JPS5928742B2 - 気筒数制御エンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明に、エンジン低負荷時に一部気筒への燃料供給を
遮断し作動を休止させて部分気筒運転を行なう気筒数制
御エンジンに関し、特に、部分気筒運転時に休止気筒の
ポンピングロスを低減させる気筒数制御エンジンに関す
る。

一般に、エンジンを高い負荷状態で運転すると燃費率が
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る部分気筒運転を行なって、
全体として低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、このエンジンにおいて、さらに部分気筒運転時に
休止気筒におけるポンピングロスを低減して、一層燃費
を改善するようにしたエンジンが知られている。

その一つはイートン方式と呼ばれるもので、休止気筒の
吸・排気弁を共に部分気筒運転時には常に閉じて、ポン
プ作用を遮断することによって、ポンピングロスを低減
させている。

しかしこの場合、吸・排気弁を共に閉じなければならず
機構が非常に複雑になり、また、クランク回転に対して
負荷の一部となる休止気筒の燃焼室における圧力の変化
が、クランク回転と同期する結果、その回転の安定性を
損うといった問題がある。

さらに、燃焼室の圧力が低い状態で停止した休止気筒は
ピストンや吸排気弁の摺動間隙からオイルが多量に吸い
込まれて、燃焼室がひどく汚れるという問題もある。

他の一つは、第１図に示すように、吸気マニホルド１を
休止気筒＝［〜：＃＝６に連通ずる休止吸気マニホルド
２と稼動気筒＋１〜＋−３に連通する稼動吸気マニホル
ド３とに区画分離するとともに、休止吸気マニホルド２
の最上流部に遮断弁４と、休止吸気マニホルド２と排気
マニホルド５とを連通する通路６に還流弁Ｉとを設けて
構成される。

そして部分気筒運転時に、遮断弁４を閉じて休止気筒へ
の新気供給を遮断するとともに、還流弁７を開いて多量
の排気を休止気筒へのみ還流して、ポンピングロスを低
減させている。

この場合、ポンピングロスは、排気の還流量が多いほど
低減される。

しかしこの装置では、通路６が長いために、そこを通る
排気流に与える摩擦を小さくして、できるだけ多量の排
気を還流しようとすると、通路６の内部断面積を太きく
しなければならない。

これに伴って、還流弁７は径の大きな弁体を有し、弁体
を制御する力の強いものが必要となる。

すなわち、通路６や還流弁７が犬がかりになるといった
問題がある。

本発明の目的は、エンジン低負荷時に一部気筒への燃料
および新気の供給を遮断して作動を休止させる部分気筒
運転を行なって燃費を改善するとともに、部分気筒運転
時にこれら休止気筒の燃焼室と排気系とを排気弁を強制
的に開くなどにより連通させることによって、ポンピン
グロスを低減して、一層燃費を改善するようにした気筒
数制御エンジンを得ろことにある。

以下本発明を図面に示す実施例にもとづいて詳細に説明
する。

第２図は全体的な概略図を示す第１実施例において、８
は吸気管、９は吸気マニホルドである。

吸気管８には、吸入空気量センサ１０と、その下流にス
ロットルバルブ１１とが設けられている。

吸気管８の下流端に接続する吸気マニホルド９は、仕切
り板１２によって、稼動気筒≠１〜≠３に連通ずる稼動
吸気マニホルド１３と、休止気筒−４Ｆ４〜＝＃：６に
連通ずる休止吸気マニホルド１４とに区画分離されてい
る。

休止気筒＋４〜＋６は、エンジン低負荷時に気筒数制御
回路１５が出力する気筒数制御信号（ＶＣＳ信号）にも
とづいて燃料供給が遮断され作動が休止する。

休止吸気マニホルド１４の最上流部には、エンジン低負
荷時にｖＣ８信号にもとすいて休止気筒への新気供給を
遮断する遮断弁１６が設けられている。

休止気筒＋４〜４１＝６の排気弁の弁機構を第３図に要
部を示して説明する。

１７にバルブヘッドおヨヒハルフフェースト一体化され
たバルブステムである。

１８はスプリングで、バルブステム１７上端部に係合す
るスプリングシート１９を押し上げて、ロッカアーム２
０またに後述するソレノイド作動ロッド２１が下降する
時を除いて、常にバルブを閉状態に保持する、カム軸の
回転に同期したロッカアーム２０の上下振動運動は、第
４図に示すように、ストッパ２２により回動しないよう
にバルブステム１γの上端に取り付けられたアダプタ２
３を介して、バルブステム１７に伝達すれる。

これにより、クランク回転角に対応してバルブが開閉す
る。

一方、２４はソレノイドアクチュエータ、２５はソレノ
イドアクチュエータをシリンダヘッドに固定する固定支
持棒である。

ソレノイドアクチュエータ２４は、電磁コイル２６に電
流が流れろと作動ロッド２１が下降してアダプタ２３を
介してバルブステム１７を押し下げて、強制的にバルブ
を開かせる。

また電磁コイル２６に電流が流れていない時は、作動ロ
ッド２１はリターンスプリング２７によって上方に押し
上げられて、この場合、バルブはロッカアーム２０の運
動によってのみ開閉する。

電磁コイル２６には、エンジン低負荷時バイレベル゛Ｔ
Ｈ１１、エンジン中・高質ＨロウレベルＩＴ Ｌ １
１なるｖＣ８信号を反転した電気信号が供給されてお択
したがって、エンジン低負荷時にはバルブが強制的に
開弁保持しエンジン中・高負荷時には通常のようにクラ
ンク回転角に対応してバルブが開閉する。

なお上述した弁機構は、休止気筒４１＝４〜＋６の排気
弁のすべてに設けられている。

また、２８は燃料噴射制御回路で、吸入空気量センサ１
０の出力にもとづいて、混合気が理論空燃比となるよう
に燃料噴射量を制御する燃料噴射信号を出力する。

気筒数制御回路１５は、吸入空気量、つまジエンジン負
荷状態、の情報を含む燃料噴射信号からエンジン負荷状
態を判断して、エンジン低負荷時ロウレベル″Ｌ”、エ
ンジン中・高負荷時バイレベル゛Ｈ″なるＶＣ８信号を
出力する。

２９はＡＮＤ回路で、ｖＣ８信号を入力して、エンジン
低負荷時にゲートを閉じて、休止気筒＋４〜４１＝６へ
の燃料噴射信号ヲ遮断する。

これにより、エンジン低負荷時に休止気筒の燃料供給が
カットされて、休止気筒の運転が休止して部分気筒運転
が行なわれる。

３０は反転器でｖＣ８信号を反転して、休止気筒≠４〜
＋６の排気弁の弁機構にそれぞれ設けられている電磁コ
イル２６に供給する。

次に作動を含めてさらに説明する。

エンジン中・高負荷状態において、気筒数制御回路１５
ば、燃料噴射信号にもとづいて、ｖＣ８Ｃ１４Ｉ Ｈ″
を出力する。

これを受けて遮断弁１６が開き、休止気筒に新気が供給
される。

同時に、ＶＣＳ信号ＴＩ ＨＨ、受けて、ＡＮＤ回路２
９のゲートが開き、休止気筒へも燃料噴射信号が供給さ
れ燃料が供給されろ。

さらに、ｖＣ８信号″Ｈ′を反転したＬ ＩＩを受けて
、ソレノイドアクチュエータ２４の作動ロッド２１が上
方に移動し、排気弁１７は通常のようにロッカアーム２
０によってのみ機関回転に同期して開閉する。

以上により、全気筒に新気および燃料が供給されて全気
筒が正常に運転する全気筒運転が行なわれる。

エンジンが低負荷状態に移行すると、ｖＣ８信号が“Ｈ
４９から”Ｌ １１に切り変わる。

これを受けて遮断弁１６が閉じて、休止気筒への新気供
給が遮断される。

同時に、ＡＮＤ回路２９のゲートが閉じて、休止気筒へ
の燃料噴射信号の供給が遮断され、燃料供給が停止する
。

さらに、ソレノイドアクチュエータ２４の作動ロッド２
１が下降して、休止気筒のすべての排気弁が強制的に開
弁状態に保たれる。

以上により、休止気筒への新気および燃料の供給が停止
して休止気筒の作動が休止する部分気筒運転が行なわれ
る。

これにより、休止気筒の作動が休止した分稼動気筒の負
荷が高まシ、その分燃費が改善される。

また、休止気筒のすべての燃焼室は、はとんど開放状態
にありしかも燃焼室に比較して体積が広大で略大気圧程
度の排気系と部分気筒運転時に常に連通ずるので、休止
気筒のポンピングロスが十分に低減される結果一層燃費
が改善される。

さらに、排気弁を強制的に開いている間、ロッカアーム
２０は運動自由の状態になって、排気弁を開くためにか
かつていた負荷がかからないので、その分ロツカア―、
ム２０を動かすだめのエンジンの負荷が軽くなるという
効果もある。

なお、吸気弁と排気弁の両方を強制的に開かせてもよく
、この場合は一層確実にポンピングロスが低減されるの
で、燃費が一層確実に改善されろ。

第５図および第６図に示す本発明の第２実施例において
、３１は燃焼室、３２は吸気弁、３３は吸気ポート、３
４は排気弁、３５は排気ポートである。

３６は燃焼室３１と排気ポート３５とを連通ずる通路で
ある。

この通路３６の燃焼室３１への開口部には、排気弁３４
と同様の構造の第３弁３７が設けられている。

休止気筒の燃焼室がおのおの上記の構造の燃焼室で構成
されており、エンジン低負荷時のみ第３図に示すソレノ
イドアクチュエータで排気弁ではなく第３弁３７のバル
ブステムを押し下げて、燃焼室３１と排気ポート３５と
を連通して、ポンピングロスを低減する。

上記以外の構成は第１実施例と同様であって、第２実施
例は、第１実施例と同様の燃費改善の効果を有する。

この場合、排気弁３４およびその動弁機構などは通常の
気筒の場合と全く同じでよく、第３弁３γと通路３６を
付加するだけでよいので製造が比較的簡単であるという
利点も有する。

第７図に示す本発明の第３実施例において、３８は吸気
弁、３９は吸気ポート、４０は排気弁、４１は排気ポー
ト、４２は燃焼室である。

この実施例は、第２実施例と同様の構成であるが、通路
４３の設置位置、第３弁４４の設置位置および形状を変
えたものである。

つまり、この実施例では、第３弁４４をシリンダ内壁に
直接連通する通路４３に介装して、部分気筒運転時に、
第３弁４４により休止気筒の燃焼室４２と排気ポート４
１とを連通してポンピングロスを低減することによって
、燃費が一層改善される。

さらに、製造が比較的簡単であるという利点をも有する
。

以上説明したように本発明によれば部分気筒運転時のポ
ンピングロスを低減して燃費を一層改善することができ
る。

また、部分気筒運転時休止気筒の燃焼室と排気系とを強
制的に連通ずるだけでよいので、機構が比較的単純であ
シ、連通ずる間、燃焼室内の圧力は常にほぼ大気圧の排
気系の圧力と等しいので、クランク回路に不安定な負荷
を与える恐れがないし、燃焼室に多量のオイルが流入す
る恐もない。

すなわち、エンジン回転の安定性を阻害したり、燃焼室
が汚れるといったことが防止される。

さらに、燃焼室と排気系とを強制的に連通させるための
通路の長さは格段に短いので、その通路における流体に
与える抵抗は充分に小さく、このためポンピングロスを
大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の気筒数制御エンジンを示す概略図である
。 第２図は、本発明のエンジンの第１実施例を示す全体的
な概略図、第３図は、第１実施例における排気弁の弁機
構を示す部分断面図である。 第４図は第１実施例におけるアダプタの詳細図である。 第５図は本発明の第２実施例要部を示す平面図、第６図
は第５図におけるＡ−Ａ線断面図である。 第７図は本発明の第３実施例要部を示す部分断面図であ
る。 ２４・・・ソレノイドアクチュエータ、３０・・・反転
器、３Ｌ４２・・・燃焼室、３６．４３・・・通路、３
７．４４・・・第３弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン低負荷時に一部気筒への燃料の供給を遮断
   して運転を休止させる装置を備えた多気筒エンジンにお
   いて、吸気マニホールドをスロットルバルブの下流で常
   時作動する稼動気筒と連通ずる稼動吸気マニホールドと
   、低負荷時に作動を休止する休止気筒と連通ずる休止吸
   気マニホールドとに分離し、かつ休止吸気マニホールド
   に上記低負荷時に通路を閉じる遮断弁を設けるとともに
   、上記低負荷時にこれら休止気筒の燃焼室と排気通路と
   を強制的に連通離持させる弁機構を設けた気筒数制御エ
   ンジン。 □２ 前記弁機構は、エンジン負荷により切換わ
   る気筒数制御信号にもとづいて駆動されるソレノイドア
   クチュエータを介して、エンジン低負荷時に排気弁を強
   制的に開弁保持する構成である特許請求の範囲第１項記
   載の気筒数制御エンジン。 ３ 前記弁機構は、燃焼室と排気ポートとに接続する通
   路および該通路に設けられた第３弁とからなり、エンジ
   ン負荷により切換わる気筒数制御信号にもとづいて駆動
   されるソレノイドアクチュエータを介して、エンジン低
   負荷時に第３弁を強制的に開弁保持する構成である特許
   請求の範囲第１項記載の気筒数制御エンジン。