JPS597570Y2 - 気筒数制御エンジンの排気還流装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は主として自動車用多気筒エンジンにおいて、軽
負荷時に一部気筒グループに対する燃料の供給を停止す
る気箇数制御エンジンの排気還流装置に関する。

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、一部気筒グループへの燃
料供給をカットして作動を休止させ、この分だけ残りの
稼動気筒グループの単位あたり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箇
数制御エンジンが考えられた（特開昭５２−７０２３５
号公報）。

この気筒数制御エンジンでは、相対的に各気筒は高負荷
運転の割合が高まるため、ＮＯｘの排出量が全体として
増える傾向にある。

また、軽負荷時に一部気筒を休止させたときは、例えば
６気筒エンジンの３気筒については、単に空気を吸入し
て排出するだけであるから、気箇数制御の前後における
エンジン出力（軸トルク）を同一に保つために、ほぼ２
倍近くの吸入空気量が必要となり、したがって、スロッ
トル開度が大きくなって吸入負圧が低下する。

前述のＮＯｘを低減するために、排気還流を行うとする
と、吸入負圧と排気圧との差圧、並びに排気還流制御弁
の開度に応じて還流量が決まるため、このように気箇数
制御時に吸入負圧が低下すると、排気還流率が大幅に減
少しＮＯｘの排出量がとくに増加してしまう。

このことは、排気還流制御弁の制御負圧（あるいは負圧
源負圧）としてスロットルバルブ近傍の■Ｃ負圧を利用
しているときは、スロットルの開きすぎでｖＣ負圧が低
下することもあって、一層著しいものとなる。

本考案はこのような問題を解決するために、気筒数制御
時（一部気筒の休止時）は排気還流制御弁をバイパスす
る通路を開放して排気還流量を相対的に大きくしてやる
ことにより、ＮＯｘの増加を効果的に抑制するようにし
た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。

まず燃料供給気筒数制御について第１図により説明する
と、エンジン負荷が所定値ＷＬ（ただし後述するように
負圧に比例する燃料噴射パルス信号のパルス幅としてあ
らわす）以下で、かつ回転数がＮ。

以上の軽負荷領域で、例えば、６気筒エンジンの３気筒
分に対する燃料供給をカットするもので、気箇数制御を
行うとエンジンの動作が不安定となるエンジン回転数が
著しく低いとき（Ｎ．以下のとき）や、負荷が比較的高
い所定値ＷＨ以上のときは６気筒運転を行なう。

なお、パルス巾ＷＬ−ＷＨの範囲はヒステリシス領域で
パルス巾が増大するときはＷＨを越えると６気筒となり
、パルス巾が減少するときはＷＬを越えて始めて３気筒
となる様にして、エンジン動作の安定を図っている。

このようにして、軽負荷域での稼動気筒数を減らして、
単位気筒当りの負荷を相対的に高め、燃費条件の良好な
領域での運転割合を大きくするのである。

次に、第２図の具体的な構或を説明すると、１は６気筒
エンジン本体で、気箇数制御回路２により軽負荷時に燃
料カットされて休止する気筒グループ＃１〜＃３と、常
時稼動する気筒グループ＃４〜＃６とから構戊される。

３ａ〜３ｆは各気筒＃１〜＃６の吸気ポート４ａ〜４ｆ
に設けた燃料噴射弁で、燃料噴射制御回路３からの噴射
パルス信号によって作動し、各気筒＃１〜＃６に燃料を
供給する。

したがって、具体的には上記気筒数制御回路２は、軽負
荷時（第１図の３気筒領域）に燃料噴射弁３ａ〜３Ｃに
対しての噴射パルス信号をカットするのである。

燃料噴射制御回路３は基本的に、吸入空気量センサ５と
回転数センサ６の出力にもとづき、吸入空気量に比例し
たパルス幅をもち回転数に同期した燃料噴射パルス信号
をつくり出して、上記の通り出力する。

次に、８は吸気通路、９はスロットルバルブを示し、さ
らに１０は排気通路、１１は排気還流通路である。

排気還流通路１１の途中には排気還流制御弁１２が介装
され、その先端は各吸気ポート（ブランチ部）４ ａ〜
４ｆに通孔１４を介して連通ずる排気導入ポート１６に
接続する。

したがって、排気還流制御弁１２の開度にもとづいて、
排気の一部が吸気通路（吸気ポート）８に還流され、Ｎ
Ｏ．の生或を抑制する。

なお、排気還流通路１１は常時稼動側の気筒グループ＃
４〜＃６の排気通路に接続する。

ところで、気箇数制御時、つまり３気筒運転への切換時
にその前の６気筒運転時と同一的なエンジン出力（軸ト
ルク）を確保するために、スロットルバルブ９の開度が
自動的に補正されたり（この点については既に公知なの
で詳述はしない）、あるいは運転者がアクセルを踏み込
んだりするのであるが、これに伴って、基本的には吸入
空気量がほぼ２倍となり、同時に吸入負圧も大幅に低下
する。

このため、前述した排気還流制御弁１２により、６気筒
運転時と同じような制御を維持したとすると、排気還流
率が大幅に減少し、しかも稼動気簡の負荷が相対的に増
加していることが相俟って、ＮＯｘの排出量が増大して
しまう。

本考案ではこのようなＮＯｘの急増を抑制するために、
排気還流制御弁１２のバイパス通路１４を気箇数制御時
に開放して排気還流率の低下を防止するようにした。

排気還流制御弁１２の負圧作動室２０には、負圧コント
ロール装置２１を介して大気で希釈制御されたｖＣ負圧
（スロットルバルブ９の近傍の負圧）が供給される。

この負圧コントロール装置２１は、前記制御弁１２の上
流の排気還流通路１１の圧力Ｐ。

にもとづいて、ＶＣ負圧（あるいは単なる負圧源負圧）
を大気で希釈し、この希釈制御負圧にもとづいて前記圧
力Ｐ。

が常に略一定となるように制御弁１２の開度をコントロ
ールする。

排気還流量は排気通路１０の圧力Ｐ１と、上記圧力Ｐ。

との差圧に比例するので、圧力Ｐ。を略一定に維持すれ
ば、排気還流量は圧力（排圧）Ｐ１の関数となる。

ここで排圧Ｐ１は排気流量、すなわち吸入空気量に比例
するから、結局、圧力Ｐ。

を略一定にすることにより吸入空気量に応して排気還流
量を所定の割合に制御できる。

負圧コントロール装置２１は、一例として、互に連結さ
れた２つのダイヤフラム２２，２３によって区画された
負圧制御室２６、大気室２８及び排圧室２９を有する。

負圧制御室２６には負圧調整ノズル３０が設けられ、ダ
イヤフラム２２に取付けた弁体３１が、このノズル四を
ダイヤフラム２２の作動に応じて開閉する。

ノズル３０は前記排気還流制御弁１２に連通ずる通路３
３に接続し、この通路３３はオリフイス３４を介してス
ロットルバルブ９の近傍に開口させたｖＣ負圧通路３５
に連通する。

負圧制御室２６はエアフィルタ３６を介して大気と連通
ずるので、ノズる３０の開度に応じて通路３３の負圧が
大気で希釈されることになる。

排圧室２９には通路３７を介して前記圧力Ｐ。

が導かれ、したがって、圧力Ｐ。

が増大すればダイヤフラム２３は上昇し、逆に低下すれ
ば降下するのであり、他のダイヤフラム２２，２３もこ
れと一体に作動する。

この結果、圧力Ｐ。

が高まればダイヤフラム２２，２３は相対的に上昇し、
ノズル３０の開度を小さくして、制御負圧Ｐを強めるの
で、制御弁１２のダイヤフラム３８がリターンスフ゜リ
ング３９に抗して引き上げられ、弁開度を大きくするし
、逆に圧力Ｐ。

が低くなれば制御弁１２の弁開度を小さくするのであり
、これにより圧力Ｐ。

を設定値に保つ（なお、例えば圧力Ｐ。

が高まれば、制御弁開度が大きくなって下流の吸入負圧
を及ぼす割合を高めるので、圧力Ｐ。

は設定値まで低下する）。このようにして圧力Ｐ。

を略一定に保つことにより、全気筒運転時の排気還流率
をほぼ一定にして運転性を損わずにＮＯｘを効果的に低
減する。

気箇数制御時（３気筒運転時）に排気還流量を相対的に
増大するために、上記制御弁１２に対するバイパス通路
１７を設ける。

そして、トータル還流量を制御弁１２の開度に対応させ
るために、バイパス通路１７に流量規制用のオリフイス
１８を介装するとともに、一部気筒運転時にのみ排気還
流量を増やすように、気箇数制御回路２からの信号で切
換作動する電磁弁４１が設けられ、該電磁弁４１を介し
て前記制御弁１２を迂回して排気還流通路を短絡するバ
イパス通路１７を開閉するように構戊される。

この実施例では３気筒運転時に電磁弁４１のソレノイド
４２が励磁され、弁体４３がスプリング４４に抗して上
動し、バイパス通路１７を開いて排気還流量を相対的に
増大させるようになっている。

このようにして本考案では、気箇数制御時に電磁弁４１
を介してバイパス通路１７を開くため、オリフイス１８
で規制されたバイパス流量を付加でき、結果的に、排気
還流制御弁１２の開度を相対的に拡大したことになる。

気箇数制御時、つまり３気筒運転時は稼動気箇数がそれ
までの６気筒時に比較して半減するので、その分だけ稼
動気簡の負荷を増大させないと出力が急激に低下する。

したがって、前に述べたようにして吸入空気量を略２倍
にし（このとき休止気筒は単に空気を吸込んで排出する
動作を繰り返す）、稼動気簡の単位当りの出力（負荷）
を大きくするのであるが、これに伴ってＮＯｘの生戒量
も増加する。

これに対応して上記の通りバイパス通路１７を開いてＮ
Ｏｘを抑制すべく排気還流量を増やすのである（実際に
は圧力Ｐ。

の設定圧を下げるような補正を行う。

なお、吸入空気量を増やすためにスロットル開度を相対
的に大きくすると、吸入負圧が低下し排気還流量も少な
くなるので、この負圧低下分を含めて上記オリフイス１
８によって規制されるバイパス流量を決定してやる必要
がある。

排気還流制御弁１２の作動負圧はこの実施例のような負
圧コントロール装置２１からのものに限定される必要は
ない。

以上のように本考案によれば、燃料供給気筒数の減少時
に単位気簡に対する排気還流量を適正な範囲で増大でき
るため、ＮＯｘの急増を確実に防止することができる。

また、従来、各種走行条件下におけるトータルのＮＯｘ
排出量を所定値に抑えるようにするため、気箇数制御時
を除く全気筒運転時に余分な排気還流を行い運転性や燃
費の悪化を招いていたが、このような観点からは本考案
では全気筒運転時の排気還流を減らすことができ、トー
タルの燃費性能も向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図は気筒数制御パターンの説明図、第２図は本考案
のシステム構戊図である。 １・・・・・・エンジン本体、２・・・・・・気筒数制
御回路、３・・・・・・燃料噴射制御回路、８・・・・
・・吸気通路、９・・・・・・スロットルバルブ、１０
・・・・・・排気通路、１１・・・・・・排気還流通路
、１２・・・・・・排気還流制御弁、１４・・・・・・
バイパス通路、１５・・・・・・オリフイス、４１・・
・・・・電磁弁。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １．多気筒エンジンの気筒グループをすくなくとも２つ
   に区分し、エンジン軽負荷域で一部気筒グループに対す
   る燃料供給を停止し、残りの稼動気筒グループの単位負
   荷を相対的に高めるようにした気箇数制御エンジンにお
   いて、排気の一部を吸気中に還流する通路に、排気還流
   制御弁と該制御弁のバイパス通路とを設け、一部気筒運
   転時にバイパス通路の電磁弁を開き、排気還流量を相対
   的に増大させるようにした気筒数制御エンジンの排気還
   流装置。
2. ２．バイパス通路に流量規制用のオリフイスを設けた実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の気筒数制御エンジン
   の排気還流装置。