JPS5951667B2 - 気筒数制御エンジン - Google Patents

気筒数制御エンジン

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JPS5951667B2
JPS5951667B2 JP54078699A JP7869979A JPS5951667B2 JP S5951667 B2 JPS5951667 B2 JP S5951667B2 JP 54078699 A JP54078699 A JP 54078699A JP 7869979 A JP7869979 A JP 7869979A JP S5951667 B2 JPS5951667 B2 JP S5951667B2
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exhaust gas
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exhaust
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジン軽負荷時に一部気筒の作動を休止し
て部分気筒運転を行う気筒数制御エンジンのＮＯｘ排出
量の低減手段に関する。
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。
従来このエンジンとして、例えば第１図に示すようなも
のか゛ある。
第１図に示すエンジン（６気筒の電子制御燃料噴射エン
ジン）では、エンジン運転状態が低速・軽負荷の時には
、気筒＃１〜＃３に対してのみ燃料が噴射される一分で
、遮断弁１が全閉、かつ排気循環弁２が全開となって、
燃料噴射が休止中の休止気筒＃４〜＃６に略大気圧の排
気を循環させ休止気筒＃４〜＃６におけるポンピングロ
スを低減して、一層の燃費改善を図っている。
さらに、排気還流弁３を所定の開度まで開いて稼動中の
稼動気筒＃１〜＃３の吸気中に所定量の排気を還流して
、燃焼温度を抑えてＮＯｘ生成量を抑制するようにして
いる。
ところでこのような部分気筒運転時にあっては、仮りに
同一の条件で全気筒運転を行った場合に比べて相対的に
燃焼効率が改善されるので、気筒内での初期燃焼温度が
上昇する一方、逆に排温は低下する。
このため部分気筒運転時には、排気還流が行われるもの
の一気筒車りのＮＯｘ生成量は相対的に増加し、しかも
排温は低下することになる。
そこで、フロントチューブ４に設置した空燃比センサ５
の検出信号に応じて空燃比となるようにフィードバック
制御して、フロンＩ・チューブ下流に配設して三元触媒
６でのＮＯｘ除去率の向−ヒを図るとともに、三元触媒
上流のフロンＩ・チューブを保温構造にして、触媒入「
」温度を保持し三元触媒６の転換効率を良好に保つよう
にしている。
このように従来は、フロン１〜チユーブを保温構造とし
たため、製造コストが上昇しまた耐久性等に問題があっ
た。
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、フロントチューブを保温構造にすることなく部
分的気筒運転時のＮＯｘ排出量を低減することを目的と
する。
以下図面によって説明する。
第２図は本発明の一実施例を示す図で゛ある。
部分気筒運転時に休止気筒＃４〜＃６に所定量の空気を
吸入させるために、遮断弁１０の十−流の休止吸気マニ
ホルドｌｌａと絞り弁１２の上流の吸気通路１３とを、
連絡する空気導入通路１４を設けである。
部分気筒運転時に休止気筒＃４〜＃６に略大気圧の排気
を循環させるために、休止気筒側の休止吸気マニホルド
ｌｌａと稼動気筒側の稼動吸気マニホルドｌｌｂとを部
分気筒運転時に遮断弁１０で隔てると同時に、遮断弁下
流の休止吸気マニホルドｌｌａと休止気筒側の休止排気
マニホルド１５ａとを連絡する排気循環通路１６の排気
循環弁１７を開いて休止気筒〃４〜＃６に排気を循環す
る。
ＮＯｘ生成量を抑制するために、紋り弁下流でかつ遮断
弁上流の稼動吸気マニホルドｌｌｂと稼動気筒側の稼動
排気マニホルド１５ｂとを連絡する排気還流通路１８を
介して排気還流弁１９で規制される所定の流量の排気を
吸気中に還流する。
排気中の有害物質を除去するために、両排気マニホルド
１５ａ、１５ｂの下流に接続したフロンＩ・チューブ２
０の下流端には三元触媒２１が配設しである。
触媒２１は未燃ＨＣ，Ｃｏを酸化すると同時にＮＯｘを
還元して排気を浄化するが、その際の酸化および還元効
率は、処理排気の燃焼以前の空燃比が理論空燃比であっ
て、かつ触媒温度が所定の温度以上のときに最良となる
。
そこで、触媒上流のフロントチューブ内に空燃比センサ
２２を設置して空燃比が理論空燃比となるように燃料供
給量をフィードバック制御し、触媒２１の浄化作用の向
−１−とともに、燃費や出力効率の向上を図る。
部分気筒運転時には、前述したように排気還流が行われ
るもののＮＯｘ生成量は相対的に多く、逆に排温は低い
。
この結果触媒２１の浄化作用が不充分となるので、いか
にして触媒温度を一ヒげて浄化作用（特にＮＯｘの除去
作用）を高めるかが重要な問題である。
本発明では、部分気筒運転時に空気導入通路１４から所
定量の空気を休止気筒＃４〜＃６に吸入させ、このうち
排気循環通路１６へ向う分を除いた残りをフロンＩ・チ
ューブ２０に排出し、こメとで稼動気筒＃１〜＃３から
の排気を希釈する。
そしてこの希釈した排気の空燃比を空燃比センサ２２で
検出させる。
このとき空燃比のフィー ドパツク制御系は当然空燃比
が薄いと判断して、空燃比を濃化する分向（すなわち燃
料噴射量を増加する方向）に制御するので、稼動気筒＃
１〜＃３には上記の排気希釈分だけ理論空燃比よりも濃
い混合気が供給される。
したがって稼動気筒＃１〜＃３からの排気には未燃物質
が相当量含まれ、この排気に酸素を相当量含む休止気筒
＃４〜＃６からの希釈空気が合流した後、この合流排気
が触媒２１へ流入する。
この合流排気は、空燃比のフィードバック制御系の働き
で、結果的にはほぼ理論空燃比の混合気を不完全燃焼さ
せたものになっており、また未燃物質と酸素を相当量含
み極めて酸化反応を起こしやすい状態となっている。
このため、仮りに触媒人口温度が低い場合であっても、
触媒２１では容易に酸化反応が起こり、その際の発熱で
もって直ちに触媒２１が加熱され、触媒温度は所定温度
以上に達する。
このようにして、部分気筒運転時においても触媒温度を
所定以上に保持することができ、また触媒２１への流入
排気の燃焼以前の総合的な空燃比が結果的にほぼ理論空
燃比となっているので、触媒２１は、充分に未燃ＨＣ，
ＣＯを酸化すると同時にＮＯｘを還元して、排気を良好
に浄化する。
なお、休止気筒側に流入する空気そのものは、休止気筒
側に略大気圧の排気が循環しているため、それほど多く
なることはなく、したがって稼動気筒側の混合気はその
分だけ濃い状態になるので、燃費が極端に悪化すること
はない。
場合によっては、通路１４にオリフィスなどを介装して
吸入空気量を適正値に絞ってもよい。
さらに、還流排気として、稼動排気マニホルド１５ｂに
接続した排気還流通路１８を経て、稼動気筒＃１〜＃３
からの濃混合気の燃焼排気を用いると、混合気そのもの
が濃いこともあって、ＮＯｘ生成量自体を効果的に抑制
することができる。
なお、全気筒運転時には、排気循環弁１７が排気循環通
路１６を閉じて作動の再開した休止気筒＃４〜＃６への
排気循環を停止する一方、遮断弁１０が開いて休止気筒
＃４〜＃６へも必要量の新気を供給する。
この場合、通路１４の取入口を紋り弁１２の上流でエア
フローメータ（図示せず）の下流とすることにより、燃
料噴射量は吸入空気量に正確に対応させられるので、通
路１４を遮断するなどの必要はない。
排気還流に関しては、排気還流通路１８から引き続いて
吸気中へ所定量の排気が還流される。
この全気筒運転時には、排気の温度は充分に高いので、
触媒温度も高く排気は良好に浄化される。
第３図に本発明の他の実施例を示す。
この実施例は、遮断弁１０の弁板外周に環状溝１０ａを
設け、閉弁時に該溝１０ａにバイパス通路１４ａから略
大気圧の空気を送り込むようにしたエンジンに本発明を
適用したものである。
すなわち、部分気筒運転時に弁板と弁シートを形成する
壁面との隙間に環状溝１０ａに沿って略大気圧の空気層
を形成して、稼動吸気マニホルド］１１）はもっばらこ
の空気を弁の隙間から漏出させて、遮断弁下流の休止吸
気マニホルドｌｌａに充満した循環排気の稼動気筒への
漏出を防ぐようにしたエンジンに対して本発明を適用し
たもので、新たに空気導入通路を設けなくても上記のバ
イパス通路１４ａで空気導入通路の役目を共用させるこ
とができる。
第４図は、遮断弁３０と休止側吸気管３２との隙間を遮
断弁３０と稼動側吸気管３１との隙間より大きくしたも
ので、第３図同様製作誤差が少し存在しても弁の装着に
支障を起こすことがなく更に還流排気中のスス等の付着
により弁の閉まりが悪くなるという問題もなくなる。
なお、部分気筒運転時の休止気筒側吸入負圧は排気還流
弁により一定に制御されているため、休止気筒への空気
供給量は一定となる。
従ってアイドリング等の極低負荷時は稼動気筒側の排気
量は少なく、供給された空気の影響が大きいが、部分気
筒運転時でも比較的高負荷の定常走行時は稼動側気筒の
排気量が多いので、供給された空気の影響が少ないため
、軽負荷即ち部分気筒運転時に空気を休止気筒へ供給し
ても、実用上問題はないが、触媒の温度低下が問題とな
るのはアイドリング等の極低負荷時が多いので、アイド
リング等の極低負荷時のみ休止気筒に空気を供給するよ
うにすれば燃料の供給量は更に節約される。
第５図は、アイドリング状態をアイドリング判断回路５
１にて検知して、触媒の温度低下が特に問題となるアイ
ドリング時にのみバイパス通路５２に設けた空気流量制
御弁５３を開いて空気を休止気筒に供給するように構成
し空燃比制御により稼動気筒に過濃混合気を供給するよ
うにしたものである。
なお、アイドリング時以外に排気温度低下、触媒温度低
下等を検出して前記流量制御弁を開いて空気を供給する
ようにしても良いことは当然である。
以上説明したように、本発明は、部分気筒運転時に、空
気導入通路を介して休止気筒に空気を吸入させて、排気
中に酸素を送り込む一方、休止気筒から排出されるこの
空気でもって、空燃比の検出排気を希釈上空燃比のフィ
ードバック制御機構によって自動的に稼動気筒への混合
気を濃化して排気中の未燃物質を増加させることにより
、排気を極めて酸化反応しやすい状態にしたので、たと
え触媒温度が低い場合であっても触媒において容易に酸
化反応が起こり、その際の発熱で触媒が加熱され直ちに
触媒温度が所定温度以上に上昇する結果、触媒による排
気の浄化作用、特にＮＯｘ除去作用を部分気筒運転時で
あっても良好に保持することができる。
また、フロンＩ・チューブを保温構造とする必要がなく
、その分製造コストを安価にすることができると同時に
、フロントチューブの耐久性も高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のエンジンを示す概略断面図、第２図は本
発明の一実施例を示す概略断面図、第３図および第４図
は本発明の他の実施例要部を示す断面図、第５図は本発
明のさらに他の実施例を示す概略図である。 １０・・・遮断弁、ｌｌａ・・・休止吸気マニホルド、
１１ｂ・・・稼動吸気マニホルド、１２・・・絞り弁、
１３・・・吸気通路、１４・・・空気導入通路、１４ａ
・・・バイパス通路、１５ａ・・・休止排気マニホルド
、１５ｂ・・・稼動排気マニホルド、１６・・・排気循
環通路、１７・・・排気循環弁、１８・・・排気還流通
路、１９・・・排気還流弁、２０・・・フロントチュー
ブ、２１・・・三元触媒、２２・・・空燃比センサ３０
・・・遮断弁、３１・・・稼動側１吸気管、３２・・・
休止側吸気管、５１・・・アイドリング判断回路、５２
・・・バイパス通路、５３・・・空気流量制御弁、＃Ｌ
＃２．＃３・・・稼動気筒、＃ ４． ＃ ５． ＃
６・・・休止気筒。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 機関軽負荷時に一部気筒に対して燃料供給を停止し
    て作動を休止させる手段と、これら休止気筒の作動が停
    止する部分気筒運転時に前記休止気筒に対して排気を循
    環する手段と、同じく新気の吸入を遮断する弁とを備え
    た多気筒エンジンにおいて、休止気筒と残りの稼動気筒
    との排気合流点よりも下流に空燃比センサと三元触媒と
    を設置し、かつ休止気筒に対して遮断弁をバイパスして
    新気の一部を吸入させるように構成し、空燃比をフィー
    ドバック制御するようにした気筒数制御エンジン。
JP54078699A 1979-06-22 1979-06-22 気筒数制御エンジン Expired JPS5951667B2 (ja)

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US06/161,369 US4344393A (en) 1979-06-22 1980-06-20 Internal combustion engine

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