(57)【要約】【課題】ノッキングの発生を抑制しつつ、さらに広い運転領域で効果的に圧縮自己着火による燃焼を行わせることができるようにする。【解決手段】エンジンの部分負荷領域で、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吸・排気の流通状態を制御する。そして、燃焼状態制御手段４４により、上記特殊運転モードとされる運転領域のうちの少なくとも一部の運転領域で、後続気筒２Ｂ，２Ｃを圧縮自己着火により燃焼を行わせるとともに、この圧縮自己着火領域における高負荷側領域では、それよりも低負荷側の領域に比べて先行気筒２Ａ，２Ｄの空燃比を相対的にリッチとし、かつ後続気筒２Ｂ，２Ｃ内に新気を導入する新気導入弁３１ａを開弁することにより、上記先行気筒２Ａ，２Ｃから導出された既燃ガスに加えて新気を後続気筒２Ｂ，２Ｃ内に導入させるように制御する。【選択図】　　　　図４
2004124761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各気筒内に燃料を供給する燃料噴射弁が吸気導入経路に設けられるとともに、各気筒の燃焼サイクルが所定の位相差をもつように設定された多気筒の火花点火式エンジンにおいて、
エンジンの部分負荷領域で、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がそのまま吸気行程にある後続気筒に気筒間ガス通路を介して導入され、この後続気筒から排出される既燃ガスが排気通路に導かれるような２気筒接続状態としつつ、先行気筒の空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比として燃焼を行わせ、この先行気筒から後続気筒に導入されたリーン空燃比の既燃ガスに燃料を供給して後続気筒の燃焼を行わせる特殊運転モードの制御を実行する運転モード制御手段と、
上記特殊運転モードの制御が実行される運転領域で、上記気筒間ガス通路内に先行気筒の既燃ガスを導入させる前に、後続気筒内に新気を導入する新気導入弁を開弁するとともに、上記燃料噴射弁から燃料を噴射し、かつ後続気筒から排出される排気ガス中の酸素濃度が、理論空燃比の燃焼状態に対応した値となるように後続気筒の空燃比を制御する燃焼状態制御手段とを備え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】
後続気筒に新気を導入する新気導入弁の開弁期間を切り換える切換手段を備え、特殊運転モードの制御が実行される部分負荷領域よりも高負荷ないし高回転側の運転領域では、上記部分負荷領域に比べて新気導入弁の開弁期間を長くするように切り換えることにより、先行気筒及び後続気筒をそれぞれ独立させて燃焼させる通常運転モードの制御を実行す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】
特殊運転モードの制御が実行される運転領域では、少なくとも後続気筒を圧縮自己着火により燃焼を行わせ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４】
吸気導入経路に設けられた燃料噴射弁から各気筒内に燃料を供給するとともに、各気筒の燃焼サイクルが所定の位相差をもつように設定された多気筒の火花点火式エンジンにおいて、
エンジンの部分負荷領域で、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がそのまま吸気行程にある後続気筒に気筒間ガス通路を介して導入され、この後続気筒から排出されるガスが排気通路に導かれるような２気筒接続状態としつつ、先行気筒及び後続気筒の空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比として圧縮自己着火により燃焼を行わせる特殊運転モードの制御を実行する運転モード制御手段と、
上記特殊運転モードの制御が実行される運転領域で、上記気筒間ガス通路内に先行気筒の既燃ガスを導入させる前に、後続気筒内に新気を導入する新気導入弁を開弁するとともに、上記燃料噴射弁から燃料を噴射させるように制御する燃焼状態制御手段とを備え、
排気通路には三元触媒または酸化触媒の少なくとも一方が配設され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５】
特殊運転モードの制御が実行される運転領域で、過給機により加圧された吸気を各気筒に供給して各気筒の空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とする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。
【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、より詳しくは多気筒のエンジンにおいて燃費改善及びエミッション向上のために各気筒の燃焼状態を制御する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、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備え、低回転低負荷領域等で上記燃料噴射弁から圧縮行程で燃料を噴射して成層燃焼を行わせことにより、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（例えば、特許文献１参照）。
【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、下記特許文献１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。そして、このようなリーンＮＯｘ触媒を用いる場合、リーン運転中にリーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸着量が増大したときは、例えば特許文献１に示されるように主燃焼以外に膨張行程中に追加燃料を燃焼室内に噴射して排気ガスの空燃比をリッチ化するとともにＣＯを生成し、これによってＮＯｘの離脱、還元を促進するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２９８３６号公報
【０００５】
【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浄化性能を確保するために、上記リーンＮＯｘ触媒を排気通路に設ける必要があるとともに、燃焼室内に燃料を直接噴射するように構成されているために、燃料の噴射圧力を加圧する高圧ポンプが必要であり、コスト的に不利である。
【０００６】
また、上記リーンＮＯｘ触媒の浄化性能を維持するためには、上述のようにＮＯｘ吸着量増大時にＮＯｘの離脱、還元のため追加燃料の供給等による一時的な空燃比のリッチ化を行う必要がある。さらに、使用燃料が硫黄分を多く含む場合には、上記リーンＮＯｘ触媒の硫黄被毒を解消するための触媒の加熱処理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。しかも、混合気の空燃比がある程度以上にリーンになると、燃焼速度が遅くなりすぎてその終期に近い燃焼が仕事に寄与しなくなるため、成層燃焼でのリーン化による燃費改善には限界があった。
【０００７】
なお、燃費改善のための別の手法として、圧縮自己着火が研究されており、この圧縮自己着火は、ディーゼルエンジンと同様に圧縮行程終期に燃焼室内を高温・高圧にして燃料を自己着火させるようにするものであり、空燃比が超リーンの状態や多量のＥＧＲが導入されている状態でも、このような圧縮自己着火が行われれば燃焼室全体が一気に燃焼するため、仕事に寄与しない遅い燃焼が避けられて燃費改善に有利となる。
【０００８】
しかし、通常の火花点火式ガソリンエンジンでは、燃焼のために強制点火が必要であって、圧縮上死点付近での燃焼室内の温度、圧力が圧縮自己着火を生じさせる程度までには高められず、圧縮自己着火を行わせるには燃焼室内の温度または圧力を大幅に高めるための格別の工夫が必要となるが、従来、高負荷領域でのノッキング（燃焼室内で火炎が伝播する前に混合気が自然着火することによる異常燃焼）を避けつつ、燃費改善が要求される部分負荷領域で圧縮自己着火を生じさせる程度まで燃焼室内の温度または圧力を高めることが困難であった。
【０００９】
そこで、本出願人は、エンジンの低高低回転領域で、排気行程と吸気行程と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の既燃ガスをそのまま吸気行程にある後続気筒に導入させる２気筒接続状態とし、先行気筒の空燃比を理論空燃比よりもリーン空燃比として燃焼させるとともに、後続気筒では、先行気筒から排出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ことにより、リーン燃焼による燃費改善効果をもたせつつ、リーンＮＯｘ触媒を必要とせずに排気浄化性能を向上させることができる火花点火式エンジンの制御装置に関する技術を出願している（特願２００２−０２４５４８号）。
【００１０】
本発明は、このような技術に基づき、排気浄化性能を確保しつつ、簡単な構成でより効果的に燃費の改善効果を高め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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、各気筒内に燃料を供給する燃料噴射弁が吸気導入経路に設けられるとともに、各気筒の燃焼サイクルが所定の位相差をもつように設定された多気筒の火花点火式エンジンにおいて、エンジンの部分負荷領域で、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がそのまま吸気行程にある後続気筒に気筒間ガス通路を介して導入され、この後続気筒から排出される既燃ガスが排気通路に導かれるような２気筒接続状態としつつ、先行気筒の空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比として燃焼を行わせ、この先行気筒から後続気筒に導入されたリーン空燃比の既燃ガスに燃料を供給して後続気筒の燃焼を行わせる特殊運転モードの制御を実行する運転モード制御手段と、上記特殊運転モードの制御が実行される運転領域で、上記気筒間ガス通路内に先行気筒の既燃ガスを導入させる前に、後続気筒内に新気を導入する新気導入弁を開弁するとともに、上記燃料噴射弁から燃料を噴射し、かつ後続気筒から排出される排気ガス中の酸素濃度が、理論空燃比の燃焼状態に対応した値となるように後続気筒の空燃比を制御する燃焼状態制御手段とを備えたものである。
【００１２】
この発明によると、エンジンの部分負荷領域で上記特殊運転モードとして燃焼が行われる場合に、上記先行気筒ではリーン燃焼による熱効率向上及びポンピングロス低減による燃費改善効果が得られ、後続気筒ではポンピングロス低減による燃費改善効果が得られる。また、排気通路には理論空燃比で燃焼した後続気筒の排気ガスが導出されるため、リーンＮＯｘ触媒を必要とすることなく、三元触媒または酸化触媒により充分な排気浄化性能が得られることになる。そして、上記特殊燃焼モードの制御が実行されるエンジンの部分負荷領域では、後続気筒の新気導入弁が開弁状態となることにより導入された新気と、吸気導入経路に設けられた燃料噴射弁から噴射された燃料とが効果的に混合された状態で後続気筒内に供給された後、先行気筒の既燃ガスが気筒間ガス通路を介して導入されることにより、後続気筒の燃焼が適正に行われることになる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明は、上記請求項１記載の火花点火式エンジンの制御装置において、後続気筒に新気を導入する新気導入弁の開弁期間を切り換える切換手段を備え、特殊運転モードの制御が実行される部分負荷領域よりも高負荷ないし高回転側の運転領域では、上記部分負荷領域に比べて新気導入弁の開弁期間を長くするように切り換えることにより、先行気筒及び後続気筒をそれぞれ独立させて燃焼させる通常運転モードの制御を実行するものである。
【００１４】
上記構成によれば、特殊運転モードの制御が実行される部分負荷領域よりも高負荷ないし高回転側の運転領域では、後続気筒の新気を導入する新気導入弁の開弁期間が長く設定されて、後続気筒内に充分な量の新気が導入された状態で、先行気筒及び後続気筒をそれぞれ独立させて燃焼させる通常運転モードの制御が実行されることにより、エンジン出力が充分に確保されることになる。
【００１５】
また、請求項３に係る発明は、上記請求項２記載の火花点火式エンジンの制御装置において、特殊運転モードの制御が実行される運転領域では、少なくもと後続気筒を圧縮自己着火により燃焼を行わせるものである。
【００１６】
上記構成によれば、特殊運転モードの制御が実行される運転領域では、少なくもと後続気筒が圧縮自己着火による燃焼が行われることにより、ＮＯｘの発生がさらに効果的に抑制されるとともに、燃費の改善効果が顕著に得られることになる。
【００１７】
また、請求項４に係る発明は、吸気導入経路に設けられた燃料噴射弁から各気筒内に燃料を供給するとともに、各気筒の燃焼サイクルが所定の位相差をもつように設定された多気筒の火花点火式エンジンにおいて、エンジンの部分負荷領域で、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がそのまま吸気行程にある後続気筒に気筒間ガス通路を介して導入され、この後続気筒から排出されるガスが排気通路に導かれるような２気筒接続状態としつつ、先行気筒及び後続気筒の空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比として圧縮自己着火により燃焼を行わせる特殊運転モードの制御を実行する運転モード制御手段と、上記特殊運転モードの制御が実行される運転領域で、上記気筒間ガス通路内に先行気筒の既燃ガスを導入させる前に、後続気筒内に新気を導入する新気導入弁を開弁するとともに、上記燃料噴射弁から燃料を噴射させるように制御する燃焼状態制御手段とを備え、排気通路には三元触媒または酸化触媒の少なくとも一方が配設されたものである。
【００１８】
上記構成によれば、エンジンの部分負荷領域で上記特殊運転モードとして燃焼が行われる場合に、上記先行気筒及び後続気筒の両方において、リーン燃焼による熱効率向上及びポンピングロス低減による燃費改善効果が得られることになる。そして、上記特殊燃焼モードの制御が実行されるエンジンの部分負荷領域では、後続気筒の新気導入弁が開弁状態となることにより導入された新気と、吸気導入経路に設けられた燃料噴射弁から噴射された燃料とが効果的に混合された状態で後続気筒内に供給された後、先行気筒の既燃ガスが気筒間ガス通路を介して導入されることにより、後続気筒の温度が高められるとともに、先行気筒の内部ＥＧＲ量が増大されることにより、先行気筒の温度が高められた状態で圧縮自己着火が行われるため、この圧縮自己着火による燃焼効率の向上効果が得られるとともに、ＮＯｘの発生が抑制されることにより、リーンＮＯｘ触媒を必要とすることなく、三元触媒または酸化触媒の少なくとも一方により充分な排気浄化性能が得られることになる。
【００１９】
また、請求項５に係る発明は、上記請求項４記載の火花点火式エンジンの制御装置において、特殊運転モードの制御が実行される運転領域で、過給機により加圧された吸気を各気筒に供給して各気筒の空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とするものである。
【００２０】
上記構成によれば、エンジンの部分負荷領域で上記特殊運転モードとして燃焼が行われる場合に、先行気筒の内部ＥＧＲ量が増大されることに起因した新気量の不足が上記過給機の過給作用により補われるとともに、この過給機による過給作用により新気が後続気筒内に短期間で効率よく供給されることになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
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。
【００２２】
各気筒２Ａ〜２Ｄに設けられた燃焼室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。
【００２３】
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。
【００２４】
そして、吸気、圧縮、膨張及び排気の各行程からなる燃焼サイクルが各気筒２Ａ〜２Ｄ毎に所定の位相差をもって行われるように構成され、４気筒エンジンの場合に、気筒列方向の一端側から１番気筒２Ａ、２番気筒２Ｂ、３番気筒２Ｃ及び４番気筒２Ｄと呼ぶと、図７に示すように、上記燃焼サイクルが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７において、ＥＸは排気行程、ＩＮは吸気行程であり、また、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。
【００２５】
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気筒エンジンでは、図７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）とが重なるので、１番気筒２Ａ及び２番気筒２Ｂと、４番気筒２Ｄ及び３番気筒２Ｃとがそれぞれ一対をなし、１番気筒２Ａ及び４番気筒２Ｄが先行気筒となり、かつ２番気筒２Ｂ及び３番気筒２Ｃが後続気筒となる。
【００２６】
各気筒２Ａ〜２Ｄの吸・排気ポートと、これに接続される吸気通路１５、排気通路２０及び気筒間ガス通路２２は、具体的には次のように構成されている。
【００２７】
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２０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２０に送り出すための排気ポート１２とが配設されている。
【００２８】
図１に示す例では、１番，４番気筒（先行気筒）２Ａ，２Ｄにおける吸気ポート１１及び２番，３番気筒（後続気筒）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（先行気筒）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（後続気筒）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。
【００２９】
１番，４番気筒２Ａ，２Ｄにおける吸気ポート１１及び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により駆動されることにより、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も上流の共通吸気通路には、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。
【００３０】
また、上記吸気ポート１１及び第１吸気ポート１１ａからなる吸気導入経路には、各ポートの合流部に燃料を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、後述の燃料噴射制御手段から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、図外の燃料ポンプ及び燃料供給通路等を介して、所定の圧力で燃料が供給されるように構成されている。
【００３１】
１番，４番気筒２Ａ，２Ｄにおける第１排気ポート１２ａ及び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との間には、それぞれ気筒間ガス通路２２が設けられている。そして、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、上記気筒間ガス通路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、上記気筒間ガス通路２２の下流端が接続されている。
【００３２】
上記気筒間ガス通路２２は、互いに隣接する気筒間を接続する比較的短い通路であり、先行気筒２Ａ，２Ｄから排出されるガスがこの通路２２を通る間における放熱量が比較的小さく抑えられるようになっている。
【００３３】
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、このＯ２センサ２３の設置部の下流側における排気通路２０には、排気浄化用の三元触媒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＝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。
【００３４】
各気筒２Ａ〜２Ｄ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。
【００３５】
１番，４番気筒（先行気筒）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（後続気筒）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２Ａ〜２Ｄ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等を備えた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。
【００３６】
さらに、上記吸・排気弁のうちで第１排気弁３２ａ、第２排気弁３２ｂ及び第２吸気弁３１ｂの動弁機構には、各弁を作動状態と停止状態とに切り換える第１切換手段３５ａが設けられている。また、上記吸・排気弁のうちで第１吸気弁３１ａの動弁機構には、その開弁期間を切り換える第２切換手段３５ｂが設けられている。
【００３７】
上記第１切換機構３５ａは、図３に示すように、第１排気弁３２ａ、第２排気弁３２ｂ及び第２吸気弁３１ｂの上方に配設されたカムシャフト３４と、このカムシャフト３４と上記各弁との間に配設されたロッカシャフト５５と、このロッカシャフト５５に支持された第１〜第３ロッカアーム５６〜５８とを有している。また、上記カムシャフト３４には、円形の外周面を有する弁停止用の第１カム５２と、弁駆動用の突部（カムノーズ）を有する第２，第３カム５３，５４とが一体に形成されている。この第２，第３カム５３，５４は、同一形状を有し、上記第１カム５２を挟むようにその左右に配設されている。
【００３８】
上記第１ロッカアーム５６は、第１カム５２に対応した位置に配設されるとともに、その先端部には上記第１排気弁３２ａ、第２排気弁３２ｂまたは第２吸気弁３１ｂの弁軸上端に当接する当接部６０が設けられている。一方、上記第２，第３ロッカアーム５８，５９は、第１ロッカアーム５７を挟むようにその両側方に配設されるとともに、第１ロッカアーム５７とは切り離された状態で、図外の付勢手段により、それぞれ上記第２，第３カム５３，５４に圧接されるように付勢されている。
【００３９】
また、第２，第３ロッカアーム５８，５９は、上記第１ロッカアーム５７と連結可能に構成されている。具体的には、上記第２，第３ロッカアーム５８，５９に設けられたプランジャー（図示せず）が、後述する第１，第２作動油給排通路３６，３８から供給された作動油により駆動され、その先端部が上記第１ロッカアーム５７に形成された連結孔（図示せず）内に挿入される等により、上記第１ロッカアーム５７と第２，第３ロッカアーム５８，５９とが一体に連結された状態で揺動変位するようになっている。
【００４０】
すなわち、上記第１，第２作動油給排通路３６，３８に設けられた第１，第２コントロール弁３７，３９により上記第１，第２作動油給排通路３６，３８からの作動油の給排を制御して第１ロッカアーム５７と第２，第３ロッカアーム５８，５９とを一体に連結することにより、上記第２，第３カム５３，５４により駆動される第１，第２ロッカアーム５８，５９の駆動力が第１ロッカアーム５７に伝達されて上記第１排気弁３２ａ、第２排気弁３２ｂまたは第２吸気弁３１ｂが開閉駆動されることになる。
【００４１】
一方、第１ロッカアーム５７と第２，第３ロッカアーム５８，５９との連結状態が解除されると、第２，第３ロッカアーム５８，５９から第１ロッカアーム５７への駆動力の伝達が遮断され、カムシャフト３４が回転しても第１ロッカアーム５７が揺動変位することなく、上記第１排気弁３２ａ、第２排気弁３２ｂまたは第２吸気弁３１ｂが閉弁状態に維持されるようになっている。
【００４２】
また、第１吸気弁３１ａの動弁機構に設けられた第２切換手段３５ｂは、上記第２カム５３のカムノーズと、第３カム５４のカムノーズとが異なる形状に形成されるとともに、上記第１ロッカアーム５７が第２ロッカアーム５８に連結された状態と、上記第１ロッカアーム５７が第３ロッカアーム５９に連結された状態とに切り換えられることにより、上記カムシャフト３３に設けられた第２，第３カム５３，５４により駆動される第１吸気弁３１ａの開弁期間が切り換えられるように構成された点を除き、上記第１切換手段３５ａと同様に構成されている。
【００４３】
図４は、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（コントロールユニット）４０には、エアフローセンサ１９及びＯ２センサ２３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４７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４８等からの信号も入力されている。また、上記ＥＣＵ４０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３９とに対して制御信号が出力されるようになっている。
【００４４】
また、上記ＥＣＵ４０には、エンジンの運転状態を判別する運転状態判別手段４１と、上記第１，第２切換手段３５ａ，３５ｂに設けられたカムの作動状態を切り換えるカム切換制御手段４２と、各気筒２Ａ〜２Ｄに対する吸気の流入量を制御する吸入空気量制御手段４３と、燃料噴射弁９の作動状態を制御する燃料噴射制御手段４４と、点火プラグ７の作動状態を制御する点火制御手段４５とが設けられている。
【００４５】
運転状態判別手段４１は、図５に示すようにエンジンの運転領域が低負荷低回転側の運転領域Ａ（部分負荷領域）と、高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂとに分けられた制御用マップを有し、上記回転数センサ４５及びアクセル開度センサ４６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）が上記運転領域Ａ，Ｂのいずれの領域にあるかを判別する。そして、この判別結果に基づき、低負荷低回転側の運転領域Ａでは、排気行程にある先行気筒２Ａ，２Ｄ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２Ｂ，２Ｃに導入して燃焼させる特殊運転モードが選択され、高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂでは、各気筒２Ａ〜２Ｄをそれぞれ独立させて燃焼させる通常運転モードが選択されるようになっている。
【００４６】
カム切換制御手段４２は、上記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・排気流通状態を変更すべく第１，第２切換手段３５ａ，３５ｂを制御するもので、具体的には運転状態が運転領域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、原則として第１，第２切換手段３５ａ，３５ｂのカムを切り換えて吸・排気弁を次のように制御する。
【００４７】
運転領域Ａ：第１排気弁３２ａを停止状態
第２排気弁３２ｂ及び第２吸気弁３１ｂを作動状態
第１吸気弁３１ａの開弁期間を短く設定（図６の実線参照）
運転領域Ｂ：第１排気弁３２ａを作動状態
第２排気弁３２ｂ及び第２吸気弁３１ｂを停止状態
第１吸気弁３１ａの開弁期間を長く設定（図６の破線参照）
【００４８】
上記吸入空気量制御手段４３は、アクチュエータ１８を制御することによってスロットル弁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、上記特殊運転モードとされる運転領域（部分負荷領域）Ａでは、先行気筒２Ａ，２Ｄの空燃比をリーン空燃比とするのに必要な量の空気が先行気筒２Ａ，２Ｄに供給されるとともに、後続気筒２Ｂ，２Ｃにおいて、分岐吸気通路１６から導入される新気と、先行気筒２Ａ，２Ｄから導入されるガス中の過剰空気と、燃料噴射弁９から新たに供給される燃料との比が理論空燃比となるようにスロットル開度が調節される。
【００４９】
上記燃料噴射制御手段４４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ように構成されている。また、上記点火制御手段４５は、運転状態に応じた点火時期の制御及び点火停止等の制御を行うように構成されている。そして、特に運転状態が図４中の運転領域Ａにある場合と運転領域Ｂにある場合とで燃焼状態の制御（燃料噴射の制御及び点火の制御）が変更されるようになっている。
【００５０】
すなわち、運転状態が低負荷低回転側の運転領域Ａにある場合、特殊運転モードでの制御状態として、先行気筒２Ａ，２Ｄに対しては、空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比とするように燃料噴射量を制御するとともに、吸気行程の前期またはそれ以前に燃料噴射弁９から吸気ポート１１に燃料を噴射するように噴射タイミングを設定し、かつ、圧縮上死点付近で強制点火を行わせるように点火タイミングを設定する燃焼状態制御手段が、上記吸入空気量制御手段４３、燃料噴射制御手段４４及び点火制御手段４５により構成されている。
【００５１】
また、後続気筒２Ｂ，２Ｃに対しては、先行気筒２Ａ，２Ｄから導入された既燃ガス中の酸素濃度を考慮しつつ、分岐吸気通路１６から導入される新気に対して燃料を供給することにより、後続気筒２Ｂ，２Ｃの空燃比が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、吸気行程の前期またはそれ以前に燃料を噴射するように噴射タイミングを設定し、かつ、圧縮自己着火を行わせるべく、強制点火を停止させる制御が上記燃焼状態制御手段により実行されるようになっている。
【００５２】
一方、エンジンの運転状態が高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂにある場合には、通常運転モードの制御として、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、例えばこの運転領域Ｂにおける大部分の領域で理論空燃比とし、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タイミングを設定し、かつ、各気筒２Ａ〜２Ｄとも強制点火を行わせるように制御する。
【００５３】
以上のような当実施形態の装置の作用を、図６〜図９を参照しつつ説明する。低負荷低回転側の運転領域Ａでは、上記第１，第２切換手段３５ａ，３５ｂ及びカム切換制御手段４２等からなる運転モード制御手段により、特殊運転モードの制御が実行され、前述のように第１排気弁３２ａ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、第１吸気弁３１ａの開弁期間が短い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８に示すようになり、先行気筒（１番，４番気筒）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（２番，３番気筒）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に導かれるような２気筒接続状態とされる。
【００５４】
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８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値となるように燃料噴射量が制御されつつ、吸気行程の前期またはそれ以前に燃料が噴射され、かつ、所定時期に点火が行われて、リーン空燃比での燃焼が行われる。
【００５５】
また、後続気筒２Ｂ，２Ｃにおいては、図６の実線で示すように、第１吸気弁３１ａが後続気筒２Ｂ，２Ｃの吸気上死点ＩＴＤよりも少し前から吸気行程の途中まで開弁状態となることにより、図８中の矢印ｄに示すように、後続気筒２Ｂ，２Ｃ内の新気が導入されるとともに、上記第１吸気弁３１ａが閉弁状態となる少し前の吸気行程途中で第２吸気弁３ｂが開状態となることにより、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から導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７中の白抜き矢印及び図８中の矢印ｂ）。
【００５６】
そして、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは、吸気通路１５から供給された新気と、先行気筒２Ａ，２Ｄから導入されたリーン空燃比の既燃ガスと、上記吸気ポート１１ａに噴射された燃料とが混合されて、理論空燃比の混合気が生成されるように燃料噴射量が制御されるとともに、吸気行程の前期またはそれ以前に燃料が噴射されるように燃料噴射時期が制御されることにより、圧縮行程の上死点付近で燃焼室内の圧力、温度の上昇に応じて圧縮自己着火が行われる。
【００５７】
この場合、先行気筒２Ａ，２Ｄから排出された高温の既燃ガスが気筒間ガス通路２２を通って後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入されるため、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは吸気行程で燃焼室内の温度が高くなり、この状態からさらに圧縮行程で圧力、温度が上昇することにより、圧縮行程終期の上死点付近では混合気が自己着火し得る程度まで燃焼室内の温度が上昇する。しかも、上記既燃ガスは先行気筒２Ａ，２Ｄから排出されて後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入されるまでの間に充分にミキシングされて均一に分布し、さらに吸気行程で燃料噴射弁９から吸気ポート１１ａに噴射された燃料も圧縮行程終期までの間に燃焼室全体に均一に分散するため、理想的な同時圧縮自己着火条件を満たすような均一な混合気の分布状態が得られる。したがって、後続気筒２Ｂ，２Ｄで同時圧縮自己着火により燃焼が急速に行われ、これにより熱効率が大幅に向上することになる。
【００５８】
このように、先行気筒２Ａ，２Ｄでは、リーン空燃比での燃焼により熱効率が高められるとともに、通常のエンジンと比べて吸気負圧が小さくなることでポンピングロスが低減され、一方、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは、空燃比が略理論空燃比とされつつ、均一な混合気分布状態で圧縮自己着火が行われることにより熱効率が高められるとともに、先行気筒２Ａ，２Ｄから押出された既燃ガスが送り込まれるため先行気筒２Ａ，２Ｄよりもさらにポンピングロスが低減される。これらの作用により、燃費が大幅に改善される。
【００５９】
また、先行気筒２Ａ，２Ｄでは理論空燃比よりも大幅なリーン空燃比とすることで、ＮＯｘ発生量が比較的少なく抑えられる。一方、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とともに、同時圧縮自己着火による急速燃焼が行われると可及的に酸素と窒素との反応が避けられることから、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。
【００６０】
そして、上記のように特殊運転モードの制御が実行される運転領域Ａで、上記気筒間ガス通路２２内に先行気筒２Ａ，２Ｄの既燃ガスを導入させる前に、後続気筒２Ｂ，２Ｃ内に新気を導入する新気導入弁（第１吸気弁３１ａ）を開弁するとともに、上記燃料噴射弁９から吸気ポート１１ａからなる吸気導入経路に燃料を噴射し、かつ後続気筒２Ｂ，２Ｃから排出される排気ガス中の酸素濃度が、理論空燃比の燃焼状態に対応した値となるように後続気筒２Ｂ，２Ｃの空燃比を制御するように構成したため、排気浄化性能を維持しつつ、簡単な構成で効果的に燃費の改善効果を高めることができる。
【００６１】
すなわち、エンジンの燃焼室内に直接燃料を噴射するように構成した場合のように、燃圧を顕著に高める高圧ポンプ等を必要とすることなく、上記特殊運転モードの制御を実行することができるため、簡単な構成で、上記ポンピングロスの低減作用等による燃費の改善効果が得られることになる。また、上記運転領域Ａで、後続気筒２Ｂ，２Ｃから排出される排気ガス中の酸素濃度が、理論空燃比の燃焼状態に対応した値となるように後続気筒２Ｂ，２Ｃの空燃比を制御するように構成したため、先行気筒２Ａ，２Ｄでリーンな空燃比で燃焼が行われつつ、理論空燃比で燃焼した後続気筒２Ｂ，２Ｃの既燃ガスのみが排気通路２０に導出されることになる（図８中の矢印ｃ）。
【００６２】
したがって、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。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。
【００６３】
また、先行気筒２Ａ，２Ｄから排出された多量の既燃ガスが後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入されるため、そのＥＧＲ効果によって後続気筒２Ｂ，２Ｃのノッキングを効果的に防止することができる。しかも、上記既燃ガスが導入される前に、新気導入弁（第２吸気弁３１ｂ）を開弁して後続気筒２Ｂ，２Ｃに新気を導入させることにより、後続気筒２Ｂ，２Ｃの新気不足を解消することができるため、上記特殊運転モードの制御を実行できる運転領域Ａを効果的に拡大することができる。
【００６４】
特に、上記実施形態に示すように、先行気筒２Ａ，２Ｄから排出される既燃ガスの熱を利用して後続気筒２Ｂ，２Ｃでの圧縮自己着火が達成されるように構成した場合には、格別の加熱手段を用いたりエンジンの圧縮比を極端に高くしたりする等の手段を講じることなく、上記圧縮自己着火を容易に達成して上記燃費の改善効果とエミッションの向上作用とが得られるという利点がある。
【００６５】
また、上記実施形態では、特殊運転モードの制御が実行される運転領域Ａにおいて、図６に示すように、先行気筒２Ａ，２Ｄから導出された既燃ガスを後続気筒２Ｂ，２Ｃ内に導入させる第２吸気弁３１ｂを閉弁状態に維持しつつ、後続気筒２Ｂ，２Ｃの新気導入弁（第１吸気弁３１ａ）を、後続気筒２Ｂ，２Ｃの吸気上死点付近（ＩＴＤＣ）で開弁状態とするように構成したため、後続気筒２Ｂ，２Ｃ内に比較的温度の低い新気を効率よく導入させることができる。しかも、上記新気導入弁（第１吸気弁３１ａ）を、後続気筒２Ｂ，２Ｃの吸気行程途中で閉弁状態とすることにより、後続気筒２Ｂ，２Ｃ内に新気を効率よく導入させた後に、この新気の導入を停止させることにより、先行気筒２Ａ，２Ｃから導出された既燃ガスを後続気筒２Ｂ，２Ｃ内にスムーズに導入させることができる。
【００６６】
一方、上記通常運転モードの制御が実行される高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂでは、上記第１切換手段３５ａにより前述のように第１排気弁３２ａ及び第１吸気弁３１ａを作動状態、第２排気弁３２ｂ及び第２吸気弁３１ｂを停止状態に維持しつつ、第２切換手段３５ｂにより後続気筒２Ｂ，２Ｃの新気導入弁（第１吸気弁３１ａ）の開弁期間を長くするように切り換えることにより、実質的な新気及びガスの流通経路が図９に示すようになり、各気筒２Ａ〜２Ｄの吸気ポート１１，１１ａ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１１，１１ａに新気が導入されるとともに、各気筒２Ａ〜２Ｄの排気ポート１２，１２ａから排気通路２０に既燃ガスが排出される。そして、上記の場合において各気筒２Ａ〜２Ｄの空燃比が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ことになる。
【００６７】
なお、上記実施形態では、特殊運転モードの制御が実行される低負荷低回転の運転領域（部分負荷領域）Ａで、後続気筒２Ｂ，２Ｃから排出される排気ガス中の酸素濃度が理論空燃比に対応した値となるように後続気筒２Ｂ，２Ｃの空燃比を制御するように構成した例について説明したが、先行気筒２Ａ，２Ｄ及び後続気筒２Ｂ，２Ｃの空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比として圧縮自己着火により燃焼を行わせる特殊運転モードの制御を実行するように構成してもよい。
【００６８】
すなわち、上記のように吸気導入経路（吸気ポート１１，１１ａ）に設けられた燃料噴射弁９から各気筒２Ａ〜２Ｄ内に燃料を供給するとともに、各気筒２Ａ〜２Ｄの燃焼サイクルが所定の位相差をもつように設定された多気筒の火花点火式エンジンにおいて、エンジンの部分負荷領域で、先行気筒２Ａ，２Ｄから排出される既燃ガスがそのまま後続気筒２Ｂ，２Ｃに気筒間ガス通路２２を介して導入され、この後続気筒２Ｂ，２Ｃから排出されるガスが排気通路２０に導かれるような２気筒接続状態としつつ、上記気筒間ガス通路２２内に先行気筒２Ａ，２Ｄの既燃ガスを導入させる前に、後続気筒２Ｂ，２Ｃ内に新気を導入する新気導入弁（第１吸気弁３１）を開弁するとともに、上記燃料噴射弁９から燃料を噴射させる特殊運転モードの制御を実行することにより、先行気筒２Ａ，２Ｄの内部ＥＧＲ量を増大させるとともに、後続気筒２Ｂ，２Ｃを効果的に加熱して、先行気筒２Ａ，２Ｄ及び後続気筒２Ｂ，２Ｃの両方を圧縮自己着火させることができる。
【００６９】
そして、上記のように先行気筒２Ａ，２Ｄ及び後続気筒２Ａ，２Ｄにおいて圧縮自己着火が行われることにより、酸素と窒素との反応が抑制されてＮＯｘの発生量が効果的に低減されることになるため、先行気筒２Ａ，２Ｃ及び後続気筒２Ｂ，２Ｃの空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比として燃焼させた場合においても、ＮＯｘの発生を効果的に抑制することができ、排気通路２０にＮＯｘ触媒を配設することなく、三元触媒２４または酸化触媒の少なくとも一方を設けるだけで、排気浄化性能を向上させることができる。そして、上記圧縮自己着火を行うことによる燃費改善効果と、リーン空燃比として燃焼させることによる燃費改善効果とが同時に得られるという利点がある。
【００７０】
また、エンジンの部分負荷領域で各気筒２Ａ〜２Ｄの空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比として燃焼させる上記特殊運転モードの制御を実行する場合には、図１０に示すように、各気筒２Ａ〜２Ｄに供給される吸気を加圧するターボ過給機６１等からなる過給機を設け、先行気筒２Ａ，２Ｄの内部ＥＧＲ量が増大されることに起因した新気量の不足を上記過給機６１の過給作用により補うとともに、この過給機６１による過給作用により新気を後続気筒２Ｂ，２Ｃ内に短期間で効率よく供給できるように構成することが望ましい。
【００７１】
なお、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。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように請求項１に係る発明の制御装置によると、特殊運転モードとされた場合に、排気行程と吸気行程が重なる両気筒のうちの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、先行気筒ではリーン燃焼による熱効率向上及びポンピングロス低減により、また後続気筒ポンピングロス低減により、燃費を改善することができる。また、排気通路には理論空燃比で燃焼した後続気筒の排気ガスを導出させるように構成したため、リーンＮＯｘ触媒を必要とすることなく、三元触媒または酸化触媒により充分な排気浄化性能が得られるという利点がある。そして、上記特殊燃焼モードの制御が実行されるエンジンの部分負荷領域では、後続気筒の新気導入弁が開弁状態となることにより導入された新気と、吸気導入経路に設けられた燃料噴射弁から噴射された燃料とを効果的に混合した状態で後続気筒内に供給した後、先行気筒の既燃ガスを導入させることにより、簡単な構成でノッキングを効果的に防止して後続気筒の燃焼を適正に行わせることができる。
【００７３】
また、請求項４に係る発明の制御装置によると、エンジンの部分負荷領域で上記特殊運転モードとして燃焼が行われる場合に、後続気筒の新気導入弁を開弁状態とすることにより導入された新気と、吸気導入経路に設けられた燃料噴射弁から噴射された燃料とを効果的に混合した状態で後続気筒内に供給した後、先行気筒の既燃ガスを後続気筒に導入し、先行気筒及び後続気筒の空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比として圧縮自己着火により燃焼を行わせることにより、簡単な構成で熱効率を大幅に向上させることができるとともに、ＮＯｘの発生を抑制して三元触媒または酸化触媒の少なくとも一方により充分な排気浄化性能を得ることができるという利点がある。
【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】切換手段の具体的構成を示す斜視図である。
【図４】制御系統のブロック図である。
【図５】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６】先行気筒及び後続気筒の燃焼サイクル及び開弁タイミング等を示す説明図である。
【図７】各気筒の排気行程、吸気行程、燃料噴射時期及び点火時期等を示す図である。
【図８】低負荷低回転時の実質的な新気及びガスの流通経路を示す説明図である。
【図９】高負荷、高低回転側の運転領域にある時の実質的な新気及びガスの流通経路を示す説明図である。
【図１０】ターボ過給機を備えた実施形態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
１５　吸気通路
２０　排気通路
２２　気筒間ガス通路
２４　三元触媒
３５ａ，３５ｂ　切換手段（運転モード制御手段）
３１ａ　第１吸気弁（新気導入弁）
４２　カム切換制御手段（運転モード制御手段）
４３　吸入空気量制御手段（燃焼状態制御手段）
４４　燃焼状態制御手段（燃焼状態制御手段）
６１　過給機
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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