JPH0229845B2

JPH0229845B2 -

Info

Publication number: JPH0229845B2
Application number: JP56182324A
Authority: JP
Inventors: Makoto Ueno
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1981-11-16
Filing date: 1981-11-16
Publication date: 1990-07-03
Also published as: JPS5885334A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は分割運転制御式内燃機関に関する。

スロツトル弁により機関負荷を制御するように
した内燃機関ではスロツトル弁開度が小さくなる
につれて燃料消費率が悪化する。従つて燃料消費
率を向上するために機関低負荷運転時には一部の
気筒を休止させると共に残りの気筒に高負荷運転
を行なわせるようにした分割運転制御式内燃機関
が、例えば特開昭55−69736号公報に記載されて
いるように公知である。この公知の内燃機関では
第１図に示すように気筒が第１気筒群Ａと第２気
筒群Ｂとに分割され、第１気筒群Ａと第２気筒群
Ｂに夫々第１吸気マニホルド１と第２吸気マニホ
ルド２を接続すると共に第１吸気マニホルド１と
第２吸気マニホルド２を共通のスロツトル弁３を
介して大気に連通させ、第１吸気マニホルド１の
吸入空気入口部に吸気遮断弁４を設けると共に排
気マニホルド５と第１吸気マニホルド１とを連結
する排気還流通路６内に排気還流弁７を設け、機
関低負荷運転時には燃料噴射弁８からの燃料噴射
を停止させると共に吸気遮断弁４を閉弁しかつ排
気還流弁７を開弁して第２気筒群Ｂを高負荷運転
せしめ、一方機関高負荷運転時には全燃料噴射弁
８，９から燃料を噴射すると共に吸気遮断弁４を
開弁しかつ排気還流弁７を閉弁して全気筒Ａ，Ｂ
を発火運転せしめるようにしている。この内燃機
関では上述のように機関低負荷運転時に吸気遮断
弁４が閉弁しかつ排気還流弁７が開弁して第１気
筒群Ａに排気還流通路６を介して排気ガスが循環
されるためにポンピング損失をなくすことがで
き、しかもこのとき第２気筒群Ｂが高負荷運転せ
しめられるので燃料消費率を向上することができ
る。

このような分割運転制御式内燃機関において機
関排気系に三元触媒コンバータと酸素濃度検出器
を取付け、酸素濃度検出器の出力信号に基いて機
関シリンダ内に供給される混合気の空燃比を理論
空燃比に一致せしめようとした場合には吸入空気
量を正確に計測する必要があり、このために第１
図に示すようにスロツトル弁３の上流にエアフロ
ーメータＫを取付けてこのエアフローメータＫの
出力信号に基いて燃料噴射弁８，９からの燃料噴
射時間を制御するようにしている。しかしながら
この内燃機関では第１図に示すように各燃料噴射
弁８，９は共通の燃料供給管Ｍを介して燃料供給
ポンプＰに接続され、この燃料供給管Ｍにスロツ
トル弁３下流の吸気通路の負圧に応動する燃料噴
射圧調整弁Ｖが設けられて燃料供給管Ｍ内の燃料
圧とスロツトル弁３下流の吸気通路内の負圧との
圧力差が一定となるように制御する構造となつて
いる。従つてこの内燃機関では、例えば高負荷運
転から低負荷運転に移行する際に吸気遮断弁４が
全開状態から全閉状態まで閉弁する間、第１吸気
マニホルド１内に発生する負圧は第２吸気マニホ
ルド２内の負圧、即ち燃料噴射圧調整弁Ｖの負圧
室Ｅ内の負圧よりも大きくなり、斯くして燃料供
給管Ｍ内の燃料圧と第１吸気マニホルド１内の負
圧との圧力差は燃料噴射圧調整弁Ｖにより予め定
められた一定圧よりも大きくなるために過濃な混
合気が第１気筒群Ａに供給されるという問題を生
じる。

本発明は第１気筒群が休止状態から嫁動状態に
移行する間、或いは嫁動状態から休止状態に移行
する間においても第１気筒群に供給される混合気
の空燃比を予め定められた空燃比に保持し、それ
によつて運転気筒数切換時においても良好な排気
エミツシミンを確保できるようにした内燃機関を
提供することにある。

以下、添附図面を参照して本発明を詳細に説明
する。

第２図を参照すると１０は機関本体、１１は第
１吸気マニホルド、１２は第２吸気マニホルド、
１３はサージタンク、１４は第１排気マニホル
ド、１５は第２排気マニホルド、１６ａ，１６
ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆは１番気
筒、２番気筒、３番気筒、４番気筒、５番気筒並
びに６番気筒を夫々示す。なお、これらの各気筒
は気筒１６ａ，１６ｂ，１６ｃからなる第１気筒
群Ａと、気筒１６ｄ，１６ｅ，１６ｆからなる第
２気筒群Ｂとに分割される。第２図からわかるよ
うに第１吸気マニホルド１１並びに第１排気マニ
ホルド１４は第１気筒群Ａに接続され、第２吸気
マニホルド１２並びに第２排気マニホルド１５は
第２気筒群Ｂに接続される。第２図並びに第３図
に示されるように第１吸気マニホルド１１並びに
第２吸気マニホルド１２の各マニホルド枝管には
燃料噴射弁１７ａ，１７ｂが取付けられ、これら
の各燃料噴射弁１７ａ，１７ｂのソレノイドは電
子制御ユニツト１８に接続される。一方、第１排
気マニホルド１４並びに第２排気マニホルド１５
はそれらの出口部において共通の仕切壁１９によ
り仕切られており、この仕切壁１９内に両排気ホ
ニホルド１４，１５内に露呈する酸素濃度検出器
２０が配置される。この酸素濃度検出器２０は電
子制御ユニツト１８に接続される。なお、図には
示さないが第１排気マニホルド１４並びに第２排
気マニホルド１５の出口部に接続された排気管内
には三元触媒コンバータが取付けられる。第１吸
気マニホルド１１は吸入空気入口部２１と、この
吸入空気入口部２１から分岐して各気筒１６ａ，
１６ｂ，１６ｃに夫々連結された３本のマニホル
ド枝管を有し、吸入空気入口部２１はサージタン
ク１３に接続される。また、第２吸気マニホルド
１２も同様に吸入空気入口部２２と、この吸入空
気入口部２２から分岐して各気筒１６ｄ，１６
ｅ，１６ｆに夫々連結された３本のマニホルド枝
管を有し、吸入空気入口部２２はサージタンク１
３に接続される。サージタンク１３のほぼ中央部
には吸気ダクト２３が取付けられ、この吸気ダク
ト２３内にはスロツトル弁２４が配置される。こ
のスロツトル弁２４は車両運転室内に設けられた
アクセルペタルに接続される。更に、第３図に示
すように吸気ダクト２３にはエアフローメータ２
５が取付けられ、このエアフロメータ２５は図示
しないリード線を介して電子制御ユニツト１８に
接続される。第２図からわかるように第１吸気マ
ニホルド１１並びに第２吸気マニホルド１２は機
関本体１０の長手方向に対して直角をなす対称軸
線Ｓに関して実質的に対称的な形状を有してお
り、更に吸気ダクト２３はほぼこの対称軸線Ｓ上
に配置されている。また、サージタンク１３も対
称軸線Ｓに関して実質的に対称な形状を有する。

第２図並びに第３図に示されるように第１吸気
マニホルド１１の吸入空気入口部２１内には吸気
遮断弁２６が配置され、吸気遮断弁２６の弁軸２
７には負圧ダイアフラム装置３０に連結されたア
ーム２８と第１切換スイツチ２９が取付けられ
る。第３図に示されるように負圧ダイアフラム装
置３０は互に間隔を隔だてた一対のダイアフラム
３１，３２を有し、負圧ダイアフラム装置３０の
内部はこれらダイアフラム３１，３２によつて第
１負圧室３３、第２負圧室３４並びに大気圧室３
５に３分割される。第１負圧室３３内にはダイア
フラム押圧用圧縮ばね３６が挿入され、更にダイ
アフラム３１と係合可能に配置されてダイアフラ
ム３１の変位量を調整可能なストツパ３７が負圧
ダイアフラム装置３０のハウジングに螺着され
る。また、第２負圧室３４内に露呈するダイアフ
ラム３１の表面上には開孔３８を有する係合部材
３９が固着され、この開孔３８よりも大きな径を
有しかつ係合部材３９内で移動可能な拡大頭部を
有する遊び結合ロツド４０がダイアフラム３２に
固着される。また、ダイアフラム３１，３２間に
は圧縮ばね４１が挿入され、ダイアフラム３２は
制御ロツド４２を介してアーム２８の先端部に連
結される。第１負圧室３３は大気に連通可能な第
１電磁切換弁４３、絞り４６並びに負圧導管４４
を介してサージタンク１３内に接続され、第２負
圧室３４は大気に連通可能な第２電磁切換弁４５
並びに負圧導管４７を介してサージタンク１３内
に接続される。一方、第１切換スイツチ２９はス
ロツトル弁２６の弁軸２７と共に回転する可動接
点４９と、この可動接点４９と接触可能な３個の
固定接点５０，５１，５２を有し、これらの固定
接点５０，５１，５２は電子制御ユニツト１８に
接続される。可動接点４９はスロツトル弁２６が
全開しているとき固定接点５０に接続し、スロツ
トル弁２６が半開きのときに固定接点５１に接続
し、スロツトル弁２６が全閉したときに固定接点
５２に接続される。

一方、酸素濃度検出器２０上流の第１排気マニ
ホルド１４と吸気遮断弁２６下流の第１吸気マニ
ホルド１１とは排気還流通路５３によつて互に連
結され、この排気還流通路５３には負圧ダイアフ
ラム式排気還流弁５４が挿着される。この排気還
流弁５４はダイアフラム５５によつて隔離された
負圧室５６と大気圧室５７を具備し、負圧室５６
内にはダイアフラム押圧用圧縮ばね５８が挿入さ
れる。この負圧室５６は大気に連通可能な第３電
磁切換弁５９並びに負圧導管６０を介してサージ
タンク１３内に連結される。この第３電磁切換弁
５９のソレノイド、並びに第１、第２電磁切換弁
４３，４５のソレノイドは電子制御ユニツト１８
に接続される。排気還流通路５３内には排気還流
通路５３の開閉制御をする弁体６１が配置され、
この弁体６１は弁ロツド６２を介してダイアフラ
ム５５に連結される。更に、排気還流弁５４は第
２切換スイツチ６３を具備する。この第２切換ス
イツチ６３はダイアフラム５５に連結されてダイ
アフラム５５の移動によつて作動せしめられる可
動接点６４と、この可動接点６４と接触可能な一
対の固定接点６５，６６を有し、これらの固定接
点６５，６６は電子制御ユニツト１８に接続され
る。可動接点６４は弁体６１が閉弁しているとき
固定接点６５に接続され、弁体６１が開弁すると
固定接点６６に接続される。なお、第３図に示さ
れるようにサージタンク１３には機関負荷を検出
するための負圧センサ６７が取付けられ、この負
圧センサ６７は電子制御ユニツト１８に接続され
る。また、第２図に示されるように再循環排気ガ
ス流量制御弁７３と再循環排気ガス導管６９から
なる排気ガス再循環装置が設けられる。この再循
環排気ガス導管６９の排気ガス流入口７０は酸素
濃度検出器２０上流の第１排気マニホルド１４内
に接続され、再循環排気ガス導管６９の排気ガス
流出口７１はほぼ対称軸線Ｓ上においてサージタ
ンク１３内に接続される。なお、第２図並びに第
３図に示さないが機関回転数を検出するために回
転数センサ７２（第４図）が機関本体１０に取付
けられる。

一方、第３図に示されるように第１気筒群Ａの
燃料噴射弁１７ａは第１燃料供給管８０を介して
燃料タンク７９に接続され、第１燃料供給管８０
には第１燃料噴射圧調整弁８２が設けられる。ま
た、第２気筒群Ｂの燃料噴射弁１７ｂは第２燃料
供給管８１を介して燃料タンク７９に接続され、
第２燃料供給管８１には第２燃料噴射圧調整弁８
３が設けられる。第１燃料噴射圧調整弁８２と第
２燃料噴射圧調整弁８３は夫々ダイアフラムａに
よつて分離された燃料室ｂと負圧室Ｃとを有し、
負圧室Ｃ内にはダイアフラム押圧用圧縮ばねｄが
挿入される。燃料室ｂは燃料入口ポートｅと燃料
出口ポートｆとを有し、ダイアフラムａには燃料
入口ポートｅの開閉制御をする弁体ｇが連結され
る。一方、燃料出口ポートｆは夫々燃料返戻導管
８４，８５を介して燃料タンク７９に連結され
る。また、第１燃料供給管８０並びに第２燃料供
給管８１には夫夫共通の駆動モータ８６によつて
駆動される燃料供給ポンプ８７，８８が設けられ
る。

第３図に示されるように第１燃料噴射圧調整弁
８２の負圧室Ｃは負圧導管８９を介して吸気遮断
弁２６後流の第１吸気マニホルド１１内に接続さ
れる。この第１燃料噴射圧調整弁８２の弁体ｇは
燃料室ｂ内の圧力と負圧室Ｃ内の負圧との圧力差
が圧縮ばねｄのばね力に定まる一定圧よりも大き
くなると燃料入口ポートｅを開弁し、小さくなる
と燃料入口ポートｅを開弁する。従つて燃料噴射
弁１７ａに供給される燃料の圧力と吸気マニホル
ド１１内の負圧との圧力差は吸気遮断弁２６の開
度に関係なく一定に保持され、斯くして燃料噴射
弁１７ａから噴射される燃料の量は燃料噴射時間
に比例することになる。一方、第２燃料噴射圧調
整弁８３の負圧室Ｃは負圧導管９０を介してサー
ジタンク１３内に接続され、同様に第２燃料噴射
圧調整弁８３によつて燃料噴射弁１７ｂに供給さ
れる燃料の圧力と吸気マニホルド１２内の負圧と
の圧力差は一定に保持される。従つて燃料噴射弁
１７ｂから噴射される燃料の量は燃料噴射時間に
比例することになる。

第４図は電子制御ユニツト１８の回路図を示
す。第４図を参照すると、電子制御ユニツト１８
はデイジタルコンピユータからなり、各種の演算
処理を行なうマイクロプロセツサ（MPU）２０
０、ランダムアクセスメモリ（RAM）２０１、
制御プログラム、演算定数等が予め格納されてい
るリードオンリメモリ（ROM）２０２、入力ポ
ート２０３並びに出力ポート２０４が双方向性パ
ス２０５を介して互いに接続されている。更に、
電子制御ユニツト１８内には各種のクロツク信号
を発生するクロツク発生器２０６が設けられる。
第４図に示されるように回転数センサ７２、第１
切換スイツチ２９、第２切換スイツチ６３が夫々
対応するバツフア増巾器２０７，２０８，２０９
を介して入力ポート２０３に接続される。また、
エアフローメータ２５並びに負圧センサ６７は対
応するバツフア増巾器２１０，２１１並びにAD
変換器２１２，２１３を介して入力ポート２０３
に接続され、酸素濃度検出器２０はバツフア増巾
器２１４並びにコンパレータ２１５を介して入力
ポート２０３に接続される。

エアフローメータ２５は吸入空気量に比例した
出力電圧を出力し、この出力電圧はAD変換器２
１２において対応する２進数に変換された後入力
ポート２０３並びにバス２０５を介してMPU２
００に読み込まれる。回転数センサ７２は機関回
転数を表わす出力パルスを発生し、この出力パル
スが入力ポート２０３並びにバス２０５を介して
MPU２００に読み込まれる。酸素濃度検出器２
０は排気ガスが酸化雰囲気のとき0.1ボルト程度
の出力電圧を発生し、排気ガスが還元雰囲気のと
き0.9ボルト程度の出力電圧を発生する。この酸
素濃度検出器２０の出力電圧はコンパレータ２１
５において例えば0.5ボルト程度の基準値と比較
され、例えば排気ガスが酸化雰囲気のときコンパ
レータ２１５の一方の出力端子に出力信号が発生
し、排気ガスが還元雰囲気のときコンパレータ２
１５の他方の出力端子に出力信号が発生する。コ
ンパレータ２１５の出力信号は入力ポート２０３
並びにバス２０５を介してMPU２００に読み込
まれる。負圧センサ６７はサージタンク１３内の
負圧に比例した出力電圧を出力し、この出力電圧
はAD変換器２１３において対応する２進数に変
換された後入力ポート２０３並びにバス２０５を
介してMPU２００に読み込まれる。第１切換ス
イツチ２９並びに第２切換スイツチ６３の接点切
換信号は入力ポート２０３並びにバス２０５を介
してMPU２００に読み込まれる。

出力ポート２０４は燃料噴射弁１７ａ，１７ｂ
並びに電磁切換弁４３，４５，５９を作動するた
めに設けられており、この出力ポート２０４には
２進数のデータがMPU２００からバス２０５を
介して書き込まれる。出力ポート２０４の出力端
子はダウンカウンタ２１６，２１７並びにラツチ
２１８の対応する入力端子に接続されている。各
ダウンカウンタ２１６，２１７はMPU２００か
ら書き込まれた２進数のデータをそれに対応する
時間の長さに変換するために設けられており、こ
れらダウンカウンタ２１６，２１７は出力ポート
２０４から送り込まれたデータのダウンカウント
をクロツク発生器２０６のクロツク信号によつて
開始し、カウント値が０になるとカウントを完了
して出力端子にカウント完了信号を発生する。各
Ｓ−Ｒフリツプフロツプ２１９，２２０のリセツ
ト入力端子Ｒは夫々ダウンカウンタ２１６，２１
７の出力端子に接続され、Ｓ−Ｒフリツプフロツ
プ２１９，２２０のセツト入力端子Ｓはクロツク
発生器２０６に接続される。これらのＳ−Ｒフリ
ツプフロツプ２１９，２２０はクロツク発生器２
０６のクロツク信号によりダウンカウント開始と
同時にセツトされ、ダウンカウント完了時に対応
するダウンカウンタ２１６，２１７のカウンタ完
了信号によつてリセツトされる。従つてＳ−Ｒフ
リツプフロツプ２１９，２２０の出力端子Ｑは対
応するダウンカウンタ２１６，２１７のダウンカ
ウントが行なわれている間高レベルとなる。Ｓ−
Ｒフリツプフロツプ２１９，２２０の出力端子Ｑ
は夫々電力増巾回路２２１，２２２を介して第１
気筒群Ａの燃料噴射弁１７ａ並びに第２気筒群Ｂ
の燃料噴射弁１７ｂに接続されており、従つてダ
ウンカウンタ２１６，２１７がダウンカウントし
ている間燃料噴射弁１７ａ，１７ｂから夫々燃料
が噴射される。一方、出力ポート２０４に書き込
まれた電磁切換弁制御用データはラツチ２１８に
より保持され、ラツチ２１８に保持されたデータ
によつて電磁制御弁４３，４５，５９が作動せし
められる。

第５図並びに第６図は本発明による分割運転制
御方式を説明するためのタイムチヤートを示す。
第５図並びに第６図においてａからｈの各線図は
次のものを示す。

ａ：負圧センサ６７の出力電圧。

ｂ：第１電磁切換弁４３のソレノイドに印加され
る制御電圧。

ｃ：第２電磁切換弁４５のソレノイドに印加され
る制御電圧。

ｄ：第３電磁切換弁５９のソレノイドに印加され
る制御電圧。

ｅ：第２気筒群Ｂの燃料噴射弁１７ｂに印加され
る制御パルス。

ｆ：第１気筒群Ａの燃料噴射弁１７ａに印加され
る制御パルス。

ｇ：吸気遮断弁２６の開度。

ｈ：排気還流弁５４の弁体６１の開度。

なお、第５図は高負荷運転から低負荷運転に移
るときを示しており、第６図は低負荷運転から高
負荷運転に移るときを示している。

第５図の時間T₁は負圧センサ６７の出力電圧
が低い高負荷運転時を示している。このとき第５
図ｂに示されるように第１電磁切換弁４３のソレ
ノイドは消勢されており、従つて第１負圧室３３
は第１電磁切換弁４３を介して大気に連通してい
る。また、このとき第５図ｃに示されるように第
２電磁切換弁４５のソレノイドも消勢されてお
り、従つて第２負圧室３４も第２電磁切換弁４５
を介して大気に連通している。その結果、両ダイ
アフラム３１，３２は最も大気圧室３５側に移動
しており、斯くして第５図ｇに示すように吸気遮
断弁２６は全開している。更に、第５図の時間
T₁においては第５図ｄに示すように第３電磁切
換弁５９のソレノイドが消勢されており、従つて
排気還流弁５４の負圧室５６は第３電磁切換弁５
９を介して大気に連通している。斯くしてダイア
フラム５５は最も大気圧室５７側に移動してお
り、その結果第５図ｈに示すように弁体６１が排
気還流通路５３を全閉している。

一方、このとき第４図のMPU２００において
回転数センサ７２の出力パルスから機関回転数が
計算され、更にこの機関回転数とエアフローメー
タ２５の出力信号から基本燃料噴射量が計算され
る。また、三元触媒を用いたときには機関シリン
ダ内に供給される混合気の空燃比が理論空燃比と
なつたときに最も浄化効率が高くなり、従つて機
関シリンダ内に供給される混合気の空燃比が理論
空燃比に近づくように基本燃料噴射量を酸素濃度
検出器２０の出力信号に基いて補正して燃料噴射
量が計算される。この燃料噴射量を表わすデータ
は出力ポート２０４に書き込まれ、このデータに
基いて第５図ｅ並びに第５図ｆに示されるような
パルスが第１気筒群Ａの燃料噴射弁１７ａ並びに
第２気筒群Ｂの燃料噴射弁１７ｂに印加される。
従つて機関高負荷運転時には全燃料噴射弁１７
ａ，１７ｂから燃料が噴射される。

次いで第５図の時刻Taにおいて高負荷運転か
ら低負荷運転に切換えられたとすると第５図ａに
示すように負圧センサ６７の出力電圧は急激に上
昇する。MPU２００では負圧センサ６７の出力
電圧が基準値Vr（第５図ａ）よりも大きくなつた
ときに低負荷運転であると判別され、その結果第
５図ｂに示すように第１電磁切換弁４３のソレノ
イドを付勢すべきデータを出力ポート２０４に書
き込む。このようにして第１電磁切換弁４３のソ
レノイドが付勢されると第１負圧室３３は絞り４
６並びに第１電磁切換弁４３を介してサージタン
ク１３内に接続される。その結果、第１負圧室３
３内の負圧は徐々に高くなるためにダイアフラム
３１は圧縮ばね３６に抗して第１負圧室３３側に
移動する。このとき係合部材３９が遊び連結ロツ
ド４０と係合するために制御ロツド４２を持ち上
げ、斯くして第５図ｇに示されるように吸気遮断
弁２６は徐徐に閉弁する。一方、負圧センサ６７
によつて高負荷運転から低負荷運転になつたこと
が検出されると酸素濃度検出器２０による空燃比
のフイードバツク制御が停止され、同時にエアフ
ローメータ２５並びに負圧センサ６７の検出信号
に基いて第１気筒群Ａ並びに第２気筒群Ｂに夫々
供給される混合気の空燃比が理論空燃比となるよ
うに燃料噴射弁１７ａ並びに燃料噴射弁１７ｂか
ら噴射される燃料量が制御される。即ち、吸気遮
断弁２６が徐々に閉弁するとそれに伴なつてサー
ジタンク１３内の負圧が小さくなり、機関回転数
が一定とすると吸気遮断弁２６の開度とサージタ
ンク１３内の負圧の間には一対一の関係がある。
更に、機関回転数が一定であれば吸気遮断弁２６
の開度は第１気筒群Ａ並びに第２気筒群Ｂに対す
る供給吸入空気の割り振り比と一対一の関係があ
り、従つて機関回転数が一定であればサージタン
ク１３内の負圧と第２気筒群Ｂに供給される吸入
空気量との間には一対一の関係がある。斯くして
各機関回転数に対してサージタンク１３内の負圧
と第２気筒群Ｂに供給される吸入空気量との関係
がわかつていれば機関回転数とサージタンク１３
内の負圧から第２気筒群Ｂに供給される吸入空気
量を求めることができる。本発明では機関回転数
Ｎ、サージタンク１３内の負圧Ｐと第２気筒群Ｂ
に供給される吸入空気量との関係を予め実験によ
り求め、機関回転数Ｎ、サージタンク内負圧Ｐと
第２気筒群Ｂに供給される吸入空気量との関係が
予めROM２０２内に記憶されている。従つて回
転数センサ７２の出力信号から機関回転数Ｎを
MPU２００内において計算し、斯くして計算さ
れた機関回転数Ｎと負圧センサ６７の出力信号に
基いてROM２０２内に記憶された上述の関係か
ら第２気筒群Ｂに供給される吸入空気量が計算さ
れる。更に、MPU２００内においてエアフロー
メータ２５の出力信号より求められた全吸入空気
量から第２気筒群Ｂに供給される吸入空気量が減
算され、それによつて第１気筒群Ａに供給される
吸入空気量が計算される。従つて回転数センサ７
２、負圧センサ６７およびエアフローメータ２５
が第１気筒群Ａに供給される吸入空気量および第
２気筒群Ｂに供給される吸入空気量を検出する検
出装置を構成している。次いでMPU２００内で
は第１気筒群Ａに供給される吸入空気量と第２気
筒群Ｂに供給される吸入空気量から各気筒に供給
される混合気の空燃比が理論空燃比となるのに必
要な燃料噴射時間が計算され、この計算結果に基
いて燃料噴射弁１７ａ，１７ｂから燃料が噴射さ
れる。このようなオープンループによる空燃比制
御は第５図の時刻Taから時刻Tb間において行な
われる。この間吸気遮断弁２６は第５図ｇからわ
かるように徐々に閉弁するので第１気筒群Ａに供
給される吸入空気量が徐々に減少すると共に第２
気筒群Ｂに供給される吸入空気量は徐々に増大す
る。従つて時刻Taから時刻Tb間では第５図ｆに
示されるように第１気筒群Ａに噴射される燃料量
は徐々に減少し、第５図ｅに示されるように第２
気筒群に噴射される燃料量は徐々に増大する。こ
のとき前述したように各燃料噴射弁１７ａ，１７
ｂから噴射される燃料量は燃料噴射時間に正確に
比例するので第１気筒群Ａ並びに第２気筒群Ｂに
供給される混合気の空燃比を理論空燃比に維持す
ることができる。

次いで第５図において時刻Tbに達するとダイ
アフラム３１はストツパ３７に当接して移動を停
止し、吸気遮断弁２６は半開きの状態に保持され
る。このようにダイアフラム３１がストツパ３７
に当接すると同時に第１切換スイツチ２９の可動
接点４９が固定接点５１に接続し、この固定接点
５１の接続信号がMPU２００に読み込まれる。
MPU２００はこの接続信号が発せられるや否や
第１気筒群Ａの燃料噴射を停止させるデータ並び
に第３電磁切換弁５９のソレノイドを付勢せしめ
るデータを出力ポート２０４に書き込む。同時に
第２気筒群Ｂの空燃比フイードバツク制御が開始
され、従つて酸素濃度検出器２０の出力信号に基
いた燃料噴射量を示すデータが出力ポート２０４
に書き込まれる。その結果、時刻Tbに達すると
第５図ｅに示されるように第２気筒群Ｂの燃料噴
射弁１７ｂからの燃料噴射量は増大せしめられ、
第５図ｆに示されるように第１気筒群Ａの燃料噴
射弁１７ａからの燃料噴射は停止せしめられる。
更に第３電磁切換弁５９のソレノイドが付勢され
るために排気還流弁５４の負圧室５６は第３電磁
切換弁５９を介してサージタンク１３内に接続さ
れる。その結果負圧室５６内には負圧が加わるた
めにダイアフラム５５は圧縮ばね５８に抗して負
圧室５６側に移動し、斯くして弁体６１が排気還
流通路５３を開弁する。その結果第１排気マニホ
ルド１４内の排気ガスが排気還流通路５３を介し
て第１吸気マニホルド１１内に還流される。排気
還流弁５４の弁体６１が排気還流通路５３を全開
すると第２切換スイツチ６３の可動接点６４が固
定接点６６に接続し、この固定接点６６の接続信
号がMPU２００に読み込まれる。このときが第
５図において時刻Tcで示される。この固定接点
６６の接続信号が発せられるや否やMPU２００
は第２電磁切換弁４５のソレノイドを付勢すべき
データを出力ポート２０４に書き込む。このよう
にして第２電磁切換弁４５のソレノイドが付勢さ
れると第２負圧室３４は負圧導管４７を介してサ
ージタンク１３内に接続され、斯くして第２負圧
室３４内に負圧が加えられる。その結果ダイアフ
ラム３２は圧縮ばね４１に抗して第１負圧室３３
側に移動し、斯くして制御ロツド４２が持ち上げ
られるために第５図ｇに示されるように吸気遮断
弁２６が全閉する。

第５図ｅ乃至第５図ｈに示されるように機関が
高負荷運転から低負荷運転に移るとまず始めに吸
気遮断弁２６が半開位置まで徐々に閉弁せしめら
れ、しかもこの間各気筒に供給される混合気の空
燃比が理論空燃比となるように制御されるので第
１気筒群Ａの出力トルクは徐々に低下し、第２気
筒群Ｂの出力トルクは徐々に増大する。その結
果、高負荷運転から低負荷運転へ出力トルクが急
激に減少することなく滑らかに移行せしめること
ができる。更に、排気還流作用が開始されるまで
吸気遮断弁２６が半開状態に保持されるので高負
荷運転から低負荷運転に移る際のポンピング損失
をなくすことができる。

一方、第６図において時刻Taは低負荷運転か
ら高負荷運転に移行したときを示している。この
ときまず始めに第６図ｃに示されるように第２電
磁切換弁４５のソレノイドが消勢され、その結果
第２負圧室３４が第２電磁切換弁４５を介して大
気に連通せしめられるためにダイアフラム３２が
大気圧室３５側に移動し、斯くして第６図ｇに示
されるように吸気遮断弁２６が半開位置まで開弁
せしめられる。吸気遮断弁２６が半開位置まで開
弁せしめられると吸気遮断弁２６は半開状態に一
時的に保持される。一方、吸気遮断弁２６が半開
位置まで開弁せしめられると第１切換スイツチ２
９の可動接点４９が固定接点５１に接続し、この
接続信号によつて第６図ｄに示されるように第３
電磁切換弁５９が消勢される。その結果、排気還
流弁５４の負圧室５６は第３電磁切換弁５９を介
して大気に連通せしめられるためにダイアフラム
５５は大気圧室５７側に移動し、第６図ｈに示さ
れるように弁体６１が排気還流通路５３を閉鎖す
る。弁体６１が全閉すると第２切換スイツチ６３
の可動接点６４が固定接点６５に接続され、この
固定接点６５の接続信号によつて第６図ｂに示さ
れるように第１電磁切換弁４３が消勢されると共
に第６図ｆに示されるように第１気筒群Ａの燃料
噴射弁１７ａからの燃料噴射作用が開始される。
更に、このとき酸素濃度検出器２０によるフイー
ドバツク制御が停止され、第１気筒群Ａ並びに第
２気筒群Ｂに供給される混合気の空燃比が理論空
燃比となるようにエアフローメータ２５並びに負
圧センサ６７の出力信号に基いて燃料噴射弁１７
ａ，１７ｂからの燃料噴射時間が制御される。

また、第１電磁切換弁４３が消勢されると第１
負圧室３３は絞り４６を介して大気に連通せしめ
られるためにダイアフラム３１は第２負圧室３４
側に徐々に移動し、斯くして第６図ｇに示される
ように吸気遮断弁２６は徐々に開弁して全開す
る。

このように機関が低負荷運転から高負荷運転に
移るとまず始めに吸気遮断弁２６が半開せしめら
れた後に排気還流弁５４の弁体６１が排気還流通
路５３を閉鎖するのでポンピング損失をなくすこ
とができ、次いで吸気遮断弁２６が全開位置まで
徐々に開弁せしめられて第１気筒群Ａによる出力
トルクが徐々に上昇せしめられるために機関出力
が急激に増大するのを阻止することができる。

第７図に別の実施例を示す。この実施例では第
１気筒群Ａに共通な第１のサージタンク１００
と、第２気筒群Ｂに共通な第２のサージタンク１
０１が設けられる。第１サージタンク１００は枝
管１０２，１０３，１０４を介して第１気筒群Ａ
の気筒１６ａ，１６ｂ，１６ｃに接続され、各枝
管１０２，１０３，１０４に夫々燃料噴射弁１７
ａが取付けられる。一方、第２サージタンク１０
１は枝管１０５，１０６，１０７を介して第２気
筒群Ｂの気筒１６ｄ，１６ｅ，１６ｆに接続さ
れ、各枝管１０５，１０６，１０７に夫夫燃料噴
射弁１７ｂが取付けられる。燃料噴射弁１７ａに
共通な第１燃料供給管８０には第１燃料噴射圧調
整弁８２が設けられ、この第１燃料噴射圧調整弁
８２の負圧室Ｃは負圧導管１０８を介して第１サ
ージタンク１００に接続される。一方、燃料噴射
弁１７ｂに共通な第２燃料供給管８１には第２燃
料噴射圧調整弁８３が設けられ、この第２燃料噴
射圧調整弁８３の負圧室Ｃは負圧導管１０９を介
して第２サージタンク１０１に接続される。第１
サージタンク１０１は吸気ダクト１１０を介して
第１エアフローメータ１１１に接続され、アクセ
ルペダル１１２に連結された第１スロツトル弁１
１３が吸気ダクト１１０内に配置される。一方、
第２サージタンク１０１は吸気ダクト１１３を介
して第２エアフローメータ１１４に接続され、こ
の吸気ダクト１１３内には開閉制御弁１１５によ
つて制御される第２スロツトル弁１１６が配置さ
れる。開閉制御弁１１５はダイアフラム１１７に
よつて大気から隔離された負圧室１１８を有し、
第２スロツトル弁１１６のスロツトル軸に固定さ
れたアーム１１９の先端部がダイアフラム１１７
に連結される。負圧室１１８は一方では負圧導管
１２０を介して第１サージタンク１００内に接続
され、他方ではエアブリード制御弁１２１を介し
て大気に連通せしめられる。更に、第７図に示さ
れるように第１スロツトル弁１１３並びに第２ス
ロツトル弁１１６のスロツトル軸は夫々ポテンシ
ヨメータ１２２，１２３に接続され、これらポテ
ンシヨメータ１２２，１２３の出力信号が電子制
御ユニツト１８に入力される。また、各排気マニ
ホルド１４，１５には夫々酸素濃度検出器２０
ａ，２０ｂが取付けられ、これらの酸素濃度検出
器２０ａ，２０ｂの出力信号は電子制御ユニツト
１８に入力される。

この実施例では機関高負荷運転時には第２スロ
ツトル弁１１６の開度が第１スロツトル弁１１３
の開度と等しくなるようにエアブリード制御弁１
２１のソレノイドに印加されるパルスのデユーテ
イ比、即ち開閉制御弁１１５の負圧室１１８内の
負圧が制御される。次いで機関の運転状態が高負
荷運転から低負荷運転に移行すると電子制御ユニ
ツト１８の出力信号によりエアブリード制御弁１
２１に印加されるパルスのデユーテイ比を制御し
て第２スロツトル弁１１６を全閉状態まで徐々に
閉弁する。第２スロツトル弁１１６が全閉すると
燃料噴射弁１７ｂからの燃料の供給を停止し、次
いで第２スロツトル弁１１６を全開位置まで急速
に開弁する。従つてこのとき第２気筒群Ｂには空
気のみが供給される。一方、機関運転状態が低負
荷運転から高負荷運転に移行したときにはまず始
めに第２スロツトル弁１１６が全開位置から全閉
位置まで開弁せしめられ、次いで燃料噴射弁１７
ｂからの燃料の噴射作用が開始され、次いで第２
スロツトル弁１１６は第１スロツトル弁１１３の
開度と等しい開度まで徐々に開弁せしめられる。
この実施例においても第１気筒群Ａの燃料噴射弁
１７ａに供給される燃料の圧力と第１サージタン
ク１００内の負圧との圧力差、並びに第２気筒群
Ｂの燃料噴射弁１７ｂに供給される燃料の圧力と
第２サージタンク１０１内の負圧との圧力差は常
時一定に保持されるので第２スロツトル弁１１６
が全閉位置まで閉弁せしめられる間、又は第２ス
ロツトル弁１１６が全閉位置から開弁せしめられ
る間であつても第１気筒群Ａ並第２気筒群Ｂに供
給される混合気の空燃比を理論空燃比に一致させ
ることができる。

以上述べたように本発明によれば燃料を噴射す
べき吸気通路内の負圧と燃料噴射圧との圧力差を
機関の運転状態に拘わらずに常時一定に保持でき
るので燃料噴射量を燃料噴射時間に正確に比例さ
せることができる。その結果、機関が高負荷運転
から低負荷運転へ移行する際、或いは低負荷運転
から高負荷運転に移行する際に第１気筒群並びに
第２気筒群に供給される混合気の空燃比を理論空
撚比となるようにオープンループ制御することが
できるので排気エミツシヨンが悪化するのを阻止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の内燃機関を図解的に示す平面
図、第２図は本発明に係る内燃機関の平面図、第
３図は第２図の内燃機関を図解的に示す平面図、
第４図は第３図の電子制御ユニツトの回路図、第
５図は本発明による分割運転制御方式を説明する
ための線図、第６図は本発明による分割運転制御
方式を説明するための線図、第７図は内燃機関の
別の実施例を図解的に示す平面図である。１１……第１吸気マニホルド、１２……第２吸
気マニホルド、１３……サージタンク、１４……
第１排気マニホルド、１５……第２排気マニホル
ド、１７ａ，１７ｂ……燃料噴射弁、１８……電
子制御ユニツト、２４……スロツトル弁、２６…
…吸気遮断弁、２９……第１切換スイツチ、３０
……負圧ダイアフラム装置、４３……第１電磁切
換弁、４５……第２電磁切換弁、５３……排気還
流通路、５４……排気還流弁、５９……第３電磁
切換弁、８０……第１燃料供給管、８１……第２
燃料供給管。

Claims

【特許請求の範囲】

１気筒を第１の気筒群と第２の気筒群に分割
し、該第１気筒群に接続された第１の吸気通路内
に第１の燃料噴射弁群を配置すると共に該第２気
筒群に接続された第２の吸気通路内に第２の燃料
噴射弁群を配置して機関高負荷運転時に第１燃料
噴射弁群および第２燃料噴射弁群から燃料を供給
し、該第１燃料噴射弁群上流の第１吸気通路内に
空気又は排気ガス流入制御弁を設けて機関低負荷
運転時に第１燃料噴射弁群からの燃料の供給を停
止すると共に第１気筒群に空気又は排気ガスを供
給するようにした分割運転制御式内燃機関におい
て、第１気筒群に供給される吸入空気量と第２気
筒群に供給される吸入空気量を検出するための検
出装置を具備し、上記第１燃料噴射弁群と第２燃
料噴射弁群への燃料供給路を別個に設け、第１燃
料噴射弁群に接続された第１燃料供給路に上記流
入制御弁下流の第１吸気通路内の負圧に応動する
第１の燃料噴射圧調整弁を設けて第１燃料供給路
内の燃料圧と第１吸気通路内の負圧との圧力差を
一定に保持し、更に第２燃料噴射弁群に接続され
た第２燃料供給路に第２吸気通路内の負圧に応動
する第２の燃料噴射圧調整弁を設けて第２燃料供
給路内の燃料圧と第２吸気通路内の負圧との圧力
差を一定に保持し、高負荷運転から低負荷運転へ
の移行時および低負荷運転から高負荷運転への移
行時には上記検出装置により検出された吸入空気
量に基いて第１気筒群および第２気筒群に供給さ
れる混合気の空燃比が目標空燃比となるように第
１燃料噴射弁群および第２燃料噴射弁群からの燃
料噴射時間をオープンループ制御するようにした
分割運転制御式内燃機関。