【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次空気供給装置を備えることで有害物質の排出を低減可能とした内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、内燃機関は燃料の燃焼に伴い、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）などの有害物質を排出する。そこで、触媒を利用した排気浄化装置を排気管に設置し、これら有害物質を除去するようにしている。
【０００３】
ところが、このような排気浄化装置は通常、所定の排気温度領域でその性能が発揮されるので、例えば、内燃機関の始動直後のように排気温度が低い場合には所期の浄化性能が得られない。
【０００４】
そこで、浄化能力の低下を早期に解消するための方法として、排気温度を意図的に上昇させることが考えられる。そのような手段を実現するものとして、暖気運転中に、排気ポート側に新気を供給し、排気中に含まれる未燃燃料成分を再燃焼させて排気浄化装置を活性化し、所定の浄化性能が得られるようにした二次空気供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１には、排気ポート側に二次空気を供給するものであるが、充分に燃焼を促進させるためには、ある程度の排気温度を予め得ておく必要がある。
【０００６】
しかし、内燃機関の始動直後は内燃機関全体が冷えており、とりわけ、排気ポートは暖機時の温度とは程遠い低温状態にある。したがって、排気熱が排気ポート壁面に吸収されるので、ここに新気を供給しても充分な再燃焼が得られないという問題がある。
【０００７】
そこで、二系統の排気ポートがある内燃機関において、暖気運転時には片方の排気ポートを休止させ、排気通路を通常運転時よりも狭くすることで、排気量に対する排気ポート壁面の面積を相対的に少なくしたものがある（特許文献２参照）。
【０００８】
特許文献２に示される装置の構成によれば、排気通路を通常の運転時よりも狭くすることで、排気量に対する排気枝管壁面の面積が相対的に少なくなるので、排気温度を上昇させることができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−３５５４４０号公報
【特許文献２】
特開２００１−２２１０４０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献２に示される装置では、二系統の排気ポートのうち一方の排気ポートを閉じるという構造を採っていることから、排気ポートを２つ以上備えていることが必須条件となり、適応可能な内燃機関が限られるといった問題がある。すなわち、排気ポートが１つである内燃機関では実施することができず、また多弁の内燃機関ではコスト高を招く。
【００１１】
また、小排気量の内燃機関では、排気による供給熱量が少ないために排気浄化装置の暖機性が悪く、より一層、排気ポートにおける排気の放熱を減少させ、二次空気供給時の再燃焼を促進することが強く要求される。
【００１２】
本発明はかかる従来の問題点を解決するためになされたもので、排気ポートにおける排気の放熱を効率的に低減させて二次燃焼を促進させることが可能な二次空気供給装置付き内燃機関を提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の二次空気供給装置付き内燃機関は、排気ポートが１つである内燃機関にも適用可能なもので、次のような構成である。すなわち、複数の気筒を備え、排気管の下流に設置した排気浄化装置と、一部の排気ポートに二次空気を供給する二次空気供給装置と、を備えた内燃機関において、
内燃機関の排気ポートの温度が所定温度より低い場合には、少なくとも一の気筒への燃料供給を停止させる減筒運転を行い、稼働中の気筒の排気熱量を増大させることで二次空気供給による再燃焼を促進させることを特徴とする。
【００１４】
内燃機関の始動後、排気ポート部分の温度が所定温度に達していないときは、内燃機関の全気筒の内、少なくとも一の気筒への燃料供給を停止させる。このようにすれば、稼働中の気筒の排気熱量が増大するので、気筒あたりの排気熱量が上昇する。
【００１５】
すなわち、減筒運転は当該気筒への燃料噴射を停止することにより実施され得るが、アイドリングを一定にするために、電子燃料噴射装置等によって停止していない気筒への燃料噴射が増量されるため、稼働中の気筒の排気熱量が上昇し、その結果、その下流側に供給される二次空気によって排気の再燃焼が促進される。
【００１６】
気筒の数は特に限定されることはなく、２気筒、３気筒、４気筒、５気筒、６気筒、８気筒、１０気筒、１２気筒などの内燃機関に広く適応することができる。減筒運転の場合に燃料噴射が停止される気筒数は、通常は、内燃機関の運転が不安定にならないように、全気筒の半分以下であることが望ましい。
【００１７】
このようすれば、運転中の気筒からは高温で大量の排気が得られるため、アイドリング回転数を増加させることなく、結果として低公害化を図ることができる。
【００１８】
なお、前記燃料供給を停止させる気筒では、吸排気弁のうち少なくとも排気弁を閉じて、稼働中の気筒の排気管に低温の空気が流入しないように構成することが好ましい。また、排気弁だけでなく、排気弁と吸気弁の両方を閉じるようにすれば、低温の空気が停止した気筒に入らないので、熱伝導によって、運転気筒のシリンダ壁面の温度が低下することも防止できる。なお、吸気弁のみを停止するようにすることも可能である。
【００１９】
このような吸排気弁の独立的な開閉動作を可能とするには、例えば、電磁駆動弁等の電子制御式の弁駆動装置、あるいは機械式のクラッチ装置を介した弁駆動装置を使用することができる。
【００２０】
また、複数の気筒を有し、特定組の気筒毎に束ねた２以上の中間合流排気管を備え、この特定組の気筒を単位として当該気筒への燃料供給を停止させる減筒運転を行い、稼働中の気筒からの排気熱量を増大させることで二次空気供給による再燃焼を促進させるようにすることが可能である。
【００２１】
この構成では、高温の排気と二次空気が専用の中間合流排気管を流れるため、より高温を維持した排気ガスを排気浄化装置に送ることができる。
【００２２】
また、内燃機関の水温に応じて、燃料供給を停止する気筒数を決定する制御手段を備えることで、運転状況に合致した制御を実行するようにすることが好ましい。燃料供給を停止する気筒数を決定するには、さらに、内燃機関のスロットル開度またはシリンダへの吸気流量をパラメータとしてもよい。
【００２３】
さらに、減筒運転によって燃料供給が停止される気筒の排気管に接続されている二次空気供給通路には、二次空気が空気供給方向にのみ通過可能な逆止弁を介在させてもよい。
【００２４】
このような逆止弁を設けることで、減筒気筒からの冷たい空気が、二次空気の分配管を介して運転気筒に流入することを防止することができ、再燃焼温度の低下が防止される。
【００２５】
本発明によれば、排気ポート温度が低いときは、一部の気筒の燃料噴射を停止させる減筒運転を行うことで、気筒あたりの排気の熱量を増大させて排気ポート内での再燃焼を促進させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の二次空気供給装置付き内燃機関を図１から図６に示される実施形態について更に詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本実施の形態に係る内燃機関とその二次空気供給装置の概略構成を示す図である。
【００２８】
内燃機関１は、４つのシリンダ３０を有する４サイクル・ガソリン機関であり、各シリンダ３０のピストンの上方には、ピストンの頂面とシリンダヘッド１ａの壁面とに囲まれた燃焼室が形成されている。また、吸気系４０、排気系５０、二次空気供給系６０を備えている。
【００２９】
吸気系４０では、それぞれの吸気枝管２６に接続した吸気管４１には、スロットル弁４２が設けられており、この吸気管４１はエアフィルタ４３に接続されている。このエアフィルタ４３とスロットル弁４２の間には、吸入空気量を測定するためのエアフロメータ４４が配設されている。
【００３０】
排気系５０は、各燃焼室から排出される排気の通路である排気管５４が形成され、この排気管５４の上流から下流にかけて、排気弁５１、排気ポート５３排気枝管５２、排気管５４が順次接続されている。
【００３１】
排気管５４には排気浄化装置５が設けられ、そのケーシング中には、排気中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する機能を備えた三元触媒が配設されている。
【００３２】
二次空気供給系６０は、内燃機関１の外部から取り入れた空気を二次空気として各排気枝管５２に供給するように構成されている。
【００３３】
二次空気供給通路６１上は、上流側からエアポンプ１３、スイッチングバルブ６２、逆止弁であるリードバルブ６３が配置されている。また、エアポンプ１３とエアスイッチングバルブ６２の間には圧力センサ６４が設けられている。前記エアスイッチングバルブ６２には、吸気管４１のスロットル弁４２の下流から延びる配管６５が接続され、この配管６５には電磁弁６６が設けられている。
【００３４】
前記エアポンプ１３は電気モータにより駆動され、このエアポンプ１３は、外部からの指示に基づいて回転駆動するモータ部と、このモータ部により回転駆動されて吸入した空気を加圧するポンプ部とを備えている。そして、空気導入通路１４を通じて吸気管４１の途中（スロットル弁の上流で、エアクリーナの下流）から空気を吸入する。エアポンプ１３から圧送される空気は、二次通路供給管６１と、この供給管６１から分岐する分配管６７を通じて排気枝管５２に供給される。
【００３５】
このような二次空気供給装置は、主として、冷間始動時等であって燃料濃度が高く、空燃比が小さく、かつ排気浄化装置が活性温度に達していない状態で、電磁弁６６を開くことで、吸気管４１内の負圧をエアスイッチングバルブ６２に導き、このエアスイッチングバルブ６２を開き、エアポンプ１３を駆動させることで、エアフィルタ４３を通過した吸気の一部を二次空気供給管６１及び分配管６７を介して、排気管５４内に導くことができる。
【００３６】
また、内燃機関１は、クランクシャフトの端部に取り付けられたタイミングロータと電磁ピックアップとからなるクランクポジションセンサ４７と、内燃機関１の内部に形成された冷却水路を流れる冷却水の温度を検出すべくシリンダブロックに取り付けられた水温センサ４６とを備えている。
【００３７】
このように構成された内燃機関１には、この内燃機関１の運転状態を制御するための電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ、以下ＥＣＵと称する）２０が併設されている。
【００３８】
このＥＣＵ２０には、エアフローメータ４４、スロットルポジションセンサ４５、水温センサ４６、クランクポジションセンサ４７、等、の各種センサが電気配線を介して接続されている。
【００３９】
また、ＥＣＵ２０は、クランクポジションセンサ４５から入力される信号に基づいて、燃料の噴射時期及び点火時期を演算する。さらに、内燃機関１０の運転状態に関する各制御や、特にエアポンプ１３の駆動やスイッチングバルブ６２の開閉駆動を通じて、第１排気ポート５３ａに二次空気を供給する制御を実施する。
【００４０】
図２には、排気ポート５３及び排気枝管５２の構造の詳細が示されており、各シリンダ３０には、吸気弁３１及び排気弁５１が設けられている。これらの吸排気弁は、電子制御式の弁駆動装置により開閉動作できるようになっているので、例えば、排気弁５１は内燃機関１の作動時であっても、その開閉動作を停止してこれを閉じた状態に維持され得る。
【００４１】
このような吸排気弁の作動システムとしては、図示しないが、例えば、次のようなものが使用できる。吸排気弁と連動して変位可能な可動子と、励磁電流が印加されたときに可動子を閉弁方向へ変位させる電磁力を発生する閉弁用電磁石と、励磁電流が印加されたときに前記可動子を開弁方向へ変位させる電磁力を発生する開弁用電磁石と、可動子を開弁側へ付勢する開弁用付勢バネと、可動子を閉弁側へ付勢する閉弁用付勢バネと、を備えた公知の電磁駆動式動弁機構が例示できる。
【００４２】
このような電磁駆動式動弁機構において、開弁状態にある排気弁を閉弁させる場合には、開弁用電磁石に対する励磁電流の印加が停止された後に閉弁用電磁石に励磁電流が印加され、閉弁用付勢バネの付勢力と閉弁用電磁石の電磁力とを利用して可動子を閉弁側変位端まで変位させ、前記可動子を閉弁側変位端に保持する。
【００４３】
上記の電磁駆動式動弁機構によれば、機関出力軸の回転動作と独立して吸排気弁を開閉駆動させることが可能となる。
【００４４】
前記排気弁５１が設けられた排気ポート５３の下流には、それぞれの排気ポート５３に接続された排気枝管５２が形成され、複数の排気枝管５２は下流で一体となって、排気管５４となっている。
【００４５】
また、排気弁５１の下流側には、二次空気供給口７が設けられている。このようにして、前記排気を再燃焼させて、排気管５４の後段に接続された排気浄化装置５における浄化反応を促進する。
【００４６】
ここで、二次空気供給制御について説明する。内燃機関１０では、始動時等であって内燃機関１０の温度が低い条件（冷間時）において運転をする場合、燃料噴射弁を通じて燃焼室内に供給する燃料の量を増量し、機関燃焼の安定化、暖機の促進を図るのが一般的である。ところが、燃料量を増量して混合気をリッチ化すれぱ、排気中の未燃燃料（ＨＣ，ＣＯ等）が増えることになる。その上、冷間時には排気浄化装置の温度が低く、触媒が充分に活性化していない。そのため、冷間始動時など、触媒温度が活性温度に達していないときに混合気をリッチ化する場合には、二次空気供給制御を実施して、各燃焼室から排出された直後の排気に空気を混入させ、排気中に含まれる未燃燃料成分の酸化反応を促す。このようにして、排気浄化装置の上流において未燃燃料成分の浄化が促進さるとともに、その反応熱によて排気浄化装置の触媒の活性化が早められる。
【００４７】
次に、本発明の内燃機関における二次空気供給制御について説明する。
［第１実施形態］
図２は、本発明の第１実施形態を示している。内燃機関１の各気筒３０（＃１、＃２、＃３、＃４）には、それぞれ一つずつの吸気弁３１と排気弁５１を備えたいわゆる２バルブ型のものである。夫々のシリンダには吸気弁３１が設けられ、この吸気弁３１には吸気管２６が接続されている。また、夫々の気筒３０には排気弁５１が設けられており、上述のように、排気弁５１の下流側に排気ポート５３が設けられている。
【００４８】
排気ポート５３には、二次空気供給口７が開口してあり、この二次空気供給口７に接続された分配管６７から、それぞれの排気ポート５３内に二次空気が供給される。
【００４９】
次に、内燃機関１の温度、少なくとも排気弁５１の下流部分の温度、すなわち排気ポート５３の温度が所定値以下の状態（水温センサ４６の表示から推定することができる）において、内燃機関１を始動させる場合を、図５のフローチャートにより説明する。
【００５０】
このフローチャートを実行するルーチンは、予めＲＯＭに記憶されており、ＣＰＵによって所定時間毎（例えば、クランクポジションセンサ４７がパルス信号を出力する度）に繰り返し実行されるルーチンである。
【００５１】
図５において、最初に、ステップ１０１では内燃機関１０が始動後であるか否かが判別される。二次空気の供給は、内燃機関１０が始動した後、所定の期間において、排気浄化触媒の活性化促進ために行われるので、それ以外の時期であれば本ルーチンを一旦終了する。すなわち、否定枝であるときは、本ルーチンを終了する。
【００５２】
内燃機関１０が始動後であるか否かは、クランクポジションセンサ４５の発する信号により内燃機関１０の回転数ＮＥ等の作動を確認し、その始動からの時間をカウントして、始動開始からの積算時間ｔが所定時間ｔ１以内、すなわち積算時間ｔがｔ１よりも小さければ、始動時と判断する。
【００５３】
ステップ１０１で、内燃機関１の始動後であると判断されたらステップ１０２に移行し、次に、水温Ｔｈが予め記憶された設定温度Ｔｈ１より低いか否かが判断される。
【００５４】
水温Ｔｈが、設定温度Ｔｈ１以上であれば、一部気筒の休止による制御は必要ないと判断して、このルーチンを終了する。また、水温Ｔｈが設定温度Ｔｈ１より低ければ、ステップ１０３に移行する。
【００５５】
ステップ１０３では、エアポンプ１３が二次空気（ＡＩ）を排気ポート５３に供給しているか否かが判別され、供給がされている場合はステップ１０４に移行する。 一方、二次空気が供給されていなければ本ルーチンを一旦終了する。
【００５６】
ステップ１０４では、二次空気が供給されているときは、一部気筒（＃２気筒及び＃３気筒）に対する燃料供給が停止される。
【００５７】
次に、ステップ１０５において、内燃機関１の始動後一定時間が経過したか否かが判別され、時間が経過した場合はステップ１０６に移行する。これはタイマにより、始動からの時間を計測し、一定時間ｔが経過したか否かによって判断する。一方、否定枝では本ルーチンを一担終了する。
【００５８】
ステップ１０６では、燃料噴射が停止された気筒について、噴射禁止が解除され、これを通常の運転状態に移行させるとともに、二次空気供給がｏｆｆとなる。すなわち、減筒運転が停止（全ての気筒に燃料供給）して、暖気運転時の二次空気供給動作が終了する。
【００５９】
以上のようにこの装置では、、内燃機関１の始動時には、運転状況に応じて一部の気筒に対する燃料供給を停止するようにしたため、その場合に、排気が排出される気筒が減少する。このとき、運転気筒では、通常時によりも吸入空気量が増大し、かつ多量の燃料が噴射されて排気量が増えるので、その排気通路の断面当たりの排気量が増大する。したがって、熱エネルギーの壁面による吸収率が減少し、所定温度の排気が二次空気と混合されるので、その再燃焼が促進されることになる。
【００６０】
なお、ステップ１０４の処理において、減筒する気筒の数を水温Ｔｈ、スロットル開度ＴＡ、シリンダへの吸気流量Ｇａ等に応じて自動的に増減、または中止させればより能率的な暖気運転が可能となる。例えば、水温が上昇している、スロットルが開状態（アクセルが踏まれている）が大などの場合は、減筒する気筒を少なくし、具体的には＃２気筒、＃３気筒のいずれか一方のみを停止させるか、または減筒運転を中止してパワー不足を解消し、スロットルの開度に応じた滑らかなトルクの上昇を図ることが好ましい。
【００６１】
次に、これら一連の動作を図６に基づいて説明する。図６では上から、内燃機関の回転数、二次空気の供給（ＯＮで供給、ＯＦＦで停止）、減筒気筒への燃料噴射フラグ（ＯＮで停止、ＯＦＦで噴射）、内燃機関の水温（縦の破線は設定温度）、ＨＣ排出量、排気浄化装置（触媒）５に入る排気ガスの温度、が夫々示されている。
【００６２】
まず、内燃機関１の始動直後はエンジン回転数ＮＥが高く、この状態ではＨＣ排出量は大きいが、触媒の温度は低い状態である。
【００６３】
一定時間経過後、二次空気の供給が開始され、かつ特定気筒への燃料供給が停止されると、ほどなくしてＨＣ排出量が小さくなるとともに触媒の温度が上昇することがわかる。
【００６４】
このように暖気運転時は、全気筒の内、ここでは＃２気筒及び＃３気筒への燃料供給を停止させる減筒運転を行い、稼働中の＃１気筒及び＃４気筒からの排気熱量を増大させることで二次空気供給による後燃焼を促進させ、排気管の下流に設けた排気浄化装置５における浄化反応が促進される。
【００６５】
なお、減筒運転は当該気筒での燃料噴射を停止することで行うが、ＥＣＵ２０により制御される電子燃料噴射装置は、アイドリングを一定にするために自動的に他の稼働中の気筒への燃料噴射を増量させる。したがって、＃１気筒及び＃４気筒からは高温で大量の排気ガスが得られる。これにより後燃焼が促進される。
【００６６】
したがって、内燃機関１のアイドリング回転数を増加させることなく、低公害化を図ることができる。
【００６７】
［第２実施形態］
図３は第２実施形態を示しており、４気筒のうち＃１気筒と＃４気筒、＃２気筒と＃３気筒を、それぞれ一つずつの組とし、これらの組の気筒毎に束ねた二つの中間合流排気管５５を備えたものである。ここでは、デュアル排気管を有する内燃機関１において、二次空気の供給の際に、一方の排気管に接続された気筒の運転を休止し、触媒入りガス温度の上昇を図っている。
【００６８】
上記の気筒の組の内、＃１気筒、＃４気筒は、常時運転される気筒であり、＃２気筒及び＃３気筒は、減筒運転時に燃料供給が停止され、かつ排気弁が閉じらた状態に保持される気筒である。
【００６９】
この実施形態では＃２気筒２及び＃３気筒を一単位として、当該気筒への燃料供給を停止させる減筒運転を行うが、熱量が増大した＃１気筒及び＃４気筒からの高温の排気と二次空気は、専用の中間合流排気管５５を流れるため、熱損失が減少するので、より高温を維持した排気を排気浄化装置５に送ることができる。換言すれば、このようなデュアル排気管の片方のみを使用することにより、排気管の熱容量の低減、排気管内のガス流速上昇により熱損失の低減、の効果が得られる。
【００７０】
なお、前記燃料供給を停止させる＃２気筒及び＃３気筒の吸排気弁のうち、少なくとも排気弁５１を閉じれば、稼働中の気筒の排気枝管５２に低温の空気が流入しないため、排気ポート５３の温度低下を招来することが抑制される。
【００７１】
次に、少なくとも排気弁５１の下流部分の温度、すなわち排気ポート５３の温度が所定値以下の状態（水温センサ４６の表示から推定することができる）において、内燃機関１を始動させる場合を、図７のフローチャートにより説明する。
【００７２】
このフローチャートを実行するルーチンは、予めＲＯＭに記憶されており、ＣＰＵによって所定時間毎（例えば、クランクポジションセンサ３３がパルス信号を出力する度）に繰り返し実行されるルーチンである。
【００７３】
図７に示すステップ２０１からステップ２０６において、ステップ２０４、ステップ２０６以外は、前記実施の形態１と同様であるので、ここでは、ステップ２０４及び２０６について説明する。
【００７４】
先ず、ステップ２０４では、二次空気が供給されているときは、一部気筒に対する燃料供給が停止されるとともに、吸気弁３１及び排気弁５１を閉じた状態に保持してその作動を停止させる。このようにすれば、稼働中の気筒の排気管に低温の空気が流入しないばかりでなく、噴射を停止している気筒に冷たい空気が流入することも防止できる。したがって、熱伝導によって、運転している気筒のシリンダ壁面の温度が低下することを防ぐことができる。ただし、停止するのを排気弁５１または吸気弁３１の一方のみとすることも可能である。
【００７５】
次に、ステップ２０６では、燃料噴射が停止された気筒について、噴射禁止が解除され、かつ排気弁５１の開閉作動を開始する。このように、内燃機関１を通常の運転状態に移行させるとともに、二次空気供給がｏｆｆとなる。すなわち、減筒運転及び排気弁停止が解除され、暖気運転時の二次空気供給動作が終了する。
【００７６】
［第３実施形態］
図４は第３実施形態を示し、減筒運転を行う＃２気筒及び＃３気筒の排気ポート５３に接続されている二次空気の供給管６１から分岐する分配管６７に、空気供給方向にのみ通過する逆止弁３２を設けたものである。
【００７７】
内燃機関１の始動から二次空気の供給開始までの期間において、燃料噴射停止による減筒運転を実施した場合、噴射を停止した気筒の低温ガスが、二次空気の供給管６１及び分配管６７を介して、運転している気筒に流入し、排気ポート５３の温度を下げてしまう虞がある。そこで、運転を停止している気筒（＃２気筒、＃３気筒）から供給管６１に至る通路である分配管６７に逆止弁３２を設けて、冷たいガスが運転気筒（＃１気筒、＃４気筒）側に流入しないようにして、再燃焼温度の低下を抑制する。
【００７８】
このようにすれば、運転気筒の排気ポート温度が下がることが抑制されて、二次空気の供給を早期に開始でき、結果として暖機性が向上することになる。
【００７９】
以上のように、これらの実施の形態に示した二次空気供給装置によれば、運転している気筒のシリンダ内の温度上昇が早まり、シリンダ内での熱損失が減少することから、排気温度上昇、触媒暖機性向上、再燃焼促進、ＨＣ低減といった効果が得られる。
【００８０】
また、アイドル回転数が上昇することはないため静穏性を損ねたり、燃費が悪化することもない。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、排気温度が低く充分な二次燃焼が得られない暖気運転時に、一部の気筒への燃焼供給を停止することにより、他の気筒で増大する排気を利用して二次空気供給による後燃焼を促進するように構成したので、一般的な内燃機関に適用することができ、低コストで低公害化を図ることができる。
【００８２】
一方、組の気筒毎に束ねた２の中間合流排気管を備えたものでは、運転気筒の排気熱がより効率的に利用でき、より触媒の能率を向上させることができる。
【００８３】
さらに、逆止弁を備えたものでは冷えたガスが高温部に流入して排気温度を下げてしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二次空気供給装置付き内燃機関の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態である二次空気供給装置付き内燃機関を示すシリンダヘッド周辺の平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態である二次空気供給装置付き内燃機関を示すシリンダヘッド周辺の平面図である。
【図４】本発明の第３実施形態である二次空気供給装置付き内燃機関を示すシリンダヘッド周辺の平面図である。
【図５】第１実施形態の二次空気供給装置付き内燃機関の動作を示すフローチャート図である。
【図６】二次空気供給装置付き内燃機関の動作タイミングを示すグラフ図である。
【図７】第２実施形態の二次空気供給装置付き内燃機関の動作を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１ 内燃機関
５ 排気浄化触媒
７ 二次空気供給口
１３ エアポンプ
１４ 空気導入路
２０ ＥＣＵ
２１ 制御手段
２６ 吸気枝管
３０ シリンダ
３１ 吸気弁
３２ 逆止弁
４０ 吸気系
４１ 吸気管
４３ エアフィルタ
４６ 水温センサ
４７ クランクポジションセンサ
５０ 排気系
５１ 排気弁
５３ 排気ポート
５４ 排気管
５５ 中間合流排気管
６０ ２次空気供給系
６１ 供給管
６２ エアチェックバルブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal combustion engine capable of reducing emission of harmful substances by providing a secondary air supply device.
[0002]
[Prior art]
As is well known, internal combustion engines emit harmful substances such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx) as fuel is burned. Therefore, an exhaust purification device using a catalyst is installed in the exhaust pipe to remove these harmful substances.
[0003]
However, such an exhaust gas purifying device usually exhibits its performance in a predetermined exhaust gas temperature range, and thus, when the exhaust gas temperature is low, for example, immediately after the start of an internal combustion engine, the desired purifying performance is obtained. Absent.
[0004]
Therefore, as a method for eliminating the decrease in the purification capacity at an early stage, it is conceivable to intentionally increase the exhaust gas temperature. As means for realizing such means, during warm-up operation, fresh air is supplied to the exhaust port side, and the unburned fuel component contained in the exhaust gas is reburned to activate the exhaust gas purification device, thereby achieving a predetermined purification performance. Is known (for example, see Patent Document 1).
[0005]
In Patent Document 1, secondary air is supplied to the exhaust port side. However, in order to sufficiently promote combustion, it is necessary to obtain a certain exhaust temperature in advance.
[0006]
However, immediately after the start of the internal combustion engine, the entire internal combustion engine is cold, and in particular, the exhaust port is in a low-temperature state far from the temperature at the time of warm-up. Therefore, since exhaust heat is absorbed by the exhaust port wall surface, there is a problem that sufficient reburning cannot be obtained even if fresh air is supplied thereto.
[0007]
Therefore, in an internal combustion engine having two exhaust ports, one of the exhaust ports is stopped during the warm-up operation, and the exhaust passage is made narrower than in the normal operation, so that the area of the exhaust port wall surface with respect to the exhaust amount is relatively reduced. (See Patent Document 2).
[0008]
According to the configuration of the device disclosed in Patent Literature 2, the exhaust passage is made narrower than in the normal operation, so that the area of the exhaust branch pipe wall surface with respect to the exhaust amount becomes relatively small. Can be.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2001-355440 A [Patent Document 2]
JP 2001-221040 A
[Problems to be solved by the invention]
However, since the device disclosed in Patent Document 2 adopts a structure in which one of the two exhaust ports is closed, it is necessary to provide two or more exhaust ports. There is a problem that a complicated internal combustion engine is limited. That is, this cannot be performed in an internal combustion engine having one exhaust port, and the cost is increased in a multi-valve internal combustion engine.
[0011]
In the case of a small-displacement internal combustion engine, the amount of heat supplied by the exhaust gas is small, so that the exhaust gas purifying device has poor warm-up properties. It is strongly required to promote.
[0012]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an internal combustion engine with a secondary air supply device capable of efficiently reducing heat radiation of exhaust gas at an exhaust port and promoting secondary combustion. provide.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The internal combustion engine with a secondary air supply device of the present invention is applicable to an internal combustion engine having one exhaust port, and has the following configuration. That is, in an internal combustion engine including a plurality of cylinders, an exhaust purification device installed downstream of the exhaust pipe, and a secondary air supply device that supplies secondary air to some exhaust ports,
When the temperature of the exhaust port of the internal combustion engine is lower than a predetermined temperature, a reduced-cylinder operation for stopping the supply of fuel to at least one cylinder is performed, and the amount of exhaust heat of the operating cylinder is increased to supply secondary air. It is characterized by promoting reburning.
[0014]
If the temperature of the exhaust port portion has not reached the predetermined temperature after the start of the internal combustion engine, the supply of fuel to at least one of the cylinders of the internal combustion engine is stopped. By doing so, the amount of exhaust heat of the operating cylinder increases, so the amount of exhaust heat per cylinder increases.
[0015]
That is, although the reduced cylinder operation can be performed by stopping the fuel injection to the cylinder, the amount of fuel injection to the cylinder not stopped by the electronic fuel injection device or the like is increased in order to keep idling constant. Then, the calorific value of the exhaust gas of the operating cylinder increases, and as a result, the reburning of the exhaust gas is promoted by the secondary air supplied to the downstream side.
[0016]
The number of cylinders is not particularly limited, and can be widely applied to internal combustion engines such as two cylinders, three cylinders, four cylinders, five cylinders, six cylinders, eight cylinders, ten cylinders, and twelve cylinders. Normally, it is desirable that the number of cylinders at which fuel injection is stopped in the reduced cylinder operation be less than half of all cylinders so that the operation of the internal combustion engine does not become unstable.
[0017]
In this way, a large amount of exhaust gas can be obtained at a high temperature from the operating cylinder, so that it is possible to reduce pollution without increasing the idling rotational speed.
[0018]
In the cylinder for which the fuel supply is stopped, it is preferable that at least the exhaust valve of the intake and exhaust valves is closed so that low-temperature air does not flow into the exhaust pipe of the operating cylinder. If not only the exhaust valve but also both the exhaust valve and the intake valve are closed, low-temperature air will not enter the stopped cylinder, so the heat conduction may lower the temperature of the cylinder wall of the operating cylinder. Can be prevented. Note that it is also possible to stop only the intake valve.
[0019]
In order to enable the independent opening and closing operation of the intake and exhaust valves, for example, an electronically controlled valve drive such as an electromagnetically driven valve or a valve drive via a mechanical clutch device is used. Can be.
[0020]
Also, having a plurality of cylinders, comprising two or more intermediate merging exhaust pipes bundled for each specific set of cylinders, performing a reduced cylinder operation to stop fuel supply to the cylinders in units of this specific set of cylinders, By increasing the amount of exhaust heat from the cylinders in operation, it is possible to promote reburning by secondary air supply.
[0021]
In this configuration, since the high-temperature exhaust gas and the secondary air flow through the dedicated intermediate confluence exhaust pipe, the exhaust gas having a higher temperature can be sent to the exhaust gas purification device.
[0022]
In addition, it is preferable that a control unit that determines the number of cylinders at which the fuel supply is stopped be provided in accordance with the water temperature of the internal combustion engine, so that control suitable for the operating condition is executed. In order to determine the number of cylinders at which fuel supply is stopped, the throttle opening of the internal combustion engine or the flow rate of intake air to the cylinder may be used as a parameter.
[0023]
Furthermore, a check valve that allows secondary air to pass only in the air supply direction may be interposed in the secondary air supply passage connected to the exhaust pipe of the cylinder whose fuel supply is stopped by the reduced cylinder operation. .
[0024]
By providing such a check valve, it is possible to prevent the cold air from the reduced cylinder from flowing into the operating cylinder through the secondary air distribution pipe, thereby preventing the reburn temperature from lowering. You.
[0025]
According to the present invention, when the exhaust port temperature is low, by performing the reduced cylinder operation in which the fuel injection of some of the cylinders is stopped, the amount of exhaust heat per cylinder is increased, and the re-combustion in the exhaust port is performed. Can be promoted.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the internal combustion engine with a secondary air supply device of the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in FIGS.
[0027]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and a secondary air supply device thereof according to the present embodiment.
[0028]
The internal combustion engine 1 is a four-cycle gasoline engine having four cylinders 30. Above the piston of each cylinder 30, a combustion chamber surrounded by the top surface of the piston and the wall surface of the cylinder head 1a is formed. I have. Further, an intake system 40, an exhaust system 50, and a secondary air supply system 60 are provided.
[0029]
In the intake system 40, a throttle valve 42 is provided in an intake pipe 41 connected to each intake branch pipe 26, and the intake pipe 41 is connected to an air filter 43. An air flow meter 44 for measuring an intake air amount is provided between the air filter 43 and the throttle valve 42.
[0030]
The exhaust system 50 is provided with an exhaust pipe 54 which is a passage for exhaust gas discharged from each combustion chamber. From an upstream to a downstream of the exhaust pipe 54, an exhaust valve 51, an exhaust port 53, an exhaust branch pipe 52, and an exhaust pipe 54 are formed. They are connected sequentially.
[0031]
The exhaust pipe 54 is provided with an exhaust gas purification device 5, and its casing has a function of purifying hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas. A three-way catalyst is provided.
[0032]
The secondary air supply system 60 is configured to supply air taken in from outside the internal combustion engine 1 to each exhaust branch pipe 52 as secondary air.
[0033]
On the secondary air supply passage 61, an air pump 13, a switching valve 62, and a reed valve 63 as a check valve are arranged from the upstream side. Further, a pressure sensor 64 is provided between the air pump 13 and the air switching valve 62. A pipe 65 extending from the intake pipe 41 downstream of the throttle valve 42 is connected to the air switching valve 62. The pipe 65 is provided with an electromagnetic valve 66.
[0034]
The air pump 13 is driven by an electric motor. The air pump 13 includes a motor unit that is driven to rotate based on an external instruction, and a pump unit that is driven to rotate by the motor unit and pressurizes sucked air. . Then, air is sucked from the middle of the intake pipe 41 (upstream of the throttle valve and downstream of the air cleaner) through the air introduction passage 14. Air pumped from the air pump 13 is supplied to the exhaust branch pipe 52 through the secondary passage supply pipe 61 and the distribution pipe 67 branched from the supply pipe 61.
[0035]
Such a secondary air supply device mainly opens the solenoid valve 66 in a state where the fuel concentration is high, the air-fuel ratio is low, and the exhaust gas purification device has not reached the activation temperature, for example, during a cold start. Then, the negative pressure in the intake pipe 41 is guided to the air switching valve 62, the air switching valve 62 is opened, and the air pump 13 is driven, so that a part of the intake air that has passed through the air filter 43 is removed from the secondary air supply pipe 61. And, it can be guided into the exhaust pipe 54 via the distribution pipe 67.
[0036]
Further, the internal combustion engine 1 detects a temperature of cooling water flowing through a cooling water passage formed inside the internal combustion engine 1 and a crank position sensor 47 including a timing rotor and an electromagnetic pickup attached to an end of the crankshaft. And a water temperature sensor 46 attached to the cylinder block for the purpose.
[0037]
The thus configured internal combustion engine 1 is provided with an electronic control unit (Electronic Control Unit: ECU, hereinafter referred to as ECU) 20 for controlling the operation state of the internal combustion engine 1.
[0038]
Various sensors such as an air flow meter 44, a throttle position sensor 45, a water temperature sensor 46, a crank position sensor 47, and the like are connected to the ECU 20 via electric wiring.
[0039]
Further, the ECU 20 calculates a fuel injection timing and an ignition timing based on a signal input from the crank position sensor 45. Furthermore, the control for supplying the secondary air to the first exhaust port 53a is performed through various controls relating to the operating state of the internal combustion engine 10, and particularly through the driving of the air pump 13 and the opening and closing of the switching valve 62.
[0040]
FIG. 2 shows the details of the structure of the exhaust port 53 and the exhaust branch pipe 52. Each cylinder 30 is provided with an intake valve 31 and an exhaust valve 51. Since these intake and exhaust valves can be opened and closed by an electronically controlled valve driving device, for example, even when the internal combustion engine 1 is operating, the exhaust valve 51 stops its opening and closing operations. Can be kept closed.
[0041]
Although not shown, as an operation system of such an intake / exhaust valve, for example, the following can be used. A movable element that can be displaced in conjunction with the intake / exhaust valve, a valve-closing electromagnet that generates an electromagnetic force that displaces the movable element in the valve closing direction when an exciting current is applied, and a movable element that generates an electromagnetic force when the exciting current is applied A valve-opening electromagnet that generates an electromagnetic force for displacing the mover in the valve-opening direction, a valve-opening biasing spring that urges the mover toward the valve-opening side, and a closure that urges the mover toward the valve-closed side. A well-known electromagnetically driven valve operating mechanism including a valve biasing spring can be exemplified.
[0042]
In such an electromagnetically driven valve operating mechanism, when closing the exhaust valve in the open state, the excitation current is applied to the valve-closing electromagnet after the application of the excitation current to the valve-opening electromagnet is stopped. The movable element is displaced to the valve-closing-side displacement end by using the urging force of the valve-closing urging spring and the electromagnetic force of the valve-closing electromagnet, and the movable element is held at the valve-closing-side displacement end.
[0043]
According to the above-described electromagnetically driven valve train, the intake and exhaust valves can be opened and closed independently of the rotation of the engine output shaft.
[0044]
An exhaust branch pipe 52 connected to each exhaust port 53 is formed downstream of the exhaust port 53 provided with the exhaust valve 51, and the plurality of exhaust branch pipes 52 are integrated downstream to form an exhaust pipe 54. It has become.
[0045]
A secondary air supply port 7 is provided downstream of the exhaust valve 51. In this way, the exhaust gas is reburned, and the purification reaction in the exhaust gas purification device 5 connected to the downstream of the exhaust pipe 54 is promoted.
[0046]
Here, the secondary air supply control will be described. In the internal combustion engine 10, when the internal combustion engine 10 is operated at a low temperature (cold state), such as at startup, the amount of fuel supplied to the combustion chamber through the fuel injection valve is increased to stabilize engine combustion. It is common to promote warming and warming up. However, if the amount of fuel is increased to enrich the air-fuel mixture, unburned fuel (HC, CO, etc.) in the exhaust gas will increase. In addition, when the engine is cold, the temperature of the exhaust gas purification device is low, and the catalyst is not sufficiently activated. For this reason, when enriching the air-fuel mixture when the catalyst temperature has not reached the activation temperature, such as during a cold start, the secondary air supply control is performed to reduce the amount of exhaust air immediately after being discharged from each combustion chamber. Mixing air promotes an oxidation reaction of unburned fuel components contained in exhaust gas. In this way, the purification of the unburned fuel components is promoted upstream of the exhaust purification device, and the activation of the catalyst of the exhaust purification device is accelerated by the reaction heat.
[0047]
Next, the secondary air supply control in the internal combustion engine of the present invention will be described.
[First Embodiment]
FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention. Each of the cylinders 30 (# 1, # 2, # 3, # 4) of the internal combustion engine 1 is a so-called two-valve type having one intake valve 31 and one exhaust valve 51, respectively. An intake valve 31 is provided in each cylinder, and an intake pipe 26 is connected to the intake valve 31. Further, each cylinder 30 is provided with an exhaust valve 51, and the exhaust port 53 is provided downstream of the exhaust valve 51 as described above.
[0048]
The secondary air supply port 7 is opened in the exhaust port 53, and secondary air is supplied into each exhaust port 53 from a distribution pipe 67 connected to the secondary air supply port 7.
[0049]
Next, when the temperature of the internal combustion engine 1, that is, at least the temperature of the downstream portion of the exhaust valve 51, that is, the temperature of the exhaust port 53 is equal to or lower than a predetermined value (which can be estimated from the display of the water temperature sensor 46), the internal combustion engine 1 is turned off. The case of starting will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0050]
The routine for executing this flowchart is stored in the ROM in advance, and is a routine that is repeatedly executed by the CPU every predetermined time (for example, every time the crank position sensor 47 outputs a pulse signal).
[0051]
In FIG. 5, first, at step 101, it is determined whether or not the internal combustion engine 10 has been started. The supply of the secondary air is performed for a predetermined period after the start of the internal combustion engine 10 in order to promote the activation of the exhaust gas purification catalyst. Therefore, at other times, this routine is temporarily ended. That is, when the result is a negative branch, this routine ends.
[0052]
Whether the internal combustion engine 10 has been started or not is determined by checking the operation such as the rotation speed NE of the internal combustion engine 10 based on a signal generated by the crank position sensor 45, counting the time from the start, and integrating it from the start. If the time t is within the predetermined time t1, that is, if the integrated time t is smaller than t1, it is determined that the engine is starting.
[0053]
If it is determined in step 101 that the internal combustion engine 1 has been started, the process proceeds to step 102, where it is determined whether the water temperature Th is lower than a preset temperature Th1 stored in advance.
[0054]
If the water temperature Th is equal to or higher than the set temperature Th1, it is determined that the control by stopping the operation of some of the cylinders is not necessary, and the routine ends. If the water temperature Th is lower than the set temperature Th1, the process proceeds to step 103.
[0055]
In step 103, it is determined whether or not the air pump 13 is supplying the secondary air (AI) to the exhaust port 53. If it is, the process proceeds to step 104. On the other hand, if the secondary air has not been supplied, the present routine is ended once.
[0056]
In step 104, when the secondary air is being supplied, the fuel supply to some of the cylinders (the # 2 cylinder and the # 3 cylinder) is stopped.
[0057]
Next, in step 105, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed after the start of the internal combustion engine 1. If the time has elapsed, the process proceeds to step 106. This is done by measuring the time from the start by a timer and determining whether or not a certain time t has elapsed. On the other hand, in the negative branch, this routine ends.
[0058]
In step 106, the injection prohibition is released for the cylinder for which the fuel injection has been stopped, and the cylinder is shifted to the normal operation state, and the secondary air supply is turned off. That is, the reduced cylinder operation stops (fuel is supplied to all cylinders), and the secondary air supply operation during the warm-up operation ends.
[0059]
As described above, in this device, when the internal combustion engine 1 is started, the fuel supply to some of the cylinders is stopped in accordance with the operating conditions. In this case, the number of cylinders from which exhaust gas is discharged is reduced. At this time, in the operating cylinder, the amount of intake air increases more than usual, and a large amount of fuel is injected to increase the amount of exhaust, so that the amount of exhaust per section of the exhaust passage increases. Therefore, the absorption rate of the heat energy by the wall surface decreases, and the exhaust gas at a predetermined temperature is mixed with the secondary air, so that the reburning is promoted.
[0060]
In the process of step 104, if the number of cylinders to be reduced is automatically increased or decreased according to the water temperature Th, the throttle opening TA, the intake air flow rate Ga to the cylinders, or the like, the efficiency of the warm-up operation is increased. It becomes possible. For example, when the water temperature is rising or the throttle is open (the accelerator is being depressed) is large, the number of cylinders to be reduced is reduced. Specifically, one of the # 2 cylinder and the # 3 cylinder is used. It is preferable to stop only one of them or stop the reduced-cylinder operation to resolve the power shortage, and to smoothly increase the torque according to the throttle opening.
[0061]
Next, a series of these operations will be described with reference to FIG. In FIG. 6, from the top, the rotation speed of the internal combustion engine, the supply of secondary air (supply by ON, stop by OFF), the fuel injection flag to the reduced cylinder (stop by ON, injection by OFF), the water temperature of the internal combustion engine ( The vertical broken line indicates the set temperature), the amount of HC emission, and the temperature of the exhaust gas entering the exhaust gas purification device (catalyst) 5.
[0062]
First, immediately after the start of the internal combustion engine 1, the engine speed NE is high. In this state, the amount of HC emission is large, but the temperature of the catalyst is low.
[0063]
When the supply of the secondary air is started and the supply of the fuel to the specific cylinder is stopped after a certain period of time, it can be seen that the HC discharge amount decreases soon and the temperature of the catalyst rises soon.
[0064]
As described above, during the warm-up operation, the reduced-cylinder operation of stopping the fuel supply to the # 2 and # 3 cylinders of all the cylinders is performed, and the exhaust heat amount from the operating # 1 and # 4 cylinders is reduced. By increasing the amount, the post-combustion due to the secondary air supply is promoted, and the purification reaction in the exhaust gas purification device 5 provided downstream of the exhaust pipe is promoted.
[0065]
Note that the reduced cylinder operation is performed by stopping the fuel injection in the relevant cylinder. However, the electronic fuel injection device controlled by the ECU 20 automatically supplies the fuel to other operating cylinders in order to keep the idling constant. Increase injection. Therefore, a large amount of exhaust gas is obtained at a high temperature from the # 1 cylinder and the # 4 cylinder. This promotes post-combustion.
[0066]
Therefore, low pollution can be achieved without increasing the idling speed of the internal combustion engine 1.
[0067]
[Second embodiment]
FIG. 3 shows a second embodiment, in which # 1 and # 4 cylinders and # 2 and # 3 cylinders of the four cylinders are grouped one by one and bundled for each cylinder of these groups. It is provided with two intermediate merging exhaust pipes 55. Here, in the internal combustion engine 1 having the dual exhaust pipe, when the secondary air is supplied, the operation of the cylinder connected to one exhaust pipe is stopped to increase the temperature of the gas containing the catalyst.
[0068]
Of the above set of cylinders, cylinders # 1 and # 4 are cylinders that are constantly operated, and cylinders # 2 and # 3 are stopped when fuel supply is stopped and the exhaust valve is closed during reduced cylinder operation. It is a cylinder that is held in the closed state.
[0069]
In this embodiment, the # 2 cylinder # 2 and # 3 cylinder are taken as one unit to perform the reduced cylinder operation in which the fuel supply to the cylinder is stopped, but the high-temperature exhaust from the # 1 cylinder and # 4 cylinder with increased heat quantity is performed. Since the secondary air flows through the dedicated intermediate merging exhaust pipe 55, the heat loss is reduced, so that the exhaust gas maintained at a higher temperature can be sent to the exhaust gas purification device 5. In other words, by using only one of the dual exhaust pipes, the effects of reducing the heat capacity of the exhaust pipe and reducing the heat loss by increasing the gas flow rate in the exhaust pipe can be obtained.
[0070]
Note that if at least the exhaust valve 51 of the intake and exhaust valves of the # 2 cylinder and the # 3 cylinder for stopping the fuel supply is closed, low-temperature air does not flow into the exhaust branch pipe 52 of the operating cylinder. 53 is prevented from being caused to lower.
[0071]
Next, a case in which the internal combustion engine 1 is started in a state where at least the temperature of the downstream portion of the exhaust valve 51, that is, the temperature of the exhaust port 53 is equal to or lower than a predetermined value (which can be estimated from the display of the water temperature sensor 46). 7 will be described.
[0072]
The routine for executing this flowchart is stored in the ROM in advance, and is a routine that is repeatedly executed by the CPU every predetermined time (for example, every time the crank position sensor 33 outputs a pulse signal).
[0073]
Steps 201 to 206 shown in FIG. 7 are the same as those in the first embodiment except for steps 204 and 206, and thus steps 204 and 206 will be described here.
[0074]
First, in step 204, when the secondary air is being supplied, the fuel supply to some cylinders is stopped, and the operation is stopped by keeping the intake valve 31 and the exhaust valve 51 closed. This not only prevents low-temperature air from flowing into the exhaust pipe of the operating cylinder, but also prevents cold air from flowing into the cylinder whose injection has been stopped. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the cylinder wall surface of the operating cylinder from decreasing due to heat conduction. However, it is also possible to stop only one of the exhaust valve 51 and the intake valve 31.
[0075]
Next, in step 206, the injection prohibition is released and the opening / closing operation of the exhaust valve 51 is started for the cylinder for which the fuel injection has been stopped. Thus, the internal combustion engine 1 is shifted to the normal operation state, and the secondary air supply is turned off. That is, the reduced cylinder operation and the exhaust valve stop are released, and the secondary air supply operation during the warm-up operation ends.
[0076]
[Third embodiment]
FIG. 4 shows a third embodiment, in which the distribution pipe 67 branched from the secondary air supply pipe 61 connected to the exhaust port 53 of the # 2 cylinder and # 3 cylinder performing the reduced cylinder operation is supplied in the air supply direction. A check valve 32 which passes only through the check valve is provided.
[0077]
In the period from the start of the internal combustion engine 1 to the start of the supply of the secondary air, when the reduced-cylinder operation is performed by stopping the fuel injection, the low-temperature gas of the cylinder whose injection has been stopped is supplied with the secondary air supply pipe 61 and the distribution pipe 67. Through the cylinder, the temperature of the exhaust port 53 may be lowered. Therefore, the check valve 32 is provided in the distribution pipe 67, which is a passage from the stopped cylinders (# 2 cylinder, # 3 cylinder) to the supply pipe 61, and the cold gas is supplied to the operating cylinder (# 1 cylinder, # 1 cylinder). (4 cylinders) to prevent the reburn temperature from dropping.
[0078]
With this configuration, the temperature of the exhaust port of the operating cylinder is prevented from lowering, and the supply of the secondary air can be started at an early stage. As a result, the warm-up property is improved.
[0079]
As described above, according to the secondary air supply device shown in these embodiments, the temperature rise in the cylinder of the operating cylinder is accelerated, and the heat loss in the cylinder is reduced. Effects such as a rise, improvement in catalyst warm-up properties, promotion of reburning, and reduction of HC are obtained.
[0080]
Further, since the idling speed does not increase, there is no loss of quietness or deterioration of fuel efficiency.
[0081]
【The invention's effect】
According to the present invention, during warm-up operation in which the exhaust gas temperature is low and sufficient secondary combustion cannot be obtained, the supply of combustion to some of the cylinders is stopped to utilize the exhaust gas that increases in other cylinders to perform secondary combustion. Since it is configured to promote post-combustion by air supply, it can be applied to a general internal combustion engine, and low cost and low pollution can be achieved.
[0082]
On the other hand, in the case of having the two intermediate merging exhaust pipes bundled for each cylinder of the set, the exhaust heat of the operating cylinder can be used more efficiently, and the efficiency of the catalyst can be further improved.
[0083]
Further, in the case where the check valve is provided, it is possible to prevent the cooled gas from flowing into the high-temperature portion and lowering the exhaust gas temperature.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an internal combustion engine with a secondary air supply device of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the vicinity of a cylinder head showing the internal combustion engine with the secondary air supply device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of the vicinity of a cylinder head showing an internal combustion engine with a secondary air supply device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view of the vicinity of a cylinder head showing an internal combustion engine with a secondary air supply device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of the internal combustion engine with the secondary air supply device according to the first embodiment.
FIG. 6 is a graph showing the operation timing of the internal combustion engine with the secondary air supply device.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation of the internal combustion engine with the secondary air supply device according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 5 Exhaust purification catalyst 7 Secondary air supply port 13 Air pump 14 Air introduction path 20 ECU
21 control means 26 intake branch pipe 30 cylinder 31 intake valve 32 check valve 40 intake system 41 intake pipe 43 air filter 46 water temperature sensor 47 crank position sensor 50 exhaust system 51 exhaust valve 53 exhaust port 54 exhaust pipe 55 intermediate merge exhaust pipe 60 Secondary air supply system 61 Supply pipe 62 Air check valve
