(57)【要約】【課題】減筒運転可能なエンジンにおいて、休止するシリンダにおけるコンプレッションロスを抑制してエンジンの運転効率を向上させる。【解決手段】エンジンは、シリンダヘッド１２と、プラグ部材４２と、ロッド４１と、押圧バネ４４と、油圧ケース４３と、を備える。シリンダヘッド１２の内部には、吸気ポート２１が形成される。プラグ部材４２には、減筒運転時に休止するシリンダＣ１の燃焼室１３と吸気ポート２１との間を繋ぐガス逃がし通路６３が形成される。ロッド４１は、プラグ部材４２に対して移動可能である。押圧バネ４４は、ロッド４１を付勢する。油圧ケース４３は、ロッド４１を移動させるための作動油が供給される。ロッド４１が移動することにより、ガス逃がし通路６３が燃焼室１３に対して開閉される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に吸気通路が形成されたシリンダヘッドと、
減筒運転時に休止するシリンダの燃焼室と前記吸気通路との間を繋ぐガス逃がし通路が形成されるガス通路部材と、
前記ガス通路部材に対して移動可能な弁部材と、
前記弁部材を付勢する付勢部材と、
前記弁部材を移動させるための作動油が供給される油圧ケースと、
を備え、
前記弁部材が移動することにより、前記ガス逃がし通路が前記燃焼室に対して開閉されることを特徴とするエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンであって、
前記弁部材を移動させるために作動油の圧力を受けるピストン部が前記油圧ケースに収容され、
前記ピストン部と前記油圧ケースの間にシール部材が設けられていることを特徴とするエンジン。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエンジンであって、
前記弁部材は、
前記油圧ケースに収容され、前記弁部材を移動させるために作動油の圧力を受ける第１部分と、
前記第１部分から前記燃焼室に近づく向きに延びる第２部分と、
を備え、
前記第１部分の外径は、前記第２部分の外径よりも大きく設定されていることを特徴とするエンジン。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載のエンジンであって、
前記作動油は、前記エンジンに装着されており、かつ、エンジン出力によって駆動する油圧ポンプにより、前記油圧ケースへ圧送されることを特徴とするエンジン。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載のエンジンであって、
前記弁部材、前記付勢部材及び前記油圧ケースは、減筒運転時に休止する複数のシリンダのそれぞれに対応して複数設けられており、
作動油を貯留する油貯留部から前記油圧ケースに作動油を供給し、前記油圧ケースから流れる作動油を前記油貯留部に戻す油圧回路部を備え、
前記油圧回路部は、
作動油が流れる方向において前記油貯留部の下流部に配置される第１電磁弁と、
前記第１電磁弁の下流側に配置される第２電磁弁と、
を備え、
前記油圧回路部は、作動油が流れる方向において前記第１電磁弁よりも下流かつ前記第２電磁弁よりも上流の位置で分岐して、前記油圧ケースにそれぞれ接続されることを特徴とするエンジン。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載のエンジンであって、
前記付勢部材は、前記弁部材を、当該弁部材が前記ガス逃がし通路を前記燃焼室に対して閉じる方向に付勢し、
前記油圧ケースに作動油が供給されることにより、前記弁部材は前記ガス逃がし通路を前記燃焼室に対して開くことを特徴とするエンジン。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載のエンジンであって、
前記弁部材は、ロッド状に形成されており、
前記弁部材は、吸気通路に対して露出している部分を有し、
前記弁部材は、中空状に形成されていることを特徴とするエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減筒運転が可能なエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、低負荷運転時又はアイドリング時に、一部又は全部のシリンダを気筒休止させた状態で運転する（つまり、減筒運転する）エンジンが知られている。特許文献１から３は、この種のエンジンを開示する。
【０００３】
特許文献１は、４つの気筒のうち２つを休止させ、残りの２つの気筒を稼動させる運転、つまり減筒運転が可能な可変気筒エンジン（ガソリンエンジン）を開示する。この可変気筒エンジンでは、減筒運転時には、燃焼順序（点火順序）が連続しない２つの気筒においてインジェクタによる燃料噴射及び点火プラグの点火動作が禁止され、当該可変気筒エンジンでは、減筒運転時に、１つ飛ばしで燃焼が行われる。また、この可変気筒エンジンは、減筒運転時に、休止気筒である第１気筒及び第４気筒の吸排気弁の開閉動作を規制してこれらの吸排気弁を閉弁状態のまま保持する機構を有している。
【０００４】
特許文献２は、１番気筒と、２番気筒と、３番気筒と、４番気筒と、を備える機関本体を開示する。この機関本体では、１番気筒の吸気弁及び４番気筒の吸気弁は、それぞれ対応するカムにより直接駆動される。また、１番気筒の排気弁及び４番気筒の排気弁は、それぞれ対応するカムにより直接駆動される。これに対して、２番気筒の吸気弁と排気弁、及び、３番気筒の吸気弁と排気弁は、それぞれ対応する油圧装置を介してカムにより駆動される。この機関本体では、各油圧装置の油圧は、電磁弁によって制御される。そして、減筒運転、即ち２番気筒及び３番気筒の休止時において、電磁弁は開弁し、吸気弁が閉弁状態に保持される。一方、減筒運転時において電磁弁は閉弁状態に保持され、その結果排気弁がそれぞれカムの各カム山に従って開弁される。
【０００５】
特許文献３は、直列４気筒のディーゼルエンジンを開示する。ディーゼルエンジンの各気筒は、ピストン、吸気バルブ及び排気バルブを備える。また、このディーゼルエンジンは、ディーゼルエンジンに対する各種制御を行うＥＣＵを備える。このディーゼルエンジンは、減圧運転時では、２つのシリンダにおいて燃料の噴射を停止し、２つの休止気筒を通じて排気再循環（ＥＧＲ）を行う。このとき、ＥＣＵは、バルブ制御を行う。即ち、減筒運転時の休止気筒において、ピストンが下動する際に、ＥＣＵは、吸気バルブ及び排気バルブの双方を開く。また、減筒運転時の休止気筒において、ピストンが上動する際に、ＥＣＵは、吸気バルブを開き且つ排気バルブを閉じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６１３５５８０号公報
【特許文献２】特許第３４７０３９８号公報
【特許文献３】特許第５３５１２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１から３の構成では、減筒運転時に休止するシリンダにおいても、ピストンが往復動する。従って、減筒運転においても、休止シリンダ内のガスが圧縮されることによる動力損失（コンプレッションロス）により、燃費悪化を招く可能性があった。従って、特許文献１から３の構成は、減筒運転時におけるエンジン運転効率を低下させる可能性があり、この点で改善の余地があった。
【０００８】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、減筒運転可能なエンジンにおいて、休止するシリンダにおけるコンプレッションロスを抑制してエンジンの運転効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１０】
本発明の観点によれば、以下の構成のエンジンが提供される。即ち、このエンジンは、シリンダヘッドと、ガス通路部材と、弁部材と、付勢部材と、油圧ケースと、を備える。前記シリンダヘッドの内部には、吸気通路が形成される。前記ガス通路部材には、減筒運転時に休止するシリンダの燃焼室と前記吸気通路との間を繋ぐガス逃がし通路が形成される。前記弁部材は、前記ガス通路部材に対して移動可能である。前記付勢部材は、前記弁部材を付勢する。前記油圧ケースには、前記弁部材を移動させるための作動油が供給される。前記弁部材が移動することにより、前記ガス逃がし通路が前記燃焼室に対して開閉される。
【００１１】
これにより、減筒運転時に、油圧ケース内への作動油の供給／供給停止を切り換えて弁部材を動かすことにより、ガス逃がし通路を介して、休止するシリンダにおける燃焼室のガスを吸気通路に逃がすことができる。その結果、休止するシリンダ内で発生するコンプレッションロス等によるエンジン運転効率の低下を効果的に抑制することができる。
【００１２】
前記のエンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記弁部材を移動させるために作動油の圧力を受けるピストン部が前記油圧ケースに収容される。前記ピストン部と前記油圧ケースの間にシール部材が設けられている。
【００１３】
これにより、ピストン部と油圧ケースの間から作動油が漏れるのを防止することができる。
【００１４】
前記のエンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記弁部材は、第１部分と、第２部分と、を備える。前記第１部分は、前記油圧ケースに収容され、前記弁部材を移動させるために作動油の圧力を受ける。前記第２部分は、前記第１部分から前記燃焼室に近づく向きに延びる。前記第１部分の外径は、前記第２部分の外径よりも大きく設定されている。
【００１５】
これにより、第１部分に対する作動油の受圧面積を大きくすることが容易になる。その結果、弁部材を移動させるために必要な作動油の圧力を低くすることができるので、作動油の温度上昇を抑制することができる。
【００１６】
前記のエンジンにおいては、前記作動油は、前記エンジンに装着されており、かつ、エンジン出力によって駆動する油圧ポンプにより、前記油圧ケースへ圧送されることが好ましい。
【００１７】
これにより、簡素な構成で、弁部材を油圧により動かすことができる。
【００１８】
前記のエンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記弁部材、前記付勢部材及び前記油圧ケースは、減筒運転時に休止する複数のシリンダのそれぞれに対応して複数設けられている。このエンジンは、作動油を貯留する油貯留部から前記油圧ケースに作動油を供給し、前記油圧ケースから流れる作動油を前記油貯留部に戻す油圧回路部を備える。前記油圧回路部は、第１電磁弁と、第２電磁弁と、を備える。前記第１電磁弁は、作動油が流れる方向において前記油貯留部の下流部に配置される。前記第２電磁弁は、前記第１電磁弁の下流側に配置される。前記油圧回路部は、作動油が流れる方向において前記第１電磁弁よりも下流かつ前記第２電磁弁よりも上流の位置で分岐して、前記油圧ケースにそれぞれ接続される。
【００１９】
これにより、２つの電磁弁の開閉の組合せで、複数の弁部材を油圧により作動させることができる。従って、同時に複数のシリンダを休止させる場合でも、配管等の構成が複雑化するのを防止することができる。
【００２０】
前記のエンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記付勢部材は、前記弁部材を、当該弁部材が前記ガス逃がし通路を前記燃焼室に対して閉じる方向に付勢する。前記油圧ケースに作動油が供給されることにより、前記弁部材は前記ガス逃がし通路を前記燃焼室に対して開く。
【００２１】
これにより、油圧ケースに作動油が供給されない状態では、ガス逃がし通路が付勢部材によって閉じられる。この結果、信頼性の高い構成を実現することができる。
【００２２】
前記のエンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記弁部材は、ロッド状に形成されている。前記弁部材は、吸気通路に対して露出している部分を有する。前記弁部材は、中空状に形成されている。
【００２３】
これにより、簡単な構造で、弁部材の温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）本発明の一実施形態に係るエンジンの構成を示す模式図。（ｂ）１番シリンダの構成を示す概略断面図。
【図２】１番シリンダにおける減圧装置の周辺の構成を示す拡大平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】図３の状態からロッドが上昇した状態を示す断面図。
【図５】減圧装置に作動油を流す油圧回路部を示す図。
【図６】ＥＣＵによるエンジンの運転制御を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。初めに図１を参照して、本実施形態のエンジン１について説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係るエンジン１の構成を示す模式図である。図１（ｂ）は、１番シリンダＣ１の構成を示す概略断面図である。図２は、１番シリンダＣ１における減圧装置４０の周辺の構成を示す拡大平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、図３の状態からロッド４１が上昇した状態を示す断面図である。
【００２６】
図１に示す本実施形態のエンジン１は、エンジン本体１０と、燃料噴射装置３０と、減圧装置４０と、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）６０と、を備える。
【００２７】
エンジン１は、直列多気筒型のディーゼルエンジンとして構成されている。エンジン本体１０は、図１（ｂ）に示すように、シリンダブロック１１と、シリンダヘッド１２と、を主たる構造体とし、これらに種々の部品を組み付けることにより構成されている。シリンダヘッド１２は、シリンダブロック１１の上側に配置され、シリンダブロック１１と接合されている。
【００２８】
シリンダブロック１１には、図１（ａ）に示すように、複数（具体的には、４つ）のシリンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が形成される。以下の説明では、それぞれのシリンダＣ１〜Ｃ４を特定するために、一側から並べられる順に、１番シリンダＣ１、２番シリンダＣ２、３番シリンダＣ３、及び、４番シリンダＣ４と呼ぶことがある。
【００２９】
図１（ｂ）には、４つのシリンダＣ１〜Ｃ４のうち１番シリンダＣ１の断面図が例として示されている。それぞれのシリンダＣ１〜Ｃ４の内部には燃焼室１３が形成される。それぞれのシリンダＣ１〜Ｃ４には、ピストン１４が往復移動可能に配置されている。ピストン１４は、ピストンロッド１９を介して、エンジン１の出力軸であるクランク軸１５に連結される。
【００３０】
エンジン本体１０は、吸気マニホールド１６と、排気マニホールド１７と、を備える。吸気マニホールド１６及び排気マニホールド１７は、シリンダヘッド１２を介して、シリンダＣ１〜Ｃ４のそれぞれに接続される。
【００３１】
吸気マニホールド１６には吸気管１６ａが接続される。吸気管１６ａは、吸気マニホールド１６に吸気を導入する吸気側の通路として機能する。排気マニホールド１７には排気管１７ａが接続される。排気管１７ａは、排気マニホールド１７からの排気ガスが排出される排気側の通路として機能する。
【００３２】
それぞれのシリンダＣ１〜Ｃ４に対応して、吸気ポート（吸気通路）２１と、排気ポート２２と、がシリンダヘッド１２の内部に形成されている。
【００３３】
各吸気ポート２１は、シリンダＣ１〜Ｃ４の内部空間と、吸気マニホールド１６において分岐された端部と、を接続する。従って、それぞれのシリンダＣ１〜Ｃ４には、吸気マニホールド１６で分流する吸気ガスが吸気ポート２１を介して導かれる。
【００３４】
各排気ポート２２は、シリンダＣ１〜Ｃ４の内部空間と、排気マニホールド１７において分岐された端部と、を接続する。従って、それぞれのシリンダＣ１〜Ｃ４において燃料が燃焼した排気ガスが、排気ポート２２から排出され、排気マニホールド１７で合流する。
【００３５】
図１（ｂ）に示すように、シリンダヘッド１２の内部には、冷却水を流す流路である冷却水流路２７が形成されている。
【００３６】
吸気バルブ２３は、吸気ポート２１を開閉するバルブであり、燃焼室１３と吸気ポート２１との接続箇所に配置されている。吸気バルブ２３は、クランク軸１５から取り出されたエンジン出力に基づいて、所定のストロークで変位する。
【００３７】
排気バルブ２４は、排気ポート２２を開閉するバルブであり、燃焼室１３と排気ポート２２との接続箇所に配置されている。排気バルブ２４は、吸気バルブ２３と同様に、クランク軸１５から取り出されたエンジン出力に基づいて、所定のストロークで変位する。
【００３８】
本実施形態では、図１に示すように、エンジン１は、シリンダＣ１〜Ｃ４のそれぞれについて吸気バルブ２３と排気バルブ２４が２つずつ配置された４バルブ形式に構成されている。図２に示すように、２つの吸気バルブ２３はバルブブリッジ２５により連結され、２つの排気バルブ２４はバルブブリッジ２６により連結される。それぞれのバルブブリッジ２５，２６は、図略のロッカーアームにより駆動される。従って、２本の吸気バルブ２３により、１つの吸気ポート２１内の吸気の流れを制御することができる。また、２本の排気バルブ２４により、１つの排気ポート２２内の排気の流れを制御することができる。
【００３９】
動弁装置１８は、公知の可変バルブシステムであり、吸気バルブ２３と排気バルブ２４を作動させることができる。動弁装置１８は、公知の動力伝達機構（例えば、ベルト機構又はチェーン機構）を介してクランク軸１５から伝達されるエンジン出力によって動作する。
【００４０】
本実施形態では、動弁装置１８は、ロッカーアーム切換式の可変バルブシステムとして構成されている。吸気バルブ２３と排気バルブ２４は、ロッカーアームを介して開閉動作する。しかしながら、動弁装置１８は、吸気バルブ２３と排気バルブ２４を適切に作動させることができれば良く、動弁装置１８を例えばカムスライド式の可変バルブシステム等に変更しても良い。
【００４１】
燃料噴射装置３０は、各シリンダＣ１〜Ｃ４に対応するインジェクタ３１を備える。インジェクタ３１には、図略の燃料噴射ポンプによって圧送された燃料が、コモンレール（図略）を介して分配される。インジェクタ３１が備える電子制御弁はＥＣＵ６０に電気的に接続される。ＥＣＵ６０は、インジェクタ３１から燃焼室１３内に適宜の量の燃料が適宜のタイミングで噴射されるように制御する。
【００４２】
シリンダヘッド１２には、インジェクタ３１を取り付けるためのインジェクタ取付孔が形成されている。インジェクタ３１は、インジェクタ取付孔に差し込まれた状態で、図２に示すリテーナ２８によってシリンダヘッド１２に固定される。このリテーナ２８は、インジェクタ３１をシリンダヘッド１２側に押さえた状態で、インジェクタ３１を固定している。
【００４３】
本実施形態において、インジェクタ３１は直噴式に構成されている。インジェクタ３１が燃料を燃焼室１３内に噴射することにより、ピストン１４は燃焼室１３での吸気行程及び圧縮行程の後の爆発から得られる推進力によって、シリンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４内を往復運動する。ピストン１４の往復運動は、ピストンロッド１９を介してクランク軸１５の回転運動に変換される。この結果、クランク軸１５に動力が得られる。
【００４４】
ＥＣＵ６０は、公知のコンピュータとして構成されており、エンジン１の各部を制御する。ＥＣＵ６０の詳細については後述する。
【００４５】
次に、減圧装置４０の構成について詳細に説明する。
【００４６】
減圧装置４０は、減筒運転時に休止するシリンダに対応して設けられている。本実施形態では、減圧装置４０は、１番シリンダＣ１の上方、及び、４番シリンダＣ４の上方に、それぞれ配置されている。
【００４７】
減圧装置４０はバルブ構造を有している。減圧装置４０は、バルブを開くことにより、運転休止対象のシリンダＣ１，Ｃ４における燃焼室１３のガスを吸気ポート２１側へ逃がす。これにより、ピストン１４が上昇しても当該シリンダＣ１，Ｃ４の圧力が増加しないようにすることができる。
【００４８】
図１（ｂ）、図２及び図３には、１番シリンダＣ１に配置される減圧装置４０が示されている。ただし、４番シリンダＣ４に配置される減圧装置４０も実質的に同様の構成である。以下では代表して、１番シリンダＣ１の減圧装置４０を説明する。
【００４９】
減圧装置４０は、図３に示すように、ロッド（弁部材）４１と、プラグ部材（ガス通路部材）４２と、油圧ケース４３と、押圧バネ（付勢部材）４４と、バネ押え部材４５と、を備える。
【００５０】
ロッド４１は、直線状に細長く形成されている。ロッド４１の上端は、シリンダヘッド１２の上面近傍に位置しており、ロッド４１の下端は、シリンダヘッド１２の下面近傍に位置している。ロッド４１は、当該ロッドの軸線方向に変位することができるように、シリンダヘッド１２、プラグ部材４２及び油圧ケース４３によって支持される。
【００５１】
プラグ部材４２は、シリンダヘッド１２の下部に配置されている。プラグ部材４２は、減圧装置４０の弁座部材として機能する。プラグ部材４２は、シリンダヘッド１２の下面から当該シリンダヘッド１２に埋め込むように固定される。
【００５２】
プラグ部材４２の下面は、シリンダＣ１の燃焼室１３に面している。プラグ部材４２の上面は、シリンダヘッド１２の内部に形成された吸気ポート２１に臨んでいる。プラグ部材４２には差込孔６１が貫通状に形成されている。差込孔６１は、プラグ部材４２の下面と上面とを接続する。この差込孔６１には、ロッド４１の長手方向一端部が差し込まれる。
【００５３】
油圧ケース４３は、シリンダヘッド１２の上部に設けられている。油圧ケース４３は筒状に形成されており、ロッド４１の一部と、押圧バネ４４と、を内部に収容する。
【００５４】
油圧ケース４３は、図２に示すように、押え部材６によってシリンダヘッド１２に固定される。押え部材６は、リテーナ２８と実質的に同一の構造を有している。押え部材６は、油圧ケース４３をシリンダヘッド１２側に押さえた状態で、油圧ケース４３を固定している。
【００５５】
油圧ケース４３は、図３に示すように、第１筒部４３ａと、第２筒部４３ｂと、を備える。第１筒部４３ａの内部には、油室と、バネ室と、が形成される。油室には、ロッド４１に形成された後述のピストン部４１ａを押圧するための作動油が導かれる。バネ室には、押圧バネ４４が配置される。第１筒部４３ａは、シリンダヘッド１２よりも上方に突出するように配置されている。第１筒部４３ａの内径は、第２筒部４３ｂの内径よりも大きくなっている。第２筒部４３ｂは、ロッド４１の長手方向中途部をスライド可能に支持する。
【００５６】
押圧バネ４４は、コイルバネにより構成されている。押圧バネ４４は、ピストン部４１ａと油圧タンク５５の間に配置されている。押圧バネ４４は、ロッド４１のピストン部４１ａを押圧することにより、ロッド４１を付勢する。
【００５７】
バネ押え部材４５は、油圧ケース４３の第２筒部４３ｂの上部に固定されている。バネ押え部材４５は、第１筒部４３ａに収容されている押圧バネ４４を受け止めている。
【００５８】
次に、ロッド４１及びプラグ部材４２について詳細に説明する。
【００５９】
図３に示すように、ロッド４１は、ピストン部（第１部分）４１ａと、ステム部（第２部分）４１ｂと、を備える。
【００６０】
ピストン部４１ａは、油圧ケース４３の第１筒部４３ａに収容されている。ピストン部４１ａの外径Ｄ１は、第１筒部４３ａの内径と略同じに設定されている。従って、ピストン部４１ａは、油圧ケース４３の第１筒部４３ａの内壁に沿って摺動することができる。
【００６１】
ステム部４１ｂは、ピストン部４１ａに一体的に形成されている。ステム部４１ｂは、ピストン部４１ａと接続する箇所から延びて、油圧ケース４３の第２筒部４３ｂに挿通されている。ステム部４１ｂは、シリンダヘッド１２の内部で第２筒部４３ｂから突出して、燃焼室１３に近づく向きに延びている。ステム部４１ｂの外径Ｄ２は、第２筒部４３ｂの内径と略同じに設定されている。従って、ステム部４１ｂは、第２筒部４３ｂの内壁に沿って摺動することができる。同様に、ステム部４１ｂの外径Ｄ２は、プラグ部材４２の差込孔６１の内径と略同じに設定されている。従って、ステム部４１ｂは、差込孔６１の内壁に沿って摺動することができる。差込孔６１にステム部４１ｂが差し込まれることにより、差込孔６１の上部がステム部４１ｂによって閉鎖される。
【００６２】
ステム部４１ｂの先端部は、端に行くに従って細くなるテーパ状に形成されている。このテーパ部分が、プラグ部材４２に形成される後述の弁座６２に接触することで、バルブを閉状態とすることができる。このように、ステム部４１ｂの先端部が、弁機能を実質的に発揮する。この弁部分は、ピストン部４１ａと、吸気ポート２１を挟んで反対側に配置される。
【００６３】
プラグ部材４２は、シリンダヘッド１２の下部に設けられている。プラグ部材４２は、例えばネジ構造によって、シリンダヘッド１２に一体的に固定されている。
【００６４】
図３に示すように、プラグ部材４２の下面は、シリンダヘッド１２の下面（詳細には、燃焼室１３を区画する燃焼面１１ｓ）に対して面一になっている。従って、プラグ部材４２は、燃焼室１３側に突出しないように配置される。また、プラグ部材４２の上面は、シリンダヘッド１２に形成された吸気ポート２１に対して露出している。
【００６５】
プラグ部材４２に形成される差込孔６１の内部において、燃焼室１３側の端部近傍には、弁座６２が形成されている。弁座６２は、ロッド４１のステム部４１ｂの形状に対応して、テーパ状に形成されている。弁座６２は、押圧バネ４４によって燃焼室１３側に変位しようとするロッド４１のステム部４１ｂを受け止める。
【００６６】
プラグ部材４２には、ガス逃がし通路６３が形成されている。ガス逃がし通路６３の一端は、プラグ部材４２の上面に開口し、他端は、差込孔６１の内壁のうち弁座６２よりも上側の位置に開口している。
【００６７】
この構成で、ロッド４１のステム部４１ｂが弁座６２から離れると、バルブが図４に示す開状態となる。この開状態では、燃焼室１３と吸気ポート２１とが、差込孔６１及びガス逃がし通路６３を介して接続される。従って、燃焼室１３のガスを吸気ポート２１側へ逃がすことができる。
【００６８】
一方、ロッド４１のステム部４１ｂが弁座６２に接触すると、バルブが図３に示す閉状態となる。この閉状態では、燃焼室１３に対してガス逃がし通路６３が遮断される。
【００６９】
油圧ケース４３には、図３に示すように、作動油が流れる流路であるオイル流路７１が形成されている。オイル流路７１は、第１筒部４３ａの側壁部を貫通するように形成される。オイル流路７１は、ピストン部４１ａのストローク範囲の下端よりも下側の位置で、第１筒部４３ａの内壁に開口している。
【００７０】
この構成で、オイル流路７１から第１筒部４３ａ内の油室に作動油が流入する場合、当該作動油が、ピストン部４１ａを上側に押圧する。従って、当該作動油は、押圧バネ４４を縮ませながら、押圧バネ４４の押圧方向とは逆向きにロッド４１を変位させる。これに伴って、図４に示すように、ステム部４１ｂの先端部が、プラグ部材４２の弁座６２から離れる。これによりバルブが開状態になり、プラグ部材４２において、差込孔６１の下端部の開口とガス逃がし通路６３とが接続される。
【００７１】
図３に示すように、ピストン部４１ａの外径Ｄ１は、ステム部４１ｂの外径Ｄ２よりも大きい（Ｄ１＞Ｄ２）。これにより、ピストン部４１ａを油圧で駆動するときの受圧面積を大きく確保することが容易になり、小さな油圧でロッド４１を移動させることができる。
【００７２】
図３等に示すように、ピストン部４１ａと第１筒部４３ａの間には、リング状のシール部材７５が設けられている。詳細には、シール部材７５は、ピストン部４１ａの外周面に形成された溝に配置されている。シール部材７５は、ピストン部４１ａと第１筒部４３ａの間から押圧バネ４４側に作動油が漏れるのを防止している。
【００７３】
ステム部４１ｂとシリンダヘッド１２の間にも、同様にリング状のシール部材７６が設けられている。シール部材７６は、ステム部４１ｂとシリンダヘッド１２の間から油圧ケース４３側に吸気ポート２１内の気体が入り込むのを防止している。
【００７４】
ステム部４１ｂの長手方向中途部は、吸気ポート２１を通過するように配置されている。ステム部４１ｂの外周面は、吸気ポート２１の内部空間に対して露出している。これにより、吸気ポート２１内での吸気の流れを利用してロッド４１を効果的に冷却することができる。
【００７５】
ロッド４１には、軸線方向に延びる細長い中空部分４１ｃが形成されている。この中空部分４１ｃは、ロッド４１の上端に開口を形成している。この中空部分４１ｃは、前記開口を通じて、第２筒部４３ｂにおいて押圧バネ４４が収容される空間（バネ室）に繋がっている。中空部分４１ｃ及びバネ室には、適宜の量の潤滑油が充填されている。従って、エンジン１の運転中にシリンダヘッド１２等が高温になった場合であっても、ロッド４１が高温になるのを抑制することができる。
【００７６】
このように、ロッド４１の下部が燃焼室１３の近傍にあるにもかかわらず、ロッド４１が高温になりにくい構成となっている。従って、ロッド４１に接触して配置されるシール部材７５，７６が熱で劣化するのを防止することができる。
【００７７】
次に、減圧装置４０の動作を切り換えるための油圧回路部５０について詳細に説明する。図５は、減圧装置４０に作動油を流すための油圧回路部５０を示す図である。
【００７８】
図５に示すように、エンジン１は、油圧タンク（油貯留部）５５と、油圧回路部５０と、を備える。
【００７９】
図５に示すように、油圧回路部５０は、作動油の循環流路を形成している。油圧回路部５０は、第１配管８１と、第２配管８２と、第３配管８３と、作動油逃し配管８４と、を備える。第１配管８１、第２配管８２、及び、作動油逃し配管８４は、エンジン本体１０の外部に設けられている。
【００８０】
第１配管８１は、油圧タンク５５の作動油をエンジン本体１０の内部に供給する流路を構成する。第１配管８１には、油圧ポンプ９１が配置されている。この油圧ポンプ９１は、エンジン本体１０に装着されており、エンジン１のクランク軸１５の動力が伝達されて駆動される。油圧ポンプ９１の駆動により、油圧タンク５５の作動油が吸入され、第１配管８１の下流側へ吐出される。
【００８１】
作動油が流れる方向で油圧ポンプ９１よりも下流側において、第１配管８１には作動油逃し配管８４が接続される。作動油逃し配管８４には、リリーフ弁９４が配置されている。リリーフ弁９４は、第１配管８１の圧力が所定圧力以上になると開弁し、第１配管８１の作動油を、作動油逃し配管８４を介して油圧タンク５５に戻す。
【００８２】
油圧タンク５５と油圧ポンプ９１の吸入口との間には、作動油に含まれる異物を除去するためのフィルタ９２が設けられている。また、油圧ポンプ９１の下流側における適宜の位置において、第１配管８１にはアキュムレータ９３が接続されている。なお、このアキュムレータ９３は省略されても良い。
【００８３】
第１配管８１の下流端は、エンジン本体１０の内部配管である第３配管８３に接続されている。そして、第１配管８１において、作動油逃し配管８４の接続位置と、第３配管８３に接続する端部と、の間に、第１電磁弁９６が設けられている。第１電磁弁９６は、ＥＣＵ６０からの制御に基づいて開閉することで、第１配管８１から第３配管８３への作動油の流れを許可／阻止することができる。
【００８４】
第２配管８２は、エンジン本体１０の内部（詳細には、第３配管８３）から流出する作動油を、油圧タンク５５に戻す流路を構成する。第２配管８２において、第３配管８３に接続する端部と、油圧タンク５５と、の間に、第２電磁弁９７が設けられている。第２電磁弁９７は、ＥＣＵ６０からの制御に基づいて開閉することで、第２配管８２での作動油の流れを許可／阻止することができる。
【００８５】
なお、図５に示すように、本実施形態では、第１電磁弁９６及び第２電磁弁９７は、何れもソレノイドへの非通電時に開状態となる。しかしながら、第１電磁弁９６及び第２電磁弁９７は、ＥＣＵ６０からの制御に基づいて作動油の流れを許可／阻止することができれば、他の種類の電磁弁であっても良い。
【００８６】
第３配管８３は、第１配管８１と第２配管８２との間の流路を構成する。第３配管８３は、図５に示すように、エンジン本体１０の内部で２つに分岐した構造を有している。第３配管８３が分岐した一方は、１番シリンダＣ１の減圧装置４０に接続され、他方は、４番シリンダＣ４の減圧装置４０に接続される。それぞれの減圧装置４０が備えるオイル流路７１に対し、第３配管８３は、オイル管１０１を介して接続される。図３に示すように、オイル管１０１とオイル流路７１の接続には、管継手１０２が用いられている。
【００８７】
なお、本実施形態では、油圧タンク５５に貯留される作動油は、減圧装置４０のロッド４１だけでなく、エンジン１に適宜設けられる油圧アクチュエータの作動にも利用される。
【００８８】
次に、図１（ａ）及び図５に示すＥＣＵ６０について説明する。ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えるコンピュータである。ＲＯＭには、エンジン１の運転制御に用いるプログラムが記憶される。ＥＣＵ６０は、当該プログラムに基づいてエンジン１の運転を制御する。
【００８９】
図６は、ＥＣＵ６０によるエンジン１の運転制御を示すフローチャートである。このフローチャートに示すように、ＥＣＵ６０は、特定のシリンダ（本実施形態では、１番シリンダＣ１と４番シリンダＣ４）を休止させ、エンジン１を減筒運転させる制御を行うことができる。
【００９０】
以下、具体的に説明する。図６のフローが開始されると、ＥＣＵ６０は、初期状態として、４つ全てのシリンダＣ１〜Ｃ４が実質的に機能する状態でエンジン１を運転する（ステップＳ１０１）。以下、この運転を通常運転と呼ぶことがある。
【００９１】
次に、ＥＣＵ６０は、適宜のセンサ情報を利用して、所定負荷率以下でエンジン１が運転しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。判定閾値である負荷率の大きさは、適宜に設定することができる。
【００９２】
ステップＳ１０２の判断で、エンジン１の負荷率が所定負荷率以下である場合、ＥＣＵ６０は、１番シリンダＣ１及び４番シリンダＣ４を実質的に休止させた状態での運転に切り換える（ステップＳ１０３）。以下、この運転を減筒運転と呼ぶことがある。
【００９３】
通常運転から減筒運転への切換は、以下のようにして行われる。休止する対象である１番シリンダＣ１と４番シリンダＣ４について、吸気バルブ２３及び排気バルブ２４は、何れもカムにより成り行きで駆動する。ＥＣＵ６０は、１番シリンダＣ１と４番シリンダＣ４について、燃焼室１３への燃料噴射を休止するように燃料噴射装置３０を切り換える。更に、ＥＣＵ６０は、第１電磁弁９６を開き、かつ、第２電磁弁９７を閉じる。なお、１番シリンダＣ１と４番シリンダＣ４を休止する場合でも、当該シリンダＣ１，Ｃ４において、ピストン１４はクランク軸１５の回転に連動して往復動を継続する。
【００９４】
第１電磁弁９６が開かれることにより、油圧ポンプ９１が吐出する作動油が第３配管８３に圧送されて、２つの減圧装置４０の油圧ケース４３にそれぞれ流入する。第２電磁弁９７が閉じられているので、第３配管８３における作動油の圧力が増加する。この結果、油圧ケース４３に流入した作動油がピストン部４１ａを押圧して、プラグ部材４２から引き抜かれる側へロッド４１を変位させる。これにより、減圧装置４０のガス逃がし通路６３が開く。この状態では、１番シリンダＣ１と４番シリンダＣ４において、燃焼室１３内のガスがピストン１４に押されるのに応じて吸気ポート２１に流出することになる。この減圧効果により、休止しているシリンダＣ１，Ｃ４におけるコンプレッションロス増加を良好に抑制することができ、効率の良い減筒運転を実現することができる。
【００９５】
ステップＳ１０２の判断で、エンジン１の負荷率が所定負荷率を上回る場合、ＥＣＵ６０は、通常運転を継続する（ステップＳ１０４）。その後、処理はステップＳ１０２に戻る。
【００９６】
ステップＳ１０３でエンジン１が減筒運転に切り換えられた後、ＥＣＵ６０は、適宜のセンサ情報を利用して、所定負荷率以上でエンジン１が運転しているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。判定閾値である負荷率の大きさは、適宜に設定することができる。運転状態の頻繁な切換を防止するために、ステップＳ１０５の閾値をステップＳ１０２の閾値よりも大きくして、不感帯を形成することが好ましい。
【００９７】
ステップＳ１０５の判断で、エンジン１の負荷率が所定負荷率以上である場合、ＥＣＵ６０は、１番シリンダＣ１及び４番シリンダＣ４の運転を再開させ、通常運転に切り換える（ステップＳ１０６）。
【００９８】
減筒運転から通常運転への切換は、以下のようにして行われる。ＥＣＵ６０は、１番シリンダＣ１と４番シリンダＣ４について、燃焼室１３への燃料噴射を行うように燃料噴射装置３０を切り換える。更に、ＥＣＵ６０は、第１電磁弁９６を閉じ、かつ、第２電磁弁９７を開く。
【００９９】
第１電磁弁９６が閉じられることにより、作動油の第３配管８３への供給が停止される。第２電磁弁９７が開かれているので、第３配管８３における作動油は、第２配管８２を介して油圧タンク５５に逃げる。この結果、第３配管８３における作動油の圧力が低下する。従って、それぞれの減圧装置４０において、押圧バネ４４のバネ力によってピストン部４１ａが押されるので、ロッド４１がプラグ部材４２に差し込まれる側へ変位する。この結果、ガス逃がし通路６３が閉じられる。この状態では、１番シリンダＣ１と４番シリンダＣ４において、燃焼室１３内のガスはピストン１４に押されても吸気ポート２１に逃げず、十分に圧縮されるようになる。その後、処理はステップＳ１０２に戻る。
【０１００】
ステップＳ１０５の判断で、エンジン１の負荷率が所定負荷率を下回る場合、ＥＣＵ６０は、減筒運転を継続する（ステップＳ１０７）。その後、処理はステップＳ１０５に戻る。
【０１０１】
以上の制御により、負荷が低いときには自動的に減筒運転に切り換え、負荷が高いときには通常運転に復帰することで、状況に応じて良好な効率での運転を実現することができる。また、減筒運転時にはコンプレッションロスを低減できるので、低燃費を実現することができる。
【０１０２】
なお、エンジン１が、排気マニホールドから流出する排気ガスの一部を吸気マニホールドに還流させるためのガス還流回路、エアクリーナ、及び、クーラ装置等を備える場合、ＥＣＵ６０は、ＥＧＲ制御を行うことができる。ＥＧＲとは、内燃機関において燃焼後の排気ガスの一部を取り入れ、再度吸気させる技術であり、ＥＧＲは、主として排気ガス中の窒素酸化物の低減や部分負荷時の燃費向上を目的としている。ＥＣＵ６０は、ガス還流回路に設けられるＥＧＲバルブの開閉制御を行うことによって、ＥＧＲ制御を行う。
【０１０３】
本実施形態において、減筒運転時では、休止しているシリンダ内のガスはピストン１４に押されたときに吸気ポート２１に逃げるので、高圧になりにくい。従って、休止しているシリンダ内の圧力がＥＧＲ率に与える影響を抑制することができる。その結果、減筒運転時（つまり、低負荷率での運転）であっても、ＥＧＲ率を考慮したＥＧＲ制御を行い易い。
【０１０４】
以上に説明したように、本実施形態のエンジン１は、本実施形態のエンジン１は、シリンダヘッド１２と、プラグ部材４２と、ロッド４１と、押圧バネ４４と、油圧ケース４３と、を備える。シリンダヘッド１２の内部には、吸気ポート２１が形成される。プラグ部材４２には、減筒運転時に休止するシリンダＣ１の燃焼室１３と吸気ポート２１との間を繋ぐガス逃がし通路６３が形成される。ロッド４１は、プラグ部材４２に対して移動可能である。押圧バネ４４は、ロッド４１を付勢する。油圧ケース４３には、ロッド４１を移動させるための作動油が供給される。ロッド４１が移動することにより、ガス逃がし通路６３が燃焼室１３に対して開閉される。
【０１０５】
これにより、減筒運転時に、油圧ケース４３への作動油の供給／供給停止を切り換えてロッド４１を動かすことにより、ガス逃がし通路６３を介して、休止するシリンダＣ１，Ｃ４における燃焼室１３のガスを吸気ポート２１に逃がすことができる。その結果、休止するシリンダＣ１，Ｃ４内で発生するコンプレッションロス等によるエンジン運転効率の低下を効果的に抑制することができる。
【０１０６】
また、本実施形態のエンジン１において、ロッド４１を移動させるために作動油の圧力を受けるピストン部４１ａが油圧ケース４３に収容される。ピストン部４１ａと油圧ケース４３の間にシール部材７５が設けられている。
【０１０７】
これにより、ピストン部４１ａと油圧ケース４３の間から作動油が漏れるのを防止することができる。
【０１０８】
また、本実施形態のエンジン１において、ロッド４１は、ピストン部４１ａと、ステム部４１ｂと、を備える。ピストン部４１ａは、油圧ケース４３に収容され、ロッド４１を移動させるために作動油の圧力を受ける。ステム部４１ｂは、ピストン部４１ａから燃焼室１３に近づく向きに延びる。ピストン部４１ａの外径Ｄ１は、ステム部４１ｂの外径Ｄ２よりも大きく設定されている（Ｄ１＞Ｄ２）。
【０１０９】
これにより、ピストン部４１ａに対する作動油の受圧面積を大きくすることが容易になる。その結果、ロッド４１を移動させるために必要な作動油の圧力を低くすることができるので、作動油の温度上昇を抑制することができる。
【０１１０】
また、本実施形態のエンジン１において、作動油は、エンジン本体１０に装着されており、かつ、エンジン出力によって駆動する油圧ポンプ９１により、油圧ケース４３へ圧送される。
【０１１１】
これにより、簡素な構成で、ロッド４１を油圧により動かすことができる。
【０１１２】
また、本実施形態のエンジン１において、ロッド４１、押圧バネ４４及び油圧ケース４３は、減筒運転時に休止する複数のシリンダＣ１のそれぞれに対応して複数設けられている。エンジン１は、作動油を貯留する油圧タンク５５から油圧ケース４３に作動油を供給し、油圧ケース４３から流れる作動油を油圧タンク５５に戻す油圧回路部５０を備える。油圧回路部５０は、第１電磁弁９６と、第２電磁弁９７と、を備える。第１電磁弁９６は、作動油が流れる方向において油圧タンク５５の下流部に配置される。第２電磁弁９７は、第１電磁弁９６の下流側に配置される。油圧回路部５０は、作動油が流れる方向において第１電磁弁９６よりも下流かつ第２電磁弁９７よりも上流の位置で分岐して、油圧ケース４３にそれぞれ接続される。
【０１１３】
これにより、第１電磁弁９６及び第２電磁弁９７の開閉の組合せで、複数のロッド４１を油圧により作動させることができる。従って、同時に複数のシリンダＣ１，Ｃ４を休止させる場合でも、配管等の構成が複雑化するのを防止することができる。
【０１１４】
また、本実施形態のエンジン１において、押圧バネ４４は、ロッド４１を、ロッド４１がガス逃がし通路６３を燃焼室１３に対して閉じる方向に付勢する。油圧ケース４３に作動油が供給されることにより、ロッド４１はガス逃がし通路６３を燃焼室１３に対して開く。
【０１１５】
これにより、油圧ケース４３に作動油が供給されない状態では、ガス逃がし通路６３が押圧バネ４４によって閉じられる。この結果、信頼性の高い構成を実現することができる。
【０１１６】
また、本実施形態のエンジン１において、ロッド４１は、吸気ポート２１に対して露出している部分を有する。ロッド４１には、中空部分４１ｃが形成されている。
【０１１７】
これにより、簡単な構造で、ロッド４１の温度上昇を抑制することができる。
【０１１８】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【０１１９】
動弁装置１８は、吸気バルブ２３と排気バルブ２４を閉状態に維持する公知の機構を有していても良い。そして、ＥＣＵ６０は、気筒休止するシリンダについて、吸気バルブ２３と排気バルブ２４を閉状態に維持させるように、動弁装置１８を制御しても良い。
【０１２０】
ロッド４１に代えて、例えば板状、ブロック状等の弁部材が用いられても良い。
【０１２１】
押圧バネ４４は、油圧ケース４３の外部に配置されても良い。
【０１２２】
押圧バネ４４が弁部材（例えば、ロッド４１）を付勢する方向は、バルブを閉じる方向でなく、バルブを開く方向であっても良い。この場合、油圧ケース４３に導かれる作動油の圧力によって、バルブを閉じる方向に駆動することになる。
【０１２３】
プラグ部材４２と油圧ケース４３とを一体的に形成しても良い。
【０１２４】
減筒運転時に休止されるシリンダ（減圧装置４０が配置されるシリンダ）は、１番シリンダＣ１と４番シリンダＣ４に限らず、他のシリンダとすることもできる。
【０１２５】
押圧バネ４４の付勢力（言い換えれば、押圧バネ４４のバネ定数）、リリーフ弁９４の作動圧、エンジン１におけるシリンダＣ１〜Ｃ４の点火順序等は、適宜変更することができる。
【０１２６】
通常運転と減筒運転の切換は、負荷以外のパラメータを基準にして行うこともできる。
【０１２７】
例えばハイブリッドシステムのエンジンにおいては、全てのシリンダを同時に休止することがあり得る。本発明では、全てのシリンダを休止する場合も、減筒運転に含まれる。この場合、全てのシリンダＣ１〜Ｃ４に減圧装置４０を配置することが考えられる。
【０１２８】
エンジン１は、４気筒型とは異なる多気筒型（例えば、２気筒型や６気筒型）であっても良い。減圧装置４０は、休止するシリンダの数に応じた数だけ設けられる。
【０１２９】
エンジン１は、例えば、ガソリンエンジンやガスエンジンであっても良い。ただし、一般的に、圧縮自着火のためにシリンダ内のガスが高圧縮比で圧縮されるディーゼルエンジンでは、コンプレッションロスによる損失が大きくなる。従って、上述の減圧装置４０の構成は、ディーゼルエンジンに適用することが特に好適である。
【符号の説明】
【０１３０】
１  エンジン
１０  エンジン本体
１２  シリンダヘッド
１３  燃焼室
２１  吸気ポート（吸気通路）
４０  減圧装置
４１  ロッド（弁部材）
４１ａ  ピストン部（第１部分）
４１ｂ  ステム部（第２部分）
４２  プラグ部材（ガス通路部材）
４３  油圧ケース
４４  押圧バネ（付勢部材）
５０  油圧回路部
５５  油圧タンク（油貯留部）
６３  ガス逃がし通路
７５  シール部材
９１  油圧ポンプ
９６  第１電磁弁
９７  第２電磁弁
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４  シリンダ
Ｄ１  外径
Ｄ２  外径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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