JPS6030440Y2

JPS6030440Y2 - 気筒数制御エンジン

Info

Publication number: JPS6030440Y2
Application number: JP7712180U
Authority: JP
Inventors: 敬士藤井; 恒三郎向井; 静雄石澤; 吉彦堂園
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 1980-06-03
Filing date: 1980-06-03
Publication date: 1985-09-12
Also published as: JPS572228U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、エンジン軽負荷時に一部気筒への燃料供給を
カットしてその作動を休止させ部分気筒運転を行う気筒
数制御エンジンの改良に関する。

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
気筒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筒数制御エンジンが考えられ
た。

この一つとして、例えば第１図に示すようなエンジンが
提示されており、今これについて説明する。

図において、１は吸気通路、２は吸気通路１に介装され
た絞り弁でその下流には燃料噴射弁３が開口している。

ただし、燃料噴射弁３の代りとして、絞り弁２の上流に
ベンチュリを設け、このベンチュラ部に燃料ノズルを開
口させた通常の燃料供給装置（気化器）もよく用いられ
る。

燃料噴射弁３の下流で吸気通路１は気筒＃１〜＃３に接
続した稼動側吸気通路４と気筒＃４〜＃６に接続した休
止側吸気通路５とに分岐しており、このうち休止側吸気
通路５の上流部には遮断弁６が介装されている。

例えば機関が軽負荷領域に移行すると、後述の制御回路
からの信号でこの遮断弁６が閉じて燃料噴射弁３からの
燃料と吸入空気との混合気が気筒＃４〜＃６へ流入する
のを阻止して、これら気筒＃４〜＃６の作動を停止させ
る。

これによって気筒＃ｌ〜＃３のみが作動し、部分気筒運
転が行われ、燃費の改善が図られる。

しかしこの部分気筒運転時には、遮断弁６が閉じるため
気筒＃４〜＃６のポンプ作用により遮断弁６下流の休止
側吸気通路５に非常に大きな負圧が発生し、気筒＃４〜
＃６におけるポンピングロスが増大する。

そこで、遮断弁６下流の休止側吸気通路５と排気通路７
とを排気還流通路８で結ぶとともに、排気還流通路８に
排気還流弁９を介装して、部分気筒運転時になるとこの
排気還流弁を開いて遮断弁６下流の休止側吸気通路５に
略大気圧の排気を導入し、気筒＃４〜＃６におけるポン
ピングロスの低減を図って、なお一層燃費を改善するよ
うにしている。

燃料噴射弁３からの噴射燃料量は、吸入空気量センサ１
０の出力信号を基本として排気通路７に配設した空燃比
センサ１１の出力信号によりフィードバック補正されて
、混合気の空燃比が常に所定の目標値（通常は理論空燃
比）となるように、燃料噴射制御回路１２を介して増減
制御されている。

一方遮断弁６と排気還流弁９の駆動系統は、両弁６，９
に連接した負圧応動型のダイヤフラム装置１３，１４、
ダイヤフラム装置１３．１４に大気圧とバキュームタン
ク１５の負圧あるいは休止側吸気通路５の負圧とを選択
的に導入する三方向電磁弁１６．１７、両電磁弁１６．
１７を駆動するドライブ回路１８、燃料噴射制御回路１
２の出力信号から負荷状態を判断してドライブ回路１８
を制御する気筒数制御回路１９等によって構成されてい
る。

例えば機関が軽負荷領域に移行すると、気筒数制御回路
１９がドライブ回路１８を介して三方向電磁弁１６，１
７を切り換え制御して、各ダイヤフラム装置１３，１４
に大気圧に代って負圧を導入し、遮断弁６を閉じると同
時に排気還流弁９を開くのである。

なお、空燃比センサ１１下流の排気通路７には、三元触
媒２０が配設されており、排気に対する清浄化が図られ
ている。

このように構成されている従来の気筒数制御エンジンで
は、前述したように、部分気筒運転を行うか全気筒運転
を行うかの判断およびその切り換え制御は、気筒数制御
回路１９によって行われる。

すなわち、気筒数制御回路１９は、吸入空気量信号を基
本とした燃料噴射信号からエンジンの負荷状態を判断し
、もしこれが設定値以下の軽負荷であれば、ドライブ回
路１８に部分気筒運転信号を送って、電磁弁１６，１７
、ダイヤフラム装置１３．１４を介して、遮断弁６を閉
駆動すると同時に排気還流弁９を開駆動し、部分気筒運
転を行わせるのである。

このようにして、部分気筒運転と全気筒運転との切り換
え制御が行われるわけであるが、しかしこの場合、気筒
数制御回路１９、ドライブ回路１８、電磁弁１６．１７
等、多数の要素を用いるため、全体的な構成が複雑化し
、エンジンの生産性向上や低コスト化に対する一つの障
害要因となっていた。

本考案は、このような従来の実情にかんがみてなされた
もので、部分気筒運転と全気筒運転との間の切り換え制
御機構を簡素化して、エンジンの生産性向上や低コスト
化を図ることを目的とする。

以下図面によって説明する。

第２図は本考案の実施例要部を示す断面図である。

図において、５は休止側吸気通路、６は遮断弁、８は排
気還流通路、９は排気還流弁、１３゜１４はダイヤフラ
ム装置であり、これらは第１図のものと同様に構成され
ている。

休止側吸気通路５の遮断弁上流側では、図示しない稼動
側吸気通路が、第１図のものと同様に吸気通路１から分
岐している。

また、吸気通路１には、プライマリ絞り弁２ａとセカン
ダリ絞り弁２ｂとベンチュリ３ａ＋３ｂの頂部に開口し
た燃料吸出ノズル３ｃｖ３ｄとを有する通常の気化器が
介装されている。

この気化器の代りとして、第１図のものと同様に、絞り
弁とその下流に開口した燃料噴射弁とを用いてもよい。

一方、遮断弁６の上流側近傍の休止側吸気通路５には（
もちろん絞り弁２ａ、２ｂの下流側）、信号負圧
通路３０が開口している。

この信号負圧通路３０は４つに分岐し、これら分岐通路
３１，３２，３３，３４は、ダイヤフラム装置１３，１
４、電磁弁３５、負圧バルブ３６にそれぞれ接続してい
る。

このうち分岐通路３１の途中には、オリフィス３７が介
装されており、ダイヤフラム装置１３は、その負圧室３
８にこの岐通路３１を経て負圧が導入されると、ダイヤ
フラム３９が上方に変位して、これに連結した遮断弁６
を閉駆動する。

逆に、負圧室３８が大気圧程度になると、リターンスプ
リングにより、遮断弁６を開駆動する。

他方、分岐通路３２の途中には、負圧信号の遅延装置４
０が設けられており、ダイヤフラム装置１４は、その負
圧室４１に、この分岐通路３２を経て負圧が導入される
と、ダイヤフラム４２が上方に変位して、これに連結し
た排気還流弁９を開駆動する。

逆に、負圧室４１に大気圧程度の圧力が導入されると、
リターンスプリングにより排気還流弁９を閉駆動する。

また、電磁弁３５は、エンジン回転数センサ（図示せず
）の出力信号に基づき、エンジン回転数が設定値（アイ
ドリング付近）以下のときには、分岐通路３３と大気通
路４３とを連通して、信号負圧通路３０を大気に解放す
る。

さらに、負圧バルブ３６は、分岐通路３４を経てその負
圧室４４へと導入した信号負圧通路３０の圧力が設定値
（中負荷程度）以下の負圧になると、ダイヤフラム４５
がリターンスプリングにより右方向に変位して、これに
固着した弁体４６を弁座４７から離し、分岐通路３４と
大気通路（エアフィルタ）３６ａとを連通して、信号負
圧通路３０を大気に解放する。

次に作用を中心にしてさらに説明する。

遮断弁６が全開し、他方排気還流弁９が閉じた全気筒運
転状態から、負荷の減少に応じて絞り弁２ａが閉じられ
てゆく、絞り弁下流の休止側吸気通路５の吸入負圧が大
きくなり、これにつれて信号負圧通路３０の負圧も比例
的に大きくなる。

この時エンジン回転数が所定値（アイドリング）よりも
高く電磁弁３５が閉じていれば、この負圧が設定値以上
に達して、前述したように負圧バルブ３６が閉じると、
ただちに信号負圧通路３０の負圧が急上昇する。

この負圧の急上昇によりダイヤフラム装置１３により遮
断弁６がすぐに閉じるので、休止側吸気通路５を経ての
混合気の供給が遮断され、一部気筒の作動が停止して部
分気筒運転が行われる。

このようにして、エンジンの軽負荷域では運転気筒数の
低減制御が行われて、燃費の改善が図られる。

また、信号負圧通路３０の負圧は、負圧信号の遅延装置
４０を通過して、分岐通路３２からダイヤフラム装置１
４にも導入される。

したがって排気還流弁９がある時間遅れをもって開弁す
る。

この結果、第１図のものと同様に、作動体止中の気筒に
略大気圧の排気が吸入され、それら気筒におけるポンピ
ングロスの低減が図られる。

なお遅延装置４０は、２つの圧力室４８．４９を備えて
おり、このうち一方の圧力室４８は信号負圧通路３０に
、他方の圧力室４９はダイヤフラム装置１４に接続して
いる。

また、同圧力室４８．４９は、オリフィス５０および逆
止弁５１によって互いに結ばれている。

したがって、信号負圧通路３０の負圧が上昇する場合に
は、逆止弁５１がすぐに閉じるので、オリフィス５０を
通ってのみ圧力室４９および負圧室４１の圧力が低下す
るため、負圧室４１の負圧が徐々に上昇することになり
、所定の間は排気還流弁９は開かない。

このようにして、遮断弁６の閉弁動作に対する排気還流
弁９の開弁動作の遅れを得ることができるが、遮断弁６
が確実に閉じてから排気還流弁９が開くように、オリフ
ィス５０の断面積や圧力室４９の容積などが設定すれば
、全気筒から部分気筒運転への移行時に、作動体止中の
気筒への還流排気が、遮断弁６を通過して、作動中の気
筒へ吸入される事態を防ぐことができ、エンジン作動の
安定性を確保できる。

次に、部分気筒運転から、負荷の増大に応じて、絞り弁
２ａ、２ｂが開かれてゆくと、前述とは逆に信号負圧通
路３０の負圧が小さくなる。

負圧室４４の負圧が設定値以下になると、負圧バルブ３
６が開いて、信号負圧通路３０を大気に解放する。

この瞬間、遅延装置４０の逆止弁５１がすぐに開いて、
ダイヤフラム装置１４の負圧室４１の圧力が即座に略大
気圧程度となり、排気還流弁９はただちに閉じる。

これに対して、ダイヤフラム装置１３の負圧室３８の圧
力は、オリフィス３７を経て若干の遅れをもって（ただ
しオリフィス５０に比較したら著しく早い）遮断弁６が
開き、全気筒運転が再開する。

この遅れは、排気還流弁９が閉じてから間もなく遮断弁
６が開くように、オリフィス３７の断面積により設定す
るとよい。

この結果、遮断弁６が開いて、すべての気筒に混合気が
供され始める全気筒運転への移行時においても、還流排
気の常時作動中の気筒へのまわり込みを最小限に抑える
ことができ、エンジン作動の安定化が図れる。

なお、部分気筒運転状態において、エンジン回転数が設
定値（アイドル回転付近）以下に低下した場合には、電
磁弁３５が信号負圧通路３０を大気に解放するので、た
だちに全気筒運転が行われ、したがって未然にエンジン
のストールなどを防ぐことができる。

以上説明したことから明らかなように、本考案では、信
号負圧通路、負圧バルブ、電磁弁、遅延装置等を用いて
、比較的簡素に気筒数制御機構を構成したので、従来に
比べて、エンジンの生産性向上や低コスト化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のエンジンを示す概略図、第２図は本考案
の実施例を示す断面図である。１・・・・・・吸気通路、２ａ、２ｂ・・・・・・絞り
弁、３ａｔ３ｂ・・・・・・ベンチュリ、３ｃｔ３
ａ・・・・・・燃料吸出ノズル、５・・・・・・休止側
吸気通路、６・・・・・・遮断弁、訃・・・・・排気還
流通路、９・・・・・・排気還流弁、１３．１４・・・
・・・ダイヤフラム装置、３０・・・・・・信号負圧通
路、３１．３２．３３．３４・・・・・・分岐通路、３
５・・・・・・電磁弁、３６・・・・・・負圧バルブ、
４０・・・・・・遅延装置。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１気化器絞り弁下流にて作動側気筒と残りの休止側気
筒とに分岐した吸気通路と、休止側吸気通路にのみ介装
した遮断弁と、同じく遮断弁下流の吸気通路に接続した
排気還流通路と、排気還流通路に介装した排気還流弁と
、絞り弁下流でかつ遮断弁上流の吸気通路に開口した信
号負圧通路と、この信号負圧通路の負圧が設定値以上の
ときに大気との連通を断つ負圧バルブと、同じくエンジ
ン回転数が設定値以上のときに大気との連通を断つ電磁
弁と、遮断弁に連結したダイヤプラム装置と、排気還流
弁に連結したダイヤフラム装置とを備え、絞り弁の下流
に発生するエンジン吸入負圧が所定値以上かつエンジン
回転数が設定値以上の運転域において、信号負圧通路の
負圧により、ダイヤフラム装置を介して遮断弁を閉じる
一方、排気還流弁をを開くように構成した気筒数制御エ
ンジン。２遮断弁と排気還流弁は、信号負圧通路に介装した遅
延装置により、遮断弁が閉じる時期より遅れて還流弁が
開き、遮断弁が開く時期より早く還流弁が閉じるように
なっている特許請求の範囲第１項記載の気筒数制御エン
ジン。