JPS6023480Y2 - 気筒数制御エンジン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、エンジン軽負荷時に一部気筒の作動を休止さ
せて部分気筒運転を行う気筒数制御エンジンの改良に関
する。

一般に、エンジンを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きに、一部気筒への燃料の供
給をカットして作動を休止させ、この分だけ残りの稼動
側気筒の負荷を相対的に高め、全体として軽負荷領域の
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。

この種のエンジンでは通常、軽負荷時に作動の停止する
側の休止気筒と、他の常に作動する側の稼動気筒につい
て、燃料供給手段と排気系とを独立あるいは分割的に構
成している。

そして、休止気筒および稼動気筒の排気系にそれぞれ空
燃比センサ（酸素濃度センサ）を配置して、これら空燃
比センサの出力信号に基づき、各燃料供給手段をコント
ロールして、休止気筒と稼動気筒の空燃比をそれぞれ独
立して目標値（通常は理論空燃比）にフィードバック制
御している。

ところがこの場合、良好な作動を確保するためには比較
的高い所定の温度以上に保つ必要のある休止気筒側の空
燃比センサが、休止気筒の作動が停止する部分気筒運転
状態になると、休止気筒側の排温低下により冷却されて
、その温度が作動不能域にまで低下することがある。

そこで従来は、休止気筒の作動再開時、すなわち全気筒
運転への移行時には、休止気筒側の空燃比センサが充分
に暖まるまでは休止気筒側の空燃比フィードバック制御
を止めて、この間は吸入空気量などに応じて休止気筒側
の燃料供給手段をコントロールして、空燃比を目標値に
オープン制御している。

このため、このような部分気筒運転から全気筒運転への
移行時には、休止気筒側の空燃比制御精度が粗く、例え
ば理論空燃比に制御するような場合には、その分燃費の
悪化を招いている。

本考案はこのような従来の実状にかんがみてなされたも
ので、稼動気筒側の排気通路に分岐通路を設けて、これ
を空燃比センサ配設部にて休止気部側の排気通路に接続
し、部分気筒運転時にはこの分岐通路を経て稼動気筒か
らの高温排気を休止気筒側の空燃比センサに吹きつけ、
これによってその冷却を防ぎ、部分気筒運転時でも良好
な作動温度域に前記空燃比センサを維持し、全気筒運転
への移行時に休止気筒側の空燃比をすぐにフィードバッ
ク制御できるようにした気筒数制御エンジンを得ること
を目的とする。

以下、本考案を■型６気筒エンジンに適用した実施例に
つき、図面によって説明する。

図において、＃１．＃３．＃５は右側のバンク１に設け
られた気筒で、休止気筒を構威し、他方＃２．＃４．＃
６は左側のバンク２に設けられた気筒で、稼動気筒を構
成する。

稼動気筒＃２°、＃４．＃６と休止気筒＃１゜＃３．
＃５とに対応して、絞り弁３の下流において吸気通路４
は稼動吸気通路５と休止吸気通路６とに分割されている
。

同様にして、排気通路７も稼動排気通路８と休止排気通
路９とに途中まで分割されている。

このうち、休止吸気通路６の上流部には遮断弁１０が介
装され、この遮断弁下流の休止吸気通路６は、排気環流
通路１１を介して休止排気通路９と結ばれている。

また、この排気環流通路１１には排気環流弁１２が介装
されている。

遮断弁１０は、部分気筒運転時になるとダイヤフラムを
備えた負圧アクチュエータ１３の作用により閉じて、作
動停止中の休止気筒＃１． ＃３゜＃５への新気供給を
遮断する。

これに連動して、排気環流弁１２は負圧アクチュエータ
１４の作用により開いて、休止気筒＃１． ＃３． ＃
５に略大気圧の排気を吸入させ、作動停止中の休止気筒
＃１． ＃３． ＃５におけるポンピングロスを低減す
る。

これにより、気筒数制御エンジンとしての燃費改善効果
に加えて、一層の燃費改善が図れる。

一方、稼動排気通路８と休止排気通路９には、それぞれ
稼動側空燃比センサ（酸素濃度センサ）１５と休止側空
燃比センサ１６が配設されている。

これら空燃比センサ１５，１６からの空燃比信号は、入
コントロール回路１７．１８を経て燃料噴射制御回路１
９へ送られており、該制御回路１９では、エアフローメ
ータ２０からの吸入空気量信号により決定した基本燃料
噴射信号をこれらの空燃比信号で補正して、稼動側と休
止側とに対応した２つの補正燃料噴射信号を得ている。

このうち休止側の補正信号は、休止気筒＃１゜＃３．
＃５に対応して休止吸気通路６のブランチ部に配設され
た燃料噴射弁ｇ Ｌ ｇ ３ｔ ｇ ５へ気筒数制御回
路２１を経て送られ、他方稼動側の補正信号は、稼動気
筒＃２． ＃４． ＃６に対応して稼動吸気通路５のブ
ランチ部に配設された燃料噴射弁ｇ Ｌ ｇ ４！ ｇ
６へ直接送られている。

各燃料噴射弁ｇ１〜ｇ６はこれらの補正信号に応じて燃
料を噴射するが、部分気筒運転時になると気筒数制御回
路２１が燃料噴射弁ｇｌ、ｇ３゜ｇ５への補正信号をカ
ットして、そこからの燃料噴射を遮断し、休止気筒＃１
． ＃３． ＃５の作動を停止させる。

これによって気筒数制御エンジンとしての基本的な作動
が行われ、燃費の改善効果が発揮される。

また、各燃料噴射弁ｇ１〜ｇ６から噴射される燃料量は
、空燃比センサ１５，１６からの信号に基づく燃料噴射
制御回路１９での補正によって、常に混合気が理論空燃
比となるように、休止気筒側と稼動気筒側と互いに独立
してフィードバック制御されており、これによって混合
気の最も良好な燃焼が確保される。

稼動排気通路８と休止排気通路９の合流部下流の排気通
路７には三元触媒２２が配設されている。

この触媒２２は理論空燃比の混合気の燃焼排気に対して
最も浄化特性が良好となるので、上記の空燃比フィード
バック機構の作用と相まって、触媒２２は排気中の有害
物質を効果的に除去することができる。

ところで、稼動排気通路８と休止排気通路９とは、それ
らの途中において分岐通路２３によっても結ばれている
。

分岐通路２３は休止排気通路９に対し、休止側空燃比セ
ンサ１６の付近、または上流近傍にて、それに対向する
側の通路壁面に持続開口しており、休止排気通路９の排
気圧力が低下する部分気筒運転時に、稼動気筒＃２．
＃４． ＃６からの高温排気の一部がこの分岐通路２３
を通って、その開口部２４から休止側空燃比センサ１６
へと吹き当たるようになっている。

分岐通路２３の稼動排気通路８への接続開口部２５を仮
りに稼動側空燃比センサ１５の上流側に設けると、稼動
気筒＃２．＃４．＃６からの排気のうち分岐通路２３へ
流出した分だけ、稼動側空燃比センサ１５の近傍を通過
する排気量の割合が減少し、その空燃比検出精度の悪化
を招くので、図に示すように上記の開口部２５は稼動側
空燃比センサ１５の下流側に設けられている。

今、気筒数制御回路２１が燃料噴射弁ｇＬｇ３、ｇ５か
らの燃料噴射を遮断制御して、休止気筒＃１．＃３．＃
５の作動を停止し、したがってエンジンが部分気筒運転
を行っているとする。

この時には、作動中の稼動気筒＃２．＃４゜＃６の排気
圧力が作動停止中の休止気筒＃１゜＃３．＃５の排気圧
力よりも高くなるので、稼動気筒＃２． ＃４． ＃６
からの高温排気は一部が分岐通路２３を経て、休止排気
通路９へと流出する。

その際、分岐通路２３の開口部２４から流入する高温排
気は、休止側空燃比センサ１６へと吹き当たるので、休
止気筒側の排温低下による休止側空燃比センサ１６の冷
却が抑制され、部分気筒運転時であっても休止側空燃比
センサ１６を作動良好な温度域に保持することが可能と
なる。

したがって、気筒数制御回路２１が燃料噴射弁ｇＬ ｇ
３ｔ ｇ５からの燃料噴射の遮断を解除して、エンジン
が全気筒運転に移行した時に、休止側空燃比センサ１６
は正確な空燃比信号を出し続けているので、燃料噴射の
遮断解除と同時にこの空燃比信号でもって休止気筒側の
空燃比に対°して正確なフィードバック制御を開始する
ことができる。

すなわち、従来と異なりこの全気筒運転への移行時に休
止気筒側の空燃比をオープン制御する必要がなく、即座
に正確なフィードバック制御を開始できるので、この時
に休止気筒側の空燃比を極めて正確に理論空燃比に制御
することが可能となり、従来に比べて燃費を改善できる
。

しかもこの正確な理論空燃比制御は、三元触媒２２の良
好な浄化作用をもたらし、従来に比べて排気中の有害物
質の除去率を高めることができる。

休止気筒＃１． ＃３． ＃５の作動が再開して全気筒
運転が始まり、分岐通路２３を経て高温排気が休止側空
燃比センサ１６へと吹き当たらなくなったとしても、今
度は休止気筒＃１． ＃３． ＃５からの高温排気が直
接暖めるので、休止側空燃比センサ１６の温度はいかな
る場合でも作動良好域に保持することができる。

以上説明したように本考案によれば、部分気筒運転時で
あっても休止側空燃比センサの温度を作動良好域に保つ
ことができるので、全気筒運転への移行と同時に休止気
筒の空燃比に対する正確なフィードバック制御を開始で
きる。

したがって全気筒運転への移行時に、例えば燃費や三元
触媒による排気中の有害物質の除去率を改善することが
できる。

なお、本考案は同じ様にして直列気筒配置の同種エンジ
ンにも適用できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示す概略断面図である。 ７・・・・・・排気通路、８・・・・・・稼動排気通路
、９・・・・・・休止排気通路、１５・・・・・・稼動
側空燃比センサ、１６・・・・・・休止側空燃比センサ
、１７，１８・・・・・・入コントロール回路、１９・
・・・・・燃料噴射制御回路、２１・・・・・・気筒数
制御回路、２３・・・・・・分岐通路、２４．２５・・
・・・・開口部、＃１． ＃３． ＃５・・・・・・休
止気筒、＃２． ＃４． ＃６・・・・・・稼動気筒、
ｇ１〜ｇ６・・・・・・燃料噴射弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジン軽負荷時に燃料供給がカットされて作動の停止
   する休止気筒と、他の常に作動する稼動気筒と、休止気
   筒と稼動気筒とに対応して休止排気通路と稼動排気通路
   とに分割された排気通路と、休止気筒の作動停止時に休
   止気筒へのみ休止排気通路から排気を還流する手段と、
   休止排気通路と稼動排気通路に配設された休止気筒側と
   稼動気筒側の空燃比センサとを備え、雨空燃比センサ出
   力信号に基づいて休止気筒側と稼動気筒側の空燃比を独
   立してフィードバック制御するようにした多気筒エンジ
   ンにおいて、休止排気通路と稼動排気通路とを結ぶ分岐
   通路を設けるとともに、分岐通路の稼動排気通路への接
   続開口部を稼動側空燃比センサ配設部の下流側に、他方
   休止排気通路への接続開口部を休止側空燃比センサ配設
   部近傍にそれぞれ設定した気筒数制御エンジン。