JP2000179329A - Exhaust purifying apparatus of multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents

Exhaust purifying apparatus of multi-cylinder internal combustion engine

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JP2000179329A
JP2000179329A JP10355152A JP35515298A JP2000179329A JP 2000179329 A JP2000179329 A JP 2000179329A JP 10355152 A JP10355152 A JP 10355152A JP 35515298 A JP35515298 A JP 35515298A JP 2000179329 A JP2000179329 A JP 2000179329A
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JP
Japan
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exhaust
catalyst
passage
cylinder
temperature
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JP10355152A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Murata
真一 村田
Hirobumi Azuma
博文 東
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust purifying apparatus of a multi-cylinder internal combustion engine which has a catalyst in a main exhaust passage where a plurality of exhaust passages gather which are connected independently per cylinder group, wherein the apparatus is capable of improving a characteristic of an exhaust gas by efficiently increasing a temperature of the catalyst at an early stage while preventing the increase in rotational fluctuation due to a pumping loss. SOLUTION: A catalyst 30 is provided in a main exhaust passage 26. A reflux passage 14 is provided so as to connect a second exhaust passage 19 with an air-intake passage 10 located downstream of an air-quantity adjusting means 11. On a specific operating condition, a partial cylinder operating means discontinues combustion of a second cylinder-group 1b, and a valve means 16 simultaneously opens the reflux passage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多気筒内燃機関の
排気浄化装置に係り、詳しくは、複数の気筒群毎に独立
に接続された排気通路に排ガスを流した後、主排気通路
で集合させるよう構成された排気系の触媒昇温技術に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine, and more particularly, to exhaust gas flowing through independently connected exhaust passages for a plurality of cylinder groups and then collecting the exhaust gas at a main exhaust passage. The present invention relates to a catalyst temperature rising technique for an exhaust system configured to cause the temperature rise.

【0002】[0002]

【関連する背景技術】多気筒内燃機関の排気通路に設け
られた床下触媒(触媒)上流の排気マニホールド近傍に
フロント触媒(前段触媒)を配置して該フロント触媒を
早期に昇温させ、これにより排ガス特性を向上する排気
浄化装置が実用化されている。特に、V型多気筒エンジ
ンのようにフロントバンク側とリヤバンク側との複数の
気筒群からそれぞれ独立に排気マニホールドが延びてい
るような多気筒内燃機関では、エンジンルーム内の他の
部品の配設性の悪化やコスト高を招かないよう、フロン
ト触媒を片側バンク側(例えば、フロントバンク側)に
のみ設けた排気浄化装置が公知である。
[Related Background Art] A front catalyst (front-stage catalyst) is arranged near an exhaust manifold upstream of an underfloor catalyst (catalyst) provided in an exhaust passage of a multi-cylinder internal combustion engine to heat up the front catalyst quickly. Exhaust gas purification devices that improve exhaust gas characteristics have been put to practical use. In particular, in a multi-cylinder internal combustion engine such as a V-type multi-cylinder engine in which exhaust manifolds extend independently from a plurality of cylinder groups on the front bank side and the rear bank side, other parts in the engine room are arranged. An exhaust gas purifying apparatus is known in which a front catalyst is provided only on one bank side (for example, on the front bank side) so as not to deteriorate performance and increase costs.

【0003】そして、このような片側バンク側にのみフ
ロント触媒を有した多気筒内燃機関において、特定運転
条件のときに当該片側バンク側でリッチ空燃比運転を行
う一方、もう片方のバンク側の燃料噴射を停止して部分
気筒運転を行い、前置触媒(フロント触媒)を経た片側
バンク側からの未燃燃料(HC等)を含む排ガスともう
片方のバンク側からの燃料を含まない新気とを排気管内
で反応させて排気昇温させ、これによりメイン触媒(床
下触媒)を早期に昇温させる構成の排気浄化装置が特開
平7−133716号公報等に開示されている。
[0003] In such a multi-cylinder internal combustion engine having a front catalyst only on one bank side, the rich air-fuel ratio operation is performed on the one bank side under specific operating conditions, while the fuel on the other bank side is operated. Injection is stopped, partial cylinder operation is performed, and exhaust gas containing unburned fuel (HC, etc.) from one bank through the pre-catalyst (front catalyst) and fresh air not containing fuel from the other bank are used. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-133716 discloses an exhaust gas purifying apparatus having a structure in which the temperature of exhaust gas is raised by reacting the same in an exhaust pipe, thereby raising the temperature of a main catalyst (underfloor catalyst) early.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
開示された排気浄化装置では、メイン触媒を活性温度に
まで昇温させようとした場合、一方のバンク側でリッチ
空燃比運転を行い、該一方のバンク側から前置触媒を介
して排出される未燃燃料を含む高温の排ガスを幾らメイ
ン触媒に流したとしても、該未燃燃料を燃焼させるべ
く、必ずや他方のバンク側から排出される冷えた(例え
ば、常温の)新気がスロットル弁で絞り制御してもメイ
ン触媒に多量に流入してメイン触媒が冷却され、これに
よりメイン触媒の昇温が十分に行われないという問題が
ある。
However, in the exhaust gas purifying apparatus disclosed in the above publication, when the temperature of the main catalyst is to be raised to the activation temperature, the rich air-fuel ratio operation is performed on one bank side. No matter how much high-temperature exhaust gas containing unburned fuel discharged from one bank through the pre-catalyst flows into the main catalyst, it is always discharged from the other bank to burn the unburned fuel. Even if the cooled fresh air (for example, at normal temperature) is throttle-controlled by the throttle valve, a large amount flows into the main catalyst to cool the main catalyst, thereby causing a problem that the temperature of the main catalyst is not sufficiently increased. .

【0005】また、冷えた新気がメイン触媒に流入しな
いよう、他方のバンク側に接続される吸気通路に設けら
れたスロットル弁を精度よく閉じたとしても、この際、
シリンダ内が真空となり、ポンピングロスが増大して内
燃機関の回転変動が大きくなるという問題もある。本発
明はこのような問題点を解決するためになされたもの
で、その目的とするところは、気筒群毎に独立に接続さ
れた複数の排気通路が集合する主排気通路に触媒を有し
た多気筒内燃機関の排気浄化装置において、ポンピング
ロスによる回転変動の増大を防止しながら効率よく早期
に触媒を昇温させ排ガス特性を向上させることの可能な
多気筒内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
In order to prevent cold fresh air from flowing into the main catalyst, even if the throttle valve provided in the intake passage connected to the other bank is closed precisely,
There is also a problem that the inside of the cylinder becomes a vacuum, the pumping loss increases, and the rotation fluctuation of the internal combustion engine increases. The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a multiple exhaust passage having a catalyst in a main exhaust passage in which a plurality of exhaust passages independently connected to each cylinder group are gathered. To provide an exhaust purification device for a multi-cylinder internal combustion engine capable of efficiently raising the temperature of a catalyst early and improving exhaust gas characteristics while preventing an increase in rotation fluctuation due to pumping loss. It is in.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項1の発明では、第1気筒群及び第2気筒
群に第1排気通路及び第2排気通路がそれぞれ独立に接
続され、これら第1排気通路と第2排気通路とが集合し
て主排気通路として延びる排気系において、主排気通路
に触媒を設けるようにしており、第2排気通路と空気量
調整手段よりも下流の吸気通路とを繋ぐようにして還流
通路が設けられている。そして、特定運転条件になる
と、部分気筒運転手段によって第2気筒群の燃焼を中断
し、同時に、弁手段によって還流通路が開とされるよう
にされている。
To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a first exhaust passage and a second exhaust passage are independently connected to a first cylinder group and a second cylinder group, respectively. In an exhaust system in which the first exhaust passage and the second exhaust passage collectively extend as a main exhaust passage, a catalyst is provided in the main exhaust passage, and the catalyst is provided downstream of the second exhaust passage and the air amount adjusting means. A recirculation passage is provided to connect to the intake passage. When the specific operating condition is reached, the combustion in the second cylinder group is interrupted by the partial cylinder operating means, and at the same time, the recirculation passage is opened by the valve means.

【0007】従って、例えば、冷態始動時のように触媒
の昇温が必要な特定運転条件下では、第2気筒群側にお
いて噴射弁による燃料噴射停止や点火栓による着火停止
等により燃焼を止めることになり、第1気筒群でのみ噴
射弁より噴射された燃料が燃焼して排出される高温の排
ガスが触媒に達する一方、第2気筒群からは燃焼室内に
吸入された新気が燃焼なくそのまま排出され、当該排出
された新気は殆ど触媒に達することなく還流通路を通っ
て再び吸気通路に戻されることになる。
Therefore, for example, under specific operating conditions that require the temperature of the catalyst to be raised, such as at the time of a cold start, combustion is stopped by stopping fuel injection by the injection valve or stopping ignition by the spark plug on the second cylinder group side. That is, only the first cylinder group burns the fuel injected from the injection valve and the high temperature exhaust gas discharged from the cylinder reaches the catalyst, while the fresh air sucked into the combustion chamber from the second cylinder group does not burn. The discharged fresh air is returned to the intake passage through the return passage almost without reaching the catalyst.

【0008】これにより、触媒には第1気筒群からの高
温の排ガスのみが流入し、第2気筒群からの冷えた(例
えば、常温の)新気の流入は抑制されることになり、触
媒が不用意に冷却されることなく効率よく昇温し、排ガ
ス特性の早期向上が図られる。この際、第1気筒群のみ
の燃焼によって所望の機関出力を得る必要性から第1気
筒群に供給される燃料量は多くなり、必然的に第1気筒
群から排出される排ガスの温度は非常に高くなる。故
に、触媒は早期に昇温可能とされる。
As a result, only the high-temperature exhaust gas from the first cylinder group flows into the catalyst, and the inflow of cold (for example, normal temperature) fresh air from the second cylinder group is suppressed. Can be efficiently heated without carelessly cooling, and the exhaust gas characteristics can be improved early. At this time, the amount of fuel supplied to the first cylinder group increases due to the necessity of obtaining a desired engine output by combustion of only the first cylinder group, and the temperature of exhaust gas discharged from the first cylinder group necessarily becomes extremely high. Become higher. Therefore, the temperature of the catalyst can be raised early.

【0009】特に、V型多気筒エンジンのフロントバン
クとリヤバンクのように、第1気筒群と第2気筒群とで
シリンダヘッド及びシリンダブロックがそれぞれ互いに
独立しているような場合には、第1気筒群(例えば、フ
ロントバンク)での燃焼熱が第2気筒群(例えば、リヤ
バンク)に奪われ難いため、燃焼熱によって排ガスが十
分に上昇することになり、これによっても触媒は早期に
昇温可能とされる。
In particular, when the cylinder head and the cylinder block are independent of each other in the first cylinder group and the second cylinder group, such as the front bank and the rear bank of a V-type multi-cylinder engine, the first bank is used. Since the heat of combustion in the cylinder group (for example, the front bank) is not easily taken by the second cylinder group (for example, the rear bank), the exhaust gas sufficiently rises due to the combustion heat, and the catalyst also quickly rises in temperature. It is possible.

【0010】好ましくは、第2排気通路のうち還流通路
の分岐部よりも下流位置に開閉弁を設け、部分気筒運転
時に閉弁して排ガス(ここでは新気)が触媒側に流れる
のを防止するのがよく、これにより、第2気筒群から排
出された新気は触媒に達することなく還流通路を経て全
て良好に吸気通路に戻され、触媒はより一層効率よく昇
温可能とされる。
Preferably, an on-off valve is provided at a position downstream of the branch of the recirculation passage in the second exhaust passage, and the valve is closed during partial cylinder operation to prevent exhaust gas (here, fresh air) from flowing to the catalyst side. Therefore, all the fresh air discharged from the second cylinder group is returned to the intake passage via the recirculation passage without reaching the catalyst, so that the temperature of the catalyst can be raised more efficiently.

【0011】また、第1気筒群では、排気温度を積極的
に上昇させるべく排気昇温運転をするのが好ましい。即
ち、点火時期をリタードさせて未燃燃料を膨張行程或い
は第1排気通路内で反応させるようにするのがよく、さ
らに、多気筒内燃機関が筒内噴射型火花点火式内燃機関
の場合にあっては、主噴射以外に膨張行程で副噴射を行
う2段噴射を実施して未燃燃料を膨張行程或いは第1排
気通路内で反応させるようにするのがよい。
In the first cylinder group, it is preferable to perform an exhaust gas heating operation in order to positively increase the exhaust gas temperature. That is, it is preferable that the ignition timing is retarded so that the unburned fuel reacts in the expansion stroke or the first exhaust passage. Further, when the multi-cylinder internal combustion engine is a direct injection type spark ignition type internal combustion engine, In other words, it is preferable to perform a two-stage injection in which a sub-injection is performed in the expansion stroke in addition to the main injection to cause the unburned fuel to react in the expansion stroke or the first exhaust passage.

【0012】また、第1排気通路のみに前段触媒を配設
することにより、当該前段触媒の早期昇温も図られ、さ
らに排ガス特性が高められる。
Further, by disposing the pre-stage catalyst only in the first exhaust passage, the temperature of the pre-stage catalyst can be quickly raised, and the exhaust gas characteristics can be further improved.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づき説明する。図1を参照すると、車両に搭載さ
れた本発明に係る多気筒内燃機関の排気浄化装置の概略
構成図が示されており、以下同図に基づいて本発明に係
る多気筒内燃機関の排気浄化装置の構成を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Referring to FIG. 1, there is shown a schematic configuration diagram of an exhaust purification device for a multi-cylinder internal combustion engine according to the present invention mounted on a vehicle. The configuration of the device will be described.

【0014】機関本体(以下、単にエンジンという)1
は、例えば、燃料噴射モード(運転モード)を切換える
ことで吸気行程での燃料噴射(吸気行程噴射モード)ま
たは圧縮行程での燃料噴射(圧縮行程噴射モード)を実
施可能な筒内噴射型火花点火式V型6気筒ガソリンエン
ジンとされている。そして、この筒内噴射型のエンジン
1は、容易にして理論空燃比(ストイキオ)での運転や
リッチ空燃比での運転(リッチ空燃比運転)の他、リー
ン空燃比での運転(リーン空燃比運転)が実現可能とさ
れており、特に圧縮行程噴射モードでは、超リーン空燃
比での運転が可能とされている。
Engine body (hereinafter simply referred to as engine) 1
For example, in-cylinder injection spark ignition capable of performing fuel injection in an intake stroke (intake stroke injection mode) or fuel injection in a compression stroke (compression stroke injection mode) by switching a fuel injection mode (operation mode), for example. It is a V-type 6-cylinder gasoline engine. The in-cylinder injection type engine 1 can be easily operated at a stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric ratio), at a rich air-fuel ratio (rich air-fuel ratio operation), or at a lean air-fuel ratio (lean air-fuel ratio). In particular, in the compression stroke injection mode, it is possible to operate at a super lean air-fuel ratio.

【0015】同図に示すように、エンジン1のフロント
バンク部(第1気筒群であって、以下、Fバンクと略
す)1a及びリヤバンク部(第2気筒群であって、以
下、Rバンクと略す)1bの各シリンダヘッド2には、
各気筒毎に点火プラグ4とともに電磁式の燃料噴射弁6
が取り付けられており、これにより、燃焼室8内に燃料
を直接噴射可能とされている。なお、点火プラグ4には
それぞれ点火コイル5が接続されている。
As shown in FIG. 1, a front bank portion (first cylinder group, hereinafter abbreviated as F bank) 1a and a rear bank portion (a second cylinder group, hereinafter referred to as R bank) of the engine 1. In each cylinder head 2 of 1b,
An electromagnetic fuel injection valve 6 together with a spark plug 4 for each cylinder
Is attached, so that fuel can be directly injected into the combustion chamber 8. The ignition plug 4 is connected to an ignition coil 5.

【0016】燃料噴射弁6には、燃料パイプを介して燃
料タンクを擁した燃料供給装置(共に図示せず)が接続
されている。より詳しくは、燃料供給装置には、低圧燃
料ポンプと高圧燃料ポンプとが設けられており、これに
より、燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁6に対し低燃圧
或いは高燃圧で供給し、該燃料を燃料噴射弁6から燃焼
室内に向けて所望の燃圧で噴射可能とされている。この
際、燃料噴射量は高圧燃料ポンプの燃料吐出圧と燃料噴
射弁6の開弁時間、即ち燃料噴射時間とから決定され
る。
A fuel supply device (both not shown) having a fuel tank is connected to the fuel injection valve 6 via a fuel pipe. More specifically, the fuel supply device is provided with a low-pressure fuel pump and a high-pressure fuel pump, whereby the fuel in the fuel tank is supplied to the fuel injection valve 6 at a low fuel pressure or a high fuel pressure. From the fuel injection valve 6 into the combustion chamber at a desired fuel pressure. At this time, the fuel injection amount is determined from the fuel discharge pressure of the high-pressure fuel pump and the valve opening time of the fuel injection valve 6, that is, the fuel injection time.

【0017】それぞれのシリンダヘッド2には、各気筒
毎に略直立方向に吸気ポートが形成されており、各吸気
ポートと連通するようにして吸気マニホールド(吸気通
路)10の一端がそれぞれ接続されている。そして、吸
気マニホールド10の他端には電磁式、即ちソレノイド
部13により開閉作動するドライブバイワイヤ式のスロ
ットルバルブ(空気量調整手段)11が接続されてお
り、該スロットルバルブ11にはスロットル開度θthを
検出するスロットルポジションセンサ(TPS)12が
設けられている。詳しくは、TPS12からのTPS出
力(電圧値)に基づいてスロットル開度θthが検出され
る。
In each cylinder head 2, an intake port is formed in a substantially upright direction for each cylinder, and one end of an intake manifold (intake passage) 10 is connected to communicate with each intake port. I have. The other end of the intake manifold 10 is connected to an electromagnetic type, that is, a drive-by-wire type throttle valve (air amount adjusting means) 11 which is opened and closed by a solenoid unit 13. The throttle valve 11 has a throttle opening θth. Is provided with a throttle position sensor (TPS) 12 for detecting the throttle position. Specifically, the throttle opening θth is detected based on the TPS output (voltage value) from the TPS 12.

【0018】また、各シリンダヘッド2には、各気筒毎
に略水平方向に排気ポートが形成されており、各排気ポ
ートと連通するようにしてフロント排気マニホールド
(第1排気通路)18及びリヤ排気マニホールド(第2
排気通路)19の一端がそれぞれ接続されている。図中
符号20は、クランク角を検出するクランク角センサで
あり、該クランク角センサ20はエンジン回転速度Ne
を検出可能とされている。また、符号22は、エンジン
1の冷却水温度WTを検出する水温センサであり、該水
温センサ22によりエンジン1が冷態状態にあるか暖機
状態にあるかが判定可能とされている。
An exhaust port is formed in each cylinder head 2 in a substantially horizontal direction for each cylinder, and a front exhaust manifold (first exhaust passage) 18 and a rear exhaust passage 18 communicate with each exhaust port. Manifold (2nd
One end of each of the exhaust passages 19 is connected. In the figure, reference numeral 20 denotes a crank angle sensor for detecting a crank angle.
Is detectable. Reference numeral 22 denotes a water temperature sensor that detects a cooling water temperature WT of the engine 1. The water temperature sensor 22 can determine whether the engine 1 is in a cold state or a warm-up state.

【0019】なお、当該筒内噴射型のエンジン1は既に
公知のものであり、その構成の詳細についてはここでは
説明を省略する。同図に示すように、フロント排気マニ
ホールド18には小型の近接三元触媒(前段触媒)24
を介して排気管(主排気通路)26が接続されている。
一方、リヤ排気マニホールド19には直接に排気管26
が接続されている。つまり、Fバンク1a側にのみ近接
三元触媒24が配設されている。そして排気管26には
排気浄化触媒装置(触媒)30を介してマフラー(図示
せず)が接続されている。
The in-cylinder injection type engine 1 is already known, and the detailed description of its configuration is omitted here. As shown in the figure, a small close three-way catalyst (front-stage catalyst) 24 is provided in the front exhaust manifold 18.
The exhaust pipe (main exhaust passage) 26 is connected via the.
On the other hand, the exhaust pipe 26 is directly connected to the rear exhaust manifold 19.
Is connected. That is, the proximity three-way catalyst 24 is provided only on the F bank 1a side. A muffler (not shown) is connected to the exhaust pipe 26 via an exhaust purification catalyst device (catalyst) 30.

【0020】排気浄化触媒装置30は、NOx触媒30
aと三元触媒30bとの2つの触媒を備えて構成されて
おり、三元触媒30bの方がNOx触媒30aよりも下
流側に配設されている。NOx触媒30aとしては、こ
こでは吸蔵型NOx触媒が採用されている。吸蔵型NOx
触媒は、酸素過剰状態である酸化雰囲気で排ガス中のN
Oxを吸蔵する機能を有した触媒であり、公知のもので
ある。三元触媒30bは通常使用される三元触媒であ
る。
The exhaust purification catalyst device 30 includes a NOx catalyst 30
a and a three-way catalyst 30b, and the three-way catalyst 30b is disposed downstream of the NOx catalyst 30a. Here, as the NOx catalyst 30a, a storage-type NOx catalyst is employed. Storage NOx
The catalyst uses N2 in the exhaust gas in an oxidizing atmosphere in an oxygen-excess state.
It is a known catalyst having the function of storing Ox. The three-way catalyst 30b is a commonly used three-way catalyst.

【0021】近接三元触媒24は、エンジン1が冷態状
態にあるような場合であっても急速に活性化するようフ
ロント排気マニホールド18に近接して設けられてお
り、これによりエンジン1の冷態始動直後からHC(炭
化水素)やCO(一酸化炭素)を良好に浄化可能とされ
ている。また、当該近接三元触媒24には、その触媒反
応により発生する反応熱によって下流の排気浄化触媒装
置30を早期に昇温させる作用もある。
The proximity three-way catalyst 24 is provided close to the front exhaust manifold 18 so as to be quickly activated even when the engine 1 is in a cold state. Immediately after starting the system, HC (hydrocarbon) and CO (carbon monoxide) can be satisfactorily purified. Further, the proximity three-way catalyst 24 also has an effect of raising the temperature of the downstream exhaust purification catalyst device 30 early by reaction heat generated by the catalytic reaction.

【0022】また、排気管26には排気中の酸素濃度を
検出するO2センサ27が設けられ、排気管26の排気
浄化触媒装置30直上流部には排気温度を検出する高温
センサ32が設けられている。リヤ排気マニホールド1
9からは、スロットルバルブ11よりも下流の吸気マニ
ホールド10内に開口するようにして還流管(還流通
路)14が延びており、リヤ排気マニホールド19の排
ガスを吸気マニホールド10内に還流可能とされてい
る。そして、還流管14には、ソレノイド部17により
開閉作動し還流管14内の流通と遮断とを行う電磁式の
還流弁(弁手段)16が設けられている。
The exhaust pipe 26 is provided with an O 2 sensor 27 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas, and a high temperature sensor 32 for detecting the exhaust gas temperature is provided immediately upstream of the exhaust purification catalyst device 30 of the exhaust pipe 26. Have been. Rear exhaust manifold 1
From 9, a recirculation pipe (recirculation passage) 14 extends so as to open into the intake manifold 10 downstream of the throttle valve 11, and the exhaust gas from the rear exhaust manifold 19 can be recirculated into the intake manifold 10. I have. The return pipe 14 is provided with an electromagnetic return valve (valve means) 16 which is opened and closed by a solenoid 17 to open and close the flow in the return pipe 14.

【0023】また、リヤ排気マニホールド19の還流管
14の分岐位置よりも下流には、ソレノイド部29によ
り開閉作動してリヤ排気マニホールド19内の流通と遮
断或いは流通量の調節を行うバタフライ式且つ電磁式の
遮断弁28が設けられている。さらに、入出力装置、記
憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央処
理装置(CPU)、タイマカウンタ等を備えたECU
(電子コントロールユニット)40が設置されており、
このECU40により、エンジン1を含めた本発明に係
る多気筒内燃機関の排気浄化装置の総合的な制御が行わ
れる。ECU40の入力側には、上述したTPS12、
クランク角センサ20、水温センサ22、O2センサ2
7、高温センサ32等の各種センサ類が接続されてお
り、これらセンサ類からの検出情報が入力する。
A butterfly type electromagnetic valve, which is opened / closed by a solenoid portion 29 to shut off or cut off the flow in the rear exhaust manifold 19 or to adjust the flow rate, downstream of the branch position of the recirculation pipe 14 of the rear exhaust manifold 19. A shut-off valve 28 of the type is provided. Further, an ECU including an input / output device, a storage device (ROM, RAM, nonvolatile RAM, and the like), a central processing unit (CPU), a timer counter, and the like.
(Electronic control unit) 40 is installed,
The ECU 40 performs comprehensive control of the exhaust purification device of the multi-cylinder internal combustion engine including the engine 1 according to the present invention. On the input side of the ECU 40, the above-described TPS12,
Crank angle sensor 20, water temperature sensor 22, O 2 sensor 2
7. Various sensors such as a high temperature sensor 32 are connected, and detection information from these sensors is input.

【0024】一方、ECU40の出力側には、上述した
点火コイル5、燃料噴射弁6、スロットルバルブ11の
ソレノイド部13、還流弁16のソレノイド部17、遮
断弁28のソレノイド部29等が接続されており、各種
センサ類からの検出情報に基づいて演算された情報が出
力される。例えば、点火コイル5、燃料噴射弁6等に
は、各種センサ類からの検出情報に基づき演算された燃
料噴射量や点火時期等の最適値がそれぞれ出力される。
これにより、燃料噴射弁6から適正量の燃料が適正なタ
イミングで噴射され、点火プラグ4によって適正なタイ
ミングで点火が実施される。
On the other hand, the output side of the ECU 40 is connected to the ignition coil 5, the fuel injection valve 6, the solenoid 13 of the throttle valve 11, the solenoid 17 of the recirculation valve 16, the solenoid 29 of the shutoff valve 28, and the like. The information calculated based on the detection information from the various sensors is output. For example, optimal values such as a fuel injection amount and an ignition timing calculated based on detection information from various sensors are output to the ignition coil 5, the fuel injection valve 6, and the like.
As a result, an appropriate amount of fuel is injected from the fuel injection valve 6 at an appropriate timing, and ignition is performed by the spark plug 4 at an appropriate timing.

【0025】ところで、ECU40では、TPS12か
らのスロットル開度情報θthとクランク角センサ20か
らのエンジン回転速度情報Neとに基づいてエンジン負
荷に対応する目標筒内圧、即ち目標平均有効圧Peを求
めるようにされており、さらに、当該目標平均有効圧P
eとエンジン回転速度情報Neとに応じて燃料噴射モード
設定マップ(図示せず)より燃料噴射モードを設定する
ようにされている。例えば、目標平均有効圧Peとエン
ジン回転速度Neとが共に小さいときには、燃料噴射モ
ードは圧縮行程噴射モードとされ、燃料は圧縮行程で噴
射され、一方、目標平均有効圧Peが大きくなり或いは
エンジン回転速度Neが大きくなると燃料噴射モードは
吸気行程噴射モードとされ、燃料は吸気行程で噴射され
る。吸気行程噴射モードには、リーン空燃比とされる吸
気リーンモード、O2センサ27からの酸素濃度情報に
基づき理論空燃比にフィードバック制御されるストイキ
オフィードバックモード(ストイキオF/Bモード)、
及び、リッチ空燃比とされるオープンループモード(O
/Lモード)とがある。
The ECU 40 calculates a target in-cylinder pressure corresponding to the engine load, that is, a target average effective pressure Pe based on the throttle opening information θth from the TPS 12 and the engine rotation speed information Ne from the crank angle sensor 20. And the target average effective pressure P
The fuel injection mode is set from a fuel injection mode setting map (not shown) according to e and the engine speed information Ne. For example, when the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed Ne are both low, the fuel injection mode is the compression stroke injection mode, and the fuel is injected in the compression stroke, while the target average effective pressure Pe increases or the engine rotation speed increases. When the speed Ne increases, the fuel injection mode is set to the intake stroke injection mode, and fuel is injected during the intake stroke. The intake stroke injection mode includes an intake lean mode having a lean air-fuel ratio, a stoichiometric feedback mode (stoichiometric F / B mode) in which feedback control is performed to a stoichiometric air-fuel ratio based on oxygen concentration information from the O 2 sensor 27,
And an open loop mode (O
/ L mode).

【0026】そして、目標平均有効圧Peとエンジン回
転速度Neとから制御目標となる目標空燃比(目標A/
F)が設定され、上記適正量の燃料噴射量は該目標A/
Fに基づいて決定される。また、上記高温センサ32に
より検出された排気温度情報からは排気浄化触媒装置3
0(主としてNOx触媒30a)の温度、即ち触媒温度
Tcatが推定される。詳しくは、高温センサ32をNOx
触媒30aに直接設置できないことに起因して発生する
誤差を補正するために、目標平均有効圧Peとエンジン
回転速度情報Neとに応じて予め実験等により温度差マ
ップ(図示せず)が設定されており、触媒温度Tcat
は、目標平均有効圧Peとエンジン回転速度情報Neとが
決まると一義に推定されるようにされている。
From the target average effective pressure Pe and the engine speed Ne, a target air-fuel ratio (target A / A
F) is set, and the appropriate amount of fuel injection is set to the target A /
It is determined based on F. Further, from the exhaust gas temperature information detected by the high temperature sensor 32,
The temperature of 0 (mainly the NOx catalyst 30a), that is, the catalyst temperature Tcat is estimated. Specifically, the high temperature sensor 32 is set to NOx
A temperature difference map (not shown) is set in advance by an experiment or the like according to the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed information Ne in order to correct an error generated due to the inability to directly install the catalyst 30a. And the catalyst temperature Tcat
Is uniquely estimated when the target average effective pressure Pe and the engine speed information Ne are determined.

【0027】以下、このように構成された本発明に係る
多気筒内燃機関の排気浄化装置の作用、即ち、エンジン
1の冷態始動時における排気浄化触媒装置30の昇温方
法について説明する。図2を参照すると、ECU40が
実行する触媒昇温制御のフローチャートが示されてお
り、以下当該フローチャートに沿って説明する。
Hereinafter, the operation of the exhaust gas purifying apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine according to the present invention, that is, a method of increasing the temperature of the exhaust gas purifying catalyst device 30 when the engine 1 is cold started will be described. Referring to FIG. 2, a flowchart of the catalyst temperature increase control executed by the ECU 40 is shown, and the description will be made with reference to the flowchart.

【0028】先ず、ステップS10では、排気浄化触媒
装置30の温度、即ち触媒温度Tcatが所定の活性温度
Tcat1よりも小さいか否かを判別する。判別結果が真
(Yes)で、触媒温度Tcatが所定の活性温度Tcat1
よりも小さい場合には、次にステップS12に進む。ス
テップS12では、Fバンク1a側について昇温運転を
行う。昇温運転としては、ここでは、2段噴射を行う。
詳しくは、吸気行程或いは圧縮行程において主噴射とし
ての燃料噴射を行い、さらに膨張行程において副噴射と
しての燃料噴射を行い、該副噴射による燃料を膨張行程
中またはフロント排気マニホールド18内で燃焼させて
排気昇温を行う。これにより、近接三元触媒24が急速
に昇温させられるとともに排気浄化触媒装置30が昇温
させられる。また、近接三元触媒24がある程度昇温す
ると、副噴射による燃料は近接三元触媒24内でも燃焼
することになり、これによっても排気浄化触媒装置30
は良好に昇温させられる。
First, in step S10, it is determined whether or not the temperature of the exhaust purification catalyst device 30, that is, the catalyst temperature Tcat is lower than a predetermined activation temperature Tcat1. The determination result is true (Yes), and the catalyst temperature Tcat is equal to the predetermined activation temperature Tcat1.
If it is smaller, the process proceeds to step S12. In step S12, the temperature raising operation is performed on the F bank 1a side. Here, as the heating operation, two-stage injection is performed.
Specifically, fuel injection as main injection is performed in an intake stroke or a compression stroke, fuel injection as sub-injection is performed in an expansion stroke, and fuel by the sub-injection is burned during the expansion stroke or in the front exhaust manifold 18. Raise the exhaust gas temperature. As a result, the temperature of the proximity three-way catalyst 24 is rapidly raised, and the temperature of the exhaust purification catalyst device 30 is raised. Further, when the temperature of the proximity three-way catalyst 24 rises to some extent, the fuel due to the sub-injection also burns in the proximity three-way catalyst 24, which also causes the exhaust purification catalyst device 30.
Is satisfactorily heated.

【0029】なお、この際、例えば主噴射と副噴射とを
合わせた空燃比、即ち全体空燃比(全体A/F)はリー
ン空燃比とされるのがよく、主噴射についてもリーン空
燃比運転(圧縮行程噴射モード或いは吸気リーンモー
ド)とされるのがよい。これにより、主噴射に対し副噴
射の量を極力増やすようにできるとともに、十分な酸素
を得て副噴射による燃料を確実に燃焼させることができ
る。
At this time, for example, the air-fuel ratio of the main injection and the sub-injection, that is, the overall air-fuel ratio (overall A / F) is preferably a lean air-fuel ratio. (Compression stroke injection mode or intake lean mode). Thus, the amount of sub-injection can be increased as much as possible with respect to the main injection, and sufficient oxygen can be obtained to reliably burn fuel by sub-injection.

【0030】また、昇温運転として点火時期をリタード
させるようにしてもよく、これによっても、燃焼が緩慢
になることで排ガスは十分に昇温させられる。ステップ
S14では、Rバンク1b側の燃料噴射を停止する(部
分気筒運転手段)。つまり、排気浄化触媒装置30が十
分に活性していない場合には、近接三元触媒を有しない
Rバンク1b側については、燃料噴射を止めることで燃
焼室8内に吸入された新気をそのまま排出させるように
して休筒し、有害物質(HC,CO,NOx等)を含む排
ガスを一切発生させないようにする。これにより、排ガ
ス中の有害物質が未だ活性していない排気浄化触媒装置
30を浄化されずに不用意に通過することが好適に防止
される。
Further, the ignition timing may be retarded as a temperature raising operation. In this case, too, the exhaust gas is sufficiently heated by slow combustion. In step S14, the fuel injection on the R bank 1b side is stopped (partial cylinder operating means). That is, when the exhaust gas purification catalyst device 30 is not sufficiently activated, the fresh air sucked into the combustion chamber 8 is kept as it is on the side of the R bank 1b having no close three-way catalyst by stopping the fuel injection. The cylinder is closed so that it is discharged, and no exhaust gas containing harmful substances (HC, CO, NOx, etc.) is generated. This suitably prevents the harmful substances in the exhaust gas from passing through the inactive exhaust gas purifying catalyst device 30 without being purified.

【0031】そして、ステップS16において、還流弁
16を全開とし、遮断弁28を全閉(図1中に破線で示
す状態)とする。つまり、Rバンク1b側から排出され
る新気が排気浄化触媒装置30に到達することなく還流
管14を通って再び吸気マニホールド10内に還流する
ようにする。このように、排出される新気が吸気マニホ
ールド10内に還流するようにされ、排気浄化触媒装置
30に流れないようにされると、Fバンク1a側の昇温
運転によって高温となった排ガスにより昇温する排気浄
化触媒装置30が、比較的温度の低い常温の新気によっ
て不用意に冷却されることが一切なくなる。これによ
り、排気浄化触媒装置30が効率よく早期に活性温度T
cat1にまで昇温することになり、排ガス特性が早期に良
好な状態とされる。
Then, in step S16, the recirculation valve 16 is fully opened, and the shutoff valve 28 is fully closed (the state shown by the broken line in FIG. 1). That is, fresh air discharged from the R bank 1b is returned to the intake manifold 10 again through the return pipe 14 without reaching the exhaust purification catalyst device 30. As described above, when the discharged fresh air is caused to recirculate into the intake manifold 10 and is prevented from flowing to the exhaust purification catalyst device 30, the exhaust gas that has become hot due to the temperature raising operation on the side of the F bank 1a causes The exhaust purification catalyst device 30 that rises in temperature is never inadvertently cooled by fresh air at a relatively low temperature and room temperature. As a result, the exhaust purification catalyst device 30 efficiently and early activates the activation temperature T.
As the temperature rises to cat1, the exhaust gas characteristics are brought into a favorable state early.

【0032】ところで、Rバンク1b側の燃料噴射が停
止されてRバンク1b側の燃焼が中断されると、Fバン
ク1a側のみの燃焼によって所望の機関出力を得る必要
がある。つまり、Fバンク1a側に供給される燃料量は
多くなる。従って、必然的にFバンク1a側から排出さ
れる排ガスの温度は非常に高くなり、このことからも排
気浄化触媒装置30は早期に昇温することになる。
When the fuel injection on the R bank 1b is stopped and the combustion on the R bank 1b is interrupted, it is necessary to obtain a desired engine output by the combustion on the F bank 1a only. That is, the amount of fuel supplied to the F bank 1a increases. Accordingly, the temperature of the exhaust gas discharged from the F bank 1a naturally becomes extremely high, and the temperature of the exhaust gas purifying catalyst device 30 rises at an early stage.

【0033】また、当該V型のエンジン1では、Fバン
ク1aとRバンク1bでシリンダヘッド2やシリンダブ
ロックのシリンダ部分がそれぞれ互いに独立しているた
め、Fバンク1a側の燃焼熱がRバンク1bに奪われ難
い。従って、燃焼熱によって排ガスが十分に昇温するこ
とになり、このことからも排気浄化触媒装置30は早期
に昇温することになる。
In the V-type engine 1, since the cylinder head 2 and the cylinder portion of the cylinder block are independent of each other in the F bank 1a and the R bank 1b, the combustion heat on the F bank 1a side is reduced by the R bank 1b. Hard to be robbed. Therefore, the temperature of the exhaust gas sufficiently rises due to the combustion heat, and the temperature of the exhaust purification catalyst device 30 also rises early from this.

【0034】また、エンジン1の冷態始動時には、上記
燃料の増量のみならず、一般的に燃料噴射量は増量され
る。故に、上述した如くFバンク1a側の全体A/Fが
リーン空燃比とされると、Fバンク1a側では大量の空
気を必要とし、スロットルバルブ11は全開状態とされ
る。従って、Rバンク1b側でのポンピングロスは非常
に少なく都合がよい。
When the engine 1 is started in a cold state, not only the amount of fuel is increased but also the amount of fuel injection is generally increased. Therefore, if the entire A / F on the F bank 1a side is set to the lean air-fuel ratio as described above, a large amount of air is required on the F bank 1a side, and the throttle valve 11 is fully opened. Therefore, the pumping loss on the side of the R bank 1b is very small and convenient.

【0035】排気浄化触媒装置30が昇温し、ステップ
S10の判別結果が偽(No)、即ち、触媒温度Tcat
が所定の活性温度Tcat1以上と判定されたら、次にステ
ップS18に進む。ステップS18では、上記Rバンク
1b側での燃料噴射の停止を解除するとともに還流弁1
6の全開制御を止め、遮断弁28を全閉状態から全開状
態に切り換えて(図1中に実線で示す状態)、Fバンク
1a側、Rバンク1b側共に、上記燃料噴射モード設定
マップに従い通常運転を行うようにする。これにより、
当該触媒昇温制御が終了する。
The temperature of the exhaust purification catalyst device 30 rises, and the result of the determination in step S10 is false (No), that is, the catalyst temperature Tcat.
Is determined to be equal to or higher than the predetermined activation temperature Tcat1, the process proceeds to step S18. In step S18, the suspension of the fuel injection on the R bank 1b side is released and the recirculation valve 1
6, the shut-off valve 28 is switched from the fully-closed state to the fully-opened state (the state indicated by the solid line in FIG. 1), and both the F bank 1a and the R bank 1b normally operate according to the fuel injection mode setting map. Try to drive. This allows
The catalyst temperature raising control ends.

【0036】次に、他の実施形態について説明する。図
3を参照すると、本発明の他の実施形態に係る多気筒内
燃機関の排気浄化装置の概略構成図が示されており、以
下同図に基づいて他の実施形態の構成及び作用、効果を
説明する。なお、ここでは、上記実施形態と異なる部分
についてのみ説明する。
Next, another embodiment will be described. Referring to FIG. 3, there is shown a schematic configuration diagram of an exhaust emission control device for a multi-cylinder internal combustion engine according to another embodiment of the present invention, and the configuration, operation, and effects of the other embodiment will be described based on the diagram. explain. Here, only the parts different from the above embodiment will be described.

【0037】図3に示すように、リヤ排気マニホールド
19からは、さらにフロント排気マニホールド18内に
開口するようにして連絡管50が延びている。そして、
連絡管50には、リヤ排気マニホールド19からフロン
ト排気マニホールド18への気体の流通のみを許容する
ワンウェイバルブ52が介装されている。このように連
絡管50が配設されていると、上記の如く、触媒昇温制
御により、Fバンク1a側において2段噴射を行い且つ
Rバンク1b側において燃料噴射を停止してRバンク1
b側の燃焼を中断するとともに、還流弁16を閉弁側
に、また遮断弁28を閉弁側に制御(図3中に破線で示
す状態)したときにおいて、フロント排気マニホールド
18内とリヤ排気マニホールド19内の差圧によって、
リヤ排気マニホールド19に排出された新気の一部が連
絡管50を介して良好にフロント排気マニホールド18
内に供給される。これにより、リヤ排気マニホールド1
9に排出された新気若しくは薄い混合気が2次エアとし
て作用することになり、Fバンク1a側において2段噴
射により排出される未燃燃料成分(HC等)が当該新気
と混合してより一層良好に燃焼し、近接三元触媒24と
ともに排気浄化触媒装置30の昇温が促進されることと
なる。
As shown in FIG. 3, a communication pipe 50 extends from the rear exhaust manifold 19 so as to open into the front exhaust manifold 18. And
The connecting pipe 50 is provided with a one-way valve 52 that allows only gas flow from the rear exhaust manifold 19 to the front exhaust manifold 18. When the communication pipe 50 is provided in this manner, the two-stage injection is performed on the F bank 1a side and the fuel injection is stopped on the R bank 1b side by the catalyst temperature increase control, as described above, so that the R bank 1
When the combustion on the b side is interrupted and the recirculation valve 16 is controlled to the valve closing side and the shutoff valve 28 is controlled to the valve closing side (the state shown by the broken line in FIG. 3), the inside of the front exhaust manifold 18 and the rear exhaust Due to the differential pressure in the manifold 19,
Part of the fresh air discharged to the rear exhaust manifold 19 is satisfactorily transmitted through the connecting pipe 50 to the front exhaust manifold 18.
Supplied within. As a result, the rear exhaust manifold 1
The fresh air or a thin air-fuel mixture discharged into the fuel cell 9 acts as secondary air, and unburned fuel components (such as HC) discharged by the two-stage injection are mixed with the fresh air on the F bank 1a side. The combustion is further improved, and the temperature rise of the exhaust purification catalyst device 30 is promoted together with the proximity three-way catalyst 24.

【0038】つまり、当該他の実施形態のように排気浄
化装置を構成することで、触媒昇温制御を行う際、2次
エアポンプを別途設けることなく、コスト高を招くこと
なく、簡単な構成でFバンク1a側に2次エアの供給を
行うことができ、より一層効率よく早期に排気浄化触媒
装置30の昇温を行うことができる。なお、上記各実施
形態では、フロント排気マニホールド18に小型の近接
三元触媒24を設けた構成となっているが、本発明の実
施においては、特に近接三元触媒24を設けない構成で
あってもよい。この場合、近接三元触媒24で発生する
反応熱分が失われるので、例えばFバンク1a側での2
段噴射による副噴射の噴射量を増大し、Fバンク1a側
の発生熱量を増大させて排気浄化触媒装置30の昇温を
図ることが好ましい。これにより、上記各実施形態より
も低コストの排気浄化装置を実現可能である。
That is, by configuring the exhaust gas purifying apparatus as in the other embodiment, when performing the catalyst temperature increase control, a secondary air pump is not separately provided, cost is not increased, and a simple configuration is achieved. The secondary air can be supplied to the F bank 1a side, and the temperature of the exhaust purification catalyst device 30 can be raised more efficiently and earlier. In each of the above-described embodiments, the small-sized three-way catalyst 24 is provided in the front exhaust manifold 18. However, in the embodiment of the present invention, the small-sized three-way catalyst 24 is not particularly provided. Is also good. In this case, the reaction heat generated in the close three-way catalyst 24 is lost.
It is preferable to increase the injection amount of the sub-injection by the stage injection and increase the amount of heat generated on the F bank 1a side to increase the temperature of the exhaust purification catalyst device 30. Thereby, it is possible to realize an exhaust gas purification device that is lower in cost than the above embodiments.

【0039】また、上記各実施形態では、遮断弁28を
電磁式の弁としたが、該遮断弁は、図4に示すように、
排圧に応じて弁体28’aがスプリング28’bの付勢
力に抗して開閉作動する構成の機械式の遮断弁28’で
あってもよい。この場合、燃焼による膨張なく新気のみ
が排出される程度では弁体28’aが開かないようスプ
リング28’bの強さを設定しておけばよい。これによ
り、簡単で安価な構成でありながら、Rバンク1b側へ
の燃料噴射を停止するときにおいて、確実に新気を還流
管14或いは連絡管50に流し、排気浄化触媒装置30
に流れないように図ることができる。
Further, in each of the above embodiments, the shutoff valve 28 is an electromagnetic valve. However, as shown in FIG.
A mechanical shutoff valve 28 'configured to open and close the valve body 28'a against the urging force of the spring 28'b in response to the exhaust pressure may be used. In this case, the strength of the spring 28'b may be set so that the valve body 28'a does not open to the extent that only fresh air is discharged without expansion due to combustion. With this configuration, when the fuel injection to the R bank 1b is stopped, fresh air is surely flown to the recirculation pipe 14 or the communication pipe 50, and the exhaust purification catalyst device 30 has a simple and inexpensive configuration.
Can be prevented from flowing.

【0040】また、本発明の実施に当たっては、必ずし
も遮断弁28や当該遮断弁28’を設けなくてもよい。
管流管14の断面積がある程度大きければ、排出された
新気は吸気マニホールド10内の負圧によって良好に吸
引されてその略全量が吸気マニホールド10内に還流さ
れることになる。故に、遮断弁28や当該遮断弁28’
を設けなくても、排出された新気は殆ど排気浄化触媒装
置30に流れることなく良好に還流することになる。
In practicing the present invention, the shut-off valve 28 and the shut-off valve 28 'need not always be provided.
If the cross-sectional area of the tube flow tube 14 is large to some extent, the discharged fresh air is favorably sucked by the negative pressure in the intake manifold 10, and substantially the entire amount thereof is returned to the intake manifold 10. Therefore, the shutoff valve 28 or the shutoff valve 28 '
, The discharged fresh air is satisfactorily recirculated without flowing to the exhaust purification catalyst device 30.

【0041】また、ここでは、触媒昇温制御を高温セン
サ32により検出される触媒温度Tcatに基づいて実施
するようにしたが、当該触媒温度Tcatに代えて、水温
センサ22により検出される冷却水温度WTに基づいて
触媒昇温制御を実施するようにしてもよい。つまり、上
記図2のフローチャートのステップS10の判別を冷却
水温度WTが所定の暖機温度未満か否かの判別に置き換
えるようにしてもよく、これによっても本発明を好適に
実現可能である。
Although the catalyst temperature raising control is performed based on the catalyst temperature Tcat detected by the high temperature sensor 32, the cooling water detected by the water temperature sensor 22 is replaced with the catalyst temperature Tcat. The catalyst temperature increase control may be performed based on the temperature WT. That is, the determination in step S10 of the flowchart in FIG. 2 may be replaced with a determination as to whether the coolant temperature WT is lower than a predetermined warm-up temperature, and the present invention can also be suitably implemented.

【0042】また、実際には上記還流管14及び還流弁
16をEGRシステムとして構成し、該EGRシステム
を利用するようにして本発明を実施するのがよい。これ
により、新たにEGRシステム専用の通路を設けること
なく、本発明をコスト増なく実現することが可能とされ
る。また、上記各実施形態では、触媒温度Tcatが所定
の活性温度Tcat1以上と判定されて初めて遮断弁28を
全閉状態から全開状態に戻すようにしたが、触媒温度T
catがある程度まで上昇したら遮断弁28を徐々に開弁
するようにしてもよい。このようにすると、遮断弁28
を介して新気が僅かながら排気浄化触媒装置30側に流
れ、当該新気がやはり2次エアとして作用し排気浄化触
媒装置30の昇温がより一層促進される。なお、遮断弁
28,28’を設けない場合には、還流弁16を徐々に
閉弁することにより新気が自然に排気浄化触媒装置30
に流れ、これにより同様の昇温効果が得られる。この場
合には、還流弁16の開度、つまり還流する新気の量に
応じてスロットルバルブ11の開度、即ちスロットル開
度θthを補正するのがよい。
In practice, it is preferable that the recirculation pipe 14 and the recirculation valve 16 are configured as an EGR system, and the present invention is implemented by using the EGR system. As a result, the present invention can be realized without increasing the cost without newly providing a dedicated passage for the EGR system. In each of the above embodiments, the shut-off valve 28 is returned from the fully closed state to the fully open state only when the catalyst temperature Tcat is determined to be equal to or higher than the predetermined activation temperature Tcat1.
When cat has risen to a certain degree, the shutoff valve 28 may be gradually opened. In this case, the shut-off valve 28
A small amount of fresh air flows through the exhaust purification catalyst device 30 through the exhaust gas, and the fresh air also acts as secondary air, whereby the temperature rise of the exhaust purification catalyst device 30 is further promoted. If the shut-off valves 28 and 28 'are not provided, the recirculation valve 16 is gradually closed to allow fresh air to naturally flow through the exhaust purification catalyst device 30.
, Thereby obtaining a similar temperature increasing effect. In this case, it is preferable to correct the opening of the throttle valve 11, that is, the throttle opening θth, in accordance with the opening of the recirculation valve 16, that is, the amount of recirculated fresh air.

【0043】また、上記各実施形態では、Fバンク1a
側で昇温運転を実施するようにしたが、上述した如く冷
態始動時には一般に燃料噴射量は増量され発熱量は増え
るため、必ずしもこのような昇温運転をしなくてもよ
い。この場合であっても、Rバンク1b側から冷えた新
気が多量に流入しない限り、排気浄化触媒装置30は比
較的早期に昇温する。
In each of the above embodiments, the F bank 1a
Although the heating operation is performed on the side, the fuel injection amount is generally increased and the calorific value is increased at the time of the cold start as described above, so that such a heating operation is not necessarily performed. Even in this case, unless a large amount of cooled fresh air flows from the R bank 1b side, the temperature of the exhaust purification catalyst device 30 rises relatively early.

【0044】また、本実施形態の部分気筒運転手段で
は、Rバンク1b側の燃料噴射を停止しRバンク1b側
の燃焼を中断させるようにしているが、本発明の部分気
筒運転手段は、一方の気筒群(実施形態では一方のバン
ク)での燃焼が中断されればよいので、例えば、点火栓
での着火を停止することで燃焼を中断したり、或いは燃
料噴射量を燃焼に寄与しない程度まで減量することで一
方の気筒群の燃焼を中断させるようにしてもよい。
In the partial cylinder operating means of this embodiment, the fuel injection on the R bank 1b side is stopped and the combustion on the R bank 1b side is interrupted. It is sufficient that the combustion in the cylinder group (one bank in the embodiment) is interrupted. For example, the combustion is interrupted by stopping the ignition with the spark plug, or the fuel injection amount does not contribute to the combustion. The combustion in one of the cylinder groups may be interrupted by decreasing the fuel injection amount to the maximum.

【0045】また、上記各実施形態では、エンジン1の
冷態始動時を例に触媒昇温制御を説明したが、通常運転
時であっても、例えば、エンジン回転速度Neが低く且
つリーン空燃比運転(圧縮行程噴射モード或いは吸気リ
ーンモード)を行っているようなときには触媒温度Tca
tが所定の活性温度Tcat1よりも低くなる場合があるた
め、本発明の適用が可能である。
In each of the above embodiments, the catalyst temperature increase control is described by taking the cold start of the engine 1 as an example. However, even during normal operation, for example, the engine speed Ne is low and the lean air-fuel ratio is low. During operation (compression stroke injection mode or intake lean mode), the catalyst temperature Tca
Since t may be lower than the predetermined activation temperature Tcat1, the present invention can be applied.

【0046】また、上記各実施形態では、エンジン1を
Fバンク1aとRバンク1bを有するV型6気筒ガソリ
ンエンジンとしたが、気筒群毎に独立に接続され主排気
通路に集合する複数(例えば、2本)の排気通路のうち
の一部(例えば、1本)にのみ前段触媒が配設されたよ
うな構成のものであれば、エンジン1は如何なる形態の
ものであってもよく、直列型エンジンであっても本発明
を良好に適用可能である。
Further, in each of the above embodiments, the engine 1 is a V-type six-cylinder gasoline engine having the F bank 1a and the R bank 1b. The engine 1 may have any configuration as long as the front stage catalyst is disposed only in a part (for example, one) of the two (2) exhaust passages. The present invention can be favorably applied to a type engine.

【0047】また、上記各実施形態では、エンジン1を
筒内噴射型エンジンとしたが、これに限られず、エンジ
ン1はディーゼルエンジンであっても一般的な吸気管噴
射型エンジンであってもよい。吸気管噴射型エンジンの
場合、前段触媒が配設された第1排気通路側の気筒群に
ついて昇温運転を行う場合には、点火時期リタードを実
施すればよい。
In each of the above embodiments, the engine 1 is an in-cylinder injection type engine. However, the invention is not limited to this. The engine 1 may be a diesel engine or a general intake pipe injection type engine. . In the case of an intake pipe injection engine, when performing a temperature raising operation on a cylinder group on the first exhaust passage side in which a pre-stage catalyst is disposed, ignition timing retard may be performed.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項1の多気筒内燃機関の排気浄化装置によれば、第1
気筒群でのみ燃料を燃焼させて高温の排ガスを触媒に供
給する一方、第2気筒群から排出される冷えた(例え
ば、常温の)新気を還流通路によって再び吸気通路に戻
すことで、触媒を不用意に冷却させることなく効率よく
早期に昇温させられ、排ガス特性の早期向上を図ること
ができる。
As described above in detail, according to the exhaust gas purifying apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine of the first aspect of the present invention, the first
By burning fuel only in the cylinder group and supplying high-temperature exhaust gas to the catalyst, cooled (for example, normal temperature) fresh air discharged from the second cylinder group is returned to the intake passage again by the recirculation passage, whereby the catalyst is cooled. Can be efficiently and quickly raised without inadvertent cooling, and the exhaust gas characteristics can be improved at an early stage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る多気筒内燃機関の排気浄化装置を
示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an exhaust gas purification device for a multi-cylinder internal combustion engine according to the present invention.

【図2】本発明に係る多気筒内燃機関の排気浄化装置の
触媒昇温制御手順を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a catalyst temperature increasing control procedure of the exhaust gas purifying apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine according to the present invention.

【図3】本発明の他の実施形態に係る多気筒内燃機関の
排気浄化装置の概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an exhaust emission control device for a multi-cylinder internal combustion engine according to another embodiment of the present invention.

【図4】リヤ排気マニホールドに設けられる機械式の遮
断弁を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a mechanical shut-off valve provided in a rear exhaust manifold.

【符号の説明】 1 エンジン(多気筒内燃機関) 1a フロントバンク(第1気筒群) 1b リヤバンク(第2気筒群) 6 燃料噴射弁 10 吸気マニホールド(吸気通路) 11 スロットルバルブ(空気量調整手段) 14 還流管(還流通路) 16 還流弁(弁手段) 18 フロント排気マニホールド(第1排気通路) 19 リヤ排気マニホールド(第2排気通路) 24 近接三元触媒(前段触媒) 26 排気管(主排気通路) 28 遮断弁 30 排気浄化触媒装置(触媒) 32 高温センサ 40 電子コントロールユニット(ECU)[Description of Signs] 1 Engine (multi-cylinder internal combustion engine) 1a Front bank (first cylinder group) 1b Rear bank (second cylinder group) 6 Fuel injection valve 10 Intake manifold (intake passage) 11 Throttle valve (air amount adjusting means) 14 recirculation pipe (recirculation passage) 16 recirculation valve (valve means) 18 front exhaust manifold (first exhaust passage) 19 rear exhaust manifold (second exhaust passage) 24 proximity three-way catalyst (pre-stage catalyst) 26 exhaust pipe (main exhaust passage) ) 28 Shutoff valve 30 Exhaust purification catalyst device (catalyst) 32 High temperature sensor 40 Electronic control unit (ECU)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02M 25/07 570 F02M 25/07 570N Fターム(参考) 3G062 AA03 CA01 EA12 EB15 ED04 ED14 GA08 GA09 GA15 3G091 AA11 AA17 AA24 AA29 AB03 AB06 BA27 BA28 CA13 CB02 CB05 CB06 DA02 DA08 DA10 EA17 EA18 FA01 FB02 FB10 FC07 GA06 HA03 HA08 HA12 HA36 HA42 HA47 HB03 HB05 3G092 AA01 AA06 AA14 AB02 BB01 DC08 DE03S DF02 DG09 EA07 EA08 EA15 EA28 EC09 FA17 GA01 HA06Z HC01Z HD02Z HE01Z HE08Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02M 25/07 570 F02M 25/07 570N F-term (Reference) 3G062 AA03 CA01 EA12 EB15 ED04 ED14 GA08 GA09 GA15 3G091 AA11 AA17 AA24 AA29 AB03 AB06 BA27 BA28 CA13 CB02 CB05 CB06 DA02 DA08 DA10 EA17 EA18 FA01 FB02 FB10 FC07 GA06 HA03 HA08 HA12 HA36 HA42 HA47 HB03 HB05 3G092 AA01 AA06 AA14 AB02 BB01 DC08 DE03S EA02 EA02 HE08Z

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各気筒に空気を供給する吸気通路と、 前記吸気通路に設けられ、前記各気筒へ供給される空気
量を調整する空気量調整手段と、 第1気筒群及び第2気筒群にそれぞれ独立に接続された
第1排気通路及び第2排気通路と、 前記第1排気通路と前記第2排気通路とが集合し単一の
通路として延びる主排気通路と、 前記主排気通路に配設され、排ガス中の有害物質を浄化
する触媒と、 特定運転条件下で、前記第2気筒群の燃焼を中断する部
分気筒運転手段と、 一端が前記第2排気通路に接続され、他端が前記空気量
調整手段よりも下流の吸気通路に接続された還流通路
と、 前記還流通路に設けられ、前記部分気筒運転手段により
前記第2気筒群の燃焼が中断されているとき該還流通路
を開とする弁手段と、 を備えたことを特徴とする多気筒内燃機関の排気浄化装
置。
An intake passage for supplying air to each cylinder; an air amount adjusting means provided in the intake passage for adjusting an amount of air supplied to each cylinder; a first cylinder group and a second cylinder group A first exhaust passage and a second exhaust passage independently connected to each other; a main exhaust passage in which the first exhaust passage and the second exhaust passage collectively extend as a single passage; A catalyst for purifying harmful substances in exhaust gas; a partial cylinder operating means for interrupting combustion of the second cylinder group under specific operating conditions; one end connected to the second exhaust passage; A recirculation passage connected to an intake passage downstream of the air amount adjusting means; and a recirculation passage provided in the recirculation passage, wherein the recirculation passage is opened when combustion of the second cylinder group is interrupted by the partial cylinder operating means. And a valve means, and Exhaust emission control device for a multi-cylinder internal combustion engine that.
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