(57)【要約】【課題】冷間時の燃焼安定性を損なわないようにしつつ、燃費及びエミッション等にとって有利な特殊運転モードをできるだけ多く用い、燃費改善効果を高めるとともに、モード切換の頻度を少なくする。【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２Ａ，２Ｄではリーン空燃比で燃焼を行わせ、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは先行気筒２Ａ，２Ｄ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、エンジン始動時、アイドル時および低速低負荷時において、エンジンの温間時に特殊運転モード、冷間時に通常運転モードとするモード設定手段５４を備える。【選択図】　　　　図７
2004076613.tif 000002
【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、
各気筒をそれぞれ独立させて燃焼させる通常運転モードと、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とに、エンジンの運転状態に応じて運転モードを切り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、
上記特殊運転モードでは、気筒間ガス通路を介して上記先行気筒の既燃ガスを上記後続気筒に導く２気筒接続状態としつつ、先行気筒の筒内に燃料を噴射して空燃比を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、かつ、後続気筒に先行気筒から排出されたリーン空燃比の既燃ガスと燃料とを供給して筒内の空燃比を略理論空燃比とした状態で燃焼を行わせ、上記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しつつ、各気筒に燃料を供給して燃焼を行わせるように、吸・排気および燃焼の状態を制御する制御手段と、
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
エンジンの温度状態を検出する温度状態検出手段と、
上記各検出手段による検出に基づき、少なくともエンジン始動時およびアイドル時において、エンジンの温間時に上記特殊運転モード、冷間時に上記通常運転モードとするようにエンジンの温度状態に応じて運転モードを設定するモード設定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】
上記モード設定手段は、エンジンの始動時およびアイドル時に加えて低速低負荷運転時にも、エンジンの温度状態に応じた運転モードの設定を行う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】
上記制御手段は、エンジンの温間始動時に、上記特殊運転モードでの最初の燃焼制御時における先行気筒の燃焼を間引いて後続気筒のみで燃焼を行わせるように制御することを特徴とする請求項１又は２記載の火花点火式エンジンの制御装置。
【請求項４】
上記モード設定手段は、エンジンのアイドル時における温間時に、エンジンの回転変動状態を検出して、この回転変動状態が所定レベル以上のときに運転モードを上記特殊運転モードから上記通常運転モードに切換えることを特徴とする請求項１乃至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】
油圧により駆動されて上記２気筒接続状態と上記各気筒独立状態とに吸・排気流通経路の切換えを行う切換機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至４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、
各気筒をそれぞれ独立させて燃焼させる通常運転モードと、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とに、エンジンの運転状態に応じて運転モードを切り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、
上記特殊運転モードでは、気筒間ガス通路を介して上記先行気筒の既燃ガスを上記後続気筒に導く２気筒接続状態としつつ、先行気筒の筒内に燃料を噴射して空燃比を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、かつ、後続気筒に先行気筒から排出されたリーン空燃比の既燃ガスと燃料とを供給して筒内の空燃比を略理論空燃比とした状態で燃焼を行わせ、上記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しつつ、各気筒に燃料を供給して燃焼を行わせるように、吸・排気および燃焼の状態を制御する制御手段と、
上記後続気筒からの排気ガスを導く排気通路に設けられた三元触媒と、
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
エンジンの温度状態を検出する温度状態検出手段と、
上記各検出手段による検出に基づき、エンジン始動時、アイドル時および低速低負荷時において、エンジンの温間時に上記特殊運転モード、冷間時に上記通常運転モードとするようにエンジンの温度状態に応じて運転モードを設定するモード設定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。
【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、多気筒エンジンにおいて燃費改善およ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、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】
ところで、上記のように各気筒の燃焼状態等を制御する場合に、エンジンの始動時やアイドル時等においては特殊運転モードに制御するとエンジンの冷間時に燃焼状態が不安定になる懸念がある。従って、始動時等に通常運転モードとする方が燃焼安定性等の面では有利である。しかし、燃費改善の効果を高めるためにはできるだけ特殊運転モードを多く用いることが要求される。また、モード切換時の切換機構の作動等に伴うエネルギーロスの低減や信頼性の向上等の面から、モード切換の頻度はできるだけ少なくすることが望ましい。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑み、エンジンの始動時やアイドル時にも上記特殊運転モードをできるだけ多く用いて燃費改善効果を高めるとともに、モード切換の頻度を少なくし、しかも冷間時の燃焼安定性を確保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。
【０００９】
【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、各気筒をそれぞれ独立させて燃焼させる通常運転モードと、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とに、エンジンの運転状態に応じて運転モードを切り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、上記特殊運転モードでは、気筒間ガス通路を介して上記先行気筒の既燃ガスを上記後続気筒に導く２気筒接続状態としつつ、先行気筒の筒内に燃料を噴射して空燃比を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、かつ、後続気筒に先行気筒から排出されたリーン空燃比の既燃ガスと燃料とを供給して筒内の空燃比を略理論空燃比とした状態で燃焼を行わせ、上記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しつつ、各気筒に燃料を供給して燃焼を行わせるように、吸・排気および燃焼の状態を制御する制御手段と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、エンジンの温度状態を検出する温度状態検出手段と、上記各検出手段による検出に基づき、少なくともエンジン始動時およびアイドル時において、エンジンの温間時に上記特殊運転モード、冷間時に上記通常運転モードとするようにエンジンの温度状態に応じて運転モードを設定するモード設定手段とを備えたものである。
【００１０】
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。
【００１１】
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エンジンの運転状態及び温度状態に応じて選択され、少なくともエンジン始動時およびアイドル時において、エンジンの冷間時には通常運転モードとされることにより燃焼安定性が確保される一方、エンジンの温間時には特殊運転モードとされることにより燃費改善等の効果が高められる。また、エンジンの温間状態で始動が行われた場合には始動からその後のアイドル運転等にまでわたって特殊運転モードが維持されるため、例えば常に始動時には通常運転モードとして始動後に特殊運転モードに切り換えるように制御する場合と比べ、モード切換の頻度を少なくすることができる。
【００１２】
この発明において、上記モード設定手段は、エンジンの始動時およびアイドル時に加えて低速低負荷運転時にも、エンジンの温度状態に応じた運転モードの設定を行うようにすればよい。このようにすれば、エンジンが始動されてからその後のアイドル運転状態及び低速低負荷運転状態にまでわたり、温間時には特殊運転モードが維持され、冷間時には通常運転モードが維持される。
【００１３】
また、上記制御手段は、エンジンの温間始動時に、上記特殊運転モードでの最初の燃焼制御時における先行気筒の燃焼を間引いて後続気筒のみで燃焼を行わせるように制御することが好ましい。このようにすれば、エンジンの温間始動時において特殊運転モードでの燃焼制御が開始されるときに、後続気筒に多量の既燃ガスが導入されることに起因した失火の発生を効果的に防止することができ、エンジンの始動性が向上される。
【００１４】
また、上記モード設定手段は、エンジンのアイドル時における温間時に、エンジンの回転変動状態を検出して、この回転変動状態が所定レベル以上のときに運転モードを上記特殊運転モードから上記通常運転モードに切換えるようになっていることが好ましい。このようにすると、例えば減速時の燃料カットの状態からアイドルに移行して燃料供給状態に復帰した直後等に、特殊運転モードでの制御では燃焼が不安定になってラフネスが大きくなる場合に、通常運転モードに切換えられることにより、燃焼安定性が確保される。
【００１５】
また、油圧により駆動されて上記２気筒接続状態と上記各気筒独立状態とに吸・排気流通経路の切換えを行う切換機構を備えている場合に、上述のようにモード設定手段により運転モード切換の頻度が少なくなるように設定されていると、上記切換機構の切換動作等によるエネルギーロスが低減されるとともに、切換機構の信頼性等の面で有利となる。
【００１６】
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、各気筒をそれぞれ独立させて燃焼させる通常運転モードと、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とに、エンジンの運転状態に応じて運転モードを切り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、上記特殊運転モードでは、気筒間ガス通路を介して上記先行気筒の既燃ガスを上記後続気筒に導く２気筒接続状態としつつ、先行気筒の筒内に燃料を噴射して空燃比を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、かつ、後続気筒に先行気筒から排出されたリーン空燃比の既燃ガスと燃料とを供給して筒内の空燃比を略理論空燃比とした状態で燃焼を行わせ、上記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しつつ、各気筒に燃料を供給して燃焼を行わせるように、吸・排気および燃焼の状態を制御する制御手段と、上記後続気筒からの排気ガスを導く排気通路に設けられた三元触媒と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、エンジンの温度状態を検出する温度状態検出手段と、上記各検出手段による検出に基づき、エンジン始動時、アイドル時および低速低負荷時において、エンジンの温間時に上記特殊運転モード、冷間時に上記通常運転モードとするようにエンジンの温度状態に応じて運転モードを設定するモード設定手段とを備えたものである。
【００１７】
この発明によると、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等により燃費改善効果が得られるるとともに、三元触媒だけで充分に排気ガスの浄化が達成される。
【００１８】
そして、エンジン始動時、アイドル時および低速低負荷時にわたり、エンジンの冷間時には通常運転モードとされることにより燃焼安定性が確保される一方、エンジンの温間時には特殊運転モードとされることにより燃費改善等の効果が高められる。また、エンジンの始動からその後のアイドル運転及び低速低負荷運転の状態まで、温間時には特殊運転モード、冷間時には通常運転モードが維持されることにより、モード切換の頻度が少なくなる。
【００１９】
【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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【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、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。
【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。
【００２６】
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。
【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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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弁のステムエンド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。
【００４１】
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。
【００４２】
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になっている。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。
【００４３】
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。
【００４４】
図７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６１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６２からの信号が入力されるとともに、エンジンの温度状態を調べるために、エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサ６３からの信号も入力されている。なお、この他にも始動判定のためのスタータスイッチ（図示せず）からの信号等、制御に必要な各種信号が入力されている。また、このＥＣＵ５０から、点火回路８と、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。
【００４５】
上記ＥＣＵ５０は、運転状態検出手段５１と、温度状態検出手段５２と、回転変動検出手段５３と、モード設定手段５４と、吸・排気及び燃焼の状態を制御する制御手段５５とを備えている。上記制御手段５５は、切換機構制御手段５６、吸入空気量制御手段５７、燃料噴射制御手段５８及び点火制御手段５９を含んでいる。
【００４６】
上記運転状態検出手段５１は、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エンジンの運転状態を検出し、エンジンの始動時、アイドル時もしくは低速低負荷時のいずれかに相当する状態にある場合と、それ以外の場合とを判別する。すなわち、運転状態検出手段５１は、先ず始動時か否かを調べ、始動時でなければ、図８の運転領域のマップ中に示す所定回転数以下かつ所定負荷以下の低速低負荷領域Ａ（アイドル領域を含む）と、所定回転数より高速もしくは所定負荷より高負荷の高速高負荷領域Ｂとのうちのいずれの領域にあるかを判定するようになっている。
【００４７】
上記温度状態検出手段５２は、水温センサ６３からの信号に基づいてエンジンの温度状態を検出し、水温が所定温度より高いか否かによりエンジンが温間時か冷間時かを判別するようになっている。
【００４８】
上記回転変動検出手段５３は、アイドル運転時に、上記回転数センサ６１による検出に基づき、エンジンの回転変動であるラフネスを検出するようになっている。
【００４９】
上記モード設定手段５４は、運転状態検出手段５１及び温度状態検出手段５２による検出に基づき、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と、各気筒をそれぞれ独立させて燃焼させる通常運転モードとのいずれかを選択するものであり、エンジンの始動時や低速低負荷領域Ａ（アイドル領域を含む）にあるときには、エンジンの温間時に特殊運転モード、冷間時に通常運転モードとするようにエンジンの温度状態に応じて運転モードを設定する。また、高速高負荷領域Ｂにあるときには、エンジンの温度状態に関係なく通常運転モードを設定するようになっている。さらにモード設定手段５４は、エンジンのアイドル時における温間時に、回転変動検出手段５３によって検出されるラフネスが所定レベル以上となったとき、運転モードを特殊運転モードから通常運転モードに切り換えるようになっている。
【００５０】
上記制御手段５５に含まれる切換機構制御手段５６は、モード設定手段５４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、具体的には運転モードの設定に応じて第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂを次のように制御する。
【００５１】
［特殊運転モード設定時］
第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂに対して油圧供給
第１排気弁３２ａ及び第１吸気弁３１ａを停止状態
第２排気弁３２ｂ及び第２吸気弁３１ｂを作動状態
［通常運転モード設定時］
第１，第２切換機構３５ａ，３５ｂに対する油圧供給停止
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
上記制御手段５５に含まれる吸入空気量制御手段５７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。
【００５２】
上記制御手段５５に含まれる燃料噴射制御手段５８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し、点火制御手段５９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。そして、特に上記モード設定手段５４により設定されるモードに応じ、燃料噴射の制御及び点火の制御が変更される。
【００５３】
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きいリーン空燃比、例えば理論空燃比の略２倍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時期を設定する。
【００５４】
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。そして、この場合に、圧縮自己着火を行わせるべく、強制点火を停止させる。
【００５５】
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し、かつ、各気筒２Ａ〜２Ｄとも強制点火を行わせるようにする。
【００５６】
なお、上記制御手段５５は、エンジンの温間始動時には、特殊運転モードでの最初の燃焼制御時における先行気筒の燃焼を間引いて後続気筒のみを燃焼させるように制御する。
【００５７】
上記ＥＣＵ４０に含まれる各手段による処理をフローチャートで示すと、図９のようになる。
【００５８】
このフローチャートの処理がスタートすると、先ずステップＳ１で各種信号が入力され、次にステップＳ２で、図外のスタータスイッチからの信号及びエンジン回転検出信号等に基づいてエンジン始動時か否かが判定され、エンジン始動時であれば、ステップＳ３で水温が所定値より高いか否かにより温間始動か冷間始動かが判定される。そして、温間始動時であると判定されれば、ステップＳ４で特殊運転モードが設定される。そして、この特殊モードの設定に応じ、上記制御手段５５により、２気筒接続状態としつつ、先行気筒２Ａ，２Ｄではリーン空燃比で燃焼を行わせ、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を供給して理論空燃比で燃焼を行わせるように制御されるが、特に最初の燃焼制御時には先行気筒２Ａ，２Ｄの燃焼を間引いて後続気筒２Ｂ，２Ｃのみで燃焼を行わせるように制御される。先行気筒２Ａ，２Ｄの燃焼を間引く方法としては、先行気筒２Ａ，２Ｄに対して燃料は供給するが点火を停止するようにし、あるいは、先行気筒２Ａ，２Ｄに対する燃料供給を停止して、その分だけ後続気筒２Ｂ，２Ｃに対する燃料噴射量を増加させるようにしてもよい。
【００５９】
ステップＳ３で冷間始動時であると判定されれば、ステップＳ１１に移って通常運転モードが設定され、その設定に応じて制御手段５５により、各気筒独立状態としつつ各気筒２Ａ〜２Ｄに燃料を供給して燃焼を行わせるように制御される。
【００６０】
上記ステップＳ２で始動時でないこと（始動完了後の通常運転中であること）が判定された場合は、ステップＳ５で運転状態が低速低負荷領域Ａ内にあるか否かが判定され、領域Ａ内にあれば、ステップＳ６で水温が所定値より高いか否かによりエンジン温間時か冷間時かが判定される。これらの判定に基づき、高速高負荷領域Ｂにある場合（ステップＳ５の判定がＮＯ）や、低速低負荷領域Ａにあってもエンジン冷間時である場合（ステップＳ５の判定がＮＯ）は、ステップＳ１１に移って通常運転モードとされる。
【００６１】
ステップＳ５，Ｓ６の判定がともにＹＥＳの場合は、さらにステップＳ７でアイドル運転状態か否かが判定され、アイドル運転状態でなければ、無条件にステップＳ１０に移って特殊運転モードとされる。
【００６２】
アイドル運転状態にあれば、ステップＳ８でエンジン回転数検出信号に基づいてラフネスが演算され、ステップＳ９で上記ラフネスが予め設定された基準値より大きいか否かが判定される。そして、ラフネスが基準値以下であればステップＳ１０に移って特殊運転モードとされるが、ラフネスが基準値より大きくなればステップＳ１１に移ることにより通常運転モードに切換えられる。
【００６３】
以上のような当実施形態の装置の作用を、図１０〜図１２を参照しつつ説明する。
【００６４】
エンジンの始動時、アイドル時及び低速低負荷時において、エンジンの温間時には、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１１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。
【００６５】
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１１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）。
【００６６】
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１１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１１中の矢印ｃ）。
【００６７】
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２Ａ，２Ｄ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２Ｂ，２Ｃでも大幅に燃費が改善される。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
このように特殊運転モードとされることで燃費及びエミッションが改善される。しかも、始動時、アイドル時及び低速低負荷時に要求される程度のトルクは特殊運転モードでも満足される。また、温間時であれば、特殊運転モードでも概ね燃焼安定性は確保される。ただし、燃焼安定性の面で最も不利な条件下にあるアイドル時には、例えば減速時の燃料カットの状態からアイドルに移行して燃料供給状態に復帰した直後等に、温間時でも特殊運転モードとであるとラフネスが大きくなる場合もあり得るが、ラフネスが所定レベルより大きくなったときは通常運転モードに切換えられることにより、燃焼安定性が確保される。
【００７２】
また、エンジンの温間始動時における特殊運転モードでの最初の燃焼制御時には、先行気筒２Ａ，２Ｄの燃焼を間引いて後続気筒２Ｂ，２Ｃのみで燃焼を行わせるようにしているので、後続気筒２Ｂ，２Ｃに多量の既燃ガスが導入されることに起因した失火の発生を効果的に防止することができ、エンジンの始動性が向上される。
【００７３】
このようにして、エンジンの温間時には始動時からアイドル時及び低速低負荷時にわたって特殊運転モードに制御するようにしているため、燃焼安定性等を確保し得る範囲でできるだけ特殊運転モードが多く用いられるとともに、温間始動からアイドル運転や低速低負荷運転に移行したときに運転モードの切換頻度が少なくなることにより、油圧駆動式の切換機構３５ａ，３５ｂの切換作動等によるエネルギーロスを少なくすることができる。従って、燃費及びエミッションの改善効果が高められる。また、運転モードの切換頻度が少なくなれば、切換機構３５ａ，３５ｂ等の信頼性も高められる。
【００７４】
一方、少なくとも始動時やアイドル時における冷間時には、特殊運転モードに制御すると燃焼が不安定になる懸念があるため、通常運転モードとされる。また、高速高負荷領域Ｂでは、要求トルクの増大に応じた燃料噴射量の増大等に対応するため、通常運転モードとされる。
【００７５】
この通常運転モードでは、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１２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、燃焼安定性及び出力性能が確保される。
【００７６】
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。
【００７７】
▲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２Ｂ，２Ｃ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、後続気筒２Ｂ，２Ｃ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２Ｂ，２Ｃも先行気筒２Ａ，２Ｄ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２Ｂ，２Ｃ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。
【００７８】
▲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。
【００７９】
▲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。
【００８０】
▲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。
【００８１】
【発明の効果】
以上のように本発明の装置によると、運転モードを通常運転モードと特殊運転モードとに切り換え可能とし、特殊運転モードでは、気筒間ガス通路を介して先行気筒の既燃ガスを後続気筒に導く２気筒接続状態としつつ、先行気筒においてリーン空燃比で燃焼を行わせ、かつ、後続気筒において先行気筒からの既燃ガスに燃料を供給して略理論空燃比で燃焼を行わせるようにしているため、燃費の改善を図りつつ、三元触媒だけで充分に排気ガスの浄化を達成することができる。
【００８２】
その上、少なくともエンジン始動時およびアイドル時において、エンジンの温間時に特殊運転モード、冷間時に通常運転モードとするようにエンジンの温度状態に応じて運転モードを設定しているため、少なくともエンジン始動時およびアイドル時において、冷間時に燃焼安定性を確保する一方、温間時には燃費改善効果を高めることができる。また、モード切換の頻度が少なくなり、信頼性等の面で有利となる。
【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】制御系統のブロック図である。
【図８】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９】制御の具体例を示すフローチャートである。
【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】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１２】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
２２　気筒間ガス通路
３５ａ　第１切換機構
３５ｂ　第２切換機構
５０　ＥＣＵ
５１　運転状態検出手段
５２　温度状態検出手段
５３　回転変動検出手段
５４　モード設定手段
５５　制御手段
【図１】
2004076613.tif 000003
【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】
2004076613.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2004076613.tif 000012
【図１１】
2004076613.tif 000013
【図１２】
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