JPH055414A - 機械式過給機付エンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】機械式過給機付エンジンが、ノッキング現象の
発生を回避すべく、高負荷運転状態にあって機械式過給
機が作動せしめられるもとでの各シリンダにおける開弁
オーバーラップ期間が比較的長くなるように設定され、
混合気の吹抜量の増大が生じる場合にも、排気浄化触媒
部が配された排気通路部を通じて外部に排出される排気
ガス中のＨＣ成分及びＣＯ成分等の含有量の増大を抑制
する。 【構成】三元触媒コンバータ（１８）が配された共通排
気通路部（１６）における三元触媒コンバータ（１８）
より上流側の部分にサージタンク（３３）からのエアを
流入させるエア補給状態を選択的にとるエア供給通路
（６８）と、エンジン本体（１）が所定の条件を満たす
高負荷運転状態にあるとき、エア供給通路（６８）にエ
ア補給状態をとらせる制御ブロック（５０）とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸気通路部に機械式過
給機が配設されたエンジンに備えられる排気通路部を通
じて外部に排出される排気ガスの浄化を行う、機械式過
給機付エンジンの排気ガス浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載されるエンジンの分野におい
ては、エンジン本体に接続された排気通路部に排気浄化
機能を有する三元触媒コンバータ等の排気浄化触媒部が
配設されて、エンジン本体から排気通路部を通じて排出
される排気ガスの浄化が図られるとともに、例えば、特
開昭58−220933号公報にも開示されている如くに、エン
ジン本体に配された複数のシリンダに夫々対応して配さ
れた複数の燃料噴射弁により燃料供給が行われるように
されて、空燃比の制御精度の向上や燃料供給応答性の改
善及び空気流動による混合気のミキシングにおける改善
等が図られるが、さらに、エンジン本体に接続された吸
気通路部に、クランク軸の回転が伝達されることにより
駆動されて作動状態におかれる機械式過給機が付設さ
れ、その機械式過給機の過給動作によりエンジン本体に
設けられた複数のシリンダの夫々における吸気充填効率
が高められることによって高出力化が図られたものも知
られている。

【０００３】クランク軸の回転が伝達されて駆動される
機械式過給機が付設されたエンジンにあっては、比較的
低負荷のもとでの運転状態にあるときには、機械式過給
機が非作動状態とされるとともに、比較的高負荷のもと
での運転状態にあるとき、機械式過給機が作動状態とさ
れ、それにより、比較的高負荷のもとでの運転状態にあ
るとき、各シリンダに対する過給が行われて吸気充填効
率が高められ、エンジン出力が増大せしめられるように
されることが多い。

【０００４】このような、機械式過給機の付設による高
出力化が図られた機械式過給機付エンジンにおいては、
機械式過給機が作動するもとでの各シリンダ内の温度上
昇が著しくなり、それに起因してノッキング現象が発生
し易くなるという問題がある。それゆえ、例えば、特開
平2-119621号公報にも示されている如くに、機械式過給
機付エンジンにおいて、機械式過給機により各シリンダ
に過給された吸入空気を利用して各シリンダ内の燃焼後
残留ガスについての掃気を行うことにより、各シリンダ
内の温度上昇を抑制すべく、ノッキング現象が発生し易
い高負荷運転状態にあるとき、各シリンダに対応して設
けられた吸気弁及び排気弁の両者が開弁状態とされるオ
ーバーラップ期間を比較的長くなるように設定して、各
シリンダについての掃気が良好に行われるようになすこ
とが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、機械式
過給機が付設されたエンジンにおいては、比較的高負荷
のもとでの運転状態にあって機械式過給機が作動せしめ
られているときにおける、各シリンダに対応して設けら
れた吸気弁及び排気弁が共に開弁状態におかれるオーバ
ーラップ期間において、排気圧より過給圧が高くなるこ
とに起因して、各シリンダに供給された混合気の排気通
路部側への吹き抜けが生じる。そして、その混合気の排
気通路部側への吹き抜けに伴って、吸入行程中に噴射さ
れた燃料の一部とされる吸気ポート壁等に付着した燃料
が、排気通路部側に吹き抜けることによって、排気通路
部側に吹き抜けた混合気はその空燃比が理論空燃比より
リッチ側のものとされることになり、例えば、排気通路
部に三元触媒コンバータが配設されている場合にも、排
気ガスの浄化に際して酸素量の不足がまねかれて、排気
通路部を通じて外部に排出される排気ガス中における炭
化水素（ＨＣ）成分及び一酸化炭素（ＣＯ）成分等の含
有量が増大せしめられることになってしまうという問題
がある。しかも、エンジンが高負荷及び高回転運転状態
にあるときには、高負荷及び低回転運転状態にあるとき
に比して燃料噴射弁から噴射供給される燃料量が増大さ
れるので、排気通路部に配設された三元触媒コンバータ
による排気ガスの浄化に際しての酸素量の不足がより問
題となる。従って、機械式過給機が付設されたエンジン
が、上述の如くに、ノッキング現象の発生を回避すべ
く、比較的高負荷のもとでの運転状態にあって機械式過
給機が過給動作を行っているときにおける各シリンダに
ついてのオーバーラップ期間が比較的長くなるように設
定される場合には、機械式過給機の過給動作時における
エンジン回転数が比較的高いものとなると、各シリンダ
に供給される混合気の排気通路部側への吹抜量が増大せ
しめられることに伴って、排気通路部側への燃料の吹抜
量も増大せしめられ、排気通路部を通じて外部に排出さ
れる排気ガス中におけるＨＣ成分及びＣＯ成分等の含有
量が増大せしめられる傾向が一段と著しくなる虞があ
る。

【０００６】斯かる点に鑑み、本発明は、吸気通路部に
機械式過給機が付設されたエンジン本体に備えられ、当
該エンジン本体が、ノッキング現象の発生を回避すべ
く、高負荷運転状態にあって機械式過給機が作動せしめ
られるもとでの、各シリンダに対応して設けられた吸気
弁及び排気弁が共に開弁状態におかれるオーバーラップ
期間が比較的長くなるように設定され、それにより、各
シリンダに供給される混合気の排気通路部側への吹抜量
の増大が生じるものとされる場合にも、排気浄化触媒部
が配設された排気通路部を通じて外部に排出される排気
ガス中のＨＣ成分及びＣＯ成分等の含有量の増大を抑制
することができるものとされた、機械式過給機付エンジ
ンの排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明に係る機械式過給機付エンジンの排気ガス浄
化装置は、エンジン出力によって駆動される機械式過給
機が配設された吸気通路部を備え、複数のシリンダの夫
々にその各吸入行程に同期して燃料を噴射供給する複数
の燃料供給手段が設けられた、エンジン本体から伸びる
排気通路部と、エンジン本体から排気通路部へと導かれ
る排気ガスの浄化を行うべく排気通路部に配設された排
気浄化触媒部とに加えて、排気通路部における排気浄化
触媒部より上流側の部分にエア補給源からのエアを流入
させるエア補給状態を選択的にとるエア供給部、及び、
エンジン本体が所定の条件を満たす高負荷運転状態にあ
るとき、エア供給部にエア補給状態をとらせる動作制御
手段を備えて構成される。

【０００８】

【作用】上述の如くに構成される本発明に係る機械式過
給機付エンジンの排気ガス浄化装置にあっては、エンジ
ンが所定の条件を満たす高負荷運転状態にあって機械式
過給機が作動せしめられるもとにおいては、エア供給部
によって排気通路部における排気浄化触媒部より上流側
の部分にエア補給源からのエアが流入される。それによ
り、エンジンが所定の条件を満たす高負荷運転状態にお
かれるとき、各シリンダについて吸気弁及び排気弁の両
者が開弁状態とされるオーバラップ期間が比較的長くさ
れ、それに起因して、各シリンダに供給される混合気の
排気通路部側への吹抜量の増大が生じる場合にも、エア
供給部によって排気通路部における排気浄化触媒部より
上流側の部分に補給されるエアにより、排気通路部に配
設された排気浄化触媒部における排気ガスの浄化に際し
て酸素量の不足がまねかれる事態が回避され、従って、
排気浄化触媒部における排気ガスの浄化が適正に行われ
て、排気通路部を通じて外部に排出される排気ガス中に
おけるＨＣ成分及びＣＯ成分等の含有量の増大が抑制さ
れる。

【０００９】

【実施例】図１及び図２は、本発明に係る機械式過給機
付エンジンの排気ガス浄化装置の一例を、それが適用さ
れた直列４シリンダエンジンと共に示す。

【００１０】図１及び図２においては、エンジン本体１
が、シリンダブロック２，シリンダブロック２の下方に
配されたオイルパン３，シリンダブロック２の上方に配
されたシリンダヘッド４、及び、シリンダヘッド４の上
方に配されたヘッドカバー５により構成されたものとさ
れている。シリンダブロック２の内部には、夫々にピス
トン１７が内挿された４個のシリンダ６が直列配置され
ており、また、シリンダヘッド４には吸気マニホールド
１１の下流側端部及び排気マニホールド１３の上流側端
部が接続されている。

【００１１】４個のシリンダ６の夫々の上部には、シリ
ンダヘッド４内に形成された分岐吸気ポート７の分岐部
分における一対の下流側端部、及び、同じくシリンダヘ
ッド４内に形成された分岐排気ポート９の分岐部分にお
ける一対の上流側端部が開口せしめられている。分岐吸
気ポート７の上流端部は吸気マニホールド１１における
個別通路３５に接続されていて、分岐吸気ポート７及び
個別通路３５によって個別吸気通路部３９が形成されて
いる。吸気マニホールド１１の上流側端部は、共通吸気
通路部１０の下流側部分を形成するサージタンク３３に
接続されており、従って、４個のシリンダ６の夫々は、
分岐吸気ポート７及び個別通路３５から成る個別吸気通
路部３９を通じて、共通吸気通路部１０の下流側部分を
形成するサージタンク３３に連結されていることにな
る。

【００１２】分岐吸気ポート７の分岐部分における一対
の下流端部には一対の吸気弁２０が夫々配されており、
これら吸気弁２０の各々は、分岐吸気ポート７の分岐部
分における一対の下流端部の夫々のシリンダ６に対する
開口部を開閉する開弁状態と閉弁状態とを選択的にとる
ものとされている。そして、個別吸気通路部３９を形成
する吸気マニホールド１１における個別通路３５に、個
別燃料噴射弁３８が配設されており、これら４個の個別
燃料噴射弁３８の夫々は、例えば、対応するシリンダ６
についての吸入行程に同期した燃料噴射動作を行うもの
とされている。

【００１３】一方、分岐排気ポート９の集合部分の下流
側端部は、排気マニホールド１３における個別通路１４
に接続されており、排気マニホールド１３における集合
通路１５が、共通排気通路部１６に連結されている。共
通排気通路部１６には、排気浄化触媒部を形成する三元
触媒コンバータ１８が配設されている。そして、分岐排
気ポート９の分岐部分における一対の上流端部には一対
の排気弁２３が夫々配されており、排気弁２３の各々
は、分岐排気ポート９の分岐部分における一対の上流端
部の夫々のシリンダ６に対する開口部を開閉する開弁状
態と閉弁状態とを選択的にとるものとされている。

【００１４】共通吸気通路部１０には、その上流側から
順次、吸気取入口部を備えたエアクリーナ２５，エアフ
ローセンサ２６，スロットル開度センサ２７Ａを伴った
スロットル弁２７，エンジン本体１に配されたクランク
軸２８（図２）の回転がベルト２９及び電磁クラッチ３
０を介して選択的に伝達されて作動せしめられるリショ
ルム型の機械式過給機３１，共通吸気通路部１０内の吸
気を冷却するインタークーラ３２、及び、サージタンク
３３が配されている。

【００１５】機械式過給機３１に備えられた電磁クラッ
チ３０は、エンジン本体１の運転状態が、縦軸にスロッ
トル弁２７の開度に応じて変化せしめられるエンジン負
荷Ｔｈがとられ、横軸にエンジン回転数Ｎｅがとられて
あらわされる図３の特性図に示される、比較的低速及び
低負荷のもとでの運転状態に対応する領域Ａもしくは領
域Ｂにあるときには遮断状態におかれ、また、エンジン
本体１の運転状態が、図３の特性図に示される、比較的
高速又は高負荷のもとでの運転状態に対応する領域Ｃも
しくは領域Ｄにあるときには、接続状態におかれるもの
とされており、それによって、機械式過給機３１は、エ
ンジン本体１が低速及び低負荷のもとでの運転状態にあ
るときには、クランク軸２８の回転が伝達されず、非動
作状態におかれ、また、エンジン本体１が比較的高速又
は高負荷のもとでの運転状態にあるときには、クランク
軸２８の回転が伝達されて、シリンダ６における吸気充
填率を高める過給動作状態におかれる。

【００１６】共通吸気通路部１０におけるスロットル弁
２７と機械式過給機３１との間の部分とサージタンク３
３とは吸気バイパス４１よって連結されており、吸気バ
イパス４１には、ソレノイド弁４２により駆動されるダ
イアフラム式の吸気バイパス制御弁４３が設けられてい
る。ソレノイド弁４２は、それに供給される制御信号Ｓ
Ｓに応じて、エンジン本体１が低速及び低負荷のもとで
の運転状態にあるときには、サージタンク３３に得られ
る吸気圧が吸気バイパス４１を通じて吸気バイパス制御
弁４３の圧力室に導かれることになる動作状態をとり、
また、エンジン本体１が高速又は高負荷のもとでの運転
状態にあるときには、サージタンク３３に得られる吸気
圧が吸気バイパス制御弁４３の圧力室に導かれないこと
になる動作状態をとるものとされている。それにより、
吸気バイパス制御弁４３は、エンジン本体１が低速及び
低負荷のもとでの運転状態にあって機械式過給機３１が
非動作状態におかれるときには、吸気バイパス４１を開
通状態とし、それにより、共通吸気通路部１０における
スロットル弁２７を通じた吸気が吸気バイパス４１を通
じて直接にサージタンク３３に流入することになり、吸
気に対する通路抵抗が低減せしめられる。

【００１７】また、吸気バイパス制御弁４３は、エンジ
ン本体１が高速又は高負荷のもとでの運転状態にあって
機械式過給機３１が過給動作状態におかれるときには、
共通吸気通路部１０における機械式過給機３１より下流
側の部分における吸気圧が予め設定された充分に高い値
以下とされる所定の値となるように、吸気バイパス４１
における還流量を制御し、それにより、共通吸気通路部
１０におけるスロットル弁２７を通じた吸気が機械式過
給機３１による過給に供され、サージタンク３３に比較
的高い吸気圧が得られることになる。そして、斯かるも
とで、共通吸気通路部１０における機械式過給機３１よ
り下流側の部分における吸気圧が予め設定された充分に
高い値を越えるものとされると、ソレノイド弁４２が、
サージタンク３３に得られる吸気圧が吸気バイパス４１
を通じて吸気バイパス制御弁４３の圧力室に導かれて、
吸気バイパス制御弁４３が吸気バイパス４１を開状態と
することになる状態をとるものとされ、それにより、サ
ージタンク３３に得られる吸気圧が吸気バイパス４１を
通じて低下せしめられて、共通吸気通路部１０における
機械式過給機３１より下流側の部分における吸気圧が予
め設定された充分に高い値以下となるように調整され、
共通吸気通路部１０内における吸気圧が過大となって各
部に悪影響を及ぼすことになる事態が回避される。

【００１８】上述の吸気バイパス４１に設けられた吸気
バイパス制御弁４３を制御するソレノイド弁４２に対す
る制御信号ＳＳの供給は、エンジン本体に設けられた制
御ブロック５０によって行われる。制御ブロック５０に
は、エンジン回転数センサ６５から得られるエンジン回
転数をあらわす検出出力信号Ｓｎ，クランク回転角セン
サ６６から得られるクランク回転角をあらわす検出出力
信号Ｓｃ，エアフローセンサ２６から得られる吸気流量
をあらわす検出出力信号Ｓａ、及び、スロットル開度セ
ンサ２７Ａから得られるスロットル開度をあらわす検出
出力信号Ｓｔ等のエンジン本体１の運転状態をあらわす
各種検出出力信号が供給される。そして、制御ブロック
５０は、供給される各種検出出力信号に基づいて、エン
ジン本体１の運転状態が、図３の特性図に示される、比
較的低速及び低負荷のもとでの運転状態に対応する領域
Ａもしくは領域Ｂにあるときには、ソレノイド弁４２
に、サージタンク３３に得られる吸気圧が吸気バイパス
４１を通じて吸気バイパス制御弁４３の圧力室に導かれ
ることになる動作状態をとらせる制御信号ＳＳを送出す
る。

【００１９】各シリンダ６に対して設けられた分岐吸気
ポート７の分岐部分におけるシリンダ６に対する一対の
開口部を夫々開閉する一対の吸気弁２０、及び、同じく
各シリンダ６に対して設けられた分岐排気ポート９の分
岐部分におけるシリンダ６に対する一対の開口部を夫々
開閉する一対の排気弁２３は、シリンダヘッド４に配さ
れた動弁機構部を構成する可変バルブタイミング機構４
５によって各々の動作が制御されるものとなされてい
る。そして、可変バルブタイミング機構４５は、エンジ
ン本体１に設けられた、制御ブロック５０により制御さ
れて可変バルブタイミング機構４５に対して作動油圧を
供給する油圧回路部４９が付設されている。

【００２０】可変バルブタイミング機構４５は、例え
ば、図４に示される如くに構成され、クランク軸２８の
回転がコッグドベルト４６を介してギア４７及び４８に
伝達されて、ギア４７及び４８が夫々組み付けられた吸
気側カム軸５１及び排気側カム軸５２が駆動される。吸
気側カム軸５１には、その一端面にボルト締結されて吸
気側カム軸５１の延長方向に突出する環状のスペーサ５
３と、スペーサ５３を覆うものとされたカバー部材５４
とが組み付けられている。カバー部材５４は、吸気側カ
ム軸５１の一端部に嵌合せしめられた第１の筒状部材５
４Ａ，第１の筒状部材５４Ａとギア４７とにボルト締結
され、スペーサ５３の外周面部との間に空間部５５を形
成するものとされた第２の筒状部材５４Ｂ、及び、スペ
ーサ５３との間に吸気側カム軸５１及びスペーサ５３を
貫通する油路５６に通じる間隙５７を形成して、スペー
サ５３の突出端面部を覆う円板状部材５４Ｃにより形成
されている。そして、第２の筒状部材５４Ｂとスペーサ
５３との間に形成された空間部５５には、コイルスプリ
ング５８により円板状部材５４Ｃ側に付勢された環状の
ピストン部材５９が配されている。

【００２１】ピストン部材５９は、第１の筒状部材５４
Ａ側に位置する第１の環状体５９Ａと、円板状部材５４
Ｃ側に位置して複数のピン５９Ｂにより第１の環状体５
９Ａに連結された第２の環状体５９Ｃとを有して構成さ
れ、外周面部が第２の筒状部材５４Ｂの内周面部にヘリ
カルスプライン係合されるとともに、内周面部がスペー
サ５３の外周面部にヘリカルスプライン係合されたもの
となされている。ピストン部材５９と第２の筒状部材５
４Ｂとのヘリカルスプライン係合と、ピストン部材５９
とスペーサ５３とのヘリカルスプライン係合とは、捩じ
り方向が逆向きとされている。斯かるピストン部材５９
は、油圧回路部４９からの作動油圧が作用せしめられな
いとき、コイルスプリング５８の付勢力により円板状部
材５４Ｃ側の位置に維持され、また、油圧回路部４９か
らの作動油圧が、油路５６から円板状部材５４Ｃとスペ
ーサ５３との間に形成された間隙５７を通じて第２の環
状体５９Ｃに作用せしめられると、コイルスプリング５
８の付勢力に抗して吸気側カム軸５１に沿う方向に移動
せしめられる。

【００２２】吸気側カム軸５１には、対を成す吸気側カ
ム部６０が４対形成されており、一対の吸気側カム部６
０は、夫々、各シリンダ６に対して設けられた分岐吸気
ポート７の分岐部分におけるシリンダ６に対する一対の
開口部を夫々開閉する一対の吸気弁２０を駆動するもの
とされている。一方、排気側カム軸５２にも、対を成す
排気側カム部６３が４対形成されており、一対の排気側
カム部６３は、夫々、各シリンダ６に対して設けられた
分岐排気ポート９の分岐部分におけるシリンダ６に対す
る一対の開口部を夫々開閉する一対の排気弁２３を駆動
するものとされている。そして、一対の吸気側カム部６
０は、一対の吸気弁２０に同時に開閉動作を行わせ、ま
た、一対の排気側カム部６３は、一対の排気弁２３に同
時に開閉動作を行わせる。

【００２３】油圧回路部４９は制御ブロック５０により
制御されるが、制御ブロック５０は、それに供給される
各種検出出力信号に基づいて形成した制御信号Ｃｏを油
圧回路部４９に供給し、エンジン本体１の運転状態に応
じて、油圧回路部４９の可変バルブタイミング機構４５
におけるピストン部材５９に対する作動油圧の供給状態
を制御する。

【００２４】油圧回路部４９は、制御ブロック５０から
の制御信号Ｃｏによる制御のもとに、例えば、エンジン
本体１の運転状態が、図３の特性図に示される、低速及
び低負荷運転状態に対応する領域Ａにあるときには、可
変バルブタイミング機構４５におけるピストン部材５９
に作動油圧を作用させない状態をとる。斯かるもとにお
いては、一対の吸気弁２０の夫々は、吸気側カム軸５１
の回転に伴う一対の吸気側カム部６０の回動に従って、
共に、縦軸に開弁変位量Ｄｓがとられ、横軸に時間ｔが
とられてあらわされる図５の特性図における曲線αによ
り示される如くの開弁変位量をもって作動するものとさ
れ、排気行程における上死点ＴＤＣｅより早い時点ｔｂ
において閉弁状態から開弁状態への移行を開始し、その
後最大開弁変位量をとる開弁状態を経て、次の吸入行程
における下死点ＢＤＣｉより遅い時点ｔｅにおいて開弁
状態から閉弁状態への移行を完了するものとされる。一
方、一対の排気弁２３の夫々は、排気側カム軸５２の回
転に伴う一対の排気側カム部６３の回動に従って、図５
の特性図における曲線βにより示される如くの開弁変位
量をもって作動するものとされ、爆発行程における下死
点ＢＤＣｃより早い時点において閉弁状態から開弁状態
への移行を開始し、その後最大開弁変位量をとる開弁状
態を経るとともに、時点ｔａにおいては開弁状態におか
れ、次の排気行程における上死点ＴＤＣｅより遅い時点
ｔｃにおいて開弁状態から閉弁状態への移行を完了する
ものとされる。それにより、一対の吸気弁２０と一対の
排気弁２３とが共に開弁状態とされるオーバーラップ期
間ＴＡが、時点ｔｂから時点ｔｃまでの比較的短い期間
として設定される。そして、斯かるもとで、複数の個別
吸気通路部３９に臨設された燃料噴射弁３８は、夫々、
制御ブロック５０からの制御信号ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＩ
３及びＳＩ４によって、対応する一対の吸気弁２０と一
対の排気弁２３とが共に開弁状態とされるオーバーラッ
プ期間ＴＡ内において燃料噴射を開始すべく動作制御さ
れる。

【００２５】これに対して、油圧回路部４９は、エンジ
ン本体１の運転状態が、図３の特性図に示される、比較
的高速又は高負荷のもとでの運転状態に対応する領域Ｃ
及びＤを含むものとされた、領域Ａ以外の領域にあると
きには、可変バルブタイミング機構４５におけるピスト
ン部材５９に作動油圧を作用させる状態をとる。斯かる
もとにおいては、ピストン部材５９が油圧回路部４９か
らの作動油圧の作用により、コイルスプリング５８の付
勢力に抗して吸気側カム軸５１に沿って移動せしめら
れ、吸気側カム軸５１の回転が排気側カム軸５２の回転
に対して進み側のものとなる相互回転位相変化が生ぜし
められる。それにより、一対の排気弁２３の夫々の作動
は変化せしめられず、図５の特性図における曲線βによ
り示される如くの開弁変位量をとるものとされるのに対
して、一対の吸気弁２０は、吸気側カム軸５１の回転に
伴う一対の吸気側カム部６０の回動に従って、共に、図
５の特性図における曲線γにより示される如くの開弁変
位量をもって作動するものとされ、排気行程における上
死点ＴＤＣｅより早い時点ｔｂよりさらに早い時点ｔａ
において閉弁状態から開弁状態への移行を開始し、その
後最大開弁変位量をとる開弁状態を経て、次の吸入行程
における下死点ＢＤＣｉより遅く、時点ｔｅより早い時
点ｔｄにおいて開弁状態から閉弁状態への移行を完了す
るものとされる。即ち、このとき一対の吸気弁２０が閉
弁状態から開弁状態への移行を開始する時点ｔａ、及
び、その後の一対の吸気弁２０が開弁状態から閉弁状態
への移行を完了する時点ｔｄは、夫々、エンジン本体１
の運転状態が低速及び低負荷運転状態に対応する領域Ａ
にあるもとで、一対の吸気弁２０が閉弁状態から開弁状
態への移行を開始する時点ｔｂ、及び、その後の一対の
吸気弁２０が開弁状態から閉弁状態への移行を完了する
時点ｔｅに比して早められたものとされるのであり、そ
れによって、斯かる際に一対の吸気弁２０と一対の排気
弁２３とが共に開弁状態とされるオーバーラップ期間Ｔ
Ｂが、比較的長い期間として設定されることになる。そ
して、斯かるもとにおいても、複数の個別吸気通路部３
９に臨設された燃料噴射弁３８は、夫々、制御ブロック
５０からの制御信号ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＩ３及びＳＩ４
によって、対応する一対の吸気弁２０と一対の排気弁２
３とが共に開弁状態とされるオーバーラップ期間ＴＢ内
において燃料噴射を開始すべく動作制御される。

【００２６】このように、エンジン本体１の運転状態が
図３の特性図に示される領域Ａ以外の領域に対応するも
のとされて、一対の吸気弁２０と一対の排気弁２３とが
共に開弁状態とされるオーバーラップ期間が比較的長い
期間とされるもとでは、各シリンダ６において燃焼後残
留ガスの掃気が良好に行われ、それによって、各シリン
ダ６内の温度上昇が抑制されて、ノッキング現象の発生
が効果的に抑制される。

【００２７】上述の構成に加えて、図１及び図２に示さ
れる例においては、共通排気通路部１６における三元触
媒コンバータ１８の上流側の部分が、ソレノイド弁６７
が介在せしめられたエア供給通路６８を通じて、サージ
タンク３３に連結される構成がとられており、サージタ
ンク３３はエア補給源としての役割を果たすものとされ
て、ソレノイド弁６７がエア供給通路６８を開通させる
とき、サージタンク３３からのエアが、エア供給通路６
８を通じて、共通排気通路部１６における三元触媒コン
バータ１８の上流側の部分に補給される。ソレノイド弁
６７は、それに供給される制御信号ＳＶに応じて、エン
ジン本体１が比較的低負荷のもとでの運転状態にあると
きには、エア供給通路６８を閉塞する閉状態をとり、ま
た、エンジン本体１が、エンジン負荷の値が所定の値以
上とされる、高負荷運転状態にあるとき、エア供給通路
６８を開通させる開状態をとるものとされている。

【００２８】エア供給通路６８に設けられたソレノイド
弁６７に対する制御信号ＳＶの供給も、エンジン本体１
に設けられた制御ブロック５０によって行われる。制御
ブロック５０には、それに供給される各種検出出力信号
に基づいて、エンジン本体１の運転状態が、図３の特性
図に示される、スロットル弁２７の開度に応じて変化せ
しめられるエンジン負荷Ｔｈの値が所定の値Ｔｈｖ未満
とされる、比較的低負荷のもとでの運転状態に対応する
領域Ａ，領域Ｂもしくは領域Ｃにあるときには、ソレノ
イド弁６７に、エア供給通路６８を閉塞する動作状態を
とらせる制御信号ＳＶを送出するとともに、エンジン本
体１の運転状態が、図３の特性図に示される、エンジン
負荷Ｔｈの値が所定の値Ｔｈｖ以上とされる、高負荷運
転状態に対応する領域Ｄにあるときには、ソレノイド弁
６７に、エア供給通路６８を開通させる動作状態をとら
せる制御信号ＳＶを送出する。

【００２９】上述の如くに、エンジン本体１が、図３の
特性図における領域Ｄに対応する、高負荷運転状態にあ
るとき、サージタンク３３からのエアが、エア供給通路
６８を通じて、共通排気通路部１６における三元触媒コ
ンバータ１８の上流側の部分に補給されることにより、
そのとき、エンジン本体１における各シリンダ６から排
気弁２３を通じて排気マニホールド１３に導出されて共
通排気通路部１６を流れるものとされた排気ガスが、サ
ージタンク３３からのエアと共に三元触媒コンバータ１
８を通過するものとされることになる。従って、斯かる
際に、各シリンダ６におけるノッキング現象の発生を抑
制する観点から、各シリンダ６について、それに対応す
る一対の吸気弁２０が閉弁状態から開弁状態へと移行す
る吸入行程の初期における、一対の吸気弁２０と一対の
排気弁２３との両者が開弁状態とされるオーバーラップ
期間が比較的長い期間とされ、それにより、混合気の一
対の吸気弁２０側から一対の排気弁２３側への吹抜量が
増大せしめられて、一対の吸気弁２０側から一対の排気
弁２３側へ吹き抜けた混合気が排気ガスと共に共通排気
通路部１６における三元触媒コンバータ１８を通じるも
のとされても、エア供給通路６８を通じて共通排気通路
部１６における三元触媒コンバータ１８の上流側の部分
に補給されるサージタンク３３からのエアによって、三
元触媒コンバータ１８における排気ガスの浄化に際して
酸素量の不足がまねかれる事態が回避され、その結果、
三元触媒コンバータ１８における排気ガスの浄化が適正
に行われて、排気通路部１６を通じて外部に排出される
排気ガス中におけるＨＣ成分及びＣＯ成分等の含有量の
増大が抑制される。

【００３０】さらに、複数の個別吸気通路部３９に夫々
臨設された燃料噴射弁３８による燃料の噴射供給が、制
御ブロック５０からの制御信号ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＩ３
及びＳＩ４によって、各燃料噴射弁３８に一対の吸気弁
２０と一対の排気弁２３とが共に開弁状態とされるオー
バーラップ期間内において開始されるように制御される
ので、燃料噴射弁３８により噴射供給された燃料が実際
に各シリンダ６に供給される時期は、オーバーラップ期
間の終了直前からオーバーラップ期間の終了後にかけて
の期間とされ、それにより、オーバーラップ期間中にお
ける燃料の一対の吸気弁２０側から一対の排気弁２３側
へ吹抜量が低減されることになる。

【００３１】なお、上述の例においては、共通排気通路
部１６における三元触媒コンバータ１８の上流側の部分
に対するサージタンク３３からのエアのエア供給通路６
８を通じた補給は、エンジン本体１が、図３の特性図に
おける領域Ｄに対応する、高負荷運転状態にないとき停
止されるようになされているが、それとは異なり、例え
ば、各シリンダ６に供給される混合気が、理論空燃比に
比してリーン側のものとされていることが検出されたと
き、共通排気通路部１６における三元触媒コンバータ１
８の上流側の部分に対するサージタンク３３からのエア
のエア供給通路６８を通じた補給が停止されるようにな
されてもよい。斯かる際には、例えば、排気マニホール
ド１３あるいは共通排気通路部１６に、酸素濃度センサ
（Ｏ₂ センサ）が設けられて、それから得られる検出出
力信号が制御ブロック５０に供給され、制御ブロック５
０において、各シリンダ６に供給される混合気が理論空
燃比に比してリーン側のものとされた状態が検出され
る。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
係る機械式過給機付エンジンの排気ガス浄化装置によれ
ば、エンジンが所定の条件を満たす高負荷運転状態にあ
って機械式過給機が作動せしめられるもとにおいては、
エア供給部によって排気通路部における排気浄化触媒部
より上流側の部分に、例えば、吸気通路部側のサージタ
ンクとされるエア補給源からのエアが流入されるので、
エンジンが所定の条件を満たす高負荷運転状態におかれ
るとき、ノッキング現象の発生を抑制する観点から、各
シリンダについて吸気弁及び排気弁の両者が開弁状態と
されるオーバラップ期間が比較的長くされ、それに起因
して、各シリンダに供給される混合気の排気通路部側へ
の吹抜量の増大が生じる場合にも、エア供給部によって
排気通路部における排気浄化触媒部より上流側の部分に
補給されるエアにより、排気通路部に配設された排気浄
化触媒部における排気ガスの浄化に際して酸素量の不足
がまねかれる事態を回避でき、その結果、排気浄化触媒
部における排気ガスの浄化が適正に行われる状態を得
て、排気通路部を通じて外部に排出される排気ガス中に
おけるＨＣ成分及びＣＯ成分等の含有量の増大を効果的
に抑制することができることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る機械式過給機付エンジンの排気ガ
ス浄化装置の一例をそれが適用されたエンジンと共に示
す概略構成図である。

【図２】図１に示される例における主要部を示す断面図
である。

【図３】図１に示される例の動作説明に供される特性図
である。

【図４】図１に示される例における可変バルブタイミン
グ機構を示す部分断面図を含む平面図である。

【図５】図１に示される例の動作説明に供される特性図
である。

【符号の説明】

１ エンジン本体 ６ シリンダ １０ 共通吸気通路部 １１ 吸気マニホールド １３ 排気マニホールド １６ 共通排気通路部 １８ 三元触媒コンバータ ２０ 吸気弁 ２３ 排気弁 ３８ 個別燃料噴射弁 ３９ 個別吸気通路部 ４５ 可変バルブタイミング機構 ５０ 制御ブロック ６７ ソレノイド弁 ６８ エア供給通路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】エンジン出力によって駆動される機械式過
   給機が配設された吸気通路部を備え、複数のシリンダの
   夫々にその各吸入行程に同期して燃料を噴射供給する複
   数の燃料供給手段が設けられた、エンジン本体から伸び
   る排気通路部と、上記エンジン本体から上記排気通路部
   へと導かれる排気ガスの浄化を行うべく上記排気通路部
   に配設された排気浄化触媒部と、上記排気通路部におけ
   る上記排気浄化触媒部より上流側の部分に、エア補給源
   からのエアを流入させるエア補給状態を選択的にとるエ
   ア供給部と、上記エンジン本体が所定の条件を満たす高
   負荷運転状態にあるとき、上記エア供給部に上記エア補
   給状態をとらせる動作制御手段と、を備えて構成される
   機械式過給機付エンジンの排気浄化装置。 【請求項２】エンジン本体に設けられた複数のシリンダ
   の夫々に対応する燃料供給手段が、対応するシリンダに
   対して設けられた吸気弁及び排気弁が共に開弁状態にお
   かれるオーバーラップ期間中に燃料供給動作を開始する
   ことを特徴とする請求項１記載の機械式過給機付エンジ
   ンの排気浄化装置。