JPS58158349A - モジユラ−多重シリンダ内燃機関 - 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、いわゆるモジュラータ、イブ、即ち吐出され
る出力と共に変る多数の作用シリンダにより操作するこ
とができる自動車用の多重シリンダーオツトーサイクル
内燃エンジンに関する。

特に低出力使用量で燃料消費を減じるために内燃機関−
造業者により採用される目安については、吐出される出
力の関数として作用シリンダの数を制御するのが特に有
利であることが証明された。

出力要求と共に変わる多数の作用シリンダを使用するこ
とができるならば、エンジンは改良されたシリンダ充□
填の故により高い効率条件下に動作することができ、そ
してボンピング仕事の減少を達成してサイクル当り馬い
有効仕事をもたらすことができる。シリンダを不活性化
するために使用されるシステムに従って程度は変るけれ
ども、不活性化が単に不活性シリンダへの燃料供給を遮
断することによって達成されるとしても依然として相当
な特定的燃料消費減少が得られる。

燃料消費を減じるために、漸次に大きくする幾何学的圧
縮比でエンジンを構成する公知の傾向もある。しかしな
がら、特に＾負荷においてはデトネイションの危険は圧
縮比増加に対して制限を課す。

本出願人の研究は、エンジンから得られ得る最大出力の
成る割合を吐出するように設計された第１の群の作用シ
リンダは１２．５：１を越える＾い幾何学的圧縮比を有
するが、これに対してエンジンから得られる最大出力の
残りの割合（Ｃｏｍｐ−Ｉｅａｅｎｔａｒｙ　ｐｒｏｐ
ｏｒｔｉｏｎ）を吐出するように設計された第２の群の
作用シリンダは第１の群のシリンダの圧縮比より小さい
幾何学的−圧縮比を有しそして１１：１の最大値を有す
るモジュラ−エンジンを構成することによって性能を損
することなく燃料消費の減少に関して一貫した利益が得
られる得ることを示した。

この方法で構成されたエンジンは性能、燃料消費及びデ
トネーシジンに関する余裕（ｍａｒｇｉｎ）との間に最
適妥協を確実にする条件下に動作することができる。

更に詳しくは、高い圧縮比を特徴とする第１群のシリン
ダは、エンジンが最適出力で且つ予め選ばれた限界曲線
に固有である出力値まで操作することが必要であるこれ
らの条件下で、従って車輪タウン使用（ｖｅｈｉｃｌｅ
　ｔｏｗｎ　ｕｓｅ）に相当することができるこれらの
条件下で、最大の燃料節約が達成され、そしてデトネー
ションに関して十分な余裕がスパーク進行の適当な選択
により保持され得るときのみ、最小負荷及び最大負荷間
で動作せしめられる。

対照的に、該限界曲線の出力より大きい出力が使用され
るこれらの条件下でそしてエンジン最大出力曲線に固有
の値まで、第２の群のシリンダも最小負荷と最大負荷と
の間で動作せしめられ、この群は第１の群のシリンダの
圧縮比より小さい圧縮比により特徴づけられ、これらの
条件下では、たとえ低燃料消費に対して特に中位出力使
用量に対してですら、同じピストン前位の非モジュラ−
エンジンと同じ最大出力を得ることが可能である。

好ましい具体例においては、本発明に従うエンジンは１
２．５：１を越える値を有する＾い幾何学的圧縮比を有
する第１の群のシリンダ及び１１１の最大値を有する幾
何学的圧縮比を有する第２の群のシリンダを具備するこ
と、第１の群のシリンダは第１供給減少手段（ｔｕｒｎ
−ｄｏｗｎ　ｍｅａｎｓ　）を備えた第１１合物供給シ
ステムに接続され、第２の群のシリンダは第２の供給減
少手段を備えた第１１合物供給システムに接続されてお
り、第２群のシリンダの供給システムは供給遮断手段も
備えており、該第１及び第２減少手段はそれぞれ１１！
１及び第２作動器により動作され、動作を制御するため
の手段は予め選ばれたエンジンパラメータの所定の値及
び予め選ばれた限界曲線に固有の値より低い必要なエン
ジン出力に対して該第１減少手〜段を該第１の群のシリ
ンダへの供給を計饅せしめそして該遮断手段を第２の群
のシリンダへの供給を中断せしめるために、及び該遮断
手段を第２の群のシリンダへの供給を回復せしめそして
該第１及び第２減少手段を該予め選ばれたエンジンパラ
メータの更に所定の値及びエンジン最大出力曲線に固有
の値までの該−界曲線の出力要求より大きい出力要求に
対するそれぞれの群のシリンダへの供給を、計量せしめ
るために、該第１及び第２作動器及び該遮断手段に作用
的に接続されていることを特徴とする。

本発明の特徴及び利点は第１図及び第２図の調査から明
らかとなるであろう。これは非限定例として本発明の好
ましい態様を示す。

第１図は全体を１０で示された内燃機関を略図で示し、
これはこの特定の場合には、６０″　Ｖ″の形態に配置
された６個のシリンダを備えている。

参照番Ｊ！１１．１２．１３は１４で示された右手列の
３つのシリンダを示し、咳３つのシリンダはたとえば１
３：１乃至１５：１の＾い値の幾何学的圧縮比を有する
。参照番＠１５．１６．１７は１８で示された左手列の
３つのシリンダを示す。

これらの俵者の３つのシリンダはシリンダ１１．１２．
１３の圧縮比より低い幾何学的圧縮比、たとえば９：１
乃至１０：１を有する。

参照番号１９．２０．２１はシリンダ１１．１２．１３
の吸気弁を示し、参照番号２２．２３．２４はマニホル
ド２５に由来する関連吸気ダクトを示す。参照番号２６
はマニホルド２５を通って引張られる空気に対するスロ
ットル弁を示し、２７は関連のフィルタを示す。

この特定の場合に、エンジンはガソリン注入によって供
給され、各吸込みダクトはそれぞれ電気的に動作される
インジェクタ２８．２９．３０を備え、これはブロック
３４によって略図で示された射出出力ステージから導体
３１．３２．３３により作動され、ブロック３４は全体
を３５で示されたマイクロコンピュータタ、イブのエン
ジン制御装置に作用的に接続されている。

＊ｍ醤号３６．３７．３８はシリンダ１５．１６．１７
の吸気弁を示し参照番号３９．４０．４１はマニホルド
４２から由来する関連吸気ダクトを示す。参照番号４３
はマニホルド４２を通して引張られる空気に対するスロ
ットル弁を示し、４４は関連フィルタを示す。

□参照ｌ＠４５．４６．４７はシリンダ１５．１６．１
７にガソリンを吐出する電気的に動作されるインジェク
タを示し、そして出力ステージ３４からの導体４８．４
９．５０によっても作動され、これは制御ｐ装置３５に
作用的に接続される。

スロットル弁２６及び４３はそれぞれ作動器５１．５２
に作用的に接続され、これは流体圧式、空気圧式、電気
式又はその混合タイプであることができ、そしてそれら
は公知タイプであるのでブロック５１．５２によって略
図で示される。作動器５１、及び５２は後記する如く制
御装置１３５によっても制御される。

参照番号５３．５４．５５．５６．５７．５８は６個の
エンジンシリンダのスパークプラグを示す、スパークプ
ラグはそれぞれ導体５９．６０．６１．６２．６３．６
４によって１着火パワーステージ、着火コイル及びスパ
ークプラグに＾電圧を分配するためのデ・イストリピユ
ータより成るブ〔ツク６５に接続され類ブロックは制御
装置３５に作用的に接続される。

シリンダ１１．１２．１３の排気弁は６６．６７．６８
により示され、参照番号６９．７０．７１は防音装置７
３を備えたマニホルド７２に接続する排気ダクトを示す
。シリンダ１５．１６．１７の排気弁は７４．７５．７
６により示され、そして参照番号７７．７８．７９は防
音装置８１を備えたマニホルド８０に接続する排気ダク
トを示す。

制御装置３５は中央マイクロプロセッサユニット（ＣＰ
ＬＩ）８２．入力及び出カニニット８３、ランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ）８４、読み出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）８５及びタイマユニット８６を具備するマイクロコ
ンピュータにより構成される。

参照番＠８７はアドレス、データ及び制御装置に対する
平行相互接続ライン（母線）を示す。

マイクロコンピュータ３５への入力信号は適当なセンサ
（公知夕、イブの故に示されていない）によって伝送さ
れる王妃エンジンパラメータに関連する。矢印９０によ
り示された予め選ばれた基準に対するエンジン回転速度
及びタイミング角度、矢印９１により表わされるスロッ
トル弁２６の角度、矢印９２により表わされるスロット
ル弁４３の角度、矢印９３により表わされるエンジン吸
入空気の濃度、矢印９４により表わされるエンジン冷却
水の濃度、及び矢印９５により表わされるデトネーショ
ンの効果による異常燃焼。

マイクロコンピュータはエンジンの必要とされる出力の
指示を表わし、そして矢印９６により表わされるアクセ
ルレータペダルの位置により構成される更なる信号を適
当なセンサからも受信する。

参照番号８８はマイクロコンピュータに入る信号のため
のアナログ／ディジタル変換器全体を示し、そしてマイ
クロコンピュータへの信号入力は８９により示される。

読み出し専用メモリ（ＲＯＭ＞８５は中央マイクロプロ
セッサユニット（ＣＰＬＩ）８２の計算プログラム、エ
ンジン気化プログラムデータ、即ち予め選ばれたエンジ
ンパラメータの関数として作用シリンダへ各サイクルで
注入されるべきガソリンの量（エンジン「、ｐ、■、、
供給スロットル弁角度、吸気ｍｓ及びエンジン冷却流体
の濃度）及び予め選ばれたエンジンパラメータにより仮
定された値及び必要な出力に基づくエンジン動作プログ
ラムに対するデータも含む。これに関して、予め選ばれ
た限界曲線に固有の値までの最適出力要求に対して、３
つのシリンダ１１．１２．１３のみは作動し、かくして
電気的に動作するインジェクタ２８．２９．３０のみが
開いている。該限界曲線の出力要求より大きい出力要求
に対して、すべての６個のシリンダは作動し、かくして
すべての６個の電気的に動作する。インジェクタ２８−
３０及び４５−４７は開く。

これに関して、第２図はエンジン回転速度ｎの関数とし
てエンジンにより吐出される出力Ｎのグラフを示す。該
限界曲線はＡにより示され、そして最大出力曲線はＢに
より示される。

メモリ８５も又、予め選ばれたエンジンパラメータ（エ
ンジンｒ、ｐ、ｌ、、スロットル弁角度、エンジン冷却
流体の温度及び可能なデトネーション信号）の関数とし
てＴ、Ｄ、Ｃ，に対して着火進行に関するプログラムの
データも含み、そしてスロットル弁２６及び４３のため
の作動プログラムデータ、即ち、アクセルレータペダル
の位置により表わされるエンジンの必要な出力の関数と
して及び瞬間的エンジン動作条件の関数としてそれらが
とる角度位置も含む。これに関して、Ｗ４２図の制限曲
線Ａに固有の値までの最適出力要求に対して、シリンダ
１１−１３のみは作動し、そしてスロットル弁２６のみ
は最小ｆ！４荷と最大負荷との間で動作せしめられる。

ａｉｉ界曲輪Ａの出力要求を越える出り要求に対して且
つ第２図のエンジン最大出力曲線Ｂに固有の値まで、シ
リンダ１１−１３及び１５−１７はすべて作動しそして
スロットル弁４３はスロットル弁２６と共に動作せしめ
られる。

娘眼界曲纏への出力要求を越えるが全出力（ｆｕｌｌ　
ｐｏｗｅｒ）より小さい出力要求に対して、シリンダ１
４及び１８の２つの列は各々全必要出力の取る割合を与
え、そして２つの割合は、エンジンが全体で最小燃料消
費条件下に動作するような方法で２つの弁２６及び４３
の同時開放を制御することによって２つの列間で分けら
れる。たとえば、弁４３は完全に関き、一方弁２６は最
小開きと最大開きの間で調整される。

出力う・イン１１０を介してマイクロコンピュータを去
る信号は矢印９７により表わされ、そして作動１５１に
供給される弁２６を位置づけるための制御信号；矢印９
８により表わされそして作動１１５２に供給される弁４
３を位置づけるための制−信＠：矢印９９により表わさ
れそして出力ステージ３４に供給される電気的に動作さ
れるインジェクタを開（ための制御信号；及び矢印１０
０により表わされそして出カスチーシロ５に供給される
スパークプラグを着火するための制御信号を含んで成る
。

弁２６及び４３を位置づけるための制御信号は瞬間的エ
ンジン動作状態及びメモリ８５に記憶された種々の規則
に従ってアクセルレータペダルの位置に基づきマイクロ
コンピュータ３５により処理される。

マイクロコンピュータは、測定されたエンジンパラメー
タに基づきメモリ８５に記憶されるサイクル当り注入さ
れるガソリンの量の関数として電気的に動作するインジ
ェクタの開き時間を計算し、そしてユニット８６のタイ
マによってそれはたとえば１９８０年９月１日に出願さ
れた英国特許出願第８０２８１５２号に記載のシリンダ
の燃焼順序に従って作動されるべきこれらの電気的に動
作するインジェクタ、３つの即ち２８−３０又は６個の
即ち２８−３０及び４５−４７の開きを制御する。

マイクロコンピュータは測定されたエンジンパラメータ
に基づきメモリ８５に記憶された進行角度の関数として
スパークプラグの着火のモーメントを計算し、そしてユ
ニット８６のタイマーによって、それは、たとえば１９
８０年８月２８日に出願された英国特許出願１８０２７
７９１号に記載のシリンダの燃焼の順序に従ってスパー
クブうグの着火な制御する。

【図面の簡単な説明】

第１１は本発明の内燃エンジンの基体例と略図で示す。 第２図はエンジン回転数と吐出出力Ｎの関係を示すグラ
フ図である。 図において、１０・・・内燃エンジン、１１．１２．１
３・・・シリンダ、１５．１６．１７・・・シリンダ、
１９．２Ｇ、　２１・・・吸気弁、２２．２３．２４・
・・吸気ダクト、２８．２９．３０・・・インジェクタ
、３４・・・出力ステージ、３５・・・＃Ｊ　Ｉｌｌ装
ば、　５１．５２・・・作動器、８２・・・中央マ、イ
ク口プロセッサユニット、８３・・・入力及び出カニニ
ット、 ８４・・・ランダムアクセスメモリ、 ８５・・・読み出し専用メ士り、、８６・・・タイムユ
ニットである

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンの必要な出力を制御するための手動ｌ１ｍ
   手段を備えた自動車用多臆シリンダオツトーサイクル内
   燃エンジンであって、該エンジンは、作動器手段及び予
   め選ばれたエンジンパラメータとエンジンの必要な出力
   の関数として作動を制御するための手段に作用的に接続
   された供給減少手段と供給遮断手段を具備する空気及び
   ガソリン混合物のための供給装置を備えており、該エン
   ジンは作動器手段及び予め選ばれたエンジンパラメータ
   の関数として該スパークプラグの作動を制御するための
   手段に作用的に接続されたスパークプラグを具備する着
   火システムも備えており、該エンジンは該エンジンパラ
   メータのためのセンサ及び該手動調節手段の動作条件を
   測定するための、そして該手段に作用的に接続されて前
   記減少手段、前記遮断手段及びスパークプラグの作動を
   制御するための測定装置も備え、該エンジンは１２．５
   ：１を越える値を有する＾い幾何学的圧縮比を有する第
   １の群のシリンダと、１１：１の最大値を有する幾何学
   的圧縮比を有する第２の群のシリンダを具備し、該第１
   の群のシリンダは第１供給減少手段を備えた第１混合物
   供給システムに接続されており、第２の群のシリンダは
   第２供給減少手段を備えた第２混合物供給システムに接
   続されており、該第２の鮮のシリンダの供給システムは
   該供給遮断手段も備えており、該第１及び第２減少手段
   はそれぞれ第１及び第２作動器により動作され、該作動
   制御手段は、予め選ばれたエンジンパラメータ所定の値
   に対して及び予め選ばれた限界曲線に。固有の値より小
   さい必要なエンジン出力に対して該第１減少手段を該第
   １の群のシリンダへの供給を計量せしめそして該遮断手
   段を第２の群のシリンダへの供給を遮断せしめるために
   及び該予め選ばれたエンジンパラメータの更に他の所定
   の嬢に対して及びＵ（エンジン最大出力曲線に固有の給
   を回復せしめ且つ該第１及び第２減少手段をそれぞれの
   群のシリンダへの供給を計量せしめるために該Ｊ１１１
   及び第２作動器と該遮断手段に作用的に接続されている
   ことを特徴とする内燃エンジン。 ２、該第１及び第２供給システムが各々シリンダ吸入空
   気を供給するための且つ該空気のためのスロットル弁を
   備えたマニホルド及び電気的に動作するインジェクタを
   備えた個々の供給ダクトにより構成されており、Ｗ４１
   供給マニホルドのスロットル弁は該１Ｉｓ１作動器に接
   続され、該第２供給マニホルドのスロットル弁は該第２
   作動器に接続され、２つの群のシリンダの電気的に動作
   されるインジェクタは該作動制御手段に接続されている
   第３作動器に作用的に接続され、そして第２の群のシリ
   ンダの電気的に動作するインジェクタは該作動制御手段
   によって該限界曲線に固有の値より小さいエンジン出力
   要求に対する該第２の群のシリンダへのガンリン注入を
   遮断することを引起こされるために鎖遮断手段に作用的
   に接続されている特許請求の範囲第１項記載のエンジン
   。 ３、ｌｌ［作動制御手段が、該センサにより放出される
   予め選ばれたエンジンパラメータにより構成された信号
   及び咳手動調節手段により放出されるエンジンの出力要
   求を示す信号を供給されるプログラムされたマイクロコ
   ンピュータにより構成され、該マイクロコンピュータは
   中央マイクロプロセッサユニット（ＣＰＵ）、ランダム
   アクセスメモリ（ＲＡＭ）　、タイマユニット及び第２
   読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を備えており、該第２読
   み出し専用メモリ（ＲＯＭ）は該中央マイクロプロセッ
   サユニットの計算プログラム、最小開き及び最大開きと
   の間の予め選ばれたエンジンパラメータの関数及びエン
   ジンの必要な出力の関数として該スロットル弁の作動に
   関するプログラムのデータ、エンジン気化プログラムの
   データ、即ち、予め選ばれたエンジンパラメータの関数
   として作用シリンダへ各サイクルで注入されるガソリン
   の層、予め選ばれたエンジンパラメータにより仮定され
   る値及びエンジンの必要な出力に基づくエンジンを動作
   する方法のデータ、及び予め選ばれたエンジンパラメー
   タの関数としてＴ、Ｄ、Ｃ，に対する着火進行に関する
   プログラムのデータを含み、該マイクロコンピュータは
   、該手動出力１１１１手段から発する信号の関数として
   、エンジンパラメータセンサから発する信号の関数とし
   て、及び該読み出し専用メモリに含まれた弁作動プログ
   ラムデータの関数としてスロットル弁の該第１及び第２
   作動器に対するＩＩＩ　ｔｉｌｌ信号を計算するために
   、そして更に、該エンジンパラメータセンサがら発する
   信号の関数として、該読み出し専用メモリに含まれた気
   化プログラムデータの関数として該電気的に動作される
   インジェクタの開きを制御するための信号を計算し、そ
   して更に該エンジンパラメータセンサから発する信号の
   関数として、該手動出力調節手段から発する信号の関数
   として、及び該読み出し専用メモリに含まれたエンジン
   を動作する方法のデータの関数として第２の群のシリン
   ダの電気的に動作されるインジェクタの遮断を制御する
   ための信号を更に計算するために、そして該エンジンパ
   ラメータセンサがら発する信号の関数として、及び該読
   み出し専用メモリに含まれた着火進行プログラムデータ
   の関数としてスパークプラグ着火をｗ４ｍするための信
   号を更に計Ｉｌするために、プログラムされ、類マイク
   ロコンピュータは、該第１及び第２スロットル弁作動器
   に、該第２の群のシリンダの電気的に動作されるインジ
   ェクタのための咳遮断手段に、そして該タイマによって
   シリンダ燃焼順序に従って電気的に動作されるインジェ
   クタの該第３作動器にそしてシリンダ燃焼順序に従って
   該スパークプラグ作動器手段に該計算された制御信号を
   供給するようにもプログラムされていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載のエンジン。