(57)【要約】【課題】エンジンの低・中速域でのオイルポンプの駆動抵抗を小さくしつつ、低速域においてエンジン各部への潤滑油供給および作動油供給の要求を満足する。【解決手段】特殊運転モードと通常運転モードとに切換可能にし、特殊運転モードでは、排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間で先行気筒２Ａ，２Ｄから排出される既燃ガスが後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入されるようにしつつ、先行気筒ではリーン空燃比で燃焼を行わせ、後続気筒では先行気筒から導入された既燃ガスに燃料を供給して理論空燃比で燃焼を行わせる。また、運転モードに応じて吸・排気流通経路を切換える油圧駆動の切換機構３５ａ，３５ｂを設けるとともに、オイル供給系統にメインオイルポンプとサブオイルポンプ４４とを設け、メインオイルポンプの吐出流量特性を、要求流量特性に対し、高速域では略合致して低速域では低くなるように設定する一方、低速域でサブオイルポンプを駆動させる。【選択図】　　　　図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各気筒の燃焼サイクルが所定の位相差をもって行われるようになっている多気筒の火花点火式エンジンにおいて、
排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間で排気行程にある先行気筒から排出される既燃ガスが気筒間ガス通路を介して吸気行程にある後続気筒に導入され、後続気筒から排出されるガスのみが排気通路に導かれる２気筒接続状態と、各気筒にそれぞれ新気が導入され、各気筒からそれぞれ排出されるガスが排気通路に導かれる各気筒独立状態とに吸・排気流通経路を切換え可能とするとともに、
上記２気筒接続状態としつつ先行気筒では理論空燃比よりも所定量だけ大きいリーン空燃比とした状態で燃焼を行わせ、後続気筒では先行気筒から導入されたリーン空燃比の既燃ガスに燃料を供給して理論空燃比で燃焼を行わせる特殊運転モードと、上記各気筒独立状態としつつ各気筒においてそれぞれ燃焼を行わせる通常運転モードとに、エンジンの運転状態に応じて運転モードを切換える制御手段を備え、
少なくとも低速低負荷域で上記特殊運転モードとし、高負荷域で上記通常運転モードとするようにした火花点火式エンジンの制御装置であって、
油圧により駆動されて吸・排気流通経路の切換えを行う切換機構を設けるとともに、
エンジンの被潤滑部及び上記切換機構にオイルを供給する経路に、エンジン回転数に応じて吐出量が変化するメインオイルポンプと、エンジンの低速域で油圧を高めるサブオイルポンプとを設け、
上記メインオイルポンプのエンジン回転数に応じた吐出流量特性を、要求流量特性に対し、高速域では略合致して低速域では低くなるように設定する一方、低速域でサブオイルポンプを駆動させるように構成したことを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。
【請求項２】
上記メインオイルポンプはエンジンで駆動される機械式ポンプであり、上記サブポンプは電動ポンプであることを特徴とする請求項１記載の火花点火式エンジンの制御装置。
【請求項３】
エンジン始動時に上記通常運転モードとし、エンジン始動後において低速低負荷域で、上記サブオイルポンプを駆動させるとともに、上記特殊運転モードに切換えるようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の火花点火式エンジンの制御装置。
【請求項４】
エンジン停止状態では上記切換機構が自動的に吸・排気流通経路を各気筒独立状態に保ち、エンジン始動後に上記切換機構に作動油が供給されたときに吸・排気流通経路を２気筒接続状態に切換えるようになっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の火花点火式エンジンの制御装置。
【請求項５】
上記先行気筒に、吸気通路に通じる吸気ポートと、排気通路に通じる第１排気ポートと、気筒間ガス通路に通じる第２排気ポートと、これら第１，第２排気ポートを開閉する第１，第２排気弁とを設けるとともに、上記後続気筒に、吸気通路に通じる第１吸気ポートと、気筒間ガス通路に通じる第２吸気ポートと、排気通路に通じる排気ポートと、上記第１，第２吸気ポートを開閉する第１，第２吸気弁とを設け、上記第１排気弁及び第１吸気弁に対して弁駆動状態と弁停止状態とに動弁機構を切換える第１切換機構と、上記第２排気弁及び第２吸気弁に対して弁駆動手段と弁停止状態とに動弁機構を切換える第２切換機構とを設け、第１切換機構は油圧非供給時に弁駆動状態、油圧供給時に弁停止状態となり、第２切換機構は油圧非供給時に弁停止状態、油圧供給時に弁駆動状態となるように構成したことを特徴とする請求項４記載の火花点火式エンジンの制御装置。
【請求項６】
各気筒の燃焼サイクルが所定の位相差をもって行われるようになっている多気筒の火花点火式エンジンにおいて、
排気通路に三元触媒を設け、
排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間で排気行程にある先行気筒から排出される既燃ガスが気筒間ガス通路を介して吸気行程にある後続気筒に導入され、後続気筒から排出されるガスのみが排気通路に導かれる２気筒接続状態と、各気筒にそれぞれ新気が導入され、各気筒からそれぞれ排出されるガスが排気通路に導かれる各気筒独立状態とに吸・排気流通経路を切換え可能とするとともに、
上記２気筒接続状態としつつ先行気筒では理論空燃比よりも所定量だけ大きいリーン空燃比とした状態で燃焼を行わせ、後続気筒では先行気筒から導入されたリーン空燃比の既燃ガスに燃料を供給して燃焼を行わせる特殊運転モードと、上記各気筒独立状態としつつ各気筒においてそれぞれ燃焼を行わせる通常運転モードとに、エンジンの運転状態に応じて運転モードを切換える制御手段を備え、
エンジンの始動時には上記通常運転モードとし、エンジン始動後において低速低負荷域で、上記サブオイルポンプを駆動させるとともに、上記特殊運転モードに切換えるようにした火花点火式エンジンの制御装置であって、
油圧により駆動されて吸・排気流通経路の切換えを行う切換機構を設けるとともに、
エンジンの被潤滑部及び上記切換機構にオイルを供給する経路に、エンジンで駆動される機械式ポンプからなるメインオイルポンプと、電動式ポンプからなるサブオイルポンプとを設け、
上記メインオイルポンプのエンジン回転数に応じた吐出流量特性を、要求流量特性に対し、高速域では略合致して低速域では低くなるように設定する一方、低速域でサブオイルポンプを駆動させるように構成したことを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火花点火式エンジンの制御装置に関し、より詳しくは、低負荷域での燃費改善及びエミッション向上のために吸・排気の流通経路を切換える油圧駆動の切換機構を備えたエンジンの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、火花点火式エンジンにおいて、各気筒内の混合気の空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とした状態で燃焼を行わせることにより燃費改善を図る技術が知られており、例えば特開平１０−２７４０８５号公報に示されるように、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備え、低速低負荷域等では上記燃料噴射弁から圧縮行程で燃料を噴射することにより成層燃焼を行わせ、これによって超リーン燃焼を実現するようにしたものが知られている。
【０００３】
このようなエンジンにおいては、排気ガス浄化用の触媒として通常の三元触媒（ＨＣ，ＣＯ及びＮＯｘに対して理論空燃比付近で浄化性能の高い触媒）だけではリーン運転時にＮＯｘに対して充分な浄化性能が得られないため、上記公報にも示されるように、酸素過剰雰囲気でＮＯｘを吸着して酸素濃度低下雰囲気でＮＯｘの離脱、還元を行うリーンＮＯｘ触媒を設けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のリーン運転を行うエンジンでは、リーン運転中のＮＯｘ浄化性能の確保のために上記リーンＮＯｘ触媒が必要となってコスト的に不利である。また、上記リーンＮＯｘ触媒の浄化性能を維持するためには、ＮＯｘ吸着量増大時にＮＯｘの離脱、還元のため一時的な空燃比のリッチ化を行う必要があり、さらに、使用燃料が硫黄分を多く含む場合、上記リーンＮＯｘ触媒の硫黄被毒の解消のために触媒の加熱及び還元材供給等のリジェネレーション処理が必要となり、これらによって燃費改善効果が低下する。
【０００５】
そこで、本出願人は、各気筒の燃焼サイクルが所定の位相差をもって行われる多気筒エンジンにおいて、低速低負荷では、排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間において排気行程にある先行気筒から排出される既燃ガスをそのまま吸気行程にある後続気筒に導入し、この後続気筒から排出されるガスを三元触媒を備えた排気通路に導くようにするとともに、このような２気筒接続状態にあるときに、上記先行気筒において理論空燃比よりも所定量大きいリーン空燃比とした状態で燃焼を行わせ、後続気筒では先行気筒から導入されたリーン空燃比の既燃ガスに燃料を供給して理論空燃比とした状態で燃焼を行わせるように燃焼状態等を制御（特殊運転モードという）する一方、高速域や高負荷域では、通常通り、各気筒において理論空燃比で燃焼を行わせるように燃焼状態等を制御（通常運転モードという）することを考えた（特願２００２−０２４５４８号）。
【０００６】
これによると、先行気筒でのリーン燃焼および各気筒ポンピングロス低減等により大幅な燃費改善効果が得られ、しかも、後続気筒から排出される理論空燃比の既燃ガスのみが三元触媒を備えた排気通路に導かれるため、三元触媒だけで充分に排気浄化性能が確保される。
【０００７】
この装置においては、特殊運転モードとされる場合と通常運転モードとされる場合とに応じ、上記２気筒接続状態と、各気筒にそれぞれ新気が導入される各気筒独立状態とに吸・排気流通経路を切り換えるための切換機構が設けられる。そして、切換機構が油圧で作動される場合、エンジン各部に潤滑油を供給するオイル供給系統から上記切換機構にも作動油が供給される。
【０００８】
ところで、一般にエンジンのオイル供給系統は、エンジンで駆動される機械式ポンプからなるオイルポンプを備え、このオイルポンプから吐出されたオイルがエンジン各部に送られるようになっている。
【０００９】
後に図１１を参照しつつ詳しく説明するように、上記オイルポンプの吐出流量はエンジン回転数の上昇につれて増加するように、エンジン回転数に略比例して変化する。一方、エンジン各部の潤滑等のための要求流量もエンジンの高速側で多く、低速側で少なくなるが、必ずしもエンジン回転数に比例して変化せず、エンジンのアイドル回転数付近でも潤滑のためにある程度の流量は要求される。さらに、上記のような吸・排気流通経路を切り換えるための油圧駆動の切換機構が設けられているエンジンにおいて、低速域で上記切換機構が駆動されるような場合、そのための作動油の供給も必要となる。
【００１０】
従って、このようなエンジンに従来のオイル供給系統を用いる場合、エンジンに対するオイルポンプの増速比を大きくすること等により、低速域でもエンジン各部への潤滑油供給および上記切換機構への作動油供給の要求を満足する程度に吐出流量を多くする必要があるが、このようにするとエンジン回転数の上昇に伴い吐出流量が要求流量と比べて著しく増大する。このため、吐出流量がある程度以上増加するとオイルをリリーフすることが考えられるが、このようにしても、中速域では吐出流量が要求流量をかなり上回ってしまい、それに伴ってオイルポンプの駆動抵抗が大きくなり、それによる駆動損失が増大により燃費改善効果を損ねる結果になる。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑み、エンジンの低・中速域でのオイルポンプの駆動抵抗を小さくして駆動損失を低減し、燃費改善効果を高めるようにしつつ、低速域においてエンジン各部への潤滑油供給および上記切換機構への作動油供給の要求を満足することができる火花点火式エンジンの制御装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、各気筒の燃焼サイクルが所定の位相差をもって行われるようになっている多気筒の火花点火式エンジンにおいて、排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間で排気行程にある先行気筒から排出される既燃ガスが気筒間ガス通路を介して吸気行程にある後続気筒に導入され、後続気筒から排出されるガスのみが排気通路に導かれる２気筒接続状態と、各気筒にそれぞれ新気が導入され、各気筒からそれぞれ排出されるガスが排気通路に導かれる各気筒独立状態とに吸・排気流通経路を切換え可能とするとともに、上記２気筒接続状態としつつ先行気筒では理論空燃比よりも所定量だけ大きいリーン空燃比とした状態で燃焼を行わせ、後続気筒では先行気筒から導入されたリーン空燃比の既燃ガスに燃料を供給して理論空燃比で燃焼を行わせる特殊運転モードと、上記各気筒独立状態としつつ各気筒においてそれぞれ燃焼を行わせる通常運転モードとに、エンジンの運転状態に応じて運転モードを切換える制御手段を備え、少なくとも低速低負荷域で上記特殊運転モードとし、高負荷域で上記通常運転モードとするようにした火花点火式エンジンの制御装置であって、油圧により駆動されて吸・排気流通経路の切換えを行う切換機構を設けるとともに、エンジンの被潤滑部及び上記切換機構にオイルを供給する経路に、エンジン回転数に応じて吐出量が変化するメインオイルポンプと、エンジンの低速域で油圧を高めるサブオイルポンプとを設け、上記メインオイルポンプのエンジン回転数に応じた吐出流量特性を、要求流量特性に対し、高速域では略合致して低速域では低くなるように設定する一方、低速域でサブオイルポンプを駆動させるように構成したものである。
【００１３】
この発明によると、エンジンの低速低負荷域において上記特殊運転モードとされた場合に、先行気筒でのリーン燃焼による熱効率向上および各気筒でのポンピングロス低減により燃費改善効果が得られる。また、後続気筒から排気通路に排出されるガスは理論空燃比であるため、三元触媒だけで充分に排気ガスの浄化が達成される。
【００１４】
そして、このような特殊運転モードと通常運転モードとが運転状態等に応じて選択され、それに伴い、油圧駆動の切換機構により吸・排気の流通経路が２気筒接続状態と各気筒独立状態とに切り換えられる。
【００１５】
また、この切換機構に対する作動油の供給およびエンジン各部への潤滑油の供給を行うオイル供給系統においては、メインオイルポンプに加えてサブオイルポンプが設けられ、メインオイルポンプの吐出流量特性が要求流量特性に対して高速域で合致して低速域では低くなるように設定されるとともに、低速域でサブオイルポンプが駆動されることにより、低・中速域でのメインオイルポンプの駆動抵抗が小さくされつつ、低速域でも要求されるオイル吐出流量が確保されて、エンジン各部の潤滑および上記切換機構の作動が良好に行われる。
【００１６】
なお、上記メインオイルポンプはエンジンで駆動される機械式ポンプであり、上記サブポンプは電動ポンプであればよい。
【００１７】
また、エンジン始動時に上記通常運転モードとし、エンジン始動後において低速低負荷域で、上記サブオイルポンプを駆動させるとともに、上記特殊運転モードに切換えるようにすることが好ましい。
【００１８】
さらに、エンジン停止状態では上記切換機構が自動的に吸・排気流通経路を各気筒独立状態に保ち、エンジン始動後に上記切換機構に作動油が供給されたときに吸・排気流通経路を２気筒接続状態に切換えるようになっていることが好ましい。
【００１９】
このようにすれば、エンジン始動時には確実に通常運転モードとされることで始動性能が確保されるとともに暖機が促進される。そして、エンジン始動後において低速低負荷域で上記特殊運転モードに切換えられる際、吸・排気流通経路を２気筒接続状態とすべく、上記切換機構に作動油が供給されて切換機構が作動されるが、上記サブオイルポンプの駆動によって切換機構に対する作動油の供給が良好に行われる。
【００２０】
エンジン停止状態で自動的に吸・排気流通経路を各気筒独立状態に保つようにするための具体的な構成としては、上記先行気筒に、吸気通路に通じる吸気ポートと、排気通路に通じる第１排気ポートと、気筒間ガス通路に通じる第２排気ポートと、これら第１，第２排気ポートを開閉する第１，第２排気弁とを設けるとともに、上記後続気筒に、吸気通路に通じる第１吸気ポートと、気筒間ガス通路に通じる第２吸気ポートと、排気通路に通じる排気ポートと、上記第１，第２吸気ポートを開閉する第１，第２吸気弁とを設け、上記第１排気弁及び第１吸気弁に対して弁駆動状態と弁停止状態とに動弁機構を切換える第１切換機構と、上記第２排気弁及び第２吸気弁に対して弁駆動手段と弁停止状態とに動弁機構を切換える第２切換機構とを設け、第１切換機構は油圧非供給時に弁駆動状態、油圧供給時に弁停止状態となり、第２切換機構は油圧非供給時に弁停止状態、油圧供給時に弁駆動状態となるように構成すればよい。
【００２１】
また、請求項６に係る発明は、各気筒の燃焼サイクルが所定の位相差をもって行われるようになっている多気筒の火花点火式エンジンにおいて、排気通路に三元触媒を設け、排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間で排気行程にある先行気筒から排出される既燃ガスが気筒間ガス通路を介して吸気行程にある後続気筒に導入され、後続気筒から排出されるガスのみが排気通路に導かれる２気筒接続状態と、各気筒にそれぞれ新気が導入され、各気筒からそれぞれ排出されるガスが排気通路に導かれる各気筒独立状態とに吸・排気流通経路を切換え可能とするとともに、上記２気筒接続状態としつつ先行気筒では理論空燃比よりも所定量だけ大きいリーン空燃比とした状態で燃焼を行わせ、後続気筒では先行気筒から導入されたリーン空燃比の既燃ガスに燃料を供給して燃焼を行わせる特殊運転モードと、上記各気筒独立状態としつつ各気筒においてそれぞれ燃焼を行わせる通常運転モードとに、エンジンの運転状態に応じて運転モードを切換える制御手段を備え、エンジンの始動時には上記通常運転モードとし、エンジン始動後において低速低負荷域で、上記サブオイルポンプを駆動させるとともに、上記特殊運転モードに切換えるようにした火花点火式エンジンの制御装置であって、油圧により駆動されて吸・排気流通経路の切換えを行う切換機構を設けるとともに、エンジンの被潤滑部及び上記切換機構にオイルを供給する経路に、エンジンで駆動される機械式ポンプからなるメインオイルポンプと、電動式ポンプからなるサブオイルポンプとを設け、上記メインオイルポンプのエンジン回転数に応じた吐出流量特性を、要求流量特性に対し、高速域では略合致して低速域では低くなるように設定する一方、低速域でサブオイルポンプを駆動させるように構成したものである。
【００２２】
この発明によると、上記特殊運転モードとされた場合に、先行気筒でのリーン燃焼による熱効率向上および各気筒でのポンピングロス低減により燃費改善効果が得られる。また、後続気筒から排気通路に排出されるガスは理論空燃比であるため、三元触媒だけで充分に排気ガスの浄化が達成される。
【００２３】
また、エンジン始動時には通常運転モードとされることで始動性能が確保されるとともに暖機が促進される。そして、エンジン始動後において低速低負荷域で上記特殊運転モードに切換えられ、この際、吸・排気流通経路を２気筒接続状態とすべく、上記切換機構に作動油が供給されて切換機構が作動されるが、上記サブオイルポンプの駆動によって切換機構に対する作動油の供給が良好に行われる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
図１は本発明の一実施形態によるエンジンの概略構成を示し、図２はエンジン本体１の一つの気筒とそれに対して設けられた吸・排気弁等の構造を概略的に示している。これらの図において、エンジン本体１は複数の気筒を有し、図示の実施形態では４つの気筒２Ａ〜２Ｄを有している。各気筒２Ａ〜２Ｄにはピストン３が嵌挿され、ピストン３の上方に燃焼室４が形成されている。
【００２６】
各気筒２の燃焼室４の頂部には点火プラグ７が装備され、そのプラグ先端が燃焼室４内に臨んでいる。この点火プラグ７には、電子制御による点火時期のコントロールが可能な点火回路８が接続されている。
【００２７】
燃焼室４の側方部には、燃焼室４内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁９が設けられている。この燃料噴射弁９は、図略のニードル弁及びソレノイドを内蔵し、後述のパルス信号が入力されることにより、そのパルス入力時期にパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を噴射するように構成されている。なお、この燃料噴射弁９には図外の燃料ポンプにより燃料供給通路等を介して燃料が供給され、かつ、圧縮行程での燃焼室内の圧力よりも高い燃料圧力を与え得るように燃料供給系統が構成されている。
【００２８】
また、各気筒２Ａ〜２Ｄの燃焼室４に対して吸気ポート１１、１１ａ，１１ｂ及び排気ポート１２、１２ａ，１２ｂが開口し、これらのポートに吸気通路１５、排気通路２０等が接続されるとともに、各ポートが吸気弁３１、３１ａ，３１ｂ及び排気弁３２、３２ａ，３２ｂにより開閉されるようになっている。
【００２９】
そして、各気筒が所定の位相差をもって吸気、圧縮、膨張、排気の各行程からなるサイクルを行うようになっており、４気筒エンジンの場合、気筒列方向一端側から１番気筒２Ａ、２番気筒２Ｂ、３番気筒２Ｃ、４番気筒２Ｄと呼ぶと、図１０に示すように上記サイクルが１番気筒２Ａ、３番気筒２Ｃ、４番気筒２Ｄ、２番気筒２Ｂの順にクランク角で１８０°ずつの位相差をもって行われるようになっている。なお、図１０は４サイクル４気筒エンジンにおいて後に詳述するように特殊運転モードとされたときの各気筒の行程、燃料噴射時期、点火時期等を示すものであり、この図において、ＥＸは排気行程、ＩＮは吸気行程、Ｆは燃料噴射、Ｓは強制点火を表し、図中の星マークは圧縮自己着火が行われることを表している。
【００３０】
排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間には、排気行程と吸気行程が重なるときの排気行程側の気筒（当明細書ではこれを先行気筒と呼ぶ）から吸気行程側の気筒（当明細書ではこれを後続気筒と呼ぶ）へ既燃ガスをそのまま導くことができるように、気筒間ガス通路２２が設けられている。当実施形態の４サイクル４気筒エンジンでは、図１０に示すように１番気筒２Ａの排気行程（ＥＸ）と２番気筒２Ｂの吸気行程（ＩＮ）とが重なり、また４番気筒２Ｄの排気行程（ＥＸ）と３番気筒２Ｃの吸気行程（ＩＮ）が重なるので、１番気筒２Ａと２番気筒２Ｂ、及び、４番気筒２Ｄと３番気筒２Ｃがそれぞれ一対をなし、１番気筒２Ａ及び４番気筒２Ｄが先行気筒、２番気筒２Ｂ及び３番気筒２Ｃが後続気筒となる。
【００３１】
各気筒の吸・排気ポートとこれに接続される吸気通路、排気通路及び気筒間ガス通路は、具体的には次のように構成されている。
【００３２】
先行気筒である１番気筒２Ａ及び４番気筒２Ｄには、それぞれ、新気を導入するための吸気ポート１１と、既燃ガス（排気ガス）を排気通路に送り出すための第１排気ポート１２ａと、既燃ガスを後続気筒に導出するための第２排気ポート１２ｂとが配設されている。また、後続気筒である２番気筒２Ｂ及び３番気筒２Ｃには、それぞれ、新気を導入するための第１吸気ポート１１ａと、先行気筒からの既燃ガスを導入するための第２吸気ポート１１ｂと、既燃ガスを排気通路に送り出すための排気ポート３２とが配設されている。
【００３３】
図１に示す例では、１番，４番気筒２Ａ，２Ｄにおける吸気ポート１１および２番，３番気筒２Ｂ，２Ｃにおける第１吸気ポート１１ａが、１気筒当り２個ずつ、燃焼室の左半部側に並列的に設けられる一方、１番，４番気筒２Ａ，２Ｄにおける第１排気ポート１２ａ及び第２排気ポート１２ｂならびに２番，３番気筒２Ｂ，２Ｃにおける第２吸気ポート１１ｂ及び排気ポート１２が、燃焼室の右半部側に並列的に設けられている。
【００３４】
１番，４番気筒２Ａ，２Ｄにおける吸気ポート１１および２番，３番気筒２Ｂ，２Ｃにおける第１吸気ポート１１ａには、吸気通路１５における気筒別の分岐吸気通路１６の下流端が接続されている。各分岐吸気通路１６の下流端近傍には、共通の軸を介して互いに連動する多連スロットル弁１７が設けられており、この多連スロットル弁１７は制御信号に応じてアクチュエータ１８により駆動され、吸入空気量を調節するようになっている。なお、吸気通路１５における集合部より上流の共通吸気通路１５ａには、吸気流量を検出するエアフローセンサ１９が設けられている。
【００３５】
１番，４番気筒２Ａ，２Ｄにおける第１排気ポート１２ａおよび２番，３番気筒２Ｂ，２Ｃにおける排気ポート１２には、排気通路２０における気筒別の分岐排気通路２１の上流端が接続されている。また、１番気筒２Ａと２番気筒２Ｂとの間及び３番気筒２Ｃと４番気筒２Ｄとの間にそれぞれ気筒間ガス通路２２が設けられ、先行気筒である１番，４番気筒２Ａ，２Ｄの第２排気ポート１２ｂに気筒間ガス通路２２の上流端が接続されるとともに、後続気筒である２番，３番気筒２Ｂ，２Ｃの第２吸気ポート１１ｂに気筒間ガス通路２２の下流端が接続されている。
【００３６】
排気通路２０における分岐排気通路２１の下流の集合部には排気ガス中の酸素濃度を検出することにより空燃比を検出するＯ２センサ２３が設けられている。さらにＯ２センサ２３の下流の排気通路２１には排気浄化のために三元触媒２４が設けられている。この三元触媒２４は、一般に知られているように、排気ガスの空燃比が理論空燃比（つまり空気過剰率λがλ＝１）付近にあるときにＨＣ，ＣＯ及びＮＯｘに対して高い浄化性能を示す触媒である。また、上記Ｏ２センサ２３は、排気ガス中の酸素濃度を検出することにより空燃比を検出するもので、特に理論空燃比付近で出力が急変するλＯ２センサにより構成されている。
【００３７】
上記気筒間ガス通路２２には、排気ガス中における酸素濃度の変化（空燃比の変化）に対して出力がリニアに変化するリニアＯ２センサ２５が設けられている。
【００３８】
各気筒の吸・排気ポートを開閉する吸・排気弁とこれらに対する動弁機構は、次のようになっている。
【００３９】
１番，４番気筒２Ａ，２Ｄにおける吸気ポート１１、第１排気ポート１２ａ及び第２排気ポート１２ｂにはそれぞれ吸気弁３１、第１排気弁３２ａ及び第２排気弁３２ｂが設けられ、また、２番，３番気筒２Ｂ，２Ｃにおける第１吸気ポート１１ａ、第２吸気ポート１１ｂ及び排気ポート１２にはそれぞれ第１吸気弁３１ａ、第２吸気弁３１ｂ及び排気弁３２が設けられている。そして、各気筒の吸気行程や排気行程が上述のような所定の位相差をもって行われるように、これら吸・排気弁がそれぞれカムシャフト３３，３４等からなる動弁機構により所定のタイミングで開閉するように駆動される。
【００４０】
上記動弁機構のカムシャフトには、各吸・排気弁をリフトさせて開閉駆動する第１カム３３と、各吸・排気弁をリフトさせることなく閉止状態に保持する一対の第２カム３４との両方がそれぞれ設けられている。
【００４１】
さらに、上記各吸・排気弁のうち先行気筒２Ａ，２Ｄに設けられた第１排気弁３２ａおよび後続気筒２Ｂ，２Ｃに設けられた第１吸気弁３１ａに対しては、これらを作動状態から閉止状態に切り換える第１切換機構３５ａが設けられるとともに、先行気筒２Ａ，２Ｄに設けられた第２排気弁３２ｂおよび後続気筒２Ｂ，２Ｃに設けられた第２吸気弁３１ｂに対しては、これらを閉止状態から作動状態に切り換える第２切換機構３５ｂが設けられている。これら第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂにより、吸・排気流通経路を後記２気筒接続状態と各気筒独立状態とに切り換える切換機構が構成されている。
【００４２】
上記第１切換機構３５ａには、図３〜図５に示すように、動弁機構の第１カム３３に対応した位置に設置されるセンタタペット６１と、第２カム３４に対応した位置に設置される一対の突部６３を備えたサイドタペット６２とが設けられ、このサイドタペット６２の底部と、上記センタタペット６１の底面との間には、センタタペット６１の上面を第１カム３３に圧接させる方向に付勢する一対の圧縮コイルばね６４が配設されている。
【００４３】
また、センタタペット６１およびサイドタペット６２の両突部６３には、相対応したロック孔６５，６６がそれぞれ形成され、センタタペット６１が図３に示す上昇位置にある場合に、上記両ロック孔６５，６６が連通状態となるように構成されている。また、上記センタタペット６１のロック孔６５内には、フランジ部６７ａを有するロックピン６７がその軸方向に摺動可能に配設されている。上記サイドタペット６２の両突部６３の一方に設けられたロック孔６６には、第１プランジャ７５と、この第１プランジャ７５を上記ロックピン６７側に付勢する圧縮コイルばねからなる付勢部材７６が収容される凹部を備えた第１ホルダ６８が配設されるとともに、上記両突部６３の他方に設けられたロック孔６６には、第２プランジャ６９を保持する第２ホルダ７０が配設されている。
【００４４】
上記センタタペット６１のロック孔６５内には、ロックピン６７の両端部を支持する第１，第２ブッシュ７１，７２と、ロックピン６７を基端部側（プランジャ６９側）に付勢する圧縮コイルばねからなる付勢部材７３とが配設されている。そして、通常時には、図３，図４に示すように、上記付勢部材７３および付勢部材７６の付勢力に応じてロックピン６７のフランジ部６７ａが第２ブッシュ７２の先端部に当接した原点位置に支持されることにより、上記ロックピン６７がセッタータペット６２のロック孔６５と第２ホルダ７０と離間に跨った状態で収容されるとともに、第１プランジャ７５が上記第１ホルダー６８と第１ブッシュ７１との間に跨った状態で収容されて、上記センタタペット６１とサイドタペット６２とが連結状態に保持される。これによって上記第１カム３３により駆動されるセンタタペット６１の駆動力が、上記サイドタペット６１を介して第１排気弁３２ａおよび第２吸気弁３１ａのステムエンド７４に伝達されて、上記第１排気弁３２ａおよび第１吸気弁３１ａが開閉駆動されるようになっている。
【００４５】
また、後述する作動油給排用の通路３６から上記第２プランジャ６９の基端部と第２ホルダ７の底部との間に作動油が供給されると、上記付勢部材７３の付勢力に抗してロックピン６７が、矢印に示すように、第１プランジャ７５側に押されてセンタタペット６１のロック孔６５内に収容された作動位置に変位するとともに、上記付勢部材７６の付勢力に抗して第１プランジャ７５が、矢印に示すように、第２ホルダ６８側に押されてその内部に収容された作動位置に変位することにより、センタタペット６１とサイドタペット６２との連結が切り離される。これによって上記第１カム３３の駆動力が、上記サイドタペット６２を介して第１排気弁３２ａおよび第１吸気弁３１ａのステムエンド７４に伝達されることが阻止されて、上記第１排気弁３２ａおよび第１吸気弁３１ａが閉止状態に保持されることになる。
【００４６】
一方、上記第２排気弁３２ｂおよび第２吸気弁３１ｂの動弁機構に設けられた第２切換機構３５ｂは、図６に示すように、通常時に、ロックピン６７がセンタタペット６１のロック孔６６内に収容されるとともに、プランジャ６９が第２ホルダ７０内に収容された原点位置に保持されることにより、センタタペット６１とサイドタペット６２との連結状態が切り離されている点を除いて上記第１切換機構３５ａと同様に構成されている。
【００４７】
そして、通常時には、上記第２切換機構３５ｂへの作動油の供給が停止されることにより、上記第２排気弁３２ｂおよび第２吸気弁３１ｂが閉止状態に保持されるようなっている。また、後述する作動油給排用の通路３８から上記プランジャ６９の基端部と第２ホルダ７０の底部との間に作動油が供給されて、プランジャ６９の先端部がセンタタペット６１のロック孔６５内に侵入するとともに、上記プランジャ６９により押されたロックピン６７が上記付勢部材７３の付勢力に抗して第１ホルダ６８側に押され、矢印に示すように、ロックピン６７の先端部が第１ホルダー６８内に進入した作動位置に変位することにより、センタタペット６１とサイドタペット６２とが連結される。これによって上記第１カム３３の駆動力がサイドタペット６２を介して上記第２排気弁３２ｂおよび第２吸気弁３１ｂのステムエンド７４に伝達されることにより、上記第２排気弁３２ｂおよび第２吸気弁３１ｂが開閉駆動されることになる。
【００４８】
図７および図８に示すように、上記第１排気弁３２ａ用の第１切換機構３５ａと、第１吸気弁３１ａ用の第１切換機構３５ａとに対する作動油給排用の通路３６には、第１コントロール弁３７が設けられ、また上記第２排気弁３２ｂ用の第２切換機構３５ｂと、第２吸気弁３１ｂ用の第２切換機構３５ｂとに対する作動油給排用の通路３８には、第２コントロール弁３９がそれぞれ設けられている。
【００４９】
図７はエンジンの各被潤滑部に対する潤滑油供給および上記切換機構３５ａ，３５ｂに対する作動油供給のためのオイル供給系統を示している。このオイル供給系統には機械式のオイルポンプからなるメインオイルポンプ４２が設けられ、このメインオイルポンプ４２が図外のエンジン出力軸に伝動手段を介して連結されて、エンジンにより駆動されるようになっているが、このメインオイルポンプ４２に加えてさらに、電動ポンプからなるサブオイルポンプ４４が設けられている。
【００５０】
すなわち、オイルパン４０に接続されたオイル通路４１にメインオイルポンプ４２およびオイルフィルター４３が配設されるとともに、オイル通路４１のメインオイルポンプ４２の上流側から分岐したオイル通路４１ａにサブオイルポンプ４４及びオイルフィルター４５が設けられている。サブオイルポンプ４４の下流（正確にはオイルフィルター４５の下流）とメインオイルポンプ４２の下流（正確にはオイルフィルター４３の下流）との間には、これらを連通するチェックバルブ４６を備えたオイル通路４１ｂが設けられている。このチェックバルブ４６は、サブオイルポンプ４４が停止されている時（例えば高速域での運転時）に、メインオイルポンプ４２から吐出された潤滑油がサブオイルポンプ４４側のオイル通路４１ａにリークしないように機能し、また、後述するように、サブオイルポンプ４４がメインオイルポンプ４２の吐出量を補うように、サブオイルポンプ４４で吐出したオイルの少なくとも一部をオイル通路４１ａ側に流通させるように機能する一方弁である。
【００５１】
そして、上記メインオイルポンプ４２から吐出されたオイルがエンジンの被潤滑部４７に送られるとともに、上記サブオイルポンプ４４から吐出されたオイルはコントロール弁３７，３９を介して切換機構３５ａ，３５ｂに送られるようになっている。なお、メインオイルポンプの吐出流量がエンジンの駆動損失を少なくするために低目に設定されており、エンジンの被潤滑部４７へ供給される潤滑油が不足する運転域では、サブオイルポンプが駆動されて、オイル通路４１ｂのチェックバルブ４６を介して不足分の潤滑油が補充される。また、メインオイルポンプ４２の吐出側とオイルパン４０との間には、メインオイルポンプ４２の吐出圧が過度に高くなる異常時にオイルの一部をリリーフするために、リリーフバルブ４９を備えたリリーフ通路４８が設けられている。
【００５２】
図８はエンジンの駆動、制御系統の構成を示している。この図において、マイクロコンピュータ等からなるエンジン制御用のＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）５０には、エアフローセンサ１９、Ｏ２センサ２３およびリニアＯ２センサ２５からの信号が入力され、さらに運転状態を判別するためにエンジン回転数を検出する回転数センサ５７及びアクセル開度（アクセルペダル踏込み量）を検出するアクセル開度センサ５８等からの信号も入力されている。また、このＥＣＵ５０から、各燃料噴射弁９と、多連スロットル弁１７のアクチュエータ１８と、上記第１，第２のコントロール弁３７，３９とに対して制御信号が出力されている。
【００５３】
上記ＥＣＵ５０は、運転状態判別手段５１、モード設定手段５２、切換機構制御手段５３、吸入空気量制御手段５４、燃料噴射制御手段５５及びオイルポンプ制御手段５６を備えている。
【００５４】
上記運転状態判別手段５１は、図９に示すようにエンジンの運転領域が低速低負荷側の領域Ａ（部分負荷域）と高速側ないし高負荷側の領域Ｂとに分けられた制御用マップを有し、低速低負荷側の領域Ａを特殊運転モード領域、高速側ないし高負荷側の領域Ｂを通常運転モード領域とする。そして、上記回転数センサ５７及びアクセル開度センサ５８等からの信号により調べられるエンジンの運転状態（エンジン回転数及びエンジン負荷）が上記領域Ａ，Ｂのいずれにあるかを判別するようになっている。
【００５５】
上記モード設定手段５２は、運転状態判別手段５１による判別に基づき、上記特殊運転モード領域Ａでは、排気行程にある先行気筒から排出される既燃ガスをそのまま吸気行程にある後続気筒に導入して燃焼させる特殊運転モードを選択し、上記通常運転モード領域Ｂでは、各気筒をそれぞれ独立させ燃焼させる通常運転モードを選択するようになっている。
【００５６】
上記切換機構制御手段５３は、モード設定手段５２による運転モードの設定に応じ、特殊運転モードでは気筒間ガス通路２２を介して先行気筒の既燃ガスを後続気筒に導入させる２気筒接続状態とし、通常運転モードでは各気筒にそれぞれ新気を導入させる各気筒独立状態とするように吸・排気流通経路を変更すべく第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂを制御するもので、具体的には運転状態が領域Ａ，Ｂのいずれにあるかに応じ、上記各コントロール弁３７，３９を制御することにより、第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂを次のように制御する。
【００５７】
2004068680.tif 000003
上記吸入空気量制御手段５４は、アクチュエータ１８を制御することによりスロットル弁１７の開度（スロットル開度）を制御するものであり、運転状態に応じてマップ等から目標吸入空気量を求め、その目標吸入空気量に応じてスロットル開度を制御する。この場合、特殊運転モードとされる運転領域Ａでは、後続気筒２Ｂ，２Ｃにおいては分岐吸気通路１６からの吸気導入が遮断された状態で先行気筒２Ａ，２Ｄから導入されるガス中の過剰空気と新たに供給される燃料との比が理論空燃比とされつつ燃焼が行われるので、先行、後続の２気筒分の要求トルクに応じた燃料の燃焼に必要な量の空気（２気筒分の燃料の量に対して理論空燃比となる量の空気）が先行気筒２Ａ，２Ｄに供給されるように、スロットル開度が調節される。
【００５８】
上記燃料噴射制御手段５５は、各気筒２Ａ〜２Ｄに設けられた燃料噴射弁９からの燃料噴射量及び噴射タイミングをエンジンの運転状態に応じて制御する。そして、特に上記モード設定手段５２により設定される運転モードに応じ、燃料噴射量及び噴射タイミングが変更される。
【００５９】
すなわち、特殊運転モードが設定された場合、先行気筒２Ａ，２Ｄに対しては、空燃比が理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比、例えば理論空燃比の略２倍もしくはそれ以上となるように燃料噴射量を制御するとともに、圧縮行程で燃料を噴射して混合気の成層化を行わせるように噴射時期を設定する。そして、圧縮上死点付近で点火が行われることにより成層燃焼が行われるようにする。
【００６０】
一方、後続気筒２Ｂ，２Ｃに対しては、先行気筒２Ａ，２Ｄから導入されたリーン空燃比の既燃ガスに対して燃料を供給し、後続気筒２Ｂ，２Ｃでの燃焼の際に実質的に理論空燃比となるように燃料噴射量を制御するとともに、既燃ガスが多い状況下で着火、燃焼が可能なように噴射タイミングを設定する。例えば、先行気筒から導入される既燃ガスの温度が充分に高くて圧縮行程で自己着火し得るような温度状態となる場合は、吸気行程で燃料を噴射して混合気を均一化するように噴射時期を設定する。
【００６１】
また、通常運転モードが選択された場合には、各気筒２Ａ〜２Ｄの空燃比を理論空燃比もしくはそれ以下とするように燃料噴射量を制御し、例えば通常運転モード領域Ｂのうちの大部分の領域において理論空燃比とし、全開負荷及びその付近の運転領域で理論空燃比よりリッチとする。そして、この場合に、各気筒２Ａ〜２Ｄに対して吸気行程で燃料を噴射して混合気を均一化するように噴射時期を設定する。
【００６２】
上記オイルポンプ制御手段５６は、オイル供給系統（図７参照）に設けられているサブオイルポンプ４４を運転状態に応じて制御する。
【００６３】
とくに、メインオイルポンプ４２のエンジン回転数に応じた吐出流量特性が、要求流量特性に対し、高速域で略合致して低速域で低くなるように予め設定されており、一方、このような設定による場合にメインオイルポンプ４２の吐出流量が要求流量よりも低くなることがある低速域で、上記オイルポンプ制御手段５６によりサブオイルポンプ４４が駆動されるようになっている。
【００６４】
すなわち、図１１に示すように、エンジンにより駆動されるメインオイルポンプ４２の吐出流量（実線Ｆｎ）は、エンジン回転数に略比例して変化し、回転数が高くなると増加し、回転数が低くなると減少する。一方、エンジン各部の潤滑等のための要求流量（破線Ｆｄ）は、概略的にはエンジンの高速側で多く、低速側で少なくなるが、必ずしもエンジン回転数に比例せず、アイドル回転数付近でも潤滑のためにある程度のオイルが必要になり、さらに、特殊運転モード領域Ａ（図９）が属する所定回転数以下の低速域では、上記第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂに対して作動油を供給する必要があることから、それに見合うだけオイル供給系統の油圧を高めることが要求される。
【００６５】
このような条件下で、当実施形態では、メインオイルポンプ４２のエンジン回転数に応じた吐出流量特性（実線Ｆｎ）が、要求流量特性（破線Ｆｄ）に対し、高速域で略合致して低速域で低くなるように設定されている。そして、このように設定される一方で、低速域において、エンジン各部への潤滑油供給の不足分を補うため、また、第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂに対して作動油を供給するため、サブオイルポンプ４４が駆動される。とくに、第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂに対して作動油の供給が必要な特殊運転モード領域Ａと略一致する低速低負荷側の領域で、サブオイルポンプ４４が駆動されるようになっている。
【００６６】
以上のような当実施形態の装置の作用を、図１０〜図１３を参照しつつ説明する。
【００６７】
低速低負荷側の領域Ａでは、特殊運転モードとされ、前述のように第１排気弁３２ａ及び第１吸気弁３１ａが停止状態、第２排気弁３２ｂ及び第２吸気弁３１ｂが作動状態とされることにより、実質的な新気及びガスの流通経路は図１２に示すような２気筒接続状態とされ、先行気筒２Ａ，２Ｄから排出される既燃ガスがそのまま気筒間ガス通路２２を介して後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入されるとともに、この後続気筒２Ｂ，２Ｃから排出されるガスのみが排気通路２０に導かれる。
【００６８】
この状態において、先行気筒２Ａ，２Ｄにそれぞれ吸気行程で吸気通路１５から新気が導入され（図１２中の矢印ａ）、先行気筒２Ａ，２Ｄでは空燃比が理論空燃比よりも大きいリーン空燃比となるように燃料噴射量が制御されつつ圧縮行程で燃料が噴射され、かつ、所定点火時期に点火が行われて、成層燃焼が行われる（図１０参照）。
【００６９】
それから、先行気筒２Ａ，２Ｄの吸気行程と後続気筒２Ｂ，２Ｃの排気行程が重なる期間に、先行気筒２Ａ，２Ｄから排出された既燃ガスがガス通路２２を通って後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入される（図１０中の白抜き矢印及び図１２中の矢印ｂ）。そして、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは、先行気筒２Ａ，２Ｄから導入されたリーン空燃比の既燃ガスに燃料が供給されて理論空燃比となるように、Ｏ２センサ２３の出力に基いて燃料噴射量が制御されつつ、適当なタイミングで燃料が噴射され、燃焼が行われる。例えば、先行気筒２Ａ，２Ｄから導入される既燃ガスの温度が充分に高い場合、後続気筒２Ｂ，２Ｃにおいて吸気行程で燃料が噴射され、この燃料が均一に分散した状態で圧縮行程上死点付近で自己着火が生じ、この自己着火による燃焼が行われる（図１０参照）。そして、後続気筒２Ｂ，２Ｃでの燃焼後の既燃ガスは、三元触媒２４を備えた排気通路２０に排出される（図１２中の矢印ｃ）。
【００７０】
このように、先行気筒２Ａ，２Ｄではリーン空燃比での成層燃焼が行われることにより、熱効率が高められるとともにポンピングロスが低減され、これらの相乗効果で大幅に燃費が改善される。また、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは、先行気筒から押出された既燃ガスが導入されるためポンピングロス低減効果が高められ、さらに、圧縮自己着火が行われる場合、略均一な混合気分布状態での同時圧縮自己着火により燃焼が急速に行われ、これによって熱効率が大幅に向上される。これらの作用で後続気筒でも大幅に燃費が改善される。
【００７１】
しかも、後続気筒２Ｂ，２Ｃから排気通路２０に排出されるガスは理論空燃比であるため、従来のリーンバーンエンジンのようにリーンＮＯｘ触媒を設ける必要がなく、三元触媒２４だけで充分に排気浄化性能が確保される。
【００７２】
そして、リーンＮＯｘ触媒を設ける必要がないことから、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量増大時におけるＮＯｘの放出、還元のための一時的な空燃比のリッチ化を行う必要がなく、燃費改善の目減りが避けられる。さらに、リーンＮＯｘ触媒の硫黄被毒の問題が生じることもない。
【００７３】
また、先行気筒２Ａ，２Ｄでは理論空燃比の略２倍もしくはそれ以上のリーン空燃比とされることでＮＯｘ発生量が比較的少なく抑えられ、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは、先行気筒２Ａ，２Ｄから既燃ガスが導入されることで多量のＥＧＲが行われているのと同等の状態となることからＮＯｘの発生が充分に抑制される。このような点からもエミッションの向上に有利となる。
【００７４】
一方、高負荷側ないし高回転側の領域Ｂでは、通常運転モードとされ、前述のように第１排気弁３２ａ及び第１吸気弁３１ａが作動状態、第２排気弁３２ｂ及び第２吸気弁３１ｂが停止状態とされることにより、実質的な新気及びガスの流通経路は図１３に示すような各気筒独立状態とされ、実質的に各気筒２Ａ〜２Ｄの吸気ポート３１，３１ａ及び排気ポート１２ａ，１２が独立し、吸気通路１５から各気筒２Ａ〜２Ｄの吸気ポート３１，３１ａに新気が導入されるとともに各気筒２Ａ〜２Ｄの排気ポート３１，３１ａから排気通路２０に既燃ガスが排出される。そしてこの場合は、理論空燃比もしくはそれよりリッチとなるように吸入空気量及び燃料噴射量が制御されることにより、出力性能が確保される。
【００７５】
このように、運転領域によって特殊運転モードと通常運転モードとが選択され、それに応じ、吸・排気の流通経路が２気筒接続状態と各気筒独立状態とに切り換えられ、この吸・排気流通経路の切り換えは、油圧により作動される第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂによって行われる。すなわち、上記特殊運転モード領域で２気筒接続状態とされるときは、上記第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂに対して作動油が供給され、通常運転モード領域で各気筒独立状態とされるときは、上記第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂに対する作動油の供給が停止される。
【００７６】
また、エンジン停止中は第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂに対する作動油の供給が停止されているため各気筒独立状態となっており、エンジン始動時にも各気筒独立状態が保たれて通常運転モードとされ、エンジン始動後においてエンジンが暖機したときに、上記特殊運転モード領域Ａにあれば、上記第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂに作動油が供給されることにより２気筒接続状態とされ、特殊運転モードに切換えられる。
【００７７】
ところで、上記第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂに対する作動油の供給およびエンジン各部への潤滑油の供給のためのオイル供給系統においては、エンジン駆動のメインオイルポンプ４２と電動ポンプからなるサブオイルポンプ４４が設けられ、図１１に示すようにメインオイルポンプ４２の吐出流量特性が要求流量特性に対して高速域で合致するように設定されるとともに、低速域でサブオイルポンプ４４が駆動されることにより、エンジン各部の潤滑および切換機構作動のためのオイル供給作用が確保されつつ、中速域でのオイルポンプ駆動損失が低減される。
【００７８】
すなわち、図１１に破線Ｆｄで示すような要求流量に対し、従来のようにエンジン駆動の１つのオイルポンプだけを用い低速域での要求を満足しようとすると、同図に二点鎖線Ｆ´で示すように、オイルポンプの増速比を大きくすること等でエンジン回転数に対して比較的大きな比例係数で吐出流量が変化するような特性に設定する必要がある。このようにすると高速域では吐出流量が要求流量と比べて著しく増大することから、流量が所定上限値αに達するとオイルをリリーフすることで吐出流量の上昇を抑えるようにしているが、このようにしても、中速域では吐出流量が要求流量をかなり上回ってしまい、それに伴ってオイルポンプの駆動抵抗が大きくなり、駆動損失が増大する。
【００７９】
これに対し、当実施形態の装置では、メインオイルポンプ４２の吐出流量特性（Ｆｎ）が、要求流量（Ｆｄ）に対し、高速域で合致して低速域では低くなるように設定されているため、従来の場合（Ｆ´）と比べ、低、中速域でのメインオイルポンプの吐出流量が少なくなり、その分だけ駆動抵抗が低減される。従って、駆動損失の低減により燃費改善効果が高められる。
【００８０】
しかも、このように設定した場合に要求に対してメインオイルポンプ４２の吐出流量が不足する低速域では、サブオイルポンプ４４が駆動されることによりオイル供給作用が補われ、エンジンの被潤滑部４７に潤滑用のオイルが充分に供給されるとともに、低速低負荷側の特殊運転モード領域で２気筒接続状態とするための第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂの作動油の供給も良好に行われる。
【００８１】
とくに、エンジンが始動後に通常運転モードから特殊運転モードに切換わるときにも、サブオイルポンプ４４の駆動により第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂへの作動油の供給が良好に行われ、２気筒接続状態への切換わりが確実に、かつ速やかに行われることとなる。
【００８２】
なお、本発明の装置の具体的構成は上記実施形態に限定されず、種々変更可能である。他の実施形態を以下に説明する。
【００８３】
▲１▼特殊運転モードとされる場合に、図１０に示す例では、後続気筒の燃焼が圧縮自己着火により行われるようになっているが、エンジンの低温時等、後続気筒での圧縮自己着火が困難な温度状態にある場合には、後続気筒も先行気筒と同様に強制点火により燃焼を行わせるようにしてもよく、この場合、着火性確保のため、後続気筒に対する燃料噴射は圧縮行程で行うようにすることが好ましい。
【００８４】
▲２▼吸・排気流通経路を後記２気筒接続状態と各気筒独立状態とに切り換える切換機構（第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂ）は図３〜図６に示すような構造に限定されず、例えばカムの回転をロッカーアームを介して吸・排気弁に伝えるような動弁機構においてそのロッカーアームに組み込むようにしてもよい。
【００８５】
▲３▼上記基本実施形態では先行気筒２Ａ，２Ｄ、後続気筒２Ｂ，２Ｃのいずれに対しても燃料噴射弁９は燃焼室に直接燃料を噴射する直噴タイプとしているが、後続気筒２Ｂ，２Ｃに対する燃料噴射弁は必ずしも直噴タイプに限定されず、例えば吸気ポートおよび気筒間ガス通路に燃料噴射弁を設け、通常運転モードでは吸気ポートの燃料噴射弁を駆動し、特殊運転モードでは気筒間ガス通路の燃料噴射弁を駆動するようにしてもよい。
【００８６】
▲４▼本発明の装置は４気筒以外の多気筒エンジンにも適用可能である。そして、例えば６気筒等では１つの気筒の排気行程と別の気筒の吸気行程が完全に重なり合うことはないが、このような場合は、一方の気筒の排気行程が他方の気筒の吸気行程より先行するとともに、両行程が部分的に重なり合う２つの気筒を先行、後続の一対の気筒とすればよい。
【００８７】
【発明の効果】
以上のように本発明の装置によると、エンジンの低速低負荷域で特殊運転モードに制御し、この特殊運転モードでは、排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間で排気行程にある先行気筒から排出される既燃ガスが気筒間ガス通路を介して吸気行程にある後続気筒に導入される２気筒接続状態としつつ、先行気筒ではリーン空燃比とした状態で燃焼を行わせ、後続気筒では先行気筒から導入されたリーン空燃比の既燃ガスに燃料を供給して理論空燃比で燃焼を行わせるようにしているため、先行気筒でのリーン燃焼による熱効率向上および各気筒でのポンピングロス低減等により燃費を改善することができ、しかも、三元触媒だけで充分に排気ガスの浄化が達成することができる。
【００８８】
また、上記特殊運転モードにする場合と通常運転モードにする場合とに応じて吸・排気流通経路を切換えるため、油圧により駆動される切換機構を設けるとともに、エンジンの被潤滑部及び上記切換機構に対してオイルを供給する経路にメインオイルポンプとサブオイルポンプとを設け、メインオイルポンプのエンジン回転数に応じた吐出流量特性を、要求流量特性に対し、高速域では略合致して低速域では低くなるように設定する一方、低速域でサブオイルポンプを駆動させるように構成しているため、低・中速域でのメインオイルポンプの駆動抵抗を低減しつつ、低速域でもエンジン各部の潤滑および上記切換機構の作動を良好に行わせることができる。そして、オイルポンプの駆動抵抗の低減により、燃費改善効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による制御装置を備えたエンジン全体の概略平面図である。
【図２】エンジン本体等の概略断面図である。
【図３】第１切換機構の具体的構成を示す正面断面図である。
【図４】第１切換機構の具体的構成を示す平面断面図である。
【図５】センタタペットおよびサイドタペットの具体的構成を示す斜視図である。
【図６】第２切換機構の具体的構成を示す正面断面図である。
【図７】オイル供給系統の概略図である。
【図８】制御系統のブロック図である。
【図９】運転状態に応じた制御を行うための運転領域設定の一例を示す説明図である。
【図１０】特殊運転モードにあるときの、各気筒の排気行程、吸気行程、燃料噴射時期および点火時期等を示す図である。
【図１１】エンジン回転数とオイルポンプ吐出流量との関係を示す説明図である。
【図１２】特殊運転モードにあるときの実質的な新気およびガスの流通経路を示す説明図である。
【図１３】通常運転モードにあるときの実質的な新気およびガスの流通経路を示す説明図である。
【符号の説明】
１　エンジン本体
２Ａ〜２Ｄ　気筒
９　燃料噴射弁
１１　吸気ポート
１１ａ　第１吸気ポート
１１ｂ　第２吸気ポート
１２　排気ポート
１２ａ　第１排気ポート
１２ｂ　第２排気ポート
２２　気筒間ガス通路
３１　吸気弁
３１ａ　第１吸気弁
３１ｂ　第２吸気弁
３２　排気弁
３２ａ　第１排気弁
３２ｂ　第２排気弁
３５ａ　第１切換機構
３５ｂ　第２切換機構
４２　メインオイルポンプ
４４　サブオイルポンプ
５０　ＥＣＵ
５３　切換機構制御手段
５６　オイルポンプ制御手段
【図１】
2004068680.tif 000004
【図２】
2004068680.tif 000005
【図３】
2004068680.tif 000006
【図４】
2004068680.tif 000007
【図５】
2004068680.tif 000008
【図６】
2004068680.tif 000009
【図７】
2004068680.tif 000010
【図８】
2004068680.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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