JPS59134318A - 気筒数制御エンジンの２次空気供給装置 - Google Patents

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】 本発明は気筒数制御エンジンの排気通路に設けられた２
次空気供給装置に関するものである。

エンジンにおいては一般に、低負荷運転時はど吸気負圧
が大きくなることによシポンビングロスが増大し、燃費
低下を招く。そのため、従来より多気筒エンジンにおい
て、低負荷運転時には一部気筒への混合気供給を停止し
、それによって残りの稼動気筒の吸気負圧を小さくして
、稼動気筒光すの出力を上げかつボンピンクロスを減ら
すことにより燃費の向上を図る、いわゆる気筒数制御エ
ンジンが考えられている。上記気筒数制御エンジンにお
ける一部気筒への混合気供給停止の例として、例えば特
開昭５４−５７００９号に示されるように一部気筒の吸
排気弁を全閉状態に保持することにより気筒数制御を行
なうものや、特開昭５５−７８１３５号に示されている
ように一部気筒の吸気弁上流の吸気通路に設けこの通路
を開閉するシャッターバルブを閉じることにより気筒数
制御を行なうものがある。

また、エンジンの排気ガス浄化を目的として、排気通路
に２次ｔ　Ｅ供給装置を設け、この装置から排気中に取
り込捷れだ空気と排気ガス中のＣｏ、ＨＣ等の未燃焼成
分を触媒により酸化（燃焼）させることも一般に行なわ
れている。２次空気供給装置は通常、逆止弁を介して外
気と連絡する２次空気供給通路を排気通路内に開設し、
エンジンの排気脈動によって生じる負圧を利用して逆止
弁よシ空気を吸い込むようになっている。このため、上
記気筒数制御エンジンにおいて、低負荷時に一部気筒を
休止して部分気筒運転する場合、上記２次空気供給装置
の通路を休止している気筒の排気通路に開設する時と、
稼動している気筒の排気通路に開設する時とでは、排気
脈動の影響が異なるため２次空気供給量も異なるという
問題がある。（以下、部分気筒運転時に休止する気筒を
休止気筒、稼動する気筒を稼動気筒という。） この点に関して、例えば特開昭５５−１６４７４４号に
おける実施例として、一部気筒の吸気弁上流の吸気通路
に設けたシャッターバルブによシこの通路を開閉して低
負荷時に部分気筒運転を行なうエンジンにおいて、休止
気筒の排気通路に２次空気供給装置の通路を設けた例が
示されている。この例において部分気筒運転時には、シ
ャッターバルブにより休止気筒の吸気通路を全閉保持す
るため休止気筒には混合気が供給されないので休止気筒
より出力は得られず部分気筒運転が行なわれるのである
が、休止気筒のピストンおよび吸排気弁は稼動気筒が作
動している限り、これと連動して作動している。このた
め、シャッターバルブよシ下流側の吸気通路には休止気
筒の吸気作用によシかなシ大きな吸気負圧が発生する。

この吸気負圧が吸排気弁のオーバーラツプ時（両方の弁
が同時に開く時）排気通路に作用して、排気通路にも負
圧を伝え、２次空気供給通路を介して逆止弁よシ空気を
取シ込む。この吸気負圧は稼動気筒の排気脈動により生
じる負圧よシ大きいため、部分気筒運転時には休止気筒
の排気通路の負圧の方が稼動気筒の排気通路の負圧よシ
大きくなる。このため、休止気筒の排気通路に２次空気
供給装置の通路を設けると部分気筒運転時の２次空気供
給量が過剰になるという問題が生じる。

本発明は以上の点に鑑み、気筒数制御エンジンが部分気
筒運転中であっても２次空気供給量があまり過剰になる
ことがなく、負荷に応じた２次空気の供給ができるよう
にした気筒数制御エンジンの２次空気供給装置を提供す
ることを目的とするものである。

本発明の２次空気供給装置は、一部気筒の吸気弁上流の
吸気通路に設けたシャッターバルブを低負荷運転時に全
閉して休止させ、残シの気筒だけで運転するようにした
気筒数制御エンジンにおいて、稼動気筒の排気通路に、
逆止弁を介して２次空気を供給する２次空気供給通路を
開設したことを特徴とするものである。

上記のように、２次空気供給通路を稼動気筒の排気通路
に開設した場合は、低負荷時に部分気筒運転を行なって
も、休止気筒の排気通路に発生する比較的大きな負圧（
稼動気筒の排気通路の負圧よシ大きい）は排気マニホー
ルドを介して２次空気供給通路に伝わるため、この負圧
は弱められて伝わる。このため、２次空気供給量も、２
次空気供給通路を休止気筒の排気通路に開設した場合に
比べて少なくなυ、比較的負荷に応じた２次空気供給量
を得ることができ、排気ガスの浄化を効果的に達成する
ことができる。

以下図面により本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例による気筒数制御エンジンの２
次空気供給装置を示す概略図である。シリンダブロック
１に形成された第１気筒２ａ〜第４気筒２ｄの４個の気
筒には各各、吸気マニホールド内に設けた第１吸気通路
３ａ〜第４吸気通路３ｄが連通されるとともに、排気マ
ニホールド内に設けた第１排気通路４ａ〜第４排気通路
４ｄが連通されている。第１吸気通路３ａ〜第４吸気通
路３ｄの集合部上流の吸気通路５には、例えばアクセル
ペダル等によって操作されて吸入空気量を制御するスロ
ットル弁６が設けられ、該スロットル弁６の上流位置に
は燃料噴射弁７が、そして該燃料噴射弁７のさらに上流
位置には吸入空気量を検出するエアフローセンサ８が設
けられている。上記エアフローセンサ８のポテンショメ
ータ８ａが出力する吸入空気量信号Ｓ１および排気通路
４ｄに設けられた酸素上ンサ１９からの出力信号Ｓ２が
燃料噴射制御回路９に入力され、この制御回路９からの
出力信号Ｓ３によシ、吸気空燃比を目標値（例えば理論
空燃比１４．７）に近ずけるよう燃料噴射弁７が制御さ
れ、吸入空気量に見合う所定量の燃料を噴射する。

前記吸気通路３ａ〜３ｄのうち、各々第２気筒２ｂ、第
３気筒２ｃに連通ずる第２吸気通路３ｂと第３吸気通路
３ｃには、共通のバルブシャフト１０に固定され該シャ
フト１０が回転されることによって該第２．第３吸気通
路３ｂ、３ｃを開閉するシャッターバルブ１１ｂ、ｌｌ
ｃが配設されている。バルブシャツ）１０は電磁式のア
クチュエータ１２に連結されている。このアクチュエー
タ１２は、常時は上記シャシターバルブｌｌｂ、ｌｌｃ
を全開とする回転位置にバルブシャフト１０を設定する
が、後に詳述する制御回路１３から駆動信号Ｓ７が入力
されると、該バルブシャフト１０を回転してシャッター
バルブ１１ｂ。

１１ｃを全閉状態に設定する。シャッターバルブｌｌｂ
、ｌｌｃが全閉状態になると、第２気筒２ｂおよび第３
気筒２ｃは休止し第１）。

気筒２ａおよび第４気筒２ｄのみによシ稼動される部分
気前運転状態になる。このため、第２気筒２ｂおよび第
３気筒２ｃが休止気筒、第１気筒２ａおよび第４気筒２
ｄが稼動気筒である。

休止気筒２　ｂ　、　２　ｃに連通する第２排気通路４
ｂおよび第３排気通路４Ｃは下流側で結合して第１結合
通路４ｅとなシ、稼動気筒２ａ。

２ｄに連通する第１排気通路４ａおよび第４排気通路４
ｄも下流側で結合して第２結合通路４ｆとなる。さらに
、第１結合通路４ｅおよび第２結合通路４ｆは、これら
の下流側で結合して排気通路４ｇとなり、その下流で触
媒１５内を通過した後、大気に通じている。

このため、各気筒２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄよシ排出され
た排気は、上述の通路を通過し触媒１５で浄化された後
大気中に放出される。

スロットル弁６の下流側において吸気通路５内に吸気負
圧センサ１６を設け、シリンダブロック１内の冷却水通
路に水温センサ１７を設け、出力回転部（図示せず）に
回転センサ１８を設ける。そして、吸気負圧センサ１６
により吸気負圧すなわち負荷の大きさを、水温センサ１
７によりエンジン冷却水温を、回転センサ１８によジエ
ンジン回転をそれぞれ検出し、これらのセンサから吸気
負圧信号Ｓ４、冷却水温信号Ｓｓ、および回転信号Ｓ６
を気筒数制御回路１３に出力する。これらの信号に基づ
いて制御回路１３から上述のシャッターバルブｌｌｂ、
ｌｌｃの開閉を行なうアクチュエータ１２の駆動信号Ｓ
７が出力される。（制御回路詳細は後述する。） 以上のように構成した気筒数制御エンジンにおいて、一
端に逆止弁２１を有する２次空気供給通路２０の他端を
、部分気筒運転時の稼動気筒２ａの排気通路４ａに開設
する。このようにすると、部分気筒運転時にはシャッタ
ーバルブＩｌｂ、ｌｌｃが全閉保持されてこのシャッタ
ーバルブｌｌｂ、ｌｌｃの下流側に発生する大きな負圧
が、休止気筒２ｂ。

２ｃの吸排気弁（図示せず）のオーバーラッグ時に排気
通路側に伝わって、休止気筒２ｂ。

２ｃの排気通路４ｂ、４ｃに負圧を発生させる。この負
圧は、稼動気筒２ａ、２ｄの排気通路４ａ、４ｄ内に発
生する排気脈動による負圧に比べＣ大きいのであるが、
排気マニホールド４内に設けた第１結合通路４ｅおよび
第２結合通路４ｆを介して２次空気供給通路２０に伝わ
るため、２次空気供給通路２０に作用する負圧は弱めら
れている。このため、全気筒運転から部分気筒運転にな
っても２次空気供給量が急増することもなく、比較的負
荷に応じた２次空気の供給を得ることができる。なお、
上記酸素上ンサ１９は２次空気による影響を避けるため
、稼動気筒が複数の時は２次空気供給通路２０が開設さ
れた排気通路と異なる排気通路に設けるのが望ましい。

例えば、本実施例では２次空気供給通路２０を稼動気筒
２ａの排気通路４ａに開設し、酸素セ／す１９は稼動気
筒２ｄの排気通路４ｄに設けている。

第２図は気筒数制御回路１３のブロック図であり、第３
図に示す吸気負圧どエンジン回転数の関係を示すグラフ
を用いて説明する。

負圧センサ１６で検出された吸気負圧信号Ｓ４が気筒数
制御回路１３に入力され第１設定値回路３０からの設定
値信号と第１比較回路３１において比較して、吸気負圧
が設定値よシ大きい時（低負荷時）にＯＮ信号をＡＮＤ
ゲート３６に出力する。回転上ンサ１８で検出されたエ
ンジン回路信号Ｓ６も気筒数制御回路１３に入力され第
２比較回路３３で第２設定値回路３２からの設定値信号
と比較して、エンジン回転が設定値より低回転の時にＯ
Ｎ信号をＡＮＤゲート３６に出力する。Ａ、　Ｎ　Ｄゲ
ート３６において、上記第１比較回路３１の出力と第２
比較回路３３の出力が共にＯＮの時にのみＯＮ信号をゲ
ート回路３７に出力する。

すなわち、第３図のグラフに示すように、エンジンが低
負荷かつ低回転の時（図中斜線部）にのみＯＮとなる。

一方、水温センサ１７で検出されたエンジン冷却水温信
号Ｓ５も気筒数制御回路１３に出力され第３比較回路３
５で第３設定値回路３４からの設定値信号と比較して、
冷却水温が設定水温より高くなった時ゲート回路３７を
開（ＯＮ信号を出力する。

このようにして、ＡＮＤゲート３６の信号は第３比較回
路３５の出力信号がＯＮの時にのみ、ゲート回路３７を
通過して増巾回路３８に出力されて、増巾回路３８で増
ｄ〕された信号Ｓ７によシアクチュエータ１２を作動さ
せる。本実施例では増巾回路３８の出力がＯＮの時アク
チュエータ１２によりバルブシャフト１０が駆動され、
シャッターバルブ１　ｌ　ｂ　、ｌｌｃが吸気通路３ｂ
、３ｃを全閉状態にする。このようにして、低負荷、低
回転で冷却水温がある程度以上の時、部分気筒運転を行
なうことができる。

以上のように構成することによシ、エンジンの負荷およ
び回転が設定値以下であシ、かつ冷却水温が設定値以上
の時にのみ一部気筒稼動を休止する気筒数制御エンジン
が実現できるとともに、低負荷時に部分気筒運転を行な
っても、２次空気供給量が過剰になることも少な（比較
的、負荷に応じた２次空気の供給が行なえて、効果的な
排ガスの浄化を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略図、第２図は本発明
の実施例における制御回路ブロック図、 第３図はエンジン回転数と吸気負圧の関係を示すグラフ
である。 １・・・シリンダブロック　　　２ａ、２ｂ、２ｃ、２
ｄ・・・気筒３・・・吸気マニホールド　　　４・・・
排気マニホールド７・・・燃　料噴射弁　　９・・・燃
料噴射制御回路１２・・・アクチュエータ　　１３・・
・気筒数制御回路１６・・吸気負圧センサ　　１７・・
水温センサ１８・・・回　転　セ　ンサ　　２０・・・
２次空気供給通路２１・・逆　止　弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数気筒のうち一部気筒の吸気弁上流の吸気通路に設け
   たシャッターパルプを低負荷運転時に全閉保持して、残
   りの気筒にのみ混合気を供給するようにした気筒数制御
   エンジンにおいて、上記残りの気筒の排気通路に逆止弁
   を介して２次空気を供給する２次空気供給通路を開設し
   たことを特徴とする気筒数制御エンジンの２次空気供給
   装置。