JPS62121819A - Exhaust passage controller for engine - Google Patents

Exhaust passage controller for engine

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JPS62121819A
JPS62121819A JP60261698A JP26169885A JPS62121819A JP S62121819 A JPS62121819 A JP S62121819A JP 60261698 A JP60261698 A JP 60261698A JP 26169885 A JP26169885 A JP 26169885A JP S62121819 A JPS62121819 A JP S62121819A
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JP
Japan
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exhaust gas
temperature
engine
exhaust
manifold
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Application number
JP60261698A
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Japanese (ja)
Inventor
Kingo Horii
堀井 欽吾
Hidemi Onaka
大仲 英巳
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS62121819A publication Critical patent/JPS62121819A/en
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    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
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    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2046Periodically cooling catalytic reactors
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    • F01N2240/02Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
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Abstract

PURPOSE:To prevent the occurrence of overcooling in exhaust gas and overheating in a catalyzer, by installing a low temperature service exhaust manifold and a high temperature service exhaust manifold provided with a liquid-cooled type cooling unit, and selecting the manifold that makes exhaust flow according to heating value of the exhaust gas. CONSTITUTION:An exhaust manifold is branched off to a low temperature service exhaust manifold 3a and a high temperature service exhaust manifold 3b, and a liquid-cooled type cooling unit 9 is installed in the high temperature service manifold 3b. IN addition, cutoff valves 4a and 4b are installed in these manifolds 3a and 3b, and a catalytic converter 8 is set up at the downstream side of these valves. And, and engine speed Ne and suction air quantity Q are detected, and the heating value is more than the specified value, the cutoff valve 4a is closed and the valve 4b is opened instead, making the exhaust flow into the high temperature service manifold 3b, cooling the cooling unit, thus overheating in the catalytic converter 8 is prevented from occurring.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエンジンの排気通路制御装置に係り、特に排気
系に触媒コンバータを備えたエンジンに好適な排気ガス
流路制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an exhaust gas flow path control device for an engine, and more particularly to an exhaust gas flow path control device suitable for an engine equipped with a catalytic converter in its exhaust system.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

エンジンの排気系を構成する排気マニホールドは、排気
ガスの熱の影響を受けるため、熱による変形や亀裂等の
損傷を起こさないように、その形状、材質等に十分な配
慮がなされている。しかし、排気マニホールドの外表面
からの放出熱は相当に高いものであり、したがってこの
放出熱が他の部品に悪影響を及ぼすことのないように何
らかの対策を講じ°る必要がある。この目的のため、従
来、消極的には排気マニホールドのまわりに遮熱板を設
けたり、積極的には排気マニホールドの外表面に冷却フ
ィンを設けたものがある(実開昭56−59920号公
報参照)。ところが、上記冷却フィン等の空冷式の場合
、冷却性能は走行風に依存するものであるから安定した
冷却効果が得られないという問題がある。
The exhaust manifold that constitutes the exhaust system of an engine is affected by the heat of the exhaust gas, so sufficient consideration is given to its shape, material, etc. to prevent damage such as deformation and cracking due to heat. However, the amount of heat released from the outer surface of the exhaust manifold is quite high, and therefore it is necessary to take some measures to prevent this released heat from having an adverse effect on other parts. Conventionally, for this purpose, a heat shield plate has been passively provided around the exhaust manifold, and cooling fins have been proactively provided on the outer surface of the exhaust manifold (see Utility Model Application Publication No. 56-59920). reference). However, in the case of an air-cooled type such as the above-mentioned cooling fin, there is a problem in that a stable cooling effect cannot be obtained because the cooling performance depends on the running wind.

そこで、本願出閣人は先にエンジンの冷却水を利用して
安定な冷却効果が得られるエンジンの排気系冷却装置を
出願した(実開昭59−106837号)。
Therefore, the present applicant previously filed an application for an engine exhaust system cooling device that utilizes engine cooling water to obtain a stable cooling effect (Utility Model Application No. 106837/1983).

一方、エンジンのシングル排気系およびデュアル排気系
のそれぞれの長所、短所を有効に活用すべく2本並列に
設けた排気管の入口付近に切替弁を設け、エンジンの運
転状態に応じて前記切替弁を切替えるようにしたものが
知られている(実開昭55−25602号公報参照)。
On the other hand, in order to make effective use of the advantages and disadvantages of the single exhaust system and dual exhaust system of the engine, a switching valve is provided near the inlet of two exhaust pipes installed in parallel, and the switching valve is adjusted according to the operating state of the engine. There is a known device in which the switch is switched (see Japanese Utility Model Application Publication No. 55-25602).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記水冷冷却器は冷却水温が所定温度に達したときサー
モスタット弁を開いて冷却水を排気マニホールドを循環
させるものであるから、排気ガスの温度(以下、排気温
度という。)の変化に拘らず略一定に冷却を行うことと
なる。
The above-mentioned water-cooled cooler opens the thermostatic valve when the cooling water temperature reaches a predetermined temperature and circulates the cooling water through the exhaust manifold. Constant cooling will be performed.

しかしながら、排気温度はエンジンの運転状態によって
異なるものである。すなわち、アイドル運転時やパーシ
ャル運転(低負荷運転)時においては排気ガスの量が少
なくなって排気温度が低下し、またこれとは逆に高負荷
運転時では排気ガス量が多くなって排気温度が上昇する
However, the exhaust temperature varies depending on the operating state of the engine. In other words, during idle operation or partial operation (low load operation), the amount of exhaust gas decreases and the exhaust temperature decreases, and conversely, during high load operation, the amount of exhaust gas increases and the exhaust temperature decreases. rises.

その結果、上記水冷冷却器の場合は、エンジンのアイド
ル運転時、パーシャル運転時において排気温度が低いに
も拘らず冷却を行うこととなり、触媒コンバータが浄化
性能を十分に発、揮するための適正温度から外れて不活
性となるおそれがある。
As a result, in the case of the above-mentioned water-cooled cooler, cooling is performed even though the exhaust temperature is low during engine idling operation and partial operation, and the catalytic converter has to perform proper purification performance. There is a risk that it will become inactive due to the temperature being out of range.

この場合には排気ガス中のGO−HCの増加によりエミ
ッションが悪化することとなる。
In this case, emissions will deteriorate due to an increase in GO-HC in the exhaust gas.

一方、エンジンの運転条件が同じ(同−吸入空気量)場
合でも、高地へ行った場合には空気密度が低いために実
吸入空気量が低下して排気温度が低下する。したがって
、平地と同じエンジンの運転条件(領域)で上記水冷式
冷却を行うと、上記同様排気温度の下り過ぎによるエミ
ッションの悪化を招くこととなる。
On the other hand, even if the engine operating conditions are the same (same - intake air amount), if you go to a high altitude, the air density is low, so the actual intake air amount decreases and the exhaust temperature decreases. Therefore, if the above-mentioned water cooling is performed under the same engine operating conditions (region) as on a flat ground, the exhaust temperature will drop too much, resulting in deterioration of emissions, as described above.

他方、一般的にエンジンのノッキングは空燃比がリーン
であったり、点火時期が進み過ぎている場合に多く発生
する。そこで、これを防止するため空燃比をリッチ側に
制御したり、点火時期を遅らせる制御を行っているが、
排気マニホールドの冷却が不適切である場合には上述と
は逆に高負荷運転時に排気温度が異常に上昇し、触媒コ
ンバータが加熱されて信頼性を失い、十分な浄化性能を
発揮できなくなるおそれがある。
On the other hand, engine knocking generally occurs more often when the air-fuel ratio is lean or when the ignition timing is too advanced. Therefore, in order to prevent this, the air-fuel ratio is controlled to the rich side or the ignition timing is delayed.
If the cooling of the exhaust manifold is inappropriate, contrary to the above, the exhaust temperature will rise abnormally during high-load operation, causing the catalytic converter to heat up and lose reliability, which may result in insufficient purification performance. be.

また、実開昭55−25602号公報に開示されたもの
は、エンジンの運転状態に応じて単に排気管を1本(シ
ングル)とするか、2本(デュアル)とするかによって
、双方のもつ欠点を相互に補うようにしたものであるが
、冷却に関しては一切触れておらず、排気温度の低下に
よるエミションの悪化防止の点は考慮されていない。
In addition, the system disclosed in Japanese Utility Model Application Publication No. 55-25602 has both exhaust pipes depending on whether the exhaust pipe is simply one (single) or two (dual) depending on the operating condition of the engine. Although they are designed to compensate for each other's shortcomings, there is no mention of cooling at all, and no consideration is given to preventing deterioration of emissions due to a drop in exhaust temperature.

以下のことから、本発明は排気ガスの過冷却を防止して
エミッションの悪化を防止するとともに、触媒コンバー
タの加熱を防止して信頼性を向上しうる排気通路制御装
置を提供することを目的とする。
In light of the following, an object of the present invention is to provide an exhaust passage control device that can prevent overcooling of exhaust gas to prevent deterioration of emissions, as well as prevent heating of a catalytic converter and improve reliability. do.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点を解決するために、本発明は高温排気カス用
マニホールドと低温排気ガス用マニホールドとの2系統
に分岐されて触媒コンバータに導かれた排気マニホール
ドと、前記高温排気ガス用マニホールドに設けられた液
冷ガス冷却装置と。
In order to solve the above problems, the present invention provides an exhaust manifold that is branched into two systems, a high-temperature exhaust gas manifold and a low-temperature exhaust gas manifold, and is guided to a catalytic converter, and a high-temperature exhaust gas manifold. with a liquid-cooled gas cooler.

前記高温排気ガス用および低温排気ガス用マニホールド
のそれぞれの通路を選択制御する排気ガス制御弁と、排
気ガスの排気熱量に応じて前記各制御弁を開閉制御する
弁制御信号を出力する弁制御装置と、を備えたことを特
徴とするものである。
An exhaust gas control valve that selectively controls each passage of the high-temperature exhaust gas and low-temperature exhaust gas manifolds, and a valve control device that outputs a valve control signal that controls opening and closing of each of the control valves according to the amount of exhaust heat of exhaust gas. It is characterized by having the following.

〔作用〕[Effect]

上記本発明の構成によれば、弁制御装置がらの排気ガス
の排気熱量の大小に応じた弁制御信号により、各マニホ
ールドに設置された制御弁がエンジンの運転状態に応じ
て開閉制御される。したがって、排気熱量が高い場合に
は、分岐された一方のマニホールドである低温排気ガス
用マニホールドの制御弁を閉じるとともに、他方の高温
排気ガス用マニホールドの制御弁を開き、排気熱量の高
い排気ガスを高温排気ガス用マニホールドを経由して触
媒コンバータに導くこととなる。よって、高温排気ガス
用マニホールドには液冷排気ガス冷却装置が設けられて
いるから、適度に冷却され、触媒コンバータの過熱を防
止することができる。
According to the above configuration of the present invention, the control valves installed in each manifold are controlled to open and close depending on the operating state of the engine by the valve control signal from the valve control device depending on the amount of exhaust heat of the exhaust gas. Therefore, when the amount of exhaust heat is high, the control valve of one branched manifold for low-temperature exhaust gas is closed, and the control valve of the other manifold for high-temperature exhaust gas is opened, and the exhaust gas with high amount of exhaust heat is It will be led to the catalytic converter via the high temperature exhaust gas manifold. Therefore, since the high-temperature exhaust gas manifold is provided with a liquid-cooled exhaust gas cooling device, it can be appropriately cooled and prevent the catalytic converter from overheating.

また、排気熱量が低い場合には、上述とは逆に、低温排
気ガス用マニホールドの制御弁を開くとともに、高温排
気ガス用マニホールドの制御弁を閉じ、排気熱量の低い
排気ガスを低温排気ガス用マニホールドを経由して触媒
コンバータに導くこととなる。よって、低温排気ガス用
マニホールドにおいては冷却されることがないからその
まま触媒コンバータに導かれ、過度に冷却することなく
、触媒の不活性化によるエミッションの悪化を防止する
ことができる。
In addition, when the exhaust heat value is low, contrary to the above, the control valve of the manifold for low-temperature exhaust gas is opened, and the control valve of the manifold for high-temperature exhaust gas is closed, and the exhaust gas with low exhaust heat value is transferred to the low-temperature exhaust gas. It will be led to the catalytic converter via the manifold. Therefore, since the low-temperature exhaust gas manifold is not cooled, it is directly guided to the catalytic converter, and it is possible to prevent deterioration of emissions due to deactivation of the catalyst without excessive cooling.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明に係る各実施例を図面に基づいて説明する
Next, each embodiment according to the present invention will be described based on the drawings.

星上末凰M 第1実施例を第1図〜第6図に示す。第1図は本発明に
係る排気通路制御系を含むエンジンの全体図を示すもの
である。この第1図において、エンジンlの各排気ポー
ト2には低温排気ガス用の排気マニホールド(以下、低
温用排気マニホールドという。)3aと高温排気ガス用
の排気マニホールド(以下、高温用排気マニホールドと
いう。)3bが接続されており、2系統に分岐した排気
マニホールドで構成されている(第2図参照)。各排気
マニホールド3a、3bには制御弁としての低温用排気
ガス遮断弁(以下、低温用遮断弁という)4aと高温用
排気ガス遮断弁(以下、高温用遮断弁という)4bが設
けられており、これらはリンク5を介して負圧弁6によ
り開閉作動される。
The first embodiment of Hoshigami Sueo M is shown in FIGS. 1 to 6. FIG. 1 shows an overall view of an engine including an exhaust passage control system according to the present invention. In FIG. 1, each exhaust port 2 of an engine 1 includes an exhaust manifold 3a for low-temperature exhaust gas (hereinafter referred to as a low-temperature exhaust manifold) and an exhaust manifold 3a for high-temperature exhaust gas (hereinafter referred to as a high-temperature exhaust manifold). ) 3b is connected, and consists of an exhaust manifold branched into two systems (see Figure 2). Each exhaust manifold 3a, 3b is provided with a low-temperature exhaust gas cutoff valve (hereinafter referred to as a low-temperature cutoff valve) 4a and a high-temperature exhaust gas cutoff valve (hereinafter referred to as a high-temperature cutoff valve) 4b as control valves. , these are opened and closed by a negative pressure valve 6 via a link 5.

低温用または高温用排気マニホールド3a、3bを経由
して排出される排気ガスはフロントパイプ7で集合され
、触媒コンバータ8に至る。
Exhaust gas discharged via the low-temperature or high-temperature exhaust manifolds 3a, 3b is collected at a front pipe 7 and reaches a catalytic converter 8.

排気マニホールドの分岐の態様は第1図、第2図に示す
ように、排気ポート2から直接2系統に分割されている
が、第3図に示すように、各排気ポート2から1本のマ
ニホールド3cで導き、中間部において2分割するよう
にしてもよい。
As shown in Figures 1 and 2, the exhaust manifold is divided into two systems directly from the exhaust port 2, but as shown in Figure 3, one manifold is connected to each exhaust port 2. 3c and may be divided into two at the middle.

高温用排気マニホールド3bには液冷式の排気ガス冷却
部9が設けられている。本実施例では冷却液としてエン
ジンの冷却水を利用しており、ウォータポンプ10から
送り出される冷却水はエンジン1の内部と冷却部9を経
由して流れる。冷却部9を出た冷却水はウォータバイパ
ス通路11を介してサーモスタット12の前に戻り、エ
ンジン1の暖機状態に応じてウォータポンプ10側また
はラジェータ13側のいずれかを流れて循環する。
A liquid-cooled exhaust gas cooling section 9 is provided in the high-temperature exhaust manifold 3b. In this embodiment, engine cooling water is used as the cooling fluid, and the cooling water sent out from the water pump 10 flows through the inside of the engine 1 and the cooling section 9. The cooling water that has exited the cooling unit 9 returns to the front of the thermostat 12 via the water bypass passage 11, and circulates through either the water pump 10 side or the radiator 13 side depending on the warm-up state of the engine 1.

低温用遮断弁4aと高温用遮断弁4bとは一方が開いて
いるとき他方は閉じているという関係を有し、その開閉
動作はエンジン回転数Neとエンジンの負荷に相当する
エンジン1回転当りの吸入空気量Q / N eとの関
係(第6図)に基づいて制御される。すなわち、第1図
および第4図に示すように、ディストリビュータ18か
らパルス信号で与えられるエンジン回転数Neと、エア
フロメータ19からアナログ信号で与えられる吸入空気
量Qとがコンピュータ20に入力され、このコンピュー
タ20の内部において、現在のNeに対するQ / N
 eの関係が演算される。そして、第5図に示すアルゴ
リズムによりVSV14の制御を行う。
The low-temperature cutoff valve 4a and the high-temperature cutoff valve 4b have a relationship such that when one is open, the other is closed, and their opening/closing operation is based on the engine rotation speed Ne and the engine rotation per engine load corresponding to the engine load. It is controlled based on the relationship with the intake air amount Q/N e (Fig. 6). That is, as shown in FIGS. 1 and 4, the engine speed Ne given by a pulse signal from the distributor 18 and the intake air amount Q given by an analog signal from the air flow meter 19 are input to the computer 20, and the Inside the computer 20, Q/N for the current Ne
The relationship between e is calculated. Then, the VSV 14 is controlled by the algorithm shown in FIG.

いま、第5図を参照して、コンピュータ20がスタート
しているとすると、コンピュータ20はNeに対するQ
 / N eの関係がVSV14をOFFとする条件に
あるか否かを〈ステップ100〉にて判断する。このく
ステップ100>におけるVSV14をOFFとする条
件にあるか否かの判断は第6図に示すマツプに基づいて
行われる。このVSV14がOFFかONかの境界は触
媒コンバータ8が所定の浄化性能を発揮しているかとい
う点と、過熱防止という点を主に基準として経験的、実
験的に定める。
Now, referring to FIG. 5, assuming that the computer 20 has started, the computer 20 calculates Q for Ne.
/ Ne satisfies the condition for turning off the VSV 14 or not is determined in <Step 100>. At step 100>, the determination as to whether or not the condition for turning off the VSV 14 exists is made based on the map shown in FIG. The boundary between whether the VSV 14 is OFF or ON is determined empirically and experimentally based mainly on whether the catalytic converter 8 exhibits a predetermined purification performance and overheat prevention.

さて、くステップ100〉において、■svのOFF条
件が非成立(ON条件成立)の場合(NO)は、次ノく
ステップ1o1〉に進み、VSV14にON制御信号を
送る。VSV14(7)ON条件が成立することは排気
ガス温度が比較的低温域(アイドル運転、パーシャル運
転)にあることを意味するから、したがってVSV14
が負圧弁6に吸気マニホールド15からバキュームホー
ス17、バキュームサージタンク16を介して吸気負圧
を導入して低温用遮断弁4aを開く、一方、高温用遮断
弁4bを閉じる。その結果、排気ポート2からの排気ガ
スは低温用排気マニホールド3aを介して触媒コンバー
タ8に導かれる。よって、排気ガスは積極的に冷却され
ることなく、触媒コンバータ8の活性上適正な温度に維
持されるからエミッションが悪化することはない。
Now, in step 100>, if the OFF condition of ■sv is not satisfied (ON condition satisfied) (NO), the process proceeds to the next step 1o1>, and an ON control signal is sent to the VSV 14. The establishment of the VSV14 (7) ON condition means that the exhaust gas temperature is in a relatively low temperature range (idle operation, partial operation), so VSV14
Input negative pressure is introduced into the negative pressure valve 6 from the intake manifold 15 via the vacuum hose 17 and the vacuum surge tank 16 to open the low temperature cutoff valve 4a, while closing the high temperature cutoff valve 4b. As a result, exhaust gas from the exhaust port 2 is guided to the catalytic converter 8 via the low temperature exhaust manifold 3a. Therefore, the exhaust gas is not actively cooled and is maintained at a temperature appropriate for the activation of the catalytic converter 8, so that emissions do not deteriorate.

一方、〈ステップ100〉において、VSV14のOF
F条件が成立した場合(YES)は、くステップ102
>に進み、VSV14にOFF制御信号を送る。VSV
14のOFF条件が成立することは、排気ガス温度が高
温域(高負荷運転)にあることを意味するから、したが
ってvSv14は負圧弁6を大気開放状態となる。そう
すると、今度は低温用遮断弁4aが閉じられ、一方、高
温用遮断弁4bが開かれる。その結果、排気ポート2か
らの高温排気ガスは高温甲排気マニホールド36を経由
して触媒コンバータ8に導かれる。
On the other hand, in <Step 100>, the OF of VSV14
If the F condition is satisfied (YES), proceed to step 102.
> and sends an OFF control signal to the VSV14. VSV
14 is satisfied, which means that the exhaust gas temperature is in a high temperature range (high load operation), therefore, vSv14 opens the negative pressure valve 6 to the atmosphere. Then, the low-temperature cutoff valve 4a is closed, while the high-temperature cutoff valve 4b is opened. As a result, the high temperature exhaust gas from the exhaust port 2 is guided to the catalytic converter 8 via the high temperature A exhaust manifold 36.

このとき、高温用排気マニホールド3bには冷却部9が
設けられているから、排気ガスは適度な温度に冷却され
た状態で触媒コンバータ8に導かれることとなる。よっ
て、触媒コンバータ8は過熱から防止される。エミッシ
ョンについては排気ガスがもともと高温であるから活性
領域であり、問題がない。
At this time, since the high-temperature exhaust manifold 3b is provided with the cooling section 9, the exhaust gas is guided to the catalytic converter 8 in a cooled state to an appropriate temperature. The catalytic converter 8 is thus prevented from overheating. Regarding emissions, since the exhaust gas is inherently high temperature, it is in the active region, so there is no problem.

以上の制御動作をまとめて次の第1表に示す。The above control operations are summarized in Table 1 below.

第  1  表 以上述べたように、本実施例によれば、NeとQ / 
N eの関係からエンジンの排気温度(熱量)を予測し
、その温度に応じて各排気マニホールド3a、3bの遮
断弁4a、4bを制御することにより、触媒コンバータ
8を過熱したり、不活性としてエミッションの悪化を招
くことを防止できる。
Table 1 As mentioned above, according to this example, Ne and Q/
By predicting the engine exhaust temperature (calorific value) from the relationship of N e and controlling the shutoff valves 4a and 4b of each exhaust manifold 3a and 3b according to the temperature, the catalytic converter 8 can be overheated or deactivated. This can prevent deterioration of emissions.

また、高負荷運転時の冷却作用により、従来の如く出力
空燃比よりも濃い空燃比にて燃料の気化熱で排気温度を
低下させる必要がなくなり、燃費および出力の向上が図
れる。
Further, due to the cooling effect during high-load operation, it is no longer necessary to lower the exhaust temperature with the heat of vaporization of the fuel at an air-fuel ratio richer than the output air-fuel ratio, as in the conventional case, and fuel efficiency and output can be improved.

災又尖凰盤 第7図に第2の実施例を示す、この実施例は、エンジン
1の運転状態が高温用排気マニホールド3b側に排気ガ
スを流す状態となっても直ちに遮断弁4a、4bの開閉
を行なわせないように、所定の遅延時間を設定したもの
である。このようにすることにより、加減速時等のエン
ジンの運転状態が頻繁に変化する場合に各遮断弁4a、
4bの開閉が繰り返されることにより生ずる弊害を防止
できる。この弊害としては、例えば、各遮断弁4a、4
bのチャタリングによる機械的摩耗等の信頼性の低下や
、加速時の瞬発的な出力を必要とするときに、排気ガス
の流れを乱すことによる出力低下等が挙げられる。
A second embodiment is shown in FIG. 7. In this embodiment, even if the operating state of the engine 1 is such that exhaust gas flows to the high temperature exhaust manifold 3b side, the shutoff valves 4a and 4b are immediately shut off. A predetermined delay time is set to prevent opening and closing of the gate. By doing so, each shutoff valve 4a,
It is possible to prevent harmful effects caused by repeated opening and closing of 4b. For example, as for this adverse effect, each cutoff valve 4a, 4
Examples include a decrease in reliability due to mechanical wear due to chattering, and a decrease in output due to disturbance of the flow of exhaust gas when instantaneous output is required during acceleration.

次に具体例を説明するが、第1の実施例と重複する部分
には同一の符号を附してその説明は省略し、また、図面
を採用して説明する。
Next, a specific example will be described, and the same reference numerals will be given to the parts that overlap with those in the first embodiment, and the explanation thereof will be omitted, and the explanation will be made using the drawings.

この実施例は原則的に第1の実施例と同様な構成にて同
様にエンジン回転数Neと負荷Q/Neとの関係に基づ
いて制御を行う。異なるのは、第7図に示すように〈ス
テップ1oO〉においてVSV14(7)OFF条件が
成立した場合(YES)にVSV14にOFF制御信号
を与えて高温用遮断弁4bを開いて低温用遮断弁4aを
閉じるが。
This embodiment has basically the same configuration as the first embodiment, and similarly performs control based on the relationship between the engine speed Ne and the load Q/Ne. The difference is that, as shown in FIG. 7, when the VSV14 (7) OFF condition is satisfied (YES) in <Step 1oO>, an OFF control signal is given to the VSV14 to open the high temperature cutoff valve 4b and open the low temperature cutoff valve. Close 4a.

その際にくステップ1o3〉によりコンピュータ20を
設定したタイマをスタートさせ、次にくステップ104
〉においてt秒経過したか否かを判断する点である。す
なわち、例えば加速時に必要な遅延時間を秒(例えば、
5秒)を設定し、この遅延時間を秒を経過した後、〈ス
テップ101〉に進んでVsV14をOFFとする。な
お、VSV14のON条件成立の場合に遅延時間を設定
しないのは過渡的な現象面から、上記のような制御をす
る必要がないからである。その他の動作は第1実施例と
同様であるので説明は省略する。
At that time, start the timer set in the computer 20 in step 1o3>, and then in step 104
>, it is determined whether t seconds have elapsed. That is, for example, if the delay time required during acceleration is set to seconds (e.g.
5 seconds), and after this delay time has elapsed, the process proceeds to <Step 101> and VsV14 is turned OFF. Note that the reason why the delay time is not set when the ON condition of the VSV 14 is established is that there is no need to perform the above-mentioned control from the viewpoint of transient phenomena. The other operations are the same as those in the first embodiment, so the explanation will be omitted.

凪立失λ但 第8図〜第11図に第3の実施例を示す。この実施例は
エンジンの運転条件が同じ(同じQ/Ne)であっても
、平地と高地とでは空気密度の変、化により実質的な吸
入空気量が異なる点に注目したものである。すなわち、
高地では実吸入空気量が減少するため排気温度が低下し
、平地と同じエンジンの運転条件のままで前述の各実施
例と同様な冷却作用を行うと、排気ガス温度の過冷却に
よりエミッションの悪化を招来するおそれがあるからで
ある。
However, a third embodiment is shown in FIGS. 8 to 11. This embodiment focuses on the fact that even if the engine operating conditions are the same (same Q/Ne), the actual amount of intake air differs between flatlands and highlands due to changes in air density. That is,
At high altitudes, the actual amount of intake air decreases, resulting in a drop in exhaust temperature. If the same engine operating conditions as in flatlands are used and the same cooling effect as in each of the above embodiments is performed, emissions will deteriorate due to supercooling of the exhaust gas temperature. This is because there is a risk of inviting

本実施例は上記の不具合を補償するのもので、高速高負
荷運転時であっても吸入空気量の減少による排気温度の
上りにくい高地(低大気圧)では。
This embodiment compensates for the above-mentioned problem, and is used at high altitudes (low atmospheric pressure) where the exhaust temperature is difficult to rise due to a decrease in the amount of intake air even during high-speed, high-load operation.

高温用排気マニホールド3b側に排気ガスを経由させる
運転領域(VSV14のOFF領域)を狭くするように
遮断弁4a、4bの制御を行うものである。
The shutoff valves 4a and 4b are controlled so as to narrow the operating range (OFF range of the VSV 14) in which exhaust gas is routed to the high temperature exhaust manifold 3b side.

次に、この第3実施例を具体的に説明するが、基本的な
構成および制御動作は第1実施例と同様であり、以下具
なる点についてのみ説明する。
Next, this third embodiment will be explained in detail, but the basic configuration and control operation are the same as those of the first embodiment, and only specific points will be explained below.

第8図において第1図と異なる点は、コンビュ−タ20
への入力信号として大気圧センサ21からの出力信号を
用いている点である。この大気圧センサ21はエンジン
の運転環境が平地か高地かを判別するためのものである
。したがって、第9図に示すように、大気圧センサ21
からのアナログ信号をコンピュータ20内のA/Dコン
バータによりディジタル信号に変換して取り込んでいる
The difference between FIG. 8 and FIG. 1 is that the computer 20
The point is that the output signal from the atmospheric pressure sensor 21 is used as an input signal to the atmospheric pressure sensor 21. This atmospheric pressure sensor 21 is used to determine whether the engine is operating in a flatland or a highland. Therefore, as shown in FIG.
An analog signal from the computer 20 is converted into a digital signal by an A/D converter and then input.

本実施例において、各遮断弁4a、4bの切替基準、し
たがってVSV14の切替基準は平地用基準Aと高地用
基準Bの2つに大別されている(第11図)。すなわち
、高地の場合には平地の場合に比べてより高いQ/Ne
の領域で運転しなければ必要な排気温度が得られず、過
冷却となってエミッションが悪化するからである。基準
となる大気圧は例えば620mmHgである。この二つ
の基準に従っての制御動作は次の通りである。
In this embodiment, the switching criteria for each of the shutoff valves 4a and 4b, and therefore the switching criteria for the VSV 14, are roughly divided into two criteria: level ground standard A and high ground standard B (FIG. 11). In other words, Q/Ne is higher in highlands than in flatlands.
This is because unless the engine is operated in this region, the necessary exhaust temperature cannot be obtained, leading to overcooling and worsening emissions. The standard atmospheric pressure is, for example, 620 mmHg. Control operations according to these two criteria are as follows.

第10図において、エンジンの運転環境条件は大気圧セ
ンサ21からの検出信号に基づいて〈ステップ200〉
により判断される。
In FIG. 10, the operating environment conditions of the engine are determined based on the detection signal from the atmospheric pressure sensor 21 (step 200).
It is judged by.

高地である場合(YES)には、くステップ2o1〉に
てNeとQ / N eの関係が第11図の高地用基準
日にあるか否かが判断される。高地用基準B内にある場
合(YES)には高負荷運転であるから排気温度は充分
に高く、したがってくステップ202)によりVSV1
4をOFFとすべくOFF制御信号が出力される。これ
によって、高温用遮断弁4bが開き、高温用排気マニホ
ールド3bを経由して冷却部9により冷却された排気ガ
スが触媒コンパ1−夕8に導かれ、触媒コンバータ8は
過熱されることなく、かつエミッションの悪化を伴うこ
とがない。一方、くステップ201〉の判断によりB領
域にない場合(NO)には低負荷運転であるから排気温
度が低く、したがって〈ステップ203>によ4J V
 S V 14をONとすべくON制御信号が出力され
る。これによって、低温遮断弁4aが開き、低温用排気
マニホールド3aを経由した排気ガスが触媒インバータ
8に導かれる。このとき、排気ガスは冷却されずに触媒
コンバータ8に導かれるから、浄化作用に必要な温度を
失うことがなく、十分な浄化性能を確保することができ
る。
If it is a highland (YES), it is determined in step 2o1 whether or not the relationship between Ne and Q/Ne is in accordance with the highland reference date shown in FIG. If it is within the high altitude standard B (YES), the exhaust temperature is high enough because it is a high load operation, and therefore the VSV1 is determined by step 202).
An OFF control signal is output to turn 4 OFF. As a result, the high-temperature shutoff valve 4b opens, and the exhaust gas cooled by the cooling unit 9 via the high-temperature exhaust manifold 3b is guided to the catalyst converters 1-8, and the catalytic converter 8 is not overheated. Moreover, there is no deterioration in emissions. On the other hand, if it is not in the B region (NO) as determined in step 201, the exhaust temperature is low because it is low load operation, and therefore the 4JV is determined in step 203.
An ON control signal is output to turn on the S V 14. As a result, the low-temperature cutoff valve 4a opens, and the exhaust gas that has passed through the low-temperature exhaust manifold 3a is guided to the catalyst inverter 8. At this time, the exhaust gas is guided to the catalytic converter 8 without being cooled, so that the temperature necessary for purification is not lost, and sufficient purification performance can be ensured.

一方、くステップ200〉における判断が(No)の場
合は平地であることを意味するから、〈ステップ204
〉に進み、平地用基準Aに従って判断される。〈ステッ
プ204〉の判断によりA領域内にある場合はくステッ
プ202〉によりVSV14がOFFとされて冷却され
、A領域内しこない場合はくステップ203〉によりv
Sv14がONとされて冷却されない。なお、この平地
での制御動作は第1の実施例と同じであり、第1表を参
照されたい。
On the other hand, if the determination in step 200 is (No), it means that the land is flat;
> and judged according to standard A for level ground. If it is within the A region as determined in <Step 204>, the VSV 14 is turned off and cooled in Step 202>, and if it is not within the A region, the VSV 14 is
Sv14 is turned ON and cooling is not performed. Note that the control operation on this level ground is the same as in the first embodiment, so please refer to Table 1.

以上のように、エンジンの運転環境(高地、平地)に応
じて判別基準を切替えるので適切な過熱防止、エミッシ
ョン悪化防止を図ることができる。
As described above, since the discrimination criteria are switched according to the operating environment of the engine (highlands, flatlands), it is possible to appropriately prevent overheating and prevent deterioration of emissions.

皿±叉直斑 第12図、第13図に第4の実施例を示す。この実施例
は、過給機付エンジンにおいて排気温度の予測を過給状
態か否かによって行うことにより。
A fourth embodiment is shown in FIGS. 12 and 13. In this embodiment, the exhaust temperature of a supercharged engine is predicted based on whether or not it is in a supercharged state.

VSV14を制御し、排気マニホールド3a、3bを切
替えるようにしたものである。
The VSV 14 is controlled to switch between the exhaust manifolds 3a and 3b.

第12図において、25は機械式過給機でエンジン1の
クランクプーリ24とベルト31を介してつながってお
り、エンジン1の運転とともに回転される。エンジン1
の運転状態が過給状態か無過給状態かは、吸気マニホー
ルド15に取り付けられた吸気圧センサ22の信号(例
えば正圧か負圧か)により知ることも出来るし、機械式
過給機25の運転をディストリビュータ18、及びエア
ロメータ19から得られる信号及び出力で、電磁クラッ
チ23を0N−OFFすることにより行ったりする場合
の電磁クラッチ23作動条件から知ることも出来る。そ
の他の構成は第1図と同様なので説明を省略する。
In FIG. 12, a mechanical supercharger 25 is connected to the crank pulley 24 of the engine 1 via a belt 31, and is rotated as the engine 1 operates. engine 1
Whether the operating state of the mechanical supercharger 25 is a supercharging state or a non-supercharging state can be known from the signal (for example, positive pressure or negative pressure) of the intake pressure sensor 22 attached to the intake manifold 15. It can also be known from the operating conditions of the electromagnetic clutch 23 when the operation is performed by turning the electromagnetic clutch 23 ON-OFF using signals and outputs obtained from the distributor 18 and the aerometer 19. The rest of the configuration is the same as that in FIG. 1, so the explanation will be omitted.

次に制御動作を説明する。第13図において、エンジン
の運転状態が過給状態か否かは吸気圧センサ22の検出
信号に基づいてくステップ300〉により判断される。
Next, the control operation will be explained. In FIG. 13, whether or not the operating state of the engine is a supercharging state is determined based on the detection signal of the intake pressure sensor 22 in step 300>.

過給状態(正圧)の場合(YES)は、排気温度が上昇
するからくステップ301〉により■5V14をOFF
とし、高温用排気弁4bを開いて高温用排気マニホール
ド3b側に排気ガスを導き、冷却部9により冷却する。
In the case of supercharging (positive pressure) (YES), turn off 5V14 in step 301 as the exhaust temperature will rise.
Then, the high-temperature exhaust valve 4b is opened to guide the exhaust gas to the high-temperature exhaust manifold 3b, where it is cooled by the cooling section 9.

一方、くステップ300〉にて無過給状態(負圧)と判
断された場合(No)は、排気温度が低下するから〈ス
テップ302>によりVSV14をO1’l I、、低
m 用e気弁4aを開いて低温用排気マニホールド3a
側に排気ガスを導いて冷却を行なわない。
On the other hand, if it is determined in step 300 that there is no supercharging (negative pressure) (No), the exhaust temperature will drop, so in step 302 the VSV14 will be changed to O1'I, low m e gas. Open the valve 4a and open the low temperature exhaust manifold 3a.
Do not conduct cooling by directing exhaust gas to the side.

このように、過給機を備えたエンジンルにおいても触媒
コンバータ8の保護と正常な浄化機能を確保することが
できる。なお、過給機は機械式のものとして説明したが
排気ガスを利用したターボチャージャ等の過給機であっ
ても適用できることはいうまでもない。
In this way, protection of the catalytic converter 8 and normal purification function can be ensured even in an engine equipped with a supercharger. Although the supercharger has been described as a mechanical type, it goes without saying that a supercharger such as a turbocharger that uses exhaust gas can also be applied.

茅m舅− 第14図〜第15図に第5の実施例を示す。腅m舅- A fifth embodiment is shown in FIGS. 14 and 15.

一般に、過給機を備えたエンジンはノッキングが発生し
やすい。また、ノンキングが発生する場合というのは、
点火時期が進み過ぎていることが多い。そこで、ノック
コントロールが行なわれているが、この点火時期を遅ら
せたりすることを自動的にコントロールするものである
。ところが。
In general, engines equipped with superchargers are prone to knocking. Also, when non-king occurs,
Ignition timing is often too advanced. Therefore, knock control is used to automatically control the delay of the ignition timing. However.

点火時期を遅らせることは、排気温度の上昇を招くこと
になるから、そのままの状態で運転させた場合には高温
の排気ガスが触媒コンバータ8に送られることになる。
Delaying the ignition timing causes an increase in exhaust gas temperature, so if the engine is operated in this state, high-temperature exhaust gas will be sent to the catalytic converter 8.

その結果、過熱による触媒コンバータ8の寿命の短縮等
、信頼性の点で問題となるおそれがある。
As a result, problems may arise in terms of reliability, such as shortening of the life of the catalytic converter 8 due to overheating.

このようなことから1本実施例は排気温度の検出に点火
時期の遅角量をもって代用し、その検出量に応じて各遮
断弁4a、4bを開閉制御することにより各排気マニホ
ールド3a、3bを切替えて適正温度の排気ガスを触媒
コンバータ8に導くようにしたものである。
For this reason, in this embodiment, the amount of retardation of the ignition timing is used as a substitute for detecting the exhaust temperature, and the opening and closing of each of the shutoff valves 4a, 4b is controlled according to the detected amount, thereby opening and closing each of the exhaust manifolds 3a, 3b. The switch is configured to guide exhaust gas at an appropriate temperature to the catalytic converter 8.

第14図は機械式過給機を備えたエンジンの概要を示す
図で、次に述べる点以外は第12図(第4実施例)と基
本的な要素は同様であるから重複部分には同一の符号を
附して以下説明する。
Fig. 14 is a diagram showing an outline of an engine equipped with a mechanical supercharger, and the basic elements are the same as Fig. 12 (fourth embodiment) except for the following points, so the overlapping parts are the same. The following description will be given with reference numeral .

第14図において第12図と異なる点は、エンジン1に
発生したノッキングをノックセンサ29により検出し、
その発生量の大小に基づいてコンピュータ20により点
火時期の遅角量を算出してイグナイタ26、イグニッシ
ョンコイル27を介してディストリビュータ18に与え
る一方、算出された遅角量に基づいて第16図に示すア
ルゴリズムによりVSV14を制御するようにした点で
ある。28は点火プラグである。
The difference between FIG. 14 and FIG. 12 is that knocking occurring in the engine 1 is detected by a knock sensor 29;
The computer 20 calculates the amount of retardation of the ignition timing based on the magnitude of the generated amount and supplies it to the distributor 18 via the igniter 26 and ignition coil 27. The point is that the VSV 14 is controlled by an algorithm. 28 is a spark plug.

以上の動作を行うための各センサ数、制御機器とコンピ
ュータ20との関係を第15図に示す。
FIG. 15 shows the number of each sensor and the relationship between the control equipment and the computer 20 for performing the above operations.

次に、第16図に基づいて制御動作を説明する。Next, the control operation will be explained based on FIG. 16.

ノックセンサ29により検出されたノッキング発生量に
基づいてコンピュータ20により算出された遅角量かく
ステップ400〉において第1基準値A(例えば5°C
A)以上か否かが判断される。
The amount of retardation is calculated by the computer 20 based on the amount of knocking detected by the knock sensor 29.
A) It is determined whether or not it is greater than or equal to A).

遅角量が基準値Aより大である場合(YES)には排気
温度が高くなるからくステップ404〉に進み、VSV
14にOFF制御信号を出力する。
If the retard amount is larger than the reference value A (YES), the exhaust gas temperature will increase, so the process goes to step 404 and the VSV
An OFF control signal is output to 14.

これによって、高温用遮断弁4b側が開かれ、高温排気
ガスは高温排気マニホールド3bを経由して、触媒コン
バータ8に導かれる。このとき、高温排気マニホールド
3bには冷却部9が設けられているから排気ガス温度が
低下し、触媒コンバータ8は過熱されることがなく、ま
たエミッションも良好である。
As a result, the high-temperature shutoff valve 4b side is opened, and the high-temperature exhaust gas is guided to the catalytic converter 8 via the high-temperature exhaust manifold 3b. At this time, since the cooling unit 9 is provided in the high temperature exhaust manifold 3b, the exhaust gas temperature is lowered, the catalytic converter 8 is not overheated, and the emissions are also good.

一方、〈ステップ400〉に、おける判断が(NO)の
場合には、くステップ401〉においてVSV14がO
Nか否かが判別され、ONの場合にはそのままとする。
On the other hand, if the determination in <Step 400> is (NO), the VSV 14 is turned off in <Step 401>.
It is determined whether it is N or not, and if it is ON, it is left as is.

したがって排気ガスは低温用排気マニホールド3aを通
過して触媒コンバータ8に到る。くステップ401〉の
判断によりVSV14が0FF(7)場合にはくステッ
プ402〉へ進む。
Therefore, the exhaust gas passes through the low temperature exhaust manifold 3a and reaches the catalytic converter 8. If the VSV 14 is 0FF (7) as determined in step 401>, the process proceeds to step 402>.

くステップ402〉では遅角量が第2基準値B(例えば
3”CA)以上(YES)1’あれば、<ステップ40
4〉によりVSV14は0FF(7)ままとする。第2
基準値Bより低い場合(No)にはVSV14をONと
し、排気ガスを低温用排気マニホールド3aを通過させ
て触媒コンバータ8に導く。
In step 402>, if the retard amount is equal to or greater than the second reference value B (for example, 3"CA) (YES) 1', <step 40
4>, VSV14 remains at 0FF (7). Second
If it is lower than the reference value B (No), the VSV 14 is turned on and the exhaust gas is guided to the catalytic converter 8 through the low temperature exhaust manifold 3a.

なお、遅角量の判断に第1基準値Aと第2基準値Bの2
つの基準を設けたのは、VSV14の0N−OFF動作
を行うことによるチャタリング防止のためにヒステリシ
ス特性をもたせたものである。
Note that the first reference value A and the second reference value B are used to determine the amount of retardation.
The reason for providing these two standards is to provide a hysteresis characteristic to prevent chattering caused by the ON-OFF operation of the VSV 14.

以上のようにして、本実施例によれば、点火時期制御に
伴う遅角量が増大しても排気温度を適正に冷却すること
ができ、触媒コンバータの過熱を防止できる。
As described above, according to this embodiment, even if the amount of retardation associated with ignition timing control increases, the exhaust temperature can be appropriately cooled, and overheating of the catalytic converter can be prevented.

工旦尖五■ 第17図、第18図に第6の実施例を示す。Kodan cusine five ■ A sixth embodiment is shown in FIGS. 17 and 18.

この実施例は、触媒コンバータ8に設けた排気温センサ
30による排気温検出値に基づいてvSV14を制御し
て遮断弁4a、4bの開閉制御を行い、それによって排
気マニホールド3a、3bを切替えるようにしたもので
ある。
In this embodiment, the vSV 14 is controlled based on the exhaust temperature detected by the exhaust temperature sensor 30 provided in the catalytic converter 8 to control the opening and closing of the shutoff valves 4a and 4b, thereby switching the exhaust manifolds 3a and 3b. This is what I did.

第17図において、異なる点は、触媒コンバータ8に排
気温センサ30を設けた点で、その他は第1図(第1実
施例)と同様なので同一符号を附して説明は省略する。
The difference in FIG. 17 is that an exhaust gas temperature sensor 30 is provided in the catalytic converter 8, and the rest is the same as in FIG. 1 (first embodiment), so the same reference numerals are given and the explanation will be omitted.

第18図により制御動作を説明する。排気温センサ30
からの検出値はコンピュータ20(第17図、第4図参
照)に入力され、検出値が触媒コンバータ8の許容温度
U(例えば、850″C)になると、コンピュータ20
から、VSV14にOFF制御信号が出力される。これ
によって、高温用遮断弁4bが開かれ、排気ガスは冷却
部9によって冷却され、触媒コンバータ8の過熱が防止
される。触媒コンバータ8の温度が低下してくるとコン
ピュータ2oからVSV14にON制御信号が出される
が、許容温度U以下となっても直ちにONとはならず、
所定の温度L(例えば、700℃)になってからON制
御信号が出される。このようにヒステリシス特性をもた
せたのは、許容温度U付近でのチャタリングの発生を防
止するためである。
The control operation will be explained with reference to FIG. Exhaust temperature sensor 30
The detected value from
An OFF control signal is output from VSV14. As a result, the high temperature cutoff valve 4b is opened, the exhaust gas is cooled by the cooling unit 9, and overheating of the catalytic converter 8 is prevented. When the temperature of the catalytic converter 8 decreases, an ON control signal is sent from the computer 2o to the VSV 14, but it does not turn ON immediately even if the temperature drops below the allowable temperature U.
The ON control signal is issued after the temperature reaches a predetermined temperature L (for example, 700° C.). The reason for providing such a hysteresis characteristic is to prevent chattering from occurring near the allowable temperature U.

このように、本実施例によれば、触媒コンバータ8の温
度を直接検出して排気温度を制御するものであるから、
触媒コンバータの過熱から保護を適切に行うことができ
、またエミッションの悪化も有効に防止することができ
る。
In this way, according to this embodiment, the temperature of the catalytic converter 8 is directly detected to control the exhaust temperature.
The catalytic converter can be appropriately protected from overheating, and deterioration of emissions can also be effectively prevented.

11災履貫 以上に述べた第1〜第6の実施例においては、冷却部9
をエンジンの冷却水系統を利用した構成としたが、本発
明の適用上、これに限られるものではなく、冷却部9を
別途独立した冷却回路により構成することができる。例
えば、過給機を備えたエンジンには水冷式のインタクー
ラが用いられることがあるが、このインタクーラの冷却
回路を流用することができる。また、全く独立した回路
でもよく、その場合には適当な大きさのサブラジェータ
と、ウォータポンプと、冷却部9とを適宜組み合せるこ
とにより実現可能である。また、冷却水は水ではなく、
適当な冷却液を用いても差し支えない。
In the first to sixth embodiments described above, the cooling section 9
Although the configuration uses the cooling water system of the engine, the application of the present invention is not limited to this, and the cooling section 9 can be configured with a separate independent cooling circuit. For example, a water-cooled intercooler is sometimes used in an engine equipped with a supercharger, and the cooling circuit of this intercooler can be used. Alternatively, a completely independent circuit may be used, and in that case, it can be realized by appropriately combining a subradiator of an appropriate size, a water pump, and the cooling section 9. Also, cooling water is not water;
Any suitable cooling liquid may be used.

さらに、以上に述べた第1〜7実施例においては、低温
マニホールド3aと高温マニホールド3bの両方にそれ
ぞれ遮断弁4a、4bを設けたが、これに代えて両排気
マニホールドの合流部に1個の切替え弁を設けて排気の
切替作動を行なわせてもよい。
Furthermore, in the first to seventh embodiments described above, both the low-temperature manifold 3a and the high-temperature manifold 3b were provided with cutoff valves 4a and 4b, respectively, but instead of this, one cutoff valve was provided at the junction of both exhaust manifolds. A switching valve may be provided to perform exhaust switching operation.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、排気マニホール
ドを高温用と低温用の2系統に分岐し、高温用排気マニ
ホールドに液冷式の冷却部を設け、排気温度自体あるい
は排気温度に相当する物理量に基づいて各排気マニホー
ルドに設けた遮断弁を開閉制御することにより上記排気
マニホールドを切替えて排気ガスを冷却し、あるいは冷
却しないで触媒コンバータに導くようにしたので、排気
温度の上昇による触媒コンバータの過熱を防止するとと
もに、過冷却による排気温度の低下に伴うエミッション
の悪化を防止できる。
As explained above, according to the present invention, the exhaust manifold is branched into two systems, one for high temperature and one for low temperature, and a liquid cooling type cooling section is provided in the exhaust manifold for high temperature, so that the temperature of the exhaust gas itself or that corresponding to the exhaust temperature is By controlling the opening and closing of the shutoff valve provided in each exhaust manifold based on physical quantities, the exhaust manifold is switched to cool the exhaust gas, or to direct the exhaust gas to the catalytic converter without cooling it. In addition to preventing overheating of the engine, it is also possible to prevent deterioration of emissions due to a decrease in exhaust gas temperature due to overcooling.

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

第1図は本発明に係る第1実施例の概要を示すブロック
図、第2図は第1実施例における排気マニホールドの構
造を示す部分拡大図、第3図は他の排気マニホールドの
分岐の態様を示す部分拡大図、第4図は第1実施例にお
けるコンピュータとその周辺機器の構成を示すブロック
図、第5図は第1実施例の制御アルゴリズムを示すフロ
ーチャート、第6図は■S■の動作判断基準を示す説明
図である。 第7図は第2実施例を示す制御アルゴリズムを示すフロ
ーチャートである。 第8図は第3実施例を示す概要ブロック図、第9図は第
3実施例におけるコンピュータとその周辺機器の関連を
示すブロック図、第10図は第3実施例の制御アルゴリ
ズムを示すフローチャート、第11図は第3実施例にお
けるvSvの動作判断基準を示す説明図である。 第12図は第4実施例を示す概要ブロック図。 第13図は第4実施例における制御アルゴリズムを示す
フローチャートである。 第14図は第5実施例を示す概要ブロック図、第15図
は第5実施例におけるコンピュータとその周辺機器との
関連を示すブロック図、第16図は第5実施例における
制御アルゴリズムを示すフローチャートである。 第17図は第6実施例を示す概要ブロック図、第18図
は第6実施例によるvSvの制御動作を示す説明図であ
る。 1・・・エンジン、2・・・排気ホード、3a・・・低
温用排気マニホールド。 3b・・・高温用排気マニホールド、 4a・・・低温用遮断弁、4b・・・高温用遮断弁。 5・・・リンク、6・・・負圧弁、7・・・フロントパ
イプ。 8・・・触媒コンバータ、9・・・冷却部、10・・・
ウォータポンプ、 11・・・ウォータバイパス路。 12・・・サーモスタット、13・・・ラジェータ、1
4・・・バキュームスイッチングバルブ(V S V)
、15・・・吸気マニホールド、 16・・・バキュームサージタンク。 17・・・バキュームホース。 18・・・ディストリビュータ、 19・・・工゛アフロメータ、 20・・・コンピュータ、21・・・大気圧センサ。 22・・・吸気圧センサ、23・・・電磁クラッチ、2
4・・・クランクプーリ、25・・・機械式過給機。 26・・・イグナイダ。 27・・・イグニッションコイル、 28・・・点火プラグ、29・・・ノックセンサ、30
・・・排気温センサ、Neo・・エンジン回転数、Q・
・・吸入空気量。
FIG. 1 is a block diagram showing an overview of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged view showing the structure of the exhaust manifold in the first embodiment, and FIG. 3 is a branching mode of another exhaust manifold. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the computer and its peripheral equipment in the first embodiment, FIG. 5 is a flowchart showing the control algorithm of the first embodiment, and FIG. 6 is a diagram showing the control algorithm of ■S■. It is an explanatory diagram showing operation judgment criteria. FIG. 7 is a flowchart showing a control algorithm showing a second embodiment. FIG. 8 is a schematic block diagram showing the third embodiment, FIG. 9 is a block diagram showing the relationship between the computer and its peripheral devices in the third embodiment, and FIG. 10 is a flowchart showing the control algorithm of the third embodiment. FIG. 11 is an explanatory diagram showing the vSv operation judgment criteria in the third embodiment. FIG. 12 is a schematic block diagram showing a fourth embodiment. FIG. 13 is a flowchart showing the control algorithm in the fourth embodiment. FIG. 14 is a schematic block diagram showing the fifth embodiment, FIG. 15 is a block diagram showing the relationship between the computer and its peripheral devices in the fifth embodiment, and FIG. 16 is a flowchart showing the control algorithm in the fifth embodiment. It is. FIG. 17 is a schematic block diagram showing the sixth embodiment, and FIG. 18 is an explanatory diagram showing the vSv control operation according to the sixth embodiment. 1...Engine, 2...Exhaust hoard, 3a...Exhaust manifold for low temperature. 3b...Exhaust manifold for high temperature, 4a...Shutoff valve for low temperature, 4b...Shutoff valve for high temperature. 5...Link, 6...Negative pressure valve, 7...Front pipe. 8... Catalytic converter, 9... Cooling section, 10...
Water pump, 11... water bypass path. 12...Thermostat, 13...Radiator, 1
4...Vacuum switching valve (VSV)
, 15...Intake manifold, 16...Vacuum surge tank. 17...Vacuum hose. 18...Distributor, 19...Affrometer, 20...Computer, 21...Atmospheric pressure sensor. 22... Intake pressure sensor, 23... Electromagnetic clutch, 2
4...Crank pulley, 25...Mechanical supercharger. 26...Ignaida. 27... Ignition coil, 28... Spark plug, 29... Knock sensor, 30
...Exhaust temperature sensor, Neo...Engine speed, Q...
...Amount of intake air.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)高温排気ガス用マニホールドと低温排気ガス用マ
ニホールドとの2系統に分岐されて触媒コンバータに導
かれた排気マニホールドと、 前記高温排気ガス用マニホールドに設けられた液冷排気
ガス冷却装置と、 前記高温排気ガス用および低温排気ガス用マニホールド
のそれぞれの通路を選択制御する排気ガス制御弁と、 排気ガスの排気熱量に応じて前記制御弁を開閉制御する
弁制御信号を出力する弁制御装置と、を備えたことを特
徴とするエンジンの排気通路制御装置。
(1) an exhaust manifold that is branched into two systems, a high-temperature exhaust gas manifold and a low-temperature exhaust gas manifold, and guided to a catalytic converter; and a liquid-cooled exhaust gas cooling device provided in the high-temperature exhaust gas manifold; an exhaust gas control valve that selectively controls each passage of the high-temperature exhaust gas manifold and the low-temperature exhaust gas manifold; and a valve control device that outputs a valve control signal that controls opening and closing of the control valve according to the amount of exhaust heat of exhaust gas. An engine exhaust passage control device comprising:
(2)特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記
排気ガスの排気熱量はエンジンの1回転当りの吸入空気
流量により求めることを特徴とするエンジンの排気通路
制御装置。
(2) An engine exhaust passage control device according to claim 1, wherein the exhaust heat amount of the exhaust gas is determined by the intake air flow rate per engine revolution.
(3)特許請求の範囲第2項記載の装置において、前記
高温排気ガス用マニホールドの制御弁を開き、低温排気
ガス用マニホールドの制御弁を閉じる場合の弁制御信号
は所定の遅延時間を経過した後各遮断弁に伝達させるこ
とを特徴とするエンジンの排気通路制御装置。
(3) In the device according to claim 2, the valve control signal when opening the control valve of the high-temperature exhaust gas manifold and closing the control valve of the low-temperature exhaust gas manifold is generated after a predetermined delay time has elapsed. An engine exhaust passage control device characterized by transmitting information to each shutoff valve.
(4)特許請求の範囲第2項または第3項記載の装置に
おいて、前記各制御弁の開閉制御タイミングを大気圧に
基づいて可変制御することを特徴とするエンジンの排気
通路制御装置。
(4) An engine exhaust passage control device according to claim 2 or 3, characterized in that the opening/closing control timing of each of the control valves is variably controlled based on atmospheric pressure.
(5)特許請求の範囲第1項記載の装置において、当該
エンジンが過給機を備えたものである場合に、前記排気
ガスの排気熱量を過給状態か否かにより求め、過給状態
時には高温排気ガス用マニホールドの制御弁を開き、非
過給状態時には低温排気ガス用マニホールドの制御弁を
開く制御信号を出力することを特徴とするエンジンの排
気通路制御装置。
(5) In the device according to claim 1, when the engine is equipped with a supercharger, the exhaust heat amount of the exhaust gas is determined depending on whether it is in a supercharged state, and when the engine is in a supercharged state, An engine exhaust passage control device characterized by outputting a control signal that opens a control valve of a high-temperature exhaust gas manifold and, in a non-supercharging state, opens a control valve of a low-temperature exhaust gas manifold.
(6)特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記
排気ガスの排気熱量を前記触媒コンバータの温度を検出
する温度検出器の検出値により求め、検出値が高温であ
る場合に高温排気ガス用マニホールドの制御弁を開き、
低温の場合に低温排気ガス用マニホールドの制御弁を開
く制御信号を出力することを特徴とするエンジンの排気
通路制御装置。
(6) In the device according to claim 1, the exhaust heat amount of the exhaust gas is determined by a detected value of a temperature detector that detects the temperature of the catalytic converter, and when the detected value is high temperature, the high temperature exhaust gas Open the control valve of the manifold for
An engine exhaust passage control device characterized by outputting a control signal that opens a control valve of a low-temperature exhaust gas manifold when the temperature is low.
(7)特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記
排気ガスの排気熱量を当該エンジンのノッキング発生状
態における点火時期の遅角量の大小により求め、遅角量
が大のときおよびノッキング非発生時は高温排気ガス用
マニホールドの制御弁を開き、ノッキング非発生時にお
いて遅角量が小のときは低温排気ガス用マニホールドの
制御弁を開く制御信号を出力することを特徴とするエン
ジンの排気通路制御装置。
(7) In the device according to claim 1, the exhaust heat amount of the exhaust gas is determined based on the magnitude of the ignition timing retardation amount in the knocking state of the engine, and when the retardation amount is large and when knocking is not occurring. Engine exhaust characterized by outputting a control signal that opens a control valve of a manifold for high-temperature exhaust gas when knocking occurs, and opens a control valve of a manifold for low-temperature exhaust gas when knocking does not occur and a retard amount is small. Aisle control device.
(8)特許請求の範囲第1項及至第7項記載の装置にお
いて、排気ガス冷却装置はエンジンの冷却水系に介在さ
せることにより、当該エンジンの冷却水により冷却する
ようにしたことを特徴とするエンジンの排気通路制御装
置。
(8) The device according to claims 1 to 7, characterized in that the exhaust gas cooling device is interposed in the cooling water system of the engine, so that the exhaust gas cooling device is cooled by the cooling water of the engine. Engine exhaust passage control device.
(9)特許請求の範囲第1項及至第7項記載の装置にお
いて、排気ガス冷却装置はエンジンとは独立した冷却液
回路により構成したことを特徴とするエンジンの排気通
路制御装置。
(9) An engine exhaust passage control device according to claims 1 to 7, characterized in that the exhaust gas cooling device is constituted by a coolant circuit independent of the engine.
(10)特許請求の範囲第9項記載の装置において、当
該エンジンが過給機を備えたものである場合に、排気ガ
ス冷却装置を液冷式インタクーラの冷却液回路に介在さ
せて構成したことを特徴とするエンジンの排気通路制御
装置。
(10) In the device according to claim 9, when the engine is equipped with a supercharger, the exhaust gas cooling device is configured to be interposed in the coolant circuit of the liquid-cooled intercooler. An engine exhaust passage control device characterized by:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2428739A (en) * 2005-08-05 2007-02-07 Ford Global Tech Llc I.c. engine exhaust manifold with two gas flow paths

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