詳細には排気タービン103bの入口上流)にそれぞれ設けられており、酸素濃度を検出する酸素濃度センサ114及び214が上記上流側三元触媒112及び212の下流側にそれぞれ設けられている。
電子制御ユニット(ECU)50は、CPU(中央演算装置)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、ROM(リードオンリメモリ)、入出力ポートを双方向バスで接続した公知の形式のディジタルコンピュータからなり、上述した冷却水温度センサ15、エアフローメータ105及び205、空燃比センサ113及び213、酸素濃度センサ114及び214を含む各種センサや駆動装置と信号をやり取りして機関回転数や吸入空気量等の制御に必要なパラメータを求めると共に、求められたパラメータに基づいて空燃比制御(燃料噴射量制御)や点火時期制御等の機関の運転に関する種々の制御を行なう。
なお、上述した開閉タイミング変更機構16及びバルブリフト量変更機構17もECU50に接続されており、ECU50からの信号によって各吸排気弁の開閉タイミング及びバルブリフト量が制御される。また、上述したスロットル弁106及び206もECU50に接続されており、ECU50からの信号によって各スロットル弁106及び206の開度が制御される。本実施形態においては各スロットル弁106及び206の開度は独立に制御することができる。
以上の構成の説明から理解されるように本実施形態の内燃機関では、複数の気筒群のうちの一部の気筒群の気筒(すなわち第1気筒群100の気筒)からの排気ガスのみが過給機103を駆動するのに利用されるようになっている。また、上記過給機103の駆動に利用された排気ガス(すなわち第1気筒群100の気筒からの排気ガス)と上記過給機103の駆動に利用されなかった排気ガス(すなわち第2気筒群200の気筒からの排気ガス)の両方が通る排気ガス通路(すなわち集合排気管20)に排気ガス浄化用触媒(下流側三元触媒30、NOx吸蔵触媒40)が設けられている。
ところで、上述したように、一般に本実施形態で用いられているような排気ガス浄化用の触媒は、その温度がある程度高い場合、すなわち、いわゆる活性化温度以上にある場合に充分な排気ガス浄化性能を発揮するという性質を有している。このため、排気エミッション改善の観点から、内燃機関の運転時には排気ガス浄化用触媒の温度を上記活性化温度以上に維持することが望ましく、また特に冷間始動時には排気ガス浄化用触媒の温度を迅速に上昇させることが望ましい。
この点、本実施形態のように複数の気筒群のうちの一部の気筒群の気筒(すなわち第1気筒群100の気筒)からの排気ガスのみが過給機103を駆動するのに利用されるようになっていて、上記過給機103の駆動に利用された排気ガス(すなわち第1気筒群100の気筒からの排気ガス)と上記過給機103の駆動に利用されなかった排気ガス(すなわち第2気筒群200の気筒からの排気ガス)の両方が通る排気ガス通路(すなわち集合排気管20)に排気ガス浄化用触媒(下流側三元触媒30、NOx吸蔵触媒40)が設けられている場合には、上記過給機103の駆動に利用されなかった排気ガス(すなわち第2気筒群200の気筒からの排気ガス)の温度が高く維持されるので、排気ガス浄化用触媒の温度を迅速に上昇させることが可能となる。
ところが、その一方で、複数の気筒群のうちの一部の気筒群の気筒からの排気ガスのみが過給機を駆動するのに利用されるようになっている場合、排気ガスが過給機の駆動に利用される気筒群の気筒において排気ガスが過給機の駆動に利用されない気筒群の気筒よりも高背圧になるため、気筒群間における空気の分配に偏りが生じ、その結果気筒群間において気筒の発生トルクに差が生じて振動等の問題が発生してしまう場合がある。
そこで、この点に関し本実施形態では、図1に示されるように上記第1気筒群100の気筒と上記第2気筒群200の気筒とで吸気通路を独立にし、上記第1気筒群100の気筒と上記第2気筒群200の気筒とでそれぞれ独立に吸入空気量と混合気の空燃比を制御するようにして、上記第1気筒群100の気筒の発生トルクと上記第2気筒群200の気筒の発生トルクとの差を低減し、振動等の問題の発生を抑制するようにしている。
すなわち、上記第1気筒群100の気筒と上記第2気筒群200の気筒とでそれぞれ独立に吸入空気量と混合気の空燃比を制御することによって、上記第1気筒群100の気筒と上記第2気筒群200の気筒とで発生トルクをそれぞれ独立に制御し、上記発生トルク差を低減するようにしている。なお、本実施形態では、上記第1気筒群100の気筒と上記第2気筒群200の気筒とで吸気通路を独立にした結果、上記過給機103からの空気は上記第1気筒群100の気筒にのみ供給されるようになっている。
詳細には本実施形態では、上記第2気筒群200の気筒における吸入空気量と混合気の空燃比が、同第2気筒群200の気筒の発生トルクが上記第1気筒群100の気筒の発生トルクと一致するように制御されるようになっている。すなわち、上記過給機103からの空気が供給されない気筒群の気筒(すなわち第2気筒群200の気筒)における吸入空気量と混合気の空燃比が、上記過給機103からの空気が供給されない気筒群の気筒(すなわち第2気筒群200の気筒)の発生トルクが上記過給機103からの空気が供給される気筒群の気筒(すなわち第1気筒群100の気筒)の発生トルクと一致するように制御されるようになっている。そしてこのようにすることで、上記発生トルク差が低減され、振動等の問題の発生が抑制される。
空燃比に関し具体的には、本実施形態では通常運転時、各気筒群100、200の気筒における混合気の空燃比が図2及び図3に示すマップに基づいて制御されるようになっている。すなわち、図2及び図3に示されたマップは機関回転数NEと内燃機関に対する要求トルクTqrで特定される機関運転状態に応じて各気筒群100、200の気筒における混合気の空燃比を適切に決定するためのものであり、実験等に基づいて予め作成しておく。
まず図2について説明する。図2は第1気筒群100の気筒に対して適用されるマップであり、横軸が機関回転数NEを示し、縦軸が内燃機関に対する要求トルクTqrを示している。そして、機関運転状態が図2中のX1で示される領域にある場合、すなわち、上記要求トルクTqrが機関回転数NEに応じて予め定められる基準トルクであって図2中の曲線R1で表される基準トルク以下である場合には、本実施形態においては第1気筒群100の気筒における混合気の空燃比が理論空燃比よりもかなり大きい値のリーン空燃比(例えば、23以上の所定値)になるように制御される。
一方、機関運転状態が図2中のX2で示される領域にある場合、すなわち、上記要求トルクTqrが、図2中の曲線R1で表される上記基準トルクより大きく、且つ、機関回転数NEに応じて予め定められる基準トルクであって図2中の曲線R2で表される基準トルク以下である場合には、本実施形態においては第1気筒群100の気筒における混合気の空燃比がほぼ理論空燃比になるように制御される。
次に図3について説明する。図3は第2気筒群200の気筒に対して適用されるマップであり、図2の場合と同様、横軸が機関回転数NEを示し、縦軸が内燃機関に対する要求トルクTqrを示している。図3中に示されている曲線R1(点線)及びR2は図2中のそれらと同じトルク値を示すものである。
そして、機関運転状態が図3中のX3で示される領域にある場合、すなわち、上記要求トルクTqrが機関回転数NEに応じて予め定められる基準トルクであって図3中の曲線R3で表される基準トルク以下である場合には、本実施形態においては第2気筒群200の気筒における混合気の空燃比が比較的理論空燃比に近いリーン空燃比(例えば、20未満の所定値)になるように制御される。
一方、機関運転状態が図3中のX4で示される領域にある場合、すなわち、上記要求トルクTqrが、図3中の曲線R3で表される上記基準トルクより大きく、且つ、曲線R2で表される上記基準トルク以下である場合には、本実施形態においては第2気筒群200の気筒における混合気の空燃比がほぼ理論空燃比になるように制御される。
なお、上記要求トルクTqrが、図2及び図3中の曲線R2で表される上記基準トルクより大きい場合には、出力増大を目的とした燃料増量運転が行われ、各気筒における混合気の空燃比がリッチとされる。また、触媒温度の低下を目的として燃料増量運転が行われる場合にも各気筒における混合気の空燃比がリッチとされる。
また、図2に示したマップにおいて図3に示したマップよりも、より大きな要求トルクTqrまで(すなわちより広い運転領域において)混合気の空燃比をよりリーンにして(すなわちより大きなリーン空燃比で)運転することが可能であるのは、上記第1気筒群100の気筒については過給が行われるためである。そして、このようにより大きな要求トルクTqrまで混合気の空燃比をよりリーンにして運転することができることで、燃費を向上することができると共にNOxの生成量を低減することができる。
更に、上述した図2及び図3の説明から理解されるように、本実施形態では内燃機関に対する要求トルクTqrが図3中の曲線R3で表される上記基準トルク以下である場合には、上記第2気筒群200の気筒における混合気の空燃比がリーンとされると共に、上記第1気筒群100の気筒における混合気の空燃比は上記第2気筒群200の気筒における混合気の空燃比よりも大きくされるようになっている。
そしてこのようにすることで、要求トルクTqrが比較的低い場合において、上記第1気筒群100の気筒の発生トルクと上記第2気筒群200の気筒の発生トルクとの差を低減することができ、振動等の問題の発生を抑制することができる。また特に、この場合には、上記過給機103からの空気が供給される気筒群である第1気筒群100の気筒における混合気の空燃比をより大きくすることで、燃費の向上とNOx生成量低減による排気エミッションの改善とを図ることができる。
また、上述した図2及び図3の説明から理解されるように、本実施形態では内燃機関に対する要求トルクTqrが、図3中の曲線R3で表される上記基準トルクより大きく、且つ、上記曲線R1で表される上記基準トルク以下である場合には、上記第2気筒群200の気筒における混合気の空燃比がほぼ理論空燃比とされると共に、上記第1気筒群100の気筒における混合気の空燃比がリーンとされるようになっている。
そしてこのようにすることで、要求トルクTqrが中程度の場合において、上記第1気筒群100の気筒の発生トルクと上記第2気筒群200の気筒の発生トルクとの差を低減することができ、振動等の問題の発生を抑制することができる。また、上記過給機103からの空気が供給されない気筒群である第2気筒群200の気筒における混合気の空燃比をほぼ理論空燃比とすることで燃焼及び運転の安定化を図ることができる。更に、上記過給機103からの空気が供給される気筒群である第1気筒群の気筒における混合気の空燃比をより大きくすることで、燃費の向上とNOx生成量低減による排気エミッションの改善とを図ることができる。
更に、上述した図2及び図3の説明から理解されるように、本実施形態では内燃機関に対する要求トルクTqrが、上記曲線R1で表される上記基準トルクより大きく、且つ、上記曲線R2で表される上記基準トルク以下である場合には、上記第1気筒群100の気筒における混合気の空燃比と上記第2気筒群200の気筒における混合気の空燃比とが共にほぼ理論空燃比とされるようになっている。そしてこのようにすることによって、上記要求トルクTqrが比較的高い場合においても、その要求トルクを実現することが可能となる。
また、本実施形態では機関運転状態が図3中のX3で示される領域にあって第2気筒群200の気筒における混合気の空燃比が比較的理論空燃比に近いリーン空燃比(例えば、20未満の所定値)とされて運転される場合には、第2気筒群200の気筒における吸気弁221と排気弁222のバルブオーバーラップ量が混合気の空燃比が理論空燃比とされて運転される場合よりも増加されるようになっている。なお、このバルブオーバーラップ量の増加は上記開閉タイミング変更機構16とバルブリフト量変更機構17の少なくとも一方を作動させることにより実現される。
一般に、混合気の空燃比をリーンとして運転する場合、充分な排気ガス再循環量(ここではすなわち筒内残留既燃ガス量であり、いわゆる内部EGR量)を確保することによってNOxの生成量を低減することができ、その効果は混合気の空燃比を理論空燃比に近いリーン(例えば20未満)として運転する場合に特に大きくなる。また通常、上記排気ガス再循環量は上記バルブオーバーラップ量を増加することによって増加することができる。このようなことから、上述したようにバルブオーバーラップ量を増加することによって更なるNOx生成量低減による排気エミッションの改善効果を得ることができる。なお、他の実施形態では、第1及び第2気筒群100、200の各気筒において混合気の空燃比がリーンとされる場合に上記バルブオーバーラップ量が混合気の空燃比が理論空燃比とされる場合よりも増加されるようになっていてもよい。
また、ここでは各気筒の吸気弁121、221と排気弁122、222の開閉タイミングを変更するための開閉タイミング変更機構16と、各気筒の吸気弁121、221と排気弁122、222のバルブリフト量を変更するためのバルブリフト量変更機構17とを備えている場合を例にとって説明しているが、上記バルブオーバーラップ量の増加のためには、上記各気筒において吸気弁121、221と排気弁122、222の少なくとも一方の開閉タイミングを変更する開閉タイミング変更機構と、上記各気筒において吸気弁121、221と排気弁122、222の少なくとも一方のバルブリフト量を変更するバルブリフト量変更機構との少なくとも一方を具備していればよい。
以上、説明したように、本実施形態の過給機付き内燃機関によれば、冷間始動時において排気ガス通路に配置された排気ガス浄化用触媒の温度を迅速に上昇させることができ、また、気筒群間における発生トルク差を低減して振動等の問題の発生を抑制することができる。更に、混合気の空燃比をリーンにして運転することにより、燃費の向上とNOx生成量低減による排気エミッションの改善とを図ることができる。
以下、本発明の他の実施形態について説明する。なお、以下で説明する各実施形態は上述した実施形態と構成及び作用効果において多くの共通する部分を有しており、これら共通する部分については原則として説明を省略する。
まず、図4に示された実施形態について説明する。図4はこの実施形態の過給機付き内燃機関について説明するための全体構成図である。図4から明らかなように本実施形態の構成は上述した実施形態の構成(図1)とほぼ同様であるが、過給機103からの空気が第2気筒群200の気筒にのみ供給されるようになっている点で上述した実施形態の構成とは異なっている。すなわち、上述した実施形態では上記第1気筒群100の気筒からの排気ガスのみが上記過給機103を駆動するのに利用されると共に同過給機103からの空気が上記第1気筒群100の気筒にのみ供給されるようになっていたのに対し、本実施形態では、第1気筒群100の気筒からの排気ガスのみが過給機103を駆動するのに利用されると共に同過給機103からの空気は第2気筒群200の気筒にのみ供給されるようになっている。なお、本実施形態の構成によっても上述した実施形態の場合と同様、排気ガス通路に配置された排気ガス浄化用触媒の温度を迅速に上昇させることができる。
そして本実施形態においても上述した実施形態の場合と同様、上記第1気筒群100の気筒と上記第2気筒群200の気筒とで吸気通路を独立にして上記第1気筒群100の気筒と上記第2気筒群200の気筒とでそれぞれ独立に吸入空気量と混合気の空燃比を制御すようにし、上記第1気筒群100の気筒の発生トルクと上記第2気筒群200の気筒の発生トルクとの差を低減して振動等の問題の発生を抑制するようにしている。
本実施形態においては通常運転時、各気筒群100、200の気筒における混合気の空燃比が、図5及び図6に示すマップに基づいて制御されるようになっている。図5及び図6に示されたマップは、先に説明した図2及び図3に示されたマップと同様、機関回転数NEと内燃機関に対する要求トルクTqrで特定される機関運転状態に応じて各気筒群100、200の気筒における混合気の空燃比を適切に決定するためのものであり、実験等に基づいて予め作成しておく。
まず図5について説明する。図5は上記過給機103からの空気が供給される気筒群である第2気筒群200の気筒に対して適用されるマップであり、横軸が機関回転数NEを示し、縦軸が内燃機関に対する要求トルクTqrを示している。そして、機関運転状態が図5中のY1で示される領域にある場合、すなわち、上記要求トルクTqrが機関回転数NEに応じて予め定められる基準トルクであって図5中の曲線K1で表される基準トルク以下である場合には、本実施形態においては第2気筒群200の気筒における混合気の空燃比が理論空燃比よりもかなり大きい値のリーン空燃比(例えば、23以上の所定値)になるように制御される。
一方、機関運転状態が図5中のY2で示される領域にある場合、すなわち、上記要求トルクTqrが、図5中の曲線K1で表される上記基準トルクより大きく、且つ、機関回転数NEに応じて予め定められる基準トルクであって図5中の曲線K2で表される基準トルク以下である場合には、本実施形態においては第2気筒群200の気筒における混合気の空燃比がほぼ理論空燃比になるように制御される。
次に図6について説明する。図6は上記過給機103からの空気が供給されない気筒群である第1気筒群100の気筒に対して適用されるマップであり、図5の場合と同様、横軸が機関回転数NEを示し、縦軸が内燃機関に対する要求トルクTqrを示している。図6中に示されている曲線K1(点線)及びK2は図6中のそれらと同じトルク値を示すものである。
そして、機関運転状態が図6中のY3で示される領域にある場合、すなわち、上記要求トルクTqrが機関回転数NEに応じて予め定められる基準トルクであって図6中の曲線K3で表される基準トルク以下である場合には、本実施形態においては第1気筒群100の気筒における混合気の空燃比が比較的理論空燃比に近いリーン空燃比(例えば、20未満の所定値)になるように制御される。
一方、機関運転状態が図6中のY4で示される領域にある場合、すなわち、上記要求トルクTqrが、図6中の曲線K3で表される上記基準トルクより大きく、且つ、曲線K2で表される上記基準トルク以下である場合には、本実施形態においては第1気筒群100の気筒における混合気の空燃比がほぼ理論空燃比になるように制御される。
なお、上述した実施形態の場合と同様、本実施形態においても上記要求トルクTqrが、図5及び図6中の曲線K2で表される上記基準トルクより大きい場合には、出力増大を目的とした燃料増量運転が行われ、各気筒における混合気の空燃比がリッチとされる。また、触媒温度の低下を目的として燃料増量運転が行われる場合にも各気筒における混合気の空燃比がリッチとされる。
また、図5に示したマップにおいて図6に示したマップよりも、より大きな要求トルクTqrまで(すなわちより広い運転領域において)混合気の空燃比をよりリーンにして(すなわちより大きなリーン空燃比で)運転することが可能であるのは、上記第2気筒群200の気筒について過給が行われるためである。そして、このようにより大きな要求トルクTqrまで混合気の空燃比をよりリーンにして運転することができることで、燃費を向上することができると共にNOxの生成量を低減することができる。
特に、本実施形態では、上記第2気筒群200の気筒からの排気ガスは上記過給機103の駆動に利用されない(すなわち上記第2気筒群200の気筒の排気系には過給機が設けられていない)ため、上記第2気筒群200の気筒において背圧が高くならず、したがって新気と既燃ガスの入換えが容易に行われて筒内残留既燃ガスの量を少なくできるので、混合気の空燃比をより一層リーンにして安定した運転を行うことが可能となる。そしてこの結果、例えば上述した実施形態の場合のように排気ガスが過給機の駆動に利用される気筒について過給が行われる場合に比べて、より一層燃費を向上することができると共にNOxの生成量を低減することができる。
また、本実施形態では、上記第1気筒群100の気筒からの排気ガスが上記過給機103の駆動に利用される(すなわち上記第1気筒群100の気筒の排気系に過給機103が設けられている)。このため、上記第1気筒群100の気筒においては背圧が高くなり、したがって排気ガス再循環量(すなわち、筒内残留既燃ガス量であり、いわゆる内部EGR量)を確保し易くなる。つまり、バルブオーバーラップ量を増加することによって、上記排気ガス再循環量を容易に増加させることができる。
上述したように、混合気の空燃比をリーンとして運転する場合には一般に充分な排気ガス再循環量を確保することによってNOxの生成量を低減することができ、この効果は混合気の空燃比を理論空燃比に近いリーン(例えば20未満)として運転する場合に特に大きくなる。
したがって、本実施形態によれば、上記第1気筒群100の気筒で混合気の空燃比をリーンとして運転する場合(すなわち、機関運転状態が図6中のY3で示される領域にあって混合気の空燃比を理論空燃比に近いリーン(例えば20未満)として運転する場合)に、例えば上述した実施形態の第2気筒群200の気筒のように排気ガスが過給機の駆動に利用されない気筒で同様の運転をする場合に比べて、NOxの生成量を容易に低減することができる。そしてこのことは結果として、より大きな要求トルクTqrまで混合気の空燃比をリーンにして運転することを可能にし、それによってより広い運転領域において燃費向上とNOx生成量の低減を図ることが可能となる。
なお、これまでの説明から明らかであると思われるので、本実施形態については、先の実施形態について行ったような要求トルクTqrの程度毎の空燃比制御及びその効果の詳細な説明は省略するが、本実施形態においても、各気筒群100、200の気筒における混合気の空燃比を図5及び図6に示すマップに基づいて制御することによって、上記第1気筒群100の気筒の発生トルクと上記第2気筒群200の気筒の発生トルクとの差を低減して振動等の問題の発生を抑制することができると共に、燃費の向上とNOx生成量低減による排気エミッションの改善とを図ることができる。
次に本発明の更に他の実施形態について説明する。この実施形態では、上記気筒群間における発生トルクの差を低減する手段として、過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の排気量よりも過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒の排気量が大きくされている。
すなわち、この実施形態の構成は、例えば図1に示した構成において、上記過給機103からの空気が供給される気筒群である第1気筒群100の気筒の排気量よりも上記過給機103からの空気が供給されない気筒群である第2気筒群200の気筒の排気量が大きくされているというものである。
あるいは、図4に示した構成において、上記過給機103からの空気が供給される気筒群である第2気筒群200の気筒の排気量よりも上記過給機103からの空気が供給されない気筒群である第1気筒群100の気筒の排気量が大きくされているというものであってもよい。
なおここで、過給機103からの空気が供給されない気筒群の気筒の排気量を過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の排気量よりも大きくするのは、例えば、過給機103からの空気が供給されない気筒群の気筒において過給機103からの空気が供給される気筒群の気筒よりもシリンダボア径を大きくすること及びピストンストロークを長くすることの少なくとも一方により行われる。
そして一般に、排気量を大きくすることでその気筒の発生トルクを大きくすることができるので、本実施形態のようにすることによって、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の発生トルクと上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒の発生トルクとの差を低減することができ、振動等の問題の発生を抑制することができる。
次に本発明の更に他の実施形態について説明する。この実施形態では、上記気筒群間における発生トルクの差を低減する手段として、過給機からの空気が供給される気筒群の気筒における圧縮比よりも過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒における圧縮比が高くされている。
すなわち、この実施形態の構成は、例えば図1に示した構成において、上記過給機103からの空気が供給される気筒群である第1気筒群100の気筒における圧縮比よりも上記過給機103からの空気が供給されない気筒群である第2気筒群200の気筒における圧縮比が大きくされているというものである。
あるいは、図4に示した構成において、上記過給機103からの空気が供給される気筒群である第2気筒群200の気筒における圧縮比よりも上記過給機103からの空気が供給されない気筒群である第1気筒群100の気筒における圧縮比が大きくされているというものであってもよい。
なおここで、過給機103からの空気が供給されない気筒群の気筒と過給機103からの空気が供給される気筒群の気筒とで圧縮比を異ならせるのは、例えば、過給機103からの空気が供給されない気筒群の気筒と過給機103からの空気が供給される気筒群の気筒とでシリンダボア径、ピストンストローク、吸排気弁の開閉タイミング等を異ならせることにより行われる。
そして一般に、圧縮比を高くすることでその気筒の発生トルクを大きくすることができるので、本実施形態のようにすることによって、上記過給機103からの空気が供給される気筒群の気筒の発生トルクと上記過給機103からの空気が供給されない気筒群の気筒の発生トルクとの差を低減することができ、振動等の問題の発生を抑制することができる。
また、排気ガス通路に配置された排気ガス浄化用触媒の温度を迅速に上昇させること等を目的として複数の気筒群のうちの一部の気筒群の気筒からの排気ガスのみが過給機を駆動するのに利用されるようになっている過給機付き内燃機関であって、気筒群間において生じる気筒の発生トルク差を低減するようにした過給機付き内燃機関の更に別の構成としては、図7に示すような構成が考えられる。
図7に示されているように、この内燃機関では、排気ガスが過給機103の駆動に利用される気筒(すなわち第1気筒群100の気筒)への吸入空気通路と排気ガスが上記過給機103の駆動に利用されない気筒(すなわち第2気筒群200の気筒)への吸入空気通路とがスロットル弁106及び206の直上流まで共通であり、上記過給機103からの空気が排気ガスが過給機103の駆動に利用される気筒(すなわち第1気筒群100の気筒)と排気ガスが上記過給機103の駆動に利用されない気筒(すなわち第2気筒群200の気筒)の両方に供給されるようになっている。なお、図7において302は吸気管、304はエアクリーナ、305はエアフローメータ、307は冷却装置(インタークーラ)を示している。
そして、このような構成においても、上記第1気筒群100の気筒と上記第2気筒群200の気筒とでそれぞれ独立に吸入空気量と混合気の空燃比を制御するようにして、上記第1気筒群100の気筒の発生トルクと上記第2気筒群200の気筒の発生トルクとの差を低減し、振動等の問題の発生を抑制することができる。
なお、以上では幾つかの特定の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、他の実施形態では、例えば上述した各実施形態の特徴を適宜組合せるようにしてもよい。また、ここでは二つの気筒群を有する場合を例にとって説明したが、他の実施形態ではより多くの気筒群を有していてもよい。
10 機関本体
30 下流側三元触媒
50 電子制御ユニット(ECU)
100 第1気筒群
103 過給機
200 第2気筒群
30 下流側三元触媒
50 電子制御ユニット(ECU)
100 第1気筒群
103 過給機
200 第2気筒群
Claims (11)
- 複数の気筒群を有し、同複数の気筒群のうちの一部の気筒群の気筒からの排気ガスのみが過給機を駆動するのに利用されるようになっている過給機付き内燃機関において、
上記過給機からの空気は上記一部の気筒群の気筒にのみ、もしくは上記一部の気筒群以外の気筒群の気筒にのみ供給されるようになっていると共に、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の発生トルクと上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒の発生トルクとの差を低減する発生トルク差低減手段を備えることを特徴とする過給機付き内燃機関。 - 上記発生トルク差低減手段は、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒と上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒とでそれぞれ独立に吸入空気量と混合気の空燃比を制御する手段を含んでいることを特徴とする、請求項1に記載の過給機付き内燃機関。
- 上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒における吸入空気量と混合気の空燃比は、上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒の発生トルクが上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の発生トルクと一致するように制御されることを特徴とする、請求項2に記載の過給機付き内燃機関。
- 第1の気筒群と第2の気筒群とを有し、上記第1の気筒群の気筒からの排気ガスのみが上記過給機を駆動するのに利用されると共に同過給機からの空気は上記第1の気筒群の気筒にのみ供給されるようになっていることを特徴とする、請求項2または3に記載の過給機付き内燃機関。
- 第1の気筒群と第2の気筒群とを有し、上記第1の気筒群の気筒からの排気ガスのみが上記過給機を駆動するのに利用されると共に同過給機からの空気は上記第2の気筒群の気筒にのみ供給されるようになっていることを特徴とする、請求項2または3に記載の過給機付き内燃機関。
- 上記内燃機関に対する要求トルクが機関回転数に応じて予め定められる第1の基準トルク以下である場合には、上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒における混合気の空燃比がリーンとされると共に、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒における混合気の空燃比は上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒における混合気の空燃比よりも大きくされることを特徴とする、請求項2から5の何れか一項に記載の過給機付き内燃機関。
- 上記内燃機関に対する要求トルクが、機関回転数に応じて予め定められる第1の基準トルクより大きく、且つ、機関回転数に応じて予め定められ上記第1の基準トルクよりも大きい第2の基準トルク以下である場合には、上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒における混合気の空燃比がほぼ理論空燃比とされると共に、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒における混合気の空燃比がリーンとされることを特徴とする、請求項2から6の何れか一項に記載の過給機付き内燃機関。
- 上記内燃機関に対する要求トルクが機関回転数に応じて予め定められる第2の基準トルクより大きい場合には、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒における混合気の空燃比と上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒における混合気の空燃比とが共にほぼ理論空燃比とされることを特徴とする、請求項2から7の何れか一項に記載の過給機付き内燃機関。
- 上記各気筒において吸気弁と排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを変更する開閉タイミング変更機構と、上記各気筒において吸気弁と排気弁の少なくとも一方のバルブリフト量を変更するバルブリフト量変更機構との少なくとも一方を具備していて、
上記各気筒においては、混合気の空燃比がリーンとされる場合には混合気の空燃比が理論空燃比とされる場合よりも吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ量が増加されることを特徴とする、請求項1から8の何れか一項に記載の過給機付き内燃機関。 - 上記発生トルク差低減手段として、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒の排気量よりも上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒の排気量が大きくされている、請求項1から9の何れか一項に記載の過給機付き内燃機関。
- 上記発生トルク差低減手段として、上記過給機からの空気が供給される気筒群の気筒における圧縮比よりも上記過給機からの空気が供給されない気筒群の気筒における圧縮比が高くされている、請求項1から10の何れか一項に記載の過給機付き内燃機関。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005356039A JP2007162481A (ja) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | 過給機付き内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005356039A JP2007162481A (ja) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | 過給機付き内燃機関 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007162481A true JP2007162481A (ja) | 2007-06-28 |
Family
ID=38245698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005356039A Pending JP2007162481A (ja) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | 過給機付き内燃機関 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007162481A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7757489B2 (en) * | 2004-07-15 | 2010-07-20 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Engine configuration including an internal combustion engine |
DE102012110922A1 (de) * | 2012-11-14 | 2014-05-15 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung |
JP2015183630A (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP2016053340A (ja) * | 2014-09-04 | 2016-04-14 | 富士重工業株式会社 | エンジン |
-
2005
- 2005-12-09 JP JP2005356039A patent/JP2007162481A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7757489B2 (en) * | 2004-07-15 | 2010-07-20 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Engine configuration including an internal combustion engine |
DE102012110922A1 (de) * | 2012-11-14 | 2014-05-15 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung |
DE102012110922B4 (de) | 2012-11-14 | 2022-07-28 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung |
JP2015183630A (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP2016053340A (ja) * | 2014-09-04 | 2016-04-14 | 富士重工業株式会社 | エンジン |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7753039B2 (en) | Exhaust gas control apparatus of an internal combustion engine | |
JP4042649B2 (ja) | 内燃機関 | |
JP4924229B2 (ja) | 内燃機関のegrシステム | |
JP4392689B2 (ja) | 気筒群個別制御エンジン | |
WO2015001647A1 (ja) | 内燃機関の排気浄化システム | |
JP2005054771A5 (ja) | ||
JP2007162489A (ja) | 過給機付き内燃機関の制御装置 | |
JP2007332867A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2007239493A (ja) | 過給機付き内燃機関 | |
JP2009185737A (ja) | エンジンの過給装置 | |
JP2008138598A (ja) | 内燃機関のegrシステム | |
JP2007162481A (ja) | 過給機付き内燃機関 | |
JP2012087673A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2009191737A (ja) | エンジンの過給装置 | |
JP2009191817A (ja) | エンジンの過給装置 | |
JP2002317640A (ja) | 過給ガスエンジン | |
JP2004124744A (ja) | ターボ過給機付エンジン | |
JP2008069738A (ja) | 内燃機関 | |
JP6699272B2 (ja) | エンジンおよびその制御方法 | |
JP4333264B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
JP3956107B2 (ja) | 多気筒内燃機関の排気浄化装置 | |
WO2013140998A1 (ja) | 内燃機関 | |
JP2008075492A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
US8459003B2 (en) | Exhaust gas after-treatment having reduced rhodium depletion | |
JP4305194B2 (ja) | 内燃機関の排気空燃比制御装置 |