JP3313752B2 - Engine emission control device - Google Patents

Engine emission control device

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JP3313752B2
JP3313752B2 JP06920192A JP6920192A JP3313752B2 JP 3313752 B2 JP3313752 B2 JP 3313752B2 JP 06920192 A JP06920192 A JP 06920192A JP 6920192 A JP6920192 A JP 6920192A JP 3313752 B2 JP3313752 B2 JP 3313752B2
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engine
pressure
valve
adjusting
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博文 西村
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの排気制御装
置、特にエンジンの排気圧力を調整することにより未燃
成分の排出を低減させるようにしたエンジンの排気制御
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust control system for an engine, and more particularly to an exhaust control system for an engine in which the exhaust pressure of the engine is adjusted to reduce the emission of unburned components.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、エンジンの排気通路の途中
に、その通路断面積を増減させる制御バルブを設け、該
制御バルブの開度を調整することにより、エンジンの始
動性、あるいは排気の浄化性能を向上させるようにした
技術が知られている。例えば、特開平2−64236号
公報によれば、エンジン始動時にマフラ下流側の排気管
内に設けられた制御バルブの開度を絞り、該排気管の通
路断面積を減少させることにより、エンジンの排気圧力
を高めてその燃焼性を向上させて始動不良を改善するよ
うになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a control valve for increasing or decreasing the cross-sectional area of an exhaust passage of an engine is provided in the middle of the exhaust passage, and the opening degree of the control valve is adjusted so that the engine can be started or the exhaust gas can be purified. There is known a technique for improving the image quality. For example, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-64236, when the engine is started, the opening degree of a control valve provided in the exhaust pipe on the downstream side of the muffler is reduced to reduce the passage cross-sectional area of the exhaust pipe, thereby reducing the engine exhaust. The starting pressure is increased to improve the flammability, thereby improving the starting failure.

【0003】一方、例えば実開昭55−9894号公報
によれば、低負荷用の吸気通路と高負荷用の吸気通路と
が各々独立して燃焼室に開口してなるエンジンにおい
て、排気通路の途中に上記両吸気通路の吸気の負圧差に
基づいて開閉制御される開閉弁を設け、この開閉弁をア
イドリング運転時には、全閉状態としてエンジンの排気
圧力を上昇させ、排気再燃焼性能を高めて排気ガスの浄
化を促進し、また、低、中負荷運転領域では、上記開閉
弁を所定の開度開いて出力性能と排気再燃焼性能とのバ
ランスを確保すると共に、未燃成分の排出が少ない高負
荷運転領域においては、上記開閉弁を全開状態として、
排気圧力の上昇を抑制して出力の向上を図ることによ
り、エンジンの運転状態に応じて良好に排気再燃焼を行
うように構成された排気ガス浄化装置が開示されてい
る。
On the other hand, for example, according to Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 55-9894, in an engine in which a low-load intake passage and a high-load intake passage are each independently opened to a combustion chamber, an exhaust passage is provided. On the way, an on-off valve that is controlled to open and close based on the negative pressure difference of the intake air in both intake passages is provided.When the on-off valve is idling, the exhaust pressure of the engine is raised to the fully closed state to improve exhaust reburning performance. In the low and medium load operation range, the on-off valve is opened at a predetermined opening to ensure a balance between output performance and exhaust reburning performance, and the emission of unburned components is low in the low and medium load operation ranges. In the high load operation range, the on-off valve is fully opened,
There is disclosed an exhaust gas purifying device configured to suppress an increase in exhaust pressure and improve output to thereby appropriately perform exhaust reburning in accordance with an operation state of an engine.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に、排気通路の途中に設けられた開閉弁により排気圧力
を調整して未燃成分の排出を低減させる場合に、排気圧
力を上昇させることにより未燃成分の排出が抑制される
ことになるのであるが、例えば、高出力の要求される高
負荷高回転時に排気圧力を上昇させた場合には、エンジ
ンの燃焼性に悪影響を及ぼし、出力性能が低下すること
になって走行性が悪化することになる。このように、未
燃成分の低減と走行性の低下防止とを両立させ得るよう
に排気圧力をコントロールすることが困難となり、この
ため、排気圧力を調整するだけでは、未燃成分の排出を
より効果的に低減させることができなかった。
As described above, when the exhaust pressure is adjusted by an on-off valve provided in the exhaust passage to reduce the discharge of unburned components, the exhaust pressure is increased. However, if the exhaust pressure is increased during high-load high-speed rotation requiring high output, for example, the combustion performance of the engine is adversely affected, and the output of unburned components is reduced. The performance will be reduced, and the running performance will be deteriorated. As described above, it is difficult to control the exhaust pressure so that the reduction of the unburned components and the prevention of the decrease in the traveling performance can be achieved at the same time. For this reason, simply adjusting the exhaust pressure can reduce the discharge of the unburned components. It could not be reduced effectively.

【0005】そこで本発明は、エンジンの排気圧力を調
整することにより未燃成分の排出を低減させるように構
成されたエンジンの排気制御装置において、上記未燃成
分の排出をより効果的に低減させることを目的とする。
Accordingly, the present invention provides an engine emission control device configured to reduce the emission of unburned components by adjusting the exhaust pressure of the engine, thereby more effectively reducing the emission of the unburned components. The purpose is to:

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention is characterized in that it is configured as follows.

【0007】まず、本願の請求項1に係る発明(以下、
第1発明という)は、エンジンの排気背圧を調整するこ
とにより未燃成分の排出を低減させるようにしたエンジ
ンの排気制御装置において、上記エンジンの排気通路に
未燃成分が排出される状態を検出する未燃成分排出状態
検出手段と、該検出手段により未燃成分が排出される状
態を検出したときに排気の圧力を上昇方向に調整する排
気圧力調整手段と、該調整手段により排気の圧力が調整
されているときに吸、排気弁の開閉タイミングを可変調
整することにより該吸、排気弁の開弁期間のオーバーラ
ップ量を増加させる開閉タイミング制御手段と、排気圧
力が予め設定された圧力より大きいときは、該吸、排気
弁の開弁期間のオーバーラップ量を増加させることを実
行させない手段とを設けたことを特徴とする。
First, the invention according to claim 1 of the present application (hereinafter referred to as “the invention”)
A first aspect of the present invention relates to an exhaust control system for an engine in which the exhaust back pressure of the engine is adjusted to reduce the emission of the unburned components. Unburned component discharge state detecting means for detecting, exhaust pressure adjusting means for adjusting the pressure of exhaust gas in a rising direction when the state of unburned component discharge is detected by the detecting means, and exhaust gas pressure by the adjusting means There intake when being adjusted, intake by variably adjusting the opening and closing timing of the exhaust valve, opening and closing timing control means for increasing the overlapping amount of the valve opening period of the exhaust valve, exhaust pressure
If the force is greater than the preset pressure,
Increased the amount of overlap during the valve opening period
And means for not performing the operation.

【0008】また、本願の請求項2に係る発明(以下、
第2発明という)は、上記第1発明における開閉タイミ
ング制御手段に換えて、排気圧力調整手段により排気の
圧力が上昇方向に調整されているときに排気弁の閉弁時
期を遅延させる閉弁時期調整手段を設け、併せて、排気
圧力が予め設定された圧力より大きいときは、該排気弁
の閉弁時期を遅延させることを実行させない手段を設け
たことを特徴とする。
The invention according to claim 2 of the present application (hereinafter referred to as “the invention”)
The second invention) is a valve closing timing for delaying the closing timing of the exhaust valve when the exhaust pressure is adjusted in the upward direction by the exhaust pressure adjusting means, instead of the opening / closing timing control means in the first invention. Adjustment means is provided , and exhaust
When the pressure is higher than a preset pressure, the exhaust valve
Means for preventing execution of delaying the valve closing timing .

【0009】更に、本願の請求項3に係る発明(以下、
第3発明という)は、上記第1発明における開閉タイミ
ング制御手段に換えて、排気圧力調整手段により排気の
圧力が上昇方向に調整されているときに吸気弁の開弁時
期を早める開弁時期調整手段を設け、併せて、排気圧力
が予め設定された圧力より大きいときは、該吸気弁の開
弁時期を早めることを実行させない手段を設けたことを
特徴とする。
Further, the invention according to claim 3 of the present application (hereinafter referred to as “the invention”)
A third aspect of the present invention is directed to valve opening timing adjustment that advances the valve opening timing of the intake valve when the exhaust pressure is adjusted by the exhaust pressure adjusting means in place of the opening / closing timing control means in the first aspect. Means , together with the exhaust pressure
Is larger than a preset pressure, the intake valve is opened.
A feature is provided in which means for preventing the valve timing from being advanced is provided .

【0010】また、本願の請求項4に係る発明(以下、
第4発明という)は、上記第1発明と同様に、エンジン
の背圧を調整することにより未燃成分の排出を低減させ
るようにしたエンジンの排気制御装置において、上記エ
ンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、該検
出手段からの信号に基づいてエンジン始動後所定の期間
内であるか否かを判定する期間判定手段と、該判定手段
によりエンジン始動後所定の期間内であると判定された
ときに排気の圧力を上昇方向に調整する排気圧力調整手
段と、該調整手段により排気の圧力が調整されていると
きに吸、排気弁の開閉タイミングを可変調整することに
より該吸、排気弁の開弁期間のオーバーラップ量を増加
させる開閉タイミング制御手段と、排気圧力が予め設定
された圧力より大きいときは、該吸、排気弁の開弁期間
のオーバーラップ量を増加させることを実行させない手
段とを設けたことを特徴とする。
Further, the invention according to claim 4 of the present application (hereinafter referred to as “the invention”)
According to a fourth aspect of the present invention, in the same manner as in the first aspect of the invention, in the engine exhaust control device configured to reduce the emission of unburned components by adjusting the back pressure of the engine, the operating state of the engine is detected. Operating state detecting means, period determining means for determining whether or not the engine is within a predetermined period after engine start based on a signal from the detecting means, and determining that the engine is within a predetermined period after engine starting by the determining means Exhaust pressure adjusting means for adjusting the exhaust pressure in a rising direction when the exhaust pressure is adjusted, and variably adjusting the opening / closing timing of the exhaust valve when the exhaust pressure is adjusted by the adjusting means. Open / close timing control means to increase the amount of overlap during the valve opening period, and exhaust pressure is preset
If the pressure is higher than the specified pressure, the intake and exhaust valves are open
Hands that do not increase the amount of overlap
A step is provided.

【0011】[0011]

【作用】第1ないし第4発明によれば、未燃成分排出状
態検出手段により、エンジンの排気通路に未燃成分が排
出される状態を検出したときには、排気圧力調整手段に
より排気圧力が上昇方向に調整されて、該排気圧力が高
められることになり、これにより、排気通路からの未燃
成分の排出が低減されることになる。
According to the first to fourth aspects of the present invention, when the state in which the unburned component is discharged to the exhaust passage of the engine is detected by the unburned component discharge state detecting means, the exhaust pressure is increased by the exhaust pressure adjusting means. And the exhaust pressure is increased, thereby reducing the discharge of unburned components from the exhaust passage.

【0012】更に、排気圧力が高められることにより、
排気通路内の温度が上昇することになって、排気の再燃
焼性が向上すると共に、該排気通路に設けられた触媒コ
ンバータを早期に活性化させることが可能となって、排
気の浄化性能が一段と向上することになる。
Further, by increasing the exhaust pressure,
As the temperature in the exhaust passage increases, the re-combustibility of the exhaust gas improves, and the catalytic converter provided in the exhaust passage can be activated at an early stage. It will be further improved.

【0013】特に、この第1発明においては、上記排気
圧力調整手段により排気圧力が上昇方向に調整されてい
る場合には、開閉タイミング制御手段により吸、排気弁
の開弁期間のオーバーラップ量が増加されることになる
ので、ピストン上死点近傍における排気工程の終期と吸
気工程の初期とのオーバーラップ量が増加することにな
って、排気工程の終期に排気通路側に押し出された未燃
成分が再びシリンダ内に逆流すると共に、排気工程の終
期に排気通路側に押し出される未燃成分が吸気通路側に
吹き返されることになって、この未燃成分が、その後の
燃焼工程で再燃焼されることになる。その結果、未燃成
分が低減されることになり、上記のように排気圧力を高
めることによる効果と合わせてより一層未燃成分の排出
を低減させることが可能となる。
In particular, according to the first aspect of the invention, when the exhaust pressure is adjusted in the upward direction by the exhaust pressure adjusting means, the opening / closing timing control means controls the amount of overlap between the intake and exhaust valve opening periods. As a result, the amount of overlap between the end of the exhaust stroke near the top dead center of the piston and the beginning of the intake stroke increases, and the unburned fuel pushed out toward the exhaust passage at the end of the exhaust stroke The components flow back into the cylinder again, and at the end of the exhaust process, unburned components pushed out to the exhaust passage side are blown back to the intake passage side, and the unburned components are reburned in the subsequent combustion process. Will be. As a result, the unburned components are reduced, and the emission of the unburned components can be further reduced in addition to the effect obtained by increasing the exhaust pressure as described above.

【0014】また、第2発明によれば、排気弁の閉弁時
期が遅延されることにより、吸気弁が開かれたのち排気
弁が閉じられるまでの両バルブの開期間のオーバーラッ
プ量、即ち、ピストン上死点近傍における排気工程の終
期と吸気工程の初期とのオーバーラップ量が増加するこ
とになって、排気工程の終期に一旦排気通路側に押し出
された未燃成分が再びシリンダ内に逆流し、この未燃成
分が、その後の燃焼工程で再燃焼されることになって、
未燃成分が低減されることになり、上記のように排気圧
力を高めることによる効果と合わせてより一層未燃成分
の排出を低減させることができる。
According to the second aspect of the present invention, the valve closing timing of the exhaust valve is delayed, so that the amount of overlap between the opening periods of the two valves from the opening of the intake valve to the closing of the exhaust valve, ie, the amount of overlap. The amount of overlap between the end of the exhaust stroke and the beginning of the intake stroke near the top dead center of the piston increases, and the unburned components once pushed out to the exhaust passage side at the end of the exhaust stroke again enter the cylinder. Backflow, this unburned component will be reburned in the subsequent combustion process,
Since the unburned components are reduced, the emission of unburned components can be further reduced in addition to the effect of increasing the exhaust pressure as described above.

【0015】更に、第3発明によれば、吸気弁の開弁時
期が早められることにより、吸気弁が開かれたのち排気
弁が閉じられるまでの両バルブの開期間のオーバーラッ
プ量、即ち、ピストン上死点近傍における排気工程の終
期と吸気工程の初期とのオーバーラップ量が増加するこ
とになって、排気工程の終期に排気通路側に押し出され
る未燃成分が吸気通路側に吹き返され、この未燃成分
が、その後の燃焼工程で再燃焼されることになって、未
燃成分が低減されることになり、上記のように排気圧力
を高めることによる効果と合わせてより一層未燃成分の
排出を低減させることができる。
Further, according to the third aspect of the invention, the opening timing of the intake valve is advanced, so that the amount of overlap between the opening periods of the two valves from the opening of the intake valve to the closing of the exhaust valve, that is, The amount of overlap between the end of the exhaust stroke and the beginning of the intake stroke near the top dead center of the piston will increase, and the unburned components pushed out to the exhaust passage at the end of the exhaust stroke will be blown back to the intake passage, This unburned component will be reburned in the subsequent combustion step, and the unburned component will be reduced. In addition to the effect of increasing the exhaust pressure as described above, the unburned component is further reduced. Emissions can be reduced.

【0016】特に、第4発明によれば、エンジン始動後
から所定の期間内においては、排気圧力調整手段により
排気圧力が調整されて、該排気圧力が高められることに
なり、これにより、特に未燃成分の排出が顕著となる始
動直後のエンジン冷機時における未燃成分の浄化性能が
一段と向上すると共に、上記排気圧力調整手段により排
気圧力が上昇方向に調整されている場合には、開閉タイ
ミング制御手段により吸、排気弁の開弁期間のオーバー
ラップ量が増加されることになるので、上記第1発明と
同様に、排気圧力調整手段により排気圧力を高めること
による効果と合わせてより一層未燃成分の排出を低減さ
せることが可能となる。
[0016] In particular, according to the fourth aspect, the exhaust pressure is adjusted by the exhaust pressure adjusting means within a predetermined period after the engine is started, and the exhaust pressure is increased. When the exhaust gas pressure is adjusted by the exhaust pressure adjusting means while the purifying performance of the unburned components at the time of the engine cold immediately after the start, in which the emission of the fuel component becomes remarkable, is further improved. Since the overlap amount of the intake and exhaust valves during the valve opening period is increased by the means, the unburned fuel is further increased in combination with the effect of increasing the exhaust pressure by the exhaust pressure adjusting means as in the first invention. It is possible to reduce the emission of components.

【0017】そして、この第4発明によれば、エンジン
始動後所定の期間が経過した場合には、上記排気圧力調
整手段による排気圧力の調整が行われず、これにより、
高出力が要求される高負荷高回転領域等において排気圧
力を高めることにより懸念される走行性への悪影響が抑
制されることになる。
According to the fourth aspect of the present invention, when a predetermined period has elapsed after the start of the engine, the exhaust pressure is not adjusted by the exhaust pressure adjusting means.
In a high-load, high-rotation region or the like where high output is required, an adverse effect on traveling performance, which may be caused by increasing exhaust pressure, is suppressed.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】図1は本発明に係るエンジンの排気制御装
置の一実施例を示し、図示のように、エンジン1のシリ
ンダブロック2に形成されたシリンダ2a内には、ピス
トン3が嵌装され、上記シリンダブロック2の内壁面と
ピストン3の上面および該シリンダブロック2の上方に
取り付けられたシリンダヘッド4の下面とで燃焼室5が
形成されていると共に、上記シリンダヘッド4には、吸
気通路6および排気通路7がそれぞれ接続されており、
これらの吸、排気通路6,7に連通された吸、排気ポー
ト8,9を開閉する吸気バルブ10および排気バルブ1
1が備えられてている。そして、上記吸気通路6には、
上流側よりエアフローメータ12およびサージタンク1
3が設けられている。また、上記排気通路7には、上流
側より第1キャタリストコンバータ14および第2キャ
タリストコンバータ15がそれぞれ設けられており、こ
れらの第1、第2キャタリストコンバータ14,15に
より、排気通路7に排出される排気ガス中の未燃成分
(HC、CO)が酸化され、あるいはNOxが還元され
て該排気ガスを浄化するようになっている。
FIG. 1 shows an embodiment of an engine exhaust control apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, a piston 3 is fitted in a cylinder 2a formed in a cylinder block 2 of the engine 1. A combustion chamber 5 is formed by the inner wall surface of the cylinder block 2, the upper surface of the piston 3, and the lower surface of the cylinder head 4 mounted above the cylinder block 2. And the exhaust passage 7 are connected to each other,
An intake valve 10 and an exhaust valve 1 that open and close intake and exhaust ports 8 and 9 that are communicated with these intake and exhaust passages 6 and 7.
1 is provided. Then, in the intake passage 6,
Air flow meter 12 and surge tank 1 from upstream
3 are provided. A first catalyst converter 14 and a second catalyst converter 15 are provided in the exhaust passage 7 from the upstream side, respectively. The first and second catalyst converters 14 and 15 provide an exhaust passage 7. The unburned components (HC, CO) in the exhaust gas discharged to the exhaust gas are oxidized or NOx is reduced to purify the exhaust gas.

【0020】そして、本実施例においては、上記第2キ
ャタリストコンバータ15の下流側の排気通路7に該通
路7を開閉するシャッタバルブ16が開閉自在に設けら
れていると共に、該シャッタバルブ16の上流側と下流
側の排気通路7を連通させるバイパス通路17が形成さ
れており、このバイパス通路17には、該通路17を開
閉するバイパスバルブ18が開閉自在に設けられてい
る。
In the present embodiment, a shutter valve 16 for opening and closing the passage 7 is provided in the exhaust passage 7 downstream of the second catalyst converter 15 so as to be openable and closable. A bypass passage 17 that connects the upstream and downstream exhaust passages 7 is formed, and a bypass valve 18 that opens and closes the passage 17 is provided in the bypass passage 17 so as to be openable and closable.

【0021】一方、上記サージタンク13には、チェッ
クバルブ19が途中に介装された吸気負圧導入路20を
介してバキュームチャンバ21が接続されており、この
チャンバ21には第1負圧通路22および第2負圧通路
23を介してダイアフラム式の第1、第2アクチュエー
タ24,25がそれぞれ接続されている。そして、上記
第1アクチュエータ24とシャッタバルブ16と一体に
設けられた回動アーム16aとがリンク26により連結
されていると共に、上記第2アクチュエータ25とバイ
パスバルブ18と一体に設けられた回動アーム18aと
がリンク27により連結されている。
On the other hand, a vacuum chamber 21 is connected to the surge tank 13 via an intake negative pressure introducing passage 20 in which a check valve 19 is interposed. Diaphragm-type first and second actuators 24 and 25 are connected to each other via a second pressure passage 22 and a second negative pressure passage 23, respectively. The first actuator 24 and the rotary arm 16a provided integrally with the shutter valve 16 are connected by a link 26, and the rotary actuator provided integrally with the second actuator 25 and the bypass valve 18 18a are connected by a link 27.

【0022】更に、上記第1負圧通路22の途中には、
第1アクチュエータ24に上記バキュームチャンバ21
からの吸気負圧を作用させるソレノイドバルブ28が設
けられており、エンジン1の始動前においては、ソレノ
イドバルブ28を介して第1アクチュエータ24に大気
圧が導入され、該アクチュエータ24により上記シャッ
タバルブ16が全開状態に維持されると共に、エンジン
1の始動後においては、ソレノイドバルブ28が切り換
えられて該ソレノイドバルブ28を介して第1アクチュ
エータ24に吸気負圧が導入され、これにより、該第1
アクチュエータ24がコイルバネ24aに抗して動作す
ることになって、上記シャッタバルブ16が全閉状態に
駆動されるようになっている。
Further, in the middle of the first negative pressure passage 22,
The first actuator 24 has the vacuum chamber 21
Before the engine 1 is started, atmospheric pressure is introduced into the first actuator 24 through the solenoid valve 28, and the shutter valve 16 is actuated by the actuator 24. Is maintained in the fully opened state, and after the engine 1 is started, the solenoid valve 28 is switched to introduce the intake negative pressure to the first actuator 24 via the solenoid valve 28, whereby the first
The actuator 24 operates against the coil spring 24a, so that the shutter valve 16 is driven to a fully closed state.

【0023】また、上記第2負圧通路23には、第2ア
クチュエータ25に上記バキュームチャンバ21からの
吸気負圧を作用させるデューティソレノイドバルブ29
が設けられており、エンジン1の始動前においては、デ
ューティソレノイドバルブ29を介して第2アクチュエ
ータ25に大気圧が導入され、該アクチュエータ25に
より上記バイパスバルブ18が全閉状態に維持されると
共に、エンジン1の始動後においては、デューティソレ
ノイドバルブ29が駆動されて該ソレノイドバルブ29
を介して第2アクチュエータ25に吸気負圧が導入さ
れ、これにより、該第2アクチュエータ25がコイルバ
ネ25aに抗して動作することになって、上記バイパス
バルブ18の開度が調整されるようになっている。
In the second negative pressure passage 23, a duty solenoid valve 29 for applying a negative pressure from the vacuum chamber 21 to the second actuator 25 is provided.
Before the engine 1 is started, atmospheric pressure is introduced to the second actuator 25 via the duty solenoid valve 29, and the bypass valve 18 is maintained in a fully closed state by the actuator 25. After the engine 1 is started, the duty solenoid valve 29 is driven and the solenoid valve 29
The intake negative pressure is introduced into the second actuator 25 via the second actuator 25, whereby the second actuator 25 operates against the coil spring 25a, so that the opening of the bypass valve 18 is adjusted. Has become.

【0024】なお、上記シャッタバルブ16は、全閉状
態とされた場合においても適切な量の排気の流通を許容
するようになっている。
The shutter valve 16 allows an appropriate amount of exhaust gas to flow even when the shutter valve 16 is fully closed.

【0025】また、図示しないけれども、上記エアフロ
ーメータ12の上流側の吸気通路6にはエアクリーナが
接続されると共に、上記シャッタバルブ16の下流側の
排気通路7にはサイレンサが接続されるようになってい
る。
Although not shown, an air cleaner is connected to the intake passage 6 upstream of the air flow meter 12 and a silencer is connected to the exhaust passage 7 downstream of the shutter valve 16. ing.

【0026】そして、本実施例においては、上記吸、排
気バルブ10,11を開閉する動弁機構30がシリンダ
ヘッド4に設けられている。この動弁機構30は、シリ
ンダヘッド4の上部に配設されてクランクシャフト(図
示せず)により回転駆動される一対のカム軸31a,3
1bと、これらのカム軸31a,31bに設けられた
吸、排気カム32a,32bとを有し、上記吸、排気バ
ルブ10,11の上端部に装着された各タペット33,
33が吸、排気カム32a,32bに当接されており、
これらの各カム32a,32bの回転により上記吸、排
気バルブ10,11が該吸、排気バルブ10,11弁を
閉方向に付勢するバルブスプリング(図示せず)に抗し
て所定の時期に開動作されるようになっている。
In this embodiment, a valve mechanism 30 for opening and closing the intake and exhaust valves 10 and 11 is provided in the cylinder head 4. The valve mechanism 30 is disposed above the cylinder head 4 and is driven by a crankshaft (not shown).
1b and suction and exhaust cams 32a and 32b provided on these camshafts 31a and 31b, and each tappet 33,
33 is in contact with the suction and exhaust cams 32a, 32b,
The rotation of these cams 32a, 32b causes the intake and exhaust valves 10, 11 at a predetermined time against a valve spring (not shown) which biases the intake and exhaust valves 10, 11 in the closing direction. The opening operation is performed.

【0027】更に、上記吸、排気バルブ10,11の開
閉タイミングを可変調整する開閉タイミング制御手段3
4が設けられており、この開閉タイミング制御手段34
は、各カム軸31a,31bに対する吸、排気カム32
a,32bの取付位相を変化させることにより、上記
吸、排気バルブ10,11の開閉タイミングを可変調整
し得るように構成されている。
Further, an opening / closing timing control means 3 for variably adjusting the opening / closing timing of the intake and exhaust valves 10 and 11.
4 is provided.
Are the intake and exhaust cams 32 for the camshafts 31a and 31b.
The opening and closing timings of the intake and exhaust valves 10 and 11 can be variably adjusted by changing the mounting phase of the a and 32b.

【0028】一方、上記第2キャタリストコンバータ1
5の下流側の排気通路7には連通路35を介して圧力セ
ンサ36が接続されており、該圧力センサ36により第
2キャタリストコンバータ15の下流側の排気通路7内
の排気圧力が検出されるようになっている。
On the other hand, the second catalyst converter 1
A pressure sensor 36 is connected to the exhaust passage 7 on the downstream side of 5 through a communication passage 35, and the pressure sensor 36 detects the exhaust pressure in the exhaust passage 7 on the downstream side of the second catalyst converter 15. It has become so.

【0029】以上の構成に加えて、本実施例において
は、上記エアフローメータ12からの吸入空気量を示す
信号と、上記圧力センサ36からの排気圧力を示す信号
と、回転センサ37からのエンジン回転数を示す信号
と、水温センサ38からのエンジン冷却水温を示す信号
とが入力されるコントロールユニット39が備えられて
おり、このコントロールユニット39は、上記吸入空気
量を示す信号、換言すればエンジン負荷とエンジン回転
数を示す信号とに基づいて1サイクル当たりの吸入空気
量を算出し、エンジン負荷に応じた燃料噴射量となるよ
うに、上記シリンダヘッド4内に装備された燃料噴射弁
(図示せず)による燃料噴射時間を設定すると共に、上
記エアフローメータ12および各センサ36,37,3
8からの信号に基づくエンジン1の運転状態に応じて上
記シャッタバルブ16ないしバイパスバルブ18の作動
を制御して排気通路7内の排気圧力を調整するようにな
っている。
In addition to the above configuration, in the present embodiment, a signal indicating the amount of intake air from the air flow meter 12, a signal indicating the exhaust pressure from the pressure sensor 36, and an engine speed from the rotation sensor 37 A control unit 39 to which a signal indicating the number of the engine and a signal indicating the engine cooling water temperature from the water temperature sensor 38 are provided. The control unit 39 is provided with a signal indicating the intake air amount, in other words, the engine load. A fuel injection valve (not shown) provided in the cylinder head 4 so as to calculate an intake air amount per cycle based on the engine speed and a signal indicating the engine speed, so as to obtain a fuel injection amount corresponding to the engine load. ), The air flow meter 12 and the sensors 36, 37, 3
The operation of the shutter valve 16 or the bypass valve 18 is controlled in accordance with the operation state of the engine 1 based on the signal from the controller 8 to adjust the exhaust pressure in the exhaust passage 7.

【0030】また、上記コントロールユニット39は、
上記シャッタバルブ16ないしバイパスバルブ18の制
御中において、上記開閉タイミング制御手段34を制御
することにより、吸、排気バルブ10,11の開閉タイ
ミングを可変調整するように構成されている。
The control unit 39 includes:
During the control of the shutter valve 16 or the bypass valve 18, the opening / closing timing of the intake and exhaust valves 10, 11 is variably adjusted by controlling the opening / closing timing control means 34.

【0031】次に、上記コントロールユニット39によ
る排気圧力のメイン制御動作を、図2に示すフローチャ
ートに基づいて説明すると、このコントロールユニット
39は、まず、ステップS1においてエアフローメータ
12および各センサ36,37,38からの信号を入力
し、ステップS2では、上記各入力信号に基づいてエン
ジン回転数N、エンジン負荷に応じた燃料噴射時間T
n、シャッタバルブ16の上流側における排気通路7内
の実際の排気圧力Peおよびエンジン冷却水温Wtを算
出する。次いで、ステップS3では、エンジン冷却水温
Wt基づいてエンジン1が始動直後であるか否かを判定
し、YESと判定したとき、即ち、始動直後である場合
には、ステップS4において、実際の排気圧力Peが、
予め設定された所定の値Pe′より大であるか否かを判
定し、NOと判定したとき、即ち、実際の排気圧力Pe
が所定の値Pe′より小さい場合には、ステップS5
で、図4に示すエンジン水温Wtとシャッタバルブ16
の作動を制御する制御時間Tとの関係を示す制御マップ
より制御時間Tを算出する。そして、ステップS6で、
フラグFを1にセットしたのち、ステップS7では、エ
ンジン始動後から制御時間T以内であるか否かを判定
し、YESと判定したとき、即ち、制御時間T内である
場合には、ステップS8において、上記ソレノイドバル
ブ28に通電し、該ソレノイドバルブ28を介して第1
アクチュエータ24に吸気負圧を導入することにより、
排気通路7に設けられたシャッタバルブ16を閉じるこ
とにより排気圧力を上昇させる。
Next, the main control operation of the exhaust pressure by the control unit 39 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 2. First, in step S1, the air flow meter 12 and the sensors 36 and 37 are set. , 38, and at step S2, the engine speed N and the fuel injection time T corresponding to the engine load are determined based on the input signals.
n, the actual exhaust pressure Pe and the engine coolant temperature Wt in the exhaust passage 7 on the upstream side of the shutter valve 16 are calculated. Next, in step S3, it is determined whether or not the engine 1 has just been started based on the engine cooling water temperature Wt. When the determination is YES, that is, when the engine 1 has just been started, the actual exhaust pressure is determined in step S4. Pe is
It is determined whether or not the value is greater than a predetermined value Pe ′, and when the determination is NO, that is, the actual exhaust pressure Pe is determined.
Is smaller than the predetermined value Pe ', step S5
The engine water temperature Wt and the shutter valve 16 shown in FIG.
The control time T is calculated from a control map showing the relationship with the control time T for controlling the operation of the control. Then, in step S6,
After setting the flag F to 1, in step S7, it is determined whether or not it is within the control time T from the start of the engine. If determined to be YES, that is, if it is within the control time T, step S8 is performed. In the above, the solenoid valve 28 is energized, and the first
By introducing the intake negative pressure to the actuator 24,
The exhaust pressure is increased by closing the shutter valve 16 provided in the exhaust passage 7.

【0032】なお、上記上記ステップS3でNOと判定
してとき、またはステップS4でYESと判定した場合
には、上記シャッタバルブ16に対する制御を行わずス
テップS9でフラグFを0にセットしてリターンする。
また、上記ステップS7でNOと判定した場合にも、上
記シャッタバルブ8に対する制御を行わずステップS9
でフラグFを0にセットしてリターンする。
When NO is determined in step S3 or YES is determined in step S4, the control for the shutter valve 16 is not performed, the flag F is set to 0 in step S9, and the routine returns. I do.
Also, if the determination in step S7 is NO, the control for the shutter valve 8 is not performed and the process proceeds to step S9.
To set the flag F to 0 and return.

【0033】このようにして、エンジン1の始動直後に
おいては、図5に示すように、始動後から所定の制御時
間Tが経過するまでシャッタバルブ16が全閉状態とさ
れることにより、これにより、特に未燃成分の排出が顕
著となる始動直後におけるエンジンの冷機時には、排気
通路7が絞られて排気圧力が上昇することになって、未
燃成分の排出が低減されることになる。更に、上記シャ
ッタバルブ16が全閉状態とされて排気圧力が高められ
ることにより、排気通路7内の温度が上昇することにな
り、これにより、排気の再燃焼性が向上すると共に、第
1、第2キャタリストコンバータ14,15を早期に活
性化させることが可能となって、排気の浄化効率が向上
することになる。
In this manner, immediately after the start of the engine 1, as shown in FIG. 5, the shutter valve 16 is fully closed until a predetermined control time T has elapsed since the start, whereby the shutter 1 is closed. In particular, when the engine is cold immediately after the start, in which the emission of unburned components becomes remarkable, the exhaust passage 7 is narrowed and the exhaust pressure rises, so that the emission of unburned components is reduced. Further, the exhaust pressure is increased by setting the shutter valve 16 to the fully closed state, so that the temperature in the exhaust passage 7 increases, thereby improving the re-combustibility of the exhaust gas. The second catalyst converters 14 and 15 can be activated at an early stage, and the exhaust gas purification efficiency is improved.

【0034】また、実際の排気圧力Peが予め設定され
た所定の値Pe′より高い場合、即ち、第1、第2キャ
タリストコンバータ14,15の目詰まり、あるいはそ
の他何らかの原因により実際の排気圧力Peが異常に高
くなった場合や、例えば、高出力が要求される高負荷高
回転運転状態等において実際の排気圧力Peが高い場合
には、上記シャッタバルブ16が制御されることなく開
状態に維持されることになって、実際の排気圧力Peが
所定の値Pe′より高い場合において、上記シャッタバ
ルブ16を閉じる方向に制御することによる悪影響が防
止されることになる。
When the actual exhaust pressure Pe is higher than a predetermined value Pe ', ie, when the first and second catalyst converters 14 and 15 are clogged, or due to some other cause, the actual exhaust pressure Pe' is increased. When Pe becomes abnormally high, or when, for example, the actual exhaust pressure Pe is high in a high-load high-rotation operation state where high output is required, the shutter valve 16 is opened without being controlled. As a result, when the actual exhaust pressure Pe is higher than the predetermined value Pe ', the adverse effect of controlling the shutter valve 16 in the closing direction is prevented.

【0035】次に、上記メイン制御動作と並行して実行
される排気圧力の制御動作を、図3に示す示すフローチ
ャートに基づいて説明すると、コントロールユニット3
9は、まず、ステップS10で、エンジン負荷に対応す
る燃料噴射時間Tnが予め設定された所定の値Tna以
下であり、且つエンジン回転数Nが予め設定された所定
の値na以下であるかを判定する。即ち、エンジンの運
転状態が、図6に斜線で示す高負荷高回転領域以外の運
転状態であるか否かを判定し、YESと判定したとき、
即ち、高負荷高回転領域以外であれば、ステップS11
で、上記メイン制御動作中にセットされたフラグFが1
であるか否かを判定し、フラグFが1であると判定した
ときには、ステップS12において、運転状態に応じた
目標の排気圧力Peoを求める。この場合、図7に示す
ように、エンジン回転数Nとエンジン負荷に対応する燃
料噴射時間Tnとに応じて目標の排気圧力Peoが予め
設定された制御マップから所定の目標の排気圧力Peo
を求める。
Next, the control operation of the exhaust pressure executed in parallel with the main control operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
9. First, in step S10, it is determined whether the fuel injection time Tn corresponding to the engine load is equal to or less than a predetermined value Tna and the engine speed N is equal to or less than a predetermined value na. judge. That is, it is determined whether or not the operating state of the engine is in an operating state other than the high-load and high-rotation region indicated by hatching in FIG.
That is, if it is out of the high-load high-rotation region, step S11
When the flag F set during the main control operation is 1
Is determined, and when it is determined that the flag F is 1, in step S12, a target exhaust pressure Peo according to the operating state is obtained. In this case, as shown in FIG. 7, a target exhaust pressure Peo is determined from a control map in which a target exhaust pressure Peo is set in advance according to the engine speed N and a fuel injection time Tn corresponding to the engine load.
Ask for.

【0036】次いで、コントロールユニット39は、ス
テップS13において、目標の排気圧力Peoから実際
の排気圧力Peを減算することにより偏差ΔPを算出
し、ステップS14では、偏差ΔP応じてバイパスバル
ブ18の開度を調整するためのデューティソレノイド2
9に対する通電時間tを算出する。この場合、図8に示
すように、偏差ΔPに応じて通電時間tが予め設定され
てた制御マップより通電時間tが算出され、この通電時
間tは、上記偏差ΔPがマイナスの値を示す場合、即
ち、実際の排気圧力Peが目標の排気圧力Peoより高
い程、長くなるように設定されており、偏差ΔPが所定
値より大である場合には、上記デューティソレノイド2
9を制御する基準となるデューティ率が最大値に設定さ
れるようになっている。そして、ステップS15では制
御タイミングか否を判定し、YESのときには、ステッ
プS16において、デューティソレノイドバルブ29に
通電し、該デューティソレノイドバルブ21をデューテ
ィ制御することにより、バイパスバルブ18の開度を調
整して、実際の排気圧力Peが目標の排気圧力Peoに
収束するように、該バイパスバルブ18の作動がフィー
ドバック制御されることになる。
Next, in step S13, the control unit 39 calculates the deviation ΔP by subtracting the actual exhaust pressure Pe from the target exhaust pressure Peo. In step S14, the opening degree of the bypass valve 18 according to the deviation ΔP is calculated. Solenoid 2 for adjusting pressure
9 is calculated. In this case, as shown in FIG. 8, the energization time t is calculated from a control map in which the energization time t is set in advance according to the deviation ΔP, and the energization time t is calculated when the deviation ΔP indicates a negative value. That is, it is set to be longer as the actual exhaust pressure Pe is higher than the target exhaust pressure Peo, and when the deviation ΔP is larger than a predetermined value, the duty solenoid 2
9 is set to the maximum value. Then, in step S15, it is determined whether or not it is the control timing. If YES, the duty solenoid valve 29 is energized in step S16 to control the duty of the duty solenoid valve 21, thereby adjusting the opening of the bypass valve 18. Thus, the operation of the bypass valve 18 is feedback-controlled so that the actual exhaust pressure Pe converges to the target exhaust pressure Peo.

【0037】なお、ステップS10でNOと判定したと
き、即ち、図6に斜線で示される高負荷高回転領域にお
いては、ステップS17で上記デューティソレノイド2
9に対する通電時間tが最大値に設定され、バイパスバ
ルブ18が全開操作されることになる。また、ステップ
S11でNOと判定したときには、上記バイパスバルブ
18に対する制御を実行することなくリターンされるこ
とになる。
When it is determined NO in step S10, that is, in the high-load and high-rotation region indicated by hatching in FIG. 6, the duty solenoid 2 is turned on in step S17.
9 is set to the maximum value, and the bypass valve 18 is fully opened. If NO is determined in step S11, the process returns without executing the control on the bypass valve 18.

【0038】このように、高負荷高回転領域以外の運転
状態では、図5に示すように、上記シャッタバルブ16
と共に所定の制御時間T内において、未燃成分の低減と
走行性の低下防止との両立を図り得るように、予め設定
された目標の排気圧力Peoに実際の排気圧力Peを収
束させるように上記バイパスバルブ18の作動がフィー
ドバック制御されることになり、これにより、実際の排
気圧力Peがより緻密に制御され、その制御性が向上す
ることになって、運転状態に応じて未燃成分の低減と走
行性の低下防止との両立を達成することができる。
As described above, in the operation state other than the high load / high rotation range, as shown in FIG.
At the same time, within a predetermined control time T, the actual exhaust pressure Pe is converged to a preset target exhaust pressure Peo so that both reduction of unburned components and prevention of decrease in traveling performance can be achieved. The operation of the bypass valve 18 is feedback-controlled, whereby the actual exhaust pressure Pe is more precisely controlled and its controllability is improved, and the unburned component is reduced according to the operation state. And prevention of a decrease in running performance can be achieved.

【0039】また、上記バイパスバルブ18の組付け誤
差や該バルブ18へのカーボン付着量、あるいは第2ア
クチュエータ25の作動特性等に関わりなく、常に、実
際の排気圧力Peが目標の排気圧力Peoとなるよう
に、バイパスバルブ18の作動がフィードバック制御さ
れることにより、その制御性が一段と向上することにな
る。
Also, regardless of the assembly error of the bypass valve 18, the amount of carbon attached to the valve 18, or the operating characteristics of the second actuator 25, the actual exhaust pressure Pe is always equal to the target exhaust pressure Peo. As described above, the feedback control of the operation of the bypass valve 18 further improves the controllability.

【0040】更に、高出力が要求される高負荷高回転領
域においては、バイパスバルブ18が全開状態とされ、
実際の排気圧力Peの上昇が最小限に抑制されることに
なって、排気圧力が上昇する高負荷高回転運転領域等に
おいて、上記バイパスバルブ18の開度を制御する場合
のように、該バイパスバルブ18の作動の応答性が悪化
し、排気変動が顕著となり、空気充填量等が変動してエ
ンジンの燃焼性に悪影響を及ぼす結果、走行性が低下す
るといった不具合を解消されることになると共に、上記
エンジン1の始動後所定の制御時間Tが経過した場合に
は、上記シャッタバルブ16ないしバイパスバルブ18
による排気圧力の調整が行われず、これにより、高出力
が要求される高負荷高回転領域等において排気圧力を高
めることにより懸念される走行性への悪影響が抑制され
ることになる。
Further, in a high-load and high-speed region where high output is required, the bypass valve 18 is fully opened,
The rise of the actual exhaust pressure Pe is suppressed to a minimum, and the bypass valve 18 is controlled in a high-load high-speed operation region where the exhaust pressure is increased, as in the case where the opening degree of the bypass valve 18 is controlled. As a result, the responsiveness of the operation of the valve 18 is deteriorated, the fluctuation of the exhaust gas becomes remarkable, and the air filling amount fluctuates to adversely affect the combustibility of the engine. If a predetermined control time T has elapsed after the start of the engine 1, the shutter valve 16 or the bypass valve 18
The exhaust pressure is not adjusted by the above-described method, thereby suppressing the adverse effect on the traveling performance that may be caused by increasing the exhaust pressure in a high-load and high-speed region where high output is required.

【0041】特に、この実施例においては、上記シャッ
タバルブ16の上流側と下流側の排気通路7を連通する
バイパス通路17に、該バイパス通路17を開閉するバ
イパスバルブ18が設けられ、このバルブ18により実
際の排気圧力Peがフィードバック制御されることにな
るので、上記排気通路7に設けられたシャッタバルブ1
6の作動をフィードバック制御する場合に比べて、上記
バイパスバルブ18を駆動するための駆動力が軽減され
ると共に、該バルブ18を駆動するための第2アクチュ
エータ25の小型化を図り得ることになって、小さな駆
動力で上記バイパスバルブ18を制御し得ることが可能
となり、その作動の応答性が向上し、制御性が向上する
ことになる。
Particularly, in this embodiment, a bypass valve 17 for opening and closing the bypass passage 17 is provided in a bypass passage 17 communicating the exhaust passage 7 on the upstream side and the downstream side of the shutter valve 16. As a result, the actual exhaust pressure Pe is feedback-controlled, so that the shutter valve 1
6, the driving force for driving the bypass valve 18 is reduced, and the size of the second actuator 25 for driving the valve 18 can be reduced. Thus, the bypass valve 18 can be controlled with a small driving force, and the responsiveness of the operation is improved, and the controllability is improved.

【0042】なお、この実施例においては、エンジンの
運転状態に応じて設定される目標の排気圧力Peoに実
際の排気圧力Peを収束させるように、上記バイパスバ
ルブ18の作動をフィードバック制御する場合について
説明したが、上記シャッタバルブの開度をフィードバッ
ク制御することにより、目標の排気圧力Peoに実際の
排気圧力Peを収束させるように構成するという考えも
本発明に含まれることはいうまでもない。
In this embodiment, the feedback control of the operation of the bypass valve 18 is performed so that the actual exhaust pressure Pe converges to the target exhaust pressure Peo set according to the operating state of the engine. As described above, it is needless to say that the present invention includes a concept that the actual exhaust pressure Pe is converged to the target exhaust pressure Peo by feedback-controlling the opening degree of the shutter valve.

【0043】次に、本実施例の特徴部分である上記排気
圧力の制御に並行して実行される吸、排気バルブ10,
11の開閉タイミングを可変調整する制御動作を、図9
に示すフローチャートに基づいて説明すると、コントロ
ールユニット39は、まず、ステップS20で、上記排
気圧力のメイン制御動作中において設定されたフラグF
が1であるか否かを判定し、YESと判定したとき、即
ち、フラグFが1にセットされて上記シャッタバルブ1
6またはバイパスバルブ18の作動が制御されている場
合には、ステップS21において、上記開閉タイミング
制御手段に作動を制御することにより、吸気バルブ10
の開弁時期を早め、あるいは排気バルブ11の閉弁時期
を遅延させる制御を実行する。
Next, the intake and exhaust valves 10, which are executed in parallel with the exhaust pressure control, which is a characteristic part of the present embodiment, are described.
The control operation for variably adjusting the opening / closing timing of No. 11 is shown in FIG.
The control unit 39 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 3. First, in step S20, the control unit 39 sets the flag F
Is determined to be 1 or not, and when YES is determined, that is, the flag F is set to 1 and the shutter valve 1
6 or the operation of the bypass valve 18 is controlled, the operation of the intake valve 10 is controlled by the opening / closing timing control means in step S21.
Is executed to advance the valve opening timing of the exhaust valve 11 or to delay the valve closing timing of the exhaust valve 11.

【0044】そして、図10に示すように、実線a、b
で示される排気バルブ11および吸気バルブ10の通常
の開閉動作に対して、点線a′で示すように、上記排気
バルブ11の閉弁時期が実線aで示す通常の状態より遅
延された場合には、吸気バルブ10が開かれたのち排気
バルブ11が閉じられるまでの両バルブの開期間のオー
バーラップ量V′が、通常時のオーバーラップ量Vより
増大することになる。即ち、ピストン3の上死点近傍に
おける排気工程の終期と吸気工程の初期とのオーバーラ
ップ量が増加することになって、排気工程の終期に一旦
排気通路側に押し出された未燃成分が再びシリンダ2a
内に逆流し、この未燃成分が、その後の燃焼工程で再燃
焼されることになって、未燃成分が低減されることにな
り、上記のように排気圧力を高めることによる効果と合
わせてより一層未燃成分の排出を低減させることができ
る。
Then, as shown in FIG.
When the closing timing of the exhaust valve 11 is delayed from the normal state shown by the solid line a, as shown by the dotted line a ', with respect to the normal opening and closing operation of the exhaust valve 11 and the intake valve 10 shown by Then, the overlap amount V 'in the open period of the two valves from when the intake valve 10 is opened to when the exhaust valve 11 is closed is larger than the overlap amount V in the normal state. That is, the amount of overlap between the end of the exhaust stroke near the top dead center of the piston 3 and the beginning of the intake stroke increases, and the unburned components once pushed out to the exhaust passage side at the end of the exhaust stroke are again reduced. Cylinder 2a
This unburned component is recombusted in the subsequent combustion process, so that the unburned component is reduced. In addition to the effect of increasing the exhaust pressure as described above, Emission of unburned components can be further reduced.

【0045】また、図11に示すように、実線a、bで
示される排気バルブ11および吸気バルブ10の通常の
開閉動作に対して、一点鎖線b′で示すように、上記吸
気バルブ10の開弁時期が実線Bで示す通常の状態より
早められた場合には、吸気バルブ10が開かれたのち排
気バルブ11が閉じられるまでの両バルブの開期間のオ
ーバーラップ量V′が、通常時のオーバーラップ量Vよ
り増大することになる。即ち、ピストン3の上死点近傍
における排気工程の終期と吸気工程の初期とのオーバー
ラップ量が増加することになって、排気工程の終期に排
気通路側に押し出される未燃成分が吸気通路6側に吹き
返され、この未燃成分が、その後の燃焼工程で再燃焼さ
れることになって、未燃成分が低減されることになり、
上記のように排気圧力を高めることによる効果と合わせ
てより一層未燃成分の排出を低減させることができる。
As shown in FIG. 11, in contrast to the normal opening / closing operation of the exhaust valve 11 and the intake valve 10 indicated by solid lines a and b, the opening of the intake valve 10 is indicated by the dashed line b '. When the valve timing is advanced from the normal state shown by the solid line B, the overlap amount V 'of the open period of the two valves from when the intake valve 10 is opened to when the exhaust valve 11 is closed is reduced. It will be larger than the overlap amount V. That is, the amount of overlap between the end of the exhaust stroke near the top dead center of the piston 3 and the beginning of the intake stroke increases, and the unburned components that are pushed out to the exhaust passage side at the end of the exhaust stroke increase. Is blown back to the side, and this unburned component will be reburned in the subsequent combustion process, and the unburned component will be reduced,
As described above, the emission of unburned components can be further reduced in addition to the effect of increasing the exhaust pressure.

【0046】なお、上記排気バルブ11の閉弁時期を遅
延させる制御と、吸気バルブ10の開弁時期を早める制
御を同時に実行するようにしても良い。
The control for delaying the closing timing of the exhaust valve 11 and the control for accelerating the opening timing of the intake valve 10 may be executed simultaneously.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上のように、第1ないし第4発明によ
れば、エンジンの排気通路に未燃成分が排出される状態
を検出したときには、排気圧力調整手段により排気圧力
が高められることになり、これにより、排気通路からの
未燃成分の排出を低減させることができると共に、排気
圧力が高められることにより、排気通路内の温度が上昇
することになって、排気の再燃焼性が向上し、しかも該
排気通路に設けられた触媒コンバータを早期に活性化さ
せることが可能となって、排気の浄化性能を一段と向上
させることができる。
As described above, according to the first to fourth aspects of the present invention, when it is detected that the unburned components are discharged into the exhaust passage of the engine, the exhaust pressure is increased by the exhaust pressure adjusting means. As a result, the discharge of unburned components from the exhaust passage can be reduced, and the exhaust pressure is increased, so that the temperature in the exhaust passage rises and the reburnability of the exhaust is improved. In addition, the catalytic converter provided in the exhaust passage can be activated at an early stage, and the exhaust gas purification performance can be further improved.

【0048】特に、第1発明においては、上記排気圧力
調整手段による排気圧力の調整時に、開閉タイミング制
御手段により吸、排気弁の開弁期間のオーバーラップ量
が増加されることになるので、ピストン上死点近傍にお
ける排気工程の終期と吸気工程の初期とのオーバーラッ
プ量が増加することになって、排気工程の終期に排気通
路側に押し出された未燃成分が再びシリンダ内に逆流す
ると共に、排気工程の終期に排気通路側に押し出される
未燃成分が吸気通路側に吹き返されることになって、こ
の未燃成分が、その後の燃焼工程で再燃焼されることに
なる。その結果、未燃成分が低減されることになり、上
記のように排気圧力を高めることによる効果と合わせて
より一層未燃成分の排出を低減させることが可能とな
る。
In particular, according to the first aspect of the invention, when the exhaust pressure is adjusted by the exhaust pressure adjusting means, the opening / closing timing control means increases the amount of overlap between the intake and exhaust valve opening periods. The amount of overlap between the end of the exhaust stroke and the beginning of the intake stroke near the top dead center increases, and the unburned components pushed out toward the exhaust passage at the end of the exhaust stroke flow back into the cylinder again. At the end of the exhaust process, unburned components pushed out to the exhaust passage side are blown back to the intake passage side, and the unburned components are reburned in the subsequent combustion process. As a result, the unburned components are reduced, and the emission of the unburned components can be further reduced in addition to the effect obtained by increasing the exhaust pressure as described above.

【0049】また、第2発明によれば、排気弁の閉弁時
期が遅延されることにより、吸気弁が開かれたのち排気
弁が閉じられるまでの両バルブの開期間のオーバーラッ
プ量、即ち、ピストン上死点近傍における排気工程の終
期と吸気工程の初期とのオーバーラップ量が増加するこ
とになって、排気工程の終期に一旦排気通路側に押し出
された未燃成分が再びシリンダ内に逆流し、この未燃成
分が、その後の燃焼工程で再燃焼されることになって、
未燃成分が低減されることになり、上記のように排気圧
力を高めることによる効果と合わせてより一層未燃成分
の排出を低減させることができる。
According to the second aspect of the present invention, the valve closing timing of the exhaust valve is delayed, so that the amount of overlap between the opening periods of the two valves from the opening of the intake valve to the closing of the exhaust valve, that is, The amount of overlap between the end of the exhaust stroke and the beginning of the intake stroke near the top dead center of the piston increases, and the unburned components once pushed out to the exhaust passage side at the end of the exhaust stroke again enter the cylinder. Backflow, this unburned component will be reburned in the subsequent combustion process,
Since the unburned components are reduced, the emission of unburned components can be further reduced in addition to the effect of increasing the exhaust pressure as described above.

【0050】更に、第3発明によれば、吸気弁の開弁時
期が早められることにより、吸気弁が開かれたのち排気
弁が閉じられるまでの両バルブの開期間のオーバーラッ
プ量、即ち、ピストン上死点近傍における排気工程の終
期と吸気工程の初期とのオーバーラップ量が増加するこ
とになって、排気工程の終期に排気通路側に押し出され
る未燃成分が吸気通路側に吹き返され、この未燃成分
が、その後の燃焼工程で再燃焼されることになって、未
燃成分が低減されることになり、上記のように排気圧力
を高めることによる効果と合わせてより一層未燃成分の
排出を低減させることができる。
Further, according to the third aspect of the present invention, the opening timing of the intake valve is advanced, so that the amount of overlap between the opening periods of the two valves from the opening of the intake valve to the closing of the exhaust valve, that is, The amount of overlap between the end of the exhaust stroke and the beginning of the intake stroke near the top dead center of the piston will increase, and the unburned components pushed out to the exhaust passage at the end of the exhaust stroke will be blown back to the intake passage, This unburned component will be reburned in the subsequent combustion step, and the unburned component will be reduced. In addition to the effect of increasing the exhaust pressure as described above, the unburned component is further reduced. Emissions can be reduced.

【0051】特に、第4発明によれば、エンジン始動後
から所定の期間内においては、排気圧力調整手段により
排気圧力が調整されて、該排気圧力が高められることに
なり、これにより、特に未燃成分の排出が顕著となる始
動直後のエンジン冷機時における未燃成分の浄化性能が
一段と向上すると共に、上記排気圧力調整手段により排
気圧力が上昇方向に調整されている場合には、開閉タイ
ミング制御手段により吸、排気弁の開弁期間のオーバー
ラップ量が増加されることになるので、上記第1発明と
同様に、排気圧力調整手段により排気圧力を高めること
による効果と合わせてより一層未燃成分の排出を低減さ
せることがせきる。
In particular, according to the fourth aspect, the exhaust pressure is adjusted by the exhaust pressure adjusting means within a predetermined period after the start of the engine, and the exhaust pressure is increased. When the exhaust gas pressure is adjusted by the exhaust pressure adjusting means while the purifying performance of the unburned components at the time of the engine cold immediately after the start, in which the emission of the fuel component becomes remarkable, is further improved. Since the overlap amount of the intake and exhaust valves during the valve opening period is increased by the means, the unburned fuel is further increased in combination with the effect of increasing the exhaust pressure by the exhaust pressure adjusting means as in the first invention. It can reduce the emission of components.

【0052】更に、この第4発明によれば、エンジン始
動後所定の期間が経過した場合には、上記排気圧力調整
手段による排気圧力の調整が行われず、これにより、高
出力が要求される高負荷高回転領域等において排気圧力
を高めることにより懸念される走行性への悪影響が抑制
されることになる。
Further, according to the fourth aspect of the present invention, when a predetermined period has elapsed after the start of the engine, the exhaust pressure is not adjusted by the exhaust pressure adjusting means. An adverse effect on running performance, which is a concern due to an increase in exhaust pressure in a high load rotation region or the like, is suppressed.

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

【図1】 本発明に係るエンジンの排気制御装置の全
体システム図。
FIG. 1 is an overall system diagram of an engine exhaust control device according to the present invention.

【図2】 エンジン始動直後における排気圧力制御動
作を示すフローチャート図。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an exhaust pressure control operation immediately after the engine is started.

【図3】 運転状態に応じた排気圧力制御動作を示す
フローチャート図。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an exhaust pressure control operation according to an operation state.

【図4】 エンジン冷却水温とシャッタバルブ制御時
間との関係を示す制御マップ。
FIG. 4 is a control map showing a relationship between an engine cooling water temperature and a shutter valve control time.

【図5】 シャッタバルブおよびバイパスバルブの作
動状態を示すタイムチャート図。
FIG. 5 is a time chart showing an operation state of a shutter valve and a bypass valve.

【図6】 排気制御装置による制御領域を示すグラ
フ。
FIG. 6 is a graph showing a control region by the exhaust control device.

【図7】 エンジン回転数と燃料噴射時間との関係で
設定される目標排気圧力を示す制御マップ。
FIG. 7 is a control map showing a target exhaust pressure set based on a relationship between an engine speed and a fuel injection time.

【図8】 目標の排気圧力に対する実際の排気圧力の
偏差とバイパスバルブへの通電時間との関係を示す制御
マップ。
FIG. 8 is a control map showing a relationship between a deviation of an actual exhaust pressure from a target exhaust pressure and an energizing time to a bypass valve.

【図9】 コントロールユニットによりメイン制御動
作と並行して実行される吸、排気弁の開閉制御動作を示
すフローチャート図。
FIG. 9 is a flowchart showing an intake / exhaust valve opening / closing control operation executed by the control unit in parallel with the main control operation.

【図10】 吸、排気バルブの開閉タイミングを示す
バルブリフト線図。
FIG. 10 is a valve lift diagram showing opening and closing timings of intake and exhaust valves.

【図11】 吸、排気バルブの開閉タイミングを示す
バルブリフト線図。
FIG. 11 is a valve lift diagram showing opening and closing timings of intake and exhaust valves.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 7 排気通路 10 吸気バルブ 11 排気バルブ 12 エアフローメータ 16 シャッタバルブ 17 バイパス通路 18 バイパスバルブ 24 第1アクチュエータ 25 第2アクチュエータ 28 ソレノイドバルブ 29 デューティソレノイドバルブ 34 開閉タイミング制御手段 36 圧力センサ 37 回転センサ 38 水温センサ 39 コントロールユニット Reference Signs List 1 engine 7 exhaust passage 10 intake valve 11 exhaust valve 12 air flow meter 16 shutter valve 17 bypass passage 18 bypass valve 24 first actuator 25 second actuator 28 solenoid valve 29 duty solenoid valve 34 opening / closing timing control means 36 pressure sensor 37 rotation sensor 38 Water temperature sensor 39 control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 9/00 - 11/10 F02D 13/00 - 28/00 F02D 43/00 - 45/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 9/00-11/10 F02D 13/00-28/00 F02D 43/00-45/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エンジンの排気圧力を調整することによ
り未燃成分の排出を低減させるようにしたエンジンの排
気制御装置であって、上記エンジンの排気通路に未燃成
分が排出される状態を検出する未燃成分排出状態検出手
段と、該検出手段により未燃成分が排出される状態を検
出したときに排気の圧力を上昇方向に調整する排気圧力
調整手段と、該調整手段により排気の圧力が調整されて
いるときに吸、排気弁の開閉タイミングを可変調整する
ことにより該吸、排気弁の開弁期間のオーバーラップ量
を増加させる開閉タイミング制御手段と、排気圧力が予
め設定された圧力より大きいときは、該吸、排気弁の開
弁期間のオーバーラップ量を増加させることを実行させ
ない手段とが設けられていることを特徴とするエンジン
の排気制御装置。
An exhaust control device for an engine, wherein the exhaust pressure of an engine is reduced by adjusting the exhaust pressure of the engine, wherein a state in which the unburned component is discharged to an exhaust passage of the engine is detected. Unburned component discharge state detecting means, exhaust pressure adjusting means for adjusting the pressure of exhaust gas in an ascending direction when the detecting means detects a state in which unburned components are discharged, and adjusting the exhaust gas pressure by the adjusting means. intake when being adjusted, intake by variably adjusting the opening and closing timing of the exhaust valve, opening and closing timing control means for increasing the overlapping amount of the valve opening period of the exhaust valve, the exhaust gas pressure pre
If the pressure is higher than the set pressure, open the intake and exhaust valves.
Increase the amount of overlap in the valve period
Exhaust control device for an engine, characterized in that no means are provided.
【請求項2】 エンジンの排気圧力を調整することによ
り未燃成分の排出を低減させるようにしたエンジンの排
気制御装置であって、上記エンジンの排気通路に未燃成
分が排出される状態を検出する未燃成分排出状態検出手
段と、該検出手段により未燃成分が排出される状態を検
出したときに排気の圧力を上昇方向に調整する排気圧力
調整手段と、該調整手段により排気の圧力が調整されて
いるときに排気弁の閉弁時期を遅延させる閉弁時期調整
手段と、排気圧力が予め設定された圧力より大きいとき
は、該排気弁の閉弁時期を遅延させることを実行させな
い手段とが設けられていることを特徴とするエンジンの
排気制御装置。
2. An exhaust control system for an engine, wherein the exhaust pressure of the engine is reduced by adjusting the exhaust pressure of the engine, wherein a state in which the unburned component is discharged to an exhaust passage of the engine is detected. Unburned component discharge state detecting means, exhaust pressure adjusting means for adjusting the pressure of exhaust gas in an ascending direction when the detecting means detects a state in which unburned components are discharged, and adjusting the exhaust gas pressure by the adjusting means. Valve closing timing adjusting means for delaying the closing timing of the exhaust valve when being adjusted, and when the exhaust pressure is higher than a preset pressure
Does not delay the closing timing of the exhaust valve.
Exhaust control device for an engine, characterized in that the have means.
【請求項3】 エンジンの排気圧力を調整することによ
り未燃成分の排出を低減させるようにしたエンジンの排
気制御装置であって、上記エンジンの排気通路に未燃成
分が排出される状態を検出する未燃成分排出状態検出手
段と、該検出手段により未燃成分が排出される状態を検
出したときに排気の圧力を上昇方向に調整する排気圧力
調整手段と、該調整手段により排気の圧力が調整されて
いるときに吸気弁の開弁時期を早める開弁時期調整手段
、排気圧力が予め設定された圧力より大きいときは、
該吸気弁の開弁時期を早めることを実行させない手段と
が設けられていることを特徴とするエンジンの排気制御
装置。
3. An exhaust control system for an engine, wherein the exhaust pressure of the engine is reduced by adjusting the exhaust pressure of the engine, wherein a state in which the unburned components are discharged to an exhaust passage of the engine is detected. Unburned component discharge state detecting means, exhaust pressure adjusting means for adjusting the pressure of exhaust gas in an ascending direction when the detecting means detects a state in which unburned components are discharged, and adjusting the exhaust gas pressure by the adjusting means. Valve opening timing adjusting means for accelerating the opening timing of the intake valve when being adjusted, and when the exhaust pressure is higher than a preset pressure,
An engine exhaust control device, comprising: means for preventing the opening timing of the intake valve from being advanced .
【請求項4】 エンジンの排気圧力を調整することによ
り未燃成分の排出を低減させるようにしたエンジンの排
気制御装置であって、上記エンジンの運転状態を検出す
る運転状態検出手段と、該検出手段からの信号に基づい
てエンジン始動後所定の期間内であるか否かを判定する
期間判定手段と、該判定手段によりエンジン始動後所定
の期間内であると判定されたときに排気の圧力を上昇方
向に調整する排気圧力調整手段と、該調整手段により排
気の圧力が調整されているときに吸、排気弁の開閉タイ
ミングを可変調整することにより該吸、排気弁の開弁期
間のオーバーラップ量を増加させる開閉タイミング制御
手段と、排気圧力が予め設定された圧力より大きいとき
は、該吸、排気弁の開弁期間のオーバーラップ量を増加
させることを実行させない手段とが設けられていること
を特徴とするエンジンの排気制御装置。
4. An exhaust control system for an engine configured to reduce the discharge of unburned components by adjusting the exhaust pressure of the engine, comprising: operating state detecting means for detecting an operating state of the engine; A period determining means for determining whether or not the engine is within a predetermined period after the engine is started based on a signal from the means; and Exhaust pressure adjusting means for adjusting in the ascending direction, and overlapping of the intake and exhaust valve opening periods by variably adjusting the opening and closing timing of the intake and exhaust valves when the exhaust pressure is adjusted by the adjusting means. Opening / closing timing control means for increasing the amount, and when the exhaust pressure is higher than a preset pressure
Increases the amount of overlap during the opening period of the intake and exhaust valves
And means for preventing the engine from being executed .
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