JPS5974321A - 気筒数制御エンジンの排気浄化装置 - Google Patents

気筒数制御エンジンの排気浄化装置

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JPS5974321A
JPS5974321A JP57185216A JP18521682A JPS5974321A JP S5974321 A JPS5974321 A JP S5974321A JP 57185216 A JP57185216 A JP 57185216A JP 18521682 A JP18521682 A JP 18521682A JP S5974321 A JPS5974321 A JP S5974321A
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JP
Japan
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catalyst bed
catalyst
exhaust passage
cylinders
cylinder
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Pending
Application number
JP57185216A
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English (en)
Inventor
Tadashi Kaneko
金子 忠志
Makoto Hotate
保立 誠
Kiyotaka Mamiya
清孝 間宮
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Toyo Kogyo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp, Toyo Kogyo Co Ltd filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP57185216A priority Critical patent/JPS5974321A/ja
Publication of JPS5974321A publication Critical patent/JPS5974321A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/011Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more purifying devices arranged in parallel
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D17/00Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling
    • F02D17/02Cutting-out
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01N2240/02Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

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】 本発明は気筒数制御エンジンの排気浄化装置に関するも
のである。
内燃機関においては一般に、低負荷運転時はどボンピン
グロスが増大し、燃費低下を招(。そのため従来より多
気筒エンジンにおいて、低負荷運転時には一部気筒への
混合気供給を停止し、それによってその他の作動気筒の
負荷を増大させて燃費向上を図る、いわゆる気筒数制御
エンジンが考えられている。
上拓のように一部気筒への混合気供給を停止する方法の
1つとして、例えば特開昭54−158515号公報に
示されるように、各気筒に対して専用の燃料噴射弁を設
け、これらのうち一部気筒用の燃料噴射弁を停止させる
、いわゆる燃料カット方式が知られている。このような
燃料カットによって気筒数を制御するエンジンにあって
は、一部気筒を休止させた部分気筒運転時、休止気筒に
は空気のみが送られるようになる。
一方今口では排気ガスの浄化のために、エンジン排気通
路に触媒が配設されることが多い。一般に自動車用等の
エンジンに用いられる触媒は、反応別に酸化触媒、還元
触媒、三元触媒の3つに分けられ、それらは勿論、前述
したような気筒数制御エンジンにも広く用いられている
。ところが上記触媒のうち、還元反応が排気浄化に利用
される還元触媒、三元触媒が前記燃料カット方式の気筒
数制御エンジンに用いられると、部分気筒運転時、燃焼
に使用されずに休止気筒を流通して排気通路に排出され
た空気により排気中の酸素濃度が上昇し、還元雰囲気が
破壊されて排気浄化が阻害されるという問題が生じる。
そのため従来より、前述した特開昭54−158515
 号公報にも示されているように、部分気筒運転時にお
いて休止され得る休止気筒側の排気通路と、常に稼動さ
れる稼動気筒側の排気通路とを分けるとともに、還元触
媒(三元触媒も含む)コンバータを互いに分けられた2
つの触媒床から形成し、上記2つの排気通路を別々にこ
れら触媒床に連通させる排気浄化装置が考えられている
。このようにすれば、還元反応によって稼動気筒側の排
気ガスを浄化している触媒に過剰な空気が送り込まれる
ことがな(なり、安定した排気浄化装置が得られる。
ところが、上記のような触媒コンバータにおいては、エ
ンジンの部分気筒運転時、休止気筒に連通ずる触媒には
高温の排気ガスは送られず、休止気筒を単に通過した空
気のみが送られるので、該触媒が外気、車輌の走行風等
によって冷却されるようになる。冷却されて低温状態に
なった触媒は十分な活性を失い、次にエンジンが全気筒
運転に復帰して排気ガスが送られて来たとき、直ちにほ
この排気ガスを十分に浄化し得す、したがって排気ガス
によって該触媒が加温されるまで排気ガス浄化率が低下
するという不具合が生じる。
本発明は上記不具合を解消する、気筒数制御エンジンの
排気浄化装置を提供することを目的とするものである。
本発明の気筒数制御エンジンの排気浄化装置は、前述し
たように互いに分設され各々独立して休止気筒側排気通
路と稼動気筒側排気通路とに連通する2つの触媒床を有
する還元触媒(三元触媒も含む)コンバータにおいて、
上記稼動気筒側排気通路に連通ずる触媒床(第1触媒床
)をコンバータの周囲部に配設し、他方、休止気筒側排
気通路に連通する触媒床(第2触媒床)は上記第1触媒
床に取り囲まれるようにコンバータ中心部に配設してな
るものである。
上記構成とすることにより、部分気筒運転時、休止気筒
側排気通路に連通する第2触媒床は、高温の排気ガスが
流通する第1触媒床によって保温されて十分な触媒活性
を維持し、エンジンが全気筒運転に復帰して排気ガスが
送られて来たならば直ちに該排気ガスを十分に浄化する
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
第1図は本発明の1実施例による排気浄化装置が設けら
れた気筒数制御エンジンを示すものである。シリンダブ
ロック1に形成された第1気筒23〜第4気筒2dの4
個の気筒には各々、第1吸気通路33〜第4吸気通路3
dが連通されるとともに、排気通路4が連通されている
。第1吸気通路3a〜第4吸気通路3dの集合部上流の
吸気通路5には、例えばアクセルペダル等によって操作
されて吸入空気量を制御するスロットル弁6が設けられ
、該スロットル弁6の上流位置には吸入空気量を検出す
るエアフローセンサ7が設けられている。
前記第1〜第4の各吸気通路3a〜3dには、該吸気通
路33〜3dを流れる吸入空気内に燃料を噴射し、各気
筒2a〜2dに供給される混合気を形成する燃料噴射弁
11a〜lidが設けられている。これら燃料噴射弁1
1a〜Ildは、エアフローセンサ7のボテン7ヨメー
タ7aが出力する吸入空気量信号S1と、エンジン回転
数上ンサ12が出力する回転数信号S2とに基づいて燃
料噴射制御回路13が形成、出力する噴射パルス信号P
a〜Pdにより、各気筒2a〜2dの毎サイクルの吸入
空気量に見合った所定量の燃料を噴射するように駆動さ
れる。
第1図に示されるように、上記噴射パルス信号Pa−P
dは気筒数制御回路14を介して各燃料噴射弁113〜
lidに入力されるようになっている。この気筒数制御
回路14は従来より公知のものであるが、以下第2図を
参照して該気筒数制御回路14について簡単に説明する
。該気筒数制御回路14には、スロットル弁6の下流側
の吸気通路5内の吸気負圧を検出してエンジン負荷を検
出する負圧センサ15が出力する負圧信号S、と、エン
ジン冷却水温度から間接的にエンジン温度を検出する水
温センサ16が出力する水温信vS4とが入力される。
負圧センサ15が出力する負圧信号S3は比較回路20
に入力され、該比較回路20においては、設定信号発生
回路21かも発生され所定のエンジン負荷に対応する負
圧を担持する設定負圧信号S6と上記負圧信号S3とが
比較される。そして負圧信号S3が設定負圧信号S。
を上回ったとき、すなわちエンジン負荷が所定値以下の
ときは該比較回路20から出力S7が発せられる。また
水温センサ16が出力する水温信号S4は比較回路22
に入力され、該比較回路22においては、設定信号発生
回路23から発生され所定のエンジン温度に対応する水
温を担持する設定水温信号S8と上記水温信号S4とが
比較される。そして水温信号S4が設定水温信号S8を
上回ったとき、すなわちエンジン温度が所定値以上のと
きは該比較回路22から出力S、が発せられる。上記比
較回路20 、22はANDゲート24を介してゲート
回路25.26に接続されている。これらゲート回、@
25.26は各々、第2、第3気筒2b、2C用の燃料
噴射弁11b、11Cを駆動する噴射パルス信号Pb、
Pcを通過、遮断するものであり、前記ANDゲート2
4から出力810が発せられたとき、すなわちエンジン
負荷が所定値以下でかつエンジン温度が所定温度に達し
ているときに上記噴射ノくルス信号Pb。
Pcを遮断し、その他のときは該信号Pb。
Pcを通過させる。上述のように噴射パルス信号Pb、
Pcが遮断されると、当然燃料噴射弁11b、IICか
らの燃料噴射が停止され第2、第3気筒2b、2Cが休
止する。したがって低負荷時エンジンは第1、第4気筒
2a、2dのみによって運転され、前述したようにして
ボンピングロスが低減されて燃費が向上スる。なおエン
ジン温度が低いときは2気筒運転をしないようにしてい
るのは、エンジン温度が低いときはもともと燃料の霧化
が悪(て燃焼不安定であるので、さらに2気筒運転にし
てエンジン運転不安定状態を増長しないようにするため
である。
以上のようにして、一般的な燃料カット方式の気筒数制
御を行うエンジンの排気通路4には、還元触媒を担持し
て該触媒の還元反応によって排気ガスを浄化する還元触
媒コンバータ17が配設されている。そして上記排気通
路4は、全運転領域において稼動される第1、第4気筒
2a、2dに連通する稼動気筒側排気通路4aと、特定
運転時に休止される第2、第3気筒2b%2Cに連通す
る休止気筒側排気通路4bとの2系に分けられている。
第3図と、この第3図のIV−IV線断面図である第4
図に詳しく示されるように、触媒コンバータ17は断面
ハニカム状のモノリス形のもので、上記休止気筒側排気
通路4bはコンバータ17の触媒床中心部に管壁4C末
端部を接するようにして該コンバータ17に連通されて
いる。そして他方の稼動気筒側排気通路4aは、上記休
止気筒側排気通路4bの周囲においてコンバータ17に
連通するように取り付けられている。休止気筒側排気通
路4bの管壁4Cは、該管壁4Cの内側と外側の気密を
保ってコンバータ17の触媒床上流端に接合されている
ので、稼動気筒側排気通路4aからコンバータ17に送
られる排気ガスは、管壁4Cと整合する部分のコンバー
タ隔壁17cの外側の筒状の部分を流通し、また休止気
筒側排気通路4bからコンバータ17に送られる排気ガ
スは、上記隔壁17cの内側の中心部を流通する。つま
りコンバータ17は、隔壁17Cによって、外側部(第
1触媒床)17aと内側部(第2触媒床)17bとに分
設されたものとなる。
上記のように、稼動気筒2a、2dに連通する第1触媒
床17aと、休止気筒2b、2Cに連通する第2触媒床
17 bとが完全に分設されているので、部分気筒運転
時、第2、第3気筒2b、2Cを流通した空気が、第1
、第4気筒2a、2dの排気ガスを浄化している触媒に
送り込まれることがな(、該触媒の還元反応による排気
ガス浄化が安定して行われる。
そしてエンジンの部分気筒運転時に、第2触媒床17b
には高温の排気ガスは送り込まれず、単に休止気筒2b
、2Cを通過した空気が送り込まれるが、この第2触媒
床17bは前述したように、この部分気筒運転時にも稼
動気筒2a、2dからの高温の排気ガスが送り込まれる
第1触媒床17aに取り囲まれており、該第1触媒床1
7aにより外気、車輌の走行風等から守られて保温され
る。このような保温を受けることにより、第2触媒床1
7bの触媒は部分気筒運転時も触媒活性を維持し、次に
エンジンが全気筒運転に復帰し第2、第3気筒2b、2
Cから排気ガスが送られて来ると、直ちに該排気ガスを
十分に浄化する。
上記実施例においては、触媒コンバータ17としてモノ
リス形のものが使用されているが、ペレット形の触媒コ
ンバータを使用することも勿論可能で、そのような場合
にはコンバータ内に筒状の隔壁を設けて触媒床を内側部
と外側部とに分ければよい。
以上詳細に説明した通り本発明の気筒数制量エンジンの
排気浄化装置は、エンジンが部分気筒運転を行っている
ときも休止気筒側の触媒床の触媒活性を十分に高(維持
するものであり、したがってエンジンが全気筒運転に復
帰したときの過渡的な浄化率低下を確実に防止する効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例を示す概略図、第2図は上記
実施例における電気回路の構成を詳しく示すブロック図
、 第3図は上記実施例の一部を拡大して示す側断面図、 第4図は第3図のIV−IV線断面図である。 2a、2b、2C92d・・・気    筒3a、3b
、3c、3d、5・・−吸気通路4a・・・稼動気筒側
排気通路 4b・・・休止気筒側排気通路 11a、llb、lic、Ild・・・燃料噴射弁14
・・・気筒数制御回路 17・・・還元触媒コンバータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 部分気筒運転時にも休止気筒に空気を流通させるように
    した気筒数制御エンジンにおいて、排気通路を稼動気筒
    側排気通路と休止気筒側排気通路の2系に分け、排気流
    通路周囲部の第1触媒床とこの第1触媒床に取り囲まれ
    た第2触媒床とに分設されてなる還元触媒コンバータを
    、上記第1、第2触媒床がそれぞれ前記稼動気筒側排気
    通路、休止気筒側排気通路に連通ずるように配設してな
    る気筒数制御エンジンの排気浄化装置。
JP57185216A 1982-10-21 1982-10-21 気筒数制御エンジンの排気浄化装置 Pending JPS5974321A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2746444A1 (fr) * 1996-03-22 1997-09-26 Daimler Benz Ag Moteur a combustion interne a pistons possedant un systeme d'echappement divise avec au moins deux catalyseurs
WO2004001210A1 (en) * 2002-06-21 2003-12-31 Lotus Cars Limited De-activation of combustion chambers in a multi-combustion chamber internal combustion engine
WO2005093229A3 (de) * 2004-03-25 2006-01-26 Avl List Gmbh Abgasanlage für eine brennkraftmaschine
JP2007303367A (ja) * 2006-05-11 2007-11-22 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置

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