JP2006283667A

JP2006283667A - Control device for spark-ignition type multi-cylinder engine

Info

Publication number: JP2006283667A
Application number: JP2005105034A
Authority: JP
Inventors: Masanao Yamakawa; 正尚山川; Toshiro Nishimoto; 敏朗西本; Takashi Youso; 隆養祖; Keiji Araki; 啓二荒木
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve milage and exhaust performance even in an operation region on a low load side. SOLUTION: In a partial load operation region D, burnt gas discharged from a preceding cylinder in an exhaust stroke is introduced as it is to a following cylinder in an intake stroke. In a predetermined low load side operation region D<SB>1</SB>of the partial load operation region, reduced cylinder operation in which only the preceding cylinder performs compression self-ignition operation by increasing intake temperature of the preceding cylinder is executed. In an operation region D2 on a high load side exceeding the predetermined low load, the compression self-ignition operation is executed in the whole cylinders by introducing the burnt gas of the preceding cylinder into the following cylinder. COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は火花点火式多気筒エンジンの制御装置に関し、特に、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でリーン燃焼させた既燃ガスを吸気行程にある後続気筒にそのまま導入して、当該後続気筒では予混合圧縮自己着火燃焼（ＨＣＣＩ：Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ−ＣｈａｒｇｅＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ−Ｉｇｎｉｔｉｏｎｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ。この明細書で「圧縮自己着火」という）を実行可能な火花点火式多気筒エンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a spark ignition type multi-cylinder engine, and more particularly, to a succeeding cylinder in an intake stroke of burned gas that is lean burned in a preceding cylinder in an exhaust stroke between a pair of cylinders in which an exhaust stroke and an intake stroke overlap. A control apparatus for a spark ignition type multi-cylinder engine that can be introduced as it is and can perform premixed compression self-ignition combustion (HCCI) in the succeeding cylinder (hereinafter referred to as “compression self-ignition” in this specification). About.

本件出願人は、特許文献１に開示されているように、エンジンの部分負荷領域で、排気行程と吸気行程と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気筒接続状態とし、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るとともに、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多気筒エンジンの制御装置に関する技術を出願している。特に特許文献１に開示されている構成では、燃料噴射量の調整によって後続気筒の吸気温度を速やかに加熱する加熱制御手段を設けている。
特開２００４−７６６３５号公報 As disclosed in Patent Document 1, the applicant of the present application is that the burned gas discharged from the preceding cylinder in the exhaust stroke between a pair of cylinders in which the exhaust stroke and the intake stroke overlap in the partial load region of the engine. The two cylinders are connected to the subsequent cylinder in the intake stroke through the inter-cylinder gas passage, and the air-fuel ratio is set to a lean air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio in the preceding cylinder and combustion is performed by forced ignition. In the subsequent cylinder, a technology relating to a control device for a spark ignition type multi-cylinder engine in which fuel is supplied to the burned gas having a lean air-fuel ratio introduced from the preceding cylinder and is burned by compression self-ignition has been filed. . In particular, in the configuration disclosed in Patent Document 1, a heating control means for quickly heating the intake air temperature of the succeeding cylinder by adjusting the fuel injection amount is provided.
JP 2004-76635 A

ところで、上記特許文献１記載の発明では、後続気筒のみ圧縮自己着火運転を実行しているが、さらなる性能向上のために先行気筒でも圧縮自己着火運転を実行させるべく、先行気筒に対して加熱手段を設けることが考えられる。この場合、低負荷側で圧縮自己着火運転を実行するためには、相当、吸気温度を高める必要がある。しかし、吸気温度が所定の温度（例えば２５０℃）を越えると、今度は最大熱発生率（（Ｊ/deg・m³）MAX）が圧縮上死点前で発生してしまうので、エンジンに逆トルクが作用するという問題があった。そのため、従来の２気筒接続状態にあるエンジンでは、低負荷運転領域において、先行気筒での圧縮自己着火が実現することができないという問題があった。 By the way, in the invention described in Patent Document 1, the compression self-ignition operation is executed only for the succeeding cylinder. However, in order to further improve the performance, the heating means for the preceding cylinder is required to execute the compression self-ignition operation even for the preceding cylinder. It is conceivable to provide In this case, in order to execute the compression self-ignition operation on the low load side, it is necessary to considerably increase the intake air temperature. However, if the intake air temperature exceeds a predetermined temperature (for example, 250 ° C), the maximum heat generation rate ((J / deg · m ³ ) MAX) is generated before the compression top dead center. There was a problem of torque acting. Therefore, the conventional engine in the two-cylinder connected state has a problem that compression self-ignition in the preceding cylinder cannot be realized in the low load operation region.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、低負荷側の運転領域においても、燃費と排気性能を向上することのできる火花点火式多気筒エンジンの制御装置を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a spark ignition type multi-cylinder engine control device that can improve fuel consumption and exhaust performance even in a low-load operation region. .

上記課題を解決するために本発明は、排気行程と吸気行程とが重なるような位相差をもって燃焼サイクルが実行される少なくとも一対の気筒と、排気行程にある先行気筒から排出される既燃ガスを吸気行程にある後続気筒に導入する気筒間ガス通路と、気筒間ガス通路を開閉する開閉手段と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、運転状態検出手段の検出に基づいて、開閉手段を制御することにより、部分負荷運転領域で圧縮自己着火運転を実行する制御手段とを備えた火花点火式多気筒エンジンの制御装置において、気筒毎に燃料噴射を制御可能な燃料噴射手段と、先行気筒の吸気温度を高める吸気加熱手段とを設け、部分負荷運転領域のうち所定の低負荷側の運転領域では、先行気筒の吸気温度を高めて当該先行気筒のみが圧縮自己着火運転する減筒運転を実行する一方、部分負荷運転領域のうち前記所定の低負荷を越える高負荷側の運転領域では、後続気筒も圧縮自己着火運転を実行するように前記制御手段が燃料噴射手段、吸気加熱手段、および開閉手段を制御することを特徴とする火花点火式多気筒エンジンの制御装置である。この態様では、部分負荷運転領域のうち、所定の低負荷側の運転領域では、先行気筒において圧縮自己着火運転が実行されることにより、燃費や排気性能の向上を図ることができる。しかも、この圧縮自己着火運転は、先行気筒のみが稼働する減筒運転であるので、稼働中の気筒一つ当たりの負荷が増幅されるため、比較的吸気温度が低温であっても、燃焼安定性が向上する。この結果、圧縮自己着火運転が最も不安定になりやすいエンジン低負荷運転領域において、比較的低い吸気温度で圧縮自己着火を実現することが可能になるので、吸気温度を高めることによる過早着火を回避し、燃費の向上を低負荷運転領域で維持することが可能になる。他方、運転状態が部分負荷運転領域のうち前記所定の低負荷を越える高負荷側の運転領域に移行した場合には、後続気筒においても圧縮自己着火運転を実行し、稼働率を上げるようにしているので、高負荷時のノッキングを防止することも可能になる。 In order to solve the above problems, the present invention provides at least a pair of cylinders in which a combustion cycle is executed with a phase difference such that an exhaust stroke and an intake stroke overlap each other, and burned gas discharged from a preceding cylinder in the exhaust stroke. An inter-cylinder gas passage to be introduced into the succeeding cylinder in the intake stroke, an opening / closing means for opening / closing the inter-cylinder gas passage, an operating state detecting means for detecting the operating state of the engine, and opening / closing based on detection of the operating state detecting means A fuel injection means capable of controlling fuel injection for each cylinder in a control device of a spark ignition type multi-cylinder engine comprising control means for performing compression self-ignition operation in a partial load operation region by controlling the means; Intake heating means for increasing the intake air temperature of the preceding cylinder is provided, and in the predetermined low load side operation region of the partial load operation region, the intake temperature of the preceding cylinder is increased and only the preceding cylinder is While the reduced-cylinder operation for performing the compression self-ignition operation is performed, the control means is configured so that the subsequent cylinder also performs the compression self-ignition operation in the operation region on the high load side exceeding the predetermined low load in the partial load operation region. A control device for a spark ignition type multi-cylinder engine that controls fuel injection means, intake air heating means, and opening / closing means. In this aspect, in the predetermined low load side operation region in the partial load operation region, the compression self-ignition operation is executed in the preceding cylinder, so that the fuel consumption and the exhaust performance can be improved. In addition, since this compression self-ignition operation is a reduced-cylinder operation in which only the preceding cylinder is operated, the load per operating cylinder is amplified, so that the combustion is stable even when the intake air temperature is relatively low. Improves. As a result, compression self-ignition can be achieved at a relatively low intake air temperature in the engine low-load operation region where compression self-ignition operation is most likely to become unstable. It is possible to avoid this and maintain the improvement in fuel consumption in the low load operation region. On the other hand, when the operation state shifts to a high load side operation region that exceeds the predetermined low load in the partial load operation region, the compression self-ignition operation is performed also in the subsequent cylinder to increase the operation rate. Therefore, knocking at high load can be prevented.

好ましい態様において、前記吸気加熱手段は、先行気筒のみを加熱するものである。この態様では、必要充分な熱量を与えることにより、効率的に減筒運転を実行することが可能になる。 In a preferred aspect, the intake air heating means heats only the preceding cylinder. In this aspect, it is possible to efficiently execute the reduced-cylinder operation by providing a necessary and sufficient amount of heat.

好ましい態様において、先行気筒が減筒運転を実行しているときに前記気筒間ガス通路が先行気筒と後続気筒とを連通するように制御手段が開閉手段を制御するものである。この態様では、減筒運転の実行時に先行気筒の既燃ガスが後続気筒にも導入される結果、後続気筒が先行気筒からの既燃ガスによって加熱されることになる。このため、後続気筒が圧縮自己着火運転を実行する高負荷側の運転領域において確実に後続気筒での圧縮自己着火運転を実行することが可能になる。 In a preferred aspect, the control means controls the opening / closing means so that the inter-cylinder gas passage communicates between the preceding cylinder and the succeeding cylinder when the preceding cylinder performs a reduced cylinder operation. In this aspect, the burned gas of the preceding cylinder is also introduced into the succeeding cylinder when the reduced cylinder operation is executed, so that the succeeding cylinder is heated by the burned gas from the preceding cylinder. Therefore, it is possible to reliably execute the compression self-ignition operation in the subsequent cylinder in the high load side operation region in which the subsequent cylinder performs the compression self-ignition operation.

好ましい態様において、前記高負荷側の運転領域では、全気筒で圧縮自己着火運転を実行するものである。この態様では、２気筒接続状態にあるエンジンにおいて、全気筒での圧縮自己着火運転によってノッキング限界をより高負荷側の運転領域に拡張することができ、圧縮自己着火運転を実行可能な運転領域を高負荷側の運転領域に拡げて燃費と排気性能の向上を図ることが可能になる。 In a preferred aspect, the compression self-ignition operation is executed in all cylinders in the operation region on the high load side. In this aspect, in an engine in a two-cylinder connected state, the knocking limit can be extended to the higher load side operation region by the compression self-ignition operation in all cylinders, and the operation region in which the compression self-ignition operation can be performed The fuel consumption and exhaust performance can be improved by expanding the operating range on the high load side.

好ましい態様において、制御手段の制御により筒内の混合気に点火する点火手段を設け、前記先行気筒のみの減筒運転実行時において、少なくとも低負荷側では、点火手段が圧縮自己着火を促進するように制御手段が点火手段を制御するものである。この態様では、低負荷側での減筒運転実行時に、点火手段が圧縮自己着火を促進することによって、失火を確実に防止でき、燃焼特性が安定する。 In a preferred embodiment, ignition means for igniting the air-fuel mixture in the cylinder by control of the control means is provided, and the ignition means promotes compression self-ignition at least on the low load side at the time of performing the reduced cylinder operation of only the preceding cylinder. The control means controls the ignition means. In this aspect, when the reduced-cylinder operation is performed on the low load side, the ignition means promotes compression self-ignition, so that misfire can be reliably prevented and the combustion characteristics are stabilized.

好ましい態様において、前記低負荷側の運転領域では、エンジン負荷の増大に伴って先行気筒への燃料噴射量を増加するとともに、前記高負荷側の運転領域では、先行気筒の燃料噴射量の増加を停止して後続気筒での燃料を負荷の増加に伴って増加するように制御手段が燃料噴射手段を制御するものである。この態様では、先行気筒による減筒運転時においては、エンジン負荷の増加に伴って燃料噴射量を増加し、燃費の向上を図ることができる。また、後続気筒も稼働している全筒運転時では、先行気筒への燃料噴射量の増加を停止し、高負荷側の運転領域での先行気筒のノッキングを防止することができるとともに、後続気筒の圧縮自己着火運転を安定させることが可能になる。 In a preferred embodiment, in the operating region on the low load side, the fuel injection amount to the preceding cylinder is increased as the engine load increases, and in the operating region on the high load side, the fuel injection amount of the preceding cylinder is increased. The control means controls the fuel injection means so as to stop and increase the fuel in the succeeding cylinder as the load increases. In this aspect, during the reduced-cylinder operation by the preceding cylinder, the fuel injection amount can be increased as the engine load increases, and the fuel consumption can be improved. In addition, during all-cylinder operation in which the subsequent cylinder is also operating, the increase in fuel injection amount to the preceding cylinder is stopped, and knocking of the preceding cylinder in the operating region on the high load side can be prevented, and the subsequent cylinder It becomes possible to stabilize the compression self-ignition operation.

好ましい態様において、後続気筒での圧縮自己着火運転の開始時に当該後続気筒へ所定量の燃料を供給するとともに、先行気筒への燃料供給量を前記所定量だけ減量するように制御手段が燃料噴射手段を制御するものである。この態様では、所定の低負荷を越えて高負荷側の運転領域にエンジン負荷が変化した際、後続気筒へ一定量の燃料が噴射されることにより、後続気筒での圧縮自己着火を安定させることができるとともに、先行気筒への燃料噴射量が減量されることにより、先行気筒のノッキングをさらに確実に防止することができる。 In a preferred aspect, the fuel injection means controls the fuel supply means so that a predetermined amount of fuel is supplied to the succeeding cylinder at the start of the compression self-ignition operation in the succeeding cylinder and the fuel supply amount to the preceding cylinder is reduced by the predetermined amount. Is to control. In this aspect, when the engine load changes beyond the predetermined low load to the operating region on the high load side, a certain amount of fuel is injected into the subsequent cylinder to stabilize the compression self-ignition in the subsequent cylinder. In addition, the amount of fuel injected into the preceding cylinder is reduced, so that knocking of the preceding cylinder can be more reliably prevented.

好ましい態様において、前記高負荷側の運転領域では、エンジン負荷の増加に拘わらず先行気筒への燃料噴射量を一定に維持するように制御手段が燃料噴射手段を制御するものである。この態様では、高負荷側の運転領域での先行気筒の空燃比が相対的にリーンに維持されるので、先行気筒でのノッキングをさらに確実に防止することができる。 In a preferred aspect, in the operating region on the high load side, the control means controls the fuel injection means so as to keep the fuel injection amount to the preceding cylinder constant regardless of an increase in engine load. In this aspect, since the air-fuel ratio of the preceding cylinder in the high load side operation region is maintained relatively lean, knocking in the preceding cylinder can be further reliably prevented.

好ましい態様において、前記先行気筒の幾何学的圧縮比を後続気筒の幾何学的圧縮比よりも大きく設定している。この態様では、先行気筒の幾何学的圧縮比を大きく設定して所定の低負荷側での圧縮自己着火をより確実に実行し、燃費や排気性能の向上を図ることが可能になる。また、気筒間ガス通路からの既燃ガスによってヘビーＥＧＲ状態になる後続気筒では、比較的小さい幾何学的圧縮比に設定することによって、安定した圧縮自己着火運転の実行とノッキングの防止とを広い運転領域で両立させることが可能になる。 In a preferred aspect, the geometric compression ratio of the preceding cylinder is set larger than the geometric compression ratio of the subsequent cylinder. In this aspect, it is possible to increase the geometric compression ratio of the preceding cylinder and perform the compression self-ignition on the predetermined low load side more reliably, thereby improving the fuel consumption and the exhaust performance. Further, in the succeeding cylinder that is in the heavy EGR state by the burned gas from the inter-cylinder gas passage, a stable compression self-ignition operation and prevention of knocking are widened by setting a relatively small geometric compression ratio. It is possible to achieve both in the operation area.

以上説明したように、本発明によれば、低負荷側の運転領域においては、先行気筒の減筒運転による圧縮自己着火運転を実行しているので、低負荷側の運転領域でも、燃費と排気性能を向上することができるという顕著な効果を奏する。 As described above, according to the present invention, the compression self-ignition operation by the reduced cylinder operation of the preceding cylinder is performed in the low load side operation region. There is a remarkable effect that the performance can be improved.

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の実施の一形態に係る制御装置１０の概略構成を示す構成図であり、図２は図１に係る４サイクルガソリンエンジン２０の一つの気筒の構造を示す断面略図である。 FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a control device 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of one cylinder of the four-cycle gasoline engine 20 according to FIG. .

図１および図２を参照して、図示の制御装置１０は、４サイクルガソリンエンジン２０と、このエンジン２０を制御するためのコントロールユニット１００とを備えている。 With reference to FIGS. 1 and 2, the illustrated control apparatus 10 includes a four-cycle gasoline engine 20 and a control unit 100 for controlling the engine 20.

エンジン２０は、クランクシャフト２１を回転自在に支持するシリンダブロック２２と、シリンダブロック２２の上部に配置されたシリンダヘッド２３とを一体的に有しており、これらシリンダブロック２２およびシリンダヘッド２３には、クランクシャフト２１の長手方向に並ぶ４つの気筒２４Ａ〜２４Ｄが形成されている。 The engine 20 integrally includes a cylinder block 22 that rotatably supports the crankshaft 21 and a cylinder head 23 disposed on the upper portion of the cylinder block 22, and the cylinder block 22 and the cylinder head 23 include Four cylinders 24A to 24D arranged in the longitudinal direction of the crankshaft 21 are formed.

各気筒２４Ａ〜２４Ｄには、コンロッド２５を介して前記クランクシャフト２１に連結された４つのピストン２６が嵌挿されている。本実施形態において、気筒列方向の一端側から第１気筒２４Ａ、第２気筒２４Ｂ、第３気筒２４Ｃ、第４気筒２４Ｄと呼ぶと、このピストン２６が各気筒２４Ａ〜２４Ｄ内にて昇降する行程は、表１に示すように、当該気筒２４Ａ〜２４Ｄの燃焼サイクルが、第１気筒２４Ａ、第３気筒２４Ｃ、第４気筒２４Ｄ、第２気筒２４Ｂの順になるように、クランク角で１８０°ずつの位相差が設定されている。 Four pistons 26 connected to the crankshaft 21 via connecting rods 25 are fitted in the cylinders 24A to 24D. In the present embodiment, when the first cylinder 24A, the second cylinder 24B, the third cylinder 24C, and the fourth cylinder 24D are called from one end side in the cylinder row direction, the stroke in which the piston 26 moves up and down in each of the cylinders 24A to 24D. As shown in Table 1, the crank angle is 180 degrees each so that the combustion cycle of the cylinders 24A to 24D is in the order of the first cylinder 24A, the third cylinder 24C, the fourth cylinder 24D, and the second cylinder 24B. The phase difference is set.

各気筒２４Ａ〜２４Ｄ内には、燃焼室２７が形成されている。この際、排気行程と吸気行程とが重なる２つ一組の気筒（第１気筒２４Ａと第２気筒２４Ｂ、第３気筒２４Ｃと第４気筒２４Ｄ）間において、本実施形態では、排気行程側の気筒（本実施形態ではこれを先行気筒と呼ぶ）２４Ａ、２４Ｄから吸気行程側の気筒（本実施形態ではこれを後続気筒と呼ぶ）２４Ｂ、２４Ｃへ既燃ガスをそのまま導くような配管構造が構成されている。そして、先行気筒２４Ａ、２４Ｄの幾何学的圧縮比は、１４から１６の範囲に設定される一方、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃの幾何学的圧縮比は、１１から１２の間に設定される。 A combustion chamber 27 is formed in each of the cylinders 24A to 24D. At this time, in the present embodiment, between the two cylinders (first cylinder 24A and second cylinder 24B, third cylinder 24C and fourth cylinder 24D) in which the exhaust stroke and the intake stroke overlap, A piping structure is configured such that the burned gas is directly introduced from the cylinders 24A and 24D to the intake stroke side cylinders (referred to as subsequent cylinders in this embodiment) 24B and 24C. Has been. The geometric compression ratio of the preceding cylinders 24A and 24D is set in the range of 14 to 16, while the geometric compression ratio of the subsequent cylinders 24B and 24C is set between 11 and 12.

図３は気筒２４Ａ〜２４Ｄを拡大して示す平面略図である。 FIG. 3 is a schematic plan view showing the cylinders 24A to 24D in an enlarged manner.

図２および図３を参照して、シリンダヘッド２３の下面には、気筒２４Ａ〜２４Ｄ毎に燃焼室２７の天井部が構成され、この天井部は中央部分からシリンダヘッド２３の下端まで延びる２つの傾斜面を有するいわゆるペントルーフ型となっている。 With reference to FIGS. 2 and 3, a ceiling portion of the combustion chamber 27 is formed on the lower surface of the cylinder head 23 for each of the cylinders 24 A to 24 D, and this ceiling portion extends from the central portion to the lower end of the cylinder head 23. It is a so-called pent roof type having an inclined surface.

上述したように、先行気筒２４Ａ、２４Ｄから後続気筒２４Ｂ、２４Ｃへ既燃ガスをそのまま導くような配管構造を構成するに当たり、先行気筒２４Ａ、２４Ｄには、２つ一組の吸気ポート２８が形成されているとともに、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃには、吸気系統からの吸気を導入する一対の吸気ポート２８ａと、先行気筒２４Ａ、２４Ｂからの既燃ガスを導入する吸気ポート２８ｂがそれぞれ形成されている。他方、先行気筒２４Ａ、２４Ｄには、既燃ガスをそのまま排気系統に排出するための排気ポート２９ａと、後続気筒２４Ｃ、２４Ｄへ既燃ガスを導くための排気ポート２９ｂがそれぞれ一つずつ形成されているとともに、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃには、既燃ガスをそのまま排気系統に排出するための排気ポート２９のみが一つずつ形成されている。また、先行気筒２４Ａ、２４Ｄの排気ポート２９ｂは、気筒間ガス通路５４によって、対応する後続気筒（図示の例では、第１気筒２４Ａについては第２気筒２４Ｂ、第４気筒２４Ｄについては第３気筒２４Ｃ）の吸気ポート２８ｂと連通可能に接続されている。 As described above, in configuring the piping structure that guides the burned gas from the preceding cylinders 24A, 24D to the succeeding cylinders 24B, 24C as they are, a pair of intake ports 28 are formed in the preceding cylinders 24A, 24D. In addition, a pair of intake ports 28a for introducing intake air from the intake system and intake ports 28b for introducing burned gas from the preceding cylinders 24A and 24B are formed in the subsequent cylinders 24B and 24C, respectively. . On the other hand, each of the preceding cylinders 24A and 24D is formed with an exhaust port 29a for discharging the burned gas to the exhaust system as it is and an exhaust port 29b for guiding the burned gas to the succeeding cylinders 24C and 24D. In addition, only one exhaust port 29 is formed in each of the subsequent cylinders 24B and 24C for discharging the burned gas to the exhaust system as it is. Further, the exhaust ports 29b of the preceding cylinders 24A and 24D are connected to the corresponding succeeding cylinders (in the example shown, the second cylinder 24B for the first cylinder 24A and the third cylinder for the fourth cylinder 24D by the inter-cylinder gas passage 54). 24C) and the intake port 28b.

さらに、各吸気ポート２８、２８ａ、２８ｂと、各排気ポート２９、２９ａ、２９ｂには、それぞれ吸気弁３０、３０ａ、３０ｂと、排気弁３１、３１ａ、３１ｂが設けられている。各吸気弁３０、３０ａ、３０ｂと、各排気弁３１、３１ａ、３１ｂは、カムシャフト３７、３８等を含む周知の動弁機構により、所定のタイミングで開閉するように駆動される。 Further, the intake ports 28, 28a, 28b and the exhaust ports 29, 29a, 29b are respectively provided with intake valves 30, 30a, 30b and exhaust valves 31, 31a, 31b. Each intake valve 30, 30a, 30b and each exhaust valve 31, 31a, 31b are driven to open and close at a predetermined timing by a known valve operating mechanism including camshafts 37, 38 and the like.

各気筒２４Ａ〜２４Ｄの吸気弁３０、３０ａ、３０ｂと、排気弁３１、３１ａ、３１ｂには、それぞれ公知のタペットユニット３６が設けられている。タペットユニット３６は、シリンダヘッド２３に設けられた動弁機構のカムシャフト３７、３８のカム３７ａ、３８ａによって、周期的に駆動されるものである。 A known tappet unit 36 is provided in each of the intake valves 30, 30a, 30b and the exhaust valves 31, 31a, 31b of the cylinders 24A to 24D. The tappet unit 36 is periodically driven by cams 37a and 38a of camshafts 37 and 38 of a valve mechanism provided in the cylinder head 23.

さらに、これらの各弁３０〜３０ｂ、３１〜３１ｂのうち、先行気筒２４Ａ、２４Ｄの排気弁３１ａ、３１ｂと、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃの吸気弁３０ａ、３０ｂのタペットユニット３６には、各弁３０〜３０ｂ、３１〜３１ｂを作動状態と停止状態とに切り換える弁停止機構が設けられている。この弁停止機構の構造自体は、いわゆるロストモーション機構として従来から知られているため詳しい図示は省略する。 Further, among these valves 30 to 30b and 31 to 31b, the exhaust valves 31a and 31b of the preceding cylinders 24A and 24D and the tappet units 36 of the intake valves 30a and 30b of the succeeding cylinders 24B and 24C are provided with the valves 30 A valve stop mechanism that switches between -30b and 31-31b between an operating state and a stopped state is provided. Since the structure of the valve stop mechanism itself is conventionally known as a so-called lost motion mechanism, detailed illustration thereof is omitted.

図４は、弁停止機能を有するタペットユニット３６を制御するための回路構成を示す平面略図である。 FIG. 4 is a schematic plan view showing a circuit configuration for controlling the tappet unit 36 having a valve stop function.

図４を参照して、コントロールユニット１００には、先行気筒２４Ａ、２４Ｄの排気弁３１ａと、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃの吸気弁３０ａのタペットユニット３６に作動油を供給する作動油回路１１０のコントロール弁１１１が出力要素として接続されているとともに、先行気筒２４Ａ、２４Ｄの排気弁３１ｂと後続気筒２４Ｂ、２４Ｃの吸気弁３０ｂのタペットユニット３６に作動油を供給する作動油回路１１２のコントロール弁１１３が出力要素として接続されている。そして、各弁３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂは、コントロールユニット１００によって、選択的に開閉されるよう構成されている。この結果、コントロールユニット１００は、エンジン２０を圧縮自己着火運転（減筒運転、全筒運転）や、強制着火運転等の複数の運転モードを実行することが可能になっている。 Referring to FIG. 4, the control unit 100 includes a control valve for the hydraulic oil circuit 110 that supplies hydraulic oil to the exhaust valves 31a of the preceding cylinders 24A and 24D and the tappet unit 36 of the intake valves 30a of the subsequent cylinders 24B and 24C. 111 is connected as an output element, and the control valve 113 of the hydraulic oil circuit 112 that supplies hydraulic oil to the exhaust valve 31b of the preceding cylinders 24A and 24D and the tappet unit 36 of the intake valve 30b of the subsequent cylinders 24B and 24C is output. Connected as an element. Each valve 30a, 30b, 31a, 31b is configured to be selectively opened and closed by the control unit 100. As a result, the control unit 100 can execute a plurality of operation modes such as compression self-ignition operation (reduced cylinder operation, all cylinder operation) and forced ignition operation of the engine 20.

次に、図２を参照して、燃焼室２７の側部には、コントロールユニット１００からの燃料噴射パルスを受けて、このパルス幅に対応する燃料を燃焼室２７に噴射する燃料噴射弁３２が設けられている。この燃料噴射弁３２は、図略のニードル弁及びソレノイドを内蔵し、コントロールユニット１００から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３２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２７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。 Next, referring to FIG. 2, a fuel injection valve 32 that receives a fuel injection pulse from the control unit 100 and injects fuel corresponding to the pulse width into the combustion chamber 27 is provided at the side of the combustion chamber 27. Is provided. The fuel injection valve 32 includes a needle valve and a solenoid (not shown). When a pulse signal is input from the control unit 100, the fuel injection valve 32 is driven for a time corresponding to the pulse width at the pulse input timing, and opens. An amount of fuel corresponding to the valve opening time is injected. The fuel injection valve 32 is supplied with fuel by a fuel pump (not shown) through a fuel supply passage and the like, and the fuel pressure is higher than the pressure in the combustion chamber 27 in the compression stroke. A supply system is configured.

図３を参照して、各気筒２４Ａ〜２４Ｄには、シリンダヘッド２３に固定され、燃焼室２７内にスパークを発する３個の点火プラグ３４が配設されている。各点火プラグ３４は、ピストン２６の稜線部分と平行なシリンダ直径沿いに並んでおり、中央のものがシリンダボア中心Ｚ上に配置され、両側のものが燃焼室２７の側縁に配置されている。各点火プラグ３４には、電子制御による点火タイミングのコントロールが可能な点火回路３５が接続されており、この点火回路３５がコントロールユニット１００に制御されることにより、点火プラグ３４は、選択的に点火制御されるようになっている。 Referring to FIG. 3, each of the cylinders 24 A to 24 D is provided with three spark plugs 34 that are fixed to the cylinder head 23 and emit a spark in the combustion chamber 27. The spark plugs 34 are arranged along the cylinder diameter parallel to the ridge line portion of the piston 26, the center one is disposed on the cylinder bore center Z, and both sides are disposed on the side edge of the combustion chamber 27. Each ignition plug 34 is connected to an ignition circuit 35 capable of controlling the ignition timing by electronic control. By controlling the ignition circuit 35 by the control unit 100, the ignition plug 34 is selectively ignited. To be controlled.

次に、図１および図２を参照して、エンジン２０の吸気ポート２８、２８ａには、インテークマニホールド４２の分岐吸気管４３が接続している。分岐吸気管４３は、気筒２４Ａ〜２４Ｄ毎に設けられており、それぞれがインテークマニホールド４２に等長の吸気経路を形成した状態で接続されている。図示の実施形態において、各気筒２４Ａ〜２４Ｄの吸気ポート２８、２８ａは、それぞれクランクシャフト方向に沿って配設されており、前記分岐吸気管４３の下流端は、各気筒２４Ａ〜２４Ｄの吸気ポート２８、２８ａに対応して二股に形成されている。分岐吸気管４３の上流側合流部分には、開閉弁４４が設けられている。開閉弁４４は、三方電磁弁で具体化されたものであり、アクチュエータ４５によって、個別に分岐吸気管４３の集合部分を所望量だけ開閉できるように構成されている。 Next, referring to FIGS. 1 and 2, a branch intake pipe 43 of the intake manifold 42 is connected to the intake ports 28, 28 a of the engine 20. The branch intake pipe 43 is provided for each of the cylinders 24 A to 24 D, and each of the branch intake pipes 43 is connected to the intake manifold 42 in a state where an intake passage having an equal length is formed. In the illustrated embodiment, the intake ports 28 and 28a of the cylinders 24A to 24D are arranged along the crankshaft direction, and the downstream end of the branch intake pipe 43 is the intake port of the cylinders 24A to 24D. It is formed in two forks corresponding to 28 and 28a. An open / close valve 44 is provided at the upstream side merge portion of the branch intake pipe 43. The on-off valve 44 is embodied by a three-way solenoid valve, and is configured such that the actuator 45 can individually open and close the aggregate portion of the branch intake pipe 43 by a desired amount.

インテークマニホールド４２の上流側には、新気をインテークマニホールド４２内部に導入するための吸気通路４６が接続されている。この吸気通路４６には、スロットルバルブ４７が設けられている。 An intake passage 46 for introducing fresh air into the intake manifold 42 is connected to the upstream side of the intake manifold 42. A throttle valve 47 is provided in the intake passage 46.

排気ポート２９には、各気筒２４Ａ〜２４Ｄに２つ一組で形成された二股状の分岐排気管５１が接続されている。各分岐排気管５１の下流端は、エキゾーストマニホールド５２に接続されている。このエキゾーストマニホールド５２には、既燃ガスを排出する排気通路５３が接続されている。この排気通路５３には、排気浄化のために三元触媒５５が設けられている。この三元触媒５５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＝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。 The exhaust port 29 is connected to a bifurcated branch exhaust pipe 51 formed in pairs for each of the cylinders 24A to 24D. The downstream end of each branch exhaust pipe 51 is connected to the exhaust manifold 52. An exhaust passage 53 for discharging burned gas is connected to the exhaust manifold 52. A three-way catalyst 55 is provided in the exhaust passage 53 for exhaust purification. As is generally known, the three-way catalyst 55 has high purification performance for HC, CO, and NOx when the air-fuel ratio of the exhaust gas is near the stoichiometric air-fuel ratio (that is, the excess air ratio λ = 1). It is the catalyst shown.

次に、インテークマニホールド４２、エキゾーストマニホールド５２の間には、排気された既燃ガスをインテークマニホールド４２に還流させる外部ＥＧＲシステム６０が設けられている。外部ＥＧＲシステム６０は、インテークマニホールド４２とエキゾーストマニホールド５２との間に形成された還流通路６１に接続され、ＥＧＲクーラ６２と、ＥＧＲ弁６３と、ＥＧＲ弁６３を駆動するアクチュエータ６４とを備えた公知のバルブシステムである。 Next, an external EGR system 60 for returning the exhausted burned gas to the intake manifold 42 is provided between the intake manifold 42 and the exhaust manifold 52. The external EGR system 60 is connected to a recirculation passage 61 formed between the intake manifold 42 and the exhaust manifold 52, and includes an EGR cooler 62, an EGR valve 63, and an actuator 64 that drives the EGR valve 63. Valve system.

図５は図１の実施形態に係る吸気加熱手段としての吸気加熱システム７０の構成を示す構成図である。 FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of an intake air heating system 70 as intake air heating means according to the embodiment of FIG.

図５を参照して、吸気通路４６には、スロットルバルブ４７の上流側に三方電磁弁４８が設けられており、この三方電磁弁４８に接続されたバイパス通路４９には、ヒータ５０が設けられている。この三方電磁弁４８は、開閉弁４４と同様に、コントロールユニット１００の制御により、開弁割合を変更可能に構成されている。従って、三方電磁弁４８を切り換えることにより、所望の割合で外気をインテークマニホールド４２に導入したり、ヒータ５０で加温された空気をインテークマニホールド４２に導入したりすることができるようになっている。 Referring to FIG. 5, a three-way solenoid valve 48 is provided in the intake passage 46 upstream of the throttle valve 47, and a heater 50 is provided in a bypass passage 49 connected to the three-way solenoid valve 48. ing. The three-way solenoid valve 48 is configured to be able to change the valve opening ratio under the control of the control unit 100, similarly to the on-off valve 44. Therefore, by switching the three-way solenoid valve 48, outside air can be introduced into the intake manifold 42 at a desired rate, or air heated by the heater 50 can be introduced into the intake manifold 42. .

さらに吸気通路４６には、加熱通路７１が分岐接続されている。この加熱通路７１の途中には、冷却水熱交換器７２と、排気熱交換器７３が接続されている。 Further, a heating passage 71 is branchedly connected to the intake passage 46. In the middle of the heating passage 71, a cooling water heat exchanger 72 and an exhaust heat exchanger 73 are connected.

加熱通路７１は、各熱交換器７２、７３を経て吸熱した熱を吸気側に還流するためのものである。加熱通路７１の下流側には、気筒２４Ａ〜２４Ｄ毎に分岐した分岐管７１ａが設けられ、各分岐管７１ａは、対応する開閉弁４４の吸気側のポートに接続されている。 The heating passage 71 is for returning the heat absorbed through the heat exchangers 72 and 73 to the intake side. On the downstream side of the heating passage 71, a branch pipe 71a branched for each of the cylinders 24A to 24D is provided, and each branch pipe 71a is connected to a port on the intake side of the corresponding on-off valve 44.

冷却水熱交換器７２は、エンジン２０の水冷システム７４に接続されて、エンジン２０からラジエータ（図示せず）に還流する冷却水が吸収した熱を、加熱通路７１を通る吸気に吸収させるためのものである。 The cooling water heat exchanger 72 is connected to the water cooling system 74 of the engine 20 to absorb the heat absorbed by the cooling water returning from the engine 20 to the radiator (not shown) into the intake air passing through the heating passage 71. Is.

排気熱交換器７３は、エンジン２０の排気通路５３に接続されて、既燃ガスの熱を、加熱通路７１を通る吸気に吸収させるためのものである。排気熱交換器７３は、加熱通路７１において、冷却水熱交換器７２の下流側に配置されている。 The exhaust heat exchanger 73 is connected to the exhaust passage 53 of the engine 20 to absorb the heat of burned gas into the intake air passing through the heating passage 71. The exhaust heat exchanger 73 is disposed on the downstream side of the cooling water heat exchanger 72 in the heating passage 71.

本実施形態において、上述したヒータ５０と、これら熱交換器７２、７３が、吸気加熱システム７０の主要部を構成している。 In the present embodiment, the heater 50 and the heat exchangers 72 and 73 described above constitute a main part of the intake air heating system 70.

図１を参照して、エンジン２０の運転状態を検出するために、吸気通路４６には、エアフローセンサＳＷ１が設けられ、開閉弁４４の下流には吸気温度Ｔを予測するための吸気温度センサＳＷ２（図２参照）が設けられている。また、シリンダブロック２２には、クランクシャフト２１の回転数を検出する回転数センサＳＷ３および冷却水の温度を検出するエンジン水温センサＳＷ４が設けられている（図２参照）。さらに、排気通路５３には、上述した三元触媒５５の上流側に設けられて空燃比を制御するための酸素濃度センサＳＷ５が設けられている。さらにヒータ５０および排気熱交換器７３には、それぞれ温度センサＳＷ７、ＳＷ８が設けられており、ヒータ５０で加熱されたバイパス通路４９内の吸気の温度と、加熱通路７１内の吸気の温度とを検出することができるようになっている。 Referring to FIG. 1, in order to detect the operating state of engine 20, air flow sensor SW 1 is provided in intake passage 46, and intake air temperature sensor SW 2 for predicting intake air temperature T downstream of on-off valve 44. (See FIG. 2). The cylinder block 22 is provided with a rotation speed sensor SW3 for detecting the rotation speed of the crankshaft 21 and an engine water temperature sensor SW4 for detecting the temperature of the cooling water (see FIG. 2). Further, the exhaust passage 53 is provided with an oxygen concentration sensor SW5 provided on the upstream side of the above-described three-way catalyst 55 for controlling the air-fuel ratio. Further, the heater 50 and the exhaust heat exchanger 73 are provided with temperature sensors SW7 and SW8, respectively, and the temperature of the intake air in the bypass passage 49 heated by the heater 50 and the temperature of the intake air in the heating passage 71 are measured. It can be detected.

エンジン２０には、制御手段としてのコントロールユニット１００が設けられている。このコントロールユニット１００には、エアフローセンサＳＷ１、吸気温度センサＳＷ２、回転数センサＳＷ３、エンジン水温センサＳＷ４、酸素濃度センサＳＷ５、エンジン負荷を検出するためのアクセル開度センサＳＷ６、並びに温度センサＳＷ７、ＳＷ８が入力要素として接続されている。これら各センサＳＷ１〜ＳＷ８は、何れも本実施形態における運転状態検出手段の具体例である。他方、コントロールユニット１００には、開閉弁４４のアクチュエータ４５、スロットルバルブ４７のアクチュエータ、吸気通路４６の三方電磁弁４８、ヒータ５０が制御要素として接続されている。 The engine 20 is provided with a control unit 100 as control means. The control unit 100 includes an air flow sensor SW1, an intake air temperature sensor SW2, an engine speed sensor SW3, an engine water temperature sensor SW4, an oxygen concentration sensor SW5, an accelerator opening sensor SW6 for detecting engine load, and temperature sensors SW7 and SW8. Are connected as input elements. Each of these sensors SW1 to SW8 is a specific example of the operating state detection means in the present embodiment. On the other hand, the control unit 100 is connected with the actuator 45 of the on-off valve 44, the actuator of the throttle valve 47, the three-way electromagnetic valve 48 of the intake passage 46, and the heater 50 as control elements.

図１を参照して、コントロールユニット１００は、ＣＰＵ１０１、メモリ１０２、インターフェース１０３並びにこれらのユニット１０１〜１０３を接続するバス１０４を有するものであり、メモリ１０２に記憶されるプログラム並びにデータによって、運転状態を判定する運転状態判定手段を機能的に構成している。 Referring to FIG. 1, a control unit 100 has a CPU 101, a memory 102, an interface 103, and a bus 104 for connecting these units 101 to 103. The control unit 100 operates according to programs and data stored in the memory 102. The operation state determination means for determining is functionally configured.

図６は、図１の実施形態に係る運転状態に応じた制御を行うための運転領域設定の一例を示す特性図である。 FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating an example of operation region setting for performing control according to the operation state according to the embodiment of FIG. 1.

図６を参照して、図示の実施形態では、エンジン回転数Ｎが所定回転数Ｎ１以下の部分負荷運転領域Ｄにおいて、圧縮自己着火運転を実行し、残余の領域では、火花点火による強制着火運転を実行するように設定されている。さらに、圧縮自己着火運転を実行する部分負荷運転領域Ｄにおいて、所定の低負荷側の運転領域Ｄ₁では、減筒運転を実行する一方、前記所定の低負荷を越える高負荷側の運転領域Ｄ₂では、全筒運転を実行するようになっている。 Referring to FIG. 6, in the illustrated embodiment, the compression self-ignition operation is executed in the partial load operation region D where the engine speed N is equal to or less than the predetermined engine speed N1, and the forced ignition operation by spark ignition is performed in the remaining region. Is set to run. Further, in the partial load operation region D in which the compression self-ignition operation is performed, in the predetermined low load side operation region D ₁ , while the reduced cylinder operation is performed, the high load side operation region D exceeding the predetermined low load is performed. _{In 2} , all-cylinder operation is executed.

コントロールユニット１００は、メモリ１０２に記憶されている図６の制御用マップに基づき、前記回転数センサＳＷ３及びアクセル開度センサＳＷ６等からの信号に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）が何れの運転領域にあるかを判別するようになっている。 The control unit 100 is based on the control map shown in FIG. 6 stored in the memory 102, and the engine operating state (engine speed and engine load) checked by signals from the rotational speed sensor SW3 and the accelerator opening sensor SW6. ) Is in which operating region.

圧縮自己着火運転を実行する場合、コントロールユニット１００は、気筒間ガス通路５４を介して先行気筒２４Ａ、２４Ｄの既燃ガスを後続気筒２４Ｂ、２４Ｃに導入させる２気筒接続状態とする。 When executing the compression self-ignition operation, the control unit 100 is in a two-cylinder connection state in which the burned gas of the preceding cylinders 24A and 24D is introduced into the succeeding cylinders 24B and 24C via the inter-cylinder gas passage 54.

この状態で、減筒運転を実行する際、コントロールユニット１００は、吸気加熱システム７０を作動しつつ、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃの吸気弁３０ａを閉じて後続気筒２４Ｂ、２４Ｃへの吸気を遮断し、専ら先行気筒２４Ａ、２４Ｄのみを稼働する。この減筒運転を実行することにより、アイドル運転時等、燃焼安定性の悪い低負荷側において、稼働中の一気筒当たりの負荷を相対的に増加することができ、吸気温度Ｔを上昇させるまでもなく、圧縮自己着火運転による燃焼安定性を向上することが可能になる。 In this state, when executing the reduced cylinder operation, the control unit 100 closes the intake valve 30a of the succeeding cylinders 24B and 24C and shuts off the intake air to the succeeding cylinders 24B and 24C while operating the intake heating system 70, Only the preceding cylinders 24A and 24D are operated. By executing this reduced-cylinder operation, the load per cylinder in operation can be relatively increased on the low load side where combustion stability is poor, such as during idle operation, until the intake air temperature T is increased. Therefore, it is possible to improve the combustion stability by the compression self-ignition operation.

また、コントロールユニット１００は、部分負荷運転領域Ｄで、先行気筒２４Ａ、２４Ｄの減筒運転を実行する際、圧縮自己着火を促進するため、少なくとも所定の低負荷側で圧縮上死点前に先行気筒２４Ａ、２４Ｄの着火アシストを実行するように点火回路３５を駆動する。 Further, when the control unit 100 executes the reduced cylinder operation of the preceding cylinders 24A and 24D in the partial load operation region D, the control unit 100 precedes the compression top dead center at least at a predetermined low load side in order to promote compression self-ignition. The ignition circuit 35 is driven so as to execute the ignition assist of the cylinders 24A and 24D.

他方、前記所定負荷よりも高負荷側の運転領域Ｄ₂では、全気筒２４Ａ〜２４Ｄが稼働する全筒運転が実行される。この全筒運転では、先行気筒２４Ａ、２４Ｄと後続気筒２４Ｂ、２４Ｃとを連通する。全筒運転では、先行気筒２４Ａ、２４Ｄでの既燃ガスが気筒間ガス通路５４を経由して後続気筒２４Ｂ、２４Ｃに導入され、さらに後続気筒２４Ｂ、２４Ｃにおいても圧縮自己着火運転が実行されることになる。また、全筒運転時においても、コントロールユニット１００は、前記吸気加熱システム７０を作動させ、エンジン負荷に応じて吸気温度を調整する。 On the other hand, in the operation region of the high load side than the predetermined load D _2, all-cylinder operation to all cylinders 24A~24D is running is executed. In this all-cylinder operation, the preceding cylinders 24A, 24D and the succeeding cylinders 24B, 24C are communicated. In the all-cylinder operation, the burnt gas in the preceding cylinders 24A and 24D is introduced into the succeeding cylinders 24B and 24C via the inter-cylinder gas passage 54, and the compression self-ignition operation is also performed in the succeeding cylinders 24B and 24C. It will be. In addition, even during the all-cylinder operation, the control unit 100 operates the intake air heating system 70 to adjust the intake air temperature according to the engine load.

吸気温度の調整方法としては、予めメモリ１０２にエンジン運転状態に基づく目標吸気温度Ｔと吸気量とを制御マップとして記憶しておき、エアフローセンサＳＷ１、吸気温度センサＳＷ２、アクセル開度センサＳＷ６、温度センサＳＷ７、ＳＷ８の検出値から筒内への吸気温度Ｔと目標吸気量になるように、制御マップから値を読取って、スロットルバルブ４７、開閉弁４４、三方電磁弁４８の開量を調整することにより実現される。 As a method for adjusting the intake air temperature, the target intake air temperature T and the intake air amount based on the engine operating state are previously stored in the memory 102 as a control map, and the air flow sensor SW1, the intake air temperature sensor SW2, the accelerator opening sensor SW6, the temperature The values are read from the control map so as to obtain the intake air temperature T and the target intake air amount from the detection values of the sensors SW7 and SW8, and the opening amounts of the throttle valve 47, the on-off valve 44, and the three-way solenoid valve 48 are adjusted. Is realized.

他方、強制着火運転を実行する際は、各気筒２４Ａ〜２４Ｄ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コントロールユニット１００が作動油回路１１０、１１２のコントロール弁１１１、１１３を駆動して、タペットユニット３６を制御する。 On the other hand, when the forced ignition operation is executed, the control unit 100 controls the hydraulic oil circuits 110 and 112 to change the intake and exhaust flow state so that each cylinder 24A to 24D introduces fresh air to each cylinder independent state. The control valves 111 and 113 are driven to control the tappet unit 36.

また、コントロールユニット１００は、判定した運転状態に応じて燃料噴射弁３２からの噴射量及び噴射タイミングを制御する。 Further, the control unit 100 controls the injection amount and the injection timing from the fuel injection valve 32 according to the determined operating state.

図７は各気筒２４Ａ〜２４Ｄに対する燃料噴射量とエンジン負荷との関係を示すグラフである。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between the fuel injection amount and the engine load for each of the cylinders 24A to 24D.

図７を参照して、コントロールユニット１００のメモリ１０２には、図７に基づく制御マップが記憶されている。この制御マップにおいて、減筒運転が実行される低負荷側の運転領域Ｄ₁では、負荷の増大に伴って先行気筒２４Ａ、２４Ｄへの燃料噴射量を増加するように設定されている。他方、高負荷側の運転領域Ｄ₂では、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃでの圧縮自己着火運転の開始時に当該後続気筒２４Ｂ、２４Ｃへ所定量の燃料を供給するとともに、先行気筒２４Ａ、２４Ｄへの燃料供給量を前記所定量だけ減量するように設定されている。 Referring to FIG. 7, a control map based on FIG. 7 is stored in memory 102 of control unit 100. In this control map, the operating region D ₁ of the low-load side of the reduced-cylinder operation is performed, the preceding cylinders 24A with an increase in the load is set so as to increase the fuel injection amount to 24D. On the other hand, in the operating region D ₂ of the high-load side, following cylinders 24B, the following cylinders 24B compressed at the beginning of self-ignition operation at 24C, supplies a predetermined amount of fuel to 24C, the preceding cylinders 24A, fuel to 24D The supply amount is set to be reduced by the predetermined amount.

さらに、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃが運転を開始した後は、先行気筒２４Ａ、２４Ｄへの燃料噴射量は、減量後の一定量に維持され、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃへの燃料噴射量のみがエンジン負荷の増加に伴って増量するように設定されている。 Further, after the subsequent cylinders 24B and 24C start operation, the fuel injection amount to the preceding cylinders 24A and 24D is maintained at a certain amount after the reduction, and only the fuel injection amount to the subsequent cylinders 24B and 24C is the engine load. It is set to increase with the increase.

次に、低負荷側の運転領域Ｄ₁の範囲を決定するための制御要因について説明する。 Next, a description will be given of a control factor for determining the scope of the operating region D ₁ of the low-load side.

図８〜図１０はコントロールユニット１００に設定される制御条件の基礎となったクランク角度と熱発生率dQ/dθとの関係を示すグラフである。これらのグラフは、本件発明者の研究結果によって得られたものであり、コントロールユニット１００のメモリ１０２には、これらのグラフに基づく制御マップが記憶されている。なお各図において、破線で示す曲線はスロットル全開のときに圧縮自己着火可能な最小の燃料噴射量に設定した場合の特性、実線で示す曲線は破線と同じ吸気温度Ｔでノッキング限界まで空燃比を下げた場合の特性を表わしている。また、実線で示す曲線の符号は、吸気温度Ｔが対応する破線で示す曲線の符号に添え字を付加したものである。 8 to 10 are graphs showing the relationship between the crank angle and the heat generation rate dQ / dθ, which are the basis of the control conditions set in the control unit 100. FIG. These graphs are obtained based on the research results of the present inventors, and a control map based on these graphs is stored in the memory 102 of the control unit 100. In each figure, the curve indicated by the broken line indicates the characteristic when the minimum fuel injection amount capable of compression self-ignition is set when the throttle is fully opened, and the curve indicated by the solid line indicates the air-fuel ratio up to the knocking limit at the same intake air temperature T as the broken line. The characteristic when lowered is shown. Further, the curve sign indicated by the solid line is obtained by adding a subscript to the sign of the curve indicated by the broken line corresponding to the intake air temperature T.

図８を参照して、圧縮自己着火によってエンジン２０を無負荷状態で運転する場合、吸気温度Ｔは、Ｔ１（＝２７０℃）に設定する必要がある。このＴ１では、最大熱発生率（dQ/dθ）MAXが圧縮上死点よりも前に発生するため、このまま空燃比を下げると、逆トルクが大きくなる。また、Ｔ１よりも２０℃低いＴ２（＝２５０℃）でも、依然、最大熱発生率（dQ/dθ）MAXは圧縮上死点よりも前に発生し、燃料噴射量を増やした場合、大きな逆トルクが発生する。次に、図９を参照して、負荷が高くなった場合、吸気温度Ｔは、Ｔ３（＝２２５℃）、Ｔ４（＝２０５℃）、Ｔ５（＝１９０℃）、Ｔ６（＝１７５℃）、Ｔ７（＝１６０℃）の各曲線で示すように、圧縮上死点以降に最大熱発生率(dQ/dθ)MAXが現れる。これらの特性から、本実施形態では、低負荷側の運転領域Ｄ₁においては、先行気筒２４Ａ、２４Ｄのみによる減筒運転を実行してエンジン負荷を相対的に増加することにより、比較的低い吸気温度Ｔで圧縮自己着火運転が可能となるようにしている。 Referring to FIG. 8, when engine 20 is operated in a no-load state by compression self-ignition, intake temperature T needs to be set to T1 (= 270 ° C.). At this T1, the maximum heat generation rate (dQ / dθ) MAX is generated before the compression top dead center. Therefore, if the air-fuel ratio is lowered as it is, the reverse torque increases. Also, even at T2 (= 250 ° C), which is 20 ° C lower than T1, the maximum heat generation rate (dQ / dθ) MAX still occurs before the compression top dead center. Torque is generated. Next, referring to FIG. 9, when the load becomes high, the intake air temperature T is T3 (= 225 ° C.), T4 (= 205 ° C.), T5 (= 190 ° C.), T6 (= 175 ° C.), As shown by each curve of T7 (= 160 ° C.), the maximum heat release rate (dQ / dθ) MAX appears after compression top dead center. These characteristics, in the present embodiment, in the operating region D ₁ of the low-load side, the preceding cylinders 24A, by relatively increasing the engine load by executing only the reduced-cylinder operation according to 24D, a relatively low intake The compression self-ignition operation is enabled at the temperature T.

次に、図１０を参照して、各吸気温度特性Ｔ１〜Ｔ７を重ね合わせた場合、概ね熱発生率dQ/dθが所定の値（約８０Ｊ/deg・m³）のところをピークとする山形のノッキング限界曲線を描くことになる。そこで本実施形態では、低負荷側の運転領域Ｄ₁と高負荷側の運転領域Ｄ₂の境界をこの所定の熱発生率dQ/dθ（約８０Ｊ/deg・m³）に基づいて、稼働気筒の筒内空燃比が理論空燃比よりもリーンであってスロットル全開時の運転状態において、設定されるべき空燃比がλ＝２以下となる範囲に設定している。なお図１０において、図の左側の直線は、各吸気温度Ｔ１〜Ｔ７での燃焼開始タイミングを示しており、右側の直線は、燃焼変動率が５％未満の燃焼終了（ＭＦＢ＝９５％）限界を表わしている。 Next, referring to FIG. 10, when the intake air temperature characteristics T1 to T7 are overlapped, a mountain shape having a peak when the heat generation rate dQ / dθ is approximately a predetermined value (about 80 J / deg · m ³ ). Draw a knock limit curve. Therefore, in the present embodiment, the operating cylinder D is defined based on the predetermined heat generation rate dQ / dθ (about 80 J / deg · m ³ ) at the boundary between the low load side operation region D ₁ and the high load side operation region D _2. The in-cylinder air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and the air-fuel ratio to be set is set in a range where λ = 2 or less in the operating state when the throttle is fully opened. In FIG. 10, the left straight line in the figure shows the combustion start timing at each intake air temperature T1 to T7, and the right straight line shows the combustion end (MFB = 95%) limit where the combustion fluctuation rate is less than 5%. Represents.

図１１は１５００ｒｐｍのときの正味熱効率（ＩＭＥＰ）と図示燃料消費率（ＩＳＦＣ）の関係を示すグラフである。 FIG. 11 is a graph showing the relationship between the net thermal efficiency (IMEP) and the indicated fuel consumption rate (ISFC) at 1500 rpm.

図１１を参照して、低負荷側の運転領域Ｄ₁において、外部ＥＧＲのない状態で仮に全気筒２４Ａ〜２４Ｄを稼働させて運転した場合、図示燃料消費率は、２００近くになってしまう。これに対して、運転領域Ｄ₁において、減筒運転を実行した場合、一気筒当たりの負荷の増加によって、図示燃料消費率は、大幅に低減する。 Referring to FIG. 11, in the low load side operation region D ₁ , if all cylinders 24 A to 24 D are operated with no external EGR, the illustrated fuel consumption rate is close to 200. In contrast, in the operating region D _1, if you perform a reduced-cylinder operation, the increase in the load per cylinder, the illustrated fuel consumption rate, is significantly reduced.

以上の構成によれば、運転状態が低負荷側の運転領域Ｄ₁であると判定された場合、コントロールユニット１００は、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃに係る吸気弁３０ａを閉じて、先行気筒２４Ａ、２４Ｂのみを稼働し、燃料噴射を行う。これにより、先行気筒２４Ａ、２４Ｂにおいて、圧縮自己着火運転が実行され、既燃ガスが後続気筒２４Ｂ、２４Ｃに導入される。この際、図７に示したように、先行気筒２４Ａ、２４Ｄへの燃料噴射量は、エンジン負荷の増大に伴って増加される。さらに、この減筒運転時において、少なくとも低負荷側では、先行気筒２４Ａ、２４Ｄでの着火をアシストするための点火が実行される。これにより、先行気筒２４Ａ、２４Ｄでの圧縮自己着火運転が確実に実行され、燃焼安定性が向上する。 According to the above configuration, when the operating state is determined to be operating region D ₁ of the low-load side, the control unit 100 closes the intake valve 30a according to the following cylinders 24B, 24C, preceding cylinders 24A, 24B Only operate and perform fuel injection. As a result, the compression self-ignition operation is executed in the preceding cylinders 24A and 24B, and the burned gas is introduced into the succeeding cylinders 24B and 24C. At this time, as shown in FIG. 7, the fuel injection amount to the preceding cylinders 24 A and 24 D is increased as the engine load increases. Further, during this reduced-cylinder operation, ignition is performed to assist ignition in the preceding cylinders 24A and 24D at least on the low load side. Thereby, the compression self-ignition operation in the preceding cylinders 24A and 24D is reliably executed, and the combustion stability is improved.

次に、エンジン負荷が増大し、運転状態が高負荷側の運転領域Ｄ₂であると判定された場合、コントロールユニット１００は、全気筒２４Ａ〜２４Ｄに燃料噴射を行い、全気筒を稼働させて、圧縮自己着火運転を実行する。この際、図７に示したように、先行気筒２４Ａ、２４Ｄへの燃料噴射量が減量されるとともに、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃへの燃料噴射量を先行気筒２４Ａ、２４Ｄでの見料分に設定して運転を開始する。これとともに、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃが運転を開始した後は、先行気筒２４Ａ、２４Ｄへの燃料噴射量は、一定量に維持され、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃへの燃料噴射量のみがエンジン負荷の増加に伴って増量される。 Then, the engine load is increased, when the operating state is determined to be operating region D ₂ of the high-load side, the control unit 100 performs the fuel injection to all the cylinders 24A to 24D, by operating all the cylinders Execute compression self-ignition operation. At this time, as shown in FIG. 7, the fuel injection amount to the preceding cylinders 24A and 24D is reduced, and the fuel injection amount to the subsequent cylinders 24B and 24C is set to the reference amount in the preceding cylinders 24A and 24D. And start driving. At the same time, after the subsequent cylinders 24B and 24C start operation, the fuel injection amount to the preceding cylinders 24A and 24D is maintained at a constant amount, and only the fuel injection amount to the subsequent cylinders 24B and 24C increases the engine load. The amount is increased along with.

以上説明したように本実施形態では、部分負荷運転領域Ｄにおいて、所定の低負荷側の運転領域Ｄ₁では、先行気筒２４Ａ、２４Ｄにおいて圧縮自己着火運転が実行されることにより、燃費や排気性能の向上を図ることができる。しかも、この圧縮自己着火運転は、先行気筒２４Ａ、２４Ｄのみが稼働する減筒運転であるので、稼働中の気筒一つ当たりの負荷が増幅されるため、比較的吸気温度Ｔが低温であっても、燃焼安定性が向上する。この結果、圧縮自己着火運転が最も不安定になりやすいエンジン低負荷運転領域において、比較的低い吸気温度Ｔで圧縮自己着火を実現することが可能になるので、吸気温度Ｔを高めることによる過早着火を回避し、燃費の向上を低負荷運転領域で維持することが可能になる。他方、運転状態が部分負荷運転領域Ｄのうち、前記所定の低負荷を越える高負荷側の運転領域Ｄ₂に移行した場合には、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃにおいても圧縮自己着火運転を実行し、稼働率を上げるようにしているので、高負荷時のノッキングを防止することも可能になる。 In the present embodiment as described above, in the partial load operation region D, the operating region D ₁ of the predetermined low-load side, the preceding cylinders 24A, by compression-ignition operation is executed in 24D, fuel consumption and exhaust performance Can be improved. In addition, since this compression self-ignition operation is a reduced cylinder operation in which only the preceding cylinders 24A and 24D are operated, the load per operating cylinder is amplified, so that the intake air temperature T is relatively low. However, the combustion stability is improved. As a result, compression self-ignition can be realized at a relatively low intake air temperature T in an engine low-load operation region where the compression self-ignition operation is most likely to become unstable. It is possible to avoid ignition and maintain fuel efficiency improvement in a low load operation region. On the other hand, when the operation state shifts to the high load side operation region D ₂ exceeding the predetermined low load in the partial load operation region D, the compression self-ignition operation is executed also in the subsequent cylinders 24B and 24C. Since the operating rate is increased, knocking at high loads can be prevented.

また、本実施形態では、先行気筒２４Ａ、２４Ｄが減筒運転を実行しているときに前記気筒間ガス通路５４が先行気筒２４Ａ、２４Ｄと後続気筒２４Ｂ、２４Ｃとを連通するようにコントロールユニット１００が開閉手段としての吸気弁３０ｂ、排気弁３１ｂを制御するものである。このため本実施形態では、低負荷側の運転領域Ｄ₁において、減筒運転の実行時に先行気筒２４Ａ、２４Ｄの既燃ガスが後続気筒２４Ｂ、２４Ｃにも導入される結果、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃが先行気筒２４Ａ、２４Ｄからの既燃ガスによって加熱されることになる。このため、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃが圧縮自己着火運転を実行する高負荷側の運転領域Ｄ₂において確実に後続気筒２４Ｂ、２４Ｃでの圧縮自己着火運転を実行することが可能になる。 Further, in the present embodiment, the control unit 100 is configured such that the inter-cylinder gas passage 54 communicates the preceding cylinders 24A and 24D and the succeeding cylinders 24B and 24C when the preceding cylinders 24A and 24D are performing the reduced cylinder operation. Controls the intake valve 30b and the exhaust valve 31b as opening / closing means. Therefore, in this embodiment, in the operating region D ₁ of the low-load side, the result of run time preceding cylinders 24A of the reduced-cylinder operation, the burned gas of the 24D are following cylinders 24B, is introduced to 24C, following cylinders 24B, 24C Is heated by the burned gas from the preceding cylinders 24A, 24D. Therefore, it is possible to perform compression self-ignition operation in reliably following cylinders 24B, 24C in the following cylinders 24B, operating range D ₂ of the high-load side 24C to perform compression self-ignition operation.

また、本実施形態では、前記高負荷側の運転領域Ｄ₂では、全気筒２４Ａ〜２４Ｄで圧縮自己着火運転が実行される。このため本実施形態では、２気筒接続状態にあるエンジン２０において、全気筒での圧縮自己着火運転によってノッキング限界をより高負荷側の運転領域に拡張することができ、圧縮自己着火運転を実行可能な運転領域を高負荷側の運転領域に拡げて燃費と排気性能の向上を図ることが可能になる。 Further, in the present embodiment, in the high load side operating region D _2, the compression-ignition operation in all the cylinders 24A~24D is executed. For this reason, in the present embodiment, in the engine 20 in the two-cylinder connected state, the knocking limit can be extended to the operation region on the higher load side by the compression self-ignition operation in all cylinders, and the compression self-ignition operation can be executed. It is possible to expand the operating range to the operating range on the high load side and improve fuel efficiency and exhaust performance.

また、本実施形態では、コントロールユニット１００の制御により筒内の混合気に点火する点火プラグ３４を設け、前記先行気筒２４Ａ、２４Ｄのみの減筒運転実行時において、少なくとも低負荷側では、点火プラグ３４が圧縮自己着火を促進するようにコントロールユニット１００が点火プラグ３４を制御するものである。このため本実施形態では、低負荷側での減筒運転実行時に、点火プラグ３４が圧縮自己着火を促進することによって、失火を確実に防止でき、燃焼特性が安定する。 In the present embodiment, the spark plug 34 for igniting the air-fuel mixture in the cylinder under the control of the control unit 100 is provided, and at the low load side at least when the reduced cylinder operation is executed only for the preceding cylinders 24A, 24D. The control unit 100 controls the spark plug 34 so that 34 promotes compression self-ignition. For this reason, in this embodiment, when the reduced-cylinder operation is performed on the low load side, the spark plug 34 promotes compression self-ignition, so that misfire can be reliably prevented and combustion characteristics are stabilized.

また、本実施形態では、前記低負荷側の運転領域Ｄ₁では、エンジン負荷の増大に伴って先行気筒２４Ａ、２４Ｄへの燃料噴射量を増加するとともに、前記高負荷側の運転領域Ｄ₂では、先行気筒２４Ａ、２４Ｄの燃料噴射量の増加を停止して後続気筒２４Ｂ、２４Ｃでの燃料を負荷の増加に伴って増加するようにコントロールユニット１００が燃料噴射弁３２を制御するものである。このため本実施形態では、先行気筒２４Ａ、２４Ｄによる減筒運転時においては、エンジン負荷の増加に伴って燃料噴射量を増加し、燃費の向上を図ることができる。また、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃも稼働している全筒運転時では、先行気筒２４Ａ、２４Ｄへの燃料噴射量の増加を停止し、高負荷側の運転領域での先行気筒２４Ａ、２４Ｄのノッキングを防止することができるとともに、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃの圧縮自己着火運転を安定させることが可能になる。 Further, in the present embodiment, the in the operating region D ₁ of the low-load side, the preceding cylinders 24A with increasing engine load, with increasing fuel injection quantity to 24D, in the operating region D ₂ of the high load side The control unit 100 controls the fuel injection valve 32 so that the fuel injection amount of the preceding cylinders 24A and 24D is stopped and the fuel in the subsequent cylinders 24B and 24C is increased as the load increases. For this reason, in the present embodiment, during the reduced-cylinder operation by the preceding cylinders 24A and 24D, the fuel injection amount can be increased as the engine load increases, and the fuel efficiency can be improved. Further, during all cylinder operation in which the succeeding cylinders 24B and 24C are also operating, the increase in the fuel injection amount to the preceding cylinders 24A and 24D is stopped, and knocking of the preceding cylinders 24A and 24D in the operation region on the high load side is stopped. This can be prevented and the compression self-ignition operation of the succeeding cylinders 24B and 24C can be stabilized.

また、本実施形態では、図７に示したように、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃでの圧縮自己着火運転の開始時に当該後続気筒２４Ｂ、２４Ｃへ所定量の燃料を供給するとともに、先行気筒２４Ａ、２４Ｄへの燃料供給量を前記所定量だけ減量するようにコントロールユニット１００が燃料噴射弁３２を制御するものである。このため本実施形態では、所定の低負荷を越えて高負荷側の運転領域Ｄ₂にエンジン負荷が変化した際、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃへ一定量の燃料が噴射されることにより、後続気筒２４Ｂ、２４Ｃでの圧縮自己着火を安定させることができるとともに、先行気筒２４Ａ、２４Ｄへの燃料噴射量が減量されることにより、先行気筒２４Ａ、２４Ｄのノッキングをさらに確実に防止することができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 7, a predetermined amount of fuel is supplied to the succeeding cylinders 24B and 24C at the start of the compression self-ignition operation in the succeeding cylinders 24B and 24C, and the preceding cylinders 24A and 24D. The control unit 100 controls the fuel injection valve 32 so as to reduce the fuel supply amount to the predetermined amount. Therefore, in this embodiment, when a predetermined engine load operating region D ₂ of the high-load side beyond the low load changes, following cylinders 24B, by a certain amount of fuel is injected into the 24C, following cylinders 24B , 24C can be stabilized, and the amount of fuel injected into the preceding cylinders 24A, 24D can be reduced, so that knocking of the preceding cylinders 24A, 24D can be more reliably prevented.

また、本実施形態では、前記高負荷側の運転領域Ｄ₂では、エンジン負荷の増加に拘わらず先行気筒２４Ａ、２４Ｄへの燃料噴射量を一定に維持するようにコントロールユニット１００が燃料噴射弁３２を制御するものである。このため本実施形態では、高負荷側の運転領域Ｄ₂での先行気筒２４Ａ、２４Ｄの空燃比が相対的にリーンに維持されるので、先行気筒２４Ａ、２４Ｄでのノッキングをさらに確実に防止することができる。 Further, in the present embodiment, the high the load side operating region D _2, regardless of the increase in the engine load preceding cylinders 24A, the control unit 100 to maintain the fuel injection amount to 24D constant fuel injection valve 32 Is to control. Therefore, in this embodiment, the preceding cylinders 24A in the operating region D ₂ of the high-load side, since the air-fuel ratio of 24D is maintained in a relatively lean, more reliably prevented preceding cylinders 24A, knocking at 24D be able to.

また、本実施形態では、前記先行気筒２４Ａ、２４Ｄの幾何学的圧縮比（本実施形態では１４〜１６）を後続気筒２４Ｂ、２４Ｃの幾何学的圧縮比（本実施形態では１１〜１２）よりも大きく設定している。このため本実施形態では、先行気筒２４Ａ、２４Ｄの幾何学的圧縮比を大きく設定して所定の低負荷側での圧縮自己着火をより確実に実行し、燃費や排気性能の向上を図ることが可能になる。また、気筒間ガス通路５４からの既燃ガスによってヘビーＥＧＲ状態になる後続気筒２４Ｂ、２４Ｃでは、比較的小さい幾何学的圧縮比に設定することによって、安定した圧縮自己着火運転の実行とノッキングの防止とを広い運転領域で両立させることが可能になる。 In the present embodiment, the geometric compression ratios of the preceding cylinders 24A and 24D (14 to 16 in the present embodiment) are changed from the geometric compression ratios of the subsequent cylinders 24B and 24C (11 to 12 in the present embodiment). Is also set larger. For this reason, in the present embodiment, the geometric compression ratio of the preceding cylinders 24A and 24D is set to be large, and compression self-ignition on the predetermined low load side is more reliably executed to improve fuel consumption and exhaust performance. It becomes possible. Further, in the succeeding cylinders 24B and 24C that are in the heavy EGR state by the burned gas from the inter-cylinder gas passage 54, a stable compression self-ignition operation and knocking can be performed by setting a relatively small geometric compression ratio. It is possible to achieve both prevention and prevention in a wide operating area.

このように本実施形態によれば、低負荷側の運転領域においては、先行気筒２４Ａ、２４Ｄの減筒運転による圧縮自己着火運転を実行しているので、低負荷側の運転領域でも、燃費と排気性能を向上することができるという顕著な効果を奏する。 As described above, according to the present embodiment, the compression self-ignition operation by the reduced cylinder operation of the preceding cylinders 24A and 24D is performed in the low load side operation region. There is a remarkable effect that the exhaust performance can be improved.

上述した実施形態は本発明の好ましい具体例に過ぎず、本発明は上述した実施形態に検定されない。 The above-described embodiments are merely preferred specific examples of the present invention, and the present invention is not tested on the above-described embodiments.

図１２は本発明の別の実施形態に係る吸気加熱システムの構成図である。 FIG. 12 is a configuration diagram of an intake air heating system according to another embodiment of the present invention.

図１２に示すように、吸気加熱手段は、先行気筒２４Ａ、２４Ｄに係る分岐吸気管４３に設けられたヒータ７７で具体化してもよい。この実施形態では、先行気筒２４Ａ、２４Ｄのみを加熱する構成になるため本実施形態では、必要充分な熱量を与えることにより、効率的に減筒運転を実行することが可能になる。 As shown in FIG. 12, the intake air heating means may be embodied by a heater 77 provided in the branch intake pipe 43 related to the preceding cylinders 24A and 24D. In this embodiment, since only the preceding cylinders 24A and 24D are heated, in this embodiment, it is possible to efficiently perform the reduced-cylinder operation by applying a necessary and sufficient amount of heat.

また、これとは別に図５で示した吸気加熱システム７０を採用し、加熱通路７１の下流端を先行気筒２４Ａ、２４Ｄの分岐吸気管４３に接続して、先行気筒２４Ａ、２４Ｄのみを加熱する構成を採用してもよい。 In addition to this, the intake air heating system 70 shown in FIG. 5 is adopted, and the downstream end of the heating passage 71 is connected to the branch intake pipe 43 of the preceding cylinders 24A and 24D to heat only the preceding cylinders 24A and 24D. A configuration may be adopted.

その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。 It goes without saying that various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.

本発明の実施の一形態に係る制御装置の概略構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図１に係る４サイクルガソリンエンジンの一つの気筒の構造を示す断面略図である。2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of one cylinder of the four-cycle gasoline engine according to FIG. 1. 気筒を拡大して示す平面略図である。It is a plane schematic diagram expanding and showing a cylinder. 弁停止機能を有するタペットユニットを制御するための回路構成を示す平面略図である。It is a schematic plan view showing a circuit configuration for controlling a tappet unit having a valve stop function. 図１の実施形態に係る吸気加熱手段としての吸気加熱システムの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the intake-air heating system as an intake-air heating means which concerns on embodiment of FIG. 図１の実施形態に係る運転状態に応じた制御を行うための運転領域設定の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the driving | operation area | region setting for performing control according to the driving | running state which concerns on embodiment of FIG. 各気筒に対する燃料噴射量とエンジン負荷との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the fuel injection quantity with respect to each cylinder, and an engine load. コントロールユニットに設定される制御条件の基礎となったクランク角度と熱発生率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the crank angle used as the basis of the control conditions set to a control unit, and a heat release rate. コントロールユニットに設定される制御条件の基礎となったクランク角度と熱発生率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the crank angle used as the basis of the control conditions set to a control unit, and a heat release rate. コントロールユニットに設定される制御条件の基礎となったクランク角度と熱発生率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the crank angle used as the basis of the control conditions set to a control unit, and a heat release rate. １５００ｒｐｍのときの正味熱効率（ＩＭＥＰ）と図示燃料消費率（ＩＳＦＣ）の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between net thermal efficiency (IMEP) at the time of 1500 rpm, and illustration fuel consumption rate (ISFC). 本発明の別の実施形態に係る吸気加熱システムの構成図である。It is a block diagram of the intake air heating system which concerns on another embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０制御装置
２０４サイクルガソリンエンジン
２１クランクシャフト
２４Ａ、２４Ｄ先行気筒
２４Ｂ、２４Ｃ後続気筒
２８、２８ａ、２８ｂ吸気ポート
２９、２９ａ、２９ｂ排気ポート
３０、３０ａ、３０ｂ吸気弁
３１、３１ａ、３１ｂ排気弁
３２燃料噴射弁
３４点火プラグ
４４開閉弁
４５アクチュエータ
４６吸気通路
４８三方電磁弁
５０、７７ヒータ（吸気加熱手段の構成例）
５３排気通路
５４気筒間ガス通路
１１０、１１２作動油回路
１１１、１１３コントロール弁
７０吸気加熱システム（吸気加熱手段の一例）
７２冷却水熱交換器（吸気加熱手段の構成例）
７３排気熱交換器（吸気加熱手段の構成例）
１００コントロールユニット（制御手段の一例）
Ｄ部分負荷運転領域
Ｄ₁ 低負荷側の運転領域
Ｄ₂ 高負荷側の運転領域
ＳＷ１エアフローセンサ（運転状態検出手段の一例）
ＳＷ２吸気温度センサ（運転状態検出手段の一例）
ＳＷ３回転数センサ（運転状態検出手段の一例）
ＳＷ４エンジン水温センサ（運転状態検出手段の一例）
ＳＷ５酸素濃度センサ（運転状態検出手段の一例）
ＳＷ６アクセル開度センサ（運転状態検出手段の一例）
ＳＷ７、ＳＷ８温度センサ（運転状態検出手段の一例） 10 control device 20 4-cycle gasoline engine 21 crankshaft 24A, 24D preceding cylinder 24B, 24C succeeding cylinder 28, 28a, 28b intake port 29, 29a, 29b exhaust port 30, 30a, 30b intake valve 31, 31a, 31b exhaust valve 32 Fuel injection valve 34 Spark plug 44 On-off valve 45 Actuator 46 Intake passage 48 Three-way solenoid valve 50, 77 Heater (Configuration example of intake air heating means)
53 Exhaust passage 54 Inter-cylinder gas passage 110, 112 Hydraulic oil circuit 111, 113 Control valve 70 Intake air heating system (an example of intake air heating means)
72 Cooling water heat exchanger (Configuration example of intake air heating means)
73 Exhaust heat exchanger (Configuration example of intake air heating means)
100 control unit (an example of control means)
D Partial load operation region D ₁ Low load side operation region D ₂ High load side operation region SW1 Air flow sensor (an example of operation state detection means)
SW2 intake air temperature sensor (an example of operation state detection means)
SW3 Rotational speed sensor (an example of operation state detection means)
SW4 engine water temperature sensor (an example of operation state detection means)
SW5 Oxygen concentration sensor (an example of operation state detection means)
SW6 Accelerator opening sensor (an example of operation state detection means)
SW7, SW8 Temperature sensor (an example of operation state detection means)

Claims

排気行程と吸気行程とが重なるような位相差をもって燃焼サイクルが実行される少なくとも一対の気筒と、排気行程にある先行気筒から排出される既燃ガスを吸気行程にある後続気筒に導入する気筒間ガス通路と、気筒間ガス通路を開閉する開閉手段と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、運転状態検出手段の検出に基づいて、開閉手段を制御することにより、部分負荷運転領域で圧縮自己着火運転を実行する制御手段とを備えた火花点火式多気筒エンジンの制御装置において、
気筒毎に燃料噴射を制御可能な燃料噴射手段と、
先行気筒の吸気温度を高める吸気加熱手段と
を設け、部分負荷運転領域のうち所定の低負荷側の運転領域では、先行気筒の吸気温度を高めて当該先行気筒のみが圧縮自己着火運転する減筒運転を実行する一方、部分負荷運転領域のうち前記所定の低負荷を越える高負荷側の運転領域では、後続気筒も圧縮自己着火運転を実行するように前記制御手段が燃料噴射手段、吸気加熱手段、および開閉手段を制御することを特徴とする火花点火式多気筒エンジンの制御装置。 Between at least a pair of cylinders in which the combustion cycle is executed with a phase difference such that the exhaust stroke and the intake stroke overlap, and between the cylinders that introduce burned gas discharged from the preceding cylinder in the exhaust stroke to the subsequent cylinder in the intake stroke A partial load operation region by controlling the opening and closing means based on the detection of the gas passage, the opening and closing means for opening and closing the gas passage between the cylinders, the operating state detecting means for detecting the operating state of the engine, and the operating state detecting means And a spark ignition type multi-cylinder engine control device comprising a control means for performing compression self-ignition operation at
Fuel injection means capable of controlling fuel injection for each cylinder;
An intake air heating means for increasing the intake air temperature of the preceding cylinder, and in a predetermined low-load operation region of the partial load operation region, the intake cylinder temperature is increased and only the preceding cylinder performs compression self-ignition operation. While performing the operation, in the operation region on the high load side exceeding the predetermined low load in the partial load operation region, the control means performs the fuel injection means and the intake air heating means so that the subsequent cylinders also execute the compression self-ignition operation. And a control device for a spark ignition type multi-cylinder engine, which controls the opening and closing means.

請求項１記載の火花点火式多気筒エンジンの制御装置において、
前記吸気加熱手段は、先行気筒のみを加熱するものであることを特徴とする火花点火式多気筒エンジンの制御装置。 The control device for a spark ignition type multi-cylinder engine according to claim 1,
The control device for a spark ignition type multi-cylinder engine, wherein the intake air heating means heats only the preceding cylinder.

請求項１または２記載の火花点火式多気筒エンジンの制御装置において、
先行気筒が減筒運転を実行しているときに前記気筒間ガス通路が先行気筒と後続気筒とを連通するように制御手段が開閉手段を制御するものであることを特徴とする火花点火式多気筒エンジンの制御装置。 The control device for a spark ignition type multi-cylinder engine according to claim 1 or 2,
A spark ignition type multi-fuel system characterized in that the control means controls the opening and closing means so that the inter-cylinder gas passage communicates between the preceding cylinder and the succeeding cylinder when the preceding cylinder performs a reduced cylinder operation. Cylinder engine control device.

請求項１から３の何れか１項に記載の火花点火式多気筒エンジンの制御装置において、
前記高負荷側の運転領域では、全気筒で圧縮自己着火運転を実行するものであることを特徴とする火花点火式多気筒エンジンの制御装置。 The control device for a spark ignition type multi-cylinder engine according to any one of claims 1 to 3,
A control apparatus for a spark ignition type multi-cylinder engine, wherein the compression self-ignition operation is executed in all cylinders in the high load side operation region.

請求項１から４の何れか１項に記載の火花点火式多気筒エンジンの制御装置において、
制御手段の制御により筒内の混合気に点火する点火手段を設け、
前記先行気筒のみの減筒運転実行時において、少なくとも低負荷側では、点火手段が圧縮自己着火を促進するように制御手段が点火手段を制御するものであることを特徴とする火花点火式多気筒エンジンの制御装置。 The control device for a spark ignition type multi-cylinder engine according to any one of claims 1 to 4,
Ignition means for igniting the air-fuel mixture in the cylinder by control of the control means,
A spark ignition type multi-cylinder characterized in that the control means controls the ignition means so that the ignition means promotes compression self-ignition at least on the low load side when the reduced cylinder operation of only the preceding cylinder is executed. Engine control device.

請求項１から５の何れか１項に記載の火花点火式多気筒エンジンの制御装置において、
前記低負荷側の運転領域では、エンジン負荷の増大に伴って先行気筒への燃料噴射量を増加するとともに、前記高負荷側の運転領域では、先行気筒の燃料噴射量の増加を停止して後続気筒での燃料を負荷の増加に伴って増加するように制御手段が燃料噴射手段を制御するものであることを特徴とする火花点火式多気筒エンジンの制御装置。 The spark ignition type multi-cylinder engine control apparatus according to any one of claims 1 to 5,
In the operating region on the low load side, the fuel injection amount to the preceding cylinder is increased as the engine load increases, and in the operating region on the high load side, the increase in the fuel injection amount of the preceding cylinder is stopped and followed. A control device for a spark ignition type multi-cylinder engine, characterized in that the control means controls the fuel injection means so as to increase the fuel in the cylinder as the load increases.

請求項６記載の火花点火式多気筒エンジンの制御装置において、
後続気筒での圧縮自己着火運転の開始時に当該後続気筒へ所定量の燃料を供給するとともに、先行気筒への燃料供給量を前記所定量だけ減量するように制御手段が燃料噴射手段を制御するものであることを特徴とする火花点火式多気筒エンジンの制御装置。 The control device for a spark ignition type multi-cylinder engine according to claim 6,
The control means controls the fuel injection means so as to supply a predetermined amount of fuel to the succeeding cylinder at the start of the compression self-ignition operation in the succeeding cylinder and to reduce the fuel supply amount to the preceding cylinder by the predetermined amount. A control device for a spark ignition type multi-cylinder engine.

請求項６または７記載の火花点火式多気筒エンジンの制御装置において、
前記高負荷側の運転領域では、エンジン負荷の増加に拘わらず先行気筒への燃料噴射量を一定に維持するように制御手段が燃料噴射手段を制御するものであることを特徴とする火花点火式多気筒エンジンの制御装置。 The control device for a spark ignition type multi-cylinder engine according to claim 6 or 7,
A spark ignition type wherein the control means controls the fuel injection means so as to keep the fuel injection amount to the preceding cylinder constant regardless of an increase in engine load in the operating region on the high load side. Multi-cylinder engine control device.

請求項１から８の何れか１項に記載の火花点火式多気筒エンジンの制御装置において、
前記先行気筒の幾何学的圧縮比を後続気筒の幾何学的圧縮比よりも大きく設定していることを特徴とする火花点火式多気筒エンジンの制御装置。 In the control device for a spark ignition type multi-cylinder engine according to any one of claims 1 to 8,
A control apparatus for a spark ignition type multi-cylinder engine, wherein the geometric compression ratio of the preceding cylinder is set to be larger than the geometric compression ratio of the subsequent cylinder.