(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に設けられた過給機と、
前記過給機よりも下流の吸気通路に設けられた吸気コレクタと、
前記過給機と前記吸気コレクタとの間の前記吸気通路、又は、前記吸気コレクタの内部に設けられたインタクーラと、
前記インタクーラを迂回するように、一端が前記過給機よりも下流の吸気通路に接続され、他端が前記吸気コレクタに接続されるバイパス通路と、
前記吸気コレクタの直上流の前記パイパス通路に設けられ、そのバイパス通路内に混合気の着火性を向上させる活性種を発生させる活性種発生器と、
前記活性種発生器よりも上流の前記パイパス通路に設けられ、そのバイパス通路を開閉するバイパス開閉弁と、
バイパス通路によってバイパスされる被バイパス部分における前記吸気コレクタの直上流の前記吸気通路に設けられ、前記被バイパス部分の吸気通路を開閉する吸気開閉弁と、
を備え、
前記バイパス開閉弁は、前記活性種発生器の直上流に設けられる、内燃機関。
【請求項２】
前記バイパス開閉弁は、前記インタクーラで冷却した吸気を前記吸気コレクタに供給するときに閉じられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記活性種発生器は、吸気の一部を改質して活性種を生成することで、吸気中に活性種を発生させる、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関は、運転状態に応じて混合気の燃焼方式を、点火栓による火花点火によって燃焼させる火花点火燃焼（Spark Ignition；以下「ＳＩ燃焼」という。）又は圧縮自己着火によって燃焼させる予混合圧縮着火燃焼（Homogeneous Charge Compression Ignition；以下「ＨＣＣＩ燃焼」という。）のいずれかに切り替えていた。そして、吸気系に過給機、インタクーラ及びインタクーラのバイパス通路を備え、ＨＣＣＩ燃焼を実施するときは、過給機で圧縮した吸気がバイパス通路へと流れるように制御して、吸気を冷却せずに各シリンダに供給していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＨＣＣＩ燃焼時における混合気の着火性を向上させるためには、混合気内に予めオゾン等のラジカル（化学活性種）が含まれるようにしておくことが有効である。そのために、吸気系でラジカルを生成又は供給することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、例えば前述した従来の内燃機関において、バイパス通路でラジカルを供給しようとすると、供給したラジカルの一部がインタクーラ側に逆流してしまい、効率良くラジカルを各シリンダに供給できないという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、吸気系で生成又は供給したラジカルを効率良く各シリンダに供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、吸気通路に設けられた過給機と、過給機よりも下流の吸気通路に設けられた吸気コレクタと、過給機と吸気コレクタとの間の吸気通路、又は、吸気コレクタの内部に設けられたインタクーラと、インタクーラを迂回するように、一端が過給機よりも下流の吸気通路に接続され、他端が吸気コレクタに接続されるバイパス通路と、吸気コレクタの直上流のパイパス通路に設けられ、混合気の着火性を向上させる活性種を発生させる活性種発生器と、活性種発生器よりも上流の前記パイパス通路に設けられ、そのバイパス通路を開閉するバイパス開閉弁と、バイパス通路によってバイパスされる被バイパス部分における吸気コレクタの直上流の吸気通路に設けられ、被バイパス部分の吸気通路を開閉する吸気開閉弁を備え、前記バイパス開閉弁は、前記活性種発生器の直上流に設けられる内燃機関である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、吸気開閉弁から吸気コレクタまでの空間容積が可能な限り小さくなるように、吸気コレクタの直上流の吸気通路に吸気開閉弁を設けた。
【０００９】
このように、吸気開閉弁から吸気コレクタまでの空間容積を小さくしたことによって、吸気コレクタの直上流のパイパス通路に設けた活性種発生器から活性種を供給する際に吸気開閉弁を閉じれば、バイパス通路を通って吸気コレクタに供給されたラジカルを含んだ吸気が吸気通路側に逆流するのを抑制できる。そのため、吸気コレクタに供給した吸気が、吸気開閉弁と吸気コレクタとの間の吸気通路内で淀むのを抑制できる。よって、吸気改質器で発生させて吸気コレクタに供給したラジカルを、効率良く吸気コレクタから各シリンダに供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態による内燃機関の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態による運転モード切替マップである。
【図３】本発明の第１実施形態による運転モード切替制御について説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態による各運転モードにおける吸気の流れを簡単に示した図である。
【図５】本発明の第２実施形態による内燃機関の概略構成図である。
【図６】本発明の第２実施形態による各運転モードにおける吸気の流れを簡単に示した図である。
【図７】本発明の第３実施形態による内燃機関の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による内燃機関（以下「エンジン」という。）１の概略構成図である。エンジン１は、運転状態に応じて燃焼方式をＳＩ燃焼又はＨＣＣＩ燃焼に切り替え可能なように構成される。以下、エンジン１の詳細について説明する。
【００１３】
エンジン１は、シリンダブロック２と、シリンダヘッド３と、吸気装置４と、排気装置５と、コントローラ６と、を備える。
【００１４】
シリンダブロック２には、複数のシリンダ２１が形成される。シリンダ２１の内部には、燃焼圧力を受けてシリンダ２１の内部を往復運動するピストン２２が収められる。ピストン２２には、コンロッド２３の一端部を取り付けるためのピストンピン２４が挿入される。
【００１５】
また、シリンダブロック２は、クランクシャフト２５を回転自在に支持する。クランクシャフト２５は、ピストン２２の往復運動をコンロッド２３を介して回転運動に変換する。
【００１６】
シリンダヘッド３は、シリンダブロック２の上面に取り付けられ、シリンダ２１及びピストン２２とともに燃焼室２６の一部を形成する。
【００１７】
シリンダヘッド３には、吸気ポート３１と、排気ポート３２と、吸気弁３３と、排気弁３４と、吸気弁可変動弁装置３５と、排気弁可変動弁装置３６と、点火栓３７と、燃料噴射弁３８と、が設けられる。
【００１８】
吸気ポート３１は、一端がシリンダヘッド３の一方（図中左側）の側面に開口し、他端が燃焼室２６の頂壁に開口するように、シリンダヘッド３の内部に形成された通路である。吸気ポート３１の一端は吸気装置４の吸気通路４１に接続されており、吸気ポート３１を介して燃焼室２６に空気が供給される。
【００１９】
排気ポート３２は、一端がシリンダヘッド３の他方（図中右側）の側面に開口し、他端が燃焼室２６の頂壁に開口するように、シリンダヘッド３の内部に形成された通路である。排気ポート３２の一端は排気装置５の排気通路５１に接続されており、排気ポート３２を介して燃焼室２６で発生した燃焼ガスが排気通路５１へと排出される。
【００２０】
吸気弁３３は、吸気ポート３１の燃焼室側の開口端を開閉する。
【００２１】
排気弁３４は、排気ポート３２の燃焼室側の開口端を開閉する。
【００２２】
吸気弁可変動弁装置３５は、吸気弁３３を開閉駆動するとともに、吸気弁３３の開閉時期を任意の時期に調節する。
【００２３】
排気弁可変動弁装置３６は、排気弁３４を開閉駆動するとともに、排気弁３４の開閉時期を任意の時期に調節する。
【００２４】
点火栓３７は、燃焼室２６の頂壁中央に臨むように設けられる。点火栓３７は、任意の時期に火花を発生させて、燃焼室内の混合気に着火する。
【００２５】
燃料噴射弁３８は、任意の時期に燃焼室２６に直接燃料を噴射する。
【００２６】
吸気装置４は、エンジン１に吸入される空気（吸気）が流れる吸気通路４１を備える。吸気通路４１には、上流から順に、スーパチャージャ４２と、インタクーラ４３と、スロットル弁４４と、吸気コレクタ４５と、が設けられる。
【００２７】
スーパチャージャ４２は、クランクシャフト２５の一端に形成されたクランクプーリとベルトとを介してクランクシャフト２５によって駆動される過給機である。スーパチャージャ４２は、クランクシャフト２５の回転力を利用して吸気を強制的に圧縮し、その圧縮した吸気をシリンダ２１に供給する。
【００２８】
インタクーラ４３は、インタクーラ４３を通過する吸気を冷却する。
【００２９】
スロットル弁４４は、吸気通路４１の通路段面積を連続的又は段階的に変化させることで、吸気コレクタ４５、ひいてはシリンダ２１に吸入される吸気量を調整する。スロットル弁４４は、スロットルアクチュエータ４４１によって開閉駆動され、スロットルセンサ４４２によってその開度（以下「スロットル開度」という。）が検出される。スロットル弁４４は、スロットル弁４４から吸気コレクタ４５までの吸気通路４１の空間容積が可能な限り小さくなるように、吸気コレクタ４５の直上流に設けられる。この理由については、図４を参照して後述する。
【００３０】
吸気コレクタ４５は、流入してきた吸気を各シリンダ２１へ均等に分配する。
【００３１】
吸気通路４１にはさらに、スーパチャージャ４２をバイパスする第１バイパス通路４６と、インタクーラ４３をバイパスする第２バイパス通路４７と、が設けられる。
【００３２】
第１バイパス通路４６は、非過給時など、必要に応じてスーパチャージャ４２を迂回させて外気を自然吸気として各シリンダ２１に供給できるようにするための通路である。第１バイパス通路４６は一端がスーパチャージャ４２よりも上流側の吸気通路４１に接続され、他端がスーパチャージャ４２とインタクーラ４３との間の吸気通路４１に接続される。
【００３３】
第１バイパス通路４６には、第１バイパス弁４６１が設けられる。
【００３４】
第１バイパス弁４６１は、図示しないアクチュエータによって開閉駆動され、第１バイパス通路４６を開閉する。
【００３５】
第２バイパス通路４７は、ＨＣＣＩ燃焼時に、スーパチャージャ４２で圧縮されて高温となった吸気を、インタクーラ４３を迂回させて直接各シリンダ２１に供給できるようにするための通路である。第２バイパス通路４７は、一端が第１バイパス弁４６１よりも下流側の第１バイパス通路４６に接続され、他端が吸気コレクタ４５に接続される。吸気通路４１のうち、第２バイパス通路４７にバイパスされる被バイパス部分は、スーパチャージャ４２とインタクーラ４３の間にあるバイパス通路の分岐／合流部から吸気コレクタ４５までの区間が該当し、スロットル弁４４は被バイパス部分の吸気通路４１の最下流位置、すなわち吸気コレクタ４５の直上流に設けられ、スロットル弁４４から吸気コレクタ４５までの吸気通路４１の空間容積が可能な限り小さくなるように構成されている。
【００３６】
第２バイパス通路４７には、上流から順に、第２バイパス弁４７１と、吸気改質器４７２と、が設けられる。
【００３７】
第２バイパス弁４７１は、図示しないアクチュエータによって開閉駆動され、第２バイパス通路４７を開閉する。第２バイパス弁４７１は、少なくとも吸気改質器４７２よりも上流に設けてあればよいが、本実施形態では、第２バイパス弁４７１から吸気改質器４７２までの第２バイパス通路内の空間容積が可能な限り小さくなるように、吸気改質器４７２の直上流に設けた。この理由については、図４を参照して後述する。
【００３８】
吸気改質器４７２は、吸気改質器４７２から吸気コレクタ４５までの空間容積が可能な限り小さくなるように、吸気コレクタ４５の直上流に設けられる。この理由については、図４を参照して後述する。吸気改質器４７２は、非平衡プラズマを発生させて、吸気中の酸素の一部をオゾン等のラジカルに改質する。最終的に燃焼室内で生成される混合気の内部にラジカルが存在していると、存在していない場合と比べて低い温度のときから混合気の低温酸化反応が促進され、種々の中間生成物を発生させつつ、最終的に混合気の着火性が向上する。本実施形態では、放電電極と接地電極との間に誘電体を介在させ、放電電極に高周波の高電圧を印加することで非平衡プラズマを発生させる。なお、非平衡プラズマを形成できる電極と電源の仕様であれば、この形態に限らずの他の形態であっても良い。例えば、マイクロ波等を利用して非平衡プラズマを発生させるものであってもよい。
【００３９】
排気装置５は、エンジン１から排出される燃焼ガス（以下「排気」という。）が流れる排気通路５１を備える。排気通路５１には、排気中の炭化水素や窒素酸化物などの有害物質を取り除く三元触媒５２が設けられる。
【００４０】
コントローラ６は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ６には、エンジン負荷としてのアクセルペダル踏み込み量（以下「アクセル操作量」という。）を検出するアクセルストロークセンサ６１やクランク角に基づいてエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ６２などの、エンジン１の運転状態を検出する各種センサからの検出信号が入力される。
【００４１】
コントローラ６は、検出したエンジン１の運転状態に基づいて、予め記憶しておいた運転モード切替マップを参照して燃焼方式をＨＣＣＩ燃焼又はＳＩ燃焼のいずれかに切り替えるとともに、スーパチャージャ４２による過給を行うか否かを判断する。
【００４２】
図２は、運転モード切替マップである。
【００４３】
図２に示すように、コントローラ６は、低回転・低負荷の所定の運転領域において、運転モードを過給ＨＣＣＩ燃焼モードに切り替える。過給ＨＣＣＩ燃焼モード時には、コントローラ６は、スーパチャージャ４２による過給を実施しつつ、ＨＣＣＩ燃焼を実施する。
【００４４】
また、高負荷の所定の運転領域において、運転モードを過給ＳＩ燃焼モードに切り替える。過給ＳＩ燃焼モード時には、コントローラ６は、スーパチャージャ４２による過給を実施しつつ、ＳＩ燃焼を実施する。
【００４５】
さらに、中〜高回転・低〜中負荷の所定の運転領域において、運転モードを自然吸気ＳＩ燃焼モードに切り替える。自然吸気ＳＩ燃焼モード時には、コントローラ６は、スーパチャージャ４２による過給を実施せずに、ＳＩ燃焼を実施する。
【００４６】
図３は、コントローラ６が実施する運転モード切替制御について説明するフローチャートである。コントローラ６は、本ルーチンをエンジン１の運転中に所定の演算周期（例えば１０[ｍｓ]）で実行する。
【００４７】
ステップＳ１において、コントローラ６は、エンジン回転速度と、エンジン負荷としてのアクセル操作量と、を読み込む。
【００４８】
ステップＳ２において、コントローラ６は、図２の運転モード切替マップを参照し、エンジン回転速度とアクセル操作量とに基づいて現在の運転領域を判定する。コントローラ６は、現在の運転領域が低回転・低負荷の所定の運転領域内にあればステップＳ３の処理を行い、中〜高回転・低〜中負荷の所定の運転領域内にあればステップＳ６の処理を行い、高負荷の所定の運転領域内にあればステップＳ９の処理を行う。
【００４９】
ステップＳ３からステップＳ５は、過給ＨＣＣＩ燃焼モード時に実行される処理である。
【００５０】
ステップＳ３において、コントローラ６は、第１バイパス弁４６１を閉じ、第２バイパス弁４７１を開き、スロットル弁４４を全閉にする。
【００５１】
ステップＳ４において、コントローラ６は、スーパチャージャ４２を駆動する。
【００５２】
ステップＳ５において、コントローラ６は、吸気改質器４７２の放電電極に高周波の高電圧を印加して非平衡プラズマを発生させ、吸気の一部をラジカルに改質する。
【００５３】
ステップＳ６からステップＳ８は、自然吸気ＳＩ燃焼モード時に実行される処理である。
【００５４】
ステップＳ６において、コントローラ６は、第１バイパス弁４６１を開くとともに、第２バイパス弁４７１を閉じる。またスロットル開度をアクセル操作量に応じて調節する。
【００５５】
ステップＳ７において、コントローラ６は、スーパチャージャ４２を非駆動とする。
【００５６】
ステップＳ８において、コントローラ６は、吸気改質器４７２の放電電極に対する電圧の印加を停止する。
【００５７】
ステップＳ９からステップＳ１１は、過給ＳＩ燃焼モード時に実行される処理である。
【００５８】
ステップＳ９において、コントローラ６は、第１バイパス弁４６１及び第２バイパス弁４７１の双方を閉じ、スロットル弁４４を全開にする。
【００５９】
ステップＳ１０において、コントローラ６は、スーパチャージャ４２を駆動する。
【００６０】
ステップＳ１１において、コントローラ６は、吸気改質器４７２の放電電極に対する電圧の印加を停止する。
【００６１】
図４は、各運転モードにおける吸気の流れを簡単に示した図である。図４（Ａ）は、過給ＳＩ燃焼モード時の吸気の流れを示した図である。図４（Ｂ）は、自然吸気ＳＩ燃焼モード時の吸気の流れを示した図である。図４（Ｃ）は、過給ＨＣＣＩ燃焼モード時の吸気の流れを示した図である。
【００６２】
図４（Ａ）に示すように、過給ＳＩ燃焼モード時には、第１バイパス弁４６１が閉じられた状態でスーパチャージャ４２が駆動される。そのため、吸気通路入口から吸入された吸気は、第１バイパス通路４６に流れ込まずに吸気通路４１を流れ、スーパチャージャ４２で圧縮される。
【００６３】
また、過給ＳＩ燃焼モード時には、第２バイパス弁４７１が閉じられるとともに、スロットル弁４４が全開にされる。そのため、スーパチャージャ４２で圧縮された吸気は、第２バイパス通路４７に流れ込まずにそのまま吸気通路４１を流れ、インタクーラ４３で冷却される。インタクーラ４３で冷却された吸気は、そのまま吸気コレクタ４５に流れ込み、各シリンダ２１へ均等に吸入される。
【００６４】
図４（Ｂ）に示すように、自然吸気ＳＩ燃焼モード時には、スーパチャージャ４２を停止した状態で第１バイパス弁４６１が開かれる。そのため、吸気通路入口から吸入された吸気は、第１バイパス通路４６に流れ込む。
【００６５】
また、自然吸気ＳＩ燃焼モード時には、第２バイパス弁４７１が閉じられるとともに、運転状態に応じてスロットル開度が調整される。そのため、第１バイパス通路４６に流れ込んだ吸気は、第２バイパス通路４７に流れ込まずにスーパチャージャ４２下流の吸気通路４１に流れ込み、インタクーラ４３で冷却される。インタクーラ４３で冷却された吸気は、スロットル弁４４で流入量が調整されて吸気コレクタ４５へと流れ込み、各シリンダ２１へ均等に吸入される。
【００６６】
図４（Ｃ）に示すように、過給ＨＣＣＩ燃焼モード時には、第１バイパス弁４６１が閉じられた状態でスーパチャージャ４２が駆動される。そのため、吸気通路入口から吸入された吸気は、第１バイパス通路４６に流れ込まずに吸気通路４１を流れ、スーパチャージャ４２で圧縮される。
【００６７】
過給ＨＣＣＩ燃焼モード時には、スロットル弁４４が全閉にされた状態で第２バイパス弁４７１が開かれるので、スーパチャージャ４２で圧縮されて高温になった吸気は、第２バイパス通路４７へと流れ込む。
【００６８】
そして、第２バイパス通路４７へ流れ込んだ吸気中の酸素の一部を、吸気改質器４７２によってプラズマ化させてラジカルを生成する。このとき、本実施形態では、吸気改質器４７２を吸気コレクタ４５の直上流に設けたので、生成したラジカルを、高い活性状態を維持したまま吸気コレクタ４５に供給でき、各シリンダ２１へ均等に供給することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、スロットル弁４４を吸気コレクタ４５の直上流に設け、スロットル弁４４から吸気コレクタ４５までの吸気通路４１の空間容積が可能な限り小さくなるようにしている。そのため、吸気コレクタ４５に流れ込んだ吸気のうち、吸気通路４１側に逆流する吸気の割合を少なくすることができる。
【００７０】
これにより、吸気コレクタ４５に流れ込んだ吸気のうち、吸気通路４１側に逆流してスロットル弁４４と吸気コレクタ４５との間の吸気通路４１内にとどまってしまう吸気の量を少なくすることができる。よって、吸気コレクタ４５に流れ込んだ吸気を無駄なく各シリンダ２１へ供給することができる。つまり、吸気改質器４７２で生成されて吸気コレクタ４５に供給されたラジカルを、効率的に各シリンダ２１へ供給することができる。
【００７１】
次に、第２バイパス弁４７１を吸気改質器４７２の直上流に設けた理由について説明する。
【００７２】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、過給ＳＩ燃焼モード時及び自然吸気ＳＩ燃焼モード時には、インタクーラ４３で冷却されて相対的に低温となった吸気が、吸気通路４１から吸気コレクタ４５に供給される。
【００７３】
一方、図４（Ｃ）に示すように、過給ＨＣＣＩ燃焼モード図には、スーパチャージャ４２で過給されて相対的に高温となった吸気が第２バイパス通路４７から吸気コレクタ４５に供給される。
【００７４】
ここで、過給ＳＩ燃焼モード時及び自然吸気ＳＩ燃焼モード時に、吸気コレクタ４５に供給された低温の吸気の一部が第２バイパス通路４７側に逆流することが想定される。第２バイパス通路４７側に逆流した低温の吸気が吸気改質器４７２の近傍にとどまってしまうと、第２バイパス通路４７にスーパチャージャ４２で過給されて相対的に高温となった吸気が流れたときに、第２バイパス通路４７内の雰囲気温度の変化が大きくなってしまう。
【００７５】
そうすると、吸気改質器４７２の放電電極及び接地電極の温度が急変してしまい、吸気改質器４７２によって改質されるものが変化し、適切なラジカルを十分に生成できなくなるおそれがある。
【００７６】
そこで、本実施形態では第２バイパス弁４７１を吸気改質器４７２の直上流に設け、第２バイパス弁４７１から吸気改質器４７２までの第２バイパス通路４７内の空間容積が可能な限り小さくなるようにしたのである。これにより、過給ＳＩ燃焼モード時及び自然吸気ＳＩ燃焼モード時に、吸気コレクタ４５から第２バイパス通路４７側に逆流する低温の吸気の流量を抑制でき、低温の吸気が吸気改質器４７２の近傍にとどまるのを抑制できる。
【００７７】
よって、第２バイパス通路４７内の雰囲気温度の変化を小さくすることができるので、吸気改質器４７２の放電電極及び接地電極の温度変化を抑制でき、吸気改質器４７２によって適切なラジカルを生成できる。
【００７８】
なお、このような吸気改質器４７２の近傍の温度変化を抑制するためには、第２バイパス弁４７１を吸気改質器４７２の下流に設置した方が良いとも考えられるが、以下の理由により適切ではない。つまり、第２バイパス弁４７１を吸気改質器４７２の下流に設置してしまうと、吸気改質器４７２で生成したラジカルによって、第２バイパス弁４７１の各種部品、例えばシール部品などが酸化劣化してしまい、ラジカルが第２バイパス通路４７から外気に放出されてしまうおそれがある。
【００７９】
以上説明した本実施形態によれば、過給ＳＩ燃焼モード時及び自然吸気ＳＩ燃焼モード時には、インタクーラ４３を通過させた吸気を吸気コレクタ４５に供給し、各シリンダ２１へと均等に吸入させることにした。一方で、過給ＨＣＣＩ燃焼モード時には、インタクーラ４３を通過させずに吸気改質器４７２を設けた第２バイパス通路４７から吸気を吸気コレクタ４５に供給し、各シリンダ２１へと均等に吸入させることとした。
【００８０】
これにより、過給ＨＣＣＩ燃焼モード時に、選択的に吸気改質器４７２によって生成したラジカルを吸気中に含ませることができ、過給ＨＣＣＩ燃焼モード時における混合気の着火性を向上させることができる。さらに、過給ＳＩ燃焼モード時及び自然吸気ＳＩ燃焼モード時に、吸気改質器４７２が通気抵抗となるのを防止することができる。
【００８１】
また、第２バイパス通路４７を流れる吸気中の酸素の一部を吸気改質器４７２によってプラズマ化させてラジカルを生成するので、別途吸気改質器４７２に空気を供給するための空気導入通路やポンプ等を設ける必要がない。そのため、吸気装置４が複雑になるのを防止できる。
【００８２】
さらに、ラジカルが含まれた吸気を吸気コレクタ４５に供給するようにしたので、シリンダ２１ごとに吸気改質器４７２を設ける必要がなく、コストを低減できる。
【００８３】
また、本実施形態によれば、吸気改質器４７２から吸気コレクタ４５までの空間容積が可能な限り小さくなるように、吸気コレクタ４５の直上流の第２バイパス通路４７に吸気改質器４７２を設けた。
【００８４】
これにより、吸気改質器４７２で生成したラジカルを、高い活性状態を維持したまま吸気コレクタ４５に供給でき、各シリンダ２１へ均等に供給することができる。
【００８５】
また、本実施形態によれば、スロットル弁４４から吸気コレクタ４５までの空間容積が可能な限り小さくなるように、吸気コレクタ４５の直上流の吸気通路４１にスロットル弁４４を設けた。このように、スロットル弁４４から吸気コレクタ４５までの空間容積を小さくすることで、過給ＨＣＣＩ燃焼モード時に吸気コレクタ４５に流れ込んだラジカルを含んだ吸気のうち、吸気通路４１側に逆流する吸気の割合を少なくすることができる。
【００８６】
これにより、吸気コレクタ４５に供給した吸気が、スロットル弁４４と吸気コレクタ４５との間の吸気通路４１内で淀むのを抑制できる。そのため、吸気改質器４７２で生成されて吸気コレクタ４５に供給されたラジカルを、無駄なく効率的に吸気コレクタ４５から各シリンダ２１に供給することができる。
【００８７】
また、本実施形態によれば、第２バイパス弁４７１から吸気改質器４７２までの空間容積が可能な限り小さくなるように、吸気改質器４７２の直上流に第２バイパス弁４７１を設けた。
【００８８】
これにより、過給ＳＩ燃焼モード時及び自然吸気ＳＩ燃焼モード時に、吸気コレクタ４５から第２バイパス通路４７側に逆流する低温の吸気の流量を抑制でき、低温の吸気が吸気改質器４７２の近傍にとどまるのを抑制できる。
【００８９】
よって、第２バイパス通路４７内の雰囲気温度の変化を小さくすることができるので、吸気改質器４７２の放電電極及び接地電極の温度変化を抑制でき、吸気改質器４７２によって適切なラジカルを生成できる。
【００９０】
また、吸気改質器４７２の上流に第２バイパス弁４７１を設けることで、吸気改質器４７２で生成されたラジカルによって第２バイパス弁４７１を構成する各種部品、例えばシール部品などが酸化劣化するのを抑制でき、ラジカルが第２バイパス通路４７から外気に放出されるのを防止できる。
【００９１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５及び図６を参照して説明する。本発明の第２実施形態は、第１バイパス通路４６が無い点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
【００９２】
図５は、本発明の第２実施形態によるエンジン１の概略構成図である。
【００９３】
本実施形態によるエンジン１は、スーパチャージャ４２よりも上流の吸気通路４１にスロットル弁４４を設ける。そして、第１実施形態でスロットル弁４４が配置されていた吸気コレクタ４５の直上流の吸気通路４１に、吸気通路４１を開閉する別途の開閉弁４８を設ける。開閉弁４８は、図示しないアクチュエータによって開閉駆動される。
【００９４】
図６は、本実施形態による運転モード切替制御について説明するフローチャートである。コントローラ６は、本ルーチンをエンジン１の運転中に所定の演算周期（例えば１０[ｍｓ]）で実行する。
【００９５】
ステップＳ２３において、コントローラ６は、アクセル操作量に応じてスロットル開度を調節する。そして、開閉弁４８を全閉にして、第２バイパス弁４７１を開く。
【００９６】
ステップＳ２６において、コントローラ６は、アクセル操作量に応じてスロットル開度を調節する。そして、開閉弁４８を全開にして、第２バイパス弁４７１を閉じる。
【００９７】
ステップＳ２９において、コントローラ６は、アクセル操作量に応じてスロットル開度を調節する。そして、開閉弁４８を全開にして、第２バイパス弁４７１を閉じる。
【００９８】
以上説明した本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができるともに、第１バイパス通路４６が無い分だけ吸気装置４を簡素化できる。
【００９９】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【０１００】
例えば、図７に示すように、インタクーラ４３が吸気コレクタ４５の内部に設けられ、インタクーラ４３と吸気コレクタ４５とが一体化されたものであっても良い。
【０１０１】
また、上記各実施形態では、過給機としてスーパチャージャ４２を用いたが、ターボチャージャを用いてもよい。
【０１０２】
また、上記各実施形態では、吸気改質器４７２によって吸気中の酸素の一部を改質してラジカルを生成していたが、予め生成したおいたラジカルを吸気改質器４７２が設置された箇所から供給するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１０３】
１    内燃機関
４１    吸気通路
４２    スーパチャージャ（過給機）
４３    インタクーラ
４４    スロットル弁（吸気開閉弁）
４５    吸気コレクタ
４７    第２バイパス通路（バイパス通路）
４７１  第２バイパス弁（バイパス開閉弁）
４７２  吸気改質器（活性種発生器）
４８    開閉弁（吸気開閉弁）
【図１】
0005782709.tif 000002
【図２】
0005782709.tif 000003
【図３】
0005782709.tif 000004
【図４】
0005782709.tif 000005
【図５】
0005782709.tif 000006
【図６】
0005782709.tif 000007
【図７】
0005782709.tif 000008