JP2003166436A - Exhaust emission control device for multicylinder engine of cylinder injection type and spark ignition type - Google Patents

Exhaust emission control device for multicylinder engine of cylinder injection type and spark ignition type

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JP2003166436A
JP2003166436A JP2001364701A JP2001364701A JP2003166436A JP 2003166436 A JP2003166436 A JP 2003166436A JP 2001364701 A JP2001364701 A JP 2001364701A JP 2001364701 A JP2001364701 A JP 2001364701A JP 2003166436 A JP2003166436 A JP 2003166436A
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JP
Japan
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exhaust gas
cylinder
exhaust
engine
cylinders
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Pending
Application number
JP2001364701A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Nakai
英夫 中井
Tetsuo Chiyamoto
哲男 茶本
Kiyoshi Hatano
清 波多野
Katsuyuki Maeda
勝幸 前田
Seiji Shioda
聖二 塩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device for a multicylinder engine of cylinder injection and spark ignition type which promotes purification of exhaust gas when an engine temperature is low and activating catalyst early, while improving engine fully opening performance. <P>SOLUTION: A dual type exhaust manifold system collecting exhaust gas passages into a plurality of exhaust gas passages using cylinders whose ignition order is not continuous as one set is adopted in the multicylinder engine of cylinder ignition type and spark ignition type. Exhaust gas from a cylinder set in a part is separated from exhaust gas from a remaining cylinder set in a plurality of exhaust gas passages to lead these exhaust gases up to just upstream side of exhaust gas purifying catalyst in this condition. When starting the engine in a cold condition (S10), two-step combustion is performed in the cylinder set (#2, #3 cylinders) in a part (S14), and two-step combustion is not performed and compression process injection only is performed in the remaining cylinder set (#1, #4 cylinders) (S12). <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、筒内噴射型火花点
火式多気筒エンジンの排気浄化装置に係り、詳しくは冷
態始動時における排気浄化技術及び排気浄化触媒の昇温
技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for a cylinder injection type spark ignition type multi-cylinder engine, and more particularly to an exhaust gas purification technology at a cold start and a temperature raising technology of an exhaust purification catalyst.

【0002】[0002]

【関連する背景技術】一般に、自動車用エンジンの排気
系には、排気マニホールド直後や床下に位置して触媒コ
ンバータが介装されており、該触媒コンバータに内蔵さ
れた例えば三元触媒によって排ガス中のHC(炭化水
素)、CO(一酸化炭素)、NOx(窒素酸化物)を同
時に浄化・低減している。
Related Background Art Generally, an exhaust system of an automobile engine is provided with a catalytic converter immediately after the exhaust manifold or under the floor. It simultaneously purifies and reduces HC (hydrocarbons), CO (carbon monoxide), and NOx (nitrogen oxides).

【0003】また、近年では、燃料を圧縮行程で噴射す
ることにより超リーン空燃比であっても運転を可能とし
た筒内噴射型火花点火式多気筒エンジンが実用化されて
いる。当該筒内噴射型火花点火式多気筒エンジンでは、
燃料噴射時期を自由に設定でき、例えば、排ガス温度が
低いエンジンの冷態始動時(低温時)のように触媒コン
バータが未だ活性していない状況下において、燃料を圧
縮行程で噴射(主噴射)するとともに膨張行程以降に追
加噴射(副噴射)して残留O2(残留酸素)と未燃HC
或いはCOとを排出し、これら残留O2と未燃HC或い
はCOとを排気系(排気弁を含む排気ポートから触媒コ
ンバータまでの領域)内で反応させて排気浄化を促進
し、且つその反応熱によって触媒コンバータの早期活性
化を図る二段燃焼技術が知られている。
In recent years, an in-cylinder injection spark ignition multi-cylinder engine has been put into practical use, which can be operated even at a super lean air-fuel ratio by injecting fuel in a compression stroke. In the cylinder injection type spark ignition multi-cylinder engine,
Fuel injection timing can be set freely, for example, fuel is injected in the compression stroke (main injection) in a situation where the catalytic converter is not active, such as when the engine is cold starting (low temperature) where the exhaust gas temperature is low. The residual O 2 (residual oxygen) and unburned HC are injected by additional injection (sub-injection) after the expansion stroke.
Alternatively, CO is discharged, and these residual O 2 and unburned HC or CO are reacted in the exhaust system (the region from the exhaust port including the exhaust valve to the catalytic converter) to promote exhaust gas purification, and the reaction heat thereof. There is known a two-stage combustion technology for early activation of a catalytic converter.

【0004】また、排気システムとして種々のマニホー
ルドシステムが知られており、通常は、クラムシェル型
エキゾーストマニホールドシステムや、点火順序の連続
しない気筒同士で排ガス通路を例えば2本(デュアル)
に纏め、排気慣性或いは排気脈動を利用して全開性能を
向上させ高出力を得るようにしたデュアル型エキゾース
トマニホールドシステムが採用されている。
Various manifold systems are known as exhaust systems. Usually, a clamshell type exhaust manifold system or, for example, two exhaust gas passages (dual) between cylinders whose ignition order is not continuous.
In summary, a dual-type exhaust manifold system is adopted, which uses exhaust inertia or exhaust pulsation to improve the full-open performance and obtain high output.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記二段燃
焼を行う場合、残留O2と未燃HC或いはCOとの反応
は主として排気直後、即ち排気弁近傍の排気系内におい
て最も進行し、排気温度が当該排気弁近傍において急激
に上昇することが実験等により確認されている。しかし
ながら、このように排気弁近傍において排気温度が急激
に上昇してしまうと、排気浄化が促進される一方、通常
は触媒コンバータに至るまである程度の距離があるた
め、反応により発生した排気熱が排気マニホールドや排
気管を介して放熱され、触媒コンバータが十分に昇温さ
れず触媒の早期活性化が図れないという問題がある。特
に、上記デュアル型エキゾーストマニホールドシステム
を採用した場合には、全開性能を向上させ高出力を得る
ことができるという利点がある一方、デュアル部分を設
けている分だけ放熱面積及び熱容量が大きくなり、放熱
量が増加して上記問題は顕著となる。
By the way, when performing the above-mentioned two-stage combustion, the reaction between the residual O 2 and the unburned HC or CO proceeds most immediately after the exhaust, that is, in the exhaust system in the vicinity of the exhaust valve, and the exhaust gas is most advanced. Experiments have confirmed that the temperature rises rapidly near the exhaust valve. However, if the exhaust temperature rises rapidly in the vicinity of the exhaust valve in this way, exhaust gas purification is promoted, but usually there is a certain distance to reach the catalytic converter. There is a problem that heat is radiated through the manifold and the exhaust pipe, the temperature of the catalytic converter is not sufficiently raised, and the catalyst cannot be activated early. In particular, when the above-mentioned dual type exhaust manifold system is adopted, there is an advantage that the fully open performance can be improved and a high output can be obtained, while the provision of the dual portion increases the heat radiation area and the heat capacity, and As the amount of heat increases, the above problem becomes remarkable.

【0006】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、エンジン
全開性能の向上を図りながら低温時の排気浄化の促進及
び触媒の早期活性化を実現可能な筒内噴射型火花点火式
多気筒エンジンの排気浄化装置を提供することにある。
The present invention has been made in order to solve such problems, and an object thereof is to promote exhaust gas purification at low temperature and early activation of a catalyst while improving the engine full opening performance. An object of the present invention is to provide a feasible in-cylinder injection type spark ignition type multi-cylinder engine exhaust purification device.

【0007】[0007]

【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、燃料を圧縮行程で噴射す
る圧縮行程噴射モードと燃料を圧縮行程及び膨張行程或
いは排気行程で噴射する二段燃焼モードとを備えた筒内
噴射型多気筒エンジンの排気浄化装置において、前記多
気筒エンジンの排気管の途中に設けられた排気浄化触媒
と、前記多気筒エンジンの点火順序が連続しない気筒同
士を組とした複数の気筒組と、前記各々の気筒組から排
出された排ガスを個別に前記排気浄化触媒の直上流に導
く複数の排ガス通路と、前記多気筒エンジンが冷態始動
時であることを判別する冷態始動時判別手段と、前記冷
態始動時判別手段によって冷態始動時であることが判別
されると、一部の気筒組を前記二段燃焼モードで制御す
るとともに、その他残りの気筒組を前記圧縮行程噴射モ
ードで制御する制御手段とを備えることを特徴としてい
る。
In order to achieve the above-mentioned object, in the invention of claim 1, a compression stroke injection mode in which fuel is injected in a compression stroke and fuel is injected in a compression stroke and an expansion stroke or an exhaust stroke. In an exhaust gas purification device for a cylinder injection type multi-cylinder engine having a two-stage combustion mode, an exhaust gas purification catalyst provided midway in the exhaust pipe of the multi-cylinder engine, and a cylinder in which the ignition order of the multi-cylinder engine is not continuous A plurality of cylinder groups that are paired with each other, a plurality of exhaust gas passages that individually guide the exhaust gas discharged from each of the cylinder groups directly upstream of the exhaust purification catalyst, and the multi-cylinder engine is in cold start. When it is determined that the cold start is determined by the cold start determination means for determining that, and the cold start determination means, some cylinder groups are controlled in the two-stage combustion mode, and It is characterized in that a control means for controlling the remaining cylinders set in the compression stroke injection mode.

【0008】つまり、筒内噴射型火花点火式多気筒エン
ジンに点火順序の連続しない気筒同士を組として排ガス
通路を複数本(例えば2本(デュアル))に纏めたデュ
アル型エキゾーストマニホールドシステムを採用した場
合において、一部の気筒組からの排ガスとその他残りの
気筒組からの排ガスとを複数の排ガス通路で分離した状
態で排気浄化触媒の直上流まで導くようにし、冷態始動
時には、一部の気筒組で二段燃焼を実施し、その他残り
の気筒組では二段燃焼を実施せずに圧縮行程噴射だけを
実施するようにしている。
That is, a dual-type exhaust manifold system in which a plurality of exhaust gas passages (for example, two (dual)) are grouped into a cylinder injection type spark ignition type multi-cylinder engine and cylinders whose ignition order is not continuous is combined is adopted. In this case, the exhaust gas from some of the cylinder groups and the exhaust gas from the other of the remaining cylinder groups are guided to a position immediately upstream of the exhaust gas purification catalyst in a state of being separated by a plurality of exhaust gas passages. Two-stage combustion is performed in the cylinder set, and only the compression stroke injection is performed in the other cylinder sets without performing the two-stage combustion.

【0009】従って、冷態始動時には、一部の気筒組か
ら排出された高濃度の未燃HC或いはCOとその他残り
の気筒組から排出された高濃度のO2とが複数の排ガス
通路を通ってそれぞれ独立に排気浄化触媒の直上流に供
給され、これらO2と未燃HC或いはCOとが排気浄化
触媒の直上流で反応して排気温度が急上昇することにな
り、当該反応により生じた排気熱を含んだ高温の排ガス
が、殆ど放熱されることなく排気浄化触媒に供給され
る。
Therefore, at the time of cold start, high-concentration unburned HC or CO discharged from some cylinder groups and high-concentration O 2 discharged from the remaining cylinder groups pass through a plurality of exhaust gas passages. Are independently supplied immediately upstream of the exhaust purification catalyst, O 2 and unburned HC or CO react with each other immediately upstream of the exhaust purification catalyst, and the exhaust gas temperature rapidly rises. The high-temperature exhaust gas containing heat is supplied to the exhaust purification catalyst with almost no heat radiation.

【0010】これにより、デュアル型エキゾーストマニ
ホールドシステムの採用によりエンジン全開性能の向上
を図りながら、冷態始動時には、排気浄化を促進させる
とともに排気浄化触媒を効率よく速やかに昇温させて排
気浄化触媒の早期活性化を図ることが可能となる。ま
た、請求項2の発明では、前記圧縮行程噴射モードと前
記二段燃焼モードとは一燃焼当たりの出力が略同等とな
るように制御されることを特徴としている。
As a result, while adopting the dual type exhaust manifold system to improve the engine full-open performance, at the time of cold start, exhaust purification is promoted and the temperature of the exhaust purification catalyst is raised efficiently and promptly. It becomes possible to achieve early activation. Further, the invention of claim 2 is characterized in that the compression stroke injection mode and the two-stage combustion mode are controlled so that the output per combustion is substantially equal.

【0011】つまり、二段燃焼モードでは燃料を膨張行
程或いは排気行程で追加噴射しているが、この追加噴射
した燃料は膨張仕事、即ちエンジン出力には寄与しない
ものであり、一方、二段燃焼モードにおいても燃料を圧
縮行程噴射モードの場合と同様に圧縮行程で噴射してい
ることから一燃焼当たりの出力が略同等となるように燃
料制御可能である。
That is, in the two-stage combustion mode, the fuel is additionally injected in the expansion stroke or the exhaust stroke, but the additional injected fuel does not contribute to the expansion work, that is, the engine output, while the two-stage combustion is performed. In the mode as well, since the fuel is injected in the compression stroke as in the case of the compression stroke injection mode, it is possible to control the fuel so that the output per combustion is substantially equal.

【0012】従って、冷態始動時において圧縮行程噴射
モードと二段燃焼モードとを同時に実施した場合であっ
ても、気筒毎に発生する出力トルクを略同等にしてエン
ジン回転速度を略一定に保持でき、ドライバビリティの
悪化が防止される。また、請求項3の発明では、前記複
数の排ガス通路は、略同心的に配置された内管と外管よ
り形成され、一部の気筒組から排出される高濃度の一酸
化炭素を含む排ガスが前記内管内部に導入され、その他
残りの気筒組から排出される高濃度のO2を含む排ガス
が前記外管と内管との空間に導入されることを特徴とし
ている。
Therefore, even when the compression stroke injection mode and the two-stage combustion mode are simultaneously performed at the cold start, the output torque generated for each cylinder is made substantially equal to keep the engine rotation speed substantially constant. It is possible to prevent deterioration of drivability. Further, in the invention of claim 3, the plurality of exhaust gas passages are formed by an inner pipe and an outer pipe which are arranged substantially concentrically, and the exhaust gas containing high concentration carbon monoxide discharged from a part of the cylinder set. Is introduced into the inner pipe, and the exhaust gas containing high-concentration O 2 discharged from the other remaining cylinder groups is introduced into the space between the outer pipe and the inner pipe.

【0013】従って、一部の気筒組から排出された高濃
度の未燃HC或いはCOを含む排ガスが断熱効果の高い
内管内を流れることで高温に維持され、その他残りの気
筒組から排出された高濃度のO2を含む排ガスが表面積
の大きい外管内を流れることで良好に冷却されてO2
反応が抑制される。これにより、高温且つ十分なO2
在の下、排気浄化触媒の直上流において反応が急激に進
行し、排気浄化触媒がより一層早期に昇温して排気浄化
触媒の早期活性化が図られる。
Therefore, the exhaust gas containing a high concentration of unburned HC or CO discharged from some of the cylinder groups is maintained at a high temperature by flowing through the inner pipe having a high heat insulation effect, and is discharged from the other remaining cylinder groups. Exhaust gas containing a high concentration of O 2 flows in the outer tube having a large surface area, whereby the exhaust gas is cooled well and the reaction of O 2 is suppressed. As a result, the reaction rapidly progresses immediately upstream of the exhaust purification catalyst in the presence of high temperature and sufficient O 2, and the temperature of the exhaust purification catalyst rises even earlier and the exhaust purification catalyst is activated earlier.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
に基づいて説明する。先ず、第1実施例を説明する。図
1を参照すると、車両に搭載された本発明に係る筒内噴
射型火花点火式多気筒エンジンの排気浄化装置の概略構
成図が示されており、以下、当該排気浄化装置の構成を
説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, the first embodiment will be described. Referring to FIG. 1, there is shown a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification apparatus for a cylinder injection type spark ignition type multi-cylinder engine mounted on a vehicle according to the present invention. Hereinafter, the configuration of the exhaust gas purification apparatus will be described. .

【0015】筒内噴射型火花点火式多気筒エンジン(以
下、単にエンジンという)1としては、例えば、燃料噴
射モードを吸気行程噴射モード或いは圧縮行程噴射モー
ドに切換えることで吸気行程での燃料噴射(吸気行程噴
射)とともに圧縮行程での燃料噴射(圧縮行程噴射)を
実施可能な筒内噴射型火花点火式4気筒ガソリンエンジ
ンが採用される。この筒内噴射型のエンジン1は、上記
燃料噴射モードの切換えと空燃比制御とにより、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)を実現可能である。また、当
該筒内噴射型のエンジン1では、さらに、圧縮行程での
燃料噴射とともに膨張行程以降での燃料噴射(二段燃
焼)を行う二段燃焼モードも選択可能である。
A cylinder injection type spark ignition type multi-cylinder engine (hereinafter, simply referred to as an engine) 1 is, for example, a fuel injection in an intake stroke by switching a fuel injection mode to an intake stroke injection mode or a compression stroke injection mode ( An in-cylinder injection spark ignition type 4-cylinder gasoline engine capable of performing fuel injection (compression stroke injection) in the compression stroke together with intake stroke injection is adopted. This in-cylinder injection type engine 1 facilitates operation at a stoichiometric air-fuel ratio and operation at a rich air-fuel ratio (rich air-fuel ratio operation) by switching the fuel injection mode and controlling the air-fuel ratio. It is possible to realize lean air-fuel ratio operation (lean air-fuel ratio operation). Further, in the in-cylinder injection type engine 1, it is also possible to select a two-stage combustion mode in which fuel injection in the compression stroke and fuel injection (two-stage combustion) after the expansion stroke are performed.

【0016】同図に示すように、エンジン1のシリンダ
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
料を燃焼室内に直接噴射可能である。点火プラグ4には
高電圧を出力する点火コイル8が接続されている。ま
た、燃料噴射弁6には、燃料パイプ7を介して燃料タン
クを擁した燃料供給装置(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である。
As shown in the figure, the cylinder head 2 of the engine 1 is provided with an electromagnetic fuel injection valve 6 together with a spark plug 4 for each cylinder, whereby the fuel is directly injected into the combustion chamber. It is possible. An ignition coil 8 that outputs a high voltage is connected to the spark plug 4. A fuel supply device (not shown) having a fuel tank is connected to the fuel injection valve 6 via a fuel pipe 7. More specifically, the fuel supply device is provided with a low-pressure fuel pump and a high-pressure fuel pump, which supplies the fuel in the fuel tank to the fuel injection valve 6 at a low fuel pressure or a high fuel pressure. Can be injected from the fuel injection valve 6 toward the combustion chamber at a desired fuel pressure.

【0017】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10の一端がそれぞ
れ接続されている。なお、吸気マニホールド10には吸
入空気量を調節する電磁式のスロットル弁14が設けら
れている。また、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排気マニホールド12の一端がそ
れぞれ接続されている。排気マニホールド12として
は、ここでは、図2に示すようなデュアル型エキゾース
トマニホールドシステムが採用される。
An intake port is formed in the cylinder head 2 in a substantially upright direction for each cylinder, and one end of an intake manifold 10 is connected so as to communicate with each intake port. The intake manifold 10 is provided with an electromagnetic throttle valve 14 that adjusts the intake air amount. Further, the cylinder head 2 is formed with an exhaust port in a substantially horizontal direction for each cylinder, and one end of an exhaust manifold 12 is connected so as to communicate with each exhaust port. As the exhaust manifold 12, here, a dual type exhaust manifold system as shown in FIG. 2 is adopted.

【0018】デュアル型エキゾーストマニホールドシス
テムからなる排気マニホールド12は、同図に示すよう
に、点火順序が連続しない#2気筒と#3気筒の気筒組
(一部の気筒組であって、以下#2、#3気筒という)
からの排気、#1気筒と#4気筒の気筒組(その他残り
の気筒組であって、以下#1、#4気筒という)からの
排気がそれぞれ合流して2本(デュアル)の管路(複数
の排ガス通路)になるよう構成されている(燃焼順序が
#1→#3→#4→#2の場合)。このように排気マニ
ホールド12がデュアル型エキゾーストマニホールドシ
ステムから構成されていると、排気干渉を少なくして排
気慣性或いは排気脈動の大きな効果を得ることが可能で
ある。これにより、エンジン1の温態時にはエンジン1
の全開性能を向上させて高出力を得ることができる。
As shown in the figure, the exhaust manifold 12 consisting of a dual type exhaust manifold system has a cylinder set of # 2 cylinders and # 3 cylinders in which the ignition order is not continuous (some cylinder sets are referred to as # 2 below. , # 3 cylinder)
Exhaust gas from the # 1 cylinder and exhaust gas from the # 4 cylinder group (the other remaining cylinder groups, hereinafter referred to as # 1 and # 4 cylinders) merge to form two pipe lines (dual). Multiple exhaust gas passages) (when the combustion order is # 1 → # 3 → # 4 → # 2). Thus, when the exhaust manifold 12 is composed of the dual type exhaust manifold system, it is possible to reduce exhaust interference and obtain a large effect of exhaust inertia or exhaust pulsation. As a result, when the engine 1 is warm, the engine 1
It is possible to obtain a high output by improving the full-open performance of the.

【0019】排気マニホールド12の他端には排気管2
0が接続されており、当該排気管20には、触媒コンバ
ータとして例えば三元触媒(排気浄化触媒)30が介装
されている。排気管20は、詳しくは、図2に示すよう
に、デュアル型エキゾーストマニホールドシステムに対
応し、上流部が#1、#4気筒からの排ガスが流れる分
岐管20aと#2、#3気筒からの排ガスが流れる分岐
管20bとに分離され、これら分岐管20aと分岐管2
0bとが三元触媒30の直上流で合流するような二股管
路(複数の排ガス通路)で構成されている。つまり、排
気管20では、#1、#4気筒からの排ガスと#2、#
3気筒からの排ガスとが分岐管20a及び分岐管20b
内をそれぞれ三元触媒30の直上流まで独立に流れた
後、当該三元触媒30の直上流で混合する。
An exhaust pipe 2 is provided at the other end of the exhaust manifold 12.
0 is connected, and a three-way catalyst (exhaust gas purification catalyst) 30, for example, is interposed in the exhaust pipe 20 as a catalytic converter. As shown in FIG. 2, the exhaust pipe 20 corresponds to a dual type exhaust manifold system. The exhaust pipe 20 has a branch pipe 20a in which the exhaust gas from the # 1 and # 4 cylinders flows from the upstream portion and from the # 2 and # 3 cylinders. It is separated into a branch pipe 20b through which exhaust gas flows, and the branch pipe 20a and the branch pipe 2 are separated.
0b is formed by a bifurcated pipe line (a plurality of exhaust gas passages) that joins immediately upstream of the three-way catalyst 30. That is, in the exhaust pipe 20, exhaust gas from the # 1 and # 4 cylinders and # 2 and # 4
Exhaust gas from the three cylinders is branched pipe 20a and branch pipe 20b
After each of them independently flows to immediately upstream of the three-way catalyst 30, they are mixed immediately upstream of the three-way catalyst 30.

【0020】また、同図に示すように、排気管20の三
元触媒30の直上流部分にはO2センサ22が設けられ
ており、三元触媒30には触媒温度を検出する高温セン
サ32が設けられている。ECU60は、入出力装置、
記憶装置、中央処理装置(CPU)、タイマカウンタ等
を備えており、当該ECU60により、エンジン1を含
めた排気浄化装置の総合的な制御が行われる。
As shown in the figure, an O 2 sensor 22 is provided in the exhaust pipe 20 immediately upstream of the three-way catalyst 30, and the three-way catalyst 30 has a high temperature sensor 32 for detecting the catalyst temperature. Is provided. The ECU 60 is an input / output device,
A storage device, a central processing unit (CPU), a timer counter, and the like are provided, and the ECU 60 performs comprehensive control of the exhaust gas purification device including the engine 1.

【0021】ECU60の入力側には、上記O2センサ
22、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される。そし
て、これら各種検出情報に基づき、吸気行程噴射モー
ド、圧縮行程噴射モード、二段燃焼モード等のいずれか
の燃料噴射モードが選択される。一方、ECU60の出
力側には、上記燃料噴射弁6、点火コイル8、スロット
ル弁14等の各種出力デバイスが接続されており、これ
ら各種出力デバイスには、上記選択された燃料噴射モー
ド及び各種センサ類からの検出情報に応じて演算された
燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等の信号がそれぞ
れ出力され、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により
適正なタイミングで火花点火が実施される。
Various sensors such as the O 2 sensor 22 and the high temperature sensor 32 are connected to the input side of the ECU 60, and the detection information from these sensors is input. Then, one of the fuel injection modes such as the intake stroke injection mode, the compression stroke injection mode, and the two-stage combustion mode is selected based on these various detection information. On the other hand, various output devices such as the fuel injection valve 6, the ignition coil 8 and the throttle valve 14 are connected to the output side of the ECU 60, and these various output devices include the selected fuel injection mode and various sensors. Signals such as the fuel injection amount, the fuel injection timing, and the ignition timing, which are calculated according to the detection information from the class, are output, respectively, whereby the fuel injection valve 6 injects an appropriate amount of fuel at an appropriate timing, and the ignition is performed. Spark ignition is performed by the plug 4 at an appropriate timing.

【0022】以下、このように構成された本発明に係る
排気浄化装置の作用を説明する。図3を参照すると、本
発明に係る冷態時制御の制御ルーチンがフローチャート
で示されており、以下同フローチャートに基づき説明す
る。ステップS10では、排気浄化装置が冷態状態にあ
るか否かを判別する。ここでは、例えば、高温センサ3
2からの温度情報に基づき、触媒温度TCATが所定温度
T0(例えば、半活性状態に対応する温度)以上である
か否かを判別する。なお、触媒温度の判別に変えて、イ
グニションスイッチのON状態を検出してエンジン1が
始動直後であるか否かを判別するようにしてもよいし、
エンジン1の冷却水温Tw、或いは油温Toilが所定温度
以上であるか否かを判別するようにしてもよい(冷態始
動時判別手段)。判別結果が偽(No)で排気浄化装置
が冷態状態になく温態状態と判定された場合には、ステ
ップS18に進む。
The operation of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention constructed as above will be described below. Referring to FIG. 3, a control routine of the cold state control according to the present invention is shown in a flow chart, which will be described below based on the flow chart. In step S10, it is determined whether or not the exhaust emission control device is in a cold state. Here, for example, the high temperature sensor 3
Based on the temperature information from 2, it is determined whether or not the catalyst temperature TCAT is equal to or higher than a predetermined temperature T0 (for example, the temperature corresponding to the semi-active state). Instead of determining the catalyst temperature, the ON state of the ignition switch may be detected to determine whether or not the engine 1 has just started.
It may be possible to determine whether or not the cooling water temperature Tw of the engine 1 or the oil temperature Toil is equal to or higher than a predetermined temperature (cooling start time determination means). When the determination result is false (No) and it is determined that the exhaust emission control device is not in the cold state but in the warm state, the process proceeds to step S18.

【0023】ステップS18では、全気筒について通常
制御を実施する。即ち、エンジン1の運転状態に応じて
適切な燃料噴射モードを選択し、各種センサ類からの情
報に基づき全気筒において同一制御を実施する。一方、
ステップS10の判別結果が真(Yes)で排気浄化装
置が冷態状態にあると判定された場合には、ステップS
12に進み、#1、#4気筒において圧縮行程噴射モー
ドを選択し、リーン空燃比で圧縮行程噴射を行う。
In step S18, normal control is executed for all cylinders. That is, an appropriate fuel injection mode is selected according to the operating state of the engine 1, and the same control is performed in all cylinders based on information from various sensors. on the other hand,
When the determination result of step S10 is true (Yes) and it is determined that the exhaust emission control device is in the cold state, step S
12, the compression stroke injection mode is selected for the # 1 and # 4 cylinders, and the compression stroke injection is performed with a lean air-fuel ratio.

【0024】さらに、ステップS14では、#2、#3
気筒において二段燃焼モードを選択し、二段燃焼を行
う。つまり、#2、#3気筒については、圧縮行程で主
燃焼のための燃料噴射(主噴射)をリーン空燃比で行う
とともに膨張行程以降(膨張行程または排気行程)で燃
料の追加噴射(副噴射)を行う。なお、このとき、#
1、#4気筒における圧縮行程噴射の空燃比と#2、#
3気筒における圧縮行程噴射の空燃比とは略同一のリー
ン空燃比とされ、#2、#3気筒における追加噴射分を
含めて全体空燃比は例えば値16とされる。この際、全
体空燃比はO2センサ22の出力情報に基づきフィード
バック制御される。
Further, in step S14, # 2, # 3
The two-stage combustion mode is selected in the cylinder to perform the two-stage combustion. In other words, for the # 2 and # 3 cylinders, fuel injection for main combustion (main injection) is performed at a lean air-fuel ratio in the compression stroke, and additional fuel injection (sub-injection) is performed after the expansion stroke (expansion stroke or exhaust stroke). )I do. At this time, #
Air-fuel ratio of compression stroke injection in cylinders 1 and 4 and # 2 and #
The lean air-fuel ratio is substantially the same as the air-fuel ratio of the compression stroke injection in the three cylinders, and the overall air-fuel ratio including the additional injection amount in the # 2 and # 3 cylinders is set to 16 for example. At this time, the overall air-fuel ratio is feedback-controlled based on the output information of the O 2 sensor 22.

【0025】このように#1、#4気筒で圧縮行程噴射
を実施し、#2、#3気筒で二段燃焼を行うようにする
と、#2、#3気筒から排出される排ガス中には膨張仕
事に寄与しない追加噴射によって高濃度の未燃HC或い
はCOが含まれ、一方#1、#4気筒から排出される排
ガス中には高濃度のO2が含まれることになる。つま
り、分岐管20bに高濃度の未燃HC或いはCOを含む
排ガスが流れ、分岐管20aに高濃度のO2を含む排ガ
スが流れることになる。
When the compression stroke injection is performed in the # 1 and # 4 cylinders and the two-stage combustion is performed in the # 2 and # 3 cylinders as described above, the exhaust gas discharged from the # 2 and # 3 cylinders contains Due to the additional injection that does not contribute to the expansion work, a high concentration of unburned HC or CO is contained, while the exhaust gas discharged from the # 1 and # 4 cylinders contains a high concentration of O 2 . That is, the exhaust gas containing high concentration unburned HC or CO flows through the branch pipe 20b, and the exhaust gas containing high concentration O 2 flows through the branch pipe 20a.

【0026】また、分岐管20b内には高濃度の未燃H
C或いはCOとともにある程度の残留O2が含まれてい
るため、未燃HC或いはCOの一部と残留O2との反応
により分岐管20b内の排ガスはある程度昇温し、一
方、分岐管20aは車両の走行風によって冷却されるこ
とから、分岐管20a内ではO2の反応が抑制されて高
濃度のO2が保持される。
Further, a high concentration of unburned H 2 is contained in the branch pipe 20b.
Since some residual O 2 is contained together with C or CO, the exhaust gas in the branch pipe 20b is heated to some extent by the reaction of a part of the unburned HC or CO with the residual O 2 , while the branch pipe 20a is Since it is cooled by the running wind of the vehicle, the reaction of O 2 is suppressed in the branch pipe 20a and a high concentration of O 2 is retained.

【0027】従って、実際には、#2、#3気筒から排
出され分岐管20bを流れる排ガス中には、高温且つ高
濃度の未燃HC或いはCOが含まれる一方、#1、#4
気筒から排出され分岐管20aを流れる排ガス中には、
低温且つ高濃度のO2が含まれることになる。そして、
上述したように分岐管20aと分岐管20bは三元触媒
30の直上流で合流するように構成されているので、分
岐管20bを単独で流れた高温且つ高濃度の未燃HC或
いはCOを含む排ガスと分岐管20aを単独で流れた低
温且つ高濃度のO2を含む排ガスとが三元触媒30の直
上流で混合されることになる。これにより、三元触媒3
0の直上流において未燃HC或いはCOとO2との反応
が進行して排ガス温度が急速に上昇することになる。
Therefore, in practice, the exhaust gas discharged from the # 2 and # 3 cylinders and flowing through the branch pipe 20b contains high-temperature and high-concentration unburned HC or CO, while # 1, # 4.
In the exhaust gas discharged from the cylinder and flowing through the branch pipe 20a,
It will contain a low temperature and high concentration of O 2 . And
As described above, since the branch pipe 20a and the branch pipe 20b are configured so as to join immediately upstream of the three-way catalyst 30, the high temperature and high concentration unburned HC or CO flowing alone in the branch pipe 20b is included. The exhaust gas and the exhaust gas containing O 2 at a low temperature and a high concentration, which has flowed alone through the branch pipe 20 a, are mixed immediately upstream of the three-way catalyst 30. As a result, the three-way catalyst 3
Immediately upstream of 0, the reaction between unburned HC or CO and O 2 proceeds, and the exhaust gas temperature rises rapidly.

【0028】このように三元触媒30の直上流で反応が
進行して排ガス温度が急速に上昇することになると、相
乗作用によって排気浄化が促進されるとともに、高温の
排ガスが排気熱を放熱する間もなく三元触媒30に即座
に到達し、三元触媒30が急激に昇温して三元触媒30
の早期活性化が図られる。従って、三元触媒30を車両
の床下等に配置した場合であっても、速やかに昇温する
ことが可能となり、排気マニホールド直下に触媒を配置
するものに比べて耐熱性を向上させる必要性を低減で
き、且つ、冷態時において速やかに昇温して排ガス性能
を向上させることができる。
When the reaction proceeds immediately upstream of the three-way catalyst 30 and the exhaust gas temperature rises rapidly in this manner, exhaust gas purification is promoted by a synergistic effect, and the high temperature exhaust gas radiates the exhaust heat. Soon after, the three-way catalyst 30 is immediately reached, the temperature of the three-way catalyst 30 rapidly rises, and the three-way catalyst 30
The early activation of is promoted. Therefore, even when the three-way catalyst 30 is arranged under the floor of the vehicle or the like, it is possible to quickly raise the temperature, and it is necessary to improve the heat resistance as compared with the case where the catalyst is arranged immediately below the exhaust manifold. It can be reduced and the exhaust gas performance can be improved by rapidly raising the temperature in the cold state.

【0029】また、上述したように#1、#4気筒にお
ける圧縮行程噴射の空燃比と#2、#3気筒における圧
縮行程噴射の空燃比とは略同一のリーン空燃比とされる
ので、圧縮行程噴射モードと二段燃焼モードとを同時に
実施しても、燃焼安定性を確保し、気筒毎に発生するエ
ンジン1の出力トルク(一燃焼当たりの出力)を略同等
にしてエンジン回転速度Neを略一定に保持でき、ドラ
イバビリティの悪化を防止することができる。
As described above, the air-fuel ratio of the compression stroke injection in the # 1 and # 4 cylinders and the air-fuel ratio of the compression stroke injection in the # 2 and # 3 cylinders are substantially the same lean air-fuel ratio. Even if the stroke injection mode and the two-stage combustion mode are simultaneously performed, the combustion stability is ensured, and the output torque (output per combustion) of the engine 1 generated for each cylinder is made substantially equal to the engine rotation speed Ne. It can be maintained at a substantially constant value, and deterioration of drivability can be prevented.

【0030】ステップS16では、高温センサ32から
の温度情報に基づき、触媒温度TCATが所定温度T1(例
えば、300℃)以上であるか否かを判別する。即ち、
ここでは三元触媒30が十分に活性化されたか否かを判
別する。判別結果が偽(No)で三元触媒30が未だ十
分に活性化されていないと判定された場合には、ステッ
プS12及びステップS14を繰り返し実行し、触媒昇
温を継続する。一方、判別結果が真(Yes)で触媒温
度TCATが所定温度T1以上と判定された場合には、上述
のステップS18に進み、全気筒について通常制御を実
施する。
In step S16, based on the temperature information from the high temperature sensor 32, it is determined whether or not the catalyst temperature TCAT is equal to or higher than a predetermined temperature T1 (for example, 300 ° C.). That is,
Here, it is determined whether or not the three-way catalyst 30 has been sufficiently activated. When the determination result is false (No) and it is determined that the three-way catalyst 30 is not yet sufficiently activated, steps S12 and S14 are repeatedly executed to continue the catalyst temperature increase. On the other hand, when the determination result is true (Yes) and the catalyst temperature TCAT is determined to be equal to or higher than the predetermined temperature T1, the process proceeds to step S18 described above, and the normal control is performed for all the cylinders.

【0031】即ち、三元触媒30が十分に活性化された
と判定された場合には、目的は達成され、もはや#1、
#4気筒と#2、#3気筒とで別の燃料噴射モードを実
施している必要はなく、エンジン1の運転状態に応じて
適切な燃料噴射モードを選択し、各種センサ類からの情
報に基づき全気筒において同一制御を実施する。次に、
第2実施例を説明する。
That is, if it is determined that the three-way catalyst 30 has been fully activated, the objective is achieved and no longer # 1.
It is not necessary to perform different fuel injection modes for the # 4 cylinder and the # 2 and # 3 cylinders, and an appropriate fuel injection mode is selected according to the operating state of the engine 1 and information from various sensors is displayed. Based on this, the same control is performed in all cylinders. next,
A second embodiment will be described.

【0032】なお、当該第2実施例では、上記第1実施
例との共通部分については説明を省略し、第1実施例と
異なる構成と作用についてのみ説明する。第2実施例で
は、図4(a)及び(b)に示すように、上記第1実施
例に対し、排気管20に代えて排気管20’とし、排気
管20’を二股管路ではなく三元触媒30の直上流に至
るまで外管20’aと当該外管20’aよりもやや小径
の内管20’bからなる二重管路(複数の排ガス通路)
で構成している。詳しくは、排気管20’は、外管2
0’aと内管20’bとの間の通路を#1、#4気筒か
らの排ガスが三元触媒30の直上流まで単独で流れ、内
管20’b内を#2、#3気筒からの排ガスが三元触媒
30の直上流まで単独で流れるよう構成されている。な
お、図4(b)は図4(a)のA−A線に沿う断面を示
し、符号21’は、外管20’aを内管20’b周りに
一定の間隙(通路幅)を確保しながら排ガス流を妨げな
いよう略同心的に支持する支持部材である。
In the second embodiment, the description of the common parts with the first embodiment will be omitted, and only the structure and operation different from those of the first embodiment will be described. In the second embodiment, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the exhaust pipe 20 'is replaced by an exhaust pipe 20' in contrast to the first embodiment, and the exhaust pipe 20 'is not a bifurcated conduit. A double pipe line (a plurality of exhaust gas passages) including an outer pipe 20′a and an inner pipe 20′b having a diameter slightly smaller than that of the outer pipe 20′a up to immediately upstream of the three-way catalyst 30.
It consists of. Specifically, the exhaust pipe 20 'is the outer pipe 2
The exhaust gas from the # 1 and # 4 cylinders independently flows through the passage between the 0'a and the inner pipe 20'b to just upstream of the three-way catalyst 30, and the # 2 and # 3 cylinders inside the inner pipe 20'b. The exhaust gas from the exhaust gas is configured to flow independently upstream of the three-way catalyst 30. 4 (b) shows a cross section taken along the line AA of FIG. 4 (a), and reference numeral 21 'denotes an outer pipe 20'a and a constant gap (passage width) around the inner pipe 20'b. It is a support member that supports the exhaust gas flow substantially concentrically so as not to interfere with the exhaust gas flow.

【0033】このように構成された第2実施例に係る排
気浄化装置では、上記第1実施例の場合と同様に図3の
制御ルーチンに基づき制御されるが、#1、#4気筒に
おいて圧縮行程噴射を実施し、#2、#3気筒において
二段燃焼を行うようにすると、外管20’aと内管2
0’bとの間の通路を高濃度のO2を含む排ガスが流
れ、内管20’b内を高濃度の未燃HC或いはCOを含
む排ガスが流れることになる。
In the exhaust gas purifying apparatus according to the second embodiment thus constructed, the control is performed based on the control routine of FIG. 3 as in the case of the first embodiment, but the compression is performed in the # 1 and # 4 cylinders. When stroke injection is performed and two-stage combustion is performed in the # 2 and # 3 cylinders, the outer pipe 20'a and the inner pipe 2
Exhaust gas containing a high concentration of O 2 flows through the passage between 0'b and 0'b, and exhaust gas containing a high concentration of unburned HC or CO flows within the inner pipe 20'b.

【0034】そして、この際、内管20’bは外管2
0’aに囲まれているので、内管20’b内を流れる高
濃度の未燃HC或いはCOを含む排ガスは直接外気と熱
交換することがなく、良好に高温に保持されたまま三元
触媒30の直上流に送られる。一方、外管20’aと内
管20’bとの間の通路を流れる高濃度のO2を含む排
ガスは、外管20’aの表面積が大きくなるために車両
の走行風によって良好に冷却され、O2の反応がより一
層抑制されて高濃度のO2を良好に保持したまま三元触
媒30の直上流に送られる。
At this time, the inner tube 20'b is replaced by the outer tube 2 '.
Since it is surrounded by 0'a, the exhaust gas containing a high concentration of unburned HC or CO flowing in the inner pipe 20'b does not directly exchange heat with the outside air, and is kept at a good high temperature. It is sent immediately upstream of the catalyst 30. On the other hand, the exhaust gas containing a high concentration of O 2 flowing through the passage between the outer pipe 20′a and the inner pipe 20′b is well cooled by the traveling wind of the vehicle because the surface area of the outer pipe 20′a is large. Thus, the reaction of O 2 is further suppressed, and the high concentration of O 2 is sent to the upstream of the three-way catalyst 30 while being well maintained.

【0035】従って、当該第2実施例では、#2、#3
気筒から排出されて内管20’b内を流れる排ガス中に
は、より一層高温にして高濃度の未燃HC或いはCOが
含まれ、一方#1、#4気筒から排出されて外管20’
aと内管20’bとの間の通路を流れる排ガス中には、
より一層低温にして高濃度のO2が含まれることにな
る。
Therefore, in the second embodiment, # 2 and # 3 are used.
The exhaust gas discharged from the cylinders and flowing in the inner pipe 20'b contains unburned HC or CO at a higher temperature and a higher concentration, while the exhaust pipes 20 'are discharged from the # 1 and # 4 cylinders.
In the exhaust gas flowing through the passage between a and the inner pipe 20′b,
As the temperature becomes lower, a high concentration of O 2 will be contained.

【0036】これにより、内管20’b内を流れた未燃
HC或いはCOを含む排ガスと外管20’aと内管2
0’bとの間の通路を流れたO2を含む排ガスとが三元
触媒30の直上流で混合すると、高温且つ十分なO2
在の下、三元触媒30の直上流においてより一層反応が
進行して排ガス温度が極めて急速に上昇することにな
り、三元触媒30がより一層急激に昇温して三元触媒3
0の早期活性化が図られる。
As a result, the exhaust gas containing unburned HC or CO flowing in the inner pipe 20'b, the outer pipe 20'a and the inner pipe 2
When the exhaust gas containing O 2 flowing through the passage between the three-way catalyst 0'b and 0'b is mixed immediately upstream of the three-way catalyst 30, the reaction is further performed immediately upstream of the three-way catalyst 30 in the presence of high temperature and sufficient O 2. Occurs, the exhaust gas temperature rises extremely rapidly, and the temperature of the three-way catalyst 30 rises even more rapidly.
Early activation of 0 is achieved.

【0037】以上で説明を終えるが、本発明の実施形態
は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記
実施形態では、#1、#4気筒で圧縮行程噴射を行い、
#2、#3気筒で二段燃焼を行うようにしたが、圧縮行
程噴射及び二段燃焼を実施する気筒組を所定行程毎、或
いは所定回転数毎に交互に切り換えるようにしてもよ
い。このようにすれば、二段燃焼を実施する気筒を偏り
なく一様にでき、点火プラグ4の汚損等を防止すること
ができる。
Although the description is finished above, the embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the compression stroke injection is performed in the # 1 and # 4 cylinders,
Although the two-stage combustion is performed in the # 2 and # 3 cylinders, the cylinder groups for performing the compression stroke injection and the two-stage combustion may be alternately switched for each predetermined stroke or each predetermined rotation speed. With this configuration, the cylinders that perform the two-stage combustion can be made uniform and even, and the spark plug 4 can be prevented from being contaminated.

【0038】また、上記上記実施形態では、筒内噴射型
火花点火式4気筒ガソリンエンジンを採用したが、エン
ジン1は筒内噴射型火花点火式V型6気筒ガソリンエン
ジンであってもよく、この場合には、排気マニホールド
をバンク毎に纏めてデュアル型エキゾーストマニホール
ドシステムを構成し、片バンク(一部の気筒組)で二段
燃焼を行い、他方バンク(その他残りの気筒組)で圧縮
行程噴射を行うようにすればよい。
Further, in the above embodiment, the cylinder injection type spark ignition type four cylinder gasoline engine is adopted, but the engine 1 may be a cylinder injection type spark ignition type V6 cylinder gasoline engine. In this case, the exhaust manifold system is grouped into banks to form a dual type exhaust manifold system, one bank (some cylinder groups) performs two-stage combustion, and the other bank (other cylinder groups) performs compression stroke injection. Should be done.

【0039】また、上記実施形態では、図3のステップ
S10の判別結果に基づき、排気浄化装置が冷態状態に
あると判定されると直ぐに#1、#4気筒において圧縮
行程噴射を行い、#2、#3気筒において二段燃焼を行
うようにしたが、例えば、冷態始動時のように排気系の
温度が極めて低いような場合には、所定期間に亘り全気
筒で二段燃焼を行って三元触媒30の直上流部分をある
程度暖機しておき、その後#1、#4気筒で圧縮行程噴
射を行い、#2、#3気筒で二段燃焼を行うようにして
もよい。
Further, in the above embodiment, as soon as it is determined that the exhaust purification system is in the cold state based on the determination result of step S10 in FIG. 3, the compression stroke injection is performed in the cylinders # 1 and # 4. Although two-stage combustion is performed in the # 2 and # 3 cylinders, for example, when the temperature of the exhaust system is extremely low, such as during cold start, the two-stage combustion is performed in all cylinders for a predetermined period. It is also possible to warm up the portion immediately upstream of the three-way catalyst 30 to some extent, then perform compression stroke injection in the # 1 and # 4 cylinders, and perform two-stage combustion in the # 2 and # 3 cylinders.

【0040】さらに、上記実施形態では、排気浄化触媒
として三元触媒を用いたが、三元触媒に代えて、例えば
酸化触媒や還元触媒、リーンNOx触媒、HCトラップ
等を用いるようにしてもよい。即ち、本発明は、冷態時
において早期に活性化或いは昇温する必要のある触媒等
の浄化手段に適用することができる。
Further, in the above embodiment, the three-way catalyst is used as the exhaust purification catalyst, but instead of the three-way catalyst, for example, an oxidation catalyst, a reduction catalyst, a lean NOx catalyst, an HC trap or the like may be used. . That is, the present invention can be applied to purification means such as a catalyst that needs to be activated or heated early in a cold state.

【0041】[0041]

【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の筒内噴射型火花点火式多気筒エンジンの排気浄
化装置によれば、点火順序の連続しない気筒同士を組と
して排ガス通路を複数本(例えば2本(デュアル))に
纏めるようにしたデュアル型エキゾーストマニホールド
システムを採用し、一部の気筒組からの排ガスとその他
残りの気筒組からの排ガスとを複数の排ガス通路で分離
した状態で排気浄化触媒の直上流まで導くようにし、冷
態始動時には、一部の気筒組で二段燃焼を実施し、その
他残りの気筒組では二段燃焼を実施せずに圧縮行程噴射
だけを実施するようにしたので、デュアル型エキゾース
トマニホールドシステムの採用によりエンジン全開性能
の向上を図りながら、冷態始動時には、O2と未燃HC
或いはCOとを排気浄化触媒の直上流で反応させて排気
浄化触媒を効率よく速やかに昇温させるようにでき、排
気浄化の促進とともに排気浄化触媒の早期活性化を図る
ことができる。
As described in detail above, according to the exhaust gas purifying apparatus for a cylinder injection type spark ignition type multi-cylinder engine of claim 1 of the present invention, the exhaust gas passage is formed by grouping cylinders whose ignition orders are not continuous. A dual type exhaust manifold system is adopted in which a plurality of (for example, two (dual)) are combined, and exhaust gas from one cylinder group and exhaust gas from the other remaining cylinder groups are separated by a plurality of exhaust gas passages. In this state, the exhaust gas is guided directly upstream of the exhaust purification catalyst, and during cold start, some cylinder groups perform two-stage combustion, while the remaining cylinder groups do not perform two-stage combustion but only compression stroke injection. since so as to implement, while improving full throttle performance by adopting a dual-type exhaust manifold system, at the time of cold-start, O 2 and unburned HC
Alternatively, CO can be made to react immediately upstream of the exhaust purification catalyst to raise the temperature of the exhaust purification catalyst efficiently and promptly, and the exhaust purification catalyst can be promoted and the exhaust purification catalyst can be activated early.

【0042】また、請求項2の筒内噴射型火花点火式多
気筒エンジンの排気浄化装置によれば、圧縮行程噴射モ
ードと二段燃焼モードとは一燃焼当たりの出力が略同等
となるように制御されるので、冷態始動時において圧縮
行程噴射モードと二段燃焼モードとを同時に実施した場
合であっても、気筒毎に発生する出力トルクを略同等に
してエンジン回転速度を略一定に保持でき、ドライバビ
リティの悪化を防止することができる。
According to the exhaust gas purifying apparatus for a cylinder injection type spark ignition type multi-cylinder engine of claim 2, the compression stroke injection mode and the two-stage combustion mode have substantially the same output per combustion. Since it is controlled, even if the compression stroke injection mode and the two-stage combustion mode are simultaneously performed at the cold start, the output torque generated for each cylinder is made substantially equal and the engine rotation speed is kept substantially constant. It is possible to prevent deterioration of drivability.

【0043】また、請求項3の筒内噴射型火花点火式多
気筒エンジンの排気浄化装置によれば、複数の排ガス通
路を略同心的に配置された内管と外管より形成し、一部
の気筒組から排出された高濃度の未燃HC或いはCOを
含む排ガスを断熱効果の高い内管内に流し、その他残り
の気筒組から排出された高濃度のO2を含む排ガスを表
面積の大きい外管内に流すようにしたので、高濃度の未
燃HC或いはCOを含む排ガスを高温に維持するととも
に高濃度のO2を含む排ガスを良好に冷却してO2の反応
を抑制するようにでき、排気浄化触媒の直上流における
反応を急激に進行させて排気浄化触媒をより一層早期に
昇温させるようにできる。
According to the exhaust gas purifying apparatus for a cylinder injection type spark ignition type multi-cylinder engine of claim 3, a plurality of exhaust gas passages are formed by an inner pipe and an outer pipe which are arranged substantially concentrically, and a part of them is formed. The exhaust gas containing a high concentration of unburned HC or CO discharged from the cylinder group is flown into the inner pipe having a high adiabatic effect, and the exhaust gas containing a high concentration of O 2 discharged from the remaining cylinder group is discharged to a large surface area. Since it is made to flow in the pipe, the exhaust gas containing high concentration unburned HC or CO can be maintained at a high temperature and the exhaust gas containing high concentration O 2 can be cooled well to suppress the reaction of O 2 . The reaction immediately upstream of the exhaust purification catalyst can be made to progress rapidly to raise the temperature of the exhaust purification catalyst much earlier.

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

【図1】車両に搭載された本発明に係る筒内噴射型火花
点火式多気筒エンジンの排気浄化装置の概略構成図であ
る。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust emission control device for a cylinder injection type spark ignition multi-cylinder engine according to the present invention which is mounted on a vehicle.

【図2】第1実施例に係るデュアル型エキゾーストマニ
ホールドシステム及び排気管を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a dual type exhaust manifold system and an exhaust pipe according to the first embodiment.

【図3】本発明に係る冷態時制御の制御ルーチンを示す
フローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a control routine of cold state control according to the present invention.

【図4】第2実施例に係るデュアル型エキゾーストマニ
ホールドシステム及び排気管を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a dual type exhaust manifold system and an exhaust pipe according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 6 燃料噴射弁 12 排気マニホールド 20、20’ 排気管 20a、20b 分岐管 20’a 外管 20’b 内管 30 三元触媒 32 高温センサ 60 ECU(電子コントロールユニット) 1 engine 6 Fuel injection valve 12 Exhaust manifold 20, 20 'exhaust pipe 20a, 20b Branch pipe 20'a outer tube 20'b inner tube 30 three way catalyst 32 High temperature sensor 60 ECU (electronic control unit)

───────────────────────────────────────────────────── 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) F02D 41/02 330 F02D 41/02 330A 330H 41/34 41/34 H 41/36 41/36 A B (72)発明者 茶本 哲男 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 波多野 清 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 前田 勝幸 神奈川県川崎市幸区堀川町580番地16 三 菱自動車エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 塩田 聖二 神奈川県川崎市幸区堀川町580番地16 三 菱自動車エンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 3G004 AA01 AA08 BA03 BA06 DA02 DA14 DA21 DA25 EA05 FA04 3G091 AA02 AA17 AA24 AA28 AA29 AB02 AB03 AB05 AB10 BA03 BA14 BA15 BA19 CB02 CB03 CB05 CB06 CB07 DA01 DA02 DB10 DC01 EA16 EA17 EA18 EA26 EA34 FA02 FA04 FA12 FA13 FB02 FB10 FB11 FB12 FC04 FC07 HA36 HB02 3G301 HA01 HA04 HA18 JA01 JA26 KA02 KA05 LB04 MA11 MA19 MA23 MA26 MA27 NA08 PD02Z PD12Z PE08Z PF16Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F02D 41/02 330 F02D 41/02 330A 330H 41/34 41/34 H 41/36 41/36 AB ( 72) Inventor Tetsuo Chamoto 5-3-33, Shiba, Minato-ku, Tokyo Within Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Kiyoshi Hatano 5-33-3, Shiba, Minato-ku, Tokyo Within Mitsubishi Motors Corporation (72) ) Inventor Katsuyuki Maeda 16 580 Horikawa-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Sanryo Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Seiji Shioda 580 Horikawa-cho, Sachi-ku, Kawasaki, Kanagawa Prefecture (Reference) 3G004 AA01 AA08 BA03 BA06 DA02 DA14 DA21 DA25 EA05 FA04 3G091 AA02 AA17 AA24 AA28 AA29 AB02 AB03 AB05 AB10 BA03 BA14 BA15 BA19 CB02 CB03 CB05 CB06 CB07 DA01 DA02 DB10 DC01 EA16 EA17 EA18 EA26 EA34 FA02 FA04 FA12 FA13 FB02 FB10 FB11 FB12 FC04 FC07 HA36 HB02 3G301 HA01 HA04 HA18 JA01 JA26 KA02 KA05 LB04 MA11 MA19 MA23 MA26 MA16 NA08 PD02Z PD12 PD16

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料を圧縮行程で噴射する圧縮行程噴射
モードと燃料を圧縮行程及び膨張行程或いは排気行程で
噴射する二段燃焼モードとを備えた筒内噴射型火花点火
式多気筒エンジンの排気浄化装置において、 前記多気筒エンジンの排気管の途中に設けられた排気浄
化触媒と、 前記多気筒エンジンの点火順序が連続しない気筒同士を
組とした複数の気筒組と、 前記各々の気筒組から排出された排ガスを個別に前記排
気浄化触媒の直上流に導く複数の排ガス通路と、 前記多気筒エンジンが冷態始動時であることを判別する
冷態始動時判別手段と、 前記冷態始動時判別手段によって冷態始動時であること
が判別されると、一部の気筒組を前記二段燃焼モードで
制御するとともに、その他残りの気筒組を前記圧縮行程
噴射モードで制御する制御手段と、を備えることを特徴
とする筒内噴射型火花点火式多気筒エンジンの排気浄化
装置。
1. An exhaust of a cylinder injection type spark ignition multi-cylinder engine having a compression stroke injection mode for injecting fuel in a compression stroke and a two-stage combustion mode for injecting fuel in a compression stroke and an expansion stroke or an exhaust stroke. In the purification device, an exhaust purification catalyst provided in the middle of an exhaust pipe of the multi-cylinder engine, a plurality of cylinder groups in which cylinders in which the ignition order of the multi-cylinder engine is not continuous are grouped, and from each of the cylinder groups A plurality of exhaust gas passages that individually guide exhausted exhaust gas directly upstream of the exhaust purification catalyst; a cold start determination means for determining that the multi-cylinder engine is in cold start; When it is determined by the determining means that the engine is in the cold start state, some cylinder groups are controlled in the two-stage combustion mode, and other cylinder groups are controlled in the compression stroke injection mode. Cylinder injection type spark-ignition multi-cylinder engine exhaust purification device, characterized in that it comprises a stage, a.
【請求項2】 前記圧縮行程噴射モードと前記二段燃焼
モードとは一燃焼当たりの出力が略同等となるように制
御されることを特徴とする、請求項1記載の筒内噴射型
火花点火式多気筒エンジンの排気浄化装置。
2. The in-cylinder injection type spark ignition according to claim 1, wherein the compression stroke injection mode and the two-stage combustion mode are controlled so that the output per combustion is substantially equal. Exhaust purification device for multi-cylinder engine.
【請求項3】 前記複数の排ガス通路は、略同心的に配
置された内管と外管より形成され、一部の気筒組から排
出される高濃度の一酸化炭素を含む排ガスが前記内管内
部に導入され、その他残りの気筒組から排出される高濃
度の酸素を含む排ガスが前記外管と内管との空間に導入
されることを特徴とする、請求項1または2記載の筒内
噴射型火花点火式多気筒エンジンの排気浄化装置。
3. The plurality of exhaust gas passages are formed by an inner pipe and an outer pipe that are arranged substantially concentrically, and the exhaust gas containing a high concentration of carbon monoxide discharged from a part of a set of cylinders is the inner pipe. The in-cylinder according to claim 1 or 2, wherein exhaust gas containing high-concentration oxygen that is introduced into the inside and is discharged from the other remaining cylinder groups is introduced into the space between the outer pipe and the inner pipe. Exhaust gas purification device for injection-type spark ignition multi-cylinder engine.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008088874A (en) * 2006-09-29 2008-04-17 Mazda Motor Corp Spark ignition type direct injection engine
JP2008088875A (en) * 2006-09-29 2008-04-17 Mazda Motor Corp Spark ignition type gasoline engine
JP4859832B2 (en) * 2004-06-23 2012-01-25 インターナショナル エンジン インテレクチュアル プロパティー カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー Fuel supply to diesel engine in HCCI combustion mode, HCCI + CD combustion mode and CD combustion mode by selectively using fuel supply map

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4859832B2 (en) * 2004-06-23 2012-01-25 インターナショナル エンジン インテレクチュアル プロパティー カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー Fuel supply to diesel engine in HCCI combustion mode, HCCI + CD combustion mode and CD combustion mode by selectively using fuel supply map
KR101194542B1 (en) * 2004-06-23 2012-10-24 인터내셔널 엔진 인터렉츄얼 프로퍼티 캄파니, 엘엘씨 Strategy for fueling a diesel engine by selective use of fueling maps to provide hcci, hcci+cd, and cd combustion modes
JP2008088874A (en) * 2006-09-29 2008-04-17 Mazda Motor Corp Spark ignition type direct injection engine
JP2008088875A (en) * 2006-09-29 2008-04-17 Mazda Motor Corp Spark ignition type gasoline engine

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