JPS58106145A

JPS58106145A - 気筒数制御エンジン

Info

Publication number: JPS58106145A
Application number: JP20431381A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kamegaya; 亀ケ谷　茂; Takashi Fujii; 敬士藤井
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1981-12-17
Filing date: 1981-12-17
Publication date: 1983-06-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、エンジン軽負荷時に一部気筒の作動を休止
させて部分気筒運転上行なう気筒数制御エンジンの改良
に関する。

一般に、エンジン全高い負荷状態で運転すると、燃費が
良好になる傾向があり、このため多気筒エンジンにおい
て、エンジン負荷の小さいとキニ、一部気筒への燃料と
新気の供給奮カットして作動を休止させ、この分だけ残
シの稼動側気筒の負荷上相対的に高め、全体として軽負
荷域の燃費を改善するようにした気筒数制御エンジンが
考えられた。Ｃ％開昭５５−１５１１３１本出願人が先
に出願したもの）本出願人が先に提案したこのエンジンを第１図に示す。

吸気通路１は絞シー７２の下流にて、稼動側気筒Ａ−Ｃ
に接続する稼動側吸気通路３と、休止側気筒Ｄ−Ｆに接
続する休止側吸気通路４とに分岐している。

このうち体上側吸気通路４の上流部には新気遮断９Ｐ５
が介装されており、部分気筒運転時に、この遮断弁５が
閉じて休止側気筒Ｄ−Ｆへの新気の供給倉遮断する。

一方、排気通路６も稼動側気筒Ａ−Ｃに接続する稼動側
排気通路７と休止側気筒Ｄ−Ｆに接続する休止側排気通
路８とに途中まで分岐している、このうち、休止側排気
通路８は排気循環通路９を介して新気遮断弁５下流の休
止側吸気通路４と結ばれている。

そして、この排気循環通路９には三方向電磁弁１０を介
して切換制御される負圧に応動するダイアフラム装置１
１によって開閉される排気還流弁１２が介装ざ−れてお
シ、部分気筒運転時にこの排気還流弁１２が開いて作動
体止中の休止側気筒Ｄ〜Ｆに略大気圧の排気を吸入させ
る。これによって休止側気筒Ｄ−Ｆにおけるポンピング
ロスに低減するので、一層の燃費改善が図られる。

また、排気通路６には排気総合空燃比を検出する空燃比
センサ１３と、その下流に排気浄化用の三元触媒１４と
が設置されている。

このうちセンサ１３からの空燃比検出信号は制御回路１
５へ送られる。そして制御回路１５ではこの空燃比信号
に応じて各気筒Ａ−Ｆに対応して設けた燃料噴射弁ａ　
％　ｆ　（Ｄ開弁期間をコントロールして、理論空燃比
の混合気が得られるように燃料噴射量をフィードバック
制御する。

これに加えて制御回路１５は、エンジン軽負荷運転時に
燃料噴射弁ｄ−ｆ’に閉弁保持するようコン）ｏ−ルし
、休止側気筒Ｄ−Ｆへの燃料供給會カットしてそれらの
作動を停止し、部分気筒運転を行う。ただし、この場合
稼動側気筒Ａ−Ｃの吸入空気量は、遮断弁５ｔ−閉じる
ことで通常運転時（全気筒運転時）の２倍とガるため、
これに対応して燃料噴射９Ｐａ　％　ｃからの噴射量も
２倍にするように、制御回路１５は噴射定数を切換える
。そして、この噴射量も空燃比センサ１３からの信号に
応じてコントロールされる。

ところで、このように、唯一の空燃比センサ１３からの
信号によって稼動側および休止側気筒Ａ−Ｃ％Ｄ−Ｆの
空燃比を制御するのでは、例えば吸気系形状や燃料噴射
９Ｐａ　−ｃ　、　ｄ　−ｆ等の相違により、全気筒運
転時に稼動側気筒Ａ−Ｃと休止側気筒Ｄ−Ｆとで、吸入
空気量や燃料噴射量にバラツキが生じやすいことから、
双方とも同様に最適空燃比の混合気を得ることは難しく
、燃焼状態が悪化して排気性能や運転性に悪影響を及は
しかねない。

そこで従来では、稼動側と休止側の排気通路７８のそれ
ぞれに空燃比センサ１３會設置し、対応する空燃比セン
サ１３の検出信号に応じて、稼動側気筒Ａ〜Ｃと休止側
気筒Ｄ−Ｆにおける空燃比を別々にコントロールしよう
とするものが提案されている。

しかしながら、このように、稼動側と休止側に対応して
空燃比センサ１３を２つ設置したとしても、休止側排気
通路８に設置された空燃比センサ１３は１部分気筒運転
中に一体止側気筒Ｄ−Ｆ’に還流する排気に伴って、次
第に低温化されてしまう。このため、例えば長時間の部
分気筒運転の後に全気筒運転に移行した場合、その直後
では該空燃比センサ１３の検出機能耘低下して、良好な
空燃比値が得られなくな９、その結果休止側気筒Ｄ〜Ｃ
での空燃比制御が混乱して、かえって運転性が悪化する
と共Ｋ、排気通路６下流に設置した触媒１４での反応が
阻害され、有害排気成分の増大を招くという問題があつ
次。

この発明は、このような問題点に着目してなされ穴もの
で、空燃比センサを稼動側と休止側の排気通路のそれぞ
れに設置すると共に、休止側の空燃比センサの検出部を
、ｍ分気筒運転時に加熱することにより、常にセンサ機
能を良好に維持し、全気筒運転、部分気筒運転および部
分気筒運転から全気筒運転への移行直後でも各気筒での
最適空燃比制御上可能にして上記問題ヲ陰決するようＫ
した気筒数制御エンジンの提供を目的とする。

以下、本発明の笑施例１ｒ：図面に基づいて説明する。

第２図に示すように、気筒Ａ−Ｃは常時燃料と新気とが
供給され作動を継続する稼動側気筒、これに対して気筒
Ｄ−Ｆはエンジンの軽負荷域で燃料の供給が遮断され％
−９の通路よシ排気が還流される休止側気筒である。

こＱ稼動側気筒Ａ−Ｃと休止側気筒Ｄ−ＦＩＣ接続する
排ｇ＆通路６は、これらに対応して触媒１４の上流近傍
まで稼動側排気通路７と休止側排気通路８とに分割され
ており、本実施例では、この稼動側と休止側の排気通路
７，８のそれぞれに空燃比センサ１６，１７が設置され
る。

このうち、稼動側排気通路７に設置される第１の空燃比
センサ１６は、稼動側気筒Ａ−Ｃからの燃焼排気によっ
て常時高温状態に保たれるため、検出機能が良好である
。したがって、このセンサ１６には通常のものが用いら
れる。

一方、休止側排気通路８に設置される第２の空燃比セン
サ１７は、例えば第３図、第４図に示すように、センサ
１７の先端部１８に取付けられた検出部１９０内部に、
該検出部１９１１１″加熱し高温化する加熱装置として
電熱式のヒータ２０が組込まれ、一体的に形成される。

この場合、ヒータ２０は、図のようにジグザグ形状に限
らず、らせん形状にして組み込むこともある。

そして、このヒータ２０は、そのリード線がセンサ１７
のリード線と同様に、センサ１７後部から引出され、後
述するように１部分気筒運転時に制御回路２１からの指
令によって通電されるようにしている。

また、このセンサ１７の検出ｓ１９の周囲ＫＶｉ。

センサ１７取付時等に、該検出部１９が破損したりしな
いように、円筒状の保護管２２が取付けられ、保護管２
２の側面には複数のスリン）２３１ｒ形成している。

即ち、気筒Ｄ−Ｆの作動上休止する部分気筒運転時に１
休止側排気通路８に設置した第２の空燃比センサ１７に
一加熱し、高温状態にして、該センサ１７の検出機能全
良好に維持する。これＫよシ、気筒Ｄ−Ｆの作動が開始
される全気筒運転時に入った場合に、該センサ１７の機
能が第１の空燃比センサ１６と同様、十分に発揮される
ようＫしている。

そして、この第１．第２の空燃比センサ１６゜１７の検
出信号は、制御回路２１に入力され、これらの検出信号
に応じて制御回路２１が気筒Ａ〜ＣおよびＤ−ＦＫおけ
る空燃比をそれぞれ別々にコントロールする。

具体的には、制御回路２１は、エア７０−メータ２４か
らの吸入空気量信号と図示しない回転センサからの信号
にもとづき、例えば全気筒運転時には各気筒Ａ−Ｆにお
ける基本的な燃料噴射量を演算し、これを対応する空燃
比センサ１６，１７の検出信号に応じて補正し、全気筒
Ａ−Ｆとも最適空燃比（理論空燃比）の混合気が得られ
るように、燃料噴射弁ａ　−ｆの燃料噴射量をフィート
ノ９ツク制御する。

他方、制御回路２１は、吸入空気量信号等から判断して
エンジンの軽負荷域では、休止側吸気通路４の上流部に
介装された新気遮断弁５ｍ＋−閉じ、排気循環通路９の
排気還流弁１２會開いて休止側気筒Ｄ−Ｆに排気ケ還流
させると共に、燃料噴射９ｆｄ−ｆｋ閉弁保持する指令
を出し、該気筒Ｄ〜Ｆへの燃料供給をカットしてその作
動上休止させ。

部分気筒運転上行なう。

この場合、稼動側気筒Ａ−Ｃでは、もちろん燃料噴射量
が２倍となるように、制御回路２１内で噴射定数が２倍
に切換えられると同時に、その噴射量は、第１の空燃比
センサ１６からの検出信号に応じて、最適空燃比の混合
気となるようにフィードバック制御される。

そして、このとき制御回路２１は、Ｆ２の空燃比センサ
１７に組込んだヒータ２０に通電指令を出し、センサ１
７つまシセンサ検出部１９１１−加熱する。これによシ
、ｓ分気筒運転時に休止側気筒Ｄ−Ｆ’に還流する排気
によって該センサ１７が低温化することを防止し、高温
状態會維持して、前述したようＫ、この後全気筒運転に
移行した場合に該センサ１７の検出機能を十分に発揮さ
せるのであり、センサ機能の低下による休止側気筒Ｄ〜
Ｆでの空燃比制御の混乱を回避する。

本実施例では、このように、稼動側と休止側の排気通路
７，８のそれぞれに、空燃比センサ１６＋１７會設置し
、これらの検出信号に応じて対応する気筒Ａ−Ｃ，Ｄ−
Ｆの空燃比を別々にコントロールすると共に、休止側の
空燃比センサ１７の検出ｓ１９に電熱式のヒータ２０に
内蔵し、該センサ１７が低温化されやすい部分気筒運転
時にこれ？加熱するようにしたので、雨空燃比センサ１
６゜１７とも検出機能會常に良好に維持することができ
、運転条件にかかわらず各気筒Ａ−Ｆにおける最適空燃
比の制御が可能となる。

したがって、稼動側気筒Ａ−Ｃと休止側気筒Ｄ〜Ｆとで
空燃比がバラツクようなことはなく、理論空燃比の混合
気を得ることができ、全気筒運転時および部分気筒運転
時の燃焼状態が改善され、排気性能や運転性が向上する
。

そして、部分気筒運転から全気筒運転への移行直後でも
、両センナ１６．１７から良好な検出値會得ることがで
き、空燃比制御がより安定かつ正確に行たえ、一層機関
性能の向上が図れる。

なお、本実施例においては、休止側の空燃比センサ１７
’ｉｌ−加熱する電熱式のヒータ２０會該センサ検出部
１９に内蔵し、一体的に形成しているが、例えば第５図
に示すように、検ｔＢ部１９會保護する保護管２２の内
周面に沿って、ヒータ２５七らせん状に取付ける等、加
熱手段は特に限定されるものでは々い。

以上説明した通り、不発明忙よれば、稼動側と休止側の
排気通路のそれぞれに設置した空燃比センナの検出信号
に応じて対応する稼動側および休止側気筒の空燃比音別
々に制御すると共に、部分気筒運転時に低温化しやすい
休止側の空燃比センサを加熱して高温保持するようにし
次ので、常に各気筒からの排気中の空燃比センサに検出
することができ、全気筒運転時、部分気筒運転時および
部分気筒運転から全気筒運転への移行直後でも。

各気筒における空燃比を最適にコントロールすることが
できるという効果がおる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の構成断面図、第２図は本発明の実施例
を示す構成断面図、第３図は同じく本発明の実施例を示
すｌ！部部面面図第４図はその部分側面図、第５−、は
本発明の他の実施例を示す要部断面図である。２・・・絞弁、３・・・稼動側吸気通路、４・・・休止
側吸気通路、５・・・新気遮断弁、７・・・稼動側排気
通路、８・・・休止側吸気通路、９・・・排気循環通路
、１２・・・排気還流弁、１４・・・三元触媒、１６・
・・第１の空燃比センサ、１７・・・第２の空燃比セン
サ、１９・・・検出部、２０・・・ヒータ、２１・・・
制御回路、２２・・・保護！、２４・・・エア７０−ン
ータ、２５・・・ヒータ。特許出願人　　日産自動車株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

エンジンの軽負荷域で燃料の供給が遮断され作動を休止
する休止側気筒と、常時燃料と新気が供給され作動を継
続する稼動側気筒とを備えた多気筒エンジンにおいて、
排気通路−をこれら休止側−筒と稼動側気筒とに対応し
て触媒の上流近傍まで分割し、稼動側排気通路に第１の
空燃比センサ奮、休止側排気通路に第２の空燃比センサ
ｔそれぞれ設置すると共に、第２の空燃比センサを加熱
する加熱装置全般け、この加熱装置により上記作動体止
時に第２の空燃比センサを加熱し、かつ第１、第２の空
燃比センサの検出信号に応じて対応する稼動側気筒およ
び休止側気筒の空燃比を制御する制御回路ケ備えたこと
を特徴とする気筒数制御エンジン。