JPH0370099B2

JPH0370099B2 -

Info

Publication number: JPH0370099B2
Application number: JP57033072A
Authority: JP
Inventors: Makoto Ueno
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1982-03-04
Filing date: 1982-03-04
Publication date: 1991-11-06
Also published as: JPS58152142A

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を
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に
より全吸入空気量を計測するようにしている。し
かしながらこのようにスロツトル弁３の上流にエ
アフローメータＫを取付けた場合には吸気遮断弁
４が全開して全気筒に同量の吸入空気が供給され
ている場合、或いは吸気遮断弁４が全閉して第２
気筒群Ｂにのみ吸入空気が供給されている場合し
か各気筒に供給される吸入空気量を正確に計測す
ることはできない、即ち、言い換えると吸気遮断
弁４が半開状態にあるときには第１気筒群Ａと第
２気筒群Ｂに夫々どれ位の割合で吸入空気が振分
けられるかわからないために第１気筒群Ａと第２
気筒群Ｂの各気筒に供給される空気量を正確に求
めることができない。このように吸気遮断弁４が
部分開となるのは吸気遮断弁４が全閉から全開に
なるとき、或いは全開から全閉になるときであ
り、従つてこのようなときには上述したように各
気筒に供給される吸入空気量が正確に求められな
いために各気筒に供給される混合気は過濃、或い
は過薄となり、斯くして排気エミツシヨンが悪化
するという問題を生ずる。特に機関出力の急激な
増減を阻止するために吸気遮断弁４の開弁動作、
或いは閉弁動作を緩慢にした場合には排気エミツ
シヨンが益々悪化してしまう。

本発明は吸気遮断弁が開弁動作或いは閉弁動作
をしているときでも各気筒に供給される吸入空気
量を正確に計測して各気筒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
ミツシヨ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は燃料噴射弁１７
ａ，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１
４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内に両排気マニホルド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１
５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１
１は吸入空気入口部２１と、この吸気空気入口部
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，１６ｅ，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１３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２
３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２
４は車両運転室内に設けられたアクセルペタルに
ワイヤを介して接続される。更に、第２図に示す
ように吸気ダクト２３にはエアフローメータ２５
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図に示されるように第１吸気マニホルド１
１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２７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２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３５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４
３、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。
なお、第２図に示されるように負圧導管４４内に
は第１電磁切換弁４３からサージタンク１３内に
向けてのみ流通可能な第１の一方向弁F₁が挿入
され、負圧導管４７内には第２電磁切換弁４５か
らサージタンク１３内に向けてのみ流通可能な第
２の一方向弁F₂が挿入される。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、この負圧導管６０内に
第３電磁切換弁５９からサージタンク１３内に向
けてのみ流通可能な第３の一方向弁F₃が挿入さ
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６５，６
６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２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に負圧センサ
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。なお、第２図には
示さないが回転数センサ７２（第３図）が機関本
体１０に取付けられる。

第３図は電子制御ユニツト１８の回路図を示
す。第３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）８０、
ランダムアクセスメモリ（RAM）８１、制御プ
ログラム、演算定数等が予め格納されているリー
ドオンメモリ（ROM）８２、入力ポート８３並
びに出力ポート８４が双方向バス８５を介して互
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８６が設けられる。第３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は夫々対応するバツフア増巾器
８７，８８，８９を介して入力ポート８３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９０，９１
並びにAD変換器９２，９３を介して入力ポート
８３に接続され、酸素濃度検出器２０はバツフア
９４並びにコンパレータ９５を介して入力ポート
８３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９
２において対応する２進数に変換された後入力ポ
ート８３並びにバス８５を介してMPU８０に読
み込まれる。回転数センサ７２は機関回転数に比
例した周期の連続パルスを出力し、この連続パル
スが入力ポート８３並びにバス８５を介して
MPU８０に読み込まれる。酸素濃度検出器２０
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９５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
９５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のコンパレータ９５の他
方の出力端子に出力信号が発生する。コンパレー
タ９５の出力信号は入力ポート８３並びにバス８
５を介してMPU８０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９３
において対応する２進数に変換された後入力ポー
ト８３並びにバス８５を介してMPU８０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８３並
びにバス８５を介してMPU８０に読み込まれる。

出力ポート８４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８４には２進
数のデータがMPU８０からバス８５を介して書
き込まれる。出力ポート８４の出力端子はダウン
カウンタ９６，９７並びにラツチ９８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９
６，９７はMPU８０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９
６，９７は出力ポート８４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８６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９９，
１００のリセツト入力端子Ｒは夫々ダウンカウン
タ９６，９７の出力端子に接続され、Ｓ−Ｒフリ
ツプフロツプ９９，１００のセツト入力端子Ｓは
クロツク発生器８６に接続される。これらのＳ−
Ｒフリツプフロツプ９９，１００はクロツク発生
器８６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９６，９７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９９，１００の出力端子Ｑは対応す
るダウンカウンタ９６，９７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９９，１００の出力端子Ｑは夫々電力
増巾回路１０１，１０２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９６，９７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８４に書き込まれた電磁切換弁
制御用データはラツチ９８により保持され、ラツ
チ９８に保持されたデータによつて電磁制御弁４
３，４５，５９が作動せしめられる。

第４図並びに第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タイムチヤートを示す。
第４図並びに第５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４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５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４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４
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４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４図ｇに示すように吸気遮
断弁２６は全開している。更に、第４図の時間
T₁においては第４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４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２図のMPU８０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８４に書き込まれ、このデータに基
いて第４図ｅ並びに第４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１７ａ，
１７ｂから燃料が噴射される。

次いで第４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４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。MPU８０では負圧センサ６７の出力電
圧が基準値Vr（第４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４
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８４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４６、
第１電磁切換弁４３並びに一方向弁F₁を介して
サージタンク１３内に接続される。このとき一方
向弁F₁が開弁するためにサージタンク１３内の
負圧が絞り４６を介して第１負圧室３３内に導入
され、その結果第１負圧室３３内の負圧が徐々に
大きくなるためにダイアフラム３１は圧縮ばね３
６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４
図ｇに示されるように吸気遮断弁２６は徐々に閉
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１
７ａ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ROM８２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MPU８０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ROM８２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、MPU８０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。次
いでMPU８０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量が計算され、
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４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２
６は第４図ｇからわかるように徐々に閉弁すので
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４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４図ｅに示
されるように第２気筒群Ｂに噴射される燃料量は
徐々に増大する。

次いで第４図において時刻Tbに達するとダイ
ヤフラム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MPU８０に読み込まれる。
MPU８０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８６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８４に書
き込まれる。その結果、時刻Tbに達すると第４
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４
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並びに一方向弁F₃を介してサージタンク
１３内に接続される。このとき一方向弁F₃が開
弁して負圧室５６内に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MPU
８０に読み込まれる。このときが第４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MPU８０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８４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並びに一方向弁F₂を介して
サージタンク１３内に接続される。このとき一方
向弁F₂が開弁してサージタンク１３内の負圧が
第２負圧室３４内に加わるためにダイアフラム３
２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４図ｇに示されるように吸気遮断弁２６
が全閉する。

第４図ｅ乃至第４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５図において時間T₂は低負荷運転時
を示しており、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。第５図におい
て時間T₂で示されるように低負荷運転が行なわ
れているときには前述したように負圧ダイアフラ
ム装置３０の第１負圧室３３は一方向弁F₁を介
してサージタンク１３に接続され、負圧ダイアフ
ラム装置３０の第２負圧室３４は一方向弁F₂を
介してサージタンク１３内に接続され、排気還流
弁５４の負圧室５６は一方向弁F₃を介してサー
ジタンク１３内に接続されている。従つてこれら
第１負圧室３３、第２負圧室３４並びに負圧室５
６内の負圧は電磁切換弁４３，４５，５９の切換
動作が行なわれない限り、サージタンク１３内に
発生するピーク負圧に維持される。次いで時刻
Taにおいて低負荷運転から高負荷運転に切換え
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下降する。MPU８０で
は負圧センサ６７の出力電圧が基準値V_pよりも
小さくなつたときに高負荷運転であると判別され
る。このときまず始めに第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５
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２
６が半開位置まで開弁せしめられると第１切換ス
イツチ２９の可動接点４９が固定接点５１に接続
し、この接続信号によつて第５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５
図ｈに示されるように弁体６１が排気還流通路５
３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５
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２
５並びに負圧センサ６７の出力信号に基いて燃料
噴射弁１７ａ，１７ｂからの燃料噴射量が制御さ
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５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８図は第２図の実施例における機関運転状態
とサージタンク１３内の負圧との関係を示す。第
８図において鎖線Ｌは部分気筒運転の場合を示
し、鎖線Ｍは全気筒運転の場合を示し、横軸Ｐは
サージタンク１３内の負圧（−mmHg）を示す。
第８図に示されるように部分気筒運転Ｌが行なわ
れている場合においてサージタンク１３内の負圧
がP₁よりも小さくなると全気筒運転に移行し、
このときサージタンク１３内の負圧はP₂となる。
一方、全気筒運転Ｍが行われている場合において
はサージタンク１３内の負圧がP₃よりも大きく
なると全気筒運転から部分気筒運転に移行し、こ
のときサージタンク１３内の負圧はP₄となる。
第８図において部分気筒運転が行なわれる負圧限
界P₁を更に小さくすることができればそれだけ
部分気筒運転を機関負荷が高くなるまで行なうこ
とができ、斯くして燃料消費率を向上することが
できる。前述したように本発明によれば部分気筒
運転時に第１負圧室３３、第２負圧室３４並びに
負圧室５６内の負圧をサージタンク１３内に発生
するピーク負圧に維持することができ、これら第
１負圧室３３、第２負圧室３４、負圧室５６内の
負圧は電磁遮断弁４３，４５，５９が作動せしめ
られない限り、そのまま維持される。従つて、吸
気遮断弁２６並びに排気還流弁５４の開閉制御は
電磁遮断弁４３，４５，５９の作動にのみ依存し
ており、従つて部分気筒運転から全気筒運転に移
行するときの機関負荷を任意に高くすることがで
きる。

第６図に別の実施例を示す。この実施例では第
１負圧室３３、第２負圧室３４並びに負圧室５６
が夫々対応する電磁切換弁４３，４５，５９を介
して共通の負圧分配管１１０に接続され、負圧分
配管１１０は負圧制御弁１１１に接続される。第
７図に示されるようにこの負圧制御弁１１１はダ
イアフラム１１２によつて隔離された第１負圧室
１１３と第２負圧室１１４とを具備し、この第１
負圧室１１３は負圧導管１１５を介して負圧分配
管１１０に接続される。第１負圧室１１３内には
中空管１１６が突出し、この中空管１１６は負圧
導管１１７を介してサージタンク１３に接続され
る。この中空管１１６はダイアフラム１１２によ
り支持された可動弁座１１８によつて開閉制御さ
れる。更に、第２負圧室１１４内には調節ねじ１
１９によつて位置調節可能なスプリングリテーナ
１２０が設けられ、弁座１１８とスプリングリテ
ーナ１２０間には圧縮ばね１２１が挿入される。
この実施例では第１負圧室１１３内の圧力が第２
負圧室１１４内の圧力と圧縮ばね１２１のばね力
の和よりも高くなつたときにダイアフラム１１２
の弁座１１８が中空管１１６を開口する。従つて
この実施例でも部分気筒運転時に第１負圧室３
３、第２負圧室３４並びに負圧室５６内の負圧は
サージタンク１３内に発生するピーク負圧よりも
圧縮ばね１２１のばね力分だけ大きな負圧に維持
される。従つて、この実施例では第１負圧室３
３、第２負圧室３４並共に負圧室５６内の負圧を
調節ねじ１１９によつて調節できるという利点が
ある。

以上述べたように本発明によれば第１気筒群お
よび第２気筒群に夫々供給される吸入空気量を吸
入空気量検出装置のみによつては正確に求めるこ
とができない吸気遮断弁の開閉動作時に、吸入空
気量検出装置、負圧センサおよび回転数センサの
出力信号に基いて空燃比をオープンループ制御す
ることによつて空燃比を予め定められた空燃比に
制御することができる。

【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図は本発明による内燃機関を図解的に示
す平面図、第３図は第２図の電子制御ユニツトの
回路図、第４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
別の実施例の平面図、第７図は第６図の一部の拡
大平面断面図、第８図は機関運転状態とサージタ
ンク内の負圧との関係を示す図である。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、６３……第２切換スイツチ、F₁，F₂，
F₃……一方向弁、１１１……負圧制御弁。

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気筒群と第２気筒群を夫々第１吸気通
路および第２吸気通路を介して共通のサージタン
クに接続すると共に該第１吸気通路内に吸気遮断
弁を設けて該吸気遮断弁を機関低負荷運転時に閉
弁すると共に機関高負荷運転時に開弁せしめ、該
吸気遮断弁下流の第１吸気通路と機関排気通路と
を連結する排気還流通路内に排気還流弁を設けて
該排気還流弁を機関低負荷運転時に開弁すると共
に機関高負荷運転時に閉弁せしめ、機関低負荷運
転時には第１気筒群への燃料の供給を停止すると
共に第２気筒群への燃料の供給を制御しかつ機関
高負荷運転時には第１気筒群および第２気筒群へ
の燃料の供給を制御する燃料供給装置を具備した
内燃機関において、上記吸気遮断弁の開閉動作を
検出可能なスイツチと、上記サージタンク内に供
給される吸入空気量を検出可能な吸入空気量検出
装置と、該サージタンク内の負圧を検出可能な負
圧センサと、機関回転数を検出可能な回転数セン
サと、機関排気通路内に配置された酸素濃度検出
器とを具備し、上記吸気遮断弁が閉弁状態に保持
されているときには該酸素濃度検出器の出力信号
に基いて第２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フイードバツク制御す
ると共に上記吸気遮断弁が開弁状態に保持されて
いるときには該酸素濃度検出器の出力信号に基い
て第１気筒群および第２気筒群に供給される混合
気の空燃比を予め定められた空燃比にフイードバ
ツク制御し、上記吸気遮断弁が開閉動作をしてい
るときには上記サージタンク内の負圧よおび機関
回転数の関数として一方の気筒群に対し予め記憶
されている吸入空気量から該吸入空気量検出装
置、該負圧センサおよび該回転数センサの出力信
号に基き第１気筒群および第２気筒群に振分け供
給される吸入空気量を求めてこれら吸入空気量か
ら第１気筒群および第２気筒群に供給される混合
気の空燃比を予め定められた空燃比にオープンル
ープ制御するようにした分割運転制御式内燃機
関。