JP2004132188A

JP2004132188A - 内燃機関の二次空気供給装置

Info

Publication number: JP2004132188A
Application number: JP2002294714A
Authority: JP
Inventors: Akira Shimizu; 清水　陽; Koichi Hiratsuka; 平塚　公一
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】特定の気筒を休止気筒とし、残りの稼働気筒の排気ガスに対して二次空気を供給する場合、二次空気量が不足することがある。
【解決手段】ＥＣＵは、二次空気供給条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１０）。二次空気供給条件を満たす場合（Ｓ１０のＹ）、ＥＣＵは第１気筒に備わるインジェクタからの燃料噴射及び点火プラグの点火を中止し（Ｓ１２）、開閉弁を閉じ（Ｓ１４）、第１吸気バルブ及び第１排気バルブのバルブタイミングを変更し（Ｓ１６）、エアポンプとして機能させる。
【選択図】　　　　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多気筒内燃機関の一部の気筒を排気ガスに空気を供給するポンプとして利用し、排気ガスを浄化する触媒を早期に活性化する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気ガスを浄化する触媒（以下、単に「排気浄化触媒」ともいう）を早期に活性化する技術として、排気浄化触媒上流の排気通路に空気を供給し、排気ガスを二次燃焼させて温度上昇させ、更に高温となった排気ガスを排気浄化触媒に流通させる技術がある。一般に、排気ガスを二次燃焼させるために供給される空気は「二次空気」と呼ばれる。
【０００３】
二次空気を供給する手法として、例えば多気筒内燃機関において休止気筒をエアポンプとして利用することにより、専用のエアポンプを不要にした二次空気供給装置が提案されている（特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−３３４０１６号公報
【特許文献２】
特開平１１−３１１１１９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、４気筒内燃機関において、１気筒を休止気筒とし、残り３気筒の稼働気筒の排気ガスに対して二次空気を供給する場合、稼働気筒の燃焼サイクル１回当たりに得られる二次空気量は、１シリンダ容積分の空気量しか得られない。このため、時として二次空気量が不足してしまい、排気浄化触媒の暖機を促進する効果が十分に得られないことがある。ここで、二次空気量を増加するために休止気筒数を増やすことも考えられる。しかし、この場合には稼働気筒数が減ることに伴って排気温度の上昇が妨げられるため、やはり、排気浄化触媒の暖機を促進する効果が得られにくい。また、排気浄化触媒の温度上昇を早めるために、内燃機関の回転速度を上昇させることも考えられるが、この場合ノイズバイブレーションが増大してしまうことがある。
【０００６】
本発明は、こうした状況に鑑みなされたものであって、その目的は、多気筒内燃機関の一部の気筒をエアポンプとして使用する際に、排気ガスの二次燃焼のために供給する二次空気量を増量する技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様は多気筒内燃機関の二次空気供給装置に関する。この二次空気供給装置は、多気筒内燃機関の一部の気筒の燃焼を休止し、この休止気筒のポンプ動作を通じて排出される空気を二次空気とし、当該二次空気を休止気筒の排気通路に接続された二次空気供給通路を介して排気浄化触媒より上流の稼働気筒の排気通路に供給する。また、この二次空気供給装置は、稼働気筒の燃焼サイクル１回当たりに休止気筒のポンプ動作を複数回行うよう休止気筒の吸気バルブおよび排気バルブの開閉動作を制御する制御手段を備える。
【０００８】
つまり、燃焼を休止する休止気筒をエアポンプとして機能させ、稼働している稼働気筒から排出される排気ガスに休止気筒のポンプ動作を通じて排出される空気を二次空気として供給する。このとき、休止気筒には圧縮行程および膨張行程は不要であるため、例えば、本来の圧縮および膨張行程をそれぞれ排気および吸気行程に変更するように吸気バルブおよび排気バルブの開閉動作を制御する。これにより、稼働気筒の燃焼サイクル１回当たりに休止気筒のポンプ動作を複数回行うことができ、二次空気量を増量することができる。また、稼働気筒の燃焼サイクル１回当たりに排出される二次空気量をその要求に応じて調整する場合には、休止気筒のポンプ動作回数を変更したり、その吸気バルブの開弁期間を制御して休止気筒に吸入される空気量を変更することで、要求に応じた二次空気量を得ることができる。さらに、休止気筒のポンプ動作を行わないときには、その吸気バルブを開弁保持するとともに排気バルブを閉弁保持し、圧縮および膨張行程を省くことで、休止気筒のポンピングロスを低減することができる。
以上、各構成を方法またはプログラムとして表現したものも本発明として有効である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本実施の形態では、排気浄化触媒の早期の活性化のために、多気筒内燃機関において一部の気筒の燃焼を休止し、この休止気筒をエアポンプに利用して、排気ガスに対して二次燃焼のための二次空気を供給し、排気ガスを二次燃焼させる。また、エアポンプに利用する休止気筒に備わる吸排気バルブを、燃焼が継続される気筒の吸排気バルブの開閉動作とは独立して制御させ、供給する二次空気量の最適化を行う。なお、吸排気バルブの制御手段である電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と表記する）は、稼働気筒の燃焼サイクル１回当たりに行われる休止気筒のポンプ動作回数を要求される二次空気量に応じて可変とするよう排気バルブの開閉動作を制御してもよい。
【００１０】
例えば、４ストローク１サイクル（以下、単に「４サイクル」と略す）の内燃機関であれば、休止気筒の行程が、吸気、排気、吸気、排気行程の順で行われるようその吸排気バルブの開閉動作を制御し、供給する二次空気量の最適化を行う。また、燃焼サイクルが、吸気行程、第１圧縮行程、第１膨張行程、第２圧縮行程、第２膨張行程、排気行程の順で行われる６ストローク１サイクル（以下、単に「６サイクル」と略す）の内燃機関が存在する。この６サイクルの内燃機関の場合、休止気筒の行程が、吸気、排気、吸気、排気、吸気、排気行程の順で行われるようその吸排気バルブの開閉動作を制御すれば、稼働気筒の燃焼サイクル１回当たりに休止気筒のポンプ動作を３回まで行うことが可能となる。したがって、４サイクルの内燃機関であれば、稼働気筒の燃焼サイクル１回当たりに行われる休止気筒のポンプ動作回数を１又は２回に変更することが可能であり、６サイクルの内燃機関であれば、稼働気筒の燃焼サイクル１回当たりに行われる休止気筒のポンプ動作回数を１乃至３回に変更することが可能である。つまり、休止気筒においては、内燃機関のストローク数の半分の回数を上限とする任意の回数のポンプ動作が可能である。
【００１１】
エアポンプとして機能する気筒の吸排気バルブは、その開閉動作が休止中と稼働中では異なるため、電磁駆動バルブとして構成するのが好適である。また、吸排気バルブがカム駆動式の場合、休止中と稼働中でカムを変更する油圧機構などの可変動弁機構があれば実現できる。
【００１２】
ここで、未燃燃料の排出防止という観点から、エアポンプとして利用される気筒には混合気、つまり燃料の供給は避けなければならない、従って、対象となる内燃機関の構成は、各気筒内に直接燃料を噴射する筒内燃料直接噴射型（以下、単に「直噴型」ともいう）、または各気筒の吸気ポートに独立して燃料を噴射するマルチポイントインジェクション型の内燃機関が好適である。以下の実施の形態では、吸気および排気バルブが電磁駆動バルブである直噴型の４サイクル内燃機関を想定する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係る直噴型の内燃機関１の概略構成を示す。内燃機関１は、第１〜第４気筒ＣＬ１〜ＣＬ４を備える機関本体２と、吸気マニホールド７２と、排気マニホールド７４と、ＥＣＵ５０と、バルブドライバ７０と、三元触媒である排気浄化触媒９０と、二次空気供給通路管８８とを備える。
【００１４】
第１〜第４気筒ＣＬ１〜ＣＬ４には、それぞれ第１〜第４吸気ポート１３ａ〜１３ｄと第１〜第４排気ポート１４ａ〜１４ｄが備わる。また、第１〜第４吸気ポート１３ａ〜１３ｄにはそれぞれ第１〜第４吸気バルブＩｎ１〜Ｉｎ４が設けられ、同様にそれぞれの第１〜第４排気ポート１４ａ〜１４ｄには第１〜第４排気バルブＥｘ１〜Ｅｘ４が設けられる。以下、吸気バルブを総称する場合は単に「吸気バルブＩｎ」と言い、同様に排気バルブを総称する場合は単に「排気バルブＥｘ」と言う。
【００１５】
吸気バルブＩｎと排気バルブＥｘとして、後述する電磁駆動バルブ２００が採用されており、ＥＣＵ５０の指示を受けバルブドライバ７０を介して開閉動作を行う。バルブドライバ７０は一般的なＨブリッジ回路で構成される。
【００１６】
吸気マニホールド７２は、その経路の下流側で第１〜第４吸気側分岐部７３ａ〜７３ｄに分岐し、第１〜第４吸気側分岐部７３ａ〜７３ｄはそれぞれ第１〜第４吸気ポート１３ａ〜１３ｄに接続する。同様に排気マニホールド７４は、その経路の上流側で第１〜第４排気側分岐部７５ａ〜７５ｄに分岐しており、第１〜第４排気側分岐部７５ａ〜７５ｄはそれぞれ第１〜第４排気ポート１４ａ〜１４ｄに接続する。また、排気マニホールド７４の下流側には排気浄化触媒９０が接続される。
【００１７】
第１〜第４排気側分岐部７５ａ〜７５ｄにはそれぞれ開口部を有する二次空気供給通路管８８が接続され、第１〜第４排気側分岐部７５ａ〜７５ｄは相互に連通する。
【００１８】
第１排気側分岐部７５ａには前記の開口部より下流側に開閉弁８６が設けられ、排気マニホールド７４の外部に設けられたアクチュエータ８４によりＥＣＵ５０の指示のもと開閉弁８６の開閉動作が行われる。第１気筒ＣＬ１がエアポンプとして機能する場合は、開閉弁８６が閉じられ、二次空気供給通路管８８を介して第１排気側分岐部７５ａから第２〜第４排気側分岐部７５ｂ〜７５ｄに二次空気が供給される。
【００１９】
図２は、第１気筒ＣＬ１に着目した場合の内燃機関１の構造を示す。第２〜第４気筒ＣＬ２〜ＣＬ４も基本的には同一の構造となる。ただし、第２〜第４気筒ＣＬ２〜ＣＬ４に接続する第２〜第４排気側分岐部７５ｂ〜７５ｄには開閉弁８６およびそれを駆動するアクチュエータ８４は設置されない。
【００２０】
第１気筒ＣＬ１にはピストン３が往復動可能に挿設されている。第１気筒ＣＬ１の上部には、第２〜第４気筒ＣＬ２〜ＣＬ４と共通にシリンダヘッド１８が設けられている。シリンダヘッド１８には、燃料を噴射するインジェクタ４および点火プラグ６が設けられると共に、第１吸気ポート１３ａおよび第１排気ポート１４ａが形成される。更に、電磁駆動バルブ２００からなる第１吸気バルブＩｎ１と第１排気バルブＥｘ１が、それぞれ第１吸気ポート１３ａと第１排気ポート１４ａを開閉可能に設けられている。また、第１気筒ＣＬ１の側壁には水温センサ５４が設けられ、冷却水の温度を計測しＥＣＵ５０に伝達する。
【００２１】
図３は、ひとつの電磁駆動バルブ２００の構成図である。吸気バルブＩｎおよび排気バルブＥｘはともにこの構成を採り、電磁石の電磁力によって開閉駆動される。これら吸気バルブＩｎおよび排気バルブＥｘは、制御原理が同じであり、以下吸気バルブＩｎについて説明する。
【００２２】
電磁駆動バルブ２００は、シリンダヘッド１８において往復動可能に支持された弁軸２０、弁軸２０の本図では下方の端点に設けられた弁体１６、および弁軸２０を駆動する電磁駆動部２１を備える。シリンダヘッド１８には、燃焼室に通じる吸気ポート１３が形成されており、この吸気ポート１３の開口近傍には弁座１５が形成されている。弁軸２０の往復動に伴って弁体１６が弁座１５に離着座することにより吸気ポート１３が開閉される。
【００２３】
弁軸２０において、弁体１６とは反対側の端部に、ロアリテーナ２２が設けられている。ロアリテーナ２２とシリンダヘッド１８との間には、ロアスプリング２４が圧縮状態で配設されている。弁体１６および弁軸２０は、このロアスプリング２４の弾性力によって閉弁方向、つまり本図の上方向に付勢されている。
【００２４】
電磁駆動部２１は、弁軸２０と同軸上に配設されたアーマチャシャフト２６を備える。アーマチャシャフト２６の略中央部分には高透磁率材料からなる円板状のアーマチャ２８が固定され、その一端にはアッパリテーナ３０が固定されている。アーマチャシャフト２６においてこのアッパリテーナ３０が固定された端部と反対側の端部は、弁軸２０のロアリテーナ２２側の端部に当接されている。
【００２５】
電磁駆動部２１のケーシング３６内には、アッパコア３２がアッパリテーナ３０とアーマチャ２８との間に固定されている。同じくこのケーシング３６内には、ロアコア３４がアーマチャ２８とロアリテーナ２２との間に固定されている。これらアッパコア３２およびロアコア３４はいずれも高透磁率材料によって環状に形成されており、それらの各中央部にはアーマチャシャフト２６が往復動可能に貫通されている。
【００２６】
ケーシング３６の上面とアッパリテーナ３０との間には、アッパスプリング３８が圧縮状態で配設されている。アーマチャシャフト２６は、このアッパスプリング３８の弾性力により弁軸２０側、つまり本図の下方に付勢されている。更に、弁軸２０および弁体１６は、このアーマチャシャフト２６により開弁方向、つまり本図の下方に付勢されている。
【００２７】
ケーシング３６の頂部には変位センサ５２が取り付けられている。この変位センサ５２は、自身とアッパリテーナ３０との間の距離に応じて変化する電圧信号を出力する。この電圧信号に基づいてアーマチャシャフト２６や弁軸２０の変位、つまり電磁駆動バルブ２００の変位が検出される。
【００２８】
アッパコア３２においてアーマチャ２８と対向する面には、アーマチャシャフト２６の軸心を中心とする環状の第１溝４０が形成され、第１溝４０内にはアッパコイル４２が配置されている。アッパコイル４２とアッパコア３２とによって電磁駆動バルブ２００を閉弁方向、つまり本図上方に駆動するための上部電磁石６１が構成される。
【００２９】
一方、ロアコア３４においてアーマチャ２８と対向する面には、アーマチャシャフト２６の軸心を中心とする環状の第２溝４４が形成され、第２溝４４内にはロアコイル４６が配置されている。ロアコイル４６とロアコア３４とによって吸気バルブＩｎを開弁方向、つまり本図下方に駆動するための下部電磁石６２が構成される。
【００３０】
上部電磁石６１のアッパコイル４２および下部電磁石６２のロアコイル４６は、内燃機関１の各種制御を統括して行うＥＣＵ５０によって通電制御される。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵやメモリ、変位センサ５２、水温センサ５４の検出信号が取り込まれる入力回路等を備える。
【００３１】
図４は、通常のサイクルで稼働する際の第１〜第４気筒ＣＬ１〜ＣＬ４の排気および吸気行程の概略を示すタイミングチャートである。一方、図５は、第１気筒ＣＬ１がエアポンプとして機能する場合の、第１〜第４気筒ＣＬ１〜第４気筒ＣＬ４の排気および吸気行程の概略を示すタイミングチャートである。
【００３２】
通常、図４に示すように第１気筒ＣＬ１、第３気筒ＣＬ３、第４気筒ＣＬ４、第２気筒ＣＬ２の順で点火が行われ、それぞれの行程は１８０度ずれる。一方、第１気筒ＣＬ１がエアポンプとして機能する場合は、第１気筒ＣＬ１はその燃焼が休止され、図５に示すように圧縮及び膨張行程のない排気及び吸気行程のみを繰り返す。
【００３３】
このとき、ＥＣＵ５０は要求される二次空気量に応じて燃焼サイクル１回当たりに行われるポンプ動作の回数を変更してもよく、また、第１吸気バルブＩｎ１の開弁期間を制御してもよい。電磁駆動バルブを吸気バルブＩｎ及び排気バルブＥｘに用いた構成では、特定の吸気バルブＩｎまたは排気バルブＥｘのバルブタイミングの変更が容易である。そこで、例えば必要とされる二次空気量が少ない場合は、ＥＣＵ５０は第１吸気バルブＩｎ１の開弁期間を短くし、二次空気の量が少なくなるよう調整する。
【００３４】
また、ポンプ動作を行うにあたり吸気行程に続く行程が排気行程となるよう第１吸気バルブＩｎ１および第１排気バルブＥｘ１の動作パターンを制御し、ポンプ動作を行わないときは第１吸気バルブＩｎ１を開弁保持するとともに第１排気バルブＥｘ１を閉弁保持してもよい。例えば、図５で、クランク角が０〜３６０度の期間は、吸気及び排気を行い、３６０〜７２０度の期間は第１吸気バルブＩｎ１を開弁状態に、第１排気バルブＥｘ１を閉弁状態にする。これによって、第１気筒ＣＬ１は空回りの状態になる。ここで第１吸気バルブＩｎ１を閉じたままにした場合、ポンピングロスが発生しエネルギロスが生じる。これを防ぐために、第１気筒ＣＬ１は空回りの状態とされる。
【００３５】
図６は、二次空気供給手順を示すフローチャートであり、上述の構成による二次空気供給手順を説明する。ＥＣＵ５０は、二次空気供給条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１０）。具体的には、排気浄化触媒９０が活性化されていない状態を二次空気供給条件とし、冷却水の温度や内燃機関１の始動後の経過時間などに基づいて判定する。二次空気供給条件を満たさない場合（Ｓ１０のＮ）、二次空気供給の処理は行われず、内燃機関１は通常サイクルで稼働する（Ｓ２８）。
【００３６】
二次空気供給条件を満たす場合（Ｓ１０のＹ）、第１気筒ＣＬ１に備わるインジェクタ４からの燃料噴射及び点火プラグ６の点火を中止する（Ｓ１２）。つまり、第１気筒ＣＬ１における燃焼が休止される。続いて、ＥＣＵ５０の指示にもとづきアクチュエータ８４が、開閉弁８６を閉じる（Ｓ１４）。
【００３７】
次に、ＥＣＵ５０は第１吸気バルブＩｎ１及び第１排気バルブＥｘ１のバルブタイミングを変更し、エアポンプとして機能させる（Ｓ１６）。これによって、二次空気供給通路管８８を通り第２〜第４気筒ＣＬ２〜ＣＬ４から排出される排気ガスに二次空気が供給される（Ｓ１８）。
【００３８】
ＥＣＵ５０は、冷却水の温度や二次空気供給動作の経過時間をもとに、二次空気供給の終了条件を満たすか判定する（Ｓ２０）。終了条件を満たさない場合（Ｓ２０のＮ）、二次空気供給が継続する（Ｓ１８）。終了条件を満たす場合（Ｓ２０のＹ）、ＥＣＵ５０は開閉弁８６を開け（Ｓ２２）、第１気筒ＣＬ１のバルブタイミングを元に戻し（Ｓ２４）、第１気筒ＣＬ１への燃料供給および点火を再開する（Ｓ２６）。以降、内燃機関１は通常サイクルによる燃焼を行い（Ｓ２８）、二次空気供給が終了する。
【００３９】
本実施の形態では、第１気筒ＣＬ１をエアポンプとして機能させたがこれに限る趣旨ではなく、いずれの気筒をエアポンプとして機能させてもよい。
【００４０】
以上、本実施の形態によれば、第１気筒ＣＬ１のポンプ動作を燃焼サイクル１回当たりに複数回行うことで、稼働気筒数を減らすことなく二次空気量を増加させることができ、排気浄化触媒９０の暖機を促進する効果を好適に得ることができる。また、ポンプ動作の回数を変更したり、あるいは、吸気バルブＩｎの開弁期間を制御することで、要求される二次空気量に応じて実際に供給する二次空気量を調整することができ、二次空気量に過不足が生じることに対処することができる。またさらに、内燃機関１の回転速度を上げずに、要求される二次空気量を供給できる。またさらに、圧縮行程と膨張行程を省くことで、第１気筒ＣＬのポンピングロスを低減することができる。
【００４１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、Ｖ型８気筒の内燃機関を想定する。実施の形態１ではエアポンプとして機能する気筒は一つであったが、本実施の形態では二つの気筒をエアポンプとして機能させる。
【００４２】
図７は、本実施の形態に係る内燃機関１の概略構成を示し、理解を容易にするために吸気マニホールドや吸気ポートなど吸気系の説明を一部省略する。実施の形態１で示した内燃機関１と基本構成は同一であるので主に異なる部分を説明する。
【００４３】
本実施の形態では、機関本体２は第１〜第８気筒ＣＬ１〜ＣＬ８を備える。二次空気供給時には、第１気筒ＣＬ１および第６気筒ＣＬ６が燃焼を休止しエアポンプとして機能する。また、排気マニホールド７４は上流側で第１〜第８排気側分岐部７５ａ〜７５ｈに分岐しており、それぞれ第１〜第８排気ポート１４ａ〜１４ｈに接続される。また、第１排気側分岐部７５ａと第６排気側分岐部７５ｆにはそれぞれ第１開閉弁８６ａおよび第２開閉弁８６ｂが設けられる。
【００４４】
第１開閉弁８６ａおよび第２開閉弁８６ｂは、ＥＣＵ５０の指示によってそれぞれ排気マニホールド７４の外部に設けられた第１、第２アクチュエータ８４ａ、８４ｂにより開閉される。また、第１、第３、第５、第７排気側分岐部７５ａ、７５ｃ、７５ｅ、７５ｇにはそれぞれ開口部を有する第１の二次空気供給通路管８８ａが接続され、第１、第３、第５、第７排気側分岐部７５ａ、７５ｃ、７５ｅ、７５ｇは相互に連通する。同様に、第２、第４、第６、第８排気側分岐部７５ｂ、７５ｄ、７５ｆ、７５ｈにはそれぞれ開口部を有する第２の二次空気供給通路管８８ｂが接続され、第２、第４、第６、第８排気側分岐部７５ｂ、７５ｄ、７５ｆ、７５ｈは相互に連通する。
【００４５】
図８は、第１気筒ＣＬ１および第６気筒ＣＬ６がエアポンプとして機能する際の排気および吸気行程の概略を示すタイミングチャートである。通常の燃焼サイクルと異なる点は、第１気筒ＣＬ１において、本来膨張行程である０〜１８０°の期間が吸気行程に、本来圧縮行程である５４０〜７２０°の期間が排気行程に変更されている。また、第６気筒ＣＬ６においても、本来圧縮行程である１８０〜３６０°の期間が排気行程に、本来膨張行程である３６０〜５４０°の期間が吸気行程に変更されている。
【００４６】
以上の構成による二次空気供給手順は、実施の形態１と同一でよい。つまり、ＥＣＵ５０は、二次空気供給条件を満たすか否かを判定し、二次空気供給条件を満たすと判定された場合、第１気筒ＣＬ１および第６気筒ＣＬ６への燃料供給を停止し、バルブタイミングを変更する。これによって、第１気筒ＣＬ１および第６気筒ＣＬ６はエアポンプとして機能する。
【００４７】
本実施の形態では、第１気筒ＣＬ１および第６気筒ＣＬ６をエアポンプとして機能させたがこれに限る趣旨ではない。エアポンプとして機能させる気筒の数や、その組み合わせは、内燃機関１の特性や構造に応じて変更可能である。本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４８】
以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。そうした変形例を挙げる。
【００４９】
実施の形態では、４サイクルの内燃機関を想定したがこれに限る趣旨ではなく、６サイクルの内燃機関であってもよい。このとき、燃焼が休止する気筒は、ポンプ動作は最大３回まで可能となり、ポンプ動作は必要とされる二次空気量に応じて１回または２回に変更しても良い。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、稼働気筒数を減らすことなく二次空気量を増加させることができ、排気浄化触媒の暖機を促進する効果を好適に得ることができる。また、別の観点では、要求される二次空気量に応じて実際に供給する二次空気量を調整することができ、二次空気量に過不足が生じることに対処することができる。更に別の観点では、二次空気を供給する気筒のポンピングロスを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る直噴型の内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る二次空気が供給される際に休止する第１気筒に着目した場合の内燃機関の構造を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る電磁駆動バルブの構成図である。
【図４】通常のサイクルで稼働する際の第１〜第４気筒の排気および吸気行程を示すタイミングチャートである。
【図５】第１気筒がエアポンプとして機能する場合の、第１〜第４気筒の排気および吸気行程を示すタイミングチャートである。
【図６】二次空気供給手順を示すフローチャートである。
【図７】本実施の形態２に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図８】第１気筒および第６気筒がエアポンプとして機能する際の第１〜第８気筒の排気および吸気行程を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１　内燃機関、　２　機関本体、　４　インジェクタ、　１３ａ〜１３ｈ　第１〜第８吸気ポート、　１４ａ〜１４ｈ　第１〜第８排気ポート、　１８　シリンダヘッド、　５０　ＥＣＵ、　５４　水温センサ、　７０　バルブドライバ、７２　吸気マニホールド、　７４　排気マニホールド、　７５ａ〜７５ｈ　第１〜第８排気側分岐部、　８４　アクチュエータ、　８４ａ　第１アクチュエータ、　８４ｂ　第２アクチュエータ、　８６　開閉弁、　８６ａ　第１開閉弁、８６ｂ　第２開閉弁、　８８　二次空気供給通路管、　８８ａ　第１の二次空気供給通路管、　８８ｂ　第２の二次空気供給通路管、　９０　排気浄化触媒、ＣＬ１〜ＣＬ８　第１〜第８気筒、　Ｅｘ　排気バルブ、　Ｅｘ１〜Ｅｘ８　第１〜第８排気バルブ、　Ｉｎ　吸気バルブ、　Ｉｎ１〜Ｉｎ８　第１〜第８吸気バルブ。

Claims

多気筒内燃機関の一部の気筒の燃焼を休止し、当該休止気筒のポンプ動作を通じて排出される空気を二次空気とし、当該二次空気を前記休止気筒の排気通路に接続された二次空気供給通路を介して排気浄化触媒より上流の稼働気筒の排気通路に供給するようにした内燃機関の二次空気供給装置において、
前記稼働気筒の燃焼サイクル１回当たりに前記ポンプ動作を複数回行うよう前記休止気筒の吸気バルブおよび排気バルブの開閉動作を制御する制御手段を備えることを特徴とする内燃機関の二次空気供給装置。
前記制御手段は、前記稼働気筒の燃焼サイクル１回当たりに行われる前記ポンプ動作の回数を要求される二次空気量に応じて可変とするよう前記吸気バルブおよび排気バルブの開閉動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の二次空気供給装置。
前記制御手段は、要求される二次空気量に応じて前記吸気バルブの開弁期間を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の二次空気供給装置。
前記制御手段は、前記ポンプ動作を行うにあたり吸気行程に続く行程が排気行程となるよう前記吸気バルブおよび排気バルブの動作パターンを制御し、前記ポンプ動作を行わないときは前記吸気バルブを開弁保持するとともに前記排気バルブを閉弁保持することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の二次空気供給装置。