【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの冷態始動時における排ガス浄化触媒の早期活性化と、シリンダ内における吸気充填効率の向上とを図る装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許第２５８６１６４号公報に記載された内燃機関の排気系は、第１排気枝管及び第４排気枝管を合流させた第１合流管と、第２排気枝管及び第３排気枝管を合流させた第２合流管とを、断面積の大きい排気本管へ集合部で合流させ、その集合部より上流側に両合流管を接続する連通管を設けて、連通管に開閉制御弁を配置し、内燃機関の低速運転時には開閉制御弁を閉じることにより排気脈動を集合部で反射させ、内燃機関の中速運転時には開閉制御弁を開くことにより排気脈動を連通管の位置で反射させて、内燃機関の回転数が変化するに伴い吸気弁及び排気弁が共に開いたオーバーラップ期間が変化しても、排気弁が閉じる時期の近傍で排気弁部へ負圧波が到達するようにして、シリンダ内における燃焼ガスの排出効果を常に高め、吸気の充填効率を向上させるようにしている。
【０００３】
しかしながら、この場合、内燃機関の回転速度が小さい冷態始動時に開閉制御弁が閉じられていて、合流管毎に配置されたそれぞれの触媒には、２シリンダ分の排気が内燃機関の１回転に１回しか導かれないこととなるため、排気による各触媒の加熱効果が少なくて、各触媒の早期活性化が難しくなるという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、エンジンの冷態始動時における排ガス浄化触媒の早期活性化と、シリンダ内における吸気充填効率の向上とを同時に実現させようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明にかかるエンジン制御装置は、それぞれ異なったシリンダに連通する第１排気マニホールド及び第２排気マニホールドと、上記各マニホールドの下流側にそれぞれ接続された第１排気路及び第２排気路と、上記各排気路を接続する連通路と、上記連通路に設けられた開閉バルブと、上記連通路より下流側の上記各排気路にそれぞれ個別に配置された排ガス浄化触媒とを有し、エンジンの冷態始動時に上記開閉バルブが上記連通路を開き、エンジンの通常運転時に上記開閉バルブが上記連通路を閉じるように構成されている。
【０００６】
すなわち、エンジンの通常運転時には、第１排気路及び第２排気路を接続する連通路を開閉バルブが閉じて、各排気路を分離させることにより、各排気路上流側の排気マニホールドに生じる排気脈動が効率良く反射して、排気マニホールドにそれぞれ連通するシリンダの排気ポート内の負圧を増大させ、シリンダ内における燃焼ガスの排出効果を容易に高めて、吸気の充填効率を向上させることができる一方、エンジンの冷態始動時には、開閉バルブが連通路を開いて各排気路を連通させることにより、各シリンダから排出される高温ガスを常時各排ガス浄化触媒に流通させて、各排ガス浄化触媒の加熱を促進することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す本発明の実施形態例について説明する。
図１及び図２において、筒内燃料噴射式４シリンダエンジン１は、エアクリーナ２に取り入れられた吸気が流量計３により流量を計測された後、ステップモータ等により開閉駆動される電子スロットルバルブ４を通って吸気マニホールド５へ導かれ、さらに、図示しない各シリンダ内に流入して筒内噴射燃料を燃焼させる。
【０００８】
また、図示しない第１シリンダ及び第４シリンダからの排気が二股の第１排気マニホールド６に導かれると共に、図示しない第２シリンダ及び第３シリンダからの排気が二股の第２排気マニホールド７に導かれ、それぞれの排気が各排気マニホールド６、７の下流側にそれぞれ接続された第１排気路８と第２排気路９を通り、集合排気管１０を経て大気中へ放出される。
【０００９】
さらに、各排気路８、９を接続する連通路１１に開閉バルブ１２が設けられており、連通路１１より下流側の各排気路８、９に排ガス浄化触媒１３、１４がそれぞれ個別に配置されている。
なお、１５は集合排気管１０内に配置された下流側排ガス浄化触媒である。
【００１０】
また、流量計３、スロットルポジションセンサ１６、クランク角センサ１７、冷却水温度センサ１８等からの検知信号を受ける電子制御ユニット１９が、開閉バルブ１２、各シリンダの図示しない燃料噴射弁や点火コイルの点火時期変更手段、ＥＧＲバルブ２０等の作動をそれぞれ制御して、エンジン１を稼動させている。
【００１１】
次に、電子制御ユニット１９によるエンジン１の制御について、図３のフローチャートにより説明する。
【００１２】
エンジン１の図示しないスタートスイッチが入れられてエンジン１が始動すると、ステップＳ１において、冷却水温度センサ１８からの検知信号に基づきエンジン１が冷態始動時であるかどうかが電子制御ユニット１９によりチェックされ、冷却水温度が比較的高くて冷態始動時ではないと判定されればステップＳ２へ移行し、電子制御ユニット１９の指示により開閉バルブ１２が閉じられるが、冷却水温度が比較的低いため、冷態始動時であると判定されればステップＳ３へ進む。
【００１３】
ステップＳ３では、エンジン１の始動後、エンジン１が昇温して通常運転状態に入る所定の時間Ｔが経過したかどうかが電子制御ユニット１２によりチェックされ、時間Ｔが経過していると判定されれば、ステップＳ２へ移行するが、時間Ｔが経過していないと判定されればステップＳ４へ進む。
【００１４】
ステップＳ４では、連通路１１における開閉バルブ１２が開かれ、連通路１１により両排気路８、９が連通することとなって、制御フローが終了する。
【００１５】
すなわち、エンジン１の冷態始動後所定の時間Ｔが経過してエンジン１が通常運転状態に入れば、開閉バルブ１２が閉じられて第１排気路８と第２排気路９とが分離されるため、各排気路８、９上流側の排気マニホールド６、７に生じる排気脈動が効率良く反射され、排気マニホールド６、７にそれぞれ連通するシリンダの排気ポート内の負圧を容易に増大させて、各シリンダ内における燃焼ガスの排出効果を高め、吸気の充填効率を向上させることができて、エンジン１の出力を増大させることができる。
【００１６】
他方、エンジン１の冷態始動後所定の時間Ｔが経過していないため、エンジン１が比較的低温であって、なお冷態始動状態である間は、開閉バルブ１２が開かれて第１排気路８と第２排気路９とが連通し、各シリンダから排出されて第１排気マニホールド６または第２排気マニホールド７を通る高温ガスが、常時第１排気路８及び第２排気路９内の排ガス浄化触媒１３、１４に導かれて、排ガス浄化触媒１３、１４の昇温が比較的よく促進される結果、排ガス浄化触媒１３、１４の早期活性化を図ることができて、有害な排ガスを効果的に低減させることが可能となる。
【００１７】
なお、上記実施形態例では、ステップＳ１でエンジン１が冷態始動時と判定されてから、ステップＳ３で所定時間の経過によって冷態始動状態を脱却した通常運転状態に入ったとしているが、エンジン１の始動時に、上記ステップＳ１及びステップＳ３に代えて、冷却水温度センサ１８からの検知信号によりエンジン１の暖機状態を検出し、あるいは、排ガス浄化触媒１３、１４の昇温を検出して、排ガス浄化触媒１３、１４が既に活性化されていることを検知し、すなわち、いずれの場合もエンジン１が冷態始動状態ではない通常運転状態であるかどうかを電子制御ユニット１２がチェックするようにしても、上記実施形態例と同等の作用効果を奏することが可能であり、さらに、上記各実施形態例は筒内燃料噴射式４シリンダエンジンに関するものであるが、吸気ポート内燃料噴射式エンジンにおいても、また、４シリンダ以外の多シリンダエンジンにおいても、同様に本発明を適用することができるのはいうまでもない。
【００１８】
【発明の効果】
本発明にかかるエンジン制御装置にあっては、エンジンの通常運転時に、第１排気路及び第２排気路を接続する連通路を開閉バルブが閉じることにより、各排気路上流側の排気マニホールドにそれぞれ連通するシリンダの各排気ポートに生じる負圧を増大させて、吸気の充填効率を向上させることが可能となる一方、エンジンの冷態始動時には、開閉バルブが連通路を開いて各排気路を連通させることにより、各シリンダから排出される高温ガスが常時各排ガス浄化触媒に流通して、各排ガス浄化触媒の加熱が促進される結果、各排ガス浄化触媒の早期活性化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例における概略配置図。
【図２】図１のＩＩ矢視拡大図。
【図３】上記実施形態例の制御フローチャート。
【符号の説明】
１ エンジン
６ 第１排気マニホールド
７ 第２排気マニホールド
８ 第１排気路
９ 第２排気路
１１ 連通路
１２ 開閉バルブ
１３、１４ 排ガス浄化触媒
１８ 冷却水温度センサ
１９ 電子制御ユニット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for early activation of an exhaust gas purifying catalyst at the time of a cold start of an engine, and for improving intake air charging efficiency in a cylinder.
[0002]
[Prior art]
The exhaust system of the internal combustion engine described in Japanese Patent No. 2586164 combines a first exhaust pipe in which a first exhaust pipe and a fourth exhaust pipe are joined, and a second exhaust pipe and a third exhaust pipe. The joined second joining pipe is joined to an exhaust main pipe having a large cross-sectional area at a collecting part, and a communication pipe for connecting the two joining pipes is provided upstream of the collecting part, and an opening / closing control valve is arranged at the communicating pipe. When the internal combustion engine is operating at low speed, the exhaust pulsation is reflected at the collecting portion by closing the opening / closing control valve, and when the internal combustion engine is operating at medium speed, the exhaust pulsation is reflected at the position of the communication pipe by opening the opening / closing control valve, Even if the overlap period in which the intake valve and the exhaust valve are both opened changes as the rotational speed of the internal combustion engine changes, the negative pressure wave reaches the exhaust valve portion near the time when the exhaust valve closes, and the cylinder The combustion gas emission effect in the And so as to improve the charging efficiency.
[0003]
However, in this case, the opening / closing control valve is closed at the time of a cold start in which the rotation speed of the internal combustion engine is low, and the exhaust gas of two cylinders is supplied to one rotation of the internal combustion engine in each catalyst arranged for each merging pipe. Since it is guided only once, there is a problem that the effect of heating each catalyst by exhaust gas is small, and it is difficult to activate each catalyst early.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is intended to simultaneously realize early activation of the exhaust gas purifying catalyst at the time of cold start of the engine and improvement of the intake air charging efficiency in the cylinder.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the engine control device according to the present invention includes a first exhaust manifold and a second exhaust manifold that communicate with different cylinders, and a first exhaust passage and a second exhaust passage that are respectively connected downstream of the manifolds. And a communication path connecting the exhaust paths, an open / close valve provided in the communication path, and an exhaust gas purifying catalyst individually arranged in each of the exhaust paths downstream of the communication path, The open / close valve opens the communication path when the engine is cold started, and the open / close valve closes the communication path during normal operation of the engine.
[0006]
That is, during normal operation of the engine, the open / close valve closes the communication path connecting the first exhaust path and the second exhaust path, and separates each exhaust path, thereby causing exhaust pulsation generated in the exhaust manifold upstream of each exhaust path. Is efficiently reflected, the negative pressure in the exhaust port of the cylinder communicating with the exhaust manifold is increased, and the effect of discharging the combustion gas in the cylinder is easily increased, thereby improving the charging efficiency of the intake air. During a cold start of the engine, the open / close valve opens the communication path to communicate with each exhaust path, so that high-temperature gas discharged from each cylinder is always circulated to each exhaust gas purification catalyst, thereby heating each exhaust gas purification catalyst. Can be promoted.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention shown in the drawings will be described.
1 and 2, the in-cylinder fuel injection type four-cylinder engine 1 uses an electronic throttle valve 4 that is opened and closed by a step motor or the like after the flow rate of intake air taken into an air cleaner 2 is measured by a flow meter 3. The fuel gas is guided to the intake manifold 5 and flows into each cylinder (not shown) to burn the in-cylinder injected fuel.
[0008]
Exhaust gas from the first and fourth cylinders (not shown) is guided to a bifurcated first exhaust manifold 6, and exhaust gas from a second cylinder and a third cylinder (not shown) is guided to a bifurcated second exhaust manifold 7. The respective exhaust gas is discharged to the atmosphere via a collective exhaust pipe 10 through a first exhaust passage 8 and a second exhaust passage 9 connected to the downstream side of the exhaust manifolds 6 and 7, respectively.
[0009]
Further, an open / close valve 12 is provided in a communication path 11 connecting the exhaust paths 8 and 9, and exhaust gas purifying catalysts 13 and 14 are individually arranged in the exhaust paths 8 and 9 downstream of the communication path 11. ing.
Reference numeral 15 denotes a downstream exhaust gas purifying catalyst arranged in the collective exhaust pipe 10.
[0010]
Further, an electronic control unit 19 that receives detection signals from the flow meter 3, the throttle position sensor 16, the crank angle sensor 17, the coolant temperature sensor 18, and the like includes an open / close valve 12, a fuel injection valve (not shown) of each cylinder, and an ignition coil (not shown). The operation of the ignition timing changing means, the operation of the EGR valve 20, and the like are controlled to operate the engine 1.
[0011]
Next, control of the engine 1 by the electronic control unit 19 will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0012]
When the start switch (not shown) of the engine 1 is turned on and the engine 1 starts, the electronic control unit 19 checks whether or not the engine 1 is in a cold start based on a detection signal from the cooling water temperature sensor 18 in step S1. When it is determined that the cooling water temperature is relatively high and it is not the time of the cold start, the process proceeds to step S2, and the on-off valve 12 is closed according to the instruction of the electronic control unit 19, but the cooling water temperature is relatively low. If it is determined that the engine is in a cold start, the process proceeds to step S3.
[0013]
In step S3, after the engine 1 is started, the electronic control unit 12 checks whether or not a predetermined time T has elapsed since the temperature of the engine 1 is increased to enter the normal operation state, and it is determined that the time T has elapsed. If it is determined that the time T has not passed, the process proceeds to step S4.
[0014]
In step S4, the open / close valve 12 in the communication passage 11 is opened, and the exhaust passages 8 and 9 are connected by the communication passage 11, and the control flow ends.
[0015]
That is, when a predetermined time T has elapsed after the cold start of the engine 1 and the engine 1 enters a normal operation state, the opening / closing valve 12 is closed and the first exhaust path 8 and the second exhaust path 9 are separated. Therefore, the exhaust pulsation generated in the exhaust manifolds 6 and 7 on the upstream side of the exhaust paths 8 and 9 is efficiently reflected, and the negative pressure in the exhaust ports of the cylinders communicating with the exhaust manifolds 6 and 7 is easily increased. The effect of discharging the combustion gas in each cylinder can be enhanced, the charging efficiency of the intake air can be improved, and the output of the engine 1 can be increased.
[0016]
On the other hand, since the predetermined time T has not elapsed after the cold start of the engine 1, while the engine 1 is at a relatively low temperature and is still in the cold start state, the opening and closing valve 12 is opened to release the first exhaust gas. The passage 8 and the second exhaust passage 9 communicate with each other, and the high-temperature gas discharged from each cylinder and passing through the first exhaust manifold 6 or the second exhaust manifold 7 is always in the first exhaust passage 8 and the second exhaust passage 9. Guided to the exhaust gas purification catalysts 13 and 14, the temperature rise of the exhaust gas purification catalysts 13 and 14 is relatively well promoted, so that the exhaust gas purification catalysts 13 and 14 can be quickly activated, and harmful exhaust gas is reduced. It becomes possible to reduce effectively.
[0017]
In the above-described embodiment, the engine 1 is determined to be in the cold start state in step S1, and then enters the normal operation state in which the cold start state is escaped after a predetermined time has elapsed in step S3. When the engine 1 is started, instead of steps S1 and S3, the warm-up state of the engine 1 is detected by the detection signal from the cooling water temperature sensor 18 or the temperature rise of the exhaust gas purifying catalysts 13 and 14 is detected. The electronic control unit 12 detects that the exhaust gas purification catalysts 13 and 14 have already been activated, that is, checks whether the engine 1 is in a normal operation state in which the engine 1 is not in a cold start state in any case. In any case, it is possible to achieve the same operation and effect as those of the above-described embodiment. But is intended to, in the intake port fuel injection engine, also in the multi-cylinder engine other than 4 cylinders, it is of course possible to apply the same manner the present invention.
[0018]
【The invention's effect】
In the engine control device according to the present invention, during normal operation of the engine, the open / close valve closes the communication path connecting the first exhaust path and the second exhaust path, so that each of the exhaust manifolds on the upstream side of each exhaust path is provided. By increasing the negative pressure generated at each exhaust port of the communicating cylinders, it is possible to improve the charging efficiency of the intake air.On the other hand, when the engine is cold started, the open / close valve opens the communication path to communicate with each exhaust path. By doing so, the high-temperature gas discharged from each cylinder always flows through each exhaust gas purification catalyst, and the heating of each exhaust gas purification catalyst is promoted. As a result, each exhaust gas purification catalyst can be quickly activated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic layout diagram in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of FIG.
FIG. 3 is a control flowchart of the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 6 1st exhaust manifold 7 2nd exhaust manifold 8 1st exhaust path 9 2nd exhaust path 11 Communication path 12 On-off valve 13, 14 Exhaust gas purification catalyst 18 Coolant temperature sensor 19 Electronic control unit
