(57)【要約】【課題】簡単な構成でありながら、運転気筒内の吸気流動を強化したり、過給したりできる気筒休止型内燃機関を提供する。【解決手段】気筒休止型内燃機関１は、運転気筒２０と、運転気筒２０とは３６０°ずれた４サイクル運転を行い、気筒休止運転時に燃料噴射が停止される休止気筒１０と、吸気行程から圧縮行程に亘って圧縮空気を生成し、かつ圧縮行程の後期から膨張行程の初期に亘って排気バルブ１３を開くように排気バルブ１３を開閉する休止用カム１５と、排気通路１３０を開閉する通路開閉機構３と、排気通路１３０と吸気通路２２０とを連結する連結管４と、開閉制御部５とを備える。開閉制御部５は、通常運転時に排気通路１３０を開いた状態にし、気筒休止運転時に排気バルブ１３が開いている間、連結管４を介して吸気行程にある運転気筒２０に圧縮空気を供給するために排気通路１３０を閉じた状態にするように通路開閉機構３を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４サイクル運転を行う運転気筒と、
通常運転時、前記運転気筒の４サイクルの位相とは３６０°ずれた４サイクルのピストン運動を行い、気筒休止運転時には燃料噴射が停止された状態で前記ピストン運動を行う休止気筒と、
通常運転時、前記休止気筒の吸気バルブ及び排気バルブを前記４サイクルに則って開閉する運転バルブ開閉機構と、
気筒休止運転時、吸気行程から圧縮行程に亘って前記休止気筒内に圧縮空気を生成するように前記休止気筒の吸気バルブ及び排気バルブを開閉し、圧縮行程の後期から膨張行程の初期に亘って前記排気バルブを開く休止バルブ開閉機構と、
通常運転時と気筒休止運転時とで前記運転バルブ開閉機構と前記休止バルブ開閉機構とを切り替える切替機構と、
前記休止気筒に接続される排気通路を開閉する通路開閉機構と、
前記排気通路における前記通路開閉機構よりも上流側と、前記運転気筒に接続される吸気通路とを連結する連結管と、
前記休止気筒が通常運転にあるとき、前記運転バルブ開閉機構によって前記排気バルブが少なくとも開いている間は前記排気通路を開いた状態にし、
前記休止気筒が気筒休止運転にあるときに圧縮行程の後期から膨張行程の初期に亘って前記排気バルブを開いている間、前記連結管を介して吸気行程にある前記運転気筒に前記圧縮空気を供給するために、前記排気通路を閉じた状態にするように前記通路開閉機構を制御する開閉制御部とを備える気筒休止型内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の気筒を備えて、一部の気筒の運転を休止し、残部の気筒のみを運転する気筒休止型内燃機関に関する。特に、簡単な構成でありながら、運転気筒内の吸気流動を強化したり、過給したりできる気筒休止型内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の気筒を有する内燃機関を搭載した自動車では、運転状態に応じて複数の気筒のうち一部の気筒の運転を休止し、残部の気筒のみで運転を行う気筒休止運転が知られている。気筒休止運転の代表的な形態では、運転を休止する気筒の燃料噴射を停止すると共にバルブリフトが０（ゼロ）となる形状のカムによって吸気バルブ及び排気バルブを閉じたままとし、ピストン運動のみを行う。
【０００３】
特許文献１は、４サイクル運転を行う各気筒に、吸気バルブ及び排気バルブに加えて第３の弁を備えるディーゼルエンジンの過給装置を開示している。この装置は、休止側気筒の圧縮後期に第３の弁を開いて圧縮空気を高圧タンクに送り、稼働側気筒の圧縮初期にこの気筒の第３の弁を開いて高圧タンクの圧縮空気を過給に用いる構成である。
【０００４】
特許文献２は、休止対応気筒より下流の排気通路と通常運転気筒より上流の吸気通路とを連通し、開閉弁によって開閉する空気連絡通路を有すると共に、休止対応気筒における４サイクルの位相が通常運転気筒よりも１８０°遅れた気筒休止式内燃機関を開示している。この内燃機関では、休筒運転時、休止対応気筒は燃料噴射及び点火プラグの発火が停止され、４サイクルに則ったピストン運動と吸気バルブ及び排気バルブの開閉とを行う。特許文献２では、休止対応気筒の排気行程で、排気通路を閉じかつ空気連絡通路の開閉弁を開くと、休止対応気筒のピストンが押し出す空気を、空気連絡通路を通って、吸気行程にある通常運転気筒に供給でき、過給作用を奏するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６１−０３６１３０号公報
【特許文献２】特開２００５−２１４０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
簡単な構成でありながら、気筒休止運転中に、運転を行う運転気筒内の吸気流動を強化できる構成、好ましくは過給効果をも奏する構成が望まれる。
【０００７】
特許文献１の過給装置では、第３の弁に加えて高圧タンクが必要であり、燃焼室及びその周辺が複雑な構造になる上に、設置スペースが大きくなる、コスト高を招くといった問題がある。
【０００８】
特許文献２の内燃機関では、休止対応気筒と通常運転気筒とにおける４サイクルの位相が１８０°ずれているため、休止対応気筒から通常運転気筒に供給する空気が休止対応気筒で圧縮されておらず、過給効果が小さいと考えられる。休止対応気筒が排気行程にあるとき、休止対応気筒の排気バルブが開いているため、ピストンが下死点から上死点に向かって上昇する過程でピストンが押し出す空気を通常運転気筒に随時送ることになるからである。即ち、休止対応気筒が排出する空気の容量（シリンダ容積に実質的に等しい）と、通常運転気筒が受け取る容量とが実質的に等しい。
【０００９】
そこで、本発明の目的の一つは、簡単な構成でありながら、運転気筒内の吸気流動を強化したり、過給したりできる気筒休止型内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の気筒休止型内燃機関は、４サイクル運転を行う運転気筒と、通常運転時、前記運転気筒の４サイクルの位相とは３６０°ずれた４サイクルのピストン運動を行い、気筒休止運転時には燃料噴射が停止された状態で前記ピストン運動を行う休止気筒と、通常運転時、前記休止気筒の吸気バルブ及び排気バルブを前記４サイクルに則って開閉する運転バルブ開閉機構と、気筒休止運転時、吸気行程から圧縮行程に亘って前記休止気筒内に圧縮空気を生成するように前記休止気筒の吸気バルブ及び排気バルブを開閉し、圧縮行程の後期から膨張行程の初期に亘って前記排気バルブを開く休止バルブ開閉機構と、通常運転時と気筒休止運転時とで前記運転バルブ開閉機構と前記休止バルブ開閉機構とを切り替える切替機構と、前記休止気筒に接続される排気通路を開閉する通路開閉機構と、前記排気通路における前記通路開閉機構よりも上流側と、前記運転気筒に接続される吸気通路とを連結する連結管と、以下の開閉制御部とを備える。この開閉制御部は、前記通路開閉機構を以下のように制御する。
（１）前記休止気筒が通常運転にあるとき、前記運転バルブ開閉機構によって前記排気バルブが少なくとも開いている間は前記排気通路を開いた状態にする。
（２）前記休止気筒が気筒休止運転にあるときに圧縮行程の後期から膨張行程の初期に亘って前記排気バルブを開いている間、前記連結管を介して吸気行程にある前記運転気筒に前記圧縮空気を供給するために、前記排気通路を閉じた状態にする。
【発明の効果】
【００１１】
上記の気筒休止型内燃機関は、過給機を備えておらず、簡単な構成でありながら、運転気筒内の吸気流動を強化したり、過給したりできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１の気筒休止型内燃機関を模式的に示す概略構成図であり、気筒休止運転時に休止気筒が圧縮行程の後期及び運転気筒が排気行程の後期にある状態を示す。
【図２】実施形態１の気筒休止型内燃機関に備える休止気筒及び運転気筒のピストンの変位チャートである。
【図３】実施形態１の気筒休止型内燃機関を模式的に示す概略構成図であり、全筒運転時にある気筒（気筒休止運転時には休止気筒）が圧縮行程の後期にあり、別の気筒（気筒休止運転時には運転気筒）が排気行程の後期にある状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の気筒休止型内燃機関の具体例を説明する。図において同一符号は同一名称物を示す。図において、カム１５，１８，１９のプロフィル、通路開閉機構の配置位置、連結管の接続位置などは例示である。図１，図３では、気筒２０の動弁系を省略している。
【００１４】
［実施形態１］
・全体構成
実施形態１の気筒休止型内燃機関１は、吸気行程、圧縮行程、燃焼（膨張）行程、排気行程という４サイクル運転を行う複数の気筒１０，２０を備えており、図示しない自動車に搭載されて、自動車の走行などに必要な出力を発生する。内燃機関１は、自動車の運転状態に応じて、複数の気筒１０，２０のうち全ての気筒を運転する全筒運転と、一部の気筒の運転を休止し、残部の気筒のみで運転を行う気筒休止運転とが可能な構成を備える。具体的には、内燃機関１は、運転状態を検知する各種のセンサ５００からの情報を受け、全筒運転と気筒休止運転との切替判断を行って、切替に応じて、運転を停止する気筒（ここでは休止気筒１０）について吸気バルブ１２及び排気バルブ１３の開閉動作を変更する全体制御部５０を備える。センサ５００は、後述するクランクシャフトの回転数を検知するものや、冷却水の温度を検知するものなど、全筒・休止の切り替えのトリガとなり得るパラメータを測定するものが挙げられる。
【００１５】
実施形態１の気筒休止型内燃機関１は、気筒休止運転時、運転を停止する気筒（ここでは休止気筒１０）によって圧縮空気を形成し、この圧縮空気を、通常運転を行う気筒（ここでは運転気筒２０）に供給可能な構成であることを特徴の一つとする。以下、基本構成を説明し、その後に特徴点を詳細に説明する。
【００１６】
・基本構成
内燃機関１の基本的構成は、４サイクル運転を行う内燃機関と同様である。概略を述べると、内燃機関１は、筒状のシリンダ本体１００，２００と各シリンダ本体１００，２００内（ブロック内）を上下動といった直線的な往復運動をするピストン１１０，２１０とを有する気筒１０，２０を備える。シリンダ本体１００，２００の上部（ヘッド）には、燃焼室が設けられる。各シリンダ本体１００，２００には、吸気通路１２０，２２０、及び排気通路１３０，２３０が接続される。更に、内燃機関１は、吸気通路１２０，２２０と燃焼室との間を開閉する吸気バルブ１２，２２と、排気通路１３０，２３０と燃焼室との間を開閉する排気バルブ１３，２３と、燃焼室に配置された点火プラグ１５０，２５０とを備える。
【００１７】
ピストン１１０，２１０は、コンロッドを介してクランクシャフト（図示せず）に接続される。上記往復運動（ピストン運動）が回転運動に変えられて上記出力となる。クランクシャフトの回転は、タイミングベルト（図示せず）を介して、複数のカムを備えるカムシャフト（図示せず）に伝えられる。カムは、所定のプロフィルを有しており、カムシャフトの回転に伴って、吸気バルブ１２，２２、排気バルブ１３，２３を直接又はロッカーアーム（図示せず）を介して押圧する又は開放する。各バルブ１２，２２，１３，２３は、ステムの外周にバルブスプリングが嵌められており、上述の押圧又は開放によってバルブスプリングが伸縮することで開閉する。カムのみ、又はカム及びロッカーアームは、バルブ１２，２２，１３，２３を開閉するバルブ開閉機構として機能する。気筒休止運転を行う内燃機関１は、複数のカムを１本のカムシャフトに備えるシングルオーバーヘッドカムシャフト（ＳＯＨＣ）方式、吸気バルブ１２，２２の開閉を行う複数のカムを備える吸気用カムシャフトと、排気バルブ１３，２３の開閉を行う複数のカムを備える排気用カムシャフトとを備えるダブルオーバーヘッドカムシャフト（ＤＯＨＣ）方式のいずれも利用できる。図１，図３では、ＤＯＨＣ方式を例示する。
【００１８】
・特徴点
・・位相
実施形態１の気筒休止型内燃機関１は、休止気筒１０と運転気筒２０とでは、４サイクルの位相が３６０°ずれている点を特徴の一つとする。図２は、各気筒１０，２０に備えるピストン１１０，２１０の変位チャートを示す。図２に示すように、例えば、休止気筒１０（Ｃｙｌ．１）が４サイクルのうち圧縮行程から膨張行程にあるとき、運転気筒２０（Ｃｙｌ．２）は、排気行程から吸気行程にある。そのため、ピストン１１０，２１０の往復運動は同期し、通常運転時、吸気バルブ１２及び排気バルブ１３が開く時期と吸気バルブ２２及び排気バルブ２３が開く時期とが３６０°ずれる。なお、図２の各グラフの横軸は、クランクシャフトの回転角度（°）、各グラフの縦軸はピストンの変位を示し、グラフの最大値は上死点、最小値は下死点を示す。
【００１９】
・・バルブ開閉機構及び切替機構
実施形態１の気筒休止型内燃機関１は、気筒休止運転時、運転を休止する休止気筒１０について、全体制御部５０が燃料噴射、及び点火プラグ１５０の発火を停止するように噴射装置（図示せず）などを制御すると共に、吸気バルブ１２及び排気バルブ１３の開閉を行う点を特徴の一つとする。即ち、休止気筒１０は、ピストン１１０の往復運動と両バルブ１２，１３の開閉とを行い、燃焼を行わない。そのため、内燃機関１は、通常運転時（全筒運転時）に休止気筒１０の両バルブ１２，１３が上述の特定の４サイクルに則って開閉するように設けられた運転バルブ開閉機構と、気筒休止運転時に休止気筒１０の両バルブ１２，１３が特定の開閉動作を行うように設けられた休止バルブ開閉機構と、通常運転時と気筒休止運転時とで両バルブ開閉機構を切り替える切替機構（図示せず）と、切替機構を制御する切替制御部５１とを備える。
【００２０】
吸気バルブ１２は、気筒休止運転時、通常運転時と同様に４サイクルに則って開閉する。従って、吸気バルブ１２については、通常運転時と気筒休止運転時とでバルブ開閉機構を切り替える必要が無く、通常運転時のバルブ開閉機構（運転バルブ開閉機構）をそのまま利用できる。即ち、吸気バルブ１２が主として吸気行程で開き、主として吸気行程以外の行程では閉じるように設けられた運転バルブ開閉機構を利用できる。図１，図３では、吸気バルブ１２の運転バルブ開閉機構として、カム１９を例示する。
【００２１】
排気バルブ１３については、通常運転時と気筒休止運転時とで、開閉時期が異なるように設けられたバルブ開閉機構を利用する。通常運転時に用いる運転バルブ開閉機構には、排気バルブ１３が４サイクルに則って開閉する、即ち主として排気行程で開き、主として排気行程以外の行程では閉じるように設けられたものが利用できる。図３では、排気バルブ１３の運転バルブ開閉機構として、運転用カム１８を例示する。一方、気筒休止運転時に用いる休止バルブ開閉機構は、排気バルブ１３が吸気行程から圧縮行程の後期に亘って閉じ、圧縮行程の後期から膨張行程の初期に亘って開くように設けられたものが利用できる。特に、休止バルブ開閉機構は、運転気筒２０の吸気バルブ２２が開くクランクシャフトの回転角度近傍で排気バルブ１３が開くように設けられたものが利用できる。図２に示すｏｐｅｎと付した範囲は、気筒休止運転時に排気バルブ１３が開く時期を例示しており、クランクシャフトの回転角も例示である。図１では、上述の特定の時期に排気バルブ１３が開くようなプロフィルを有する休止用カム１５を例示する。なお、排気バルブ１３の具体的な開弁タイミングは、休止用カム１５のプロフィルやピストン１１０の頂面に設定する排気バルブ１３用のバルブリセスの形状などによって異なる。
【００２２】
運転バルブ開閉機構と休止バルブ開閉機構との切り替えは、ロッカーアーム切替え式、カムスライド式などの公知の可変バルブシステムに利用されている構成を利用できる。この例では、カムシャフトの軸方向にカム部分が移動するカムスライド式としており、カム部分として、休止用カム１５と運転用カム１８とを備え、切替機構として、両カム１５，１８の間に設けられる螺旋溝部（図示せず）を備える。内燃機関１は、上記螺旋溝部に差し込み可能なプランジャを備える電磁ソレノイド（図示せず）を備え、切替制御部５１は、この電磁ソレノイドを制御する。切替制御部５１は、例えば、通常運転から気筒休止運転に切り替える命令信号を全体制御部５０から受け取ると、プランジャを突出するように電磁ソレノイドに命令する。突出したプランジャは、カムシャフトの回転に伴って螺旋溝部の溝に沿って摺接することで、運転用カム１８から休止用カム１５に切り替えられる。
【００２３】
・・通路開閉機構
実施形態１の気筒休止型内燃機関１は、複数の気筒１０，２０のうち、少なくとも一つの気筒に接続される排気通路を開閉可能な構成としている点を特徴の一つとする。具体的には内燃機関１は、休止気筒１０に接続される排気通路１３０に通路開閉機構３を備える。
【００２４】
通路開閉機構３は、通常運転時に気筒１０が排気ガスを排出できるように排気通路１３０を開いた状態にでき、かつ気筒休止運転時に気筒１０がつくる圧縮空気が下流側（図示しないマフラー側）に漏出しないように排気通路１３０を閉じた状態にできるものを適宜利用できる。例えば、電動弁や電磁弁などといった電気的に制御可能な弁などが好適に利用できる。ここでは、電磁バタフライ弁とし、後述する開閉制御部５は、この電磁弁の開閉動作を制御する。
【００２５】
排気通路１３０における通路開閉機構３の配置位置は適宜選択できるが、下流に行き過ぎると、通路開閉機構３によって堰き止められた排気通路１３０内の空間（排気バルブ１３から通路開閉機構３までの空間）が広くなる。この空間が広いと、気筒休止運転時に休止気筒１０が吸入した空気を圧縮する際に、ピストン１１０のストロークに対して圧縮する空気の体積が大きく、圧縮効果を十分に得難い。上記空間ができるだけ小さくなるように通路開閉機構３の配置位置を選択すると、上記圧縮効果が得られ易く好ましい。通路開閉機構３の配置位置は、上記空間内の体積がシリンダ容積未満となる位置が好ましい。例えば、上記配置位置は、排気通路１３０における排気バルブ１３の配置個所近傍であって、排気通路１３０における後述の連結管４の接続箇所よりも下流が好ましい。
【００２６】
・・連結管
実施形態１の気筒休止型内燃機関１は、複数の気筒１０，２０のうち、気筒休止運転時に運転を休止する休止気筒１０側の排気通路１３０と、通常運転を行う運転気筒２０側の吸気通路２２０とを連通する構成としている点を特徴の一つとする。具体的には内燃機関１は、休止気筒１０側の排気通路１３０における通路開閉機構３よりも上流側と、気筒２０に接続される吸気通路２２０とを連結する連結管４を備える。
【００２７】
連結管４は、気筒休止運転時に休止気筒１０が形成する圧縮空気を、運転気筒２０に供給する通路として機能する。この機能を考慮すると、上述の圧縮効果を高められるように、連結管４内の体積が小さいことが好ましい。具体的には、連結管４を細く、短くすることが好ましいと考えられる。例えば、連結管４は、図１に示すように隣り合う気筒１０，気筒２０の排気通路１３０と吸気通路２２０とを接続すると、短くできて好ましい。また、連結管４における排気通路１３０との接続位置は、排気バルブ１３の配置個所近傍とし、連結管４における吸気通路２２０との接続位置は、吸気バルブ２２の配置個所近傍とすると、連結管４を短くできて好ましい。
【００２８】
連結管４の開口径、傾斜角度、外形などは適宜選択することができる。例えば、連結管４を経た上述の圧縮空気（高圧の新気）が運転気筒２０のシリンダ本体２００内に導入されることで、運転気筒２０が吸い込んだ気体、代表的には燃料と空気との混合気がスワール渦やタンブル渦などの特定の流動をし易いように、連結管４に指向性を持たせることができる。
【００２９】
・・開閉制御部
実施形態１の気筒休止型内燃機関１は、通常運転時、気筒１０が生成する排気ガスを排気通路１３０を介して排出でき、気筒休止運転時、休止気筒１０がつくる圧縮空気を運転気筒２０に供給できるように、休止気筒１０側の排気通路１３０の開閉動作を行う通路開閉機構３を制御する開閉制御部５を備えることを特徴の一つとする。図１では、全体制御部５０の一部に開閉制御部５、上述の切替制御部５１を備える例を示すが、各制御部５，５０，５１をそれぞれ別個に備えることができる。制御の詳細は、以下の運転状態の項で説明する。
【００３０】
・運転状態
・・通常運転時（図３）
内燃機関１の全体制御部５０は、高出力などが必要な状態となっているか否かを各種のセンサ５００からの情報に基づいて判断する。全体制御部５０が全筒運転を行うと判断した場合、気筒１０が通常運転を行えるようにする。具体的には、全体制御部５０は、気筒１０に対して燃料噴射の動作命令、点火プラグ１５０の点火動作命令、必要に応じて切替制御部５１に切替命令をそれぞれ出す。切替制御部５１は、電磁ソレノイドなどに命令して、気筒１０のカムを、切替機構を介して運転用カム１８に切り替える。開閉制御部５は、気筒１０のカムの切替などに応じて、通路開閉機構３に命令して通路開閉機構３に開動作を行わせる（図３の実線参照）。具体的には、運転用カム１８によって排気バルブ１３が少なくとも開いている間は気筒１０側の排気通路１３０が開いた状態になるように、開閉制御部５は、通路開閉機構３を制御する。
【００３１】
上述の切替動作などによって、気筒１０の吸気バルブ１２及び排気バルブ１３は、気筒２０の４サイクルの位相とは３６０°ずれた４サイクルに則って開閉する。また、気筒１０のピストン１１０は、気筒２０の４サイクルの位相とは３６０°ずれた往復運動を行う。即ち、通常運転時、気筒１０は、４サイクルのうち吸気行程にあるとき、吸気バルブ１２を開いて排気バルブ１３を閉じた状態で代表的には空気と燃料との混合気を吸入し、圧縮行程にあるとき、吸気バルブ１２及び排気バルブ１３を閉じた状態で吸入した混合気を圧縮し、膨張行程にあるとき、圧縮した混合気を点火プラグ１５０の点火によって燃焼する。そして、気筒１０は、排気行程にあるとき、通路開閉機構３が開いた状態にある排気通路１３０から排気ガスを排出する。なお、直噴式の内燃機関の場合には空気のみを吸入して、燃料室に燃料が直接噴射される。
【００３２】
一方、気筒２０は、気筒１０の４サイクルの位相とは３６０°ずれた４サイクル運転を行う。そのため、気筒１０側の排気通路１３０と、気筒２０側の吸気通路２２０とが連結管４によって連通しており、排気行程にある気筒１０の排気ガスが連結管４を介して、気筒２０側の吸気通路２２０に流れるものの、気筒２０は圧縮行程にあって吸気バルブ２２が閉じられているため、シリンダ本体２００に導入されない。また、吸気通路２２０に溜まった上記排気ガスは、気筒２０が吸気行程にあるとき、混合気と共に吸引されて、排気再循環による効果が期待できる。
【００３３】
・・気筒休止運転時（図１）
内燃機関１の全体制御部５０が気筒休止運転を行うと判断した場合、休止させる気筒（休止気筒１０）が燃焼操作を行わず、特定の操作（圧縮空気の生成と運転気筒２０への供給）を行えるようにする。具体的には、全体制御部５０は、休止気筒１０に対して燃料噴射の停止命令、点火プラグ１５０の点火停止命令、切替制御部５１に切替命令をそれぞれ出す。切替制御部５１は、電磁ソレノイドなどに命令して、気筒１０のカムを、切替機構を介して運転用カム１８から休止用カム１５に切り替える。カムの切り替えは、排気バルブ１３についてのみ行い、吸気バルブ１２のカム１９は、通常運転時のままとする。
【００３４】
開閉制御部５は、気筒１０のカムの切替などに応じて、通路開閉機構３に命令して閉動作を行わせる（図１の実線参照）。具体的には、休止用カム１５によって排気バルブ１３が開いている間は少なくとも排気通路１３０が閉じた状態になるように、開閉制御部５は、通路開閉機構３を制御する。排気通路１３０を閉じる時は、排気バルブ１３を開く前であればよく、例えば、排気バルブ１３を開く直前、休止気筒１０の圧縮行程の任意のとき、気筒休止運転開始時などが挙げられる。又は、開閉制御部５は、気筒休止運転時には通路開閉機構３を閉状態とし、通常運転時にのみ通路開閉機構３を開状態とするように通路開閉機構３を制御することができる。この場合、例えば、カムの切り替えと連動するように、通路開閉機構３の開閉を制御すればよく、制御が単純になる。
【００３５】
以下、休止気筒１０の４サイクルの行程ごとに説明する。
休止気筒１０が吸気行程にあるとき、カム１９の回転に伴って吸気バルブ１２が開き、休止用カム１５によって排気バルブ１３は閉じた状態で、ピストン１１０が下死点に向かうに従って、燃料を含まない空気のみをシリンダ本体１００に吸入する。
【００３６】
休止気筒１０が圧縮行程に入ると、カム１９の回転に伴って吸気バルブ１２が閉じ、休止用カム１５によって排気バルブ１３が閉じたまま、ピストン１１０が上死点に向かうに従って、シリンダ本体１００内に吸入した上記空気が圧縮される。このようにして吸気行程から圧縮行程に亘って休止気筒１０内に圧縮空気を生成する。
【００３７】
休止気筒１０の圧縮行程の後期に排気通路１３０が閉じた状態で、休止用カム１５の回転に伴って排気バルブ１３が開く。このとき、運転気筒２０は、位相が３６０°ずれているため排気行程の後期から吸気行程に移行する時期であり、通常、バルブオーバーラップがあるため吸気バルブ２２が開いている。そのため、休止気筒１０の圧縮行程の後期から膨張行程の初期に亘って排気バルブ１３を開いた状態とすると、吸気行程に入って負圧になり始めている運転気筒２０のシリンダ本体２００に引き込まれるようにして、休止気筒１０内の圧縮空気を、連結管４を介して運転気筒２０に供給できる。
【００３８】
休止気筒１０の膨張行程の中期には、上述の圧縮空気を供給し終わっており、休止用カム１５の回転に伴って排気バルブ１３が閉じる。
【００３９】
気筒休止運転中、休止気筒１０は、上述のピストン１１０の往復運動と吸気バルブ１２及び排気バルブ１３の開閉と通路開閉機構３の開閉とを利用した運転気筒２０への圧縮空気の供給操作を繰り返し行う。
【００４０】
・効果
実施形態１の気筒休止型内燃機関１は、気筒休止運転時、休止気筒１０をポンプとして利用して圧縮空気を運転気筒２０に供給可能であるため、運転気筒２０の吸気流動を強化できる。連結管４が指向性を有する場合には、上記運転気筒２０の吸気流動を更に強化し易い。また、圧縮空気の圧縮度合いによっては、運転気筒２０の過給効果を期待できる。特に、内燃機関１は、過給機や高圧タンクを備えておらず、気筒休止運転が可能な構成に対して休止気筒１０側の排気通路１３０に通路開閉機構３を設けると共に、この排気通路１３０と運転気筒２０側の吸気通路２２０とを連結する連結管４を付加するという簡単な構成であり、過給機などの省略による軽量化、低コスト化が期待できる。
【００４１】
また、休止気筒１０は、運転気筒２０に圧縮空気を供給することで休止気筒１０内の圧力が低下する結果、休止気筒１０の圧縮に起因する負の仕事を低減できる。そのため、内燃機関１は、休止気筒１０の熱量の損失を低減できる。
【００４２】
なお、本発明は上述の例示に限定されない。例えば、実施形態１では２つの気筒を備える内燃機関を例示するが、３つ以上の気筒を備える内燃機関とすることができる。特に、４気筒などの偶数気筒が好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の気筒休止型内燃機関は、自動車などの内燃機関に利用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１  気筒休止型内燃機関  ３  通路開閉機構  ４  連結管  ５  開閉制御部
１０，２０  気筒  １０  休止気筒  ２０  運転気筒
１２，２２  吸気バルブ  １３，２３  排気バルブ
１５  休止用カム（休止バルブ開閉機構）  １８  運転用カム（運転バルブ開閉機構）
１９  吸気バルブのカム
５０  全体制御部  ５１  切替制御部
１００，２００  シリンダ本体  １１０，２１０  ピストン
１２０，２２０  吸気通路  １３０，２３０  排気通路  １５０，２５０  点火プラグ
５００  センサ
【図１】
2016050534.tif 000003
【図２】
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【図３】
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