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JPH04132832A - Intake/exhaust structure of engine - Google Patents

Intake/exhaust structure of engine

Info

Publication number
JPH04132832A
JPH04132832A JP25604490A JP25604490A JPH04132832A JP H04132832 A JPH04132832 A JP H04132832A JP 25604490 A JP25604490 A JP 25604490A JP 25604490 A JP25604490 A JP 25604490A JP H04132832 A JPH04132832 A JP H04132832A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
intake
temperature
temperature sensor
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25604490A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsunori Kondo
光徳 近藤
Yasuyuki Terasawa
保幸 寺沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP25604490A priority Critical patent/JPH04132832A/en
Publication of JPH04132832A publication Critical patent/JPH04132832A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

Landscapes

  • Supercharger (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent blow-off of fresh air by rapidly closing an exhaust valve when a variation rate of an exhaust temperature sensor detection value in relation to the time is smaller than a negative judging standard value preliminarily set. CONSTITUTION:An exhaust port 7 provided on the ceiling face of a combustion chamber 5 is opened and closed by an exhaust valve 8 in an upper course uniflow type two-cycle engine CE, and an intake port 6 provided on the side wall of a cylinder 3 is opened and closed by a piston 4. An exhaust temperature sensor 21 which detects exhaust gas temperature is provided in an exhaust passage 11. When a variation rate of a detection value of the exhaust temperature sensor 21 in relation to the time is smaller than a negative judging standard value preliminarily set, a control unit 20, rapidly closes the exhaust valve 8 by an exhaust valve opening/closing timing variation means 12. Consequently, when exhaust gas temperature starts to decrease, namely when blow-off of fresh air is generated, since a valve closing timing of the exhaust valve 8 is quickened, generation of the blow-off of the fresh air can be prevented before is happens.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、2サイクルエンジンの吸排気構造に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to an intake and exhaust structure for a two-stroke engine.

[従来の技術] 従来の2サイクルエンジンにおいては、吸気ポートと排
気ポートとが、下死点近傍の燃焼室の側面(シリンダ内
周面)に設けられ、両ポートかピストンの側面によって
開閉されるようになっていた(例えば、特開昭62−1
13820号公報参照)。
[Prior Art] In a conventional two-stroke engine, an intake port and an exhaust port are provided on the side surface of the combustion chamber (inner peripheral surface of the cylinder) near bottom dead center, and both ports are opened and closed by the side surface of the piston. (For example, JP-A-62-1
(See Publication No. 13820).

しかしながら、このような従来の2サイクルエンジンに
おいては、 ■吸気ポートと排気ポートとかいずれも下死点近傍に配
置されているので、燃焼室上部かデッドスペースとなり
やすく、この部分に燃焼ガスが残留して体積効率か低下
する、 ■排気ポートまわりの熱負荷が高くなるので、シリンダ
に熱害による歪みが発生することがある、■排気ガスの
流れによってシリンダ内のオイルが排気ポートに押し出
されるのでオイル消費量(LQC)が増える、などとい
った問題があった。
However, in such conventional two-stroke engines, ■Since the intake port and exhaust port are both located near bottom dead center, the upper part of the combustion chamber tends to become a dead space, and combustion gas remains in this area. ■The heat load around the exhaust port increases, which may cause distortion in the cylinder due to heat damage.■The oil in the cylinder is pushed out to the exhaust port by the flow of exhaust gas, causing oil There were problems such as an increase in consumption (LQC).

そこで、上記問題点を解消するため、排気ポートを燃焼
室の天井面(シリンダヘッド)に設け、この排気ポート
を排気弁で開閉するようにした2サイクルエンジンが提
案されている。かかる2サイクルエンジンにおいては、
新気と燃焼ガスとがともに燃焼室内を一方的に上向きに
流れるといったいわゆるユニフローが形成されるのでデ
ッドスペースか発生せず、掃気を完全に行なうことがで
きる。また、シリンダに熱害による歪みが発生せず、オ
イルが排気ポートから漏出しない。
In order to solve the above problems, a two-stroke engine has been proposed in which an exhaust port is provided on the ceiling surface (cylinder head) of the combustion chamber, and the exhaust port is opened and closed by an exhaust valve. In such a two-stroke engine,
Since a so-called uniflow is formed in which both fresh air and combustion gas flow unilaterally upward within the combustion chamber, no dead space is generated and scavenging can be performed completely. In addition, the cylinder will not be distorted due to heat damage, and oil will not leak from the exhaust port.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、排気ポートを排気弁で開閉するよう1こ
した上g己2サイクルエンジン1こおいては、掃気時に
新気が排気ポートに吹き抜けることがあり、とくに過給
機で吸気を過給するようにしたエンジンでは、過給圧が
変化したときに新気の吹き抜けが発生するといった問題
がある。なお、このような新気の吹き抜けは、両ポート
をシリンダ側面に開口させた2サイクルエンジンにも生
じるのはもちろんである。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in a two-stroke engine in which the exhaust port is opened and closed by an exhaust valve, fresh air may blow into the exhaust port during scavenging. Engines in which intake air is supercharged by a charger have a problem in that fresh air blows through when the boost pressure changes. Incidentally, such a blow-by of fresh air naturally occurs in a two-stroke engine in which both ports are opened on the side of the cylinder.

そして、このような新気の吹き抜けが発生すると、排気
ガス温度が低下して排気ガス浄化触媒の活性が低下し、
エンジンのエミッション性能が低下するといった問題が
ある。
When such fresh air blow-through occurs, the exhaust gas temperature decreases and the activity of the exhaust gas purification catalyst decreases.
There is a problem that the engine's emission performance deteriorates.

本発明は上記従来の問題点を解消するためになされたも
のであって、排気ポートを排気弁で開閉するようにした
上方流れユニフロー式の2サイクルエンジンにおいて、
新気の吹き抜けを防止することができ、エミッション性
能の向上を図ることかできるエンジンの吸排気構造を提
供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional art, and includes an upward flow uniflow two-stroke engine in which the exhaust port is opened and closed by an exhaust valve.
An object of the present invention is to provide an intake and exhaust structure for an engine that can prevent fresh air from blowing through and improve emission performance.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達するため、第1の発明は、燃焼室の天井
面に設けられた排気ポートを排気弁で開閉し、シリンダ
側壁に設けられた吸気ポートをピストンで開閉するよう
にした上方流れユニフロー式の2サイクルエンジンにお
いて、排気ガス温度を検出する排気温センサを設けると
ともに、排気温センサ検出値の時間に対する変化率を演
算して該変化率が予め設定される負の判定基準値より小
さいときには排気弁を早閉じさせる排気弁制御手段を設
けたことを特徴とするエンジンの吸排気構造を提供する
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the first invention opens and closes an exhaust port provided on the ceiling surface of a combustion chamber with an exhaust valve, and an intake port provided on a cylinder side wall with a piston. In an upward flow uniflow type two-stroke engine which is configured to open and close at the same time, an exhaust temperature sensor for detecting the exhaust gas temperature is provided, and the rate of change of the detected value of the exhaust temperature sensor over time is calculated and the rate of change is set in advance. To provide an engine intake and exhaust structure characterized in that an exhaust valve control means is provided to quickly close an exhaust valve when the value is smaller than a negative determination reference value.

第2の発明は、過給機で吸気を過給する一方、燃焼室の
天井面に設けられた排気ポートを排気弁で開閉し、シリ
ンダ側壁に設けられた吸気ポートをピストンで開閉する
ようにした上方流れユニフロー式の2サイクルエンジン
において、排気ガス温度を検出する排気温センサを設け
るとともに、排気温センサ検出値の時間に対する変化率
を演算して該変化率が予め設定される負の判定基準値よ
り小さいときには過給機の過給圧を低下させる過給圧制
御手段を設けたことを特徴とするエンジンの吸排気構造
を提供する。
The second invention is to supercharge intake air with a supercharger, open and close an exhaust port provided on the ceiling of the combustion chamber with an exhaust valve, and open and close the intake port provided on the side wall of the cylinder with a piston. In the upward flow uniflow type two-stroke engine, an exhaust temperature sensor is provided to detect the exhaust gas temperature, and a negative judgment criterion is set in advance by calculating the rate of change of the detected value of the exhaust temperature sensor over time. Provided is an engine intake and exhaust structure characterized in that a supercharging pressure control means is provided for lowering the supercharging pressure of a supercharger when the supercharging pressure is smaller than the above value.

第3の発明は、上記第1の発明または第2の発明におい
て、排気カス浄化装置と該排気ガス浄化装置の触媒温度
を検出する触媒温度センサとを設ける一方、触媒温度セ
ンサによって検出される触媒温度が触媒活性化温度より
低いときには吸気温度を高める吸気温度制御手段を設け
たことを特徴とするエンジンの吸排気構造を提供する。
A third invention is the first invention or the second invention, wherein an exhaust gas purification device and a catalyst temperature sensor for detecting the catalyst temperature of the exhaust gas purification device are provided, and the catalyst temperature sensor detects the catalyst temperature. An intake and exhaust structure for an engine is provided, characterized in that an intake air temperature control means for increasing the intake air temperature when the temperature is lower than a catalyst activation temperature is provided.

[発明の作用・効果] 一般に、2サイクルエンジンにおいて、新気の吹き抜け
が生じたときには、排気ガス温度が低下する。したがっ
て、排気ガス温度が低下しはじめたときには、新気吹き
抜けが発生しはじめているものと考えられる。
[Operations and Effects of the Invention] Generally, in a two-stroke engine, when fresh air blows through, the exhaust gas temperature decreases. Therefore, when the exhaust gas temperature begins to decrease, it is considered that fresh air blow-through begins to occur.

そして、第1の発明によれば、排気温センサ検出値の時
間に対する変化率(以下、これを排気温微分値という)
が演算されるが、この排気温微分値は排気ガス温度の上
昇速度または低下速度をあられすので、排気温微分値が
負の値となったときには、排気カス温度が低下しはしめ
ていることになる。ここで、排気温微分値が予め設定さ
れる判定基準値(負の値)より小さいとき、すなわち排
気ガス温度の低下速度が設定値より大きいときには、排
気弁の閉弁時期が早められる。つまり、新気の吹き抜け
が生じはじめたときに、直ちに排気弁の閉弁時期が早め
られ、新気の吹き抜けの発生が未然に防止される。ここ
において、排気温微分値は排気ガス温度の変化に対する
応答が非常に速いので、例えば過給圧の急激な変動に起
因する新気の吹き抜は等にも、はぼ瞬時に対応すること
ができ、新気吹き抜けがほぼ完全に防止され、エミッシ
ョン性能の向上が図られる。
According to the first invention, the rate of change of the exhaust temperature sensor detection value with respect to time (hereinafter referred to as the exhaust temperature differential value)
is calculated, but this exhaust gas temperature differential value indicates the rate of increase or decrease in the exhaust gas temperature, so when the exhaust gas temperature differential value becomes a negative value, it means that the exhaust gas temperature is beginning to decrease. Become. Here, when the exhaust gas temperature differential value is smaller than a preset determination reference value (negative value), that is, when the rate of decrease in exhaust gas temperature is larger than the set value, the closing timing of the exhaust valve is advanced. In other words, when fresh air starts blowing through, the closing timing of the exhaust valve is immediately advanced, and the occurrence of fresh air blowing is prevented. Here, the exhaust temperature differential value has a very quick response to changes in exhaust gas temperature, so it can respond almost instantaneously to, for example, fresh air blowing caused by sudden changes in boost pressure. As a result, fresh air blow-through is almost completely prevented, and emission performance is improved.

なお、排気温センサによって検出される排気ガス温度そ
のものか低下したときに、排気弁の閉弁時期を早めると
いった手法も考えられるか、この手法では排気ガス温度
が低下し1こ後、すなわち新気の吹き抜けがかなり生し
てから、これが是正されることになるので、新気の吹き
抜けを完全に防止することかできない。また、排気温セ
ンサの温度検出部(例えば熱電対)は熱容量をもち、こ
の1こめ排気ガス温度が変化したときに、検出値に応答
遅れが伴われるので、排気ガス温度が激しく変動するよ
うなときには、正確に排気カス温度を検出することがで
きず、効果的に新気の吹き抜けを防止することができな
い。
Is it possible to consider a method that advances the closing timing of the exhaust valve when the exhaust gas temperature detected by the exhaust gas temperature itself drops?In this method, the exhaust gas temperature drops and after 1 hour, that is, the fresh air Since this will have to be corrected after a considerable amount of fresh air blows through, it is impossible to completely prevent fresh air from blowing through. In addition, the temperature detection part of the exhaust temperature sensor (for example, a thermocouple) has a heat capacity, and when the exhaust gas temperature changes during this time, there is a response delay in the detected value, so the exhaust gas temperature may fluctuate drastically. Sometimes, it is not possible to accurately detect the exhaust gas temperature, and it is not possible to effectively prevent fresh air from blowing through.

第2の発明によれば、基本的には第1の発明と同様のプ
セロセスで排気温微分値が演算され、この排気温微分値
が判定基準値(負の値)より小さいとき、すなわち新気
の吹き抜けが生じはじめたときに、沙給機の過給圧が下
げられる。このため、燃焼室への新気の流入速度、ない
し燃焼室内での新気の流速が小さくなるので、第1の発
明と同様に、未然に新気の吹き抜けが防止され、エミッ
ション性能の向上が図られる。また、不必要な過給圧の
上昇が防止され燃費性能が高められる。
According to the second invention, the exhaust gas temperature differential value is basically calculated in the same process as the first invention, and when the exhaust gas temperature differential value is smaller than the judgment reference value (negative value), that is, when the exhaust gas temperature is When blow-by begins to occur, the supercharging pressure of the pumping machine is lowered. For this reason, the inflow velocity of fresh air into the combustion chamber or the flow velocity of fresh air within the combustion chamber is reduced, so as in the first invention, blow-by of fresh air is prevented, and emission performance is improved. It will be planned. Further, unnecessary increase in supercharging pressure is prevented, and fuel efficiency is improved.

第3の発明によれば、まずもって第1の発明または第2
の発明と同様の作用・効果が得られる。
According to the third invention, first of all, the first invention or the second invention
The same action and effect as the invention can be obtained.

さらに、排気ガス浄化装置の触媒の温度が触媒活性化温
度より低いときには、例えば過給機を備えたエンジンに
おいてインタクーラをバイパスさせて吸気を供給するな
どといった方法により、吸気温度が高められるので、排
気ガス温度が高められ、これによって触媒温度が速やか
に高められ、エミッション性能の一層の向上が図られる
Furthermore, when the temperature of the catalyst in the exhaust gas purification device is lower than the catalyst activation temperature, the intake air temperature can be raised by, for example, bypassing the intercooler in an engine equipped with a supercharger and supplying intake air. The gas temperature is raised, which quickly raises the catalyst temperature and further improves the emission performance.

[実施例] 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。[Example] Examples of the present invention will be specifically described below.

第1図と第2図とに示すように、2サイクルエンジンC
Eには、シリンダブロック1と、該シリンダブロックl
の上側に締結されるシリンダヘッド2とが設けられてい
る。そして、シリンダブロックI内にはシリンダ3が配
置され、このシリンダ3内には、ピストン4が上死点と
下死点との間をシリンダ軸線方向に自在に往復摺動でき
るように嵌入されている。ここで、シリンダヘッド2の
下端面と、シリンダ3の内側面と、ピストン4の上端面
とによって燃焼室5が画成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a two-stroke engine C
E includes a cylinder block 1 and a cylinder block l.
A cylinder head 2 fastened to the upper side of the cylinder head 2 is provided. A cylinder 3 is disposed within the cylinder block I, and a piston 4 is fitted into the cylinder 3 so that it can freely reciprocate in the cylinder axial direction between top dead center and bottom dead center. There is. Here, a combustion chamber 5 is defined by the lower end surface of the cylinder head 2, the inner surface of the cylinder 3, and the upper end surface of the piston 4.

そして、下死点位置におけるピストン4の上端面よりや
や上側となる位置において(第1図、第2図はこの状態
を示している)、シリンダ3の側面には吸気ポート6が
設けられ、この吸気ポート6はピストン4の側面によっ
て開閉されるようになっている。また、燃焼室5の天井
面(シリンダヘッド2)には排気ポート7が設けられ、
この排気ポート7は排気弁8によって所定のタイミング
で開閉されるようになっている。
An intake port 6 is provided on the side surface of the cylinder 3 at a position slightly above the upper end surface of the piston 4 at the bottom dead center position (Figures 1 and 2 show this state). The intake port 6 is opened and closed by the side surface of the piston 4. Further, an exhaust port 7 is provided on the ceiling surface (cylinder head 2) of the combustion chamber 5,
This exhaust port 7 is opened and closed at predetermined timing by an exhaust valve 8.

ここで、ピストン4が上昇する行程においては、吸気ポ
ート6が閉じられた後燃焼室5内の吸気がピストン4に
よって圧縮されるとともに吸気中に燃料噴射弁9から燃
料が噴射されて混合気が形成され、この混合気が点火プ
ラグ10によって着火・燃焼させられるようになってい
る。そして、上死点通過後、混合気の燃焼によって生じ
る圧力によっテヒストン4が押し下げられ、この仕事が
りランク軸(図示せず)の回転動力に変換されるように
なっている。
Here, in the stroke in which the piston 4 moves upward, after the intake port 6 is closed, the intake air in the combustion chamber 5 is compressed by the piston 4, and fuel is injected from the fuel injection valve 9 during the intake to form an air-fuel mixture. This air-fuel mixture is ignited and combusted by the spark plug 10. After passing the top dead center, the pressure generated by the combustion of the air-fuel mixture pushes down the technology stone 4, and this work is converted into rotational power of a rank shaft (not shown).

このようにピストン4が下降する行程において、ピスト
ン4か所定の位置まで下降したときには排気弁8が開か
れ、燃焼ガスが排気ポート7を介して排気通路11に排
出されるようになっている。
In this downward stroke of the piston 4, when the piston 4 descends to a predetermined position, the exhaust valve 8 is opened and combustion gas is discharged into the exhaust passage 11 via the exhaust port 7.

なお、後で説明するように、排気弁8の開閉タイミング
は、コントロールユニット20からの信号に従って排気
弁開閉タイミング可変手段12によって制御されるよう
になっている。また、排気ガスは、排気通路11に介設
された排気ガス浄化装置13によって浄化されるように
なっている。
As will be explained later, the opening/closing timing of the exhaust valve 8 is controlled by the exhaust valve opening/closing timing variable means 12 in accordance with a signal from the control unit 20. Further, the exhaust gas is purified by an exhaust gas purification device 13 provided in the exhaust passage 11.

さらにピストン4が下死点近傍まで下降すると吸気ポー
ト6が開かれ、吸気ポート6から燃焼室5内に吸気(新
気)が供給され、この吸気は後で説明するように過給さ
れているので燃焼室5内に残留している燃焼ガスを排気
ポート7に押し出し、掃気を行なうようになっている。
When the piston 4 further descends to near the bottom dead center, the intake port 6 is opened, and intake air (fresh air) is supplied from the intake port 6 into the combustion chamber 5, and this intake air is supercharged as explained later. Therefore, the combustion gas remaining in the combustion chamber 5 is pushed out to the exhaust port 7 for scavenging.

このとき、吸気と燃焼ガスとはともに上向きに一方的に
流れるユニフローを形成し、デッドスペースが生じない
At this time, both the intake air and the combustion gas form a uniflow that flows unidirectionally upward, and no dead space is created.

そして、燃焼室5内に吸気を供給するために、吸気ポー
ト6と連通ずる吸気通路14が設けられ、この吸気通路
I4には、吸気を過給する過給機15と、断熱圧縮によ
って温度が上昇した吸気を冷却するインタクーラ16と
が設けられている。また、インタクーラI6をバイパス
するバイパス吸気通路17が設けられ、このバイパス吸
気通路17にはこれを開閉する切換バルブ18が介設さ
れている。
In order to supply intake air into the combustion chamber 5, an intake passage 14 communicating with the intake port 6 is provided, and this intake passage I4 is connected to a supercharger 15 that supercharges the intake air, and a supercharger 15 that supercharges the intake air and whose temperature is reduced by adiabatic compression. An intercooler 16 is provided to cool the rising intake air. Further, a bypass intake passage 17 that bypasses the intercooler I6 is provided, and a switching valve 18 that opens and closes the bypass intake passage 17 is provided.

そして、新気の吹き抜けを防止するために排気弁18の
開閉タイミングまたは過給機15の過給圧を制御し、か
つ排気ガス浄化装置13の触媒温度の低下を防止するた
めに吸気温度を制御するといった吸排気制御を行なう、
コントロールユニット20が設けられ、このコントロー
ルユニット20には、制御情報として、排気ポート7に
臨設された熱電対式排気温センサ21によって検出され
る排気ガス温度と、排気ガス浄化装置13の触媒に臨設
された熱電対式触媒温度センサ22によって検出される
触媒温度とが入力されろようになっている。なお、コン
トロールユニット20は、請求項Iに記載された排気弁
制御手段、請求項2に記載された過給圧制御手段、ある
いは請求項3に記載された吸気温度制御手段に相当し、
微分回路20aSCPU20b等を備えている。
Then, the opening/closing timing of the exhaust valve 18 or the boost pressure of the supercharger 15 is controlled to prevent fresh air from blowing through, and the intake air temperature is controlled to prevent the catalyst temperature of the exhaust gas purification device 13 from decreasing. Performs intake and exhaust control such as
A control unit 20 is provided, and the control unit 20 contains, as control information, the exhaust gas temperature detected by a thermocouple exhaust temperature sensor 21 installed at the exhaust port 7 and the exhaust gas temperature detected by a thermocouple exhaust temperature sensor 21 installed at the catalyst of the exhaust gas purification device 13. The catalyst temperature detected by the thermocouple type catalyst temperature sensor 22 can be input. Note that the control unit 20 corresponds to the exhaust valve control means according to claim I, the boost pressure control means according to claim 2, or the intake air temperature control means according to claim 3,
It is equipped with a differentiation circuit 20a, an SCPU 20b, and the like.

以下、第3図に示すフローチャートに従って、コントロ
ールユニット20による吸排気制御の制御方法を説明す
る。
Hereinafter, a method of controlling intake and exhaust gas by the control unit 20 will be explained according to the flowchart shown in FIG.

ステップ#1では、触媒温度センサ22によって検出さ
れる触媒温度Tcが読み込まれる。
In step #1, the catalyst temperature Tc detected by the catalyst temperature sensor 22 is read.

ステップ#2では、触媒温度Tcが触媒活性化温度以上
となっているか否かが比較される。本実施例では、触媒
温度Tcが触媒活性化温度より低いときには、切換バル
ブ18を開いて吸気温度を高めるようにしている。
In step #2, it is compared whether the catalyst temperature Tc is equal to or higher than the catalyst activation temperature. In this embodiment, when the catalyst temperature Tc is lower than the catalyst activation temperature, the switching valve 18 is opened to increase the intake air temperature.

ステップ#2での比較の結果、触媒温度Tcが触媒活性
化温度以上であれば(YES)、触媒の活性が十分に高
められており、したがって排気ガス温度をことさら高め
る必要がないので、ステップ#3で切換バルブ18が閉
じられ、過給機15から吐出される比較的高温の吸気が
インタクーラ16で冷却される。このため、燃焼室5に
供給される吸気の密度が高くなり、充填効率が高められ
、エンジン出力が高められる。この後、ステップ#5以
下の新気吹き抜は防止ルーチンが実行される。
As a result of the comparison in step #2, if the catalyst temperature Tc is equal to or higher than the catalyst activation temperature (YES), the activity of the catalyst has been sufficiently increased, and therefore there is no need to further increase the exhaust gas temperature, so step #2 3, the switching valve 18 is closed, and the relatively high temperature intake air discharged from the supercharger 15 is cooled by the intercooler 16. Therefore, the density of the intake air supplied to the combustion chamber 5 is increased, the charging efficiency is increased, and the engine output is increased. Thereafter, a routine for preventing fresh air from blowing in steps #5 and subsequent steps is executed.

一方、ステップ#2での比較の結果、触媒温度Tcが触
媒活性温度より低ければ(NO)、排気ガス温度を高め
て触媒の早期活性化を図るために、ステップ#4で切換
バルブ18が開かれる。このとき、過給機15から吐出
される比較的高温の吸気が、インタクーラI6をバイパ
スして燃焼室5に供給されるので、排気ガス温度が高め
られ、これによって触媒温度が高められ、触媒の活性化
が図られる。この後、ステップ#5以下の新気吹き抜は
防止ルーチンが実行される。
On the other hand, as a result of the comparison in step #2, if the catalyst temperature Tc is lower than the catalyst activation temperature (NO), the switching valve 18 is opened in step #4 in order to raise the exhaust gas temperature and activate the catalyst early. It will be done. At this time, the relatively high-temperature intake air discharged from the supercharger 15 bypasses the intercooler I6 and is supplied to the combustion chamber 5, increasing the exhaust gas temperature, which increases the catalyst temperature and increases the catalyst temperature. It will be revitalized. Thereafter, a routine for preventing fresh air from blowing in step #5 and subsequent steps is executed.

ステップ#5では、排気温センサ21の検出値Tpが読
み込まれる。
In step #5, the detected value Tp of the exhaust temperature sensor 21 is read.

ステップ#6では、排気温センサ検出値Tpの時間tに
対する変化率ΔTp/Δtすなわち熱流束(排気温セン
サ21の温度検出部(熱電対)に流入する単位時間、単
位面積あ1こりの熱量)が演算される。
In step #6, the rate of change ΔTp/Δt of the exhaust temperature sensor detection value Tp with respect to time t, that is, heat flux (unit time, amount of heat flowing into the temperature detection part (thermocouple) of the exhaust temperature sensor 21 per unit area) is calculated.

前記したとおり、熱電対は熱容量をもっており、このた
め排気ガス温度が変化した場合、排気温センサ検出値T
pには必然的に時間遅れが伴われるか、熱流束は排気ガ
ス温度の変化に対してほとんど時間遅れなく応答するの
で、上記熱流束から排気ガス温度の変化が応答遅れなく
検知される。そして、本実施例では熱流束が予め設定さ
れる負の判定基準値より小さいとき、すなわち排気ガス
温度の低下速度が大きいときには、新気の吹き抜けか生
じはじめているものと考えられるので、排気弁8の開閉
タイミングを早め、あるいは過給機15の過給圧を低下
させ、未然に新気の吹き抜けを防止するようにしている
As mentioned above, thermocouples have heat capacity, so when the exhaust gas temperature changes, the exhaust gas temperature sensor detection value T
Either p is inevitably accompanied by a time delay, or the heat flux responds to changes in the exhaust gas temperature with almost no time delay, so changes in the exhaust gas temperature can be detected from the heat flux without any response delay. In this embodiment, when the heat flux is smaller than a preset negative judgment reference value, that is, when the rate of decrease in exhaust gas temperature is large, it is considered that fresh air is starting to blow through, so the exhaust valve 8 The opening/closing timing of the supercharger 15 is advanced or the supercharging pressure of the supercharger 15 is lowered to prevent fresh air from blowing through.

ステップ#7では、熱流束が判定基準値(負の値)より
小さいか否か、すなわち新気の吹き抜けが生じはじめて
いるか否かが比較される。
In step #7, a comparison is made to determine whether the heat flux is smaller than a determination reference value (negative value), that is, whether fresh air is beginning to blow through.

ステップ#7での比較の結果、新気の吹き抜けが生して
いれば(YES)、ステップ#9て排気弁8の開閉タイ
ミングθCが予め設定される増分Δθだけ進角され(早
められる)、一方新気の吹き抜けが生じていなければ(
NO)、ステップ#8で開閉タイミングθCが八〇だけ
遅角される。つまり、新気の吹き抜けか生じていれば、
これが生じなくなるまで開閉タイミングがΔθずつ進角
され、新気の吹き抜けが生じていなければ、開閉タイミ
ングがΔθづつ徐々に遅角されるといった、フィードバ
ック制御が行なわれ、開閉タイミングθCが、燃焼室5
内の掃気が完全に行なわれるとともに新気の吹き抜けの
発生が防止される最適な状態に保持される。第4図に、
このような排気弁8の開閉タイミング制御が行なわれた
場合の、吸気ポート6の開閉特性(曲線G、)と、最大
遅角時(遅閉じ)の排気弁8の開閉特性(曲線C,)と
、最大進角時(早閉じ)の排気弁8の開閉特性(曲線G
3)とを示す。
As a result of the comparison in step #7, if fresh air is blowing through (YES), the opening/closing timing θC of the exhaust valve 8 is advanced (advanced) by a preset increment Δθ in step #9. On the other hand, if there is no fresh air blowing through (
NO), the opening/closing timing θC is retarded by 80 in step #8. In other words, if there is a blow-through of fresh air,
Feedback control is performed in which the opening/closing timing is advanced by Δθ until this does not occur, and if no fresh air blow-through occurs, the opening/closing timing is gradually retarded by Δθ.
The air inside the tank is completely scavenged and kept in an optimal state to prevent fresh air from blowing through. In Figure 4,
When such opening/closing timing control of the exhaust valve 8 is performed, the opening/closing characteristics of the intake port 6 (curve G,) and the opening/closing characteristics of the exhaust valve 8 at maximum retard (late closing) (curve C,) and the opening/closing characteristics of the exhaust valve 8 at maximum advance (early closing) (curve G
3).

このような、排気弁8の開閉タイミング制御が行なわれ
、新気の吹き抜けが防止され、排気ガス温度の低下が防
止され、エンジンCEのエミッション性能が高められる
Such opening/closing timing control of the exhaust valve 8 is performed, preventing fresh air from blowing through, preventing a decrease in exhaust gas temperature, and improving the emission performance of the engine CE.

また、このような排気弁8の開閉タイミング制御を行な
う代わりに、ステップ#10〜ステップ#12に示すよ
うに、過給機15の過給圧を制御することによって、新
気の吹き抜けを防止するようにしてもよい。
Furthermore, instead of controlling the opening/closing timing of the exhaust valve 8, as shown in steps #10 to #12, the supercharging pressure of the supercharger 15 is controlled to prevent fresh air from blowing through. You can do it like this.

この場合、ステップ#lOで新気の吹き抜けが生じてい
るか否がか比較され、新気吹き抜けが生じていれば(Y
ES)、ステップ#12で過給圧Pを予め設定される増
分ΔPだけ低下させ、燃焼室5内の新気の流速を小さく
して吹き抜けを防止し、新気吹き抜けが生じていなけれ
ば(NO)、ステップ#11で過給圧PをΔPだけ高め
るといった過給圧のフィードバック制御が行なわれる。
In this case, it is compared in step #lO whether or not fresh air blow-through has occurred, and if fresh air blow-through has occurred (Y
ES), in step #12, the supercharging pressure P is lowered by a preset increment ΔP to reduce the flow velocity of fresh air in the combustion chamber 5 to prevent blow-through, and if fresh air blow-through has not occurred (NO ), and in step #11, feedback control of the supercharging pressure is performed such that the supercharging pressure P is increased by ΔP.

この場合も、ステップ#7〜ステップ#9の開閉タイミ
ング制御の場合と同様、新気の吹き抜けの発生が防止さ
れ、エミッション性能が高められる。
In this case, as in the case of the opening/closing timing control in steps #7 to #9, occurrence of fresh air blow-through is prevented and emission performance is improved.

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

第1図は、本発明にかかる吸排気構造を備えた2サイク
ルエンジンのシステム構成図である。 第2図は、第1図に示すエンジンの主要部の一部断両立
面説明図である。 第3図は、コントロールユニットによる吸排気制御の制
御方法を示すフローチャートである。 第4図は、吸気ポートの開閉時期と、排気弁の開閉時期
のクランク角に対する特性を示す図である。 CE・・・エンジン、■・・・シリンダブロック、2・
・。 シリンダヘッド、3・シリンダ、4・・ピストン、5・
・・燃焼室、6・・吸気ポート、7・・・排気ポート、
8 ・排気弁、11・・排気通路、I2・・排気弁開閉
タイミング可変手段、13・・排気ガス浄化装置、14
・・・吸気通路、15・・・過給機、16・・・インタ
クーラ、17・・・バイパス吸気通路、18・・・切換
バルブ、20・・・コントロールユニット、20a・・
・微分回路、20b・・・CPU、21・・・排気温セ
ンサ、22・・・触媒温度センサ。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a two-stroke engine equipped with an intake and exhaust structure according to the present invention. FIG. 2 is a partially cutaway and elevational explanatory view of the main parts of the engine shown in FIG. 1. FIG. 3 is a flowchart showing a method of controlling intake and exhaust control by the control unit. FIG. 4 is a diagram showing the characteristics of the opening/closing timing of the intake port and the opening/closing timing of the exhaust valve with respect to the crank angle. CE...Engine, ■...Cylinder block, 2.
・. Cylinder head, 3. Cylinder, 4.. Piston, 5.
・・Combustion chamber, 6・・Intake port, 7・・Exhaust port,
8 - Exhaust valve, 11... Exhaust passage, I2... Exhaust valve opening/closing timing variable means, 13... Exhaust gas purification device, 14
...Intake passage, 15...Supercharger, 16...Intercooler, 17...Bypass intake passage, 18...Switching valve, 20...Control unit, 20a...
- Differential circuit, 20b...CPU, 21...Exhaust temperature sensor, 22...Catalyst temperature sensor.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)燃焼室の天井面に設けられた排気ポートを排気弁
で開閉し、シリンダ側壁に設けられた吸気ポートをピス
トンで開閉するようにした上方流れユニフロー式の2サ
イクルエンジンにおいて、排気ガス温度を検出する排気
温センサを設けるとともに、排気温センサ検出値の時間
に対する変化率を演算して該変化率が予め設定される負
の判定基準値より小さいときには排気弁を早閉じさせる
排気弁制御手段を設けたことを特徴とするエンジンの吸
排気構造。
(1) In an upward flow uniflow two-stroke engine in which an exhaust valve opens and closes the exhaust port on the ceiling of the combustion chamber, and a piston opens and closes the intake port on the side wall of the cylinder, the exhaust gas temperature Exhaust valve control means is provided with an exhaust temperature sensor for detecting the exhaust temperature sensor, calculates the rate of change of the detected value of the exhaust temperature sensor over time, and closes the exhaust valve early when the rate of change is smaller than a preset negative judgment reference value. An engine intake and exhaust structure characterized by having the following features:
(2)過給機で吸気を過給する一方、燃焼室の天井面に
設けられた排気ポートを排気弁で開閉し、シリンダ側壁
に設けられた吸気ポートをピストンで開閉するようにし
た上方流れユニフロー式の2サイクルエンジンにおいて
、 排気ガス温度を検出する排気温センサを設けるとともに
、排気温センサ検出値の時間に対する変化率を演算して
該変化率が予め設定される負の判定基準値より小さいと
きには過給機の過給圧を低下させる過給圧制御手段を設
けたことを特徴とするエンジンの吸排気構造。
(2) While the intake air is supercharged by the turbocharger, the exhaust port provided on the ceiling of the combustion chamber is opened and closed by an exhaust valve, and the intake port provided in the cylinder side wall is opened and closed by a piston. In a uniflow type two-stroke engine, an exhaust temperature sensor is provided to detect the exhaust gas temperature, and the rate of change of the detected value of the exhaust temperature sensor over time is calculated and the rate of change is smaller than a preset negative judgment reference value. An intake and exhaust structure for an engine, which is sometimes equipped with a boost pressure control means for lowering the boost pressure of a supercharger.
(3)請求項1または請求項2に記載されたエンジンの
吸排気構造において、 排気ガス浄化装置と該排気ガス浄化装置の触媒温度を検
出する触媒温度センサとを設ける一方、触媒温度センサ
によって検出される触媒温度が触媒活性化温度より低い
ときには吸気温度を高める吸気温度制御手段を設けたこ
とを特徴とするエンジンの吸排気構造。
(3) In the engine intake and exhaust structure according to claim 1 or 2, an exhaust gas purification device and a catalyst temperature sensor for detecting the catalyst temperature of the exhaust gas purification device are provided, and the catalyst temperature sensor detects the temperature. An intake/exhaust structure for an engine, characterized in that an intake/exhaust structure for an engine is provided, the intake/exhaust structure being provided with an intake air temperature control means for increasing the intake air temperature when the catalyst temperature is lower than the catalyst activation temperature.
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