JP2006009656A - ディーゼルエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンの低負荷側運転領域における燃費を良好なまま維持しつつ、ＮＯｘを低減することによりエミッション性を向上させることができる。
【解決手段】 エンジンの部分負荷領域で、排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間において排気行程にある先行気筒２Ａ，２Ｄから排出される既燃ガスが吸気行程にある後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入され、この後続気筒２Ｂ，２Ｃから排出されるガスが排気通路に導かれるような２気筒接続状態とされる。先行気筒２Ａ，２Ｄでは、燃焼を行わせ、その既燃ガスに新たに燃料を供給して後続気筒２Ｂ，２Ｃの燃焼を行わせる特殊運転モードの制御を実行する。特殊運転モードにおいては燃料噴射制御手段によって後続気筒分の燃料噴射を制御し、この燃料噴射制御手段は、特殊運転モードとされる運転領域のうち少なくとも低負荷側の運転領域で、先行気筒２Ａ，２Ｄで後続気筒分の燃料を噴射するように制御するとともにその噴射開始時期を先行気筒２Ａ，２Ｄの膨張行程後半における所定時期に設定する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、ディーゼルエンジンに関し、より詳しくは、多気筒ディーゼルエンジンにおいて燃費改善およびエミッション向上のために各気筒の燃焼状態を制御するディーゼルエンジンに関するものである。

従来から、ディーゼルエンジンにおいて、燃費を改善しつつエミッション性を向上させるために、燃料の主噴射の前に予備噴射を行って当該予備噴射燃料を燃焼室内に均一に拡散させ、主噴射燃料を核としてこの均一に拡散された予備噴射燃料を一気に燃焼させる技術、いわゆる予混合燃焼に関する技術は一般的に知られている。例えば、特許文献１に示されるように、吸気行程初期に燃料を噴射する予備噴射を実行し、圧縮行程終期および膨張行程初期における所定時期に２回にわたって予備噴射燃料による希薄混合気中に主噴射を実行して燃焼を一気に行わせるディーゼルエンジンが知られている。

また、この特許文献１に記載のディーゼルエンジンでは、吸気温度を上昇させるべく外部ＥＧＲ通路（排気ガス還流通路）を設け、エンジンの運転状態に応じて外部ＥＧＲ量を変化させることにより安定燃焼させてエミッション性を向上させたり、シリンダライナの壁面への燃料の付着を防止すべく燃料噴射ノズルを調整して、ＨＣの排出を抑制する等、燃費を改善しつつエミッション性を向上するための種々の工夫が提案されている。
特開２００２−３２２９２２号公報

ここで、出力を確保しつつエミッション性を向上させるため、特に窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成を抑制するためには、噴射燃料を同時多点着火により一気に燃焼させることが好ましい。従って、圧縮行程の後半に燃料を噴射させて噴射燃料を順次燃焼させるいわゆる拡散燃焼よりも特許文献１に開示されるような上記予混合燃焼、より好ましくは特許文献１に示される予混合燃焼よりも一歩進んで当該予備噴射時期に相当する時期などに全燃料を噴射させて燃料を均一に分散させて燃焼させる燃焼形態を採用するのが好ましい。

ところが、ディーゼルエンジンにおいては軽油等の気化温度の高い燃料が一般的に使用されることから、特許文献１に示されるようなディーゼルエンジンでは、エンジンの運転状態によっては、特にエンジンの低負荷側運転領域においては筒内温度が低いため、燃料の予備噴射時期に全ての燃料を噴射すると全燃料が適正に気化せず、シリンダ壁面に付着して燃費が悪化したり、すすが生じたり等の不具合を生じる。この不具合は、上記特許文献１に示されるような外部ＥＧＲや燃料噴射ノズルの改良によっても十分に改善することができない。

本発明は、このような技術に基づき、特にエンジンの低負荷側運転領域における燃費を良好なまま維持しつつ、ＮＯｘを低減することによりエミッション性を向上させることができるディーゼルエンジンを提供するものである。

ここで、本願出願人は、鋭意研究の結果、先に出願した火花点火式エンジンの制御装置に関する技術（特開２００３−２２７３７７号）、すなわちエンジンの部分負荷域で、排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間において排気行程にある先行気筒から排出される既燃ガスがそのまま吸気行程にある後続気筒に気筒間ガス通路を介して導入される２気筒接続状態とするとともに、先行気筒では空燃比を理論空燃比よりも大きいリーン空燃比にして、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して圧縮自己着火により燃焼を行わせるようにした火花点火式エンジンの制御装置に関する技術を応用することを知見するに至り、そして、気化温度の高いディーゼルエンジンの燃料の気化を促すべくさらに改良を加え、燃料を均質に分布させて一気に燃焼させることにより燃費を悪化させることなく、エミッション性を向上させるようにしたものである。

すなわち、本願請求項１に係る発明は、各気筒の燃焼サイクルが所定の位相差をもって行われるようになっている多気筒のディーゼルエンジンにおいて、エンジンの部分負荷領域で、排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間において排気行程にある先行気筒から排出される既燃ガスがそのまま吸気行程にある後続気筒に導入され、この後続気筒から排出されるガスが排気通路に導かれるような２気筒接続状態としつつ、先行気筒で燃焼を行わせ、この先行気筒における既燃ガスに新たに燃料を供給して後続気筒の燃焼を行わせる特殊運転モードの制御を実行する運転モード制御手段と、この特殊運転モードにおける後続気筒分の燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段とを備え、この燃料噴射制御手段は、上記特殊運転モードとされる運転領域のうち少なくとも低負荷側の運転領域では、先行気筒で後続気筒分の燃料を噴射するように制御するとともにその噴射開始時期を上記先行気筒の膨張行程後半における所定時期に設定することを特徴とするものである。

この発明によれば、先行気筒での燃焼終了後における膨張行程後半でこの既燃ガスに対して後続気筒分の燃料の噴射が開始されるので、気化温度の高い燃料でも燃焼終了直後の高温の既燃ガスにより供給燃料の気化が促進される。また、膨張行程後半時に噴射された燃料が例えシリンダの壁面に付着したとしても、膨張行程から排気行程へ移行されるまでに充分に気化時間があり、またこの行程の移行に伴って壁面の燃料がピストンによって掻き落とされ、出力に寄与しない無駄な燃料消費を抑制して燃費の悪化を回避することができるとともにすすの発生を可及的に抑制することができる。そして、この混合気が先行気筒から後続気筒に気筒間ガス通路を介して導入され、後続気筒での吸気行程を経る間に燃料が充分に気化して空気とミキシングされ、また後続気筒の燃焼室内に均一に拡散されるので、同時多点圧縮自己着火によって燃焼室全体にわたり一気に燃焼させることができ、これにより酸素と窒素との反応を可及的に回避して窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制することができる。また、後続気筒では先行気筒からの既燃ガスが導入されることにより多量の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の発生を十分に抑制して排気ガスの浄化に寄与することになる。

上記先行気筒から排出される既燃ガスは先行気筒の排気通路を利用してこの排気通路と後続気筒の吸気通路とを接続し、当該先行気筒の排気通路に経路切換手段を設け、この経路切換手段を切り換えることにより、上記既燃ガスが排気通路を通じて排気される経路とこの排気通路を通じて後続気筒の吸気通路に接続される経路とを切換可能に構成されるものであってもよいが、この先行気筒の既燃ガスが気筒間ガス通路を介して上記後続気筒に導入されるものが好ましい（請求項２）。

このように構成すれば、気筒のポート同士を直接結ぶ気筒間ガス通路という専用の通路を設けることにより気筒間ガス通路を短く設定することができ、従って既燃ガスの温度低下を可及的に抑制しつつこの既燃ガスを後続気筒に導入させることができ、供給燃料を適正に気化させることができる。

上記特殊運転モードとされる運転領域のうち高負荷側の運転領域における燃料噴射時期は膨張行程の後半であっても良いが、特に限定するものではなく、例えば上記燃料噴射制御手段は、エンジンの負荷が増大して上記特殊運転モードとされる運転領域のうち低負荷側の運転領域から高負荷側の運転領域に移行するに従って、先行気筒での後続気筒分の燃料の噴射開始時期を排気行程前半までの所定時期に遅らせるものとしてもよい（請求項３）。

すなわち、エンジンの負荷が増大して特殊運転モードとされる運転領域のうち低負荷側の運転領域から高負荷側の運転領域に移行すると、燃料の噴射量が増加して気筒内温度が上昇する。先行気筒の筒内温度が上昇すると先行気筒で噴射された後続気筒分の燃料が先行気筒で一部熱エネルギーに変換され、後続気筒の仕事に寄与せず燃費が悪化する虞がある。従って、上記のように構成すれば、気化温度の高い燃料の気化を促進させつつ、該燃料の一部が気化後に先行気筒において熱エネルギーに変換される（燃焼される）のを効果的に抑制することができ、これにより燃費を良好に維持しつつエミッション性を向上させることができる。

この特殊運転モードとされる運転領域よりも高負荷側の運転領域において運転モード制御手段により制御される燃焼形態や燃料噴射形態等を特に限定するものではないが、上記運転モード制御手段は、上記特殊運転モードとされる運転領域よりも高負荷側の運転領域で、各気筒にそれぞれ新気を導入させて各気筒を独立状態で燃焼させる通常運転モードの制御を実行するように構成され、上記燃料噴射制御手段は、この通常運転モードにおいて各気筒に対して燃料を噴射するように制御するとともにその燃料噴射時期を各気筒の圧縮行程に設定するのが好ましい（請求項４）。

このように構成すれば、低負荷運転領域では燃費およびエミッションの改善が図られる一方、高負荷側運転領域では出力性能が確保される。

また、この発明において、上記運転モード制御手段は、上記特殊運転モードとされる運転領域のうちの高負荷側の運転領域で、後続気筒内に新気を導入する新気導入用吸気弁を開弁することにより、上記先行気筒から導出された既燃ガスに加えて新気を後続気筒内に導入させるように制御するのが好ましい（請求項５）。

すなわち、特殊運転モードでは先行気筒における高温の既燃ガスを後続気筒に導入するので、特殊運転モードとされる運転領域のうち高負荷側の運転領域では後続気筒で過早着火の発生が懸念される。従って、上記のように構成すれば、後続気筒内に新気を導入する新気導入用吸気弁をさらに設けて、この吸気弁を開弁することにより既燃ガスに加えて新気を後続気筒内に導入させて、既燃ガス温度の上昇を抑制することにより過早着火を効果的に防止することができる。

さらに、上記燃料噴射制御手段は、上記特殊運転モードとされる運転領域のうち高負荷側の運転領域において後続気筒分の燃料を一括して噴射するものであってもよいが、例えば、後続気筒分の燃料の噴射を先行気筒での前期噴射と後続気筒での後期噴射とに分割して行うように設定するとともに、この分割噴射時における燃料の後期噴射時期を当該後続気筒の圧縮行程後半に設定するのが好ましい（請求項６）。

上記したように、特殊運転モードとされる運転領域のうち高負荷側の運転領域では後続気筒で過早着火の発生が懸念されるが、上記のように構成すれば、燃料噴射制御手段により後続気筒分の燃料を分割して噴射するように設定され、この分割噴射時における後期噴射時期を後続気筒における圧縮行程の後半に噴射するように制御するので、エンジンの出力を確保しつつ、後期噴射分の燃料の気化潜熱を利用して後続気筒での温度および圧力を低下させ、かつ、後期噴射分の燃料の活性化を抑制して、過早着火の発生を効果的に防止することができる。

また、この発明において、上記先行気筒に吸気を過給する過給機をさらに備えるのが好ましい（請求項７）。

このように構成すれば、先行気筒にも充分に空気を吸気させることができ、先行気筒での窒素酸化物の発生を効果的に抑制することができる。ここで、特殊運転モードとされる運転領域のうち低負荷側の運転領域では、特に過給機を設けている場合には、過剰空気によって既燃ガスの温度が高負荷側の温度よりも低くなるため供給燃料の気化が問題となるが、本発明では上記したように後続気筒分の燃料を先行気筒の膨張行程の後半、言い換えると先行気筒の燃焼終了直後に噴射しているので、気化効率がよく、供給燃料が充分にミキシングして後続気筒で一気に燃焼させることができ、窒化酸化物の発生を抑制してエミッション性を向上させることができる。

本発明のディーゼルエンジンによれば、特殊運転モードとされる運転領域のうち少なくとも低負荷側の運転領域において、気化温度がガソリンよりも比較的高い燃料についても効果的に気化させることができ、この気化した燃料を空気と充分にミキシングさせつつ後続気筒の燃焼室内に均質拡散させ、後続気筒で一気に燃焼させることができるという利点がある。従って、窒素と酸素の反応を可及的に抑制して窒素酸化物の生成を可及的に抑制することができ、エミッション性を向上させることができる。しかも、例え後続気筒分の燃料の噴射によって先行気筒のシリンダの壁面に燃料が付着したとしても、膨張行程から排気行程への移行期間に充分に気化させることができ、また壁面に付着した燃料をピストンによって掻き上げて効率的に燃料を気化させることができ、これにより燃費を良好なまま維持しつつ、すすの発生を効果的に抑制することができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態によるディーゼルエンジンの概略構成を示し、図２はディーゼルエンジン本体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。

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手段としての燃料噴射弁９が設けられている。この燃料噴射弁９は、図略のニードル弁及びソレノイドを内蔵し、後述のパルス信号が入力されることにより、そのパルス入力時期にパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を噴射するように構成されている。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。

また、各気筒２Ａ〜２Ｄの燃焼室４に対して吸気ポート１１、１１ａ，１１ｂ及び排気ポート１２、１２ａ，１２ｂが開口し、これらのポートに吸気通路１５、排気通路２０等が接続されるとともに、各ポートが吸気弁３１、３１ａ，３１ｂ及び排気弁３２、３２ａ，３２ｂにより開閉されるようになっている。

そして、各気筒２Ａ〜２Ｄ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燃焼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５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燃焼サイクルが行われるようになっている。なお、図５において、ＥＸは排気行程、ＩＮは吸気行程、Ｆは燃料噴射を表し、図中の星マークは圧縮着火が行われることを表している。また、同図の燃料噴射Ｆについては、先行気筒分の燃料はＦ１、後続気筒用の燃料はＦ２で示している。

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。当実施形態では、図５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。

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。

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。

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４の一方側半部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４の他方側半部に並列的に設けられている。

１番，４番気筒２Ａ，２Ｄにおける吸気ポート１１および２番，３番気筒２Ｂ，２Ｃにおける第１吸気ポート１１ａには、吸気通路１５における気筒別の分岐吸気通路１６の下流端が接続されている。

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との間には、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。

上記気筒間ガス通路２２には、後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入される既燃ガス温度を検出するための既燃ガス温度センサ２５が設けられ、このセンサ２５の検出結果が後述するＥＣＵ４０に送信されるようになっている。

排気通路２０における分岐排気通路２１は下流で集合し、さらにその下流の排気通路２０には酸化触媒２４が設けられている。この酸化触媒２４は、一般的に知られているように、各気筒２Ａ〜２Ｄから排気された排気ガス中に炭化水素や一酸化炭素を触媒活性化温度のもと酸化するための触媒である。

この分岐排気通路２１の集合部と酸化触媒２４との間には、過給機２７のタービン２８が配設されている。この過給機２７は、先行気筒２Ａ，２Ｄに対して吸気を補助するものであり、本実施形態ではターボ過給機が設けられている。また、過給機２７は、本実施形態では、後述する特殊運転モードでも通常運転モードでも、先行気筒２Ａ，２Ｄの吸気を補助するように駆動されるが、場合によっては運転状態に応じて過給を制限するものであっても良い。

具体的には、この過給機２７は、分岐排気通路２１を介して各排気ポート１２，１２ａ，１２ｂに連通する排気通路２０に設けられたタービン２８と各吸気ポート１１，１１ａ，１１ｂに連通する吸気通路１５に設けられ上記タービン２８に連動するコンプレッサ２９とを有し、排気通路２０を流通する排気ガスのエネルギーでタービン２８が回転し、このタービン２８の回転に連動してコンプレッサ２９も回転し、このコンプレッサ２９の回転により吸気を過給するものとなされている。なお、過給機としては、上記ターボ過給機２７に限定されるものではなく、機械式過給機等であっても良いが、ターボ過給機２７を設けることにより、排圧が高くなるため、先行気筒２Ａ，２Ｄに既燃ガスを残存させやすくなり、この残存既燃ガスによって先行気筒２Ａ，２Ｄでの既燃ガス温度が一層高温となり、ガソリンよりも気化温度の高い燃料（例えば軽油）の気化が促進される点で有利である。なお、過給機２７によって過給される吸気温度を下げるためのインタークラー２６がコンプレッサ２９の下流側の吸気通路１５に設けられている。

各気筒の吸・排気ポートを開閉する吸・排気弁とこれらに対する動弁機構は、次のようになっている。すなわち、１番，４番気筒２Ａ，２Ｄにおける吸気ポート１１、第１排気ポート１２ａ及び第２排気ポート１２ｂにはそれぞれ吸気弁３１、第１排気弁３２ａ及び第２排気弁３２ｂが設けられ、また、２番，３番気筒２Ｂ，２Ｃにおける第１吸気ポート１１ａ、第２吸気ポート１１ｂ及び排気ポート１２にはそれぞれ第１吸気弁３１ａ、第２吸気弁３１ｂ及び排気弁３２が設けられている。そして、各気筒の吸気行程や排気行程が上述のような所定の位相差をもって行われるように、これら吸・排気弁がそれぞれカムシャフト３３，３４等からなる動弁機構により所定のタイミングで開閉するように駆動される。

さらに、これらの吸・排気弁のうちで第１排気弁３２ａ、第２排気弁３２ｂに対しては、各弁を作動状態と停止状態とに切り換える弁停止機構３５ａが設けられている。この弁停止機構３５ａは、従来から知られているため、詳しい図示は省略するが、例えば、カムシャフト３３，３４のカムと弁軸との間に介装されたタペットに作動油の給排が可能な油圧室が設けられ、この油圧室に作動油が供給されている状態ではカムの作動が弁に伝えられて弁が開閉作動され、油圧室から作動油が排出されたときにはカムの作動が弁に伝えられなくなることで弁が停止されるようになっている。

一方、、吸・排気弁のうちで第１吸気弁３１ａ及び第２吸気弁３１ｂに対しては、作動状態と停止状態とに切り換えるだけでなく、作動状態においても複数段階（当実施形態では２段階）にわたってバルブタイミングを切り換えるバルブタイミング切換機構３５ｂ，３５ｃが設けられている。すなわち、バルブタイミング切換機構３５ｂ，３５ｃは、各後続気筒２Ｂ，２Ｃの吸・排気行程に開弁する通常の開弁動作に加えて、後述する特殊運転モードとされる運転領域Ａのうち高負荷側の運転領域Ａ２では、後続気筒２Ｂ，２Ｃの吸気行程初期において第１吸気弁３１ａが開弁されるように構成されるとともに、第２吸気弁３１ｂの開弁時期を遅らせ、かつ開弁期間が短くなるように構成されている（図６の点線または図１２の弁動作参照）。従って、これらの各吸気弁３１ａ，３１ｂについての上記カムは、弁停止用のカムと、高負荷側の運転領域Ａ２用のカムと、通常の弁作動用のカムの３種類設けられている。なお、これらのカム切換機構は従来からよく知られているので、ここでは図示を省略している。

上記第１排気弁３２ａの弁停止機構３５ａと第１吸気弁３１ａの弁停止機構３５ｂとに対する作動油給排用の通路３６には第１コントロール弁３７が、また第２排気弁３２ｂの弁停止機構３５ａと第２吸気弁３１ｂのバルブタイミング切換機構３５ｃとに対する作動油給排用の通路３８には第２コントロール弁３９がそれぞれ設けられている（図３参照）。特に、第１吸気弁３１ａおよび第２吸気弁３１ｂのバルブタイミング切換機構３５ｂ、３５ｃには作動油給排用の通路３６，３８にも接続されている。

図３はエンジンの駆動、制御系統の構成を示している。この図において、マイクロコンピュータ等からなるエンジン制御用のＥＣＵ（コントロールユニット）４０には、既燃ガス温度センサ２５からの信号が入力されるとともに、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ５１からの信号が入力され、さらに運転状態を判別するためにエンジン回転数を検出する回転数センサ５２及びアクセル開度（アクセルペダル踏込み量）を検出するアクセル開度センサ５３等からの信号も入力されている。また、このＥＣＵ４０から、各燃料噴射弁９と、上記第１，第２のコントロール弁３７，３９とに対して制御信号が出力されている。

上記ＥＣＵ４０は、その機能構成として運転状態判別手段４１、モード設定手段４２、弁開閉制御手段４３および燃料噴射制御手段４４等を備えている。

運転状態判別手段４１は、図４に示すようにエンジンの運転領域が低速低負荷側の領域Ａと高速側ないし高負荷側の領域Ｂとに分けられた制御用マップを有し、上記回転数センサ５２及びアクセル開度センサ５３等からの信号より調べられるエンジンの運転状態（エンジン回転数及びエンジン負荷）が上記領域Ａ，Ｂのいずれにあるかを判別する。また、運転状態判別手段４１は、運転状態が特殊運転モード領域Ａにある場合に、この領域Ａのうちの低負荷側運転領域Ａ１と高負荷側運転領域Ａ２のいずれにあるかを判別するようになっている。

モード設定手段４２は、運転状態判別手段４１の判別に基づき、低負荷低回転側の運転領域Ａでは、排気行程にある先行気筒２Ａ，２Ｄから排出される既燃ガスをそのまま吸気行程にある後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入して燃焼させる特殊運転モードを選択し、高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂでは、各気筒をそれぞれ独立させ燃焼させる通常運転モードを選択するようになっている。

弁開閉制御手段４３は、モード設定手段４２によるモードの設定に応じ、特殊運転モードでは気筒間ガス通路２２を介して先行気筒（１番、４番気筒）２Ａ，２Ｄの既燃ガスを後続気筒（２番、３番気筒）２Ｂ，２Ｃに導入させる２気筒接続状態とし、通常運転モードでは各気筒にそれぞれ新気を導入させる各気筒独立状態とするように吸・排気流通状態を変更すべく弁停止機構３５ａやバルブタイミング切換機構３５ｂ，３５ｃを制御するもので、具体的には、運転状態が領域Ａ，Ｂのいずれかにあるかに応じ、上記コントロール弁３７，３９を制御することにより、原則として各弁停止機構３５ａ等を次のように制御する。

領域Ａ：（特殊運転モード）
第１排気弁３２ａ及び第１吸気弁３１ａを停止状態
第２排気弁３２ｂ及び第２吸気弁３１ｂを作動状態
領域Ｂ：（通常運転モード）
第１排気弁３２ａ及び第１吸気弁３１ａを作動状態
第２排気弁３２ｂ及び第２吸気弁３１ｂを停止状態
また、この弁開閉制御手段４３は、特殊運転モードが選択されている場合であって、上記運転状態判別手段４１の判別に基づきエンジンの運転状態が高負荷側の運転領域Ａ２にある場合に、後続気筒２Ｂ，２Ｃ内に新気を導入する新気導入用吸気弁（第１吸気弁３１ａ）を一時的に開弁するようにバルブタイミング切換機構３５ｂを制御する。具体的には、弁開閉制御手段４３は、運転領域Ａ２にある場合に、停止状態にある第１吸気弁３１ａを後続気筒２Ｂ，２Ｃの吸気上死点付近から吸気行程の途中に至る所定期間開弁させるべくバルブタイミング切換機構３５ｂを制御して当該切換機構３５ｂのカムを切り換えるとともに、作動状態にある第２吸気弁３１ｂの開弁時期を遅らせるべくバルブタイミング切換機構３５ｃを制御して当該切換機構３５ｃのカムを切り換えるように構成されている。

燃料噴射制御手段４４は、各気筒２Ａ〜２Ｄに設けられた燃料噴射弁９からの燃料噴射量及び噴射タイミングをエンジンの運転状態に応じて制御するものであり、運転状態判別手段４１からの判別結果に基づいて燃料の制御が変更される。

すなわち、特殊運転モードが設定された場合には、先行気筒２Ａ，２Ｄに対しては、アクセル開度センサ５３からの入力に基づいて燃料噴射量を制御するとともに、圧縮行程で燃料を噴射して拡散燃焼を行わせるように噴射時期を設定している。一方、後続気筒２Ｂ，２Ｃに対しては、アクセル開度センサ５３からの入力に基づいて燃料噴射量を制御するとともに、この燃料を当該先行気筒２Ａ，２Ｄで供給するように、すなわち、後続気筒分の燃料を先行気筒２Ａ，２Ｄの燃料噴射弁９によって直接燃焼室４内に噴射するように燃料噴射時期を設定するとともに燃料噴射弁９を選択し、当該後続気筒２Ｂ，２Ｃでは均質圧縮着火を行わせる。

ここで、後続気筒分の具体的燃料噴射時期は、運転状態判別手段４１による判別に基づいて、特殊運転モードとされる運転領域Ａのうち低負荷側の運転領域Ａ１にあるか、高負荷側の運転領域Ａ２にあるかで異なる。すなわち、燃料噴射制御手段４４は、低負荷側の運転領域Ａ１にある場合には、図６に示すように、先行気筒２Ａ，２Ｄの膨張行程後半から後続気筒分の燃料の噴射が開始され（開始時点ＴＦＳ）、該膨張行程後半で全噴射量が噴射されるように（終了時点ＴＦＥ）設定する一方、高負荷側の運転領域Ａ２にある場合には、図示していないが、低負荷側の運転領域Ａ１にある場合に比べて燃料の噴射時期を遅らせて、後続気筒分の燃料を先行気筒２Ａ，２Ｄの排気行程前半で噴射するように設定する。そして、先行気筒２Ａ，２Ｄで噴射された後続気筒分の燃料は既燃ガスとともに気筒間ガス通路２２を通って後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入される。

また、通常運転モードが選択された場合には、燃料噴射制御手段４４は、アクセル開度センサ５３からの入力に基づいて燃料噴射量を制御し、各気筒２Ａ〜２Ｄに設けられた燃料噴射弁９により圧縮行程後半で各気筒２Ａ〜２Ｄの燃料を噴射するように設定することにより、各気筒２Ａ〜２Ｄで拡散燃焼を行わせるようにしている。

次に、以上のような実施形態の装置の作用を、図５〜図８を参照しつつ説明する。

低負荷低回転側の運転領域Ａでは、特殊運転モードとされ前述のように第１排気弁３２ａ及び第１吸気弁３１ａが停止状態、第２排気弁３２ｂ及び第２吸気弁３１ｂが作動状態とされることにより、実質的な新気及びガスの流通経路は図７に示すように、先行気筒２Ａ，２Ｄから排出される既燃ガスがそのまま気筒間ガス通路２２を介して後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入されるとともに、この後続気筒２Ｂ，２Ｃから排出される既燃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。

この状態において、過給機２７によって吸気を過給されながら先行気筒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７中の矢印ａ）、アクセル開度センサ５３からの検出に基づき燃料噴射量が制御されつつ圧縮行程の後半で燃料が噴射され（図５および図６中のＦ１）、これにより先行気筒２Ａ，２Ｄにおいて拡散燃焼が行われる（図５参照）。

この拡散燃焼が終了すると、すなわちエンジンの運転状態が運転領域Ａ１にある場合には先行気筒２Ａ，２Ｄの膨張行程後半に、一方運転領域Ａ２にある場合には先行気筒２Ａ，２Ｄの排気行程前半に、後続気筒用の燃料が先行気筒２Ａ，２Ｄの燃焼室４内に直接噴射される（図５および図６中のＦ２）。

そして、この先行気筒２Ａ，２Ｄの排気行程と後続気筒２Ｂ，２Ｃの吸気行程が重なる期間に、この燃料を含んだ既燃ガスが先行気筒２Ａ，２Ｄから排出されつつ気筒間ガス通路２２を通って後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入される（図５、図６中の白抜き矢印及び図７中の矢印ｂ）。そして、後続気筒２Ｂ，２Ｃにおいて、圧縮行程の上死点付近で燃焼室４内の圧力、温度の上昇により圧縮自己着火が行われる。

この場合、先行気筒２Ａ，２Ｄで燃焼された直後の高温の既燃ガスに軽油等の気化温度が比較的高い燃料が噴射され、しかもこの噴射後、後続気筒２Ｂ，２Ｃで燃焼が行われるまでの間に充分な気化時間があることから、先行気筒２Ａ，２Ｄで噴射された後続気筒分の燃料は適正に気化し、後続気筒２Ｂ，２Ｃでの燃焼は燃焼室４の略全体に燃料が拡散された均質混合気中で行われることになり同時多点着火により燃焼室４全体に一気に拡がる。

そして、後続気筒２Ｂ，２Ｃでの燃焼後の既燃ガスは、排気通路２０に排出されることとなる（図７中の矢印ｃ）。

このように、先行気筒２Ａ，２Ｄでは通常のディーゼルエンジンと同様の燃焼が行われるものの、この先行気筒２Ａ，２Ｄでの燃焼終了後にこの既燃ガスに対して後続気筒分の燃料の噴射が開始されるので、軽油等気化温度の高い燃料でも燃焼終了直後の高温の既燃ガスにより供給燃料の気化が促進される。特に、低負荷側の運転領域Ａ１では、筒内温度が低いことも多く、通常のディーゼルエンジンによれば均質燃焼させるべく予め燃料を噴射しても高圧で噴射された燃料はその多くがシリンダ壁面に付着して燃焼エネルギーに寄与しないばかりか、燃えかすがすすとなって排出されるのに対し、当実施形態のディーゼルエンジンによれば、燃焼終了直後の膨張行程の後半で極めて高温の既燃ガス中に燃料が噴射されることからその気化が促進されるとともに、例え壁面に付着したとしても先行気筒２Ａ，２Ｄのピストン３が膨張行程から排気行程に移行されるに伴い、付着した燃料が掻き上げられ、かつ充分な気化時間もあり、これによりその燃料の気化も促進される。従って、出力に寄与しない無駄な燃料消費を抑制して燃費の悪化を回避することができるとともにすすの発生を可及的に抑制することができる。

そして、この混合気が先行気筒２Ａ，２Ｄから後続気筒２Ｂ，２Ｃに気筒間ガス通路２２を介して導入され、後続気筒２Ｂ，２Ｃでの吸気行程を経る間に燃料が充分に気化して既燃ガス等とミキシングされ、その燃焼室４内に均一に拡散されるので、多点圧縮自己着火によって燃焼室４全体にわたり一気に燃焼させることができ、これにより酸素と窒素との反応を可及的に回避して窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制することができる。また、後続気筒では先行気筒からの既燃ガスが導入されることにより多量のＥＧＲ（排気再循環）が行われているのと同等の状態となり、これによってもＮＯｘの発生を十分に抑制して排気ガスの浄化に寄与することになる。

しかも、気筒間ガス通路２２が隣接する気筒間に各ポートを直接連結するように配置されるので、気筒間ガス通路２２も短く形成することができ、これにより先行気筒２Ａ，２Ｄから排出される既燃ガスの温度低下を可及的に抑制して、気化した供給燃料の再液化を効果的に防止することができ、ＮＯｘおよびすすの発生を効果的に抑制することができる。

また、燃料噴射制御手段４４は、気筒内温度の低いことが多い低負荷側運転領域Ａ１では、先行気筒２Ａ，２Ｄの燃焼終了後の膨張行程後半に燃料の噴射を開始してその気化を促進させるとともに、エンジンの負荷が増大して高負荷側の運転領域Ａ２に移行した場合には、極めて高温の既燃ガス中に燃料を噴射してこの燃料の一部が先行気筒２Ａ，２Ｄで熱エネルギーに変換され、燃費が悪化することを回避すべく、その噴射タイミングを先行気筒２Ａ，２Ｄの排気行程前半に変更する。

特に、当実施形態では、先行気筒２Ａ，２Ｄに吸気を過給する過給機２７が設けられているので、既燃ガス温度の低下が懸念されるが、上記したように、先行気筒２Ａ，２Ｄの燃焼終了直後に燃料が噴射されるので、後続気筒分の燃料が気化せず燃費が悪化するという事態を効果的に防止することができる。また、過給機２７により先行気筒２Ａ，２Ｄに充分に空気を吸気させてリーン度合を高めることにより、先行気筒２Ａ，２Ｄの窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制することができ、エミッション性を向上させることもできる。

一方、高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂでは、通常運転モードとされ前述のように第１排気弁３２ａ及び第１吸気弁３１ａが作動状態、第２排気弁３２ｂ及び第２吸気弁３１ｂが停止状態とされることにより、実質的な新気及びガスの流通経路は図８に示すようになり、実質的に各気筒２Ａ〜２Ｄの吸気ポート１１，１１ａ及び排気ポート１２ａ，１２が独立し、吸気通路１５から各気筒２Ａ〜２Ｄの吸気ポート１１，１１ａに新気が導入されるとともに各気筒２Ａ〜２Ｄの排気ポート１２，１２ａから排気通路２０に既燃ガスが排出される。

（第２実施形態）
図９は本発明の第２実施形態によるディーゼルエンジンの概略構成を示している。この第２実施形態は、先行気筒２Ａ，２Ｄの既燃ガスを後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入するための通路の具体的構成において異なり、これに伴ってＥＣＵ４０の機能も若干異なっている。以下、この異なっている点を重点的に説明し、その他の点は図面に同一符号を付してその説明を省略する。

すなわち、上記第１実施形態では、先行気筒２Ａ，２Ｄと後続気筒２Ｂ，２Ｃとを各々専用の気筒間ガス通路２２で接続し、先行気筒２Ａ，２Ｄの既燃ガスをこの気筒間ガス通路２２を通して後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入するものとなされていたが、当第２実施形態では、上記先行気筒２Ａ，２Ｄの各分岐排気通路２１０が合流した合流排気通路２１０ａで後続気筒２Ｂ，２Ｃの分岐吸気通路１６１に接続通路２２０を介して接続されるとともに、この第１および第４気筒２Ａ，２Ｄから排出された既燃ガスの経路を特殊運転モード時に接続通路２２０側に切り換え、かつ、通常モード時に排気通路２０に切り換える経路切換手段（当実施形態では切替弁）１９ａ，１９ｂ，１９ｃとが設けられている。

具体的には、吸気通路１５は、各気筒２Ａ〜２Ｄの吸気ポート１１に至るまでの所定部分で３方向に分岐し、中央の連通路１６０ａを挟んだ両側の通路が先行気筒用分岐吸気通路１６０として構成され、この先行気筒用分岐吸気通路１６０の下流端に先行気筒２Ａ，２Ｄの吸気ポート１１が接続されている。一方、上記中央の連通路１６０ａは、その下流側でさらに３方向に分岐し、中央の通路が接続通路２２０として構成されているとともに、この接続通路２２０を挟んだ両側が後続気筒用分岐吸気通路１６１として構成され、この後続気筒用分岐吸気通路１６１の下流端に後続気筒２Ｂ，２Ｃの吸気ポート１１が接続されている。

一方、上流端が先行気筒２Ａ，２Ｄの排気ポート１２に接続された後続気筒用分岐排気通路２１０はその下流側で合流して先行気筒用合流排気通路２１０ａが構成され、この合流部分には上記接続通路２２０が接続されている。そして、この合流排気通路２１０ａの下流側には、上流端が後続気筒２Ｂ，２Ｃの排気ポート１２に接続された後続気筒用分岐排気通路２１１が両側から合流して排気通路２０に連通するものとなされている。

そして、吸気通路１５から分岐した中央連通路１６０ａと、接続通路２２０と、先行気筒用合流排気通路２１０ａには、それぞれ各通路を開閉することによりガス経路を切り換える第１ないし第３切替弁１９ａ，１９ｂ，１９ｃが設けられている。この切替弁１９ａ，１９ｂ，１９ｃのアクチュエータ（図示せず）はＥＣＵ４０に接続され、ＥＣＵ４０の弁開閉制御手段４３によって開閉制御が実行されるようになっている（図３参照）。なお、図３は上記第１実施形態に係るＥＣＵ４０等について図示されているが、第２実施形態においてもＥＣＵ４０についての構成図は変わらないため、これを援用して説明する。

すなわち、ＥＣＵ４０は、上記第１実施形態と同様に、運転状態判別手段４１、モード設定手段４２、弁開閉制御手段４３、燃料噴射制御手段４４とを備える。弁開閉制御手段４３をのぞく構成は、上記第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。

弁開閉制御手段４３は、モード設定手段４２によるモードの設定に応じ、特殊運転モードでは気筒間ガス通路２２を介して先行気筒（１番、４番気筒）２Ａ，２Ｄの既燃ガスを後続気筒（２番、３番気筒）２Ｂ，２Ｃに導入させる２気筒接続状態とし、通常運転モードでは各気筒にそれぞれ新気を導入させる各気筒独立状態とするように吸・排気流通状態を変更すべく切替弁１９ａ，１９ｂ，１９ｃのアクチュエータを制御するもので、具体的には、運転状態が領域Ａ，Ｂのいずれかにあるかに応じて上記各アクチュエータ等を次のように制御する。

領域Ａ：（特殊運転モード）
第１切替弁１９ａ、第３切替弁１９ｃを閉塞状態
第２切換弁１９ｂを開放状態
領域Ｂ：（通常運転モード）
第１切換弁１９ａ及び第３切換弁１９ｃを開放状態
第２切換弁１９ｂを閉塞状態
なお、この弁開閉制御手段４３について、特殊運転モードが選択されている場合であって、上記運転状態判別手段４１の判別に基づきエンジンの運転状態が高負荷側の運転領域Ａ２にある場合に、第２切替弁１９ｂを開放する前に第１切替弁１９ａを開放し、後続気筒２Ｂ，２Ｃに新気を導入するようにしてもよい。このように新気を後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入することにより、後続気筒２Ｂ，２Ｃ内の温度上昇を抑制することができ、当該後続気筒２Ｂ，２Ｃでの不測の早期着火を防止することができ、また、後続気筒２Ｂ，２Ｃでの燃焼のための燃料を増量することができて出力性能を向上させることができる。

次に、以上のような実施形態の装置の作用を、図１０、図１１を参照しつつ説明する。

低負荷低回転側の運転領域Ａでは、特殊運転モードとされ前述のように第１切替弁１９ａおよび第３切替弁１９ｃが開放状態、第２切替弁１９ｂが閉塞状態とされることにより、実質的な新気およびガスの流通経路は図１０に示すように、先行気筒２Ａ，２Ｄから排出される既燃ガスがそのまま接続通路２２０を介して後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入されるとともに、この後続気筒２Ｂ，２Ｃから排出される既燃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。

この状態において、過給機２７によって吸気を過給されながら先行気筒２Ａ，２Ｄにそれぞれ吸気行程で吸気通路１５から先行気筒用分岐吸気通路１６０に各々分岐して新気が導入され（図１０中矢印ｄ，ｅ）、アクセル開度センサ５３からの検出に基づき燃料噴射量が制御されつつ圧縮行程の後半で燃料が噴射され（図５および図６中のＦ１）、これにより先行気筒２Ａ，２Ｄにおいて拡散燃焼が行われる（図５参照）。

この拡散燃焼が終了すると、すなわちエンジンの運転状態が運転領域Ａ１にある場合には先行気筒２Ａ，２Ｄの膨張行程後半に、一方運転領域Ａ２にある場合には先行気筒２Ａ，２Ｄの排気行程前半に、後続気筒用の燃料が先行気筒２Ａ，２Ｄの燃焼室４内に直接噴射される（図５および図６中のＦ２）。

そして、この先行気筒２Ａ，２Ｄの排気行程と後続気筒２Ｂ，２Ｃの吸気行程が重なる期間に、この燃料を含んだ既燃ガスが先行気筒２Ａ，２Ｄから排出されつつ先行気筒用分岐排気通路２１０、接続通路２２０、後続気筒用分岐吸気通路１６１を通って後続気筒２Ｂ，２Ｃに導入される（図５、図６中の白抜き矢印及び図１０中の矢印ｆ、ｇ、ｈ）。そして、後続気筒２Ｂ，２Ｃにおいて、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。

この場合、先行気筒２Ａ，２Ｄで燃焼された直後の高温の既燃ガスに軽油等の気化温度が比較的高い燃料が噴射され、しかもこの噴射後、後続気筒２Ｂ，２Ｃで燃焼が行われるまでの間に充分な気化時間があることから、先行気筒２Ａ，２Ｄで噴射された後続気筒分の燃料は適正に気化し、後続気筒２Ｂ，２Ｃでの燃焼は燃焼室４の略全体に燃料が拡散された均質混合気中で行われることになり燃焼室４全体に一気に拡がる。

そして、後続気筒２Ｂ，２Ｃでの燃焼後の既燃ガスは、排気通路２０に排出されることとなる（図１０中の矢印ｊ、ｋ）。

一方、高負荷側ないし高回転側の運転領域Ｂでは、通常運転モードとされ前述のように第１切換弁１９ａ及び第３切換弁１９ｃが開放状態、第２切換弁１９ｂが閉塞状態とされることにより、実質的な新気及びガスの流通経路は図１１に示すようになり、実質的に各気筒２Ａ〜２Ｄの吸気ポート１１及び排気ポート１２が独立し、吸気通路１５から各気筒２Ａ〜２Ｄの吸気ポート１１に新気が導入されるとともに各気筒２Ａ〜２Ｄの排気ポート１２から排気通路２０に既燃ガスが排出される。

なお、本発明の装置の具体的構成は、上記第１および第２実施形態に限定されず、種々変更可能であり、その例を以下に説明する。

（１）上記実施形態では、膨張行程分の燃料を先行気筒２Ａ，２Ｄで一挙に供給するものとなされているが、特殊運転モードとされる運転領域Ａのうち一部運転領域、特に高負荷側の運転領域Ａ２で膨張行程分の燃料を分割して噴射するように燃料噴射制御手段を設定してもよい。例えば、図１２に示すように、分割噴射時における燃料の前期噴射時期を先行気筒２Ａ，２Ｄの膨張行程後半で噴射するように設定する（図１２中のＦ２０）とともに、後期噴射を後続気筒２Ｂ，２Ｃで噴射するように燃料噴射弁９を設定し、かつこの後期噴射時期を後続気筒の圧縮行程後半に設定する（図１２中のＦ２１）ものとしてもよい。

このように構成すれば、エンジンの出力を確保しつつ、後期噴射分の燃料の気化潜熱を利用して後続気筒２Ｂ，２Ｃでの温度および圧力を低下させ、かつ、後期噴射分の燃料の活性化を抑制して、過早着火の発生を効果的に防止することができる。

また、先行気筒２Ａ，２Ｄで一括して後続気筒分の燃料を噴射する場合でも、上記第１実施形態のように膨張行程の後半にその噴射を完了するものでなくてもよく、例えば図１３に示すように、先行気筒２Ａ，２Ｄの膨張行程後半に後続気筒分の燃料の噴射を開始して（図１３中の開始時点ＴＦＳ）、その噴射完了（図１３中の完了時点ＴＦＥ）が排気行程の前半にかかるものであってもよい。

なお、図１３では、第１実施形態における場合と異なり、後続気筒２Ｂ，２Ｃには既燃ガスだけを導入するように構成され、新気は導入されないものとなっている。

（２）上記第１実施形態では特殊運転モードの制御が実行されている場合に、後続気筒分の燃料噴射時期をエンジンの負荷に応じて噴射時期を２段階（複数段）に変更するものとなされているが、これに限定するものではなく、この燃料噴射時期をエンジンの負荷に応じて連続的に遅らせていくものであってもよい。

（３）上記第１実施形態では、弁動作機構としてカムを用いた機械式弁開閉機構が用いられているが、このカム等を用いる機械式弁開閉機構に代えて、例えば電磁弁を用いた電気式弁開閉機構を用いるものであってもよい。

本発明に係るディーゼルエンジン全体の概略平面図である。 エンジン本体等の概略断面図である。 制御系統のブロック図である。 運転領域を示す説明図である。 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。 一対の先行・後続気筒の各行程、燃料噴射時期および点火時期等を示す図である。 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。 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。 本発明に係るディーゼルエンジンの第２実施形態を示す概略平面図である。 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。 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。 第２実施形態における低負荷、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。 第２実施形態における高負荷高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。

符号の説明

１ エンジン本体
２Ａ〜２Ｄ 気筒
９ 燃料噴射弁
１１ 吸気ポート
１１ａ 第１吸気ポート
１１ｂ 第２吸気ポート
１２ 排気ポート
１２ａ 第１排気ポート
１２ｂ 第２排気ポート
１５ 吸気通路
２０ 排気通路
２２ 気筒間ガス通路
３１ 吸気弁
３１ａ 第１吸気弁
３１ｂ 第２吸気弁
３２ 排気弁
３２ａ 第１排気弁
３２ｂ 第２排気弁
３５ 弁停止機構
４０ ＥＣＵ
４１ 運転状態判別手段
４３ 弁開閉構制御手段
４４ 燃料噴射制御手段

Claims (7)

1. 各気筒の燃焼サイクルが所定の位相差をもって行われるようになっている多気筒のディーゼルエンジンにおいて、
   エンジンの部分負荷領域で、排気行程と吸気行程が重なる一対の気筒間において排気行程にある先行気筒から排出される既燃ガスがそのまま吸気行程にある後続気筒に導入され、この後続気筒から排出されるガスが排気通路に導かれるような２気筒接続状態としつつ、先行気筒で燃焼を行わせ、この先行気筒における既燃ガスに新たに燃料を供給して後続気筒の燃焼を行わせる特殊運転モードの制御を実行する運転モード制御手段と、この特殊運転モードにおける後続気筒分の燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段とを備え、
   この燃料噴射制御手段は、上記特殊運転モードとされる運転領域のうち少なくとも低負荷側の運転領域では、先行気筒で後続気筒分の燃料を噴射するように制御するとともにその噴射開始時期を上記先行気筒の膨張行程後半における所定時期に設定することを特徴とするディーゼルエンジン。
2. 上記先行気筒から排出される既燃ガスが気筒間ガス通路を介して上記後続気筒に導入されることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン。
3. 上記燃料噴射制御手段は、エンジンの負荷が増大して上記特殊運転モードとされる運転領域のうち低負荷側の運転領域から高負荷側の運転領域に移行するに従って、先行気筒での後続気筒分の燃料の噴射開始時期を排気行程前半までの所定時期に遅らせることを特徴とする請求項１または請求項２記載のディーゼルエンジン。
4. 上記運転モード制御手段は、上記特殊運転モードとされる運転領域よりも高負荷側の運転領域で、各気筒にそれぞれ新気を導入させて各気筒を独立状態で燃焼させる通常運転モードの制御を実行するように構成され、上記燃料噴射制御手段は、この通常運転モードにおいて各気筒に対して燃料を噴射するように制御するとともにその燃料噴射時期を各気筒の圧縮行程に設定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン。
5. 上記運転モード制御手段は、上記特殊運転モードとされる運転領域のうちの高負荷側の運転領域で、後続気筒内に新気を導入する新気導入用吸気弁を開弁することにより、上記先行気筒から導出された既燃ガスに加えて新気を後続気筒内に導入させるように制御することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン。
6. 上記燃料噴射制御手段は、上記特殊運転モードとされる運転領域のうちの高負荷側の運転領域で、後続気筒分の燃料の噴射を先行気筒での前期噴射と後続気筒での後期噴射とに分割して行うように設定するとともに、この分割噴射時における燃料の後期噴射時期を当該後続気筒の圧縮行程後半に設定することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン。
7. 上記先行気筒に吸気を過給する過給機をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン。

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