JPS5823977Y2

JPS5823977Y2 - 排気還流装置

Info

Publication number: JPS5823977Y2
Application number: JP1633178U
Authority: JP
Inventors: 純一郎松本; 深菅沢; 晴彦飯塚
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 1978-02-10
Filing date: 1978-02-10
Publication date: 1983-05-23
Also published as: JPS54118916U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は機関軽負荷時に一部気筒グループの燃料供給を
カットするような燃料供給気筒数制御システムを備えた
エンジンにおいて、排気清浄化のための排気還流装置の
改良に関する。

一般的なエンジンにあっては高負荷運転域で燃費が良好
となる傾向がある。

このた吹燃費の悪い低負荷域で一部気筒グループへの燃
料供給をカットし、残りの稼動気筒に休止気筒の分まで
負荷を転嫁し、これにより稼動気筒の単位当りの負荷を
増大させ常に燃費の良い範囲で運転しようとする、燃料
供給気筒数制御システムが考えられた。

エンジンから排出されるＮＯｘの低減を目的として、排
気の一部を吸気中に還流する排気還流装置が知られてい
るが、この排気還流を上記燃料供給気筒数制御システム
と併用すると、部分気筒運転時に一部気筒グループでは
燃焼が行われずに、単に空気のみが吸入−排出されてい
るため（燃料は通常、燃料噴射弁ＥＧＩを介して吸気ポ
ートに噴射される）、吸気中に還流される排気がこの空
気によって希釈され、稼動気筒における空燃比に変動を
きたし運転性能が悪化したり、あるいは休止気筒に還流
排気が吸入され、点火プラグが汚れて着火性能が不安定
化するなどの問題をひき起こしていた。

本考案はこのような問題を解決するため、休止グループ
と稼動グループとをそれぞれ独立した排気還流通路で抽
気還流し、還流排気が混ざりあわないようにし、かつこ
のとき排気還流機構の複雑化を回避するようにした、排
気還流装置を提供するものである。

以下、実施例を図面にもとづいて説明する。

図示例は６気筒エンジンにおいて軽負荷時に＃１〜＃３
の気筒グループの燃料をカットし、残りの＃４〜＃６の
気筒グループのみで運転するものに本考案を適用しであ
る。

まず、気筒数制御の具体例を第２図、第３図にもとづい
て説明すると、第２図に示すように、機関回転数が一定
の低回転Ｎｏ以上の領域において、機関負荷（この場合
は燃料噴射信号のパルス幅に相当）が一定値ＷＬ以下の
ときに３気筒運転し、機関負荷が一定値ｗＨ以上のとき
に６気筒運転する。

そして、機関負荷がｗＬとＷＨとの中間にあるとぎは、
それまでの気筒数を維持する、いわゆる不感帯域で制御
の・・ンチング現象を回避するために設ける。

また、回転数がＮＯ以下の極低回転域では、部分気筒運
転すると機関振動が大きくなるため全て６気筒運転に切
換女てしまう。

このような制御パターンを実現するのに、−例として、
第３図σ゛・ような構成をとる。

図中、１は吸入空気量センサ、２は回転数センサで、燃
料噴射制御回路３では両センサ１，２の出力にもとづい
て各気筒＃１〜＃６の噴射弁に負荷に対応しかつ回転
数に同期した作動制御パルス信号を供給する。

４，５はパルス幅比較器、６は回転数比較器であってそ
れぞれパルス幅設定値ＷＨとＷＬとをもつ基準器７，８
、並びに回転数設定値Ｎｏをもつ基準器９との出力と、
前記パルス信号（パルス数は回転数に比例している。

）とを比較して設定値より大きいときに信号■１〃を出
力する。

オア回路１０は比較器４の出力と、比較器６０反転器１
３を介しての出力とのオアをとって、フリップフロップ
１４０セツト入力とするもので、パルス幅がＷＨ以上か
もしくは回転数がＮｏ以下のとぎにＸＸ１〃を出力し、
フリップフロップ１４のＱ出力をに１〃にして６気筒運
転させる。

また、アント狙路１１は比較器５０反転器１２を介して
の出力と、比較器６の出力とのアントイ言号な、フリッ
プフロップ１４のリセット入力とするもので、パルス幅
がＷＬ以下でかつ回転数がＮｏ以上のときに１をリセ
ット端子に入力し、Ｑ出力をＯに切換えて３気筒運転に
する。

ただし、セット入力が１からＯに変わり、このとき
リセット入力はＯのまま変わらないときは（即ち第２図
の気筒数維持区域）Ｑ出力は依然として１を維持して
そのまま６気筒を保ち、逆にセット入力かＯのままでリ
セット入力のみか１から０に変ったとぎは、Ｑ出力はＯ
を維持して３気筒に保たれる。

なお、噴射パルス信号をフリップフロップ１４のクロッ
ク信号と・して入力させているので、上記Ｑ出力の切換
えはこのパルス信号の立上りに同期して行われる。

アンド回路１５はＱ出力か１のときにゲートを開いて
、端子１Ｔを介して＃１〜＃３気筒の噴射弁にパルス信
号を供給し、端子１８を介して常時噴射信号が送られる
気筒＃４〜＃６とともに６気筒運販を行わせ、逆にＱ
出力かＯのときはゲートを閉じて＃１〜＃３へのパルス
信号を断ち、＃４〜＃６気筒のみで運転を行わせる。

このようにして、軽負荷域（ただし回転数一定収上）で
は＃４〜＃６気筒にのみ燃料噴射して部分気筒運転を行
い、高負荷域で始めて＃１〜＃６の全ての気筒による運
転を行うのである。

このような気筒数制御装置を備えたエンジンにおいて、
第１図に示すように、吸気マニホールド２００絞弁下流
に隔壁２１を形成して＃′１〜＃３気筒と、＃４〜＃６
気筒とにそれぞれ吸気路２０ａ。

２０ｂを分離し、同じく排気マニホールド２３にも隔壁
２４を設けて、＃１〜＃３の排気路２３ａと、＃４〜＃
６の排気路２３ｂとに分離し、排気路２３ａから吸気路
２０ａに、また排気路２３ｂから吸気路２０ｂに、それ
ぞれ排勿還流通路２５ａ。

２５ｂを介して排気の一部を還流ＥＧＲするようにした
。

排気還流量ＥＧＲ量を排気流量に比例してコントロール
して、はぼ一定の排気還流率を得るようにするため、排
気還流制御弁２１と、排圧変換装置の８とが備えられる
。

制御弁２７は、２連式となっていて、ダイヤフラム２９
に対して２個の弁体３０ａ、３０ｂが取付げられ、それ
ぞれ還流通路２５ａと２５ｂの弁座３１ａ、３１ｂに接
離自在に構成される。

ダイヤフラム２９で画成した負圧室３３にはリターンス
プリング３４が配置されるとともに、前記排圧変換装置
２８を介してつくられた制御負圧が導入され、還流通路
２５ａ、２５ｂに介装した流量規制用のオリフィス３６
ａ＊３６ｂの下流圧力Ｐｅに応じて制御弁２Ｔ
の開度が増減する。

排圧変換装置２８はダイヤフラム３７で画成された排圧
室３８にチェック弁３９ａ、３９ｂを介しての圧力Ｐｅ
が導入され、この対向する大気室４０にはダイヤフラム
３Ｔに近接して圧力調整管４１の開ロ端力延長され、圧
力Ｐｅが増大するに伴って圧力調整管４１の平均開度を
減じるようになっている。

圧力調整管４１は負圧通路４２がらの負圧を大気で希釈
制御し、制御負圧通路４３を介して前記制御弁２Ｔの負
圧室３３に供給する。

なお、ｉはバキュームディレィバルブで絞弁４５の近傍
に開口させた負圧通路４２の負圧が大気圧に急変したと
きに閉じる。

４６はサーマルバキュームバルブでエンジン低温時に閉
じ、負圧を遮断してＥＧＲを停止する。

前記チェック弁３９ａ、３９ｂ及び合流通路４７を介し
てオリフィス下流圧力Ｐｅを排圧変換装置２８に導入す
るので、還流通路２５ａ、２５ｂのうちいずれか高い方
の圧力Ｐｅが導かれる。

また、圧力Ｐｅが低下したときにチェック弁３９ａ、３
９ｂの逆流阻止作用により排圧室３８の圧力か低下しな
いのを防ぐために、オリフィス４９をもつ通路５０でチ
ェック弁３９ａの前後を導通する。

以上のような構成において、エンジンの６気筒運転して
いるとぎは、排気路２３ａ、２３ｂのいずれにも燃焼排
気ガスが流れ、これらが排気還流通路２５ａ、２５ｂを
介して、＃１〜＃３の気筒グループに対応した吸気路２
０ａと、＃４〜＃６の気筒グループに対応した吸気路２
０ｂとに還流される。

排気還流制御弁２７は２つの同−的に作動する弁体３０
ａ、３０ｂを有しているため、両通路２５ａ、２５ｂ
の流量を同時に制御できる。

この場合の流量コントロール（排気還流量）は、オリフ
ィス３６ａ、３６ｂの下流圧Ｐｅを制御弁２７０作用で
一定に維持することにより、排気還流率（ＥＧＲ率）が
ほぼ一定となるような制御パターンにコントロールされ
る。

つまり、ＥＧＲ量はオリフィス３６ａ（３６ｂ）の開度
とその前後差圧に比例したものとなる。

オリフィス上流圧力ｐｂはほぼ排気圧力に等しく、排気
流量の関数であるから、排気流量（吸入空気量）が増え
るほど圧力ｐｂが増大する。

したがって、オリフィス下流圧Ｐｅを常に一定に制御す
るならば、オリフィス前後差圧は上流圧力ｐｂの関数と
なり、このことはＥＧＲ量も圧力Ｐｅの関数になること
を意味し、この結果、ＥＧＲ量は排気流量の関数として
、排気流量に対応して増大する。

このような制御を具体化するために、オリフィス下流圧
力Ｐｅがチェック弁３９ａ、３９ｂを介して排圧変換装
置２８に導かれ、Ｐｅに応じてダイヤフラム３７を押し
上げ圧力調整管４１０開度を縮少する。

圧力調整管４１の開度が縮少すれば排気還流制御弁２７
の負圧室３３に導入される制御負圧が強まるし、逆に開
度が拡大すれば大気による希釈率が大きくなって制御負
圧が弱まる。

負圧室３３の制御負圧に応じて制御弁２７の開度が変化
し、例えば圧力Ｐｅが設定値より高まりこれに応じて制
御負圧が強くなれば、制御弁２７の開度か増大して流路
抵抗を減じるため、オリフィス下流圧力Ｐｅは設定値ま
で減少する。

逆に圧力Ｐｅが設定値以下になれば、制御負圧が弱まっ
て制御弁２γの開度が縮少するため、オリフィス下流圧
力Ｐｅは設定値まで上昇する。

このようにして、圧力Ｐｅが常に一定となるような制御
が行われるのであり、排気還流率が１記したようにほぼ
一定に制御される。

ところで、圧力Ｐｅはチェック弁３９ａ、３９ｂを介し
て導かれているため、排気圧変換装置２８にはいずれか
高圧側の圧力Ｐｅに等しい圧力が作用することになる。

したがって、上述した６気筒運転から３気筒運転へと切
換えが行われた場合、＃１〜＃３の気筒の排気路２０ａ
には燃焼されない空気のみが排出されるので、他方の排
気路２０ｂに比べて排気圧力が低くなるが、このときに
は排気還流通路２５ｂ側の圧力Ｐｅが信号圧力として排
圧変換装置２８に導かれるため、稼動気筒＃４〜＃６
に対スルＥＧＲ率は全気筒運転時と同等に制御されるの
である。

なお、燃焼か行われない気筒＃１〜＃３に対しては、排
出された空気のみが排気還流通路２５ａを介して戻され
る。

この結果、休止気筒＃１〜＃３に対して燃焼排気ガスが
還流されたり、あるいは稼動気筒＃４〜＃５に空気が還
流されたりすることがなくなる。

上記チェック弁３９ａ、３９ｂは、オリフィス下流圧力
Ｐｅが減少したときは通路遮断して、排圧室２８の圧力
を元のままに保つように機能するので、このようなとき
にはオリフィス付通路５０を介して圧力を逃がすことに
より、排圧変換装置２８の機能を正常に保つ。

なお、部分気筒運転時は還流通路２５ａの圧力Ｐｅが低
いため、オリフィス付通路５０を介して合流通路４１の
圧力が逃げろが、他方のチェック弁３９ｂを介して供給
される圧力Ｐｅの方が絶対量が大きいので制御上無視で
きる。

ところで、この考案は休止気筒グループを＃１〜＃３か
ら＃４〜＃６に所定時間運転後に交互に切換える振分タ
イプのものにも当然適用可能である。

以上のように本考案によれし叉体止気筒に対して燃焼排
気が還流されて点火栓が汚れ着火性能が低下したり、あ
るいは稼動気筒に空気が還流されて混合気の空燃比が希
薄となり運転性が不安定化するなどの現象が回避でき、
全気筒運転、部分気筒運転のいずれにおいても安定した
精度のよい排気還流にもとづき、運転性能を損うことな
く効率的なＮＯｘ低減がはかれる。

また、排気還流制御弁、排圧変換装置など制御機構の重
複化が避けられる結果、構成の複雑化、コストアップな
どの不利益を招くことも少ない。

【図面の簡単な説明】第１図は本考案の全体的な回路的構成図、第２図は燃料
供給気筒数制御パターンを示す説明図、第３図は同じく
制御回路ブロック図である。１・・・・・・吸入空気量センサ、２・・・・・何紙数
センサ、３・・・・・・燃料噴射制御回路、４，５・・
・・・・パルス幅比較器、６・・・・・・回転数比較器
、１４・・・・・・フリップフロップ、１５・・・・・
・アンド回路、２０・・・・・・吸気マニホールド、２
０ａ、２０ｂ・・−・・・吸気路、２１・・・・・・隔
壁、２３・・・・・・排気マニホールド、２３ａ、２３
ｂ・・・・・・排気路、２４・・・・・・隔壁、２５ａ
、２５ｂ・・・・・・排気還流通路、２１・・・・・・
排気還流制御弁、２８・・・・・・排圧変換装置、３０
ａ、３０ｂ・・・・・・弁体、２９・・・・・・ダイヤ
フラム、３３・・・・・・負圧室、３６ａ。３６ｂ・・・・・・オリフィス、３８・・・・・・排圧
室、３９ａ。３９ｂ・・・・・・チェック弁、４１・・・・・・圧力
調整管、４２・・・・・・負圧通路、４９・・・・・・
オリフィス、５０・・・・・・通路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

多気筒エンジンの気筒系列を少なくとも２つのグループ
に分割し、エンジン軽負荷時に一方のグループへの燃料
供給をカットするようにした燃料供給気筒数制御装置を
備えた自動車エンジンにおいて、吸気路と排気路とを前
記気筒グループに対応して分離し、それぞれを互に独立
した排気還流通路で接続するとともに、両通路を同時に
開閉する２連排気還流制御弁を設け、該制御弁の作動制
御負圧を前記両排気還流通路の排圧のうち高圧側圧力に
応動する排圧変換装置を介して調整するようにした排気
還流装置。