JPS58135338A

JPS58135338A - 休筒エンジン

Info

Publication number: JPS58135338A
Application number: JP57017778A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Danno; 団野　喜朗; Nobuaki Murakami; 信明村上; Tatsuro Nakagami; 中神　達郎
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1982-02-05
Filing date: 1982-02-05
Publication date: 1983-08-11
Also published as: JPS6230287B2

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】本発明は、その作動中に一部の気筒を体筒状態へ移行さ
せて作動気筒数を制御できるようにした体筒エンジンに
関する。

従来のこの種の体筒エンジンでは、燃焼効率を上げて有
害ガスの発生を防止したり、負荷率を上げることにより
ポンピングロスを少なくして燃費を向上させたりするた
めに、例えば低負荷運転時に、その一部の気筒を体筒状
態にしてエンジンを作動させることが行なわれている。

ところで、このような体筒エンジンでは、第１図に示す
ようにある任意の一部エンジン回転数でスロットル弁の
開度を変化させたときの全気筒運転時の出力ＰＳＩと、
一部気筒運転時の出力ＰＳ２とが同一スロソトル弁開度
で同一と々る点（以下、「クロスポイント」という。）
Ｐが存在する。

したがって、このよう々クロスポイントＰで全気筒運転
から一部気筒運転への切換またはその逆の切換を行なえ
ば、切換の際のショックを防止できる。

しかしながら、従来の体筒エンジンでは、クロスポイン
）Ｐが低負荷側に寄っているので一部気筒運転を行なえ
る領域が狭く、燃費の向上にもおのずと制限がある。

そこで、燃費の向上をはかるため、第１図に示すように
切換点Ｑを高負荷側に移すと、全気筒運転時と一部気筒
運転時との間の出力差△ＰＳが大きくなって、切換時の
ショックが大きくなるという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、クロスポイントを高負荷側へ移行できるように調整し
て、切換時のショックをなくしながら燃費の向上をはか
った体筒エンジンを提供することを目的とする。

このため、本発明は、作動気筒数を制御して全気筒運転
時たは一部気筒運転を行ないうるエンジンにおいて、そ
の排気系から吸気系へ排ガスを還流する排ガス還流系と
、上記吸気系を流通する混合気の空燃比を変更しうる空
燃比変更系とをそなえ、上記全気筒運転時の出力と上記
一部気筒運転時の出力とが同一スロットル弁開度で同一
となる点（クロスポイント）を調整すべく、運転状態に
応じて、上記排ガス還流系における排ガス還流量を制御
するとともに、上記空燃比変更系を制御するクロスポイ
ント制御手段が設けられたことを特徴としている。

以下、図面により本発明の一実施例としての体筒エンジ
ンについて説明すると、第２図はその概略構成を説明す
るだめの模式図、第３，４図はいずれもその作用を説明
するためのグラフ第５，６図はそれぞれその変形例の作
用を説明するだめのグラフである。

さて、このエンジンは、運転状態（例えば低負荷運転状
態）によって作動を停止し体筒状態へ移行しうる２個の
体筒用気筒（この場合は第１、第４気筒）と、上記運転
状態にかかわらず常時作動する２個の常用気筒（この場
合は第２゜第３気筒）とをそなえることにより、作動気
筒数を制御して、４気筒運転（全気筒運転）寸たけ２気
筒運転（一部気筒運転）を行々いうる直列４気筒式の体
筒ニゲジンとして構成されている。

捷たその排気通路（排気系）からの排ガスを吸気通路（
吸気系）ｌにおけるスロットル弁２の配設部分よりも下流側の部分へ還流しうる排ガス還流通路（以下「ＥＧＲ通路」という。）３が設けられている。

さらに、空燃比変更系Ａを構成する気化器４のエアブリ
ード式計量装置５が設けられており、この計量装置５に
より、吸気通路１内の空気をエアブリード通路６を介し
ブリードエアとして取入れて、気化器４がらの燃料量の
割合を変更する（具体的には減らす）ことができ、これ
により吸気通路１を流通する混合気の空燃比を変更する
ことができる。

ところで、排ガス還流系Ｂを構成するＥＧＲ。

通路３における排ガス還流量（以下ｒＥＧＲｔｌという
。）を制御するとともに、空燃比変更系Ａにおけるブリ
ードエア量を制御するクロスポイント制御手段Ｃが設け
られている。

以下、このクロスポイント制御手段Ｃについて具体的に
説明する。

寸ず、ＥＧＲ，通路３には、第１ＥＧＲ制御弁７および
第２ＥＧＲ制御弁８が相互に並列に設けられており、各
ＥＧＲ，制御弁７，８ハ差圧応動式ダイアフラムモータ
として構成されている。

第１ＥＧＢ制御弁７は、弁体７ａ付きダイアフラム７ｂ
で仕切られるチャンバ７ｃ、７ｄをそなえており、チャ
ンバ７ｃ内にはばね７ｅが装填されている。

また、第２ＥＧＲ制御弁８は、弁体８ａ付きダイアフラ
ム８ｂで仕切られる８Ｃ２８ｄをそなえており、チャン
バ８Ｃ内にはばね８ｅが装填されている。

第１ＥＧＢ制御弁７のチャンバ７ｃには制御通路９の一
端が接続されるとともに、第２ＥＧＲ制御弁８のチャン
バ８ｃには制御通路１０の一端が接続されている。

各制御通路９，１０の他端は吸気通路１に開口している
が、その開口位置はスロットル弁２が所定開度以下では
スロットル弁上流側となり、スロットル弁２が所定開度
以上になると、スロットル弁下流側となるような位置に
設定されている。なお、チャンバ７ｄ、３ｄ内は大気圧
に調整されている。

Ｅ　Ｇ　Ｒ通路３には、第３ＥＧＲ制御弁１１が介装さ
れており、この第３ＥＧＲ制御弁１１は、スロットル弁
２に連動して作動し、上記の第１゜第２　Ｅ　Ｇ　Ｒ７
制御弁７，８によるＥＧＲ量の制御を補助するものであ
る。

サラニ、ハキュームコントロールユニソト（以下「ＶＣ
Ｕ」という。）１２が設けられており、とのＶＯＵ１２
は、第４図に符号りで示す部分を境にして、この部分り
よりも高速側でオン（弁を開く側）となり、低速側でオ
フ（弁を閉じる側）となる制御機構として構成されてい
る。すなわち、このＶＯＵ１２は、弁体１２ａ付きダイ
アフラム１２ｂで仕切られたチャン・ぐ１２Ｃ，１２ｄ
をそなえていて、チャンバ１２Ｃ内には、ばね１２ｅが
装填されている。

また、チャンバ１２ｃには、ＶＣＵ１２の作動遅延用オ
リフィス１３を介して制御通路１４の一端が接続されて
おり、この制御通路１４の他端は、前述の制御通路９，
１ｏの開口位置に近接した位置に開口している。

すなわち、この制御通路１４も、スロットル弁２が所定
開度以下でスロットル弁上流側に開口するとともに、ス
ロットル弁２が所定開度以上でスロットル弁下流側に開
口するようにたっている。

々お、各制御通路９，１０．１４の開口位置は、第２図
では模式的に誇張して描かれているが、その開口位置の
関係は第２図に示すとおりである。

まだ、チャンバ１２ｄには、エアクリーナ１５付きの制
御通路１６が接続されており、この制御通路１６には、
他の制御通路１７の一端が分岐するようにして接続され
ている。

この制御通路１７は弁体１２ａによって開閉されるよう
になっており、更にこの制御通路１７の途中には電磁式
切換弁１８が介装されてぃて制御通路１７の他端は制御
通路９に接続されている。

また、制御通路１７の弁開閉部分よりも切換弁１８側の
部分と、制御通路１０との間には、チェック弁１９付き
制御通路２０が介装されている。

なお、このチェック弁１９は通路１７から通路１０への
流通のみを許容する弁である。

さらに、制御通路１０には、他の制御通路２１が分岐し
ており、この制御通路２１にはチェック弁２２が介装さ
れている。

そして、制御通路２１の他端には電磁式三方切換弁２３
が接続されている。さらに、この三方切換弁２３には、
吸気通路ｌにおけるスロットル弁２の配設部分よりも下
流側の部分に連通して吸気マニホールド負圧を導く通路
２４と、エアクリーナ２５を介し大気に連通して大気圧
を導く通路２６とが接続されている。

なお、チェック弁２２は、三方切換弁２３から通路１０
への流通のみを許容する弁である。

また、切換弁１８．２３の各ソレノイドコイル１８ａ、
２３ａへは、コントロールユニット２７からの制御信号
（２気筒運転時には励磁のための制御信号、４気筒運転
時には消磁のための制御信号）が供給されるようになっ
ている。

す々わち、このコントロールユニット２７は、第４図に
符号Ｅで示す部分を境にして、この部分Ｅよりも高出力
側で４気筒運転にすべき消磁のだめの制御信号を出力し
、この部分Ｅよりも低出力側で２気筒運転にすべき励磁
のだめの制御信号を出力するようになっているのである
。

しだがって、切換弁１８は、２気筒運転時にはそのソレ
ノイドコイル１８ａが励磁のだめの制御信号を受けて励
磁され、戻しばね１８ｂに抗してプランジャ１８ｃが駆
動されて、制御通路１７を開き、逆に４気筒運転時には
、ソレノイドコイル１８ａが消磁のための制御信号を受
けて消磁され、戻しばね１８ｂの作用によりプランジャ
１８ｃが制御通路１７を閉じるようになっている。以下
、切換弁１８が制御通路１７全開いているときを、切換
弁１８がオンといい、切換弁１８が制御通路１７を閉じ
ているときを切換弁１８がオフという。

三方切換弁２３ば、２気筒運転時には、そのソレノイド
コイル２３ａが励磁のだめの制御信号を受けて励磁され
、戻しばね２３ｂに抗してプランジャ２３ｃが１駆動さ
れて制御通路２１を大気側に切換え、逆に４気筒運転時
には、ソレノイドコイル２３ａが消磁のだめの制御信号
を受けて消磁され、戻しばね２３ｂの作用によりプラン
ジャ２３Ｇが制御通路２１を吸気マニホールド負圧側に
切換えるようになっている。

以下、三方切換弁２３が大気側に表っているときを、三
方切換弁２３がオンといい、三方切換弁２３が負圧側に
女っているときを、三方切換弁２３がオフという。

ところで、エアブリード通路６には、リーン化用制御弁
２８が介装されており、この制御弁２８は差圧応動式ダ
イアフラムモータとして構成されている。

この制御弁２８は、弁体を兼ねるダイアフラム２８ａで
仕切られたチャンバ２８　ｂ、　　２８　ｃをそなえて
おり、チャンバ２８ｂ内にはばね２８ｄが装填されてい
る。

制御弁２８のチャンバ２８ｂには、制御通路２９の一端
が接続されており、この制御通路２９の他端は、制御通
路１７の弁開閉部分よりも制御通路１６側の部分に接続
されている。

まだ、この制御通路２９と制御通路２１におけるチェッ
ク弁２２配設部分よりも三方切換弁２３側の部分とは、
オリフィス３０を介して接続されている。このオリフィ
ス３０は、■ＣＵ１２の作動時に制御弁２８の作動を確
実にするためと、第２ＥＧＲ制御弁８との干渉を防止す
るために設けられる。

したがって、ＶＯＵ１２および切換弁１８゜２３のオン
オフ状態により、制御弁７．　８．２８がどのような論
理条件でオンオフ（開閉）するのかを表にして示すと次
のようになる。

なお、この表の見方は次のとおりである。例えばｖＣＵ
１２か切換弁１８がオフであるならば、制御弁７はオン
になり、これはＯＲ条件であるというととしである。

ところで、従来の体筒エンジンにおけるクロスポイン）
Ｐは第１図および第３図に示すととく低負荷側に寄って
いるため前述のような問題点があったが、第３図からも
明らかなように、４気筒運転時の出力ＰＳＩを符号ＰＳ
Ｉ’で示すように下げ、２気筒運転時の出力ＰＳ２を符
号Ｐ８２’で示すように上げると、クロスポイントを符
号Ｐ′で示すように高負荷側へ寄せることかでき、好ま
しい。そしてこれを実現するためには次のような制御を
行なえばよい。

す々わち低速４気筒運転時にはｇＧｌｌ、量を多くして
出力を低下させるとともに、低速２気筒運転時には排ガ
ス規制をクリアする範囲でＥＧＲ。

量を少なくして出力を向上させ、更に高速４気筒運転時
には少しの排ガス還流を行なって従来のものに比べ出力
を低下させるとともに、高速２気筒運転時には、Ｅ（）
Ｒ量をゼロにして出力を向上させればよいのである。

以下、各運転時の作用について説明する。

（１）低速４気筒運転時（第４図に符号工で示す領域）
の場合この場合は、ＶＯＵ１２および切換弁１８゜２３が共に
オフであるので、前述の表からもわかるように制御弁７
，８がオン、制御弁２８がオフである。

したがって、この場合はＥＧＲ量が多くなり、しかもリ
ーン化はオフ（空燃比は約１４．２）となるため、出力
を下げることができる。

（２）　　低速２気筒運転時（第４図に符号■で示す領
域）の場合この場合は、ＶＯＵ１２がオフ、切換弁１８゜２３がオ
ンであるので、同じく前述の表から制御弁７がオン、制
御弁８，２８がオフである。

したがって、この場合は制御弁７で許容される少ないＥ
ＧＲ量（この量は排ガス規制をクリアする範囲で定めら
れる。）となり、しかもリーン化はオフとなるだめ、出
力を従来のものに比べ上げることができる。

（３）高速４気筒運転時（第４図に符号■で示す領域）
の場合この場合は、ＶＣＵ１２がオン、切換弁１８．２３がオ
フであるので、同じく前述の表から制御弁７，２８がオ
ン、制御弁８がオフである。

したがって、この場合は制御弁８がオフである分ＥＧＩ
Ｉ、量が少なくなるとともに、リーン化（空燃比は約１
７）がなされる。

これにより従来のものに比べ出力を低下できるほか、燃
費の向上もはかれる。

（４）高速２気筒運転時（第４図に符号■で示す領域）
の場合この場合は、ＶＯＵ１２．切換弁１８．２３が共にオン
であるので、同じく前述の表から制御弁７．　８．　２
８は全てオフになる。

したがって、この場合は排ガスの環流もリーン化もなさ
れず、出力が向上する。

このように運転状態に応じて、制御弁７，８゜２８のオ
ンオフ状態が制御されて、４気筒運転時の出力Ｐ８１’
と２気筒運転時の出力ＰＳ２’とが第３図に点線で示す
ように変更されるのでクロスポイントを符号Ｐ′で示す
ように高負荷側へ移行させることができ、これにより２
気筒運転領域を拡大して燃費の向上をはかれるほか切換
の際のショックもなくすことができる。

また、４気筒運転時においても、高速運転時はリーン化
を行なっているので、この場合も燃費の向上に寄与しう
るのである。

なお、２気筒運転時の出力ＰＳ２を第５図に符号ＰＳ２
’で示すごとく上げて、クロスポイントＰ“を高負荷側
にしても、４気筒運転時の出力ＰＳＩを第６図に符号Ｐ
ＳＩ’で示すごとく下げて、クロスポイントＰ″′を高
負荷側にしても、同様に２気筒運転領域を拡大して燃費
の向上をはかることができるほか、切換の際のショック
も々〈すことができる。

１だ、リーン化のために空燃比を変更する手段として、
本実施例のように気化器特性を変えて燃料量を減少させ
るブリードニアリーン化システムのほか、リーン化バル
ブによって吸気通路１への空気の投入量を制御するプロ
ポーショナルリーフ化システムを採用することもできる
が、クロスポイントでの軸出力向上の観点からは、前者
の方が好ましい。

さらに、本発明は、４気筒式体筒エンジンのほか、その
他の多気筒式体筒エンジンにも適用でき、また、気化器
方式の体筒ゴンジンのほか、燃料噴射方式の体筒エンジ
ンにも適用できる。

この燃料噴射方式の場合は、燃料噴射弁への制御信号を
調整することにより、空燃比が制御される。

以上詳述したように、本発明の体筒エンジンによれば、
ＢＧＲ量と空燃比とを制御することにより、全気筒運転
時の出力特性と一部気筒運転時の出力特性とを変えて、
クロスポイントを高負荷側へ移行させることができるの
で、一部気筒運転領域を拡大することができ、これによ
り燃費の向上をはかることができるほか、切換の際のシ
ョックもなくすことができる利点がある。

また、リーン化による燃費の向上もはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の体筒エンジンにおける出力特性を示すグ
ラフであり、第２〜６図は本発明の一実施例としての体
筒エンジンを示すもので、第２図はその概略構成を説明
するだめの模式図、第３，４図はいずれもその作用を説
明するためのグラフ、第５，６図はそれぞれその変形例
の作用を説明するだめのグラフである。 ■・・吸気通路（吸気系）、２・・スロットル弁、３・
・ＥＧ　Ｒ，通路、４・・気化器、５・・計量装置、６
・・エアブリード通路、７，８−−ＥＣ）Ｒ，制御弁、
７ａ、８ａ・・弁体、７１〕。８ｂ−−ダイアフラム、７ｃ、７ｄ、８ｃ、８ｄ・・チ
ャンバ、７ｅ、８ｅ・・ばね、９，１０・・制御通路、
１１・・ＥＧＲ制御弁、１２・・ＶＣＩＪ、１２ａ・・
弁体、１２ｂ・・ダイアフラム、１２ｃ、１２ｄ−−チ
ャンバ、１２ｅ・・ばね、１３・・オリフィス、１４・
・制御通路、】５・・エアクリーナ、１６．１７・・制
御通路、１８・・切換弁、１８ａ・・ソレノイドコイル
、１８ｂ・　・戻しばね、１８ｃ・・プランジャ、１９
・・チェック弁、２０．２１・・制御通路、２２・・チ
ェック弁、２３・・三方切換弁、２３ａ・・ソレノイド
コイル、２３ｂ・・戻しばね、２３ｃ・・プランジャ、
２４・・通路、２５・・エアクリーナ、２６・・通路、
２７・・コントロールユニノ）、２８・・制御弁、２８
ａ・・ダイアフラム、２８ｂ。２８ｃ・・チャンバ、２８ｄ・・ばね、２９・・制御通
路、３０・・オリフィス、Ａ・・空燃比変更系、Ｂ・・
排ガス還流系、Ｃ・・クロスポイント制御手段、Ｐ、Ｐ
’、Ｐ、Ｐクロスポイント。復代理人　弁理士　飯　沼　義　彦第１図スロットル弁開度− 第６図スロワ）・ル弁開度− 第５図スロットル弁開度− 第３図スロットル弁開度−

Claims

【特許請求の範囲】

作動気筒数を制御して全気筒運転または一部気筒運転を
行ないうるエンジンにおいて、その排気系から吸気系へ
排ガスを還流する排ガス還流系と、上記吸気系を流通す
る混合気の空燃比を変更しうる空燃比変更系とをそなえ
、上記全気筒運転時の出力と上記一部気筒運転時の出力
とが同一スロソトル弁開度で同一となる点を調整すべく
、運転状態に応じて、上記排ガス還流系における排ガス
還流量を制御するとともに、上記空燃比変更系を制御す
るクロスポイント制御手段が設けられたことを特徴とす
る、体筒エンジン。