JPS59183047A - 気筒数制御エンジン - 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】 この発明は、エンジン杼負荷域等で一部気筒の作動を休
止させて部分気筒運転を行なう気筒数制御エンジンに関
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で
、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
（特開昭５５−１３１５４０号等）。

本出願人が先に出願したこの秤のエンジンでは、第１図
に示すように、休止側の気筒Ａ〜Ｃと稼動側の気筒Ｄ−
Ｆに対応して吸気通路２が絞り弁１の下流にて稼動側吸
気通路３と休止側吸気通路４とに分割され、排気通路５
も途中まで稼動側Ｊ′Ｊ＋気通路６と休止側排気通路７
とに分割されている。

そして、エンジンの軽負荷時や無負荷時に気筒Ａ〜Ｃの
作動を休止させるときには、例えばエアフローメータ８
からの吸入空気ｌ　（８号、イグニッションコイルから
の回転数信号、絞り弁スイッチ９からのアイドル信号等
に基づき、制御装置１０が気筒Δ〜Ｃに対応する燃料噴
射弁ａ−Ｃを全開保持して燃料の供給をカットすると共
に、体１１側吸気通路４の上流部に介装された遮断弁１
１を閉じ、同時にエア７０−メータ８および絞り弁１を
バイパスする新気供給通路１２の弁１３を開いてこれら
の上流側の新気を休止側気筒Ａ−Ｃへ充分に供給する。

これにより、休止側気筒Ａ−Ｃにおけるポンピングロス
を低減しつつ部分気筒運転を行なっている。

ただし、この場合エンジンの出力を全気筒運転時と同一
に保つため、稼動側気筒Ｄ−Ｆでは燃料噴射弁ｄ−ｆの
噴射定数が２倍になるにうに切換えられる。

一方、このエンジンにあっては、全気筒運転時に稼動側
気筒Ｄ〜Ｆおよび休止側気筒Δ〜Ｃとも同様に燃焼した
排気カスを排出するが、部分気筒運転時には稼動側気筒
Ｄ−Ｆから同じく燃焼ガスが、休止側気筒Ａ−Ｃからは
比較的低温（はぼ常温）の新気がそのまま排出される。

したがって、この排気処理装置として三元触媒を用いる
場合には、図のように稼動側気筒Ｄ−Ｆからの排気のみ
を浄化する第１の触媒１４ど、主に全気筒運転時に休止
側気筒Ａ−Ｃからの排気を浄化する第２の触！＃−１５
とが、稼動側排気通路６の下流と、両排気通路６．７の
合流部１・流どに分割設置される。

また、第１の触！１１１４上流の稼動側排気通路Ｇに稼
動側気筒Ｄ〜Ｆの排気中の酸素濃度を検出づる第１の酸
素センサ１６が、休止側排気通路７の途中に休止側気筒
Δ〜ＣのＪＪＩ気中の酸素濃度を検出する第２の酸素セ
ンサ１７がそれぞれ設置され、これらの検出信号は前記
制御装置１０に送られる。

そして、稼動側気筒Ｄ−Ｆでは、全気筒運転時、部分気
筒運転時とも理論空燃比の混合気が百られるように、第
１の酸素センサ１６の検出信号に応じて燃料噴射弁ｄ〜
［の噴射用が補正され、（ホ止側気筒Ａ−Ｃでは全気筒
運転時に第２の酸素センサ１７の検出信号に応じて燃料
噴射弁ａ−Ｃの噴射量を補正し、理論空燃比となるよう
に制御している。

これにより、第１および第２の触媒１／Ｉ、１５での転
換効率を高め、対応する気筒Ａ−Ｃ，Ｄ〜Ｆからの排気
との反応を促進して、排気の清浄化を図っている。

なお、燃料噴射弁ａ〜［からの基本的な噴射量は、やは
り制御装置１０により、吸入空気量信号、回転数信号等
に基づいてコン１−ロールされる。また、１８．１９は
制御装置１ｏがらの指令に応じてバキコームタンク２０
の負圧を弁１１．１３のダイヤフラム装Ｍ２１．２２に
選択的に導入する三方電磁弁で、２３は排気還流通路、
２４はＥＧＲ弁を示す。

しかしながら、このような従来の気筒数制御エンジンに
あっては、部分気筒運転時に休止側気筒Ａ〜Ｃに新気供
給通路１２から略大気圧の空気を導入するようになって
いるため、比較的低速低負荷域の部分気筒運転時には休
止側気筒Ａ〜Ｃで稼動側気筒Ｄ〜Ｆとほぼ同等の圧縮圧
ツノが得られ、安定した回転が維持されるが、部分気筒
運転のうち稼動側気筒Ｄ〜Ｆの負荷がある程度高くなる
運転域では、休止側気筒Ａ〜Ｃでの圧縮圧力が相対的に
低下してバランスを失い、このため回転変動やトルク変
動が増加し、運転性が悪化するという問題があった。

この発明は、部分気筒運転時に休止側気筒に加圧空気を
供給するようにして、回転変動や１〜ルク変動を抑制し
、上記問題点を解決でることを目的としている。

そのためにこの発明は、エンジンのエネルギ（排気エネ
ルギ等）により駆動される過給機を備え、部分気筒運転
時には、この過給機からの加圧空気を休止側気筒にのみ
導入する手段を設けるととにより、部分気筒運転時の休
止側気筒での圧縮圧力を高め、稼動側気筒との圧力バラ
ンスをほぼ一定に保つ。

なお、通常運転時（仝気筒運１’ｚｉ　ＩＲＪ　＞には
、金気筒に加圧空気を供給するよう構成し、エンジンの
出力向上を図る。

以下、本発明の実施例を図面に基づいく説明りる。

第２図は本発明の実施例を示？Ｉ措成断面図で、Ａ〜Ｃ
は軽負荷時や無負荷時に燃料噴射弁ａ　−Ｃからの燃料
の供給が遮断され作動（燃焼）を休Ｉ［づる休止側気筒
、ＤぺＦは常時燃利噴射弁ｃ１〜ｒからの燃料と新気が
供給され作動を継続覆る稼動側気筒である。

この休止側気筒△〜Ｃと稼動側気筒Ｄ〜Ｆに対応して吸
気通路２が絞弁１の下流にて休止側吸気通路４と稼動側
吸気通路３に、排気通路５が途中まで休止側排気通路７
と稼動側吸気通路６に分割される。

そして、この休止側吸気通路７の上流部に気筒Ａ〜Ｃの
作動体止時に閉じる遮断弁１１が介装される一方、稼動
側排気通路６の途中に排気エネルギによって駆動される
過給機（ターボチャージャ）２５の排気タービン２６が
介装され、この排気タービン２６に連結、駆動される吸
気コンプレッサ２７が絞弁１およびエアフローメータ８
上流の吸気通路２に介装される。

この排気タービン２６は導入される排気ガス量に比例し
て高速で回転し、吸気コンプレッサ２７はこれに応じて
吸込んだ空気を過給つまりエアクリーナ２８により導入
した空気を加圧、圧送する。

そして、この場合排気タービン２６の上流にて稼動側排
気通路６と休止側抽気通路７とを接続づるバイパス通路
２９が形成され、このバイパス通１８２９と休止側排気
通路７の下流側とを選択的に開閉する第１の弁（排気バ
イパス弁）３０が設（）られる。

この第１の弁３０はダイ（７フラム装置３１″により開
閉駆動され、気筒Ａ−Ｃの作動が休止される部分気筒運
転時には後述りる第３の弁３９に応動してバイパス通路
２９を閉じ、各気筒Ａ〜Ｇ、　Ｄ−Ｆとも作動する全気
筒運転時には制御装置３２からの信号により開かれる電
磁弁３３を介して伝達される吸気コンプレッサ２７の吐
出圧に応じて休止側排気通路７の下流側を開閉する。

一方、エアフローメータ８上流の吸気通路２には、吸気
コンプレッサ２７をバイパスしてエアクリーナ２８の下
流側とエア７０−メータ８の上流側とを接続する補助通
路３４と、エアフローメータ８、絞弁１をバイパスして
吸気］ンブレツザ２７の下流側と前記遮断弁１１下流の
休止側吸気通路４とを接°続する切換゛通路３５とが形
成され、補助通路３４ど吸気通路２の合流部３６に両道
路３１．２を選択的に開閉する第２の弁３７ど、切換通
路３５ど吸気通路２の分岐部３８に同じく両道路３５．
２を選択的に開閉づる第３の弁３９とが介装される。

この第２．第３の弁３’７．３９は、それぞれタイヤフ
ラム装置４０．４１に連結、杢れ、このうち第２の弁３
７は、全気筒運転部に制御族＠３２からの信号により対
応する電磁弁４２が開かれ、バキュームタンク２０から
ダイヤフラム装置４０に負圧が伝達されると、吸気通路
２を問いて補助通路３４を閉じる。部分気筒運転時には
、電磁弁４２が閉じられタイヤフラム装置７ＩＯが人気
にｌｔｌ放され、図のように補助通路３４を問いて吸気
通路２を閉じる。

また、第３の弁３９は、部分気筒運転時に対応する電磁
弁４３が開かれ、バキュームタンク２０からダイヤフラ
ム装置４１に伝達される負圧により、図のように吸気通
路２を閉じて切換通路３５を開く。全気筒運転時には、
電磁弁４３が閉じられ、切換通路３５を閉じて吸気通路
２を聞く。

なお、制御装置３２は、エアフローメータ８からの吸入
空気量信号や・イグニッション」（ルからの回転数信号
等に基づく軽負荷時等で、前記遮断弁１１を閉じると共
に、休止側気筒Δ〜Ｃの燃料噴射弁ａ〜Ｃを全開してそ
の作動を休止させ、部分気筒運転を行なう。その他の構
成について第１図と同一の部分には同一符号をイ］すこ
と（こづ゛る。

即ち、部分気筒運転時には、稼動側気筒Ｄ〜「からの排
気が過給機２５の排気タービン２６へ導かれ、吸気コン
プレッサ２７を駆動すると共に、第２．第３の弁３７．
３９により吸気通路２が途中で遮断され、補助通路３４
ど切換通路３５とが開かれる。

このため、休止側気筒Ａ−′−Ｃには吸気コンプレッサ
２７からの加圧空気が、稼動側気筒Ｄ〜［：には吸気コ
ンプレツサ２７をバイパスした吸気／ｌ）＜　Ｉアフロ
−メータ８、絞弁１を介して供給され、ごれにより稼動
側気筒Ｄ−’Ｆでの燃焼状態を良好に維持しつつ、休止
側気筒Ａ−Ｃで稼動側気筒］）〜Ｆの負荷に応じた充分
量の空気を吸い込むことができ、高い圧縮圧力を臂るこ
とができる。

したがって、休止側気筒△〜Ｇと稼動側気筒Ｄ〜Ｆの圧
縮仕事（トルク）が第３図の（ａ　）に示すようにほぼ
均衡し、その結果第３図（１））に示１ようにトルク変
動、回転変動が平滑化され、部分気筒運転時の円滑な運
転性能を維持することができる。ただし、第３図の（ａ
）、（ｂ）中の（イ）は本発明、（ロ）は従来例のトル
ク状態を示す。

一方、全気筒運転時には、全気筒Δ〜Ｆからの排気が排
気タービン２６に導かれ、吸気コンプレッサ２７を駆動
り−るが、このとき吸気コンプレッサ２７の吐出圧（過
給圧）に応じて図示左端に位置していた第１の弁３０が
右動じ、その吐出圧があまり過大とならないようにター
ビン２６への排気導入量が増減される。

そして、第２．第３の弁３７．３９により補助通路３４
と切換通路３５が遮断され、これにより吸気コンプレッ
サ２７からの加圧空気は、エアフローメータ８、絞弁１
および体」１側吸気通路４と稼動側吸気通路３を介して
各気筒Ａ〜・Ｆ　ｌ；二均等に分配され導入される。

このため、出力を要求される全気筒運転時に最適な過給
を行なうことが可能となり、充分に出力性能を向上する
ことができる。

なお、過給機２５に機械式過給機（例えばルーツブロア
等）を用いても良い。

このように、本実施例では過給１ｍ　２５を備えると共
に、部分気筒運転時にはこの過給機２５か１うの加圧空
気を体■に側気筒Ａ〜０にのみ導入する手段（補助通路
３４．切換通路３５．第２の弁３７゜第３の弁３９）を
設（プたので、部分気筒運転時の運転性を良好に保つこ
とができ、また全気筒運転時の出力アップが図れる。

第４図は本発明の他の実施例で１、加圧空気の導入手段
として過給機４４．４５を２つＩａえ、稼動側気筒Ｄ〜
Ｆと休止側気筒Ａ〜Ｃに別々に加圧空気を供給するよう
にしたものである。

この場合、一方の過゛給機４４の排気タービン４６が稼
動側排気通路６に、その吸気コンプレッサ４７が休止側
通路４に介装され、他方の乃給機４５の排気タービン４
８が休止側排気通路７に、その吸気コンプレツリー４９
が稼動側吸気通路３に介装される。

そして、両吸気コンブレッザ４７，４９の下流にて、連
動する２つの絞弁５０，５１が稼動側吸気通路３と休止
側吸気通路４に別々に配設されると共に、休止側の絞弁
５１は部分気筒運転時に強制的に全開となるように、電
磁弁５２を介して伝達される負圧により作動するタイヤ
フラム装置５３に連結される。

即ち、全気筒運転時には互いの排気により吸気コンプレ
ッサ４７．／１９を回して全気筒Δ〜Ｆで過給が行なわ
れる一方、部分気筒運転時には稼動側気筒Ｄ〜Ｆへの過
給は中止され、休止側気筒Ａ〜Ｃにのみ加圧空気が供給
される。なお、■アクリーチ２８は一系統でもよい。

これによれば、吸気通路の形状が簡単になると共に、弁
の数が少なくてすみ、制御が容易となる。

以上説明したように、本発明によれば、部分気筒運転時
に休止側気筒での圧縮圧力を高めて稼動側気筒との圧力
バランスをほぼ一定に保つことができ、トルク変動や回
転変動を低減して円清な運転性が確保されるという効果
がある。

【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図の（８）ｌ；Ｌ稼動側気筒と
休止側気筒の部分気筒運転時の光１１−ルク状態を示す
グラフ、第３図の＜０）はそのエンジン出力軸における
１−ルク状態を示タグラフ、第４図は本発明の他の実施
例を承り構成断面図−Ｃある。 １・・・絞弁、２・・・吸気通路、３・・・稼動側吸気
通路、４・・・休止側吸気通路、６・・・稼動側す１気
通路、７・・・休止側排気通路、８・・・エアフローメ
ータ、て〕・・・絞弁スイッチ、１１・・・遮断弁、２
５・・・過給機、２９・・・バイパス通路、３０・・・
第１の弁、３２・・・制御装置、３４・・・補助通路、
３５・・・切換通路、３７・・・第２の弁、３９・・・
第３の弁、４４．４５・・・過給機、５０．５１・・・
絞弁。 特許出願人　　　日産自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの軽負荷時や無負荷時に燃わ１の供給が連断さ
   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、これら各気筒に加圧
   空気を供給する過給機とを備えた多気筒エンジンにおい
   て、前記休止側気筒の作動体止時には前記過給機からの
   加圧空気を休止側気筒にのみ導入する手段を設けたこと
   を特徴とする気筒数制御エンジン。