(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、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休止気筒１０内に圧縮気体を生成し、圧縮行程後期に排気バルブ１３を開くようにバルブ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、連結管４を開閉する連結管開閉機構５と、開閉制御部８Ａとを備える。開閉制御部８Ａは、通常運転時に排気通路１３０を開き、気筒休止運転時に排気バルブ１３が開いている間、排気通路１３０及び連結管４を閉じ、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、連通管４を開いた状態にするように開閉機構３，５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、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、
前記連結管を開閉する連結管開閉機構と、
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、前記圧縮空気を貯留する閉空間を前記排気通路に形成するために、前記排気通路及び前記連結管を閉じた状態にし、
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閉空間に貯留された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とし、かつ前記連結管を開いた状態にするように前記通路開閉機構及び前記連結管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。
【請求項２】
４サイクル運転を行う運転気筒と、
通常運転時、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、膨張行程から排気行程に亘って前記休止気筒内に圧縮気体を生成するように前記休止気筒の吸気バルブを閉じ、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、
前記連結管を開閉する連結管開閉機構と、
前記運転気筒に接続される排気通路内の気体を前記休止気筒側の排気通路における前記通路開閉機構よりも上流側に導入する排ガス導入管と、
前記排ガス導入管を開閉する導入管開閉機構と、
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膨張行程から排気行程に亘って前記吸気バルブを閉じ、かつ前記排気バルブを開いている間、前記休止気筒が前記排ガス導入管を介して前記運転気筒側の排気通路内の気体を吸入し、吸入した気体を圧縮した前記圧縮気体を貯留する閉空間を前記排気通路に形成するために、前記排気通路及び前記連結管を閉じた状態にし、かつ前記排ガス導入管を開いた状態にし、
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閉空間に貯留された前記圧縮気体を供給するために、前記排気通路及び前記排ガス導入管を閉じた状態とし、かつ前記連結管を開いた状態にするように前記通路開閉機構、前記連結管開閉機構、及び導入管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したり、過給したりできる構成が望まれる。
【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】
第一の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、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、前記連結管を開閉する連結管開閉機構と、以下の開閉制御部とを備える。この開閉制御部は、前記通路開閉機構及び前記連結管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、前記圧縮空気を貯留する閉空間を前記排気通路に形成するために、前記排気通路及び前記連結管を閉じた状態にし、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閉空間に貯留された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とし、かつ前記連結管を開いた状態にする。
【００１１】
第二の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、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、膨張行程から排気行程に亘って前記休止気筒内に圧縮気体を生成するように前記休止気筒の吸気バルブを閉じ、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、前記連結管を開閉する連結管開閉機構と、前記運転気筒に接続される排気通路内の気体を前記休止気筒側の排気通路における前記通路開閉機構よりも上流側に導入する排ガス導入管と、前記排ガス導入管を開閉する導入管開閉機構と、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、前記連結管開閉機構、及び導入管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、以下のようにする。
（２−１）膨張行程から排気行程に亘って前記吸気バルブを閉じ、かつ前記排気バルブを開いている間、前記休止気筒が前記排ガス導入管を介して前記運転気筒側の排気通路内の気体を吸入し、吸入した気体を圧縮した前記圧縮気体を貯留する閉空間を前記排気通路に形成するために、前記排気通路及び前記連結管を閉じた状態にし、かつ前記排ガス導入管を開いた状態にする。
（２−２）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閉空間に貯留された前記圧縮気体を供給するために、前記排気通路及び前記排ガス導入管を閉じた状態とし、かつ前記連結管を開いた状態にする。
【発明の効果】
【００１２】
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】
【００１３】
【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を模式的に示す概略構成図であり、気筒休止運転時に運転気筒が吸気行程にある状態を示す。
【図３】実施形態１の気筒休止型内燃機関について、休止気筒及び運転気筒の吸気バルブ及び排気バルブが開く時期、排気通路の開閉時期、連結管の開閉時期をピストンの変位角度で示す説明図である。
【図４】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、全筒運転時において、気筒休止運転時に休止気筒となる気筒が圧縮行程の後期にある状態を示す。
【図５】実施形態２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膨張行程にある状態を示す。
【図６】実施形態２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、気筒休止運転時に運転気筒が吸気行程にある状態を示す。
【図７】実施形態２の気筒休止型内燃機関について、休止気筒及び運転気筒の吸気バルブ及び排気バルブの開く時期、排気通路の開閉時期、連結管の開閉時期、排ガス導入管の開閉時期をピストンの変位角度で示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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１５〜１９のプロフィル、通路開閉機構・連結管開閉機構・導入管開閉機構の配置位置、連結管・排ガス導入管の接続位置などは例示である。図２，図６では、気筒１０の動弁系を省略し、図２，図４−図６では、気筒２０の動弁系を省略している。
【００１５】
［実施形態１］
・全体構成
以下、図１〜図４を参照して実施形態１の気筒休止型内燃機関１Ａを説明する。実施形態１の気筒休止型内燃機関１Ａ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１Ａ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１Ａは、運転状態を検知する各種のセンサ８００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８０を備える。センサ８００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。
【００１６】
実施形態１の気筒休止型内燃機関１Ａ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。
【００１７】
・基本構成
内燃機関１Ａ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１Ａ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（図２）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１Ａ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。
【００１８】
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１Ａ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。図では、ＤＯＨＣ方式を例示する。
【００１９】
内燃機関１Ａに備える各気筒１０，２０における４サイクルの位相は、任意である。即ち、両気筒１０，２０の４サイクルの位相が同相である場合、４サイクルの位相が１８０°ずれている場合、３６０°ずれている場合、５４０°ずれている場合などをとり得る（後述する図３も参照）。図１，図２，図４、後述する図５，図６では、両気筒１０，２０の４サイクルの位相が５４０°ずれている場合を例示する。
【００２０】
・特徴点
・・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１Ａ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８０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１Ａ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８１とを備える。
【００２１】
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４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。
【００２２】
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４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。図３に示す休止気筒１０（Ｃｌｙ．１）の排気バルブの項について、黒色の矢印と共に、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いる。図１では、排気バルブ１３の休止バルブ開閉機構として、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。
【００２３】
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１Ａ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８１は、この電磁ソレノイドを制御する。切替制御部８１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８０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。
【００２４】
・・通路開閉機構
実施形態１の気筒休止型内燃機関１Ａ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１Ａ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。
【００２５】
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８Ａは、この電磁弁の開閉動作を制御する。
【００２６】
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の配置箇所近傍であって、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。
【００２７】
・・連結管及び連結管開閉機構
実施形態１の気筒休止型内燃機関１Ａ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１Ａ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と、連結管４を開閉する連結管開閉機構５とを備える。
【００２８】
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、適宜な時期に運転気筒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の配置箇所近傍とし、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の配置箇所近傍とすると、連結管４を短くできて好ましい。
【００２９】
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。
【００３０】
連結管開閉機構５は、気筒休止運転時に上述の通路開閉機構３と共に閉じた状態となることで、休止気筒１０側の排気通路１３０に閉空間を形成することを機能の一つとする。実施形態１の気筒休止型内燃機関１Ａは、この閉空間を休止気筒１０が形成した圧縮空気の貯留槽として利用し、適宜な時期に、連結管開閉機構５を開くことで、連結管４を介して、上記貯留槽内の圧縮空気を運転気筒２０に供給する。この機能を考慮すると、連結管開閉機構５は、上述の通路開閉機構３と同様に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８Ａは、この電磁弁の開閉動作を制御する。連結管４における連結管開閉機構５の配置位置は適宜選択できる。上記配置位置は、例えば、排気通路１３０と連結管４との接続箇所近傍などとすると、上記貯留槽の容積を小さくでき、上述の圧縮効果を高められると考えられる。
【００３１】
・・開閉制御部
実施形態１の気筒休止型内燃機関１Ａ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休止気筒１０側の排気通路１３０に一旦貯留し、適宜な時期に運転気筒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及び連結管４の開閉動作を行う連結管開閉機構５を制御する開閉制御部８Ａを備えることを特徴の一つとする。図１では、全体制御部８０の一部に開閉制御部８Ａ、上述の切替制御部８１を備える例を示すが、各制御部８Ａ，８０，８１をそれぞれ別個に備えることができる（この点は、後述する実施形態２も同様である）。制御の詳細は、以下の運転状態の項で説明する。
【００３２】
・運転状態
・・通常運転時（図４）
内燃機関１Ａの全体制御部８０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８００からの情報に基づいて判断する。全体制御部８０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８０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８１に切替命令をそれぞれ出す。切替制御部８１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８Ａ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４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が開いている間は少なくとも気筒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８Ａは、通路開閉機構３を制御する。
【００３３】
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、運転用カム１８を利用して４サイクル運転に則って開閉し、ピストン１１０は往復運動を行う。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。
【００３４】
一方、気筒２０の吸気バルブ２２及び排気バルブ２３は、カム（図示せず）を利用して４サイクル運転に則って開閉し、ピストン２１０は往復運動を行う。
【００３５】
通常運転時、連結管開閉機構５の開閉は問わない。連結管開閉機構５を閉じていてもよいし、開いてもよい。連結管開閉機構５が開いている場合、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に流れるが、この排気ガスは、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。
【００３６】
・・気筒休止運転時（図１，図２）
内燃機関１Ａの全体制御部８０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・貯留と運転気筒２０への供給）を行えるようにする。具体的には、全体制御部８０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８１に切替命令をそれぞれ出す。切替制御部８１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。
【００３７】
開閉制御部８Ａは、気筒１０のカムの切替などに応じて、通路開閉機構３及び連結管開閉機構５に命令して開閉動作を行わせる。具体的には、（１）休止用カム１５によって排気バルブ１３が開いている間、（２）排気バルブ１３が閉じて排気通路１３０の閉空間に圧縮空気を貯留している間の二つの期間は少なくとも、排気通路１３０及び連結管４が閉じた状態になるように（図１の実線参照）、開閉制御部８Ａは、通路開閉機構３及び連結管開閉機構５を制御する。そして、開閉制御部８Ａは、運転気筒２０が吸気行程にあるときに、排気通路１３０が閉じ、連結管４が開いた状態になるように（図２の実線参照）、通路開閉機構３及び連結管開閉機構５を制御する。
【００３８】
通路開閉機構３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８Ａ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。圧縮空気を形成するために排気通路１３０を閉じた後、そのまま閉じた状態を維持すればよく、開閉動作を別途行う必要がないからである。図３では、この場合、即ち気筒休止運転中、排気通路１３０が閉じ、通常運転時にのみ排気通路１３０が開く場合を例示する。連結管開閉機構５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などが挙げられる。連結管開閉機構５を開く時は、貯留する圧縮空気を運転気筒２０に供給するとき、具体的には、運転気筒２０が吸気行程にある任意のときが挙げられる。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
開閉制御部８Ａは、休止気筒１０の圧縮行程の後期に休止気筒１０側の排気通路１３０及び連結管４が閉じた状態となるように通路開閉機構３及び連結管開閉機構５を制御する。通路開閉機構３及び連結管開閉機構５が閉じることで、排気通路１３０と通路開閉機構３及び連結管開閉機構５とで囲まれる閉空間を形成できる。
【００４２】
休止気筒１０の圧縮行程の後期に排気通路１３０に上記閉空間が形成された状態で、休止用カム１５の回転に伴って排気バルブ１３が開くと、休止気筒１０が圧縮行程で形成した圧縮空気が上記閉空間に流動する。
【００４３】
休止気筒１０の圧縮行程の後期を経て膨張行程に入り、膨張行程の中期には、上述の圧縮空気を上記閉空間に充填し終わっており、休止用カム１５の回転に伴って排気バルブ１３が閉じる。こうすることで、休止気筒１０が圧縮行程で形成した圧縮空気を排気通路１３０において排気バルブ１３と通路開閉機構３と連結管開閉機構５とで封止された閉空間に貯留できる。
【００４４】
そして、開閉制御部８Ａは、図２に示すように運転気筒２０が吸気行程にあるときに連結管４が開いた状態となるように連結管開閉機構５を制御する。通路開閉機構３が閉じた状態で連結管開閉機構５が開くことで、排気通路１３０における上記閉空間に貯留していた圧縮空気を、連結管４を介して運転気筒２０に供給できる。より具体的には、吸気行程に入って吸気バルブ２２を開い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、上記圧縮空気を運転気筒２０に供給できる。
【００４５】
図３を参照して、運転気筒２０（Ｃｙｌ．２）の４サイクルの位相ごとに、休止気筒１０（Ｃｙｌ．１）の排気バルブ１３の開閉状態、排気通路１３０の開閉状態、連結管４の開閉状態を説明する。図３、及び後述の図７では、クランクシャフトの回転角度を基準として、両気筒（Ｃｙｌ．１，２）について吸気バルブ及び排気バルブが開いている時期を矢印で示すと共にｏｐｅｎと付して示す。排気通路１３０及び連結管４、導入管（図７、後述する排ガス導入管６）について、開いている時期を矢印で示すと共にｏｐｅｎと付して示し、閉じている時期をハッチング及びｃｌｏｓｅを付して示す。右欄の「全筒」は、全筒運転の場合（矢印は破線矢印）、「休止」は、気筒休止運転の場合（矢印は黒矢印）、「全・休」は、全筒運転又は気筒休止運転の場合を意味する。図において、矢印やハッチングを付した時期は例示である。特に、排気通路１３０の開閉時期、連結管４の開閉時期、排ガス導入管６の開閉時期は、明示した時期を含んで、又は含まずにその他の時期とすることができる。
【００４６】
ここで、休止気筒１０側の排気通路１３０の閉空間に貯留する圧縮空気を供給可能な時期とは、休止気筒１０の排気バルブ１３が閉じているとき、即ち、図３において「ｏｐｅｎ」と付された範囲以外の時期である。上記の圧縮空気を供給可能な時期に、運転気筒２０の吸気バルブ２２が開いていれば、運転気筒２０に上記圧縮空気を供給できる。例えば、休止気筒１０（Ｃｙｌ．１）と運転気筒２０（Ｃｙｌ．２）とについて、４サイクルの位相が同相である場合、１８０°ずれている場合、５４０°ずれている場合では、上記の圧縮空気を供給可能な時期に吸気バルブ２２が概ね開いている。従って、これらの場合では、運転気筒２０の吸気バルブ２２が開いている任意の時期、例えば、吸気バルブ２２を開くと同時に連結管４を開くことが挙げられる。連結管４を開くまでは、連結管４を閉じ続ける。図３では、休止気筒１０の排気バルブ１３を開くと同時に連結管４を閉じ、運転気筒２０の吸気バルブ２２を開くと同時に連結管４を開く場合を例示する。
【００４７】
一方、休止気筒１０（Ｃｙｌ．１）と運転気筒２０（Ｃｙｌ．２）とについて、４サイクルの位相が３６０°ずれている場合には、上記の圧縮空気を供給できない時期、即ち、図３においてＣｙｌ．１０の排気バルブ１３に「ｏｐｅｎ」と付された範囲と、運転気筒２０の吸気バルブ２２が開いている時期とが重複する。従って、この場合には、休止気筒１０の排気バルブ１３が閉じた後であって、運転気筒２０の吸気バルブ２２が開いている時期、例えば、吸気行程の中期に連結管４を開くことが挙げられる。連結管４を開くまでは、連結管４を閉じ続ける。図３では、休止気筒１０の排気バルブ１３を開くと同時に連結管４を閉じ、運転気筒２０の吸気行程中期に連結管４を開く場合を例示する。
【００４８】
気筒休止運転中、開閉制御部８Ａが通路開閉機構３と連結管開閉機構５とを制御することで、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の開閉と連結管開閉機構５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。
【００４９】
・効果
実施形態１の気筒休止型内燃機関１Ａ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。特に、内燃機関１Ａは、休止気筒１０側の排気通路１３０を圧縮空気の貯留槽に利用できるため、運転気筒２０の４サイクルの位相によらず、圧縮空気を確実に貯留でき、運転気筒２０の吸気行程に供給できる。従って、内燃機関１Ａは、運転気筒２０の吸気流動を強化したり、過給したりできる。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。
【００５０】
特に、内燃機関１Ａ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及び連結管開閉機構５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。
【００５１】
更に、休止気筒１０は、排気通路１３０につくられる閉空間に圧縮空気を貯留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１Ａは、休止気筒１０の熱量の損失を低減できる。
【００５２】
［実施形態２］
・全体構成
以下、図５〜図７を参照して実施形態２の気筒休止型内燃機関１Ｂを説明する。実施形態１では、休止気筒１０が空気を吸引し、この空気を圧縮して運転気筒２０に供給する構成を説明した。実施形態２の気筒休止型内燃機関１Ｂは、休止気筒１０が運転気筒２０から排気ガスなどの気体を吸引し、この気体を圧縮して運転気筒２０に供給する構成である。このような内燃機関１Ｂは、実施形態１の内燃機関１Ａと共通する構成を備える。共通構成の概略を述べると、内燃機関１Ｂは、４サイクル運転を行う複数の気筒１０，２０と、気筒休止運転が可能な構成とを備え、気筒休止運転時、一方の気筒を休止気筒１０、他方の気筒を運転気筒２０とする。また、内燃機関１Ｂは、運転バルブ開閉機構、休止バルブ開閉機構、切替機構、通路開閉機構３、連結管４、連結管開閉機構５、これらの開閉機構３，５を制御する開閉制御部８Ｂとを備える。内燃機関１Ｂは、運転気筒２０側の排気通路２３０内の気体、代表的には運転気筒２０が生成した排気ガスを休止気筒１０側に導入可能な排ガス導入管６を備える点、開閉制御部８Ｂが排ガス導入管６の開閉を制御する点、これらの構成によって休止気筒１０が導入した気体を圧縮気体にして運転気筒２０に供給する点が異なる。以下、この相違点を中心に説明し、実施形態１との共通構成については説明を省略する。
【００５３】
・特徴点
・・バルブ開閉機構及び切替機構
実施形態２の気筒休止型内燃機関１Ｂは、通常運転時に休止気筒１０の両バルブ１２，１３が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８１とを備える。特に、実施形態２の内燃機関１Ｂでは、吸気バルブ１２の開閉に用いるバルブ開閉機構も、通常運転時と気筒休止運転時とで切り替える。
【００５４】
吸気バルブ１２について通常運転時に用いる運転バルブ開閉機構には、実施形態１と同様のものが利用できる。気筒休止運転時に用いる休止バルブ開閉機構には、少なくとも吸気行程から圧縮行程に亘って閉じるように設けられたものが利用できる。即ち、通常運転時には吸気バルブ１２を開く行程である吸気行程に対して、気筒休止運転時には吸気バルブ１２を閉じるため、実施形態２の内燃機関１Ｂでは、気筒休止運転時に吸気バルブ１２が開かなくてよいといえる。そこで、このような休止バルブ開閉機構として、バルブリフトが０（ゼロ）となる形状のカムを備えるものが利用できる。図５では、吸気バルブ１２の休止バルブ開閉機構として、バルブリフトがゼロの休止用カム１７を例示する。
【００５５】
排気バルブ１３について通常運転時に用いる運転バルブ開閉機構には、実施形態１と同様のもの、例えば、運転用カム１８が利用できる。気筒休止運転時に用いる休止バルブ開閉機構には、排気バルブ１３が吸気行程から圧縮行程に亘って閉じ、膨張行程から排気行程に亘って開くように設けられたものが利用できる。このような休止バルブ開閉機構は、例えば、クランクシャフトの回転角度でいうと、圧縮行程の開始角度を０°として、１８０°以上５４０°以下程度の範囲を満たす時期に排気バルブ１３が開くように設けられたものが利用できる。図５では、排気バルブ１３の休止バルブ開閉機構として、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１６を例示する。
【００５６】
両バルブ１２，１３について、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、実施形態１と同様にカムスライド式などを利用でき、切替制御部８１が制御する。
【００５７】
・・排ガス導入管及び導入管開閉機構
実施形態２の気筒休止型内燃機関１Ｂ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側の排気通路２３０とを連通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１Ｂは、休止気筒１０側の排気通路１３０における通路開閉機構３よりも上流側と運転気筒２０側の排気通路２３０とを連結する排ガス導入管６と、排ガス導入管６を開閉する導入管開閉機構７とを備える。導入管開閉機構７が開いている状態にあるとき、排気通路１３０における通路開閉機構３よりも上流側に、運転気筒２０側の排気通路２３０内に存在する気体、代表的には排気ガスを導入できる。
【００５８】
排ガス導入管６は、上述のように運転気筒２０側の排気通路２３０から、この通路２３０内の気体を休止気筒１０側の排気通路１３０に導入できればよく、大きさ（開口径、長さなど）や外形などは適宜選択することができる。
【００５９】
導入管開閉機構７は、気筒休止運転時、上述の通路開閉機構３，連結管開閉機構５と共に閉じている状態にあるとき、休止気筒１０側の排気通路１３０に閉空間を形成することを機能の一つとする。実施形態２の気筒休止型内燃機関１Ｂは、この閉空間を休止気筒１０が形成した圧縮気体の貯留槽として利用し、適宜な時期に、連結管開閉機構５を開くことで、連結管４を介して、上記貯留槽内の圧縮気体を運転気筒２０に供給する。この機能を考慮すると、導入管開閉機構７は、上述の通路開閉機構３，連結管開閉機構５と同様に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８Ｂは、この電磁弁の開閉動作を制御する。排ガス導入管６における導入管開閉機構７の配置位置は適宜選択できる。上記配置位置は、例えば、排気通路１３０と排ガス導入管６との接続箇所近傍などとすると、上記貯留槽の容積を小さくでき、上述の圧縮効果を高められると考えられる。
【００６０】
・・開閉制御部
実施形態２の気筒休止型内燃機関１Ｂ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、運転気筒２０側の排気通路２３０内に存在する気体、代表的には運転気筒２０が生成する排気ガスを休止気筒１０で吸い込んで圧縮した後、休止気筒１０側の排気通路１３０に一旦貯留し、適宜な時期に運転気筒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、連結管４の開閉動作を行う連結管開閉機構５、排ガス導入管６の開閉動作を行う導入管開閉機構７を制御する開閉制御部８Ｂを備えることを特徴の一つとする。制御の詳細は、以下の運転状態の項で説明する。
【００６１】
・運転状態
・・通常運転時
内燃機関１Ｂの通常運転状態は、実施形態１の内燃機関１Ａと同様であり、排気バルブ１３が開いている間はすくなくとも気筒１０側の排気通路１３０を開いた状態にする。通常運転時、連結管開閉機構５、導入管開閉機構７の開閉は問わない。両開閉機構５，７を閉じていてもよいし、開いてもよい。
【００６２】
・・気筒休止運転時（図５，図６）
内燃機関１Ｂの全体制御部８０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（圧縮気体の生成・貯留と運転気筒２０への供給）を行えるようにする。具体的には、全体制御部８０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８１に切替命令をそれぞれ出す。切替制御部８１は、電磁ソレノイドなどに命令して、休止気筒１０の吸気バルブ１２、排気バルブ１３に対するカムを、切替機構を介して運転用カムから休止用カム１６，１７にそれぞれ切り替える。この切り替えによって、吸気バルブ１２は気筒休止運転中閉じており、排気バルブ１３のみ開閉する。
【００６３】
開閉制御部８Ｂは、気筒１０のカムの切替などに応じて、通路開閉機構３、連結管開閉機構５、導入管開閉機構７に命令して開閉動作を行わせる。具体的には、休止用カム１７によって吸気バルブ１２が閉じ、かつ休止用カム１６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及び連結管４が閉じた状態になり、排ガス導入管６が開いた状態になるように（図５の実線参照）、開閉制御部８Ｂは、各開閉機構３，５，７を制御する。また、排気バルブ１３が閉じて排気通路１３０の閉空間に圧縮気体を貯留している間は少なくとも、排気通路１３０、連結管４、排ガス導入管６が閉じた状態になるように、開閉制御部８Ｂは、各開閉機構３，５，７を制御する。そして、運転気筒２０が吸気行程にあるときに排気通路１３０及び連結管４が閉じた状態で、連結管４が開いた状態になるように連結管開閉機構５を制御する（図６の実線参照）。
【００６４】
通路開閉機構３を閉じる時及び導入管開閉機構７を開く時は、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の吸気行程又は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。上述のように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を開状態とすることができ、後述の図７では、この場合を例示する。連結管開閉機５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の吸気行程又は圧縮行程の任意のときなどが挙げられる。連結管開閉機構５を開く時は、貯留する圧縮空気を運転気筒２０に供給するとき、具体的には、運転気筒２０が吸気行程にある任意のときが挙げられる。導入管開閉機構７を閉じる時は、運転気筒２０側の排気通路２３０からの気体の流動が終わった任意のときにできる。
【００６５】
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が吸気行程から圧縮行程にあるとき、カム１７が回転するものの吸気バルブ１２は閉じた状態であり、休止用カム１５によって排気バルブ１３も閉じた状態であり、ピストン１１０のみが往復運動をしている。以降、吸気バルブ１２は閉じたままである。
【００６６】
休止気筒１０が膨張行程に入ると、開閉制御部８Ｂは、休止気筒１０側の排気通路１３０及び連結管４が閉じた状態となり、排ガス導入管６が開いた状態となるように通路開閉機構３、連結管開閉機構５、導入管開閉機構７を制御する。この結果、排ガス導入管６によって、休止気筒１０側の排気通路１３０と運転気筒２０側の排気通路２３０とが連通する。この状態で、吸気バルブ部１２が閉じたまま、休止用カム１６の回転に伴って排気バルブ１３が開くと、ピストン１１０が下死点に向かうに従って、負圧になり始めているシリンダ本体１００に引き込まれるようにして、運転気筒２０側の排気通路２３０内の気体を吸入できる。なお、運転気筒２０側の排気通路２３０には、運転気筒２０が生成した排気ガスに代表される酸素が少ないガスなどの気体が存在し、運転気筒２０が排気行程にあれば、運転気筒２０が生成したばかりの排気ガスが充填される。休止気筒１０は、排ガス導入管６を介してこの低酸素ガスなどの気体を吸入する。休止気筒１０が運転気筒２０側の排気通路２３０内の気体を十分に吸入できたら、例えば、ピストン１１０が下死点に達して排気行程に移行するときになったら、開閉制御部８Ｂは、排ガス導入管６が閉じた状態となるように導入管開閉機構７を制御する。こうすることで、シリンダ本体１００から排気通路１３０に亘って、通路開閉機構３、連結管開閉機構５、導入管開閉機構７で封止された閉空間に上記気体を充填できる。
【００６７】
休止気筒１０が排気行程に入ってピストン１１０が上死点に向かうに従って、上記閉空間内の気体が圧縮され、上記閉空間内に圧縮気体を充填できる。
【００６８】
休止気筒１０の排気行程の終期には、上述の圧縮気体を上記閉空間に充填し終わっており、休止用カム１６の回転に伴って排気バルブ１３が閉じる。こうすることで、休止気筒１０が膨張行程から排気行程を経て形成した圧縮気体を、排気通路１３０において排気バルブ１３と通路開閉機構３と連結管開閉機構５と導入管開閉機構７とで封止された閉空間に貯留できる。
【００６９】
そして、開閉制御部８Ｂは、図６に示すように運転気筒２０が吸気行程にあるときに連結管４が開いた状態となるように連結管開閉機構５を制御する。通路開閉機構３（排気通路１３０）と導入管開閉機構７（排ガス導入管６）とが閉じた状態で連結管開閉機構５が開くことで、排気通路１３０における上記閉空間に貯留保持していた圧縮気体を、連結管４を介して運転気筒２０に供給できる。より具体的には、吸気行程にあるため吸気バルブ２２を開い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、上記圧縮気体を運転気筒２０に供給できる。
【００７０】
図７を参照して、運転気筒２０（Ｃｙｌ．２）の４サイクルの位相ごとに、休止気筒１０（Ｃｙｌ．１）の排気バルブ１３の開閉状態、排気通路１３０の開閉状態、連結管４の開閉状態、排ガス導入管６の開閉状態を説明する。
【００７１】
ここで、休止気筒１０側の排気通路１３０の閉空間に貯留する圧縮気体を供給可能な時期とは、休止気筒１０の排気バルブ１３が閉じているとき、即ち、図７において「ｏｐｅｎ」と付された範囲以外の時期（休止気筒１０の吸気行程から圧縮行程まで）である。上記の圧縮気体を供給可能な時期に、運転気筒２０の吸気バルブ２２が開いていれば、運転気筒２０に上記圧縮気体を供給できる。例えば、休止気筒１０（Ｃｙｌ．１）と運転気筒２０（Ｃｙｌ．２）とについて、４サイクルの位相が同相である場合、１８０°ずれている場合では、上記の圧縮気体を供給可能な時期に吸気バルブ２２が概ね開いている。従って、これらの場合では、運転気筒２０の吸気バルブ２２が開いている任意の時期に連結管４を開くことが挙げられる。図７の同相の場合では、休止気筒１０の排気バルブ１３を開くと同時に連結管４を閉じ、運転気筒２０の吸気行程の中期に連結管４を開く形態、１８０°ずれの場合では、休止気筒１０の排気バルブ１３を開くと同時に連結管４を閉じ、吸気バルブ２２を開くと同時に連結管４を開く形態を例示する。連結管４を開くまでは、連結管４を閉じ続ける。なお、図７では、休止気筒１０が膨張行程にあるとき排ガス導入管６を開き、それ以外の行程では閉じる形態を例示する。
【００７２】
一方、休止気筒１０（Ｃｙｌ．１）と運転気筒２０（Ｃｙｌ．２）とについて、４サイクルの位相が５４０°ずれている場合では、上記の圧縮空気を供給できない時期、即ち、図７においてＣｙｌ．１０の排気バルブ１３に「ｏｐｅｎ」と付された範囲と、運転気筒２０の吸気バルブ２２が開いている時期とが重複する。しかし、休止気筒１０の排気行程後期には、排気通路１３０における上記閉空間内の気体はある程度圧縮されている。そこで、この場合には、休止気筒１０の排気行程後期、即ち運転気筒２０の吸気行程後期に連結管４を開くことで、運転気筒２０に圧縮気体を供給できる。
【００７３】
他方、休止気筒１０（Ｃｙｌ．１）と運転気筒２０（Ｃｙｌ．２）とについて、４サイクルの位相が３６０°ずれている場合では、上記の圧縮空気を供給できない時期に、運転気筒２０の吸気バルブ２２を開いている時期が含まれる。そのため、この場合は、圧縮気体を利用できないと考えられる。
【００７４】
気筒休止運転中、開閉制御部８Ｂが通路開閉機構３と連結管開閉機構５と導入管開閉機構７とを制御することで、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の開閉と連結管開閉機構５の開閉と導入管開閉機構７の開閉とを利用した運転気筒２０への圧縮気体の供給操作を繰り返し行う。
【００７５】
・効果
実施形態２の気筒休止型内燃機関１Ｂ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気体を運転気筒２０に供給可能である。特に、内燃機関１Ｂは、休止気筒１０側の排気通路１３０を圧縮気体の貯留槽に利用できるため、圧縮気体を確実に貯留でき、運転気筒２０の吸気行程に供給できる。従って、内燃機関１Ｂは、運転気筒２０の吸気流動を強化したり、過給したりできる上に、圧縮気体が排気ガスなどの低酸素気体であることから、層状燃焼が可能になる。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。
【００７６】
また、内燃機関１Ｂは、実施形態１と同様に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の付加構成が少なく簡単な構成であり、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。更に、休止気筒１０は、実施形態１と同様に休止気筒１０の圧縮に起因する負の仕事を低減できて、休止気筒１０の熱量の損失を低減できる。
【００７７】
［実施形態３］
実施形態１，２の構成を組み合わせた構成とすることができる。即ち、実施形態３の気筒休止型内燃機関として、休止気筒１０の運転バルブ開閉機構・休止バルブ開閉機構・切替機構と、通路開閉機構３と、連結管４と、連結管開閉機構５と、排ガス導入管６と、導入管開閉機構７と、これらの開閉機構３，５，７を制御する開閉制御部とを備えると共に、圧縮空気を供給する構造と、排気ガスに代表される圧縮気体を供給する構造とを選択可能な選択制御部とを備えることができる。この形態では、休止気筒１０の吸気バルブ１２の開閉を行うカムとして、運転用カム１９と、休止用カム１７とを備え、排気バルブ１３の開閉を行うカムとして、運転用カム１８と、休止用カム１５，１６とを備える。そして、センサ８００などからの情報に基づいて、圧縮空気を利用するか、排気ガスに代表される圧縮気体を利用するかを選択制御部が判断して、切替制御部８１にカムなどのバルブ開閉機構の切替命令を出すとよい。
【００７８】
［変形例１］
実施形態２では、休止気筒１０が膨張行程から排気行程にあるときに運転気筒２０側の排気通路２３０から気体を吸入して圧縮する構成を説明した。その他、休止気筒１０が吸気行程から圧縮行程にあるときに運転気筒２０側の排気通路２３０から気体を吸入して圧縮する構成とすることができる。この形態では、気筒休止運転時、休止気筒１０の吸気バルブ１２は閉じておき（休止用カム１７を利用）、排気バルブ１３は、吸気行程から圧縮行程に開くようなプロフィルを有するカムを利用すればよい。
【００７９】
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１，２などでは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。その他、両気筒１０，２０の４サイクルの位相ずれとして、９０°刻みのずれを有するものとすることができる。例えば、両気筒１０，２０の位相が４５０°ずれている形態や、６３０°ずれている形態などとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
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】
【００８１】
１Ａ，１Ｂ  気筒休止型内燃機関  ３  通路開閉機構  ４  連結管
５  連結管開閉機構  ６  排ガス導入管  ７  導入管開閉機構
８Ａ，８Ｂ  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
１５，１６，１７  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
８０  全体制御部  ８１  切替制御部  ８００  センサ
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
【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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