JP2004124760A - 火花点火式エンジンの制御装置 - Google Patents
火花点火式エンジンの制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004124760A JP2004124760A JP2002287886A JP2002287886A JP2004124760A JP 2004124760 A JP2004124760 A JP 2004124760A JP 2002287886 A JP2002287886 A JP 2002287886A JP 2002287886 A JP2002287886 A JP 2002287886A JP 2004124760 A JP2004124760 A JP 2004124760A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- valve
- combustion
- ignition
- cylinders
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
【課題】リーン燃焼および圧縮自己着火による燃焼により、燃費を向上させるとともに、その効果が大きく得られる走行領域を拡大する。
【解決手段】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側の先行気筒２Ａ，２Ｄから排出される既燃ガスが吸気行程側の後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入され、後続気筒２Ｂ，２Ｃから排出されるガスのみが排気通路２０に導かれるようにする。そして、先行気筒２Ａ，２Ｄではリーン空燃比で圧縮自己着火による燃焼を行わせ、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圧縮自己着火による燃焼を行わせる。更に、各吸排気バルブ３１，３２ａ，３２ｂ等の開閉時期を制御して先行気筒２Ａ，２Ｄの内部ＥＧＲ量を変動させ、先行気筒２Ａ，２Ｄが圧縮自己着火による燃焼を行い得る走行領域を拡大する。
【選択図】 図１
【解決手段】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側の先行気筒２Ａ，２Ｄから排出される既燃ガスが吸気行程側の後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入され、後続気筒２Ｂ，２Ｃから排出されるガスのみが排気通路２０に導かれるようにする。そして、先行気筒２Ａ，２Ｄではリーン空燃比で圧縮自己着火による燃焼を行わせ、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圧縮自己着火による燃焼を行わせる。更に、各吸排気バルブ３１，３２ａ，３２ｂ等の開閉時期を制御して先行気筒２Ａ，２Ｄの内部ＥＧＲ量を変動させ、先行気筒２Ａ，２Ｄが圧縮自己着火による燃焼を行い得る走行領域を拡大する。
【選択図】 図１
Description
【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及びエミッション向上のために各気筒の燃焼状態および吸排気弁の開閉時期を制御する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研究されており、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（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記のように成層燃焼により超リーン燃焼を行うと、熱効率が向上されるとともに、吸入空気量が多くなって吸気負圧が低減され、これらによって大幅に燃費が改善される。また、このような超リーンの成層燃焼状態では過剰に存在する空気の一部がＥＧＲに置き換わっても充分に燃焼し得るため、比較的多量のＥＧＲが可能であって、これによりＮＯｘ低減等に有利となる。そして、このように多量のＥＧＲを導入した場合でも、ポンピングロス低減効果は変わりなく得られ、かつ、非成層で吸入空気量及びＥＧＲ量を制限する通常の燃焼と比べれば熱効率も高められて、燃費改善効果が得られる。
【０００４】
ところで、成層燃焼を行うとある程度までは空燃比がリーンになるにつれて燃費改善効果が高められるが、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ことにより、却って燃費が悪化する傾向が生じる。このように、成層燃焼でのリーン化による燃費改善にも限界があった。
【０００５】
一方、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いる。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、燃費改善に有利となる。
【０００６】
しかし通常の火花点火式エンジン（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ため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。
【０００７】
このような課題に対し、本願出願人は、吸気、圧縮、膨張、排気の各行程からなるサイクルを行う多気筒エンジンにおいて、少なくとも低負荷低回転域では、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側の気筒で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側の気筒で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排気通路に導くようにするとともに、この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強制点火により燃焼を行わせ、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するとともに圧縮自己着火により燃焼を行わせるようにすることを考えた（特願２００２−０２９８３６号）。
【０００８】
これによると、少なくとも低負荷低回転域において、先行気筒ではリーン空燃比で強制点火による燃焼が行われ、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ることにより大幅な燃費改善効果が得られ、また、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が供給されて燃焼が行われる。このとき、先行気筒から気筒管ガス通路を介して導かれるガスは高温であるために圧縮行程終期に圧縮自己着火可能な程度にまで燃焼室内の温度が上昇し、圧縮自己着火が行われる。圧縮自己着火により急速に燃焼が行われるため、効率よく燃焼が仕事に寄与することとなり、これとポンピングロス低減とで燃費が大幅に改善される。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２７４０８５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、リーン空燃比による燃焼によって大幅な燃費改善効果を得るためには、２気筒接続状態での燃焼制御を行い、特に圧縮自己着火による燃焼を行うことが有効である。
【００１１】
しかし、上記の２気筒接続状態における圧縮自己着火による燃焼は、既燃ガスの導入によって筒内温度が上昇し易い後続気筒に限られたものであった。すなわち、先行気筒では強制点火による燃焼を行うものであったため、圧縮自己着火による燃焼を行う場合ほどの高い熱効率が得られていなかった。
【００１２】
本発明は以上のような課題を考慮してなされたものであり、リーン燃焼やポンピングロス低減等による燃費改善効果を得るとともに、特に熱効率の高い圧縮自己着火による燃焼の頻度を高めることにより、更に大きな燃費改善効果が得られ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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、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いる多気筒の火花点火式エンジンにおいて、少なくとも低負荷低回転域で、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側の気筒で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側の気筒で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排ガスが排気通路に導かれるような２気筒接続状態にガス流通経路を構成するとともに、上記２気筒接続状態にあるときに、上記先行気筒では理論空燃比よりも所定量大きいリーン空燃比となるように燃料を噴射して燃焼を行わせ、上記後続気筒では、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ように各気筒の燃焼を制御する燃焼制御手段を備え、上記燃焼制御手段は、上記２気筒接続状態となる運転領域の一部又は全部において、上記後続気筒で圧縮自己着火による燃焼を行わせるとともに、後続気筒で圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域のうち、比較的低負荷側の所定の領域では、上記先行気筒の内部ＥＧＲ量を増大させつつ、上記先行気筒で圧縮自己着火による燃焼を行わせ、負荷の増大に伴い、内部ＥＧＲ割合を減少させるように構成されていることを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置である。
【００１４】
この構成によると、少なくとも低負荷低回転域において、先行気筒では空気が過剰に存在するリーン空燃比で燃焼が行われ、このリーン燃焼によって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、大幅な燃費改善効果が得られる。また、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追加燃料が供給されて圧縮自己着火による燃焼が行われる。先行気筒から気筒間ガス通路を介して導入されるガスは高温であるために、追加燃料の気化が促進されるうえ、圧縮自己着火により燃焼室全体に亘り一気に燃焼するので、仕事に寄与しない遅い燃焼が避けられ、高い燃費改善効果が得られる。また、先行気筒ではリーン空燃比で燃焼が行われることによりＮＯｘ発生量が比較的少なく抑えられ、後続気筒では、先行気筒から既燃ガスが導入されることで多量のＥＧＲ（排気再循環）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、排ガス浄化が促進される。
【００１５】
更に、後続気筒で圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域のうち、比較的低負荷側の所定の領域では、先行気筒の内部ＥＧＲ量を増大させ、先行気筒で圧縮自己着火による燃焼を行わせるようにしている。先行気筒の内部ＥＧＲ量を増大させると、高温の既燃ガスが先行気筒内に残存した状態で次の吸気行程、圧縮行程へと移行するので、筒内温度が上昇し、圧縮自己着火させることが容易となる。こうして先行気筒で圧縮自己着火による燃焼を行うことにより、後続気筒と同様、高い熱効率と、ＮＯｘの発生抑制作用を得ることができ、更なる燃費向上効果および排ガス浄化効果を奏することができる。
【００１６】
なお、先行気筒では内部ＥＧＲ量の増大によって新気の量が減少する上、リーン空燃比で燃焼させるので、噴射燃料は比較的少ないものとなる。しかし、先行気筒で内部ＥＧＲを増大させる領域を、比較的低負荷側の所定の領域としているので、比較的少ない燃料噴射量でも要求出力を得る事ができる。
【００１７】
そして、負荷の増大に伴い、先行気筒の内部ＥＧＲ割合を減少させるので、新気の割合が増加する。このため、増大した要求出力を得るために燃料噴射量が増加しても、その燃焼を行うに充分な新気を確保することができる。
【００１８】
請求項２の発明は、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、上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部で、上記先行気筒に設けられて排気行程で既燃ガスを上記気筒間ガス通路に排出する既燃ガス排出弁の閉弁時期を、上記先行気筒の排気行程上死点よりも早期に設定することを特徴とする。
【００１９】
このように既燃ガス排出弁の閉弁時期を設定すると、先行気筒の排気行程において、排気行程上死点よりも早期に既燃ガス排出弁が閉弁する。このため、既燃ガスの排出を抑制し、筒内に多く残存させた状態で次の吸気行程、圧縮行程へと移行させることができる。すなわち、内部ＥＧＲ量を増大させることができる。
【００２０】
なお、各行程や上死点（ＴＤＣ）、下死点（ＢＤＣ）等の語は、ピストンの動作や位置を指すが、ピストン位置はクランク角の関数ともなっているので、一般になされているように、本明細書でも各行程やピストン位置をクランク角で示す表現に準ずる。たとえば、ピストンが上死点から下死点まで移動したときにクランク軸が１８０°回転する場合、上死点と下死点との間隔はクランク角１８０°（以下１８０°ＣＡと記す）である。また、吸気弁の開弁時期や吸気弁の開弁期間などという場合の時期や期間の単位は、クランク角とする。
【００２１】
請求項３の発明は、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、上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部で、上記燃焼制御手段は、上記先行気筒への燃料の噴射時期を、上記既燃ガス排出弁の閉弁時期よりも遅く、かつその排気行程上死点付近に設定することを特徴とする。
【００２２】
このようにすると、既燃ガスが多く残存した先行気筒内に燃料を噴射するので、その高温によって燃料の活性化がはかられる上、その燃料噴射が排気行程上死点付近という早期に行われるので、活性化が充分に促進される。このため、圧縮自己着火性を向上させることができる。なお燃料噴射が既燃ガス排出弁の閉弁後になされるので、噴射された燃料が既燃ガス排出弁からそのまま排出されることが防止される。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部で、上記燃焼制御手段は、上記後続気筒での実質的な空燃比が、リーン空燃比となるように制御することを特徴とする。
【００２４】
ここで、後続気筒での実質的な空燃比とは、後続気筒での燃焼に関る酸素と燃料との比に相当する新気の空気と燃料との比をいう。
【００２５】
このようにすると、先行気筒のみならず、後続気筒においてもリーン空燃比による燃焼を行うので、更に熱効率を高めることができ、燃費改善効果を高めることができる。また、先行気筒、後続気筒ともにリーン空燃比によってＮＯｘの生成が抑制される上、圧縮自己着火によって燃焼室全体に亘り一気に燃焼するのでＮＯｘの生成が更に抑制される。このため、一層排気浄化性能を高めることができる。
【００２６】
請求項５の発明は、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、上記排気通路に設けられる排ガス浄化のための触媒が、３元触媒のみ、または３元触媒と酸化触媒のみであることを特徴とする。
【００２７】
このようにすると、ＮＯｘを還元処理するための比較的高価なリーンＮＯｘ触媒が不要となり、コストを削減することができる。この構成では、先行気筒、後続気筒ともにリーン空燃比および圧縮自己着火による効果でＮＯｘの生成が充分抑制されているため、３元触媒のみ、または３元触媒と酸化触媒のみであっても充分な排ガス浄化性能を得る事ができる。
【００２８】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、上記後続気筒に設けられて上記２気筒接続状態にあるときの吸気行程で上記気筒間ガス通路から既燃ガスを導入する既燃ガス導入弁と、上記後続気筒に設けられて上記２気筒接続状態にあるときの吸気行程で新気を導入する後続気筒吸気弁とを備え、上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部で、上記既燃ガス導入弁の開弁時期が、その後続気筒の吸気行程上死点よりも遅れ側に設定され、上記既燃ガス導入弁の開弁時期よりも早期に上記後続気筒吸気弁が開弁されるようになっていることを特徴とする。
【００２９】
このようにすると、後続気筒には、既燃ガス導入弁を経由して先行気筒から導かれる既燃ガスの他に、後続気筒吸気弁から新気も導入される。そのため、先行気筒において内部ＥＧＲ量を増大させることによって後続気筒に導入される既燃ガス中の酸素が少なくなっても、後続気筒に別途導入される新気によって酸素が補填され、後続気筒での発生出力を高めることができる。またその効果により、先行気筒における内部ＥＧＲ量の増大限界か向上するので、先行気筒で圧縮自己着火し得る領域を更に拡大することができる。
【００３０】
なお、既燃ガス導入弁の開弁時期を、その後続気筒の吸気行程上死点よりも遅れ側に設定するとともに、後続気筒吸気弁の開弁時期を、既燃ガス導入弁の開弁時期よりも早期に設定することにより、導入された既燃ガスが、そのまま後続気筒吸気弁を介して排出されることを防止している。
【００３１】
請求項７の発明は、請求項６記載の火花点火式エンジンの制御装置において、上記先行気筒がロングストローク型であり、かつ上記２気筒接続状態にあるときの吸気行程で新気を導入する先行気筒吸気弁を備え、上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部で、上記既燃ガス排出弁および上記既燃ガス導入弁の閉弁時期が、上記先行気筒の排気行程上死点よりも遅れ側に設定され、上記先行気筒吸気弁の開時期が、その先行気筒の吸気行程上死点より早期に設定されていることを特徴とする。
【００３２】
このようにすると、先行気筒では、既燃ガス排出弁（従来エンジンの排気弁に相当する）と先行気筒吸気弁とが共に開いている期間、いわゆるバルブオーバーラップ期間が増大する。バルブオーバーラップ期間を増大させることにより、新気と既燃ガスとの混流量を増大させ、内部ＥＧＲ量を増大させることができる。
【００３３】
一方、バルブオーバーラップ期間を増大させると、バルブとピストン上面との干渉懸念が生じる。そこでロングストローク型（ストローク＞シリンダボア径）としてピストンが上死点付近にある期間を短縮することにより、その干渉を防止することができる。
【００３４】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、上記先行気筒に対して吸気を過給する過給機を備え、少なくとも上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部で、上記過給機による過給を行うことを特徴とする。
【００３５】
このようにすると、先行気筒に導入される新気（特に酸素）の絶対量を増大させることができる。それに伴い、内部ＥＧＲ量も増大させることができるので、先行気筒で圧縮自己着火させ易くなる。また、過給により吸気温が上昇することによっても圧縮自己着火性が向上する。このように先行気筒での圧縮自己着火性を向上させることにより、先行気筒で圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域を拡大することができ、更なる燃費向上をはかることができる。
【００３６】
請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、上記後続気筒で圧縮自己着火による燃焼を行う上記運転領域のうち、比較的高負荷側の所定の領域では、上記燃焼制御手段は、上記先行気筒で強制点火による燃焼を行わせるとともに、上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域にある場合よりも、上記先行気筒の実質的な空燃比が大きくなるように設定することを特徴とする。
【００３７】
このようにすると、比較的高負荷側領域の先行気筒において、内部ＥＧＲ割合を減少させて新気の導入量を増加させたとき、筒内温度が低下しても強制点火による燃焼を行うので、安定した燃焼を得る事ができる。
【００３８】
また、先行気筒で圧縮自己着火による燃焼を行うときは、その空燃比をリーン空燃比であっても比較的小さな空燃比（リッチ気味）としておく必要があるが、比較的高負荷側領域に移行して強制点火に切換えた後は特にその必要がなくなる。従って、先行気筒では空燃比を大きく（よりリーンに）設定し、その分熱効率の良い圧縮自己着火による燃焼を行う後続気筒をリッチ気味に設定することにより、更に燃費を向上させることができる。
【００３９】
なお、先行気筒で空燃比を大きくするには燃料噴射量を減少させれば良いが、内部ＥＧＲ割合を減少させるだけでも新気の導入量が増加するので、空燃比を大きくすることができる。
【００４０】
【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。図１は本発明の第１の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。
【００４１】
各気筒２Ａ〜２Ｄ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。
【００４２】
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、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。
【００４３】
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１５ｃ、排気通路２０等が接続されるとともに、各ポートにはそれぞれ先行気筒吸気弁３１、後続気筒吸気弁３１ａ、既燃ガス導入弁３１ｂ、後続気筒排気弁３２、先行気筒排気弁３２ａおよび既燃ガス排出弁３２ｂ（これらの弁は従来エンジンの吸排気弁に相当する）が設けられている。その上方にはロッカシャフト１７０を支軸として揺動し得るロッカアームセット１６０が設けられ、更にその上方にはカムシャフト３３，３４と、これらと一体回転することによりロッカアームセット１６０を揺動させるカム２６，２７が設けられている。
【００４４】
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９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９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（条件によっては圧縮自己着火）を表し、図中の星マークは圧縮自己着火（条件によっては強制点火）が行われることを表している。
【００４５】
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９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。
【００４６】
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。
【００４７】
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１２とが配設されている。
【００４８】
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。
【００４９】
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１５ｃ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には、上流側から順に吸気通路１５、吸気流量を検出するエアフローセンサ１９、吸気通路１５ａ、排気ガスのエネルギを利用して過給を行うターボ過給機５０のコンプレッサ５２、吸気通路１５ｂ及びインタークーラ５３が設けられている。
【００５０】
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。
【００５１】
気筒間ガス通路２２には、酸素濃度に応じて出力がリニアに変化するリニアＯ２センサ２５が設けられており、その出力に応じ、所定のリーン空燃比とされる先行気筒２Ａ，２Ｄに対する燃料噴射量がフィードバック制御される。
【００５２】
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。Ｏ２センサ２３は、理論空燃比付近で出力が急変するλＯ２センサであり、このＯ２センサ２３の出力に基いて後続気筒２Ｂ，２Ｃ（各気筒独立状態のときは気筒２Ａ，２Ｄを含む）に対する燃料噴射量がフィードバック制御される。さらにＯ２センサ２３の下流には、上流側から順に排気通路２０、ターボ過給機５０のタービン５１、排気通路２０ａ及び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。
【００５３】
各気筒の吸・排気ポートを開閉する各弁とこれらに対する動弁機構は、次のようになっている。
【００５４】
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にはそれぞれ先行気筒吸気弁３１、先行気筒排気弁３２ａ及び既燃ガス排出弁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にはそれぞれ後続気筒吸気弁３１ａ、既燃ガス導入弁３１ｂおよび後続気筒排気弁３２が設けられている。これらの各弁は、各気筒が吸気行程または排気行程にあるとき、ロッカアームセット１６０の揺動に伴って開閉する（停止する場合もある）が、その開閉時期は必ずしも上死点や下死点に限らず、必要に応じて数度ＣＡ（クランク角）〜数十度ＣＡずれた時期に設定されている。
【００５５】
更に当実施形態では、カム位相可変機構３３ａ，３４ａによって各弁の開閉時期を条件に応じて変動させるようになっている。カム位相可変機構３３ａ，３４ａは、カムシャフト３３，３４の回転位相をクランクシャフトの回転位相に対して変動させる、従来から知られた機構である。図１に示すようにカムシャフト３３にはカム位相可変機構３３ａが、カムシャフト３４にはカム位相可変機構３４ａが設けられており、それぞれ独立して制御されている（図７参照）。従って、カムシャフト３３の回転によって開閉する先行気筒吸気弁３１および後続気筒吸気弁３１ａの開閉時期は、カム位相可変機構３３ａによって全体的に前後に変動する。同様に、カムシャフト３４の回転によって開閉する既燃ガス導入弁３１ｂ、後続気筒排気弁３２、先行気筒排気弁３２ａおよび既燃ガス排出弁３２ｂの開閉時期は、カム位相可変機構３４ａによって全体的に前後に変動する。
【００５６】
図３は、ロッカアームセット１６０の揺動状態を、カムの切換えによって変更させるカム切換機構１５０の部分斜視図である。この機構により、２点鎖線で示す既燃ガス導入弁３１ｂ等の開閉時期を変動させたり、閉弁状態で停止させたりすることができる。既燃ガス導入弁３１ｂの上方にはカムシャフト３４が配設されている。カムシャフト３４にはカム２７が一体回転するように設けられている。カム２７は第１カム１５２，第２カム１５４および第３カム１５６という独立したリフト特性を有する３種類のカムからなる。これらのカムと既燃ガス導入弁３１ｂとの間には、ロッカシャフト１７０に支持されたロッカアームセット１６０が設けられている。ロッカアームセット１６０は、第１ロッカアーム１６２，第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６という３種類のロッカアームの集合体である。第１ロッカアーム１６２の先端にはバルブ当接部１６３と、その軸線方向位置を微調整するためのアジャストスクリュー１６１が設けられており、バルブ当接部１６３は適切な位置で既燃ガス導入弁３１ｂ等の弁軸上端に当接している。第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６には、図外のスプリングが、これらのロッカアームを第２カム１５４および第３カム１５６に押圧するように設けられている。従って、ロッカアームセット１６０の各ロッカアームが、図示のように独立して可動である場合には、各ロッカアームの上面は第１カム１５２，第２カム１５４および第３カム１５６の外周部に当接し、カム当接部の形状（各カムの回転半径）に応じてロッカシャフト１７０を支軸として上下に揺動する。なお、カムシャフト３３にも同様の機構が設けられている（図３中に括弧書きで示す。）。
【００５７】
ロッカアームセット１６０の内部には、後述するように５本のプランジャが２列に設けられている（図４参照。図３ではそのプランジャ穴のひとつである第４プランジャ穴２０４が見えている）。これらのプランジャの動きにより、第１ロッカアーム１６２は第２ロッカアーム１６４または第３ロッカアーム１６６と一体となり、連動し得る。ロッカシャフト１７０の内部には、プランジャを油圧作動させるためのオイルを導く第１作動油給排用の通路１７２および第２作動油給排用の通路１７４が設けられている。
【００５８】
第１カム１５２は、弁停止用のカムであり、カムシャフト１５１と同心円の外周形状を有する。したがって第１ロッカアーム１６２は、その上面が第１カム１５２の外周面に常時当接している（第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６と切り離されている）とき、カムシャフト１５１が回転しても揺動しない。すなわち既燃ガス導入弁３１ｂ等は閉弁状態で停止している。
【００５９】
第２カム１５４は、低負荷（または低速）用のカムであり、第１カム１５２と同一の外周形状を有する部分と、それより突出した外周形状を有する部分とからなる。したがって第２ロッカアーム１６４は、その上面が第２カム１５４の外周面に常時当接している（後述の第３ロッカアーム１６６と切り離されている）とき、カムシャフト１５１の回転に伴い、所定のクランク角で所定量だけ下方に揺動する。そして、このとき第１ロッカアーム１６２と第２ロッカアーム１６４とが連動するようになっていれば、第１ロッカアーム１６２の動作は第２カム１５４による第２ロッカアーム１６４の揺動と同一のものとなる。すなわち既燃ガス導入弁３１ｂは所定時期に所定量だけ開弁する。
【００６０】
第３カム１５６は、高負荷（または高速）用のカムであり、第２カム１５４と同一の外周形状を有する部分と、それより突出した外周形状を有する部分とからなる。したがって第３ロッカアーム１６６は、その上面が第３カム１５６の外周面に常時当接しており、カムシャフト１５１の回転に伴い、所定のクランク角で所定量だけ下方に揺動する。そして、このとき第１ロッカアーム１６２と第３ロッカアーム１６６とが連動するようになっていれば、第１ロッカアーム１６２の動作は第３カム１５６による第３ロッカアーム１６６の揺動と同一のものとなる。すなわち既燃ガス導入弁３１ｂは所定時期に所定量だけ開弁する（開弁期間は第２ロッカアーム１６４のみが第１ロッカアーム１６２と連動する場合の開弁期間を包含する）。
【００６１】
なお、第１カム１５２、第２カム１５４および第３カム１５６の形状を適宜変更することによって、種々の変形が可能である。例えば、第２カム１５４と第３カム１５６とを同形状とすることにより、実質的には既燃ガス導入弁３１ｂを作動と停止の２段階に切換えるものとしたり、第１カム１５２の一部を突出させることにより、弁停止状態に替えて開閉するようにすることもできる。
【００６２】
図４は、ロッカアームセット１６０の内部に設けられた５本のプランジャの作動を示す説明図である。図４（ａ）は第１ロッカアーム１６２が第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６と切り離された状態、図４（ｂ）は第１ロッカアーム１６２が第２ロッカアーム１６４のみと連動する状態、図４（ｃ）は第１ロッカアーム１６２が第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６と連動する状態を示す。
【００６３】
第１ロッカアーム１６２の内部には第１プランジャ穴２０１および第４プランジャ穴２０４が設けられている。第１プランジャ穴２０１は第２ロッカアーム１６４側に開口した円形断面の凹穴である。第１プランジャ穴２０１の底部には第１作動油給排用の通路１７２から第１作動油導入路１７３が導かれている。第１プランジャ穴２０１内には円柱状の第１プランジャ１８１が嵌挿されている。第１プランジャ１８１は、その外周面で第１作動油導入路１７３に導かれた作動油をシールしつつ、第１プランジャ穴２０１内を滑らかに摺動する。第１プランジャ１８１の全長は、第１プランジャ穴２０１の深さよりも短い。
【００６４】
第４プランジャ穴２０４は第２ロッカアーム１６４側と第３ロッカアーム１６６側とを貫通する貫通穴である。第４プランジャ穴２０４内には円柱状の第４プランジャ１８４が嵌挿されている。第４プランジャ１８４の全長は、第４プランジャ穴２０４の深さ（第１ロッカアーム１６２の板厚）と等しい。第４プランジャ１８４は、第４プランジャ穴２０４内を滑らかに摺動する。
【００６５】
第２ロッカアーム１６４の内部には第２プランジャ穴２０２および第５プランジャ穴２０５が設けられている。第２プランジャ穴２０２は第１ロッカアーム１６２側に開口した円形断面の凹穴であり、第１プランジャ穴２０１と等しい直径となっている。第２プランジャ穴２０２の底部にはエア抜き穴２０６が設けられ、リークしたオイルを逃がしつつ内部の気圧を大気圧に保つ。第２プランジャ穴２０２内には有底円筒状で外径が第１プランジャ１８１と等しい第２プランジャ１８２が嵌挿されている。第２プランジャ１８２は、第２プランジャ穴２０２内を滑らかに摺動する。第２プランジャ１８２の全長は、第２プランジャ穴２０２の深さと等しい。第２プランジャ１８２の第１プランジャ１８１と当接する端部は、球状に成形されている。第２プランジャ１８２の内側凹部には第２プランジャスプリング１８７が設けられ、第２プランジャ１８２を常時第１プランジャ１８１側に付勢している。
【００６６】
第５プランジャ穴２０５は第１ロッカアーム１６２側に開口した円形断面の凹穴であり、第４プランジャ穴２０４と等しい直径となっている。第５プランジャ穴２０５の底部にはエア抜き穴２０７が設けられ、リークしたオイルを逃がしつつ内部の気圧を大気圧に保つ。第５プランジャ穴２０５内には有底円筒状で外径が第４プランジャ１８４と等しい第５プランジャ１８５が嵌挿されている。第５プランジャ１８５は、第５プランジャ穴２０５内を滑らかに摺動する。第５プランジャ１８５の全長は、第５プランジャ穴２０５の深さよりも短い。第５プランジャ１８５の第４プランジャ１８４と当接する端部は、球状に成形されている。第５プランジャ１８５の内側凹部には第５プランジャスプリング１８９が設けられ、第５プランジャ１８５を常時第４プランジャ１８４側に付勢している。
【００６７】
第３ロッカアーム１６６の内部には第３プランジャ穴２０３が設けられている。第３プランジャ穴２０３は第１ロッカアーム１６２側に開口した円形断面の凹穴であり、第４プランジャ穴２０４と等しい直径となっている。第３プランジャ穴２０３の底部には第２作動油給排用の通路１７４から第２作動油導入路１７５が導かれている。第３プランジャ穴２０３内には円柱状で外径が第４プランジャ１８４と等しい第３プランジャ１８３が嵌挿されている。第３プランジャ１８３は、その外周面で第２作動油導入路１７５に導かれた作動油をシールしつつ、第３プランジャ穴２０３内を滑らかに摺動する。第３プランジャ１８３の全長は、第３プランジャ穴２０３の深さと等しい。第３プランジャ１８３の第４プランジャ１８４と当接する端部は、球状に成形されている。
【００６８】
図４（ａ）は、第１ロッカアーム１６２が第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６と切り離された状態を示し、第１作動油給排用の通路１７２に作動油圧が供給（以下油圧ＯＮという）され、第２作動油給排用の通路１７４に作動油圧が供給されていない（以下油圧ＯＦＦという）。第１作動油給排用の通路１７２から導かれた第１作動油導入路１７３が油圧ＯＮとなり、第１プランジャ１８１を右側（図の矢印方向）に押圧する。その押圧力は第２プランジャスプリング１８７の付勢力よりも大きく、第１プランジャ１８１は第２プランジャ１８２と一体となって右側に移動している。第２プランジャ１８２の全長が第２プランジャ穴２０２の深さと等しいので、第１プランジャ１８１と第２プランジャ１８２との接点は第１ロッカアーム１６２と第２ロッカアーム１６４との合わせ面内にある。
【００６９】
一方、第２作動油給排用の通路１７４から導かれた第２作動油導入路１７５が油圧ＯＦＦとなっているので、第３プランジャ１８３、第４プランジャ１８４および第５プランジャ１８５は、第５プランジャスプリング１８９の付勢力によって一体となって左側（図の矢印方向）に移動している。第３プランジャ１８３の全長が第３プランジャ穴２０３の深さと等しいので、第３プランジャ１８３と第４プランジャ１８４との接点は第１ロッカアーム１６２と第３ロッカアーム１６６との合わせ面内にある。更に第４プランジャ１８４の全長が第４プランジャ穴２０４の深さと等しいので、第４プランジャ１８４と第５プランジャ１８５との接点は第１ロッカアーム１６２と第２ロッカアーム１６４との合わせ面内にある。
【００７０】
このように、各プランジャの接点が各ロッカアームの合わせ面内にあるため、第１ロッカアーム１６２は第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６から切り離された状態となっている。このため第１ロッカアーム１６２は、その上面に当接する第１カム１５２による作動、すなわちロッカシャフト１７０まわりの揺動停止を行い、既燃ガス導入弁３１ｂを閉弁状態で停止させる。
【００７１】
図４（ｂ）は、第１ロッカアーム１６２が第２ロッカアーム１６４のみと連動する状態を示し、第１作動油給排用の通路１７２、第２作動油給排用の通路１７４ともに油圧ＯＦＦとなっている。第１作動油給排用の通路１７２から導かれた第１作動油導入路１７３が油圧ＯＦＦとなっているので、第１プランジャ１８１および第２プランジャ１８２は、第２プランジャスプリング１８７の付勢力によって左側（図の矢印方向）に移動している。第１プランジャ１８１の全長が第１プランジャ穴２０１の深さより短いので、第２プランジャ１８２の一部は第１プランジャ穴２０１に入り込んでいる。
【００７２】
一方、第２作動油給排用の通路１７４から導かれた第２作動油導入路１７５が油圧ＯＦＦとなっているので、図４（ａ）と同様、第３プランジャ１８３と第４プランジャ１８４との接点は第１ロッカアーム１６２と第３ロッカアーム１６６との合わせ面内にあり、第４プランジャ１８４と第５プランジャ１８５との接点は第１ロッカアーム１６２と第２ロッカアーム１６４との合わせ面内にある。
【００７３】
このように、第２プランジャ１８２の一部が第１プランジャ穴２０１に入り込むことにより、第１ロッカアーム１６２は第２ロッカアーム１６４と連動する。また、第３プランジャ１８３と第４プランジャ１８４との接点が第１ロッカアーム１６２と第３ロッカアーム１６６との合わせ面内にあるので、第１ロッカアーム１６２と第３ロッカアーム１６６とは切り離された状態となっている。従って第１ロッカアーム１６２は、第２ロッカアーム１６４の上面に当接する第２カム１５４による作動を行う。すなわちカムシャフト１５１の回転に伴い、所定のクランク角で所定量だけ下方に揺動し、既燃ガス導入弁３１ｂを開閉させる。
【００７４】
図４（ｃ）は、第１ロッカアーム１６２が第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６と連動する状態を示し、第１作動油給排用の通路１７２が油圧ＯＦＦ、第２作動油給排用の通路１７４が油圧ＯＮとなっている。第１作動油給排用の通路１７２から導かれた第１作動油導入路１７３が油圧ＯＦＦとなっているので、図４（ｂ）と同様、第２プランジャ１８２の一部は第１プランジャ穴２０１に入り込んでいる。
【００７５】
一方、第２作動油給排用の通路１７４から導かれた第２作動油導入路１７５が油圧ＯＮとなっているので、第３プランジャ１８３を右側（図の矢印方向）に押圧する。その押圧力は第５プランジャスプリング１８９の付勢力よりも大きく、第３プランジャ１８３は第４プランジャ１８４および第５プランジャ１８５と一体となって右側に移動している。第５プランジャ１８５の全長が第５プランジャ穴２０５の深さよりも短いので、第４プランジャ１８４の一部が第５プランジャ穴２０５に入り込み、さらに第３プランジャ１８３の一部が第４プランジャ穴２０４に入り込んでいる。
【００７６】
このように、第２プランジャ１８２の一部が第１プランジャ穴２０１に入り込み、第３プランジャ１８３の一部が第４プランジャ穴２０４に入り込むことにより、第１ロッカアーム１６２は第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６と連動する。従って第１ロッカアーム１６２は、第３ロッカアーム１６６の上面に当接する、最も回転半径の大きな第３カム１５６による作動を行う。すなわちカムシャフト１５１の回転に伴い、所定のクランク角で所定量だけ下方に揺動し、既燃ガス導入弁３１ｂを開閉させる。その開弁期間は図４（ｂ）の場合よりも長くなっている。
【００７７】
以上のカム切換機構１５０は、既燃ガス導入弁３１ｂおよび既燃ガス排出弁３２ｂのためのものであるが、後続気筒吸気弁３１ａおよび先行気筒排気弁３２ａにも同様のカム切換機構１５０ａ（図３に括弧書きで示す）が設けられている。但し、カム切換機構１５０ａでは第２カム１５４と第３カム１５６は同一形状である。それらのカムに当接するロッカアームセット１６０ａは、図３に示すように第１ロッカアーム１６２ａ、第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａからなる。カム切換機構１５０ａは、第１ロッカアーム１６２ａが第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａから切り離され、後続気筒吸気弁３１ａおよび先行気筒排気弁３２ａを閉弁状態で停止させる状態と、第１ロッカアーム１６２ａが第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａと連動し、第２カム１５４および第３カム１５６の回転によって後続気筒吸気弁３１ａおよび先行気筒排気弁３２ａを開閉させる状態とに切換える。
【００７８】
図５は、ロッカアームセット１６０ａの内部に設けられた３本のプランジャの作動を示す説明図である。図５（ａ）は第１ロッカアーム１６２ａが第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａと切り離された状態、図５（ｂ）は第１ロッカアーム１６２ａが第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａと連動する状態を示す。
【００７９】
ロッカアームセット１６０ａ内のプランジャ構造は、ロッカアームセット１６０内のプランジャ構造のうち、第３プランジャ１８３、第４プランジャ１８４および第５プランジャ１８５まわりの構造を設けたようなものとなっており、その詳細構造の説明はロッカアームセット１６０における記述と重複するので省略する。但し、第３プランジャ１８３の左端には、第１作動油給排用の通路１７２から第１作動油導入路１７３ａが導かれている点がロッカアームセット１６０とは異なる。また、第２作動油給排用の通路１７４は、構造上省略できる場合にはなくても良い。
【００８０】
図５（ａ）は、第１ロッカアーム１６２ａが第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａと切り離された状態を示し、第１作動油給排用の通路１７２が油圧ＯＦＦとなっている。第１作動油給排用の通路１７２から導かれた第１作動油導入路１７３ａが油圧ＯＦＦとなっているので、第３プランジャ１８３、第４プランジャ１８４および第５プランジャ１８５は、第５プランジャスプリング１８９の付勢力によって一体となって左側（図の矢印方向）に移動している。従って、第３プランジャ１８３と第４プランジャ１８４との接点は第１ロッカアーム１６２ａと第３ロッカアーム１６６ａとの合わせ面内にあり、第４プランジャ１８４と第５プランジャ１８５との接点は第１ロッカアーム１６２ａと第２ロッカアーム１６４ａとの合わせ面内にある。
【００８１】
このように、各プランジャの接点が各ロッカアームの合わせ面内にあるため、第１ロッカアーム１６２ａは第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａから切り離された状態となっている。このため第１ロッカアーム１６２ａは、その上面に当接する第１カム１５２による作動、すなわちロッカシャフト１７０まわりの揺動停止を行い、既燃ガス導入弁後続気筒吸気弁３１ａおよび先行気筒排気弁３２ａを閉弁状態で停止させる。
【００８２】
図５（ｂ）は、第１ロッカアーム１６２ａが第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａと連動する状態を示し、第１作動油給排用の通路１７２が油圧ＯＮとなっている。第１作動油給排用の通路１７２から導かれた第１作動油導入路１７３ａが油圧ＯＮとなっているので、第３プランジャ１８３を右側（図の矢印方向）に押圧する。その押圧力は第５プランジャスプリング１８９の付勢力よりも大きく、第３プランジャ１８３は第４プランジャ１８４および第５プランジャ１８５と一体となって右側に移動している。従って第４プランジャ１８４の一部が第５プランジャ穴２０５に入り込み、さらに第３プランジャ１８３の一部が第４プランジャ穴２０４に入り込んでいる。
【００８３】
このように、第４プランジャ１８４の一部が第５プランジャ穴２０５に入り込み、さらに第３プランジャ１８３の一部が第４プランジャ穴２０４に入り込むことにより、第１ロッカアーム１６２ａは第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａと連動する。従って第１ロッカアーム１６２ａは、第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａの上面に当接する第２カム１５４および第３カム１５６（同形状）による作動を行う。すなわちカムシャフト３４の回転に伴い、所定のクランク角で所定量だけ下方に揺動し、後続気筒吸気弁３１ａおよび先行気筒排気弁３２ａを開閉させる。
【００８４】
更に、先行気筒吸気弁３１にも類似のカム切換機構１５０ｂが設けられている（図３に括弧書きで示す。）。カム切換機構１５０ｂでは第１カム１５２が停止用カムではなく、突出部を有する低負荷用カムとなっている。また、第２カム１５４と第３カム１５６は同一形状であり、高負荷用カムとなっている。それらのカムに当接するロッカアームセット１６０ｂは、図３に確固書きで示すように第１ロッカアーム１６２ｂ、第２ロッカアーム１６４ｂおよび第３ロッカアーム１６６ｂからなる。カム切換機構１５０ｂは、第１ロッカアーム１６２ｂが第２ロッカアーム１６４ｂおよび第３ロッカアーム１６６ｂから切り離され、先行気筒吸気弁３１を比較的短期間開弁させる状態と、第１ロッカアーム１６２ｂが第２ロッカアーム１６４ｂまたは第３ロッカアーム１６６ｂと連動し、第２カム１５４または第３カム１５６の回転によって先行気筒吸気弁３１を比較的長期間開弁させる状態とに切換える。
【００８５】
図６は、ロッカアームセット１６０ｂの内部に設けられた３本のプランジャの作動を示す説明図である。図６（ａ）は第１ロッカアーム１６２ｂが第２ロッカアーム１６４ｂおよび第３ロッカアーム１６６ｂと切り離された状態、図６（ｂ）は第１ロッカアーム１６２ｂが第２ロッカアーム１６４ｂのみと連動する状態、図６（ｃ）は第１ロッカアーム１６２ｂが第２ロッカアーム１６４ｂおよび第３ロッカアーム１６６ｂと連動する状態を示す。
【００８６】
ロッカアームセット１６０ｂ内のプランジャ構造は、ロッカアームセット１６０内のプランジャ構造のうち、第１プランジャ１８１と第２プランジャ１８２の全長と第２プランジャスプリング１８７の仕様とを変更してそれぞれ第１プランジャ１８１ｂ、第２プランジャ１８２ｂおよび第２プランジャスプリング１８７ｂとしたものである。この構造により、カム切換機構１５０ｂはカム切換機構１５０に対し、第１作動油給排用の通路１７２および第２作動油給排用の通路１７４の油圧のＯＮ、ＯＦＦの組み合わせによるカムの切換え状態が異なっている。
【００８７】
図６（ａ）は、第１ロッカアーム１６２ｂが第２ロッカアーム１６４ｂおよび第３ロッカアーム１６６ｂと切り離された状態を示し、第１作動油給排用の通路１７２および第２作動油給排用の通路１７４が共に油圧ＯＦＦとなっている。図６（ｂ）は、第１ロッカアーム１６２ｂが第２ロッカアーム１６４ｂのみと連動する状態を示し、第１作動油給排用の通路１７２が油圧ＯＮ、第２作動油給排用の通路１７４が油圧ＯＦＦとなっている。図６（ｃ）は、第１ロッカアーム１６２ｂが第２ロッカアーム１６４ｂおよび第３ロッカアーム１６６ｂと連動する状態を示し、第１作動油給排用の通路１７２が油圧ＯＦＦ、第２作動油給排用の通路１７４が油圧ＯＮとなっている。
【００８８】
図７は当実施形態における駆動、制御系統の構成を示している。第１コントロール弁１７６および第２コントロール弁１７７は、第１作動油給排用の通路１７２および第２作動油給排用の通路１７４に導く第１作動油および第２作動油を制御（油圧ＯＮ／ＯＦＦ）するためのコントロール弁である。カム切換機構１５０は既燃ガス導入弁３１ｂ、既燃ガス排出弁３２ｂに設けられ、カム切換機構１５０ａは後続気筒吸気弁３１ａ、先行気筒排気弁３２ａに設けられ、カム切換機構１５０ｂは先行気筒吸気弁３１に設けられている。
【００８９】
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、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、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とアクセル開度（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とからの信号が入力される。このＥＣＵ４０から、点火回路８、各燃料噴射弁９、多連スロットル弁１７のアクチュエータ１８、第１，第２のコントロール弁３７，３９およびカム位相可変機構３３ａ，３４ａのそれぞれに対して制御信号が出力される。
【００９０】
ＥＣＵ４０は、少なくとも低負荷低回転域で、ガス流通経路を２気筒接続状態（図１０参照）としつつ燃焼を行わせる制御手段を構成するものであって、運転状態判別手段４１、カム切換制御手段１９０、吸入空気量制御手段４３、燃焼制御手段４４およびカム位相制御手段４９を備えている。
【００９１】
運転状態判別手段４１は、回転数センサ４７およびアクセル開度センサ４８等からの信号によりエンジンの運転状態（エンジン回転数およびエンジン負荷）を調べ、運転状態が図８に示すような低負荷低回転側の運転領域Ａ（エンジン負荷Ｔ１以下かつエンジン回転数ｒ１以下）と、高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂ（エンジン負荷がＴ１を超えるか又はエンジン回転数がｒ１を越える）とのいずれの領域にあるかを判別する。運転領域Ａの中でも、運転領域Ａ１は比較的低負荷低回転の領域であり、運転領域Ａ３は比較的高負荷高回転の領域、運転領域Ａ２はその中間の領域である。所定の条件下（たとえばエンジンが完全に暖機された状態）において、運転領域Ａでは２気筒接続状態とする特殊運転モードでの運転を行い、運転領域Ｂでは各気筒独立状態とする通常運転モードでの運転を行う。
【００９２】
カム切換制御手段１９０は、特殊運転モードと通常運転モードとに応じ、あるいは運転領域に応じ、第１コントロール弁１７６および第２コントロール弁１７７を制御することにより、カム切換機構１５０およびカム切換機構１５０ａを次のように制御する。
【００９３】
特殊運転モードのうち、低、中負荷領域（領域Ａ１、Ａ２）：
・第１作動油圧−ＯＦＦ，第２作動油圧−ＯＦＦ
・先行気筒排気弁３２ａ、後続気筒吸気弁３１ａを
第１カム１５２による停止状態（図５（ａ））
・既燃ガス排出弁３２ｂ、既燃ガス導入弁３１ｂを
第２カム１５４（低負荷用カム）による作動状態（図４（ｂ））
・先行気筒吸気弁３１を
第１カム１５２（低負荷用カム）による作動状態（図６（ａ））。
【００９４】
特殊運転モードのうち、高負荷領域（領域Ａ３）：
・第１作動油圧−ＯＦＦ，第２作動油圧−ＯＮ
・先行気筒排気弁３２ａ、後続気筒吸気弁３１ａを
第１カム１５２による停止状態（図５（ａ））
・既燃ガス排出弁３２ｂ、既燃ガス導入弁３１ｂを
第３カム１５６（高負荷用カム）による作動状態（図４（ｃ））
・先行気筒吸気弁３１を
第２カム１５４ｂ（高負荷用カム）による作動状態（図６（ｂ））。
【００９５】
通常運転モード（領域Ｂ）：
・第１作動油圧−ＯＮ，第２作動油圧−ＯＦＦ
・先行気筒排気弁３２ａ、後続気筒吸気弁３１ａを
第２カム１５４および第３カム１５６による作動状態（図５（ｂ））
・既燃ガス排出弁３２ｂ、既燃ガス導入弁３１ｂを
第１カム１５２による停止状態（図４（ａ））
・先行気筒吸気弁３１を
第３カム１５６ｂ（高負荷用カム）による作動状態（図６（ｃ））。
【００９６】
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、特殊運転モードでは、後述のように後続気筒（２番、３番気筒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で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が先行気筒（１番、４番気筒２Ａ，２Ｄ）に供給されるように、スロットル開度が調節される。
【００９７】
燃焼制御手段４４は、燃料噴射制御手段４５と点火制御手段４６とからなっており、燃料噴射制御手段４５により、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とともに、点火制御手段４６により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、特に運転状態が特殊運転モードである場合と通常運転モードである場合とで燃焼の制御（燃料噴射の制御及び点火の制御）が変更される。
【００９８】
すなわち、特殊運転モードの低、中負荷領域（図８の領域Ａ１、Ａ２）において、先行気筒（１番、４番気筒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、好ましくは理論空燃比の略２倍もしくはそれ以上とするように燃料噴射量を制御し、後続気筒（２番、３番気筒２Ｂ，２Ｃ）に対しては、先行気筒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、実質的な理論空燃比またはそれよりもリーンな空燃比となるように燃料噴射量を制御する。そして、これらの燃料噴射は吸気行程で行われ、先行気筒２Ａ，２Ｄ、後続気筒２Ｂ，２Ｃともに圧縮自己着火による燃焼を行う。
【００９９】
また特殊運転モードの高負荷領域（図８の領域Ａ３）において、先行気筒（１番、４番気筒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、好ましくは理論空燃比の略２倍もしくはそれ以上とするように燃料噴射量を制御し、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。後続気筒（２番、３番気筒２Ｂ，２Ｃ）に対しては、先行気筒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、実質的な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、吸気行程で燃料を噴射するように噴射タイミングを設定する。そして運転状態に応じて圧縮自己着火または強制点火による燃焼を行う。
【０１００】
通常運転モードの領域（図８の領域Ｂ）では、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する。
【０１０１】
カム位相制御手段４９は、運転状態判別手段４１の結果に基き、カム位相可変機構３３ａ，３４ａの制御を行う。制御の詳細は後述するが、例えば特殊運転モードにおいて、低負荷の領域（図８の領域Ａ１）ではカム２６の位相を遅らせる側にカム位相可変機構３３ａを制御するとともにカム２７の位相を進ませる側にカム位相可変機構３４ａを制御する。このため、カムシャフト３３の回転によって作動する先行気筒吸気弁３１および後続気筒吸気弁３１ａの開閉時期が全体的に遅くなり、カムシャフト３４の回転によって作動する既燃ガス排出弁３２ｂ、既燃ガス導入弁３１ｂおよび後続気筒排気弁３２の開閉時期が全体的に早期になる。一方、中、高負荷の領域（図８の領域Ａ２，Ａ３）や通常運転モードの領域（図８の領域Ｂ）ではカム２６，２７の位相をそれぞれ逆側に制御し、先行気筒吸気弁３１および後続気筒吸気弁３１ａの開閉時期が全体的に早期になり、既燃ガス排出弁３２ｂ、既燃ガス導入弁３１ｂおよび後続気筒排気弁３２の開閉時期が全体的に遅くなるようにする。なお、カム位相可変機構３３ａ，３４ａは作動中の弁に対して作用するので、停止状態となっている弁は、カム位相可変機構３３ａ，３４ａの制御にかかわらず停止状態を維持する。
【０１０２】
以上のような当実施形態の装置の作用を、図９〜図１４を参照しつつ説明する。特殊運転モードでは前述のように先行気筒排気弁３２ａ及び後続気筒吸気弁３１ａが停止状態、既燃ガス排出弁３２ｂ及び既燃ガス導入弁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１０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。
【０１０３】
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１０中の矢印ａ）、先行気筒２Ａ，２ＤではリニアＯ２センサ２５により検出される空燃比が理論空燃比の略２倍ないしそれ以上の超リーン空燃比となるように燃料噴射量がフィードバック制御されつつ燃料が噴射され、圧縮自己着火（領域Ａ１，Ａ２）または強制点火（領域Ａ３）によって超リーン空燃比での成層燃焼が行われる（図９参照。この図では、先行気筒は強制点火を行っている。）。
【０１０４】
その後、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９中の白抜き矢印及び図１０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、実質的な理論空燃比またはそれよりリーンな空燃比となるように燃料噴射量が制御されつつ、燃料が噴射される。このとき、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは圧縮行程の上死点付近で燃焼室内の圧力、温度の上昇により圧縮自己着火が行われる。
【０１０５】
こうして後続気筒２Ｂ，２Ｃでは、多量のＥＧＲガス相当の既燃ガス成分を含み、かつ、空燃比がリーンであるという条件下でも、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されることとなる。
【０１０６】
このように、先行気筒２Ａ，２Ｄでは超リーンでの成層燃焼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て燃費が向上し、特に圧縮自己着火を行う場合には、一層の燃費向上効果が得られる。一方、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは、先行気筒２Ａ，２Ｄと同様にポンピングロス低減効果が得られるとともに、圧縮自己着火による燃焼を行う場合には、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、燃費向上効果が得られる。
【０１０７】
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。
【０１０８】
但し、領域特殊運転モード中であって、圧縮自己着火を行うような運転領域であっても、筒内温度が低く、圧縮自己着火し難い状態のときには何れの気筒も強制点火に切換える。また逆に、後続気筒２Ｂ，２Ｃの筒内温度が高過ぎてノッキング等の異常燃焼が起こるような状態のときには、特殊運転モードから通常運転モードに切換える。何れの場合も圧縮自己着火による特殊運転モードに比べ、燃費等の向上効果が抑制される。従って、これらの効果をより多く得るためには、特殊運転モード中の圧縮自己着火に適した運転領域を拡大することが望ましく、更には先行気筒２Ａ，２Ｄにおいて圧縮自己着火に適した運転領域を拡大することがより望ましい。
【０１０９】
特殊運転モード中の圧縮自己着火、特に先行気筒２Ａ，２Ｄにおける圧縮自己着火に適した運転領域を拡大するため、吸排気弁の開閉時期は次のように設定されている。
【０１１０】
図１２は、図９の吸排気行程部分を詳細に示したものであり、特殊運転モードにおける先行気筒２Ａ，２Ｄの先行気筒吸気弁３１および既燃ガス排出弁３２ｂの開閉時期と、後続気筒２Ｂ，２Ｃの既燃ガス導入弁３１ｂおよび後続気筒排気弁３２の開閉時期とを示す説明図である。図１２（ａ）は特殊運転モードを行う運転状態のうち、比較的低負荷の領域（図８の領域Ａ１）の場合であり、図１２（ｂ）は同様に中程度の負荷の領域（図８の領域Ａ２）の場合である。これらの図で、横軸はクランク角を示し、Ｔは上死点（ＴＤＣ）、Ｂは下死点（ＢＤＣ）である。ＴとＢとの間隔は１８０°ＣＡである。また、上段は先行気筒２Ａ，２Ｄを示し、下段はそれに対応する後続気筒２Ｂ，２Ｃを示す。そして、帯線で示す各部分は、各弁の開弁期間を示す。上段から下段に向かう白抜き矢印は、先行気筒２Ａ，２Ｄの排気行程と後続気筒２Ｂ，２Ｃの吸気行程とが重なっており、先行気筒２Ａ，２Ｄでの既燃ガスが後続気筒２Ｂ，２Ｃに導かれる状態を示す。
【０１１１】
図１２（ａ）において、上段には先行気筒２Ａ，２Ｄの既燃ガス排出弁３２ｂが開弁する既燃ガス排出弁の開弁期間３００と、先行気筒吸気弁３１が開弁する先行気筒吸気弁の開弁期間３１０（斜線で示す）とを示す。これらは何れも低負荷用カムによる開弁期間である。それぞれの帯線の下に、高負荷用のカムによる開弁期間（既燃ガス排出弁の開弁期間３８０、先行気筒吸気弁の開弁期間３９０）を参考として示す。下段には後続気筒２Ｂ，２Ｃの後続気筒排気弁３２が開弁する後続気筒排気弁の開弁期間３２０と、既燃ガス導入弁３１ｂが開弁する既燃ガス導入弁の開弁期間３３０とを示す。先行気筒の既燃ガス排出弁の開弁期間３００は、ＢＤＣ前約３５°ＣＡからＴＤＣ前約４０°ＣＡ（トータル約１７５°ＣＡ）に設定されている。特に既燃ガス排出弁の閉弁時期３０２は、ＴＤＣよりも早期に設定されている。これは、従来のエンジンの一般的な設定値（ＢＤＣ前３０°ＣＡからＴＤＣ後２５°ＣＡ程度）よりも短く、かつ早期化した設定である。また、先行気筒吸気弁の開弁期間３１０は、ＴＤＣ後約５０°ＣＡからＢＤＣ後約４５°ＣＡ（トータル約１７５°ＣＡ）に設定されている。これは、従来のエンジンの一般的な設定値（ＴＤＣ前１０°ＣＡからＢＤＣ後５５°ＣＡ程度）よりも短く、かつ遅らせた設定である。これらの設定により、先行気筒２Ａ，２Ｄでは、既燃ガス排出弁の閉弁時期３０２から先行気筒吸気弁の開弁時期３１２までの間、何れの吸排気弁とも閉じ切った状態（以下マイナスオーバーラップという）が生じている。図１２（ａ）では、先行気筒のマイナスオーバーラップはＴＤＣを挟んで約９０°ＣＡとなっている。そして、先行気筒２Ａ，２Ｄにおいて、先行気筒の燃料噴射時期３０５は、ＴＤＣ付近に設定され、圧縮自己着火による燃焼を行う。
【０１１２】
後続気筒排気弁の開弁期間３２０および既燃ガス導入弁の開弁期間３３０は一般的な設定値であるが、全体的に早期化した設定となっている。そして、後続気筒２Ｂ，２Ｃでの燃料噴射量は、実質的な空燃比よりもリーンとなるような設定となっている。
【０１１３】
以上のような設定により、先行気筒２Ａ，２Ｄでは、大きなマイナスオーバーラップのため内部ＥＧＲ量が多くなっている。内部ＥＧＲ量が多いと高温の既燃ガスが先行気筒内に多く残存した状態で次の吸気行程、圧縮行程へと移行するので、筒内温度が上昇し、圧縮自己着火し易くなる。先行気筒２Ａ，２Ｄでは圧縮自己着火による燃焼を行うので、高い熱効率と、ＮＯｘの発生抑制作用によって燃費向上効果および排ガス浄化効果を奏している。
【０１１４】
このように先行気筒２Ａ，２Ｄの内部ＥＧＲ量を増大させると、反面、後続気筒２Ｂ，２Ｃでの新気の量が不足しがちになる。しかし、当実施形態ではターボ過給機５０による過給を行い、新気（特に酸素）の絶対量を増大させることにより、先行気筒２Ａ，２Ｄの内部ＥＧＲ量が多くても後続気筒２Ｂ，２Ｃに充分な酸素を導入し得るようにしている。また過給により吸気温が上昇することによって、先行気筒２Ａ，２Ｄの圧縮自己着火性を向上させている。このように過給を行うことにより、先行気筒２Ａ，２Ｄの内部ＥＧＲ増大に伴う後続気筒２Ｂ，２Ｃの新気不足を緩和するとともに先行気筒２Ａ，２Ｄでの圧縮自己着火性も向上させ、先行気筒で圧縮自己着火し得る運転領域を拡大させている。
【０１１５】
また、先行気筒２Ａ，２Ｄの燃料噴射時期３０５を、既燃ガス排出弁の閉弁時期３０２よりも遅く、かつ同気筒のＴＤＣ付近に設定しているので、燃料は既燃ガスが多く残存した先行気筒２Ａ，２Ｄ内に噴射される。このため、噴射燃料は高温によって活性化がはかられる上、ＴＤＣ付近という早期に噴射されるので、活性化が充分に促進され、圧縮自己着火性が向上している。なお燃料噴射を既燃ガス排出弁の閉弁時期３０２より後に行うことで、噴射された燃料が既燃ガス排出弁３２ｂからそのまま排出されることを防止している。
【０１１６】
更に、後続気筒２Ｂ，２Ｃでも実質的な理論空燃比よりもリーンとなるような設定としているので、実質的な理論空燃比とする場合よりも熱効率が高く、燃費改善効果が大きくなっている。また、先行気筒２Ａ，２Ｄ、後続気筒２Ｂ，２Ｃともにリーン空燃比および圧縮自己着火による効果でＮＯｘの生成が充分抑制されているため、排気通路２０ａには三元触媒２４を設けるだけ（必要に応じて酸化触媒を併用しても良い。）で排ガス浄化性能を満足している。即ち、ＮＯｘを還元処理するための比較的高価なリーンＮＯｘ触媒が不要となり、低コストとなっている。
【０１１７】
図１２（ｂ）は中程度の負荷の領域（図８の領域Ａ２）の場合であり、上段に既燃ガス排出弁の開弁期間３４０および先行気筒吸気弁の開弁期間３５０（斜線で示す）を、下段に後続気筒排気弁の開弁期間３６０および既燃ガス導入弁の開弁期間３７０を示す。既燃ガス排出弁の開弁期間３４０、後続気筒排気弁の開弁期間３６０および既燃ガス導入弁の開弁期間３７０は、図１２（ａ）の既燃ガス排出弁の開弁期間３００、後続気筒排気弁の開弁期間３２０および既燃ガス導入弁の開弁期間３３０に対し、全体的に３０°ＣＡだけ遅らせた設定となっている。これは、カム位相可変機構３４ａによってカムシャフト３４の位相を３０°ＣＡ遅らせることによってなされる。一方、先行気筒吸気弁の開弁期間３５０は、図１２（ａ）の先行気筒吸気弁の開弁期間３１０に対し、２５°ＣＡだけ進ませた設定となっている。これは、カム位相可変機構３３ａによってカムシャフト３３の位相を２５°ＣＡ進ませることによってなされる。従って、既燃ガス排出弁の閉弁時期３４２はＴＤＣ前約１０°ＣＡであり、先行気筒吸気弁の開弁時期３５２はＴＤＣ後約２５°ＣＡである。そのマイナスオーバーラップは約３５°ＣＡであり、図１２（ａ）の状態より５５°ＣＡだけ短くなっている。
【０１１８】
このように、負荷の増大（運転領域Ａ１からＡ２へ）に伴ってマイナスオーバーラップを短縮し、先行気筒２Ａ，２Ｄの内部ＥＧＲ割合を減少させている。そのため、負荷の増大に伴って新気の割合が増加するので、要求出力を得るために増加した燃料噴射量に対し、その燃焼を行うに充分な新気を確保している。
【０１１９】
図１３は特殊運転モードを行う運転状態のうち、比較的高負荷の領域（図８の領域Ａ３）の場合である。表記方法は図１２に準ずる（以下同様の図において同じ。）。上段には既燃ガス排出弁の開弁期間３８０および先行気筒吸気弁の開弁期間３９０（斜線で示す）を示す。これらは、何れも高負荷用カムによる開弁期間であり、図１２の状態からカム切換機構１５０，１５０ｂによって切換えられている。それぞれの帯線の下に、低負荷用のカムによる開弁期間（既燃ガス排出弁の開弁期間３４０、先行気筒吸気弁の開弁期間３５０）を参考として示す。また、カム位相可変機構３３ａは、図１２（ｂ）と同様の設定とし、カム位相可変機構３４ａは、図１２（ｂ）の状態から更に５°ＣＡだけカムシャフト３４の位相を遅れ側に設定している。その結果、既燃ガス排出弁の開弁期間３８０はＢＤＣ前約３０°ＣＡからＴＤＣ後約２５°ＣＡ（トータル約２３５°ＣＡ）、先行気筒吸気弁の開弁期間３９０はＴＤＣ前約１０°ＣＡからＢＤＣ後約５５°ＣＡ（トータル約２４５°ＣＡ）に設定されている。従って、先行気筒吸気弁の開弁時期３９２よりも約３５°ＣＡ遅れて既燃ガス排出弁の閉弁時期３８２が設定されている。この間、両弁は共に開弁している（以下オーバーラップという。）。これらの設定は、従来の一般的なエンジンの吸排気弁の設定値に相当するものとなっている。また、先行気筒２Ａ，２Ｄでは領域Ａ１，Ａ２にある場合よりもリーンな空燃比とした上で強制点火による燃焼を行っている。燃料の噴射は圧縮行程の後期に切換えられている。そして、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは実質的な理論空燃比とした状態で圧縮自己着火による燃焼を行っている。
【０１２０】
このような設定のため、先行気筒２Ａ，２Ｄにおける吸気および既燃ガスの排出は長い開弁期間中に充分になされる。特に一般的なオーバーラップの設定としているので内部ＥＧＲ量も少なく、充分に新気を吸気するので、必要な出力を得る事ができる。内部ＥＧＲ量の減少に伴い、圧縮自己着火性が低下するが、強制点火による燃焼に切換え、安定した燃焼を得ている。そして、先行気筒２Ａ，２Ｄでは空燃比をよりリーンに設定し、その分熱効率の良い圧縮自己着火による燃焼を行う後続気筒２Ｂ，２Ｃがリッチ気味に設定されるので、更に燃費を向上させている。また、後続気筒での燃焼を実質的な理論空燃比としているので、排気通路２０ａに設けた三元触媒２４のみで充分な排ガス浄化性能が得られている。
【０１２１】
図１４は、通常運転モードにおける先行気筒２Ａ，２Ｄの先行気筒吸気弁３１および既燃ガス排出弁３２ｂの開閉時期と、後続気筒２Ｂ，２Ｃの既燃ガス導入弁３１ｂおよび後続気筒排気弁３２の開閉時期とを示す説明図である。通常運転モードでは各気筒独立運転となっているので、先行気筒２Ａ，２Ｄ、後続気筒２Ｂ，２Ｃともに新気を導入して強制点火による燃焼を行っている。上段には先行気筒２Ａ，２Ｄの先行気筒排気弁３２ａが開弁する既燃ガス排出弁の開弁期間４２０と、先行気筒吸気弁３１が開弁する先行気筒吸気弁の開弁期間３９０（斜線で示す）とを示す。下段には後続気筒２Ｂ，２Ｃの後続気筒排気弁３２が開弁する後続気筒排気弁の開弁期間４４０と、後続気筒吸気弁３１ａが開弁する後続気筒吸気弁の開弁期間４５０とを示す。
【０１２２】
先行気筒２Ａ，２Ｄでの排気および後続気筒２Ｂ，２Ｃでの吸気は、特殊運転モードとは異なる弁によってなされるので、その開閉は異なるカムによりなされる。従って、先行気筒排気弁の開弁期間４２０および後続気筒吸気弁の開弁期間４５０は、既燃ガス排出弁の開弁期間および既燃ガス導入弁の開弁期間とは独立して設定されている。図１４では、使用する弁は異なるものの、各期間の設定値は図１３（ｂ）のものと同様に設定されている。そして、先行気筒吸気弁の開弁期間３９０および後続気筒吸気弁の開弁期間４５０は、カム位相可変機構３３ａによって前後に変動可能であり、先行気筒排気弁の開弁期間４２０および後続気筒排気弁の開弁期間４４０は、カム位相可変機構３４ａによって前後に変動可能である。従って、カム位相可変機構３３ａ，３４ａを制御することにより、先行気筒でのオーバーラップを変動し得る。カム位相制御手段４９は、高負荷になるほどバルブオーバーラップが大きくなるようにカム位相可変機構３３ａ，３４ａを制御して、負荷に応じて最適な熱効率が得られるようにしている。後続気筒２Ｂ，２Ｃに対しても同様の制御がなされている。
【０１２３】
このようにして通常運転モードでは、負荷に応じて最適な吸排気時期に制御されるとともに、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。
【０１２４】
次に、本発明の第２の実施形態について図１５に基いて説明する。第２の実施形態では、基本構造および制御の構成は第１の実施形態と同様であるが、低負荷用カムと高負荷用カムとの切換えを行わず、カム位相可変機構３３ａ，３４ａによってカムシャフト３３，３４の位相を変動させている。
【０１２５】
図１５（ａ）は特殊運転モードを行う運転状態のうち、比較的低負荷の領域（図８の領域Ａ１）の場合である。上段には既燃ガス排出弁の開弁期間４６０および先行気筒吸気弁の開弁期間４７０を、下段には後続気筒排気弁の開弁期間４８０および既燃ガス導入弁の開弁期間４９０を示す。既燃ガス排出弁の開弁期間４６０は、ＢＤＣ前約５°ＣＡからＴＤＣ後約５０°ＣＡ（トータル約２３５°ＣＡ）に設定されている。先行気筒吸気弁の開弁期間４７０は、ＴＤＣ前約６５°ＣＡからほぼＢＤＣ（トータル約２４５°ＣＡ）に設定されている。従って、先行気筒吸気弁の開弁時期４７２から既燃ガス排出弁の閉弁時期４６２までが１１５°ＣＡというオーバーラップの大きな設定となっている。
【０１２６】
このようなオーバーラップの大きな設定とすると、そのオーバーラップ期間に既燃ガス排出弁３２ｂ側から先行気筒吸気弁３１側へ既燃ガスが逆流し、内部ＥＧＲが増大する。従って、第１の実施形態で記したような燃費改善効果が得られ、排気浄化が促進される。なお、オーバーラップ期間を増大させると、バルブとピストン３の上面との干渉が発生し易くなるが、当実施形態ではロングストローク型（ストローク＞シリンダボア径）とすることにより、ピストン３が上死点付近にある期間を短縮し、その干渉を防止している。
【０１２７】
更にエンジンの負荷が増大し、図８の領域Ａ２の状態に入ると、カム位相可変機構３３ａ，３４ａによって既燃ガス排出弁の開弁期間４６０は早期側へ、先行気筒吸気弁の開弁期間４７０は遅れ側に変動する。即ち、オーバーラップ期間が短縮され、内部ＥＧＲ量が減少する。このため、新気の割合が増加し、要求出力を得ることができる。
【０１２８】
図１５（ｂ）は更に高負荷となり、図８の領域Ａ３となった場合を示す。上段に既燃ガス排出弁の開弁期間５００および先行気筒吸気弁の開弁期間５１０（斜線で示す）を、下段に後続気筒排気弁の開弁期間５２０および既燃ガス導入弁の開弁期間５３０を示す。これらは、図１５（ａ）の状態に対し、カム位相可変機構３３ａによってカムシャフト３３の位相を５５°ＣＡだけ遅れ側に、カム位相可変機構３４ａによってカムシャフト３４の位相を３０°ＣＡだけ進める側に変動させることにより得られる。従って先行気筒吸気弁の開弁時期５１２がＢＤＣ前約１０°ＣＡ、既燃ガス排出弁の閉弁時期５０２がＢＤＣ後約２０°ＣＡとなり、オーバーラップが３０°ＣＡの設定（従来エンジンの一般的な設定値に相当）となっている。従って内部ＥＧＲ量は減少し、新気の割合が増加するので要求出力を得ることができる。
【０１２９】
次に、本発明の第３の実施形態について図１６に基いて説明する。第３の実施形態は、基本構造および制御の構成は第２の実施形態と同様であり、低負荷用カムと高負荷用カムとの切換えを行わず、カム位相可変機構３３ａ，３４ａによってカムシャフト３３，３４の位相を変動させている。
【０１３０】
図１６（ａ）は特殊運転モードを行う運転状態のうち、比較的低負荷の領域（図８の領域Ａ１）の場合である。上段には既燃ガス排出弁の開弁期間５４０および先行気筒吸気弁の開弁期間５５０（斜線で示す）を、下段には後続気筒排気弁の開弁期間５６０および既燃ガス導入弁の開弁期間５７０を示す。既燃ガス排出弁の開弁期間５４０は、ＢＤＣ前約９５°ＣＡからＴＤＣ前約４０°ＣＡ（トータル約２３５°ＣＡ）に設定されている。先行気筒吸気弁の開弁期間５５０は、ＴＤＣ前約１０°ＣＡからＢＤＣ後約５５°ＣＡ（トータル約２４５°ＣＡ）に設定されている。また、後続気筒排気弁の開弁期間５６０は、ＢＤＣ前約１００°ＣＡからＴＤＣ前約４５°ＣＡ（トータル約２３５°ＣＡ）に設定されている。既燃ガス導入弁の開弁期間５７０は、ＴＤＣ前約７５°ＣＡからＢＤＣ前約６０°ＣＡ（トータル約１９５°ＣＡ）に設定されている。
【０１３１】
従って、先行気筒２Ａ，２Ｄだけを見れば、既燃ガス排出弁の閉弁時期５４２から先行気筒吸気弁の開弁時期５５２までが３０°ＣＡのマイナスオーバーラップという設定になっている。しかし、既燃ガス導入弁の閉弁時期５７２が既燃ガス排出弁の閉弁時期５４２よりも早期に設定されているため、既燃ガス導入弁の閉弁時期５７２後は先行気筒２Ａ，２Ｄから後続気筒２Ｂ，２Ｃに既燃ガスが導入されない。従って既燃ガス排出弁３２ｂが開弁していても、閉弁しているのと同様の状態となっている。即ち、実質的には、既燃ガス導入弁の閉弁時期５７２から先行気筒吸気弁の開弁時期５５２までの５０°ＣＡがマイナスオーバーラップに相当する。このような大きなマイナスオーバーラップにより、先行気筒２Ａ，２Ｄの内部ＥＧＲが増大し、第１の実施形態で記したような燃費改善効果が得られ、排気浄化が促進される。
【０１３２】
更にエンジンの負荷が増大し、図８の領域Ａ２の状態に入ると、カム位相可変機構３４ａによって既燃ガス排出弁の開弁期間５４０は遅れ側に変動する。即ち、マイナスオーバーラップ期間が短縮され、内部ＥＧＲ量が減少する。このため、新気の割合が増加し、要求出力を得ることができる。
【０１３３】
図１６（ｂ）は更に高負荷となり、図８の領域Ａ３となった場合を示す。上段に既燃ガス排出弁の開弁期間５８０および先行気筒吸気弁の開弁期間５９０（斜線で示す）を、下段に後続気筒排気弁の開弁期間６００および既燃ガス導入弁の開弁期間６１０を示す。これらは、図１６（ａ）の状態に対し、カム位相可変機構３４ａによってカムシャフト３４の位相を６０°ＣＡだけ遅れ側に変動させることにより得られる。従って先行気筒吸気弁の開弁時期５９２がＢＤＣ前約１０°ＣＡ、既燃ガス排出弁の閉弁時期５８２がＢＤＣ後約２０°ＣＡとなり、オーバーラップが３０°ＣＡの設定（従来エンジンの一般的な設定値に相当）となっている。従って内部ＥＧＲ量は減少し、新気の割合が増加するので要求出力を得ることができる。
【０１３４】
次に、本発明の第４の実施形態について図１７に基いて説明する。第４の実施形態では、基本構造および制御の構成は第１の実施形態と同様であるが、特殊運転モードにおいて、第１実施形態では停止としていた後続気筒吸気弁３１ａを、条件によって一部作動させるようにしている。その機構は、後続気筒吸気弁３１ａに設けられたカム切換機構１５０ａの第１カム１５２ａの外周形状を、一部突出したものとすることで得られる。
【０１３５】
図１７（ａ）は特殊運転モードを行う運転状態のうち、比較的低負荷の領域（図８の領域Ａ１）の場合である。上段には既燃ガス排出弁の開弁期間６２０および先行気筒吸気弁の開弁期間６３０（斜線で示す）を、下段には後続気筒排気弁の開弁期間６４０、後続気筒吸気弁の開弁期間６５０（斜線で示す）および既燃ガス導入弁の開弁期間６６０を示す。後続気筒吸気弁の開弁期間６５０の直下に、通常運転モードにおける後続気筒吸気弁の開弁期間６９０（カムを切換えた状態）を参考として示す。既燃ガス排出弁の開弁期間６２０は、ＢＤＣ前約３５°ＣＡからＴＤＣ後約２０°ＣＡ（トータル約２３５°ＣＡ）に設定されている。先行気筒吸気弁の開弁期間６３０は、ＴＤＣ前約５５°ＣＡからＢＤＣ後約１０°ＣＡ（トータル約２４５°ＣＡ）に設定されている。従って、先行気筒吸気弁の開弁時期６３２から既燃ガス排出弁の閉弁時期６２２までが７５°ＣＡというオーバーラップの大きな設定となっている。
【０１３６】
このようなオーバーラップの大きな設定とすると、そのオーバーラップ期間に既燃ガス排出弁３２ｂ側から先行気筒吸気弁３１側へ既燃ガスが逆流し、内部ＥＧＲが増大する。従って、第１の実施形態で記したような燃費改善効果が得られ、排気浄化が促進される。なお、オーバーラップ期間を増大させると、バルブとピストン３の上面との干渉が発生し易くなるが、当実施形態ではロングストローク型（ストローク＞シリンダボア径）とすることにより、ピストン３が上死点付近にある期間を短縮し、その干渉を防止している。
【０１３７】
一方、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは、後続気筒吸気弁の開弁期間６５０を設けて、先行気筒２Ａ，２Ｄから導入される既燃ガスとは別に新気を導入するようにしている。後続気筒吸気弁の開弁期間６５０は、ＴＤＣ前約６５°ＣＡからＴＤＣ後約７０°ＣＡ（トータル約１３５°ＣＡ）に設定されている。また既燃ガス導入弁の開弁期間６６０は、ＢＤＣ前約１２０°ＣＡからＢＤＣ後約４０°ＣＡ（トータル約１６０°ＣＡ）に設定されている。従って、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは後続気筒吸気弁の開弁時期６５２から既燃ガス排出弁の閉弁時期６６４までの間、新気または既燃ガスの吸気がなされる。
【０１３８】
先行気筒２Ａ，２Ｄにおいて内部ＥＧＲ量を増大させることによって後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入される既燃ガス中の酸素が少なくなっても、後続気筒吸気弁の開弁期間６５０を設けることにより、後続気筒２Ｂ，２Ｃに別途導入される新気によって酸素を補填し、後続気筒２Ｂ，２Ｃでの発生出力を高めている。またその効果により、先行気筒２Ａ，２Ｄにおける内部ＥＧＲ量の増大限界か向上するので、先行気筒２Ａ，２Ｄで圧縮自己着火し得る領域を更に拡大している。
【０１３９】
また、既燃ガス導入弁の開弁時期６６２を後続気筒２Ｂ，２ＣのＴＤＣよりも遅れ側に設定するとともに、後続気筒吸気弁の開弁時期６５２を既燃ガス導入弁の開弁時期６６２よりも早期、かつ後続気筒２Ｂ，２ＣのＴＤＣよりも早期に設定しているので、導入された既燃ガスが、そのまま後続気筒吸気弁を介して排出されることを防止している。
【０１４０】
図１７（ｂ）は更に高負荷となり、図８の領域Ａ２となった場合を示す。上段には既燃ガス排出弁の開弁期間６２０および先行気筒吸気弁の開弁期間６７０（斜線で示す）を、下段には後続気筒排気弁の開弁期間６４０、後続気筒吸気弁の開弁期間６８０（斜線で示す）および既燃ガス導入弁の開弁期間６６０を示す。これらは、図１７（ａ）の状態に対し、カム位相可変機構３３ａによってカムシャフト３３の位相を３５°ＣＡだけ遅れ側に変動させることにより得られる。従って先行気筒吸気弁の開弁時期６７２がＢＤＣ前約２０°ＣＡ、既燃ガス排出弁の閉弁時期６２２がＢＤＣ後約２０°ＣＡとなり、オーバーラップが４０°ＣＡに減少している。このため内部ＥＧＲ量は減少し、新気の割合が増加するので高負荷における要求出力を得ることができる。なお、更に負荷が増大して図８の領域Ａ３になると、更にカムシャフト３３の位相を１０°ＣＡ遅らせるとともに、強制点火による燃焼に切換える。
【０１４１】
以上、第１乃至第４の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能である。例えば図１２乃至図１７に示すパターンは、各開弁期間や開弁時期を限定するものではなく、特許請求の範囲内でエンジンの要求特性に応じて適宜好適な値に設定して良い。また、その設定値の変動手段は、カム切換機構１５０等やカム位相可変機構３３ａ等及びそれらの制御手段に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載の設定値が得られるものであれば他の機構、他の制御手段を用いても良い。
【０１４２】
特殊運転モードでの走行領域Ａを、領域Ａ１乃至Ａ３といった３分割ではなく、それ以上に分割し、それぞれの領域に適した弁開閉時期を設定するようにしても良い。更に分割による段階的な設定ではなく、連続的に変化させるようにしても良い。通常運転モードでの走行領域Ｂを設けず、全域を走行領域Ａとしても良い。
【０１４３】
本発明は４気筒エンジンに限定するものではなく、先行気筒と後続気筒とからなる１対の気筒対を、３対以上好適に組み合わせた６気筒以上のエンジンに適用しても良い。
【０１４４】
【発明の効果】
以上のように本発明の制御装置は、少なくとも低負荷低回転域で、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側の気筒で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側の気筒で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排ガスが排気通路に導かれるような２気筒接続状態にガス流通経路を構成するとともに、上記２気筒接続状態にあるときに、上記先行気筒では理論空燃比よりも所定量大きいリーン空燃比となるように燃料を噴射して燃焼を行わせ、上記後続気筒では、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ように各気筒の燃焼を制御する燃焼制御手段を備え、上記燃焼制御手段は、上記２気筒接続状態となる運転領域の一部又は全部において、上記後続気筒で圧縮自己着火による燃焼を行わせるとともに、後続気筒で圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域のうち、比較的低負荷側の所定の領域では、上記先行気筒の内部ＥＧＲ量を増大させつつ、上記先行気筒で圧縮自己着火による燃焼を行わせ、負荷の増大に伴い、内部ＥＧＲ割合を減少させるように構成されていることを特徴とするので、リーン燃焼やポンピングロス低減等による燃費改善効果を得るとともに、特に熱効率の高い圧縮自己着火による燃焼の頻度を高めることにより、更に大きな燃費改善効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による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】カム切換機構の部分斜視図である。
【図４】ロッカアームセットの断面図である。
【図５】ロッカアームセットの断面図である。
【図６】ロッカアームセットの断面図である。
【図７】制御系統のブロック図である。
【図８】運転領域を示す説明図である。
【図９】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１０】低負荷低回転時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１１】高負荷、高低回転側の運転領域にある時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】第１実施形態の特殊運転モードにおける吸排気弁の開閉時期を示す説明図であり、（ａ）は、そのうち比較的低負荷の場合、（ｂ）は、同じく中程度の負荷の場合を示す。
【図１３】第１実施形態の特殊運転モードにおける吸排気弁の開閉時期を示す説明図であり、比較的高負荷の場合を示す。
【図１４】通常運転モードにおける吸排気弁の開閉時期を示す説明図である。
【図１５】第２実施形態の特殊運転モードにおける吸排気弁の開閉時期を示す説明図であり、（ａ）は、そのうち比較的低負荷の場合、（ｂ）は、同じく比較的高負荷の場合を示す。
【図１６】第３実施形態の特殊運転モードにおける吸排気弁の開閉時期を示す説明図であり、（ａ）は、そのうち比較的低負荷の場合、（ｂ）は、同じく比較的高負荷の場合を示す。
【図１７】第３実施形態の特殊運転モードにおける吸排気弁の開閉時期を示す説明図であり、（ａ）は、そのうち比較的低負荷の場合、（ｂ）は、同じく中程度の負荷の場合を示す。
【符号の説明】
１ エンジン本体
２Ａ，２Ｄ １番，４番気筒（先行気筒）
２Ｂ，２Ｃ ２番，３番気筒（後続気筒）
９ 燃料噴射弁
１１ 吸気ポート
１１，１１ａ，１１ｂ 吸気ポート
１２，１２ａ，１２ｂ 排気ポート
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 吸気通路
２０，２０ａ 排気通路
２２ 気筒間ガス通路
３１ 先行気筒吸気弁
３１ａ 後続気筒吸気弁
３１ｂ 既燃ガス導入弁
３２ 後続気筒排気弁
３２ａ 先行気筒排気弁
３２ｂ 既燃ガス排出弁
３３ａ，３４ａ カム位相可変機構
４０ ＥＣＵ
４２ 弁停止機構制御手段
４４ 燃焼制御手段
４９ カム位相制御手段
５０ ターボ過給機
１５０ カム切換機構
１６０ ロッカアームセット
１９０ カム切換制御手段
【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及びエミッション向上のために各気筒の燃焼状態および吸排気弁の開閉時期を制御する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研究されており、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（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記のように成層燃焼により超リーン燃焼を行うと、熱効率が向上されるとともに、吸入空気量が多くなって吸気負圧が低減され、これらによって大幅に燃費が改善される。また、このような超リーンの成層燃焼状態では過剰に存在する空気の一部がＥＧＲに置き換わっても充分に燃焼し得るため、比較的多量のＥＧＲが可能であって、これによりＮＯｘ低減等に有利となる。そして、このように多量のＥＧＲを導入した場合でも、ポンピングロス低減効果は変わりなく得られ、かつ、非成層で吸入空気量及びＥＧＲ量を制限する通常の燃焼と比べれば熱効率も高められて、燃費改善効果が得られる。
【０００４】
ところで、成層燃焼を行うとある程度までは空燃比がリーンになるにつれて燃費改善効果が高められるが、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ことにより、却って燃費が悪化する傾向が生じる。このように、成層燃焼でのリーン化による燃費改善にも限界があった。
【０００５】
一方、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いる。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、燃費改善に有利となる。
【０００６】
しかし通常の火花点火式エンジン（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ため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。
【０００７】
このような課題に対し、本願出願人は、吸気、圧縮、膨張、排気の各行程からなるサイクルを行う多気筒エンジンにおいて、少なくとも低負荷低回転域では、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側の気筒で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側の気筒で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排気通路に導くようにするとともに、この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強制点火により燃焼を行わせ、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するとともに圧縮自己着火により燃焼を行わせるようにすることを考えた（特願２００２−０２９８３６号）。
【０００８】
これによると、少なくとも低負荷低回転域において、先行気筒ではリーン空燃比で強制点火による燃焼が行われ、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ることにより大幅な燃費改善効果が得られ、また、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が供給されて燃焼が行われる。このとき、先行気筒から気筒管ガス通路を介して導かれるガスは高温であるために圧縮行程終期に圧縮自己着火可能な程度にまで燃焼室内の温度が上昇し、圧縮自己着火が行われる。圧縮自己着火により急速に燃焼が行われるため、効率よく燃焼が仕事に寄与することとなり、これとポンピングロス低減とで燃費が大幅に改善される。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２７４０８５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、リーン空燃比による燃焼によって大幅な燃費改善効果を得るためには、２気筒接続状態での燃焼制御を行い、特に圧縮自己着火による燃焼を行うことが有効である。
【００１１】
しかし、上記の２気筒接続状態における圧縮自己着火による燃焼は、既燃ガスの導入によって筒内温度が上昇し易い後続気筒に限られたものであった。すなわち、先行気筒では強制点火による燃焼を行うものであったため、圧縮自己着火による燃焼を行う場合ほどの高い熱効率が得られていなかった。
【００１２】
本発明は以上のような課題を考慮してなされたものであり、リーン燃焼やポンピングロス低減等による燃費改善効果を得るとともに、特に熱効率の高い圧縮自己着火による燃焼の頻度を高めることにより、更に大きな燃費改善効果が得られ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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、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いる多気筒の火花点火式エンジンにおいて、少なくとも低負荷低回転域で、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側の気筒で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側の気筒で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排ガスが排気通路に導かれるような２気筒接続状態にガス流通経路を構成するとともに、上記２気筒接続状態にあるときに、上記先行気筒では理論空燃比よりも所定量大きいリーン空燃比となるように燃料を噴射して燃焼を行わせ、上記後続気筒では、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ように各気筒の燃焼を制御する燃焼制御手段を備え、上記燃焼制御手段は、上記２気筒接続状態となる運転領域の一部又は全部において、上記後続気筒で圧縮自己着火による燃焼を行わせるとともに、後続気筒で圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域のうち、比較的低負荷側の所定の領域では、上記先行気筒の内部ＥＧＲ量を増大させつつ、上記先行気筒で圧縮自己着火による燃焼を行わせ、負荷の増大に伴い、内部ＥＧＲ割合を減少させるように構成されていることを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置である。
【００１４】
この構成によると、少なくとも低負荷低回転域において、先行気筒では空気が過剰に存在するリーン空燃比で燃焼が行われ、このリーン燃焼によって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、大幅な燃費改善効果が得られる。また、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追加燃料が供給されて圧縮自己着火による燃焼が行われる。先行気筒から気筒間ガス通路を介して導入されるガスは高温であるために、追加燃料の気化が促進されるうえ、圧縮自己着火により燃焼室全体に亘り一気に燃焼するので、仕事に寄与しない遅い燃焼が避けられ、高い燃費改善効果が得られる。また、先行気筒ではリーン空燃比で燃焼が行われることによりＮＯｘ発生量が比較的少なく抑えられ、後続気筒では、先行気筒から既燃ガスが導入されることで多量のＥＧＲ（排気再循環）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、排ガス浄化が促進される。
【００１５】
更に、後続気筒で圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域のうち、比較的低負荷側の所定の領域では、先行気筒の内部ＥＧＲ量を増大させ、先行気筒で圧縮自己着火による燃焼を行わせるようにしている。先行気筒の内部ＥＧＲ量を増大させると、高温の既燃ガスが先行気筒内に残存した状態で次の吸気行程、圧縮行程へと移行するので、筒内温度が上昇し、圧縮自己着火させることが容易となる。こうして先行気筒で圧縮自己着火による燃焼を行うことにより、後続気筒と同様、高い熱効率と、ＮＯｘの発生抑制作用を得ることができ、更なる燃費向上効果および排ガス浄化効果を奏することができる。
【００１６】
なお、先行気筒では内部ＥＧＲ量の増大によって新気の量が減少する上、リーン空燃比で燃焼させるので、噴射燃料は比較的少ないものとなる。しかし、先行気筒で内部ＥＧＲを増大させる領域を、比較的低負荷側の所定の領域としているので、比較的少ない燃料噴射量でも要求出力を得る事ができる。
【００１７】
そして、負荷の増大に伴い、先行気筒の内部ＥＧＲ割合を減少させるので、新気の割合が増加する。このため、増大した要求出力を得るために燃料噴射量が増加しても、その燃焼を行うに充分な新気を確保することができる。
【００１８】
請求項２の発明は、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、上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部で、上記先行気筒に設けられて排気行程で既燃ガスを上記気筒間ガス通路に排出する既燃ガス排出弁の閉弁時期を、上記先行気筒の排気行程上死点よりも早期に設定することを特徴とする。
【００１９】
このように既燃ガス排出弁の閉弁時期を設定すると、先行気筒の排気行程において、排気行程上死点よりも早期に既燃ガス排出弁が閉弁する。このため、既燃ガスの排出を抑制し、筒内に多く残存させた状態で次の吸気行程、圧縮行程へと移行させることができる。すなわち、内部ＥＧＲ量を増大させることができる。
【００２０】
なお、各行程や上死点（ＴＤＣ）、下死点（ＢＤＣ）等の語は、ピストンの動作や位置を指すが、ピストン位置はクランク角の関数ともなっているので、一般になされているように、本明細書でも各行程やピストン位置をクランク角で示す表現に準ずる。たとえば、ピストンが上死点から下死点まで移動したときにクランク軸が１８０°回転する場合、上死点と下死点との間隔はクランク角１８０°（以下１８０°ＣＡと記す）である。また、吸気弁の開弁時期や吸気弁の開弁期間などという場合の時期や期間の単位は、クランク角とする。
【００２１】
請求項３の発明は、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、上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部で、上記燃焼制御手段は、上記先行気筒への燃料の噴射時期を、上記既燃ガス排出弁の閉弁時期よりも遅く、かつその排気行程上死点付近に設定することを特徴とする。
【００２２】
このようにすると、既燃ガスが多く残存した先行気筒内に燃料を噴射するので、その高温によって燃料の活性化がはかられる上、その燃料噴射が排気行程上死点付近という早期に行われるので、活性化が充分に促進される。このため、圧縮自己着火性を向上させることができる。なお燃料噴射が既燃ガス排出弁の閉弁後になされるので、噴射された燃料が既燃ガス排出弁からそのまま排出されることが防止される。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部で、上記燃焼制御手段は、上記後続気筒での実質的な空燃比が、リーン空燃比となるように制御することを特徴とする。
【００２４】
ここで、後続気筒での実質的な空燃比とは、後続気筒での燃焼に関る酸素と燃料との比に相当する新気の空気と燃料との比をいう。
【００２５】
このようにすると、先行気筒のみならず、後続気筒においてもリーン空燃比による燃焼を行うので、更に熱効率を高めることができ、燃費改善効果を高めることができる。また、先行気筒、後続気筒ともにリーン空燃比によってＮＯｘの生成が抑制される上、圧縮自己着火によって燃焼室全体に亘り一気に燃焼するのでＮＯｘの生成が更に抑制される。このため、一層排気浄化性能を高めることができる。
【００２６】
請求項５の発明は、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、上記排気通路に設けられる排ガス浄化のための触媒が、３元触媒のみ、または３元触媒と酸化触媒のみであることを特徴とする。
【００２７】
このようにすると、ＮＯｘを還元処理するための比較的高価なリーンＮＯｘ触媒が不要となり、コストを削減することができる。この構成では、先行気筒、後続気筒ともにリーン空燃比および圧縮自己着火による効果でＮＯｘの生成が充分抑制されているため、３元触媒のみ、または３元触媒と酸化触媒のみであっても充分な排ガス浄化性能を得る事ができる。
【００２８】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、上記後続気筒に設けられて上記２気筒接続状態にあるときの吸気行程で上記気筒間ガス通路から既燃ガスを導入する既燃ガス導入弁と、上記後続気筒に設けられて上記２気筒接続状態にあるときの吸気行程で新気を導入する後続気筒吸気弁とを備え、上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部で、上記既燃ガス導入弁の開弁時期が、その後続気筒の吸気行程上死点よりも遅れ側に設定され、上記既燃ガス導入弁の開弁時期よりも早期に上記後続気筒吸気弁が開弁されるようになっていることを特徴とする。
【００２９】
このようにすると、後続気筒には、既燃ガス導入弁を経由して先行気筒から導かれる既燃ガスの他に、後続気筒吸気弁から新気も導入される。そのため、先行気筒において内部ＥＧＲ量を増大させることによって後続気筒に導入される既燃ガス中の酸素が少なくなっても、後続気筒に別途導入される新気によって酸素が補填され、後続気筒での発生出力を高めることができる。またその効果により、先行気筒における内部ＥＧＲ量の増大限界か向上するので、先行気筒で圧縮自己着火し得る領域を更に拡大することができる。
【００３０】
なお、既燃ガス導入弁の開弁時期を、その後続気筒の吸気行程上死点よりも遅れ側に設定するとともに、後続気筒吸気弁の開弁時期を、既燃ガス導入弁の開弁時期よりも早期に設定することにより、導入された既燃ガスが、そのまま後続気筒吸気弁を介して排出されることを防止している。
【００３１】
請求項７の発明は、請求項６記載の火花点火式エンジンの制御装置において、上記先行気筒がロングストローク型であり、かつ上記２気筒接続状態にあるときの吸気行程で新気を導入する先行気筒吸気弁を備え、上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部で、上記既燃ガス排出弁および上記既燃ガス導入弁の閉弁時期が、上記先行気筒の排気行程上死点よりも遅れ側に設定され、上記先行気筒吸気弁の開時期が、その先行気筒の吸気行程上死点より早期に設定されていることを特徴とする。
【００３２】
このようにすると、先行気筒では、既燃ガス排出弁（従来エンジンの排気弁に相当する）と先行気筒吸気弁とが共に開いている期間、いわゆるバルブオーバーラップ期間が増大する。バルブオーバーラップ期間を増大させることにより、新気と既燃ガスとの混流量を増大させ、内部ＥＧＲ量を増大させることができる。
【００３３】
一方、バルブオーバーラップ期間を増大させると、バルブとピストン上面との干渉懸念が生じる。そこでロングストローク型（ストローク＞シリンダボア径）としてピストンが上死点付近にある期間を短縮することにより、その干渉を防止することができる。
【００３４】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、上記先行気筒に対して吸気を過給する過給機を備え、少なくとも上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部で、上記過給機による過給を行うことを特徴とする。
【００３５】
このようにすると、先行気筒に導入される新気（特に酸素）の絶対量を増大させることができる。それに伴い、内部ＥＧＲ量も増大させることができるので、先行気筒で圧縮自己着火させ易くなる。また、過給により吸気温が上昇することによっても圧縮自己着火性が向上する。このように先行気筒での圧縮自己着火性を向上させることにより、先行気筒で圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域を拡大することができ、更なる燃費向上をはかることができる。
【００３６】
請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、上記後続気筒で圧縮自己着火による燃焼を行う上記運転領域のうち、比較的高負荷側の所定の領域では、上記燃焼制御手段は、上記先行気筒で強制点火による燃焼を行わせるとともに、上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域にある場合よりも、上記先行気筒の実質的な空燃比が大きくなるように設定することを特徴とする。
【００３７】
このようにすると、比較的高負荷側領域の先行気筒において、内部ＥＧＲ割合を減少させて新気の導入量を増加させたとき、筒内温度が低下しても強制点火による燃焼を行うので、安定した燃焼を得る事ができる。
【００３８】
また、先行気筒で圧縮自己着火による燃焼を行うときは、その空燃比をリーン空燃比であっても比較的小さな空燃比（リッチ気味）としておく必要があるが、比較的高負荷側領域に移行して強制点火に切換えた後は特にその必要がなくなる。従って、先行気筒では空燃比を大きく（よりリーンに）設定し、その分熱効率の良い圧縮自己着火による燃焼を行う後続気筒をリッチ気味に設定することにより、更に燃費を向上させることができる。
【００３９】
なお、先行気筒で空燃比を大きくするには燃料噴射量を減少させれば良いが、内部ＥＧＲ割合を減少させるだけでも新気の導入量が増加するので、空燃比を大きくすることができる。
【００４０】
【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。図１は本発明の第１の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。
【００４１】
各気筒２Ａ〜２Ｄ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。
【００４２】
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、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。
【００４３】
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１５ｃ、排気通路２０等が接続されるとともに、各ポートにはそれぞれ先行気筒吸気弁３１、後続気筒吸気弁３１ａ、既燃ガス導入弁３１ｂ、後続気筒排気弁３２、先行気筒排気弁３２ａおよび既燃ガス排出弁３２ｂ（これらの弁は従来エンジンの吸排気弁に相当する）が設けられている。その上方にはロッカシャフト１７０を支軸として揺動し得るロッカアームセット１６０が設けられ、更にその上方にはカムシャフト３３，３４と、これらと一体回転することによりロッカアームセット１６０を揺動させるカム２６，２７が設けられている。
【００４４】
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９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９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（条件によっては圧縮自己着火）を表し、図中の星マークは圧縮自己着火（条件によっては強制点火）が行われることを表している。
【００４５】
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９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。
【００４６】
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。
【００４７】
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１２とが配設されている。
【００４８】
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。
【００４９】
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１５ｃ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には、上流側から順に吸気通路１５、吸気流量を検出するエアフローセンサ１９、吸気通路１５ａ、排気ガスのエネルギを利用して過給を行うターボ過給機５０のコンプレッサ５２、吸気通路１５ｂ及びインタークーラ５３が設けられている。
【００５０】
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。
【００５１】
気筒間ガス通路２２には、酸素濃度に応じて出力がリニアに変化するリニアＯ２センサ２５が設けられており、その出力に応じ、所定のリーン空燃比とされる先行気筒２Ａ，２Ｄに対する燃料噴射量がフィードバック制御される。
【００５２】
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。Ｏ２センサ２３は、理論空燃比付近で出力が急変するλＯ２センサであり、このＯ２センサ２３の出力に基いて後続気筒２Ｂ，２Ｃ（各気筒独立状態のときは気筒２Ａ，２Ｄを含む）に対する燃料噴射量がフィードバック制御される。さらにＯ２センサ２３の下流には、上流側から順に排気通路２０、ターボ過給機５０のタービン５１、排気通路２０ａ及び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。
【００５３】
各気筒の吸・排気ポートを開閉する各弁とこれらに対する動弁機構は、次のようになっている。
【００５４】
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にはそれぞれ先行気筒吸気弁３１、先行気筒排気弁３２ａ及び既燃ガス排出弁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にはそれぞれ後続気筒吸気弁３１ａ、既燃ガス導入弁３１ｂおよび後続気筒排気弁３２が設けられている。これらの各弁は、各気筒が吸気行程または排気行程にあるとき、ロッカアームセット１６０の揺動に伴って開閉する（停止する場合もある）が、その開閉時期は必ずしも上死点や下死点に限らず、必要に応じて数度ＣＡ（クランク角）〜数十度ＣＡずれた時期に設定されている。
【００５５】
更に当実施形態では、カム位相可変機構３３ａ，３４ａによって各弁の開閉時期を条件に応じて変動させるようになっている。カム位相可変機構３３ａ，３４ａは、カムシャフト３３，３４の回転位相をクランクシャフトの回転位相に対して変動させる、従来から知られた機構である。図１に示すようにカムシャフト３３にはカム位相可変機構３３ａが、カムシャフト３４にはカム位相可変機構３４ａが設けられており、それぞれ独立して制御されている（図７参照）。従って、カムシャフト３３の回転によって開閉する先行気筒吸気弁３１および後続気筒吸気弁３１ａの開閉時期は、カム位相可変機構３３ａによって全体的に前後に変動する。同様に、カムシャフト３４の回転によって開閉する既燃ガス導入弁３１ｂ、後続気筒排気弁３２、先行気筒排気弁３２ａおよび既燃ガス排出弁３２ｂの開閉時期は、カム位相可変機構３４ａによって全体的に前後に変動する。
【００５６】
図３は、ロッカアームセット１６０の揺動状態を、カムの切換えによって変更させるカム切換機構１５０の部分斜視図である。この機構により、２点鎖線で示す既燃ガス導入弁３１ｂ等の開閉時期を変動させたり、閉弁状態で停止させたりすることができる。既燃ガス導入弁３１ｂの上方にはカムシャフト３４が配設されている。カムシャフト３４にはカム２７が一体回転するように設けられている。カム２７は第１カム１５２，第２カム１５４および第３カム１５６という独立したリフト特性を有する３種類のカムからなる。これらのカムと既燃ガス導入弁３１ｂとの間には、ロッカシャフト１７０に支持されたロッカアームセット１６０が設けられている。ロッカアームセット１６０は、第１ロッカアーム１６２，第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６という３種類のロッカアームの集合体である。第１ロッカアーム１６２の先端にはバルブ当接部１６３と、その軸線方向位置を微調整するためのアジャストスクリュー１６１が設けられており、バルブ当接部１６３は適切な位置で既燃ガス導入弁３１ｂ等の弁軸上端に当接している。第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６には、図外のスプリングが、これらのロッカアームを第２カム１５４および第３カム１５６に押圧するように設けられている。従って、ロッカアームセット１６０の各ロッカアームが、図示のように独立して可動である場合には、各ロッカアームの上面は第１カム１５２，第２カム１５４および第３カム１５６の外周部に当接し、カム当接部の形状（各カムの回転半径）に応じてロッカシャフト１７０を支軸として上下に揺動する。なお、カムシャフト３３にも同様の機構が設けられている（図３中に括弧書きで示す。）。
【００５７】
ロッカアームセット１６０の内部には、後述するように５本のプランジャが２列に設けられている（図４参照。図３ではそのプランジャ穴のひとつである第４プランジャ穴２０４が見えている）。これらのプランジャの動きにより、第１ロッカアーム１６２は第２ロッカアーム１６４または第３ロッカアーム１６６と一体となり、連動し得る。ロッカシャフト１７０の内部には、プランジャを油圧作動させるためのオイルを導く第１作動油給排用の通路１７２および第２作動油給排用の通路１７４が設けられている。
【００５８】
第１カム１５２は、弁停止用のカムであり、カムシャフト１５１と同心円の外周形状を有する。したがって第１ロッカアーム１６２は、その上面が第１カム１５２の外周面に常時当接している（第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６と切り離されている）とき、カムシャフト１５１が回転しても揺動しない。すなわち既燃ガス導入弁３１ｂ等は閉弁状態で停止している。
【００５９】
第２カム１５４は、低負荷（または低速）用のカムであり、第１カム１５２と同一の外周形状を有する部分と、それより突出した外周形状を有する部分とからなる。したがって第２ロッカアーム１６４は、その上面が第２カム１５４の外周面に常時当接している（後述の第３ロッカアーム１６６と切り離されている）とき、カムシャフト１５１の回転に伴い、所定のクランク角で所定量だけ下方に揺動する。そして、このとき第１ロッカアーム１６２と第２ロッカアーム１６４とが連動するようになっていれば、第１ロッカアーム１６２の動作は第２カム１５４による第２ロッカアーム１６４の揺動と同一のものとなる。すなわち既燃ガス導入弁３１ｂは所定時期に所定量だけ開弁する。
【００６０】
第３カム１５６は、高負荷（または高速）用のカムであり、第２カム１５４と同一の外周形状を有する部分と、それより突出した外周形状を有する部分とからなる。したがって第３ロッカアーム１６６は、その上面が第３カム１５６の外周面に常時当接しており、カムシャフト１５１の回転に伴い、所定のクランク角で所定量だけ下方に揺動する。そして、このとき第１ロッカアーム１６２と第３ロッカアーム１６６とが連動するようになっていれば、第１ロッカアーム１６２の動作は第３カム１５６による第３ロッカアーム１６６の揺動と同一のものとなる。すなわち既燃ガス導入弁３１ｂは所定時期に所定量だけ開弁する（開弁期間は第２ロッカアーム１６４のみが第１ロッカアーム１６２と連動する場合の開弁期間を包含する）。
【００６１】
なお、第１カム１５２、第２カム１５４および第３カム１５６の形状を適宜変更することによって、種々の変形が可能である。例えば、第２カム１５４と第３カム１５６とを同形状とすることにより、実質的には既燃ガス導入弁３１ｂを作動と停止の２段階に切換えるものとしたり、第１カム１５２の一部を突出させることにより、弁停止状態に替えて開閉するようにすることもできる。
【００６２】
図４は、ロッカアームセット１６０の内部に設けられた５本のプランジャの作動を示す説明図である。図４（ａ）は第１ロッカアーム１６２が第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６と切り離された状態、図４（ｂ）は第１ロッカアーム１６２が第２ロッカアーム１６４のみと連動する状態、図４（ｃ）は第１ロッカアーム１６２が第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６と連動する状態を示す。
【００６３】
第１ロッカアーム１６２の内部には第１プランジャ穴２０１および第４プランジャ穴２０４が設けられている。第１プランジャ穴２０１は第２ロッカアーム１６４側に開口した円形断面の凹穴である。第１プランジャ穴２０１の底部には第１作動油給排用の通路１７２から第１作動油導入路１７３が導かれている。第１プランジャ穴２０１内には円柱状の第１プランジャ１８１が嵌挿されている。第１プランジャ１８１は、その外周面で第１作動油導入路１７３に導かれた作動油をシールしつつ、第１プランジャ穴２０１内を滑らかに摺動する。第１プランジャ１８１の全長は、第１プランジャ穴２０１の深さよりも短い。
【００６４】
第４プランジャ穴２０４は第２ロッカアーム１６４側と第３ロッカアーム１６６側とを貫通する貫通穴である。第４プランジャ穴２０４内には円柱状の第４プランジャ１８４が嵌挿されている。第４プランジャ１８４の全長は、第４プランジャ穴２０４の深さ（第１ロッカアーム１６２の板厚）と等しい。第４プランジャ１８４は、第４プランジャ穴２０４内を滑らかに摺動する。
【００６５】
第２ロッカアーム１６４の内部には第２プランジャ穴２０２および第５プランジャ穴２０５が設けられている。第２プランジャ穴２０２は第１ロッカアーム１６２側に開口した円形断面の凹穴であり、第１プランジャ穴２０１と等しい直径となっている。第２プランジャ穴２０２の底部にはエア抜き穴２０６が設けられ、リークしたオイルを逃がしつつ内部の気圧を大気圧に保つ。第２プランジャ穴２０２内には有底円筒状で外径が第１プランジャ１８１と等しい第２プランジャ１８２が嵌挿されている。第２プランジャ１８２は、第２プランジャ穴２０２内を滑らかに摺動する。第２プランジャ１８２の全長は、第２プランジャ穴２０２の深さと等しい。第２プランジャ１８２の第１プランジャ１８１と当接する端部は、球状に成形されている。第２プランジャ１８２の内側凹部には第２プランジャスプリング１８７が設けられ、第２プランジャ１８２を常時第１プランジャ１８１側に付勢している。
【００６６】
第５プランジャ穴２０５は第１ロッカアーム１６２側に開口した円形断面の凹穴であり、第４プランジャ穴２０４と等しい直径となっている。第５プランジャ穴２０５の底部にはエア抜き穴２０７が設けられ、リークしたオイルを逃がしつつ内部の気圧を大気圧に保つ。第５プランジャ穴２０５内には有底円筒状で外径が第４プランジャ１８４と等しい第５プランジャ１８５が嵌挿されている。第５プランジャ１８５は、第５プランジャ穴２０５内を滑らかに摺動する。第５プランジャ１８５の全長は、第５プランジャ穴２０５の深さよりも短い。第５プランジャ１８５の第４プランジャ１８４と当接する端部は、球状に成形されている。第５プランジャ１８５の内側凹部には第５プランジャスプリング１８９が設けられ、第５プランジャ１８５を常時第４プランジャ１８４側に付勢している。
【００６７】
第３ロッカアーム１６６の内部には第３プランジャ穴２０３が設けられている。第３プランジャ穴２０３は第１ロッカアーム１６２側に開口した円形断面の凹穴であり、第４プランジャ穴２０４と等しい直径となっている。第３プランジャ穴２０３の底部には第２作動油給排用の通路１７４から第２作動油導入路１７５が導かれている。第３プランジャ穴２０３内には円柱状で外径が第４プランジャ１８４と等しい第３プランジャ１８３が嵌挿されている。第３プランジャ１８３は、その外周面で第２作動油導入路１７５に導かれた作動油をシールしつつ、第３プランジャ穴２０３内を滑らかに摺動する。第３プランジャ１８３の全長は、第３プランジャ穴２０３の深さと等しい。第３プランジャ１８３の第４プランジャ１８４と当接する端部は、球状に成形されている。
【００６８】
図４（ａ）は、第１ロッカアーム１６２が第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６と切り離された状態を示し、第１作動油給排用の通路１７２に作動油圧が供給（以下油圧ＯＮという）され、第２作動油給排用の通路１７４に作動油圧が供給されていない（以下油圧ＯＦＦという）。第１作動油給排用の通路１７２から導かれた第１作動油導入路１７３が油圧ＯＮとなり、第１プランジャ１８１を右側（図の矢印方向）に押圧する。その押圧力は第２プランジャスプリング１８７の付勢力よりも大きく、第１プランジャ１８１は第２プランジャ１８２と一体となって右側に移動している。第２プランジャ１８２の全長が第２プランジャ穴２０２の深さと等しいので、第１プランジャ１８１と第２プランジャ１８２との接点は第１ロッカアーム１６２と第２ロッカアーム１６４との合わせ面内にある。
【００６９】
一方、第２作動油給排用の通路１７４から導かれた第２作動油導入路１７５が油圧ＯＦＦとなっているので、第３プランジャ１８３、第４プランジャ１８４および第５プランジャ１８５は、第５プランジャスプリング１８９の付勢力によって一体となって左側（図の矢印方向）に移動している。第３プランジャ１８３の全長が第３プランジャ穴２０３の深さと等しいので、第３プランジャ１８３と第４プランジャ１８４との接点は第１ロッカアーム１６２と第３ロッカアーム１６６との合わせ面内にある。更に第４プランジャ１８４の全長が第４プランジャ穴２０４の深さと等しいので、第４プランジャ１８４と第５プランジャ１８５との接点は第１ロッカアーム１６２と第２ロッカアーム１６４との合わせ面内にある。
【００７０】
このように、各プランジャの接点が各ロッカアームの合わせ面内にあるため、第１ロッカアーム１６２は第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６から切り離された状態となっている。このため第１ロッカアーム１６２は、その上面に当接する第１カム１５２による作動、すなわちロッカシャフト１７０まわりの揺動停止を行い、既燃ガス導入弁３１ｂを閉弁状態で停止させる。
【００７１】
図４（ｂ）は、第１ロッカアーム１６２が第２ロッカアーム１６４のみと連動する状態を示し、第１作動油給排用の通路１７２、第２作動油給排用の通路１７４ともに油圧ＯＦＦとなっている。第１作動油給排用の通路１７２から導かれた第１作動油導入路１７３が油圧ＯＦＦとなっているので、第１プランジャ１８１および第２プランジャ１８２は、第２プランジャスプリング１８７の付勢力によって左側（図の矢印方向）に移動している。第１プランジャ１８１の全長が第１プランジャ穴２０１の深さより短いので、第２プランジャ１８２の一部は第１プランジャ穴２０１に入り込んでいる。
【００７２】
一方、第２作動油給排用の通路１７４から導かれた第２作動油導入路１７５が油圧ＯＦＦとなっているので、図４（ａ）と同様、第３プランジャ１８３と第４プランジャ１８４との接点は第１ロッカアーム１６２と第３ロッカアーム１６６との合わせ面内にあり、第４プランジャ１８４と第５プランジャ１８５との接点は第１ロッカアーム１６２と第２ロッカアーム１６４との合わせ面内にある。
【００７３】
このように、第２プランジャ１８２の一部が第１プランジャ穴２０１に入り込むことにより、第１ロッカアーム１６２は第２ロッカアーム１６４と連動する。また、第３プランジャ１８３と第４プランジャ１８４との接点が第１ロッカアーム１６２と第３ロッカアーム１６６との合わせ面内にあるので、第１ロッカアーム１６２と第３ロッカアーム１６６とは切り離された状態となっている。従って第１ロッカアーム１６２は、第２ロッカアーム１６４の上面に当接する第２カム１５４による作動を行う。すなわちカムシャフト１５１の回転に伴い、所定のクランク角で所定量だけ下方に揺動し、既燃ガス導入弁３１ｂを開閉させる。
【００７４】
図４（ｃ）は、第１ロッカアーム１６２が第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６と連動する状態を示し、第１作動油給排用の通路１７２が油圧ＯＦＦ、第２作動油給排用の通路１７４が油圧ＯＮとなっている。第１作動油給排用の通路１７２から導かれた第１作動油導入路１７３が油圧ＯＦＦとなっているので、図４（ｂ）と同様、第２プランジャ１８２の一部は第１プランジャ穴２０１に入り込んでいる。
【００７５】
一方、第２作動油給排用の通路１７４から導かれた第２作動油導入路１７５が油圧ＯＮとなっているので、第３プランジャ１８３を右側（図の矢印方向）に押圧する。その押圧力は第５プランジャスプリング１８９の付勢力よりも大きく、第３プランジャ１８３は第４プランジャ１８４および第５プランジャ１８５と一体となって右側に移動している。第５プランジャ１８５の全長が第５プランジャ穴２０５の深さよりも短いので、第４プランジャ１８４の一部が第５プランジャ穴２０５に入り込み、さらに第３プランジャ１８３の一部が第４プランジャ穴２０４に入り込んでいる。
【００７６】
このように、第２プランジャ１８２の一部が第１プランジャ穴２０１に入り込み、第３プランジャ１８３の一部が第４プランジャ穴２０４に入り込むことにより、第１ロッカアーム１６２は第２ロッカアーム１６４および第３ロッカアーム１６６と連動する。従って第１ロッカアーム１６２は、第３ロッカアーム１６６の上面に当接する、最も回転半径の大きな第３カム１５６による作動を行う。すなわちカムシャフト１５１の回転に伴い、所定のクランク角で所定量だけ下方に揺動し、既燃ガス導入弁３１ｂを開閉させる。その開弁期間は図４（ｂ）の場合よりも長くなっている。
【００７７】
以上のカム切換機構１５０は、既燃ガス導入弁３１ｂおよび既燃ガス排出弁３２ｂのためのものであるが、後続気筒吸気弁３１ａおよび先行気筒排気弁３２ａにも同様のカム切換機構１５０ａ（図３に括弧書きで示す）が設けられている。但し、カム切換機構１５０ａでは第２カム１５４と第３カム１５６は同一形状である。それらのカムに当接するロッカアームセット１６０ａは、図３に示すように第１ロッカアーム１６２ａ、第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａからなる。カム切換機構１５０ａは、第１ロッカアーム１６２ａが第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａから切り離され、後続気筒吸気弁３１ａおよび先行気筒排気弁３２ａを閉弁状態で停止させる状態と、第１ロッカアーム１６２ａが第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａと連動し、第２カム１５４および第３カム１５６の回転によって後続気筒吸気弁３１ａおよび先行気筒排気弁３２ａを開閉させる状態とに切換える。
【００７８】
図５は、ロッカアームセット１６０ａの内部に設けられた３本のプランジャの作動を示す説明図である。図５（ａ）は第１ロッカアーム１６２ａが第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａと切り離された状態、図５（ｂ）は第１ロッカアーム１６２ａが第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａと連動する状態を示す。
【００７９】
ロッカアームセット１６０ａ内のプランジャ構造は、ロッカアームセット１６０内のプランジャ構造のうち、第３プランジャ１８３、第４プランジャ１８４および第５プランジャ１８５まわりの構造を設けたようなものとなっており、その詳細構造の説明はロッカアームセット１６０における記述と重複するので省略する。但し、第３プランジャ１８３の左端には、第１作動油給排用の通路１７２から第１作動油導入路１７３ａが導かれている点がロッカアームセット１６０とは異なる。また、第２作動油給排用の通路１７４は、構造上省略できる場合にはなくても良い。
【００８０】
図５（ａ）は、第１ロッカアーム１６２ａが第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａと切り離された状態を示し、第１作動油給排用の通路１７２が油圧ＯＦＦとなっている。第１作動油給排用の通路１７２から導かれた第１作動油導入路１７３ａが油圧ＯＦＦとなっているので、第３プランジャ１８３、第４プランジャ１８４および第５プランジャ１８５は、第５プランジャスプリング１８９の付勢力によって一体となって左側（図の矢印方向）に移動している。従って、第３プランジャ１８３と第４プランジャ１８４との接点は第１ロッカアーム１６２ａと第３ロッカアーム１６６ａとの合わせ面内にあり、第４プランジャ１８４と第５プランジャ１８５との接点は第１ロッカアーム１６２ａと第２ロッカアーム１６４ａとの合わせ面内にある。
【００８１】
このように、各プランジャの接点が各ロッカアームの合わせ面内にあるため、第１ロッカアーム１６２ａは第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａから切り離された状態となっている。このため第１ロッカアーム１６２ａは、その上面に当接する第１カム１５２による作動、すなわちロッカシャフト１７０まわりの揺動停止を行い、既燃ガス導入弁後続気筒吸気弁３１ａおよび先行気筒排気弁３２ａを閉弁状態で停止させる。
【００８２】
図５（ｂ）は、第１ロッカアーム１６２ａが第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａと連動する状態を示し、第１作動油給排用の通路１７２が油圧ＯＮとなっている。第１作動油給排用の通路１７２から導かれた第１作動油導入路１７３ａが油圧ＯＮとなっているので、第３プランジャ１８３を右側（図の矢印方向）に押圧する。その押圧力は第５プランジャスプリング１８９の付勢力よりも大きく、第３プランジャ１８３は第４プランジャ１８４および第５プランジャ１８５と一体となって右側に移動している。従って第４プランジャ１８４の一部が第５プランジャ穴２０５に入り込み、さらに第３プランジャ１８３の一部が第４プランジャ穴２０４に入り込んでいる。
【００８３】
このように、第４プランジャ１８４の一部が第５プランジャ穴２０５に入り込み、さらに第３プランジャ１８３の一部が第４プランジャ穴２０４に入り込むことにより、第１ロッカアーム１６２ａは第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａと連動する。従って第１ロッカアーム１６２ａは、第２ロッカアーム１６４ａおよび第３ロッカアーム１６６ａの上面に当接する第２カム１５４および第３カム１５６（同形状）による作動を行う。すなわちカムシャフト３４の回転に伴い、所定のクランク角で所定量だけ下方に揺動し、後続気筒吸気弁３１ａおよび先行気筒排気弁３２ａを開閉させる。
【００８４】
更に、先行気筒吸気弁３１にも類似のカム切換機構１５０ｂが設けられている（図３に括弧書きで示す。）。カム切換機構１５０ｂでは第１カム１５２が停止用カムではなく、突出部を有する低負荷用カムとなっている。また、第２カム１５４と第３カム１５６は同一形状であり、高負荷用カムとなっている。それらのカムに当接するロッカアームセット１６０ｂは、図３に確固書きで示すように第１ロッカアーム１６２ｂ、第２ロッカアーム１６４ｂおよび第３ロッカアーム１６６ｂからなる。カム切換機構１５０ｂは、第１ロッカアーム１６２ｂが第２ロッカアーム１６４ｂおよび第３ロッカアーム１６６ｂから切り離され、先行気筒吸気弁３１を比較的短期間開弁させる状態と、第１ロッカアーム１６２ｂが第２ロッカアーム１６４ｂまたは第３ロッカアーム１６６ｂと連動し、第２カム１５４または第３カム１５６の回転によって先行気筒吸気弁３１を比較的長期間開弁させる状態とに切換える。
【００８５】
図６は、ロッカアームセット１６０ｂの内部に設けられた３本のプランジャの作動を示す説明図である。図６（ａ）は第１ロッカアーム１６２ｂが第２ロッカアーム１６４ｂおよび第３ロッカアーム１６６ｂと切り離された状態、図６（ｂ）は第１ロッカアーム１６２ｂが第２ロッカアーム１６４ｂのみと連動する状態、図６（ｃ）は第１ロッカアーム１６２ｂが第２ロッカアーム１６４ｂおよび第３ロッカアーム１６６ｂと連動する状態を示す。
【００８６】
ロッカアームセット１６０ｂ内のプランジャ構造は、ロッカアームセット１６０内のプランジャ構造のうち、第１プランジャ１８１と第２プランジャ１８２の全長と第２プランジャスプリング１８７の仕様とを変更してそれぞれ第１プランジャ１８１ｂ、第２プランジャ１８２ｂおよび第２プランジャスプリング１８７ｂとしたものである。この構造により、カム切換機構１５０ｂはカム切換機構１５０に対し、第１作動油給排用の通路１７２および第２作動油給排用の通路１７４の油圧のＯＮ、ＯＦＦの組み合わせによるカムの切換え状態が異なっている。
【００８７】
図６（ａ）は、第１ロッカアーム１６２ｂが第２ロッカアーム１６４ｂおよび第３ロッカアーム１６６ｂと切り離された状態を示し、第１作動油給排用の通路１７２および第２作動油給排用の通路１７４が共に油圧ＯＦＦとなっている。図６（ｂ）は、第１ロッカアーム１６２ｂが第２ロッカアーム１６４ｂのみと連動する状態を示し、第１作動油給排用の通路１７２が油圧ＯＮ、第２作動油給排用の通路１７４が油圧ＯＦＦとなっている。図６（ｃ）は、第１ロッカアーム１６２ｂが第２ロッカアーム１６４ｂおよび第３ロッカアーム１６６ｂと連動する状態を示し、第１作動油給排用の通路１７２が油圧ＯＦＦ、第２作動油給排用の通路１７４が油圧ＯＮとなっている。
【００８８】
図７は当実施形態における駆動、制御系統の構成を示している。第１コントロール弁１７６および第２コントロール弁１７７は、第１作動油給排用の通路１７２および第２作動油給排用の通路１７４に導く第１作動油および第２作動油を制御（油圧ＯＮ／ＯＦＦ）するためのコントロール弁である。カム切換機構１５０は既燃ガス導入弁３１ｂ、既燃ガス排出弁３２ｂに設けられ、カム切換機構１５０ａは後続気筒吸気弁３１ａ、先行気筒排気弁３２ａに設けられ、カム切換機構１５０ｂは先行気筒吸気弁３１に設けられている。
【００８９】
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、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、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とアクセル開度（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とからの信号が入力される。このＥＣＵ４０から、点火回路８、各燃料噴射弁９、多連スロットル弁１７のアクチュエータ１８、第１，第２のコントロール弁３７，３９およびカム位相可変機構３３ａ，３４ａのそれぞれに対して制御信号が出力される。
【００９０】
ＥＣＵ４０は、少なくとも低負荷低回転域で、ガス流通経路を２気筒接続状態（図１０参照）としつつ燃焼を行わせる制御手段を構成するものであって、運転状態判別手段４１、カム切換制御手段１９０、吸入空気量制御手段４３、燃焼制御手段４４およびカム位相制御手段４９を備えている。
【００９１】
運転状態判別手段４１は、回転数センサ４７およびアクセル開度センサ４８等からの信号によりエンジンの運転状態（エンジン回転数およびエンジン負荷）を調べ、運転状態が図８に示すような低負荷低回転側の運転領域Ａ（エンジン負荷Ｔ１以下かつエンジン回転数ｒ１以下）と、高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂ（エンジン負荷がＴ１を超えるか又はエンジン回転数がｒ１を越える）とのいずれの領域にあるかを判別する。運転領域Ａの中でも、運転領域Ａ１は比較的低負荷低回転の領域であり、運転領域Ａ３は比較的高負荷高回転の領域、運転領域Ａ２はその中間の領域である。所定の条件下（たとえばエンジンが完全に暖機された状態）において、運転領域Ａでは２気筒接続状態とする特殊運転モードでの運転を行い、運転領域Ｂでは各気筒独立状態とする通常運転モードでの運転を行う。
【００９２】
カム切換制御手段１９０は、特殊運転モードと通常運転モードとに応じ、あるいは運転領域に応じ、第１コントロール弁１７６および第２コントロール弁１７７を制御することにより、カム切換機構１５０およびカム切換機構１５０ａを次のように制御する。
【００９３】
特殊運転モードのうち、低、中負荷領域（領域Ａ１、Ａ２）：
・第１作動油圧−ＯＦＦ，第２作動油圧−ＯＦＦ
・先行気筒排気弁３２ａ、後続気筒吸気弁３１ａを
第１カム１５２による停止状態（図５（ａ））
・既燃ガス排出弁３２ｂ、既燃ガス導入弁３１ｂを
第２カム１５４（低負荷用カム）による作動状態（図４（ｂ））
・先行気筒吸気弁３１を
第１カム１５２（低負荷用カム）による作動状態（図６（ａ））。
【００９４】
特殊運転モードのうち、高負荷領域（領域Ａ３）：
・第１作動油圧−ＯＦＦ，第２作動油圧−ＯＮ
・先行気筒排気弁３２ａ、後続気筒吸気弁３１ａを
第１カム１５２による停止状態（図５（ａ））
・既燃ガス排出弁３２ｂ、既燃ガス導入弁３１ｂを
第３カム１５６（高負荷用カム）による作動状態（図４（ｃ））
・先行気筒吸気弁３１を
第２カム１５４ｂ（高負荷用カム）による作動状態（図６（ｂ））。
【００９５】
通常運転モード（領域Ｂ）：
・第１作動油圧−ＯＮ，第２作動油圧−ＯＦＦ
・先行気筒排気弁３２ａ、後続気筒吸気弁３１ａを
第２カム１５４および第３カム１５６による作動状態（図５（ｂ））
・既燃ガス排出弁３２ｂ、既燃ガス導入弁３１ｂを
第１カム１５２による停止状態（図４（ａ））
・先行気筒吸気弁３１を
第３カム１５６ｂ（高負荷用カム）による作動状態（図６（ｃ））。
【００９６】
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、特殊運転モードでは、後述のように後続気筒（２番、３番気筒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で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が先行気筒（１番、４番気筒２Ａ，２Ｄ）に供給されるように、スロットル開度が調節される。
【００９７】
燃焼制御手段４４は、燃料噴射制御手段４５と点火制御手段４６とからなっており、燃料噴射制御手段４５により、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とともに、点火制御手段４６により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、特に運転状態が特殊運転モードである場合と通常運転モードである場合とで燃焼の制御（燃料噴射の制御及び点火の制御）が変更される。
【００９８】
すなわち、特殊運転モードの低、中負荷領域（図８の領域Ａ１、Ａ２）において、先行気筒（１番、４番気筒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、好ましくは理論空燃比の略２倍もしくはそれ以上とするように燃料噴射量を制御し、後続気筒（２番、３番気筒２Ｂ，２Ｃ）に対しては、先行気筒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、実質的な理論空燃比またはそれよりもリーンな空燃比となるように燃料噴射量を制御する。そして、これらの燃料噴射は吸気行程で行われ、先行気筒２Ａ，２Ｄ、後続気筒２Ｂ，２Ｃともに圧縮自己着火による燃焼を行う。
【００９９】
また特殊運転モードの高負荷領域（図８の領域Ａ３）において、先行気筒（１番、４番気筒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、好ましくは理論空燃比の略２倍もしくはそれ以上とするように燃料噴射量を制御し、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。後続気筒（２番、３番気筒２Ｂ，２Ｃ）に対しては、先行気筒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、実質的な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、吸気行程で燃料を噴射するように噴射タイミングを設定する。そして運転状態に応じて圧縮自己着火または強制点火による燃焼を行う。
【０１００】
通常運転モードの領域（図８の領域Ｂ）では、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する。
【０１０１】
カム位相制御手段４９は、運転状態判別手段４１の結果に基き、カム位相可変機構３３ａ，３４ａの制御を行う。制御の詳細は後述するが、例えば特殊運転モードにおいて、低負荷の領域（図８の領域Ａ１）ではカム２６の位相を遅らせる側にカム位相可変機構３３ａを制御するとともにカム２７の位相を進ませる側にカム位相可変機構３４ａを制御する。このため、カムシャフト３３の回転によって作動する先行気筒吸気弁３１および後続気筒吸気弁３１ａの開閉時期が全体的に遅くなり、カムシャフト３４の回転によって作動する既燃ガス排出弁３２ｂ、既燃ガス導入弁３１ｂおよび後続気筒排気弁３２の開閉時期が全体的に早期になる。一方、中、高負荷の領域（図８の領域Ａ２，Ａ３）や通常運転モードの領域（図８の領域Ｂ）ではカム２６，２７の位相をそれぞれ逆側に制御し、先行気筒吸気弁３１および後続気筒吸気弁３１ａの開閉時期が全体的に早期になり、既燃ガス排出弁３２ｂ、既燃ガス導入弁３１ｂおよび後続気筒排気弁３２の開閉時期が全体的に遅くなるようにする。なお、カム位相可変機構３３ａ，３４ａは作動中の弁に対して作用するので、停止状態となっている弁は、カム位相可変機構３３ａ，３４ａの制御にかかわらず停止状態を維持する。
【０１０２】
以上のような当実施形態の装置の作用を、図９〜図１４を参照しつつ説明する。特殊運転モードでは前述のように先行気筒排気弁３２ａ及び後続気筒吸気弁３１ａが停止状態、既燃ガス排出弁３２ｂ及び既燃ガス導入弁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１０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。
【０１０３】
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１０中の矢印ａ）、先行気筒２Ａ，２ＤではリニアＯ２センサ２５により検出される空燃比が理論空燃比の略２倍ないしそれ以上の超リーン空燃比となるように燃料噴射量がフィードバック制御されつつ燃料が噴射され、圧縮自己着火（領域Ａ１，Ａ２）または強制点火（領域Ａ３）によって超リーン空燃比での成層燃焼が行われる（図９参照。この図では、先行気筒は強制点火を行っている。）。
【０１０４】
その後、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９中の白抜き矢印及び図１０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、実質的な理論空燃比またはそれよりリーンな空燃比となるように燃料噴射量が制御されつつ、燃料が噴射される。このとき、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは圧縮行程の上死点付近で燃焼室内の圧力、温度の上昇により圧縮自己着火が行われる。
【０１０５】
こうして後続気筒２Ｂ，２Ｃでは、多量のＥＧＲガス相当の既燃ガス成分を含み、かつ、空燃比がリーンであるという条件下でも、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されることとなる。
【０１０６】
このように、先行気筒２Ａ，２Ｄでは超リーンでの成層燃焼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て燃費が向上し、特に圧縮自己着火を行う場合には、一層の燃費向上効果が得られる。一方、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは、先行気筒２Ａ，２Ｄと同様にポンピングロス低減効果が得られるとともに、圧縮自己着火による燃焼を行う場合には、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、燃費向上効果が得られる。
【０１０７】
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。
【０１０８】
但し、領域特殊運転モード中であって、圧縮自己着火を行うような運転領域であっても、筒内温度が低く、圧縮自己着火し難い状態のときには何れの気筒も強制点火に切換える。また逆に、後続気筒２Ｂ，２Ｃの筒内温度が高過ぎてノッキング等の異常燃焼が起こるような状態のときには、特殊運転モードから通常運転モードに切換える。何れの場合も圧縮自己着火による特殊運転モードに比べ、燃費等の向上効果が抑制される。従って、これらの効果をより多く得るためには、特殊運転モード中の圧縮自己着火に適した運転領域を拡大することが望ましく、更には先行気筒２Ａ，２Ｄにおいて圧縮自己着火に適した運転領域を拡大することがより望ましい。
【０１０９】
特殊運転モード中の圧縮自己着火、特に先行気筒２Ａ，２Ｄにおける圧縮自己着火に適した運転領域を拡大するため、吸排気弁の開閉時期は次のように設定されている。
【０１１０】
図１２は、図９の吸排気行程部分を詳細に示したものであり、特殊運転モードにおける先行気筒２Ａ，２Ｄの先行気筒吸気弁３１および既燃ガス排出弁３２ｂの開閉時期と、後続気筒２Ｂ，２Ｃの既燃ガス導入弁３１ｂおよび後続気筒排気弁３２の開閉時期とを示す説明図である。図１２（ａ）は特殊運転モードを行う運転状態のうち、比較的低負荷の領域（図８の領域Ａ１）の場合であり、図１２（ｂ）は同様に中程度の負荷の領域（図８の領域Ａ２）の場合である。これらの図で、横軸はクランク角を示し、Ｔは上死点（ＴＤＣ）、Ｂは下死点（ＢＤＣ）である。ＴとＢとの間隔は１８０°ＣＡである。また、上段は先行気筒２Ａ，２Ｄを示し、下段はそれに対応する後続気筒２Ｂ，２Ｃを示す。そして、帯線で示す各部分は、各弁の開弁期間を示す。上段から下段に向かう白抜き矢印は、先行気筒２Ａ，２Ｄの排気行程と後続気筒２Ｂ，２Ｃの吸気行程とが重なっており、先行気筒２Ａ，２Ｄでの既燃ガスが後続気筒２Ｂ，２Ｃに導かれる状態を示す。
【０１１１】
図１２（ａ）において、上段には先行気筒２Ａ，２Ｄの既燃ガス排出弁３２ｂが開弁する既燃ガス排出弁の開弁期間３００と、先行気筒吸気弁３１が開弁する先行気筒吸気弁の開弁期間３１０（斜線で示す）とを示す。これらは何れも低負荷用カムによる開弁期間である。それぞれの帯線の下に、高負荷用のカムによる開弁期間（既燃ガス排出弁の開弁期間３８０、先行気筒吸気弁の開弁期間３９０）を参考として示す。下段には後続気筒２Ｂ，２Ｃの後続気筒排気弁３２が開弁する後続気筒排気弁の開弁期間３２０と、既燃ガス導入弁３１ｂが開弁する既燃ガス導入弁の開弁期間３３０とを示す。先行気筒の既燃ガス排出弁の開弁期間３００は、ＢＤＣ前約３５°ＣＡからＴＤＣ前約４０°ＣＡ（トータル約１７５°ＣＡ）に設定されている。特に既燃ガス排出弁の閉弁時期３０２は、ＴＤＣよりも早期に設定されている。これは、従来のエンジンの一般的な設定値（ＢＤＣ前３０°ＣＡからＴＤＣ後２５°ＣＡ程度）よりも短く、かつ早期化した設定である。また、先行気筒吸気弁の開弁期間３１０は、ＴＤＣ後約５０°ＣＡからＢＤＣ後約４５°ＣＡ（トータル約１７５°ＣＡ）に設定されている。これは、従来のエンジンの一般的な設定値（ＴＤＣ前１０°ＣＡからＢＤＣ後５５°ＣＡ程度）よりも短く、かつ遅らせた設定である。これらの設定により、先行気筒２Ａ，２Ｄでは、既燃ガス排出弁の閉弁時期３０２から先行気筒吸気弁の開弁時期３１２までの間、何れの吸排気弁とも閉じ切った状態（以下マイナスオーバーラップという）が生じている。図１２（ａ）では、先行気筒のマイナスオーバーラップはＴＤＣを挟んで約９０°ＣＡとなっている。そして、先行気筒２Ａ，２Ｄにおいて、先行気筒の燃料噴射時期３０５は、ＴＤＣ付近に設定され、圧縮自己着火による燃焼を行う。
【０１１２】
後続気筒排気弁の開弁期間３２０および既燃ガス導入弁の開弁期間３３０は一般的な設定値であるが、全体的に早期化した設定となっている。そして、後続気筒２Ｂ，２Ｃでの燃料噴射量は、実質的な空燃比よりもリーンとなるような設定となっている。
【０１１３】
以上のような設定により、先行気筒２Ａ，２Ｄでは、大きなマイナスオーバーラップのため内部ＥＧＲ量が多くなっている。内部ＥＧＲ量が多いと高温の既燃ガスが先行気筒内に多く残存した状態で次の吸気行程、圧縮行程へと移行するので、筒内温度が上昇し、圧縮自己着火し易くなる。先行気筒２Ａ，２Ｄでは圧縮自己着火による燃焼を行うので、高い熱効率と、ＮＯｘの発生抑制作用によって燃費向上効果および排ガス浄化効果を奏している。
【０１１４】
このように先行気筒２Ａ，２Ｄの内部ＥＧＲ量を増大させると、反面、後続気筒２Ｂ，２Ｃでの新気の量が不足しがちになる。しかし、当実施形態ではターボ過給機５０による過給を行い、新気（特に酸素）の絶対量を増大させることにより、先行気筒２Ａ，２Ｄの内部ＥＧＲ量が多くても後続気筒２Ｂ，２Ｃに充分な酸素を導入し得るようにしている。また過給により吸気温が上昇することによって、先行気筒２Ａ，２Ｄの圧縮自己着火性を向上させている。このように過給を行うことにより、先行気筒２Ａ，２Ｄの内部ＥＧＲ増大に伴う後続気筒２Ｂ，２Ｃの新気不足を緩和するとともに先行気筒２Ａ，２Ｄでの圧縮自己着火性も向上させ、先行気筒で圧縮自己着火し得る運転領域を拡大させている。
【０１１５】
また、先行気筒２Ａ，２Ｄの燃料噴射時期３０５を、既燃ガス排出弁の閉弁時期３０２よりも遅く、かつ同気筒のＴＤＣ付近に設定しているので、燃料は既燃ガスが多く残存した先行気筒２Ａ，２Ｄ内に噴射される。このため、噴射燃料は高温によって活性化がはかられる上、ＴＤＣ付近という早期に噴射されるので、活性化が充分に促進され、圧縮自己着火性が向上している。なお燃料噴射を既燃ガス排出弁の閉弁時期３０２より後に行うことで、噴射された燃料が既燃ガス排出弁３２ｂからそのまま排出されることを防止している。
【０１１６】
更に、後続気筒２Ｂ，２Ｃでも実質的な理論空燃比よりもリーンとなるような設定としているので、実質的な理論空燃比とする場合よりも熱効率が高く、燃費改善効果が大きくなっている。また、先行気筒２Ａ，２Ｄ、後続気筒２Ｂ，２Ｃともにリーン空燃比および圧縮自己着火による効果でＮＯｘの生成が充分抑制されているため、排気通路２０ａには三元触媒２４を設けるだけ（必要に応じて酸化触媒を併用しても良い。）で排ガス浄化性能を満足している。即ち、ＮＯｘを還元処理するための比較的高価なリーンＮＯｘ触媒が不要となり、低コストとなっている。
【０１１７】
図１２（ｂ）は中程度の負荷の領域（図８の領域Ａ２）の場合であり、上段に既燃ガス排出弁の開弁期間３４０および先行気筒吸気弁の開弁期間３５０（斜線で示す）を、下段に後続気筒排気弁の開弁期間３６０および既燃ガス導入弁の開弁期間３７０を示す。既燃ガス排出弁の開弁期間３４０、後続気筒排気弁の開弁期間３６０および既燃ガス導入弁の開弁期間３７０は、図１２（ａ）の既燃ガス排出弁の開弁期間３００、後続気筒排気弁の開弁期間３２０および既燃ガス導入弁の開弁期間３３０に対し、全体的に３０°ＣＡだけ遅らせた設定となっている。これは、カム位相可変機構３４ａによってカムシャフト３４の位相を３０°ＣＡ遅らせることによってなされる。一方、先行気筒吸気弁の開弁期間３５０は、図１２（ａ）の先行気筒吸気弁の開弁期間３１０に対し、２５°ＣＡだけ進ませた設定となっている。これは、カム位相可変機構３３ａによってカムシャフト３３の位相を２５°ＣＡ進ませることによってなされる。従って、既燃ガス排出弁の閉弁時期３４２はＴＤＣ前約１０°ＣＡであり、先行気筒吸気弁の開弁時期３５２はＴＤＣ後約２５°ＣＡである。そのマイナスオーバーラップは約３５°ＣＡであり、図１２（ａ）の状態より５５°ＣＡだけ短くなっている。
【０１１８】
このように、負荷の増大（運転領域Ａ１からＡ２へ）に伴ってマイナスオーバーラップを短縮し、先行気筒２Ａ，２Ｄの内部ＥＧＲ割合を減少させている。そのため、負荷の増大に伴って新気の割合が増加するので、要求出力を得るために増加した燃料噴射量に対し、その燃焼を行うに充分な新気を確保している。
【０１１９】
図１３は特殊運転モードを行う運転状態のうち、比較的高負荷の領域（図８の領域Ａ３）の場合である。表記方法は図１２に準ずる（以下同様の図において同じ。）。上段には既燃ガス排出弁の開弁期間３８０および先行気筒吸気弁の開弁期間３９０（斜線で示す）を示す。これらは、何れも高負荷用カムによる開弁期間であり、図１２の状態からカム切換機構１５０，１５０ｂによって切換えられている。それぞれの帯線の下に、低負荷用のカムによる開弁期間（既燃ガス排出弁の開弁期間３４０、先行気筒吸気弁の開弁期間３５０）を参考として示す。また、カム位相可変機構３３ａは、図１２（ｂ）と同様の設定とし、カム位相可変機構３４ａは、図１２（ｂ）の状態から更に５°ＣＡだけカムシャフト３４の位相を遅れ側に設定している。その結果、既燃ガス排出弁の開弁期間３８０はＢＤＣ前約３０°ＣＡからＴＤＣ後約２５°ＣＡ（トータル約２３５°ＣＡ）、先行気筒吸気弁の開弁期間３９０はＴＤＣ前約１０°ＣＡからＢＤＣ後約５５°ＣＡ（トータル約２４５°ＣＡ）に設定されている。従って、先行気筒吸気弁の開弁時期３９２よりも約３５°ＣＡ遅れて既燃ガス排出弁の閉弁時期３８２が設定されている。この間、両弁は共に開弁している（以下オーバーラップという。）。これらの設定は、従来の一般的なエンジンの吸排気弁の設定値に相当するものとなっている。また、先行気筒２Ａ，２Ｄでは領域Ａ１，Ａ２にある場合よりもリーンな空燃比とした上で強制点火による燃焼を行っている。燃料の噴射は圧縮行程の後期に切換えられている。そして、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは実質的な理論空燃比とした状態で圧縮自己着火による燃焼を行っている。
【０１２０】
このような設定のため、先行気筒２Ａ，２Ｄにおける吸気および既燃ガスの排出は長い開弁期間中に充分になされる。特に一般的なオーバーラップの設定としているので内部ＥＧＲ量も少なく、充分に新気を吸気するので、必要な出力を得る事ができる。内部ＥＧＲ量の減少に伴い、圧縮自己着火性が低下するが、強制点火による燃焼に切換え、安定した燃焼を得ている。そして、先行気筒２Ａ，２Ｄでは空燃比をよりリーンに設定し、その分熱効率の良い圧縮自己着火による燃焼を行う後続気筒２Ｂ，２Ｃがリッチ気味に設定されるので、更に燃費を向上させている。また、後続気筒での燃焼を実質的な理論空燃比としているので、排気通路２０ａに設けた三元触媒２４のみで充分な排ガス浄化性能が得られている。
【０１２１】
図１４は、通常運転モードにおける先行気筒２Ａ，２Ｄの先行気筒吸気弁３１および既燃ガス排出弁３２ｂの開閉時期と、後続気筒２Ｂ，２Ｃの既燃ガス導入弁３１ｂおよび後続気筒排気弁３２の開閉時期とを示す説明図である。通常運転モードでは各気筒独立運転となっているので、先行気筒２Ａ，２Ｄ、後続気筒２Ｂ，２Ｃともに新気を導入して強制点火による燃焼を行っている。上段には先行気筒２Ａ，２Ｄの先行気筒排気弁３２ａが開弁する既燃ガス排出弁の開弁期間４２０と、先行気筒吸気弁３１が開弁する先行気筒吸気弁の開弁期間３９０（斜線で示す）とを示す。下段には後続気筒２Ｂ，２Ｃの後続気筒排気弁３２が開弁する後続気筒排気弁の開弁期間４４０と、後続気筒吸気弁３１ａが開弁する後続気筒吸気弁の開弁期間４５０とを示す。
【０１２２】
先行気筒２Ａ，２Ｄでの排気および後続気筒２Ｂ，２Ｃでの吸気は、特殊運転モードとは異なる弁によってなされるので、その開閉は異なるカムによりなされる。従って、先行気筒排気弁の開弁期間４２０および後続気筒吸気弁の開弁期間４５０は、既燃ガス排出弁の開弁期間および既燃ガス導入弁の開弁期間とは独立して設定されている。図１４では、使用する弁は異なるものの、各期間の設定値は図１３（ｂ）のものと同様に設定されている。そして、先行気筒吸気弁の開弁期間３９０および後続気筒吸気弁の開弁期間４５０は、カム位相可変機構３３ａによって前後に変動可能であり、先行気筒排気弁の開弁期間４２０および後続気筒排気弁の開弁期間４４０は、カム位相可変機構３４ａによって前後に変動可能である。従って、カム位相可変機構３３ａ，３４ａを制御することにより、先行気筒でのオーバーラップを変動し得る。カム位相制御手段４９は、高負荷になるほどバルブオーバーラップが大きくなるようにカム位相可変機構３３ａ，３４ａを制御して、負荷に応じて最適な熱効率が得られるようにしている。後続気筒２Ｂ，２Ｃに対しても同様の制御がなされている。
【０１２３】
このようにして通常運転モードでは、負荷に応じて最適な吸排気時期に制御されるとともに、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。
【０１２４】
次に、本発明の第２の実施形態について図１５に基いて説明する。第２の実施形態では、基本構造および制御の構成は第１の実施形態と同様であるが、低負荷用カムと高負荷用カムとの切換えを行わず、カム位相可変機構３３ａ，３４ａによってカムシャフト３３，３４の位相を変動させている。
【０１２５】
図１５（ａ）は特殊運転モードを行う運転状態のうち、比較的低負荷の領域（図８の領域Ａ１）の場合である。上段には既燃ガス排出弁の開弁期間４６０および先行気筒吸気弁の開弁期間４７０を、下段には後続気筒排気弁の開弁期間４８０および既燃ガス導入弁の開弁期間４９０を示す。既燃ガス排出弁の開弁期間４６０は、ＢＤＣ前約５°ＣＡからＴＤＣ後約５０°ＣＡ（トータル約２３５°ＣＡ）に設定されている。先行気筒吸気弁の開弁期間４７０は、ＴＤＣ前約６５°ＣＡからほぼＢＤＣ（トータル約２４５°ＣＡ）に設定されている。従って、先行気筒吸気弁の開弁時期４７２から既燃ガス排出弁の閉弁時期４６２までが１１５°ＣＡというオーバーラップの大きな設定となっている。
【０１２６】
このようなオーバーラップの大きな設定とすると、そのオーバーラップ期間に既燃ガス排出弁３２ｂ側から先行気筒吸気弁３１側へ既燃ガスが逆流し、内部ＥＧＲが増大する。従って、第１の実施形態で記したような燃費改善効果が得られ、排気浄化が促進される。なお、オーバーラップ期間を増大させると、バルブとピストン３の上面との干渉が発生し易くなるが、当実施形態ではロングストローク型（ストローク＞シリンダボア径）とすることにより、ピストン３が上死点付近にある期間を短縮し、その干渉を防止している。
【０１２７】
更にエンジンの負荷が増大し、図８の領域Ａ２の状態に入ると、カム位相可変機構３３ａ，３４ａによって既燃ガス排出弁の開弁期間４６０は早期側へ、先行気筒吸気弁の開弁期間４７０は遅れ側に変動する。即ち、オーバーラップ期間が短縮され、内部ＥＧＲ量が減少する。このため、新気の割合が増加し、要求出力を得ることができる。
【０１２８】
図１５（ｂ）は更に高負荷となり、図８の領域Ａ３となった場合を示す。上段に既燃ガス排出弁の開弁期間５００および先行気筒吸気弁の開弁期間５１０（斜線で示す）を、下段に後続気筒排気弁の開弁期間５２０および既燃ガス導入弁の開弁期間５３０を示す。これらは、図１５（ａ）の状態に対し、カム位相可変機構３３ａによってカムシャフト３３の位相を５５°ＣＡだけ遅れ側に、カム位相可変機構３４ａによってカムシャフト３４の位相を３０°ＣＡだけ進める側に変動させることにより得られる。従って先行気筒吸気弁の開弁時期５１２がＢＤＣ前約１０°ＣＡ、既燃ガス排出弁の閉弁時期５０２がＢＤＣ後約２０°ＣＡとなり、オーバーラップが３０°ＣＡの設定（従来エンジンの一般的な設定値に相当）となっている。従って内部ＥＧＲ量は減少し、新気の割合が増加するので要求出力を得ることができる。
【０１２９】
次に、本発明の第３の実施形態について図１６に基いて説明する。第３の実施形態は、基本構造および制御の構成は第２の実施形態と同様であり、低負荷用カムと高負荷用カムとの切換えを行わず、カム位相可変機構３３ａ，３４ａによってカムシャフト３３，３４の位相を変動させている。
【０１３０】
図１６（ａ）は特殊運転モードを行う運転状態のうち、比較的低負荷の領域（図８の領域Ａ１）の場合である。上段には既燃ガス排出弁の開弁期間５４０および先行気筒吸気弁の開弁期間５５０（斜線で示す）を、下段には後続気筒排気弁の開弁期間５６０および既燃ガス導入弁の開弁期間５７０を示す。既燃ガス排出弁の開弁期間５４０は、ＢＤＣ前約９５°ＣＡからＴＤＣ前約４０°ＣＡ（トータル約２３５°ＣＡ）に設定されている。先行気筒吸気弁の開弁期間５５０は、ＴＤＣ前約１０°ＣＡからＢＤＣ後約５５°ＣＡ（トータル約２４５°ＣＡ）に設定されている。また、後続気筒排気弁の開弁期間５６０は、ＢＤＣ前約１００°ＣＡからＴＤＣ前約４５°ＣＡ（トータル約２３５°ＣＡ）に設定されている。既燃ガス導入弁の開弁期間５７０は、ＴＤＣ前約７５°ＣＡからＢＤＣ前約６０°ＣＡ（トータル約１９５°ＣＡ）に設定されている。
【０１３１】
従って、先行気筒２Ａ，２Ｄだけを見れば、既燃ガス排出弁の閉弁時期５４２から先行気筒吸気弁の開弁時期５５２までが３０°ＣＡのマイナスオーバーラップという設定になっている。しかし、既燃ガス導入弁の閉弁時期５７２が既燃ガス排出弁の閉弁時期５４２よりも早期に設定されているため、既燃ガス導入弁の閉弁時期５７２後は先行気筒２Ａ，２Ｄから後続気筒２Ｂ，２Ｃに既燃ガスが導入されない。従って既燃ガス排出弁３２ｂが開弁していても、閉弁しているのと同様の状態となっている。即ち、実質的には、既燃ガス導入弁の閉弁時期５７２から先行気筒吸気弁の開弁時期５５２までの５０°ＣＡがマイナスオーバーラップに相当する。このような大きなマイナスオーバーラップにより、先行気筒２Ａ，２Ｄの内部ＥＧＲが増大し、第１の実施形態で記したような燃費改善効果が得られ、排気浄化が促進される。
【０１３２】
更にエンジンの負荷が増大し、図８の領域Ａ２の状態に入ると、カム位相可変機構３４ａによって既燃ガス排出弁の開弁期間５４０は遅れ側に変動する。即ち、マイナスオーバーラップ期間が短縮され、内部ＥＧＲ量が減少する。このため、新気の割合が増加し、要求出力を得ることができる。
【０１３３】
図１６（ｂ）は更に高負荷となり、図８の領域Ａ３となった場合を示す。上段に既燃ガス排出弁の開弁期間５８０および先行気筒吸気弁の開弁期間５９０（斜線で示す）を、下段に後続気筒排気弁の開弁期間６００および既燃ガス導入弁の開弁期間６１０を示す。これらは、図１６（ａ）の状態に対し、カム位相可変機構３４ａによってカムシャフト３４の位相を６０°ＣＡだけ遅れ側に変動させることにより得られる。従って先行気筒吸気弁の開弁時期５９２がＢＤＣ前約１０°ＣＡ、既燃ガス排出弁の閉弁時期５８２がＢＤＣ後約２０°ＣＡとなり、オーバーラップが３０°ＣＡの設定（従来エンジンの一般的な設定値に相当）となっている。従って内部ＥＧＲ量は減少し、新気の割合が増加するので要求出力を得ることができる。
【０１３４】
次に、本発明の第４の実施形態について図１７に基いて説明する。第４の実施形態では、基本構造および制御の構成は第１の実施形態と同様であるが、特殊運転モードにおいて、第１実施形態では停止としていた後続気筒吸気弁３１ａを、条件によって一部作動させるようにしている。その機構は、後続気筒吸気弁３１ａに設けられたカム切換機構１５０ａの第１カム１５２ａの外周形状を、一部突出したものとすることで得られる。
【０１３５】
図１７（ａ）は特殊運転モードを行う運転状態のうち、比較的低負荷の領域（図８の領域Ａ１）の場合である。上段には既燃ガス排出弁の開弁期間６２０および先行気筒吸気弁の開弁期間６３０（斜線で示す）を、下段には後続気筒排気弁の開弁期間６４０、後続気筒吸気弁の開弁期間６５０（斜線で示す）および既燃ガス導入弁の開弁期間６６０を示す。後続気筒吸気弁の開弁期間６５０の直下に、通常運転モードにおける後続気筒吸気弁の開弁期間６９０（カムを切換えた状態）を参考として示す。既燃ガス排出弁の開弁期間６２０は、ＢＤＣ前約３５°ＣＡからＴＤＣ後約２０°ＣＡ（トータル約２３５°ＣＡ）に設定されている。先行気筒吸気弁の開弁期間６３０は、ＴＤＣ前約５５°ＣＡからＢＤＣ後約１０°ＣＡ（トータル約２４５°ＣＡ）に設定されている。従って、先行気筒吸気弁の開弁時期６３２から既燃ガス排出弁の閉弁時期６２２までが７５°ＣＡというオーバーラップの大きな設定となっている。
【０１３６】
このようなオーバーラップの大きな設定とすると、そのオーバーラップ期間に既燃ガス排出弁３２ｂ側から先行気筒吸気弁３１側へ既燃ガスが逆流し、内部ＥＧＲが増大する。従って、第１の実施形態で記したような燃費改善効果が得られ、排気浄化が促進される。なお、オーバーラップ期間を増大させると、バルブとピストン３の上面との干渉が発生し易くなるが、当実施形態ではロングストローク型（ストローク＞シリンダボア径）とすることにより、ピストン３が上死点付近にある期間を短縮し、その干渉を防止している。
【０１３７】
一方、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは、後続気筒吸気弁の開弁期間６５０を設けて、先行気筒２Ａ，２Ｄから導入される既燃ガスとは別に新気を導入するようにしている。後続気筒吸気弁の開弁期間６５０は、ＴＤＣ前約６５°ＣＡからＴＤＣ後約７０°ＣＡ（トータル約１３５°ＣＡ）に設定されている。また既燃ガス導入弁の開弁期間６６０は、ＢＤＣ前約１２０°ＣＡからＢＤＣ後約４０°ＣＡ（トータル約１６０°ＣＡ）に設定されている。従って、後続気筒２Ｂ，２Ｃでは後続気筒吸気弁の開弁時期６５２から既燃ガス排出弁の閉弁時期６６４までの間、新気または既燃ガスの吸気がなされる。
【０１３８】
先行気筒２Ａ，２Ｄにおいて内部ＥＧＲ量を増大させることによって後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入される既燃ガス中の酸素が少なくなっても、後続気筒吸気弁の開弁期間６５０を設けることにより、後続気筒２Ｂ，２Ｃに別途導入される新気によって酸素を補填し、後続気筒２Ｂ，２Ｃでの発生出力を高めている。またその効果により、先行気筒２Ａ，２Ｄにおける内部ＥＧＲ量の増大限界か向上するので、先行気筒２Ａ，２Ｄで圧縮自己着火し得る領域を更に拡大している。
【０１３９】
また、既燃ガス導入弁の開弁時期６６２を後続気筒２Ｂ，２ＣのＴＤＣよりも遅れ側に設定するとともに、後続気筒吸気弁の開弁時期６５２を既燃ガス導入弁の開弁時期６６２よりも早期、かつ後続気筒２Ｂ，２ＣのＴＤＣよりも早期に設定しているので、導入された既燃ガスが、そのまま後続気筒吸気弁を介して排出されることを防止している。
【０１４０】
図１７（ｂ）は更に高負荷となり、図８の領域Ａ２となった場合を示す。上段には既燃ガス排出弁の開弁期間６２０および先行気筒吸気弁の開弁期間６７０（斜線で示す）を、下段には後続気筒排気弁の開弁期間６４０、後続気筒吸気弁の開弁期間６８０（斜線で示す）および既燃ガス導入弁の開弁期間６６０を示す。これらは、図１７（ａ）の状態に対し、カム位相可変機構３３ａによってカムシャフト３３の位相を３５°ＣＡだけ遅れ側に変動させることにより得られる。従って先行気筒吸気弁の開弁時期６７２がＢＤＣ前約２０°ＣＡ、既燃ガス排出弁の閉弁時期６２２がＢＤＣ後約２０°ＣＡとなり、オーバーラップが４０°ＣＡに減少している。このため内部ＥＧＲ量は減少し、新気の割合が増加するので高負荷における要求出力を得ることができる。なお、更に負荷が増大して図８の領域Ａ３になると、更にカムシャフト３３の位相を１０°ＣＡ遅らせるとともに、強制点火による燃焼に切換える。
【０１４１】
以上、第１乃至第４の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能である。例えば図１２乃至図１７に示すパターンは、各開弁期間や開弁時期を限定するものではなく、特許請求の範囲内でエンジンの要求特性に応じて適宜好適な値に設定して良い。また、その設定値の変動手段は、カム切換機構１５０等やカム位相可変機構３３ａ等及びそれらの制御手段に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載の設定値が得られるものであれば他の機構、他の制御手段を用いても良い。
【０１４２】
特殊運転モードでの走行領域Ａを、領域Ａ１乃至Ａ３といった３分割ではなく、それ以上に分割し、それぞれの領域に適した弁開閉時期を設定するようにしても良い。更に分割による段階的な設定ではなく、連続的に変化させるようにしても良い。通常運転モードでの走行領域Ｂを設けず、全域を走行領域Ａとしても良い。
【０１４３】
本発明は４気筒エンジンに限定するものではなく、先行気筒と後続気筒とからなる１対の気筒対を、３対以上好適に組み合わせた６気筒以上のエンジンに適用しても良い。
【０１４４】
【発明の効果】
以上のように本発明の制御装置は、少なくとも低負荷低回転域で、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側の気筒で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側の気筒で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排ガスが排気通路に導かれるような２気筒接続状態にガス流通経路を構成するとともに、上記２気筒接続状態にあるときに、上記先行気筒では理論空燃比よりも所定量大きいリーン空燃比となるように燃料を噴射して燃焼を行わせ、上記後続気筒では、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ように各気筒の燃焼を制御する燃焼制御手段を備え、上記燃焼制御手段は、上記２気筒接続状態となる運転領域の一部又は全部において、上記後続気筒で圧縮自己着火による燃焼を行わせるとともに、後続気筒で圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域のうち、比較的低負荷側の所定の領域では、上記先行気筒の内部ＥＧＲ量を増大させつつ、上記先行気筒で圧縮自己着火による燃焼を行わせ、負荷の増大に伴い、内部ＥＧＲ割合を減少させるように構成されていることを特徴とするので、リーン燃焼やポンピングロス低減等による燃費改善効果を得るとともに、特に熱効率の高い圧縮自己着火による燃焼の頻度を高めることにより、更に大きな燃費改善効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による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】カム切換機構の部分斜視図である。
【図４】ロッカアームセットの断面図である。
【図５】ロッカアームセットの断面図である。
【図６】ロッカアームセットの断面図である。
【図７】制御系統のブロック図である。
【図８】運転領域を示す説明図である。
【図９】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１０】低負荷低回転時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１１】高負荷、高低回転側の運転領域にある時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】第１実施形態の特殊運転モードにおける吸排気弁の開閉時期を示す説明図であり、（ａ）は、そのうち比較的低負荷の場合、（ｂ）は、同じく中程度の負荷の場合を示す。
【図１３】第１実施形態の特殊運転モードにおける吸排気弁の開閉時期を示す説明図であり、比較的高負荷の場合を示す。
【図１４】通常運転モードにおける吸排気弁の開閉時期を示す説明図である。
【図１５】第２実施形態の特殊運転モードにおける吸排気弁の開閉時期を示す説明図であり、（ａ）は、そのうち比較的低負荷の場合、（ｂ）は、同じく比較的高負荷の場合を示す。
【図１６】第３実施形態の特殊運転モードにおける吸排気弁の開閉時期を示す説明図であり、（ａ）は、そのうち比較的低負荷の場合、（ｂ）は、同じく比較的高負荷の場合を示す。
【図１７】第３実施形態の特殊運転モードにおける吸排気弁の開閉時期を示す説明図であり、（ａ）は、そのうち比較的低負荷の場合、（ｂ）は、同じく中程度の負荷の場合を示す。
【符号の説明】
１ エンジン本体
２Ａ，２Ｄ １番，４番気筒（先行気筒）
２Ｂ，２Ｃ ２番，３番気筒（後続気筒）
９ 燃料噴射弁
１１ 吸気ポート
１１，１１ａ，１１ｂ 吸気ポート
１２，１２ａ，１２ｂ 排気ポート
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 吸気通路
２０，２０ａ 排気通路
２２ 気筒間ガス通路
３１ 先行気筒吸気弁
３１ａ 後続気筒吸気弁
３１ｂ 既燃ガス導入弁
３２ 後続気筒排気弁
３２ａ 先行気筒排気弁
３２ｂ 既燃ガス排出弁
３３ａ，３４ａ カム位相可変機構
４０ ＥＣＵ
４２ 弁停止機構制御手段
４４ 燃焼制御手段
４９ カム位相制御手段
５０ ターボ過給機
１５０ カム切換機構
１６０ ロッカアームセット
１９０ カム切換制御手段
Claims (9)
- 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いる多気筒の火花点火式エンジンにおいて、
少なくとも低負荷低回転域で、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側の気筒で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側の気筒で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排ガスが排気通路に導かれるような２気筒接続状態にガス流通経路を構成するとともに、
上記２気筒接続状態にあるときに、上記先行気筒では理論空燃比よりも所定量大きいリーン空燃比となるように燃料を噴射して燃焼を行わせ、上記後続気筒では、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ように各気筒の燃焼を制御する燃焼制御手段を備え、
上記燃焼制御手段は、上記２気筒接続状態となる運転領域の一部又は全部において、上記後続気筒で圧縮自己着火による燃焼を行わせるとともに、後続気筒で圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域のうち、比較的低負荷側の所定の領域では、上記先行気筒の内部ＥＧＲ量を増大させつつ、上記先行気筒で圧縮自己着火による燃焼を行わせ、負荷の増大に伴い、内部ＥＧＲ割合を減少させるように構成されている
ことを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。 - 上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部において、
上記先行気筒に設けられて排気行程で既燃ガスを上記気筒間ガス通路に排出する既燃ガス排出弁の閉弁時期を、上記先行気筒の排気行程上死点よりも早期に設定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。 - 上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部において、
上記燃焼制御手段は、上記先行気筒への燃料の噴射時期を、上記既燃ガス排出弁の閉弁時期よりも遅く、かつその排気行程上死点付近に設定することを特徴とする請求項２記載の火花点火式エンジンの制御装置。 - 上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部において、
上記燃焼制御手段は、上記後続気筒での実質的な空燃比が、リーン空燃比となるように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の火花点火式エンジンの制御装置。 - 上記排気通路に設けられる排ガス浄化のための触媒が、３元触媒のみ、または３元触媒と酸化触媒のみであ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。
- 上記後続気筒に設けられて上記２気筒接続状態にあるときの吸気行程で上記気筒間ガス通路から既燃ガスを導入する既燃ガス導入弁と、
上記後続気筒に設けられて上記２気筒接続状態にあるときの吸気行程で新気を導入する後続気筒吸気弁とを備え、
上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部において、
上記既燃ガス導入弁の開弁時期が、その後続気筒の吸気行程上死点よりも遅れ側に設定され、
上記既燃ガス導入弁の開弁時期よりも早期に上記後続気筒吸気弁が開弁されるようになっている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の火花点火式エンジンの制御装置。 - 上記先行気筒がロングストローク型であり、かつ上記２気筒接続状態にあるときの吸気行程で新気を導入する先行気筒吸気弁を備え、
上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部において、
上記既燃ガス排出弁および上記既燃ガス導入弁の閉弁時期が、上記先行気筒の排気行程上死点よりも遅れ側に設定され、
上記先行気筒吸気弁の開時期が、その先行気筒の吸気行程上死点より早期に設定されている
ことを特徴とする請求項６記載の火花点火式エンジンの制御装置。 - 上記先行気筒に対して吸気を過給する過給機を備え、
少なくとも上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域の一部または全部において、
上記過給機による過給を行う
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の火花点火式エンジンの制御装置。 - 上記後続気筒で圧縮自己着火による燃焼を行う上記運転領域のうち、比較的高負荷側の所定の領域では、
上記燃焼制御手段は、上記先行気筒で強制点火による燃焼を行わせるとともに、上記先行気筒および上記後続気筒ともに圧縮自己着火による燃焼を行う運転領域にある場合よりも、上記先行気筒の実質的な空燃比が大きくなるように設定する
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の火花点火式エンジンの制御装置。
Priority Applications (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002287886A JP3885702B2 (ja) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | 火花点火式エンジンの制御装置 |
| PCT/JP2003/000962 WO2003064838A1 (en) | 2002-01-31 | 2003-01-31 | Spark ignition engine control device |
| US10/472,563 US7219634B2 (en) | 2002-01-31 | 2003-01-31 | Spark ignition engine control device |
| CNB038024594A CN100363609C (zh) | 2002-01-31 | 2003-01-31 | 火花点火发动机的控制装置 |
| KR10-2003-7014141A KR20040074591A (ko) | 2002-01-31 | 2003-01-31 | 다기통 불꽃 점화 엔진용 제어 장치 |
| DE60300437T DE60300437T2 (de) | 2002-01-31 | 2003-01-31 | Einrichtung zur regelung einer funkgezündeten brennkraftmaschine |
| PCT/JP2003/000961 WO2003064837A1 (en) | 2002-01-31 | 2003-01-31 | Control device for spark-ignition engine |
| CNB03802487XA CN100368671C (zh) | 2002-01-31 | 2003-01-31 | 火花点火发动机的控制装置 |
| DE60309098T DE60309098T8 (de) | 2002-01-31 | 2003-01-31 | Einrichtung zur regelung einer funkgezündeten brennkraftmaschine |
| KR10-2003-7014146A KR20040074592A (ko) | 2002-01-31 | 2003-01-31 | 다기통 불꽃 점화 엔진용 제어 장치 |
| EP03703108A EP1366279B1 (en) | 2002-01-31 | 2003-01-31 | Control device for spark-ignition engine |
| EP03703109A EP1362176B1 (en) | 2002-01-31 | 2003-01-31 | Spark ignition engine control device |
| US10/472,523 US7182050B2 (en) | 2002-01-31 | 2003-01-31 | Control device for spark-ignition engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002287886A JP3885702B2 (ja) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | 火花点火式エンジンの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004124760A true JP2004124760A (ja) | 2004-04-22 |
| JP3885702B2 JP3885702B2 (ja) | 2007-02-28 |
Family
ID=32280539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002287886A Expired - Fee Related JP3885702B2 (ja) | 2002-01-31 | 2002-09-30 | 火花点火式エンジンの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3885702B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008121675A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Robert Bosch Gmbh | 内燃機関の運転方法、制御装置およびコンピュータ・プログラム |
| CN114622989A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-06-14 | 中国第一汽车股份有限公司 | 发动机及具有其的车辆和发动机的控制方法 |
-
2002
- 2002-09-30 JP JP2002287886A patent/JP3885702B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008121675A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Robert Bosch Gmbh | 内燃機関の運転方法、制御装置およびコンピュータ・プログラム |
| CN114622989A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-06-14 | 中国第一汽车股份有限公司 | 发动机及具有其的车辆和发动机的控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3885702B2 (ja) | 2007-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3894089B2 (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| US7219634B2 (en) | Spark ignition engine control device | |
| JP4172340B2 (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| JP2001152919A (ja) | 圧縮自己着火式ガソリン機関 | |
| JP4259255B2 (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| KR20040074595A (ko) | 다기통 과급 엔진용 제어 장치 및 4 사이클 다기통 과급불꽃점화식 엔진용 제어 장치 | |
| US20180283296A1 (en) | Control device of compression self-ignition engine | |
| JP3925379B2 (ja) | 過給機付火花点火式エンジンの制御装置 | |
| JP3885702B2 (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| JP4274060B2 (ja) | ディーゼルエンジン | |
| JP2004176637A (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| JP3922153B2 (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| JP3711941B2 (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| JP3885697B2 (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| JP4123102B2 (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| JP4285091B2 (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| JP4107180B2 (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| JP3972744B2 (ja) | 火花点火式４サイクルエンジンの制御装置 | |
| JP4123122B2 (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| JP3900072B2 (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| JP3815402B2 (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| JP3951855B2 (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| JP3894083B2 (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| JP2004124761A (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 | |
| JP2005016360A (ja) | 火花点火式エンジンの制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050307 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060627 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060828 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061031 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061113 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |