JP2011174442A - エンジンのバルブタイミング制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 エンジンの燃費の向上を図りながら、エンジンの燃焼や運転安定性が悪化する事態を抑制することができるようにする。
【解決手段】 エンジン負荷演算手段４２によって演算されたエンジン負荷ＴＱが低中トルク閾値ＴＱth2以上の場合、吸気行程中に第１排気弁２８Ｒおよび第１吸気弁２７Ｆがともに閉弁する（ネガティブオーバラップ期間が設定される）ように吸気弁制御機構３２および排気弁制御機構３３を制御するバルブ制御手段４３を有するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車に用いて好適な、エンジンのバルブタイミング制御装置に関するものである。
近年、吸気効率の向上、排気ガス中のＮＯｘや未燃のＨＣの低減、および、排気再循環ガス（Exhaust Gas Recirculation Gas、以下、ＥＧＲガスとも言う）の導入等を目的として、吸気弁や排気弁のバルブリフト特性を可変とする可変動弁機構付きのエンジンが実用化されている。なお、このような技術を開示する文献としては、例えば、以下の特許文献１が挙げられる。
この特許文献１においては、エンジンの高負荷時に、吸気弁および排気弁が共に開いている期間（いわゆる、バルブオーバラップ期間）を設けるようになっている。
特開２００９−１３８６５５号公報
しかしながら、エンジンの負荷は一定ではなく、時々刻々と変化しており、単に、エンジンの高負荷時にバルブオーバラップ期間を設定しただけでは、エンジンの燃焼や運転安定性が悪化する事態を招いてしまう。
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、エンジンの燃費の向上を図りながら、エンジンの燃焼や運転安定性が悪化する事態を抑制することができる、エンジンのバルブタイミング制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明のエンジンのバルブタイミング制御装置は、一気筒に対して、第１吸気弁と第１排気弁とが設けられたエンジンのバルブタイミングを制御する装置であって、該第１吸気弁のバルブ位相を変更する吸気弁制御機構と、該第１排気弁のバルブ位相を変更する排気弁制御機構と、該エンジンの負荷を演算するエンジン負荷演算手段と、該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御するバルブ制御手段とを備え、該バルブ制御手段は、該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が低中トルク閾値以上の場合、吸気行程中に該第１排気弁および該第１吸気弁がともに閉弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御することを特徴としている。
また、該バルブ制御手段は、該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値以上の場合、該エンジン負荷が該低中トルク閾値よりも低い場合よりも、該第１吸気弁の開弁時期を吸気行程中で遅角させるように該吸気弁制御機構を制御することも特徴としている。
また、該バルブ制御手段は、該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値以上の場合、該第１排気弁の閉弁時期を排気上死点または吸気行程中となるように該排気弁制御機構を制御することも特徴としている。
また、該エンジンの該一気筒に対して第２吸気弁と第２排気弁とがさらに備えられ、該吸気弁制御機構は、該第１吸気弁および該第２吸気弁のバルブ位相を変更し、該排気弁制御機構は、該第１排気弁および該第２排気弁のバルブ位相を変更し、該バルブ制御手段は、該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値以上の場合、吸気行程中に該第１吸気弁，該第２吸気弁，該第１排気弁および該第２排気弁がすべて閉弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御することも特徴としている。
また、該バルブ制御手段は、該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値以上の場合、該エンジン負荷が該低中トルク閾値よりも低い場合よりも、該第１吸気弁の開弁時期および該第２吸気弁の開弁時期を吸気行程中で遅角させるように該吸気弁制御機構を制御することも特徴としている。
また、該バルブ制御手段は、該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値以上の場合、該第１排気弁の閉弁時期および該第２排気弁の閉弁時期を排気上死点または吸気行程中となるように該排気弁制御機構を制御することも特徴としている。
また、該バルブ制御手段は、該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値よりも低い状態と該低中トルク閾値よりも高い中高トルク閾値以上との間で変化した場合、吸気行程中に該第１吸気弁および該第１排気弁がともに閉弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御し、その後、該第１吸気弁および該第１排気弁がともに開弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御することも特徴としている。
また、該バルブ制御手段は、該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値よりも低い状態と該低中トルク閾値よりも高い該中高トルク閾値以上との間で変化した場合、吸気行程中に該第１吸気弁および該第１排気弁がともに閉弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御し、その後、該第１吸気弁の開弁時期を進角させるように該吸気弁制御機構を制御することも特徴としている。
また、該バルブ制御手段は、該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値よりも低い状態と該低中トルク閾値よりも高い該中高トルク閾値以上との間で変化した場合、吸気行程中に該第１吸気弁および該第１排気弁がともに閉弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御し、その後、該第１排気弁の閉弁時期を遅角させるように該排気弁制御機構を制御することも特徴としている。
また、該バルブ制御手段は、該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値よりも低い状態と該低中トルク閾値よりも高い中高トルク閾値以上との間で変化した場合、吸気行程中に該第１吸気弁，該第２吸気弁，該第１排気弁および該第２排気弁がすべて閉弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御し、その後、該第１吸気弁および該第２吸気弁の少なくとも１つと、該第１排気弁および該第２排気弁の少なくとも１つとがともに開弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御することも特徴としている。
また、該バルブ制御手段は、該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値よりも低い状態と該低中トルク閾値よりも高い該中高トルク閾値以上との間で変化した場合、吸気行程中に該第１吸気弁，該第２吸気弁，該第１排気弁および該第２排気弁がすべて閉弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御し、その後、該第１吸気弁および該第２吸気弁のうち進角している方の開弁時期を進角させるように該吸気弁制御機構を制御することも特徴としている。
また、該バルブ制御手段は、該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値よりも低い状態と該低中トルク閾値よりも高い該中高トルク閾値以上との間で変化した場合、吸気行程中に該第１吸気弁，該第２吸気弁，該第１排気弁および該第２排気弁がすべて閉弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御し、その後、該第１排気弁および該第２排気弁のうち遅角している方の閉弁時期を遅角させるように該排気弁制御機構を制御することも特徴としている。
本発明のエンジンのバルブタイミング制御装置によればエンジンの燃費の向上を図りながら、エンジンの負荷や回転数が過渡的に変化する状況下においても、エンジンの燃焼性や運転安定性が悪化する事態を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置の全体構成を示す模式的なブロック図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置が適用されたエンジンの燃焼室を模式的に示す上面図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置が適用されたエンジンのバルブ位相の目標値を示す、模式的なバルブリフト特性線であって、（Ａ）がアイドル時，（Ｂ）が低回転低負荷時，（Ｃ）が低回転高負荷時，（Ｄ）が高回転高負荷時，（Ｅ）が低高回転中負荷または高回転低負荷時を示す。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置で用いられるバルブタイミングマップを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置が適用された、エンジンのバルブ位相を示す模式的なバルブリフト特性線であって、エンジンが「低回転低負荷」状態にある場合を示す。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置が適用された、エンジンのバルブ位相を示す模式的なバルブリフト特性線であって、エンジンの運転状態が、「低回転低負荷」から「低回転高負荷」に移行する場合、または、「低回転高負荷」から「低回転低負荷」に移行する場合を示す。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置が適用された、エンジンのバルブ位相を示す模式的なバルブリフト特性線であって、エンジンの運転状態が「低回転低負荷」から「低回転高負荷」へ移行し終わった場合を示す。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置が適用された、エンジンのバルブ位相を示す模式的なバルブリフト特性線であって、エンジンの運転状態が、「低回転低負荷」から「高回転高負荷」に移行する場合、または、「高回転高負荷」から「低回転低負荷」に移行する場合を示す。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置が適用された、エンジンのバルブ位相を示す模式的なバルブリフト特性線であって、エンジンの運転状態が、「低回転低負荷」から「高回転高負荷」へ移行し終わった場合を示す。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置が適用された、エンジンのバルブ位相を示す模式的なバルブリフト特性線であって、エンジンの運転状態が、「低高回転中負荷または高回転低負荷」にある場合を示す。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置において、エンジンの運転状態を判定する制御を示す模式的なフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置において、エンジンの運転状態が「低回転低負荷」である場合のバルブタイミング制御を示す模式的なフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置において、エンジンの運転状態が「低回転低負荷」である場合に、燃焼室内で生じるスワール流を示す模式的な上面図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置において、エンジンの運転状態が「低回転低負荷」である場合に、燃焼室内で生じるスワール流を示す模式的な側面図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置において、エンジンの運転状態が、「低回転低負荷」である場合に、燃焼室内で生じるスワール流を示す模式的な上面図あって、吸気行程中期を示す。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置において、エンジンの運転状態が「低回転低負荷」である場合に、燃焼室内で生じるスワール流を示す模式的な側面図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置において、エンジンの運転状態が、「低回転低負荷」である場合に、燃焼室内で生じるスワール流を示す模式的な側面図あって、圧縮行程終期を示す。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置において、エンジンの運転状態が、「低回転低負荷」から「低回転高負荷」または「高回転高負荷」へ移行する場合のバルブタイミング制御を示す模式的なフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置において、エンジンの運転状態が、「低回転高負荷」または「高回転高負荷」から「低回転低負荷」へ移行する場合のバルブタイミング制御を示す模式的なフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置において、エンジンの運転状態が、「低高回転中負荷または高回転低負荷」である場合のバルブタイミング制御を示す模式的なフローチャートである。 本発明の一実施形態の変形例に係るエンジンのバルブタイミング制御装置が適用された、エンジンのバルブ位相を示す模式的なバルブリフト特性線であって、エンジンが「低回転低負荷」状態にある場合を示す。
図１に示す符号１１はエンジンであり、ここではガソリンエンジン（エンジン）を例示する。なお、このエンジン１１は多気筒エンジンであるものの、説明の都合上、ここでは１つのシリンダ１４のみを示す。
また、このエンジン１１は、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１３とを主に有している。
シリンダ１４内にはピストン１５が設けられ、このシリンダ１４内を往復運動するようになっている。
また、このピストン１５の上方には、燃焼室１６が形成されている。この燃焼室１６は、シリンダヘッド１２の下面に形成されたペントルーフ１７（図２参照）と、シリンダ１４と、ピストン１５の頂面１５ａとによって囲まれた空間である。
また、シリンダヘッド１２には、その先端が燃焼室１６内に突出した点火プラグ１８が設けられている。
シリンダヘッド１２に形成された吸気ポート１９には、インジェクタ２１が設けられている。また、この吸気ポート１９には、吸気マニホールド２２が接続されている。
また、シリンダヘッド１２に形成された排気ポート２３には、排気マニホールド２４が接続されている。
また、吸気マニホールド２２の上流端にはスロットルバルブ２５が設けられている。このスロットルバルブ２５の開度θTは、スロットルバルブ開度センサ２６によって検出されるようになっている。なお、このスロットルバルブ開度θTは、後述するＥＣＵ(Electric Control Unit)４０によって読み込まれるようになっている。
また、このエンジン１１には、クランクシャフト（図示略）の角度θCLを検出するクランクシャフト角度センサ（図示略）が設けられている。なお、このクランクシャフト角度センサによる検出結果θCLも、後述するＥＣＵ４０によって読み込まれるようになっている。
また、図２に示すように、シリンダヘッド１２のペントルーフ１７の吸気側壁部１７ａには、燃焼室１６に対して吸気ポート１９，１９を開閉する一組の吸気弁２７Ｆ，２７Ｒが設けられている。また、ペントルーフ１７の排気側壁部１７ｂには、燃焼室１６に対して排気ポート２３，２３を開閉する一組の排気弁２８Ｆ，２８Ｒが設けられている。
つまり、ペントルーフ１７の吸気側壁部１７ａには、エンジン１１の前方側に配設された前方吸気弁（第１吸気弁）２７Ｆと、エンジン１１の後方側に配設された後方吸気弁（第２吸気弁）２７Ｒとが並んで設けられている。
一方、ペントルーフ１７の排気側壁部１７ｂには、エンジン１１の前方側に配設された前方排気弁（第２排気弁）２８Ｆと、エンジン１１の後方側に配設された後方排気弁（第１排気弁）２８Ｒとが並んで設けられている。
また、前方吸気弁２７Ｆと前方排気弁２８Ｆとは互いに対向して配設されている。また、後方吸気弁２７Ｒと後方排気弁２８Ｒとは互いに対向して配設されている。
さらに、図１に示すように、このエンジン１１には、吸気側ＶＶＴ機構（バルブ制御機構，吸気弁制御機構）３２および排気側ＶＶＴ機構（バルブ制御機構，排気弁制御機構）３３が設けられている。なお、ＶＶＴは、Variable Valve Timing（可変バルブタイミング）の略称である。
前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒは、図１に示す、吸気カムシャフト２９に形成された前方吸気カム（図示略）および後方吸気カム（図示略）の動きにそれぞれ追従して開閉する機械式の弁である。同様に、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒは、排気カムシャフト３１に形成された前方排気カム（図示略）および後方吸気カム（図示略）の動きにそれぞれ追従して開閉する機械式の弁である。
これらのうち、前方吸気カムは、吸気カムシャフト２９に切り出し加工で形成された固定カムであり、一方、後方吸気カムは、吸気カムシャフト２９に回転可能に外嵌した可動カムである。
また、前方排気カムおよび後方排気カムは、ともに、排気カムシャフト３１に切り出し加工で形成された固定カムである。
そして、吸気側ＶＶＴ機構３２は、固定の前方吸気カムと可動の後方吸気カムとの相対位相を変更するとともに、クランクシャフト（図示略）と吸気カムシャフト２９との相対角度を変更することで、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相と、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相とを変更できるようになっている。
また、排気側ＶＶＴ機構３３は、クランクシャフト（図示略）と排気カムシャフト３１との相対角度を変更することで、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのバルブ位相を変更できるようになっている。
なお、本実施形態において、吸気側ＶＶＴ機構３２のうちクランクシャフト（図示略）と吸気カムシャフト２９との相対角度を変更する機構、および、排気側ＶＶＴ機構３３のうちクランクシャフト（図示略）と排気カムシャフト３１との相対角度を変更する機構は、特許第３４９８７８４号公報に開示された技術が適用されている。
そして、図１に示すように、このエンジン１１には、ＥＣＵ４０が設けられている。このＥＣＵ４０は、いずれも図示しない、ＣＰＵ(Central Processing Unit)およびメモリを有する電子制御ユニットである。
また、このＥＣＵ４０のメモリには、いずれもソフトウェアプログラムとして、エンジン回転数演算部（エンジン回転数演算手段）４１，エンジン負荷演算部（エンジン負荷演算手段）４２，ＶＶＴコントローラ（バルブ制御手段）４３および目標タイミング設定部（目標タイミング設定手段）４４が記録されている。さらに、このＥＣＵ４０のメモリには、図４を用いて後述するバルブタイミングマップ４５も記録されている。
これらのうち、エンジン回転数演算部４１は、クランクシャフト角度センサ（図示略）から読み込んだクランクシャフト角度θCLに基づいて、エンジン１１の回転数ＮEを演算するものである。
エンジン負荷演算部４２は、スロットルバルブ開度センサ２６から読み込んだスロットルバルブ開度θTに基づいて、エンジン１１の負荷を示すパラメータとしてエンジントルク（エンジン負荷）ＴＱを演算するものである。
ＶＶＴコントローラ４３は、吸気側ＶＶＴ機構３２を制御することで、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相を、それぞれ独立して変更するものである。また、このＶＶＴコントローラ４３は、排気側ＶＶＴ機構３３を制御することで、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのバルブ位相をともに変更するものである。
目標タイミング設定部４４は、図３に示すように、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯF，後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯR，前方排気弁２８Ｆの閉弁時期ＥＣFおよび後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRの各目標値（目標第１吸気開弁時期，目標第２吸気開弁時期，目標第２排気閉弁時期，目標第１排気閉弁時期）を設定するものである。
ここで、図４に示すバルブタイミングマップ４５について説明する。
このバルブタイミングマップ４５の縦軸には、エンジン１１の負荷を示すパラメータとして、エンジントルクＴＱが規定されるとともに、アイドルトルク閾値ＴＱth1，低中トルク閾値ＴＱth2および中高トルク閾値ＴＱth3が規定されている。なお、エンジントルクＴＱは、上述のとおり、エンジン負荷演算部４２によって演算されるようになっている。
また、上記のアイドルトルク閾値ＴＱth1，低中トルク閾値ＴＱth2および中高トルク閾値ＴＱth3は、以下の式（１）が成立するように設定されている。
ＴＱth1＜ＴＱth2＜ＴＱth3 ・・・（１）
なお、目標タイミング設定部４４は、エンジントルクＴＱが、アイドルトルク閾値ＴＱth1未満であれば、エンジン１１はアイドル負荷状態にあると判定するようになっている。また、目標タイミング設定部４４は、エンジントルクＴＱが、アイドルトルク閾値ＴＱth1以上で且つ低中トルク閾値ＴＱth2未満であれば、エンジン１１は低負荷状態にあると判定するようになっている。また、目標タイミング設定部４４は、エンジントルクＴＱが、低中トルク閾値ＴＱth2以上で且つ中高トルク閾値ＴＱth3未満であれば、エンジン１１は中負荷状態にあると判定するようになっている。また、目標タイミング設定部４４は、エンジントルクＴＱが、中高トルク閾値ＴＱth3以上であれば、エンジン１１は高負荷状態にあると判定するようになっている。
一方、このバルブタイミングマップ４５の横軸には、エンジン１１の運転速度を示すパラメータとしてエンジン回転数ＮEが規定されるとともに、アイドル回転数閾値ＮEth1，低高回転数閾値ＮEth2が規定されている。なお、目標タイミング設定部４４は、エンジン回転数ＮEが、アイドル回転数閾値ＮEth1未満であれば、エンジン１１はアイドル回転状態にあると判定するようになっている。また、目標タイミング設定部４４は、エンジン回転数ＮEが、アイドル回転数閾値ＮEth1以上であり且つ低高回転数閾値ＮEth2未満であれば、エンジン１１は低回転状態にあると判定するようになっている。また、目標タイミング設定部４４は、エンジン回転数ＮEが、低高回転数閾値ＮEth2以上であれば、エンジン１１は高回転状態にあると判定するようになっている。
また、このバルブタイミングマップ４５には、Ａ領域（アイドル領域）４５Ａ，Ｂ領域（低回転低負荷領域）４５Ｂ，Ｃ領域（低回転高負荷領域）４５Ｃ，Ｄ領域（高回転高負荷領域）４５ＤおよびＥ領域（低高回転中負荷または高回転低負荷領域）４５Ｅがそれぞれ規定されている。詳細には、Ａ領域４５Ａは、エンジントルクＴＱが、アイドルトルク閾値ＴＱth1である点と、エンジン回転数ＮEが、アイドル回転数閾値ＮEth1である点とを結ぶ曲線で囲まれる領域である。また、Ｂ領域４５Ｂは、エンジントルクＴＱが、低中トルク閾値ＴＱth2である点と、エンジン回転数ＮEが、低高回転数閾値ＮEth2である点とを結ぶ曲線で囲まれる領域のうち、Ａ領域４５Ａ以外の領域である。また、Ｅ領域４５Ｅは、エンジン回転数ＮEに関わらず、エンジントルクＴＱが、中高トルク閾値ＴＱth3未満である領域のうち、Ａ領域４５ＡおよびＢ領域４５Ｂ以外の領域である。また、Ｃ領域４５Ｃは、エンジントルクＴＱが、中高トルク閾値ＴＱth3以上であり、且つ、エンジン回転数ＮEが、低高回転数閾値ＮEth2未満である領域である。また、Ｄ領域４５Ｄは、エンジントルクＴＱが、中高トルク閾値ＴＱth3以上であり、エンジン回転数ＮEが、低高回転数閾値ＮEth2以上である領域である。
そして、エンジン回転数演算部４１によって演算されたエンジン回転数ＮEと、エンジン負荷演算部４２によって演算されたエンジントルクＴＱとによって定まるエンジン１１の運転点が、バルブタイミングマップ４５に規定されたＡ領域４５Ａ内に存する場合、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１が「アイドル」状態にあると判定するようになっている。
また、エンジン１１の運転点が、バルブタイミングマップ４５に規定されるＢ領域４５Ｂ内に存する場合、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１が「低回転低負荷」状態にあると判定するようになっている。
また、エンジン１１の運転点が、バルブタイミングマップ４５に規定されるＣ領域４５Ｃ内に存する場合、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１が「低回転高負荷」状態にあると判定するようになっている。
また、エンジン１１の運転点が、バルブタイミングマップ４５に規定されるＤ領域４５Ｄ内に存する場合、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１が「高回転高負荷」状態にあると判定するようになっている。
また、エンジン１１の運転点が、バルブタイミングマップ４５に規定されるＥ領域４５Ｅ内に存する場合、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１が「低高回転中負荷または高回転低負荷」状態にあると判定するようになっている。
そして、この目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「アイドル」であると判定した場合、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を、図３（Ａ）に示すように設定するものである。
つまり、エンジン１１の運転状態が「アイドル」である場合、目標タイミング設定部４４は、前方排気弁２８Ｆについて、その開弁時期ＥＯFが膨張行程中となり、且つ、その閉弁時期ＥＣFが排気行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
また、エンジン１１の運転状態が「アイドル」である場合、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の目標値を、前方排気弁２８Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度（例えば、約１０〜８０度）遅角させて設定するようになっている。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒについて、その開弁時期ＥＯRが膨張行程中となり、且つ、その閉弁時期ＥＣRが吸気行程の上死点（ＴＤＣ；Top Dead Center）となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
また、エンジン１１の運転状態が「アイドル」である場合、目標タイミング設定部４４は、前方吸気弁２７Ｆについて、その開弁時期ＩＯFが吸気行程ＴＤＣとなり、且つ、その閉弁時期ＩＣFが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
また、エンジン１１の運転状態が「アイドル」である場合、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相の目標値を、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度（例えば、約１０〜８０度）遅角させて設定するようになっている。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒについて、その開弁時期ＩＯRが吸気行程中となり、且つ、その閉弁時期ＩＣRが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
このように、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「アイドル」である場合、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの少なくとも１つと、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの少なくとも１つとが、ともに開く期間（バルブオーバラップ期間）も、前方排気弁２８Ｆ，後方排気弁２８Ｒ，前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒが、全て閉じる期間（ネガティブバルブオーバラップ期間）も、ゼロとなるように、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相を設定するようになっている。
また、この目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低回転低負荷」にあると判定した場合、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を、図３（Ｂ）に示すように設定するようになっている。
つまり、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が、「低回転低負荷」である場合、前方排気弁２８Ｆについて、その開弁時期ＥＯFが膨張行程中となり、且つ、その閉弁時期ＥＣFが吸気行程ＴＤＣとなるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
また、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が、「低回転低負荷」である場合、後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の目標値を、前方排気弁２８Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度（例えば、約１０〜８０度）遅角させて設定するようになっている。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒについて、その開弁時期ＥＯRが膨張行程中となり、且つ、閉弁時期ＥＣRが吸気行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
また、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が、「低回転低負荷」である場合、前方吸気弁２７Ｆについて、その開弁時期ＩＯFが吸気行程中となり、且つ、閉弁時期ＩＣFが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
また、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が、「低回転低負荷」である場合、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相の目標値を、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度（例えば、約１０〜８０度）遅角させて設定するようになっている。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒについて、その開弁時期ＩＯRが吸気行程中となり、且つ、その閉弁時期ＩＣRが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
このように、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低回転低負荷」である場合は、「アイドル」にある場合と同様に、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの少なくとも１つと、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの少なくとも１つとが、ともに開く期間（バルブオーバラップ期間）も、前方排気弁２８Ｆ，後方排気弁２８Ｒ，前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒが、全て閉じる期間（ネガティブバルブオーバラップ期間）も、ゼロとなるように、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
したがって、エンジン１１の運転状態が、「アイドル」である場合も、「低回転低負荷」である場合も、ともに、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのうち遅角している方（本実施形態の場合は、後方排気弁２８Ｒ）の閉弁時期ＥＣRと、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのうち進角している方（本実施形態の場合は、前方吸気弁２７Ｆ）の開弁時期ＩＯFとを一致させるように、目標タイミング設定部４４は、各バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
しかしながら、目標タイミング設定部４４は、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を、エンジン１１の運転状態が「低回転低負荷」である場合は、「アイドル」である場合に比べて、より遅角させて設定するようになっている。
また、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低回転高負荷」であると判定した場合、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を、図３（Ｃ）に示すように設定するようになっている。
つまり、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低回転高負荷」である場合、前方排気弁２８Ｆについて、その開弁時期ＥＯFが膨張行程中となり、且つ、その閉弁時期ＥＣFが排気行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
また、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低回転高負荷」である場合、後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の目標値を、前方排気弁２８Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度（例えば、約１０〜８０度）遅角させて設定するようになっている。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒについて、その開弁時期ＥＯRが膨張行程中となり、且つ、その閉弁時期ＥＣRが吸気行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
また、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低回転高負荷」である場合、前方吸気弁２７Ｆについて、その吸気開弁時期ＩＯFが排気行程中となり、且つ、閉弁時期ＩＣFが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
また、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低回転高負荷」である場合、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相の目標値を、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度（例えば、約１０〜８０度）遅角させて設定するようになっている。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒについて、その開弁時期ＩＯRが吸気行程ＴＤＣとなり、且つ、その閉弁時期ＩＣRが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
このように、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低回転高負荷」である場合、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのうち遅角している方（本実施形態においては、後方排気弁２８Ｒ）と、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのうち進角している方（本実施形態においては、前方吸気弁２７Ｆ）とが、ともに開く期間（バルブオーバラップ期間）が、主に排気行程中に設定されるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
また、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「高回転高負荷」であると判定した場合、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を、図３（Ｄ）に示すように設定するようになっている。
つまり、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「高回転高負荷」である場合、前方排気弁２８Ｆについて、その開弁時期ＥＯFが膨張行程中となり、且つ、その閉弁時期ＥＣFが排気行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
また、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「高回転高負荷」である場合、後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の目標値を、前方排気弁２８Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度（例えば、約１０〜８０度）遅角させて設定するようになっている。つまり、目標タイミング設定部４４は、前方排気弁２８Ｆについて、その開弁時期ＥＯRが膨張行程中となり、且つ、その閉弁時期ＥＣRが吸気行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
また、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「高回転高負荷」である場合、前方吸気弁２７Ｆについて、その前方吸気開弁時期ＩＯFが吸気行程ＴＤＣとなり、且つ、その閉弁時期ＩＣFが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
また、エンジン１１の運転状態が「高回転高負荷」である場合、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相の目標値を、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度（例えば、約１０〜８０度）遅角させて設定するようになっている。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒについて、その開弁時期ＩＯRが吸気行程中となり、且つ、閉弁時期ＩＣRが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
このように、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「高回転高負荷」である場合、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのうち遅角している方（本実施形態においては、後方排気弁２８Ｒ）と、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのうち進角している方（本実施形態においては、前方吸気弁２７Ｆ）とが、ともに開く期間（バルブオーバラップ期間）が吸気行程中に設定されるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
なお、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が、「高回転高負荷」にある場合（図３（Ｄ）参照）よりも、「低回転高負荷」にある場合（図３（Ｃ）参照）の方が、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒについてのバルブ位相の目標値を、より進角させるようになっている。
また、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低高回転中負荷または高回転低負荷」であると判定した場合、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を、図３（Ｅ）に示すように設定するものである。
つまり、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低高回転中負荷または高回転低負荷」である場合、前方排気弁２８Ｆについて、その開弁時期ＥＯFが膨張行程中となり、且つ、その閉弁時期ＥＣFが吸気行程ＴＤＣとなるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
また、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低高回転中負荷または高回転低負荷」である場合、後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の目標値を、前方排気弁２８Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度（例えば、約１０〜８０度）遅角させて設定するようになっている。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒについて、その開弁時期ＥＯRが膨張行程中となり、且つ、その閉弁時期ＥＣRが吸気行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
また、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１が低高回転中負荷または高回転低負荷状態にある場合、前方吸気弁２７Ｆについて、その開弁時期ＩＯFが吸気行程中となり、且つ、その閉弁時期ＩＣFが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
また、エンジン１１が低高回転中負荷または高回転低負荷状態にある場合、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相の目標値を、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度（例えば、約１０〜８０度）遅角化させて設定するようになっている。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒについて、その開弁時期ＩＯRが吸気行程中となり、且つ、閉弁時期ＩＣRが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
このように、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低高回転中負荷または高回転低負荷」である場合、前方排気弁２８Ｆ，後方排気弁２８Ｒ，前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒが、全て閉じている期間（ネガティブバルブオーバラップ期間）が吸気行程中に設定されるように、バルブ位相の目標値を設定するようになっている。
ここで、ＶＶＴコントローラ４３について、もう少し詳しく説明する。
このＶＶＴコントローラ４３は、エンジン１１の運転点が、図４に示すバルブタイミングマップ４５のＢ領域４５Ｂに存する状態から、Ｃ領域４５Ｃに存する状態へ移行している場合、即ち、エンジン１１の運転状態が、「低回転低負荷」から「低回転高負荷」に移行している場合、以下に示す“負荷増大制御”を実行するようになっている。
同様に、このＶＶＴコントローラ４３は、エンジン１１の運転点が、図４に示すバルブタイミングマップ４５のＢ領域４５Ｂに存する状態から、Ｄ領域４５Ｄに存する状態へ移行している場合、即ち、エンジン１１の運転状態が、「低回転低負荷」から「高回転高負荷」に移行している場合にも、“負荷増大制御”を実行するようになっている。
この負荷増大制御において、ＶＶＴコントローラ４３は、まず、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのうち進角している方の開弁時期（本実施形態においては前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯF（図５参照））を、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのうち遅角している方の閉弁時期（本実施形態においては後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣR（図５参照））に対して一致させた状態を保持するようになっている。
なお、前方排気弁２８Ｆまたは後方排気弁２８Ｒのうち遅く閉じるものを「遅閉排気弁」といい、前方吸気弁２７Ｆまたは後方吸気弁２７Ｒのうち早く開くものを「早開吸気弁」という場合がある。
次に、図６または図８に示すように、この負荷増大制御において、ＶＶＴコントローラ４３は、吸気側ＶＶＴ機構３２および排気側ＶＶＴ機構３３を制御することで、前方排気弁２８Ｆのバルブ位相（第２排気弁バルブ位相）および後方排気弁２８Ｒのバルブ位相（第１排気弁バルブ位相）と、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相（第１吸気弁バルブ位相）および後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相（第２吸気弁バルブ位相）とを、同時に且つ同じ位相量だけ進角させるようになっている。
次に、この負荷増大制御において、ＶＶＴコントローラ４３は、前方排気弁２８Ｆの閉弁時期ＥＣFが目標値に一致し且つ後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRが目標値に一致する、即ち、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致すると、排気側ＶＶＴ機構３３に対し、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の進角を停止させるようになっている。
その後、図７または図９に示すように、この負荷増大制御において、ＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFおよび後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRがそれぞれ目標値に一致するように、即ち、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致するように、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相をそれぞれ進角させるようになっている。
一方、このＶＶＴコントローラ４３は、エンジン１１の運転点が、図４に示すバルブタイミングマップ４５のＣ領域４５Ｃに存する状態から、Ｂ領域４５Ｂに存する状態へ移行している場合、即ち、エンジン１１の運転状態が、「低回転高負荷」から「低回転低負荷」に移行している場合に、上述の負荷増大制御とは逆の制御である“負荷減少制御”を実行するようになっている。
つまり、この負荷減少制御において、ＶＶＴコントローラ４３は、エンジン１１の運転状態が「低回転高負荷」から「低回転低負荷」に移行する際に、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相を、図７に示す状態から、図６に示す状態を経て、図５に示す状態になるように、吸気側ＶＶＴ機構３２および排気側ＶＶＴ機構３３を制御するようになっている。
より具体的に、この負荷減少制御において、ＶＶＴコントローラ４３は、まず、吸気側ＶＶＴ機構３２を制御することで、図７に示す前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのバルブ位相を維持したまま、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのうち進角している方の開弁時期（本実施形態においては、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯF）を、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのうち遅角している方の閉弁時期（本実施形態においては、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣR）に対して一致するまで、即ち、図６に示す状態になるまで、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相を遅角させるようになっている。
その後、この負荷減少制御において、ＶＶＴコントローラ４３は、吸気側ＶＶＴ機構３２および排気側ＶＶＴ機構３３の双方を制御することで、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相を、目標タイミング設定部４４によって設定された、エンジン１１の運転状態が「低回転低負荷」にある場合のバルブ位相の目標値（図３（Ｂ）および図５参照）に合致するように、同時に且つ同じ位相量だけ遅角させるようになっている。
このＶＶＴコントローラ４３は、エンジン１１の運転点が、図４に示すバルブタイミングマップ４５のＤ領域４５Ｄに存する状態から、Ｂ領域４５Ｂに存する状態へ移行している場合、即ち、エンジン１１の運転状態が、「高回転高負荷」から「低回転低負荷」に移行している場合にも、上述の“負荷減少制御”を実行するようになっている。
つまり、この負荷減少制御において、ＶＶＴコントローラ４３は、エンジン１１の運転状態が「高回転高負荷」から「低回転低負荷」に移行する際に、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのバルブ位相を、図９に示す状態から、図８に示す状態を経て、図５に示す状態になるように、吸気側ＶＶＴ機構３２および排気側ＶＶＴ機構３３を制御するようになっている。
より具体的に、この負荷減少制御において、ＶＶＴコントローラ４３は、まず、吸気側ＶＶＴ機構３２を制御することで、図９に示す前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのバルブ位相を維持したまま、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのうち進角している方の開弁時期（本実施形態においては、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯF）を、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのうち遅角している方の閉弁時期（本実施形態においては、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣR）に対して一致するまで、即ち、図８に示す状態になるまで、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相を遅角させるようになっている。
その後、この負荷減少制御において、ＶＶＴコントローラ４３は、吸気側ＶＶＴ機構３２および排気側ＶＶＴ機構３３の双方を制御することで、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相を、目標タイミング設定部４４によって設定された、エンジン１１の運転状態が「低回転低負荷」にある場合のバルブ位相の目標値（図３（Ｂ）および図５参照）に合致するように、同時に且つ同じ位相量だけ遅角させるようになっている。
また、このＶＶＴコントローラ４３は、エンジン負荷演算部４２によって演算されたエンジントルクＴＱが、低中トルク閾値ＴＱth2以上で、且つ、低中トルク閾値ＴＱth2よりも大きい中高トルク閾値ＴＱth3未満の場合（いわゆる「中負荷」の場合）は、目標タイミング設定部４４によって設定された、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相（図３（Ｅ）参照）となるように、吸気側ＶＶＴ機構３２および排気側ＶＶＴ機構３３の双方を制御するようになっている。
本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
まず、図１１のフローチャートを用いて説明する。
ＥＣＵ４０が、スロットルバルブ開度センサ２６によって検出されたスロットルバルブ開度θTおよびクランクシャフト角度センサ（図示略）によって検出されたクランクシャフト角度θCLを読み込む（ステップＳ１１）。
次に、ステップＳ１１で読み込まれたスロットルバルブ開度θTに基づいて、エンジン負荷演算部４２が、エンジン１１の負荷を示すパラメータであるエンジントルクＴＱを演算するとともに、ステップＳ１１で読み込まれたクランクシャフト角度θCLに基づいて、エンジン回転数演算部４１が、エンジン回転数ＮEを演算する。さらに、ここで得られた、エンジントルクＴＱとエンジン回転数ＮEとに基づいて、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態を判定する（ステップＳ１２）。
つまり、このステップＳ１２において、目標タイミング設定部４４は、エンジン回転数演算部４１によって演算されたエンジン回転数ＮEと、エンジン負荷演算部４２によって演算されたエンジントルクＴＱとによって定まるエンジン１１の運転点が、バルブタイミングマップ４５に規定されるＡ領域４５Ａ内に存する場合、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１が「アイドル」状態にあると判定する。
或いは、エンジン１１の運転点が、バルブタイミングマップ４５に規定されるＢ領域４５Ｂ内に存する場合、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低回転低負荷」にあると判定する。
或いは、エンジン１１の運転点が、バルブタイミングマップ４５に規定されるＣ領域４５Ｃ内に存する場合、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低回転高負荷」にあると判定する。
或いは、エンジン１１の運転点が、バルブタイミングマップ４５に規定されるＤ領域４５Ｄ内に存する場合、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「高回転高負荷」にあると判定する。
或いは、エンジン１１の運転点が、バルブタイミングマップ４５に規定されるＥ領域４５Ｅ内に存する場合、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低高回転中負荷または高回転低負荷」にあると判定する。
上記のステップＳ１２において、目標タイミング設定部４４が、エンジン１１が「アイドル」状態であると判定した場合、目標タイミング設定部４４は、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を、図３（Ａ）に示すように設定する。
つまり、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「アイドル」状態にある場合、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRと、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFとが、吸気行程ＴＤＣで一致するように各バルブ位相の目標値を設定する。
その後、ＶＶＴコントローラ４３は、図３（Ａ）に示す各バルブ位相の設定された目標値に対して、各バルブ位相の実際値が一致するように、吸気側ＶＶＴ機構３２と、排気側ＶＶＴ機構３３とを制御する。
そして、各バルブ位相の目標値と実際値とが一致すると、「アイドル」状態時の制御を終了する。
次に、上記のステップＳ１２において、目標タイミング設定部４４が、エンジン１１が「低回転低負荷」状態であると判定した場合の制御を、図１２を用いて説明する。
この場合、目標タイミング設定部４４は、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を、図３（Ｂ）に示すように設定する（ステップＳ２１）。
つまり、このとき、目標タイミング設定部４４は、前方排気弁２８Ｆについて、その開弁時期ＥＯFが膨張行程中となり、且つ、その閉弁時期ＥＣFが吸気行程ＴＤＣとなるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の目標値を、前方排気弁２８Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度遅角させて設定する。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒについて、その開弁時期ＥＯRが膨張行程中となり、且つ、閉弁時期ＥＣRが吸気行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、前方吸気弁２７Ｆについて、その開弁時期ＩＯFが吸気行程中となり、且つ、閉弁時期ＩＣFが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相の目標値を、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度遅角化させて設定する。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒについて、その開弁時期ＩＯRが吸気行程中となり、且つ、その閉弁時期ＩＣRが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
このように、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１が低回転低負荷状態にある場合は、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの少なくとも１つと、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの少なくとも１つとが、ともに開く期間（バルブオーバラップ期間）も、前方排気弁２８Ｆ，後方排気弁２８Ｒ，前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒが、全て閉じる期間（ネガティブバルブオーバラップ期間）も、ゼロとなるように、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を設定する。
したがって、ステップＳ２１において、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低回転低負荷」状態にある場合、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRと、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFとを一致させるように、各バルブ位相の目標値を設定する。
その後、ＶＶＴコントローラ４３は、ステップＳ２１で設定された図３（Ｂ）に示す各バルブ位相の目標値に対して、各バルブ位相の実際値が一致するように、吸気側ＶＶＴ機構３２と、排気側ＶＶＴ機構３３とを制御する（ステップＳ２２）。
そして、各バルブ位相の目標値と実際値とが一致すると、「低回転低負荷」状態時の制御を終了する。
ここで、ステップＳ２１およびＳ２２の制御を行なったことによって燃焼室１６内に生じる空気の流れについて、図１３，図１４，図１５，図１６および図１７を主に用いて説明する。
まず、吸気行程初期においては、図１３に示すように、前方排気弁２８Ｆは閉じ、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒもまた閉じている。一方、後方排気弁２８Ｒは開いている。したがって、この時、図１４に示すように、後方排気弁２８Ｒを介して排気ポート２３から燃焼室１６内に排気の一部が排気再循環ガス（Exhaust Gas Recirculation Gas、ＥＧＲガスともいう）として流入し、この排気はピストン１５の上部で、排気スワール流ＦEを形成する。なお、ＥＧＲガスには、吸気（新気）に比べ、多量の一酸化炭素や二酸化炭素等が含まれる。
そして、その後の吸気行程中期になると、図１６に示すように、開いていた後方排気弁２８Ｒは閉じ、このとき、前方排気弁２８Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒも閉じている。一方、後方排気弁２８Ｒと対角線上にある前方吸気弁２７Ｆは開き始める（図５の吸気行程を参照）。これにより、図１５に示すように、開いた前方吸気弁２７Ｆ側の吸気ポート１９から燃焼室１６内に空気と燃料の混合された吸気が流入し、排気スワール流ＦEと同方向の流れである吸気スワール流ＦIが形成される。
この時、図１６に示すように、シリンダ１４内におけるピストン１５の位置は吸気行程初期よりも下降しているため、ピストン１５の下降とともに先に流入した排気も下降する。これにより、燃焼室１６内の下層で排気スワール流ＦEが形成されるとともに、排気スワール流ＦEの上層で吸気スワール流ＦIが形成される。
その後、図１７に示すように、ピストン１５の位置が上昇し、吸気行程後の圧縮行程終期のＴＤＣ（即ち、膨張行程ＴＤＣ）では、点火プラグ１８近傍の上層に吸気スワール流ＦIが多く存在する状態が形成される。
次に、図１１を用いて上述したステップＳ１２において、目標タイミング設定部４４が、エンジン１１の運転状態は「低回転低負荷」から「低回転高負荷」または「高回転高負荷」へ移行していると判定した場合の制御を、図１８のフローチャートを用いて説明する。
エンジン１１の運転状態が、「低回転低負荷」から「低回転高負荷」へ移行している場合、目標タイミング設定部４４は、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を、図３（Ｃ）に示すように設定する（ステップＳ３１）。
つまり、このとき、目標タイミング設定部４４は、前方排気弁２８Ｆについて、その開弁時期ＥＯFが膨張行程中となり、且つ、その閉弁時期ＥＣFが排気行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の目標値を、前方排気弁２８Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度遅角化させて設定する。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒについて、その開弁時期ＥＯRが膨張行程中となり、且つ、閉弁時期ＥＣRが吸気行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、前方吸気弁２７Ｆについて、その開弁時期ＩＯFが排気行程中となり、且つ、閉弁時期ＩＣFが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相の目標値を、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度遅角化させて設定する。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒについて、その開弁時期ＩＯRが吸気行程ＴＤＣとなり、且つ、その閉弁時期ＩＣRが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
このように、ステップＳ３１において、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低回転低負荷」から「低回転高負荷」へ移行していると判定した場合には、後方排気弁２８Ｒと前方吸気弁２７Ｆとが、ともに開く期間（バルブオーバラップ期間）が主に排気行程中に設定されるように、バルブ位相の目標値を設定する。
次に、ＶＶＴコントローラ４３は、ステップＳ３１で設定された、図３（Ｃ）に示す各バルブ位相の目標値に対して実際値が一致するように、吸気側ＶＶＴ機構３２と排気側ＶＶＴ機構３３とを制御するが、まず前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相のみを独立して変更する（ステップＳ３２）。もっとも、本実施形態においては、図５に示すように、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRと前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFとが既に一致しているため、このステップＳ３２における前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのいずれのバルブ位相変化量はゼロである。
そして、ＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRに一致したか否かの判定を行なう（ステップＳ３３）。
ここで、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRに一致した、と判定されるまで（ステップＳ３３のＮｏルート）、ＶＶＴコントローラ４３は、継続して前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相を独立して変更する（ステップＳ３２）。
一方、ＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRに一致したと判定すると（ステップＳ３３のＹｅｓルート）、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFを、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRに対して一致させた状態を保持したまま、吸気側ＶＶＴ機構３２および排気側ＶＶＴ機構３３を制御する。そして、ＶＶＴコントローラ４３は、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相と、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相とを、同時に且つ同じ位相量だけ進角させる（ステップＳ３４；図６も併せて参照）。
その後、前方排気弁２８Ｆの閉弁時期ＥＣFが目標値に一致し且つ後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRが目標値に一致する（即ち、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致する）と（ステップＳ３５のＹｅｓルート）、ＶＶＴコントローラ４３は、排気側ＶＶＴ機構３３に対し、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の進角を停止させる（ステップＳ３６）。そして、図７に示すように、このＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが目標値に一致するように、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相を独立して変更するとともに、後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRが目標値に一致するように、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相を変更する（ステップＳ３６）。
その後、ＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFの実際値が目標値に一致し、且つ、後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRの実際値が目標値に一致したか否か、即ち、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致したか否かの判定を行なう（ステップＳ３７）。
そして、ＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFの実際値が目標値に一致し且つ後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRの実際値が目標値に一致した（即ち、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致した）、との判定がステップＳ３７でなされるまで、ＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFの実際値が目標値に一致するように、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相を独立して継続して進角させるとともに、後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRの実際値が目標値に一致するように、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相を独立して継続して進角させる（ステップＳ３６）。
そして、ステップＳ３７において、ＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFの実際値が目標値に一致し且つ後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRの実際値が目標値に一致した（即ち、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致した）、と判定すると、「低回転低負荷」状態から「低回転高負荷」状態に移行する際の制御である負荷増大制御を終了する。
ところで、エンジン１１の運転状態が、「低回転低負荷」から「高回転高負荷」へ移行している場合は、上述した、「低回転低負荷」から「低回転高負荷」へ移行している場合と概ね同様の制御が実行されることとなるが、細かい点では相違するので、以下、念のために説明しておく。
エンジン１１の運転状態が、「低回転低負荷」から「高回転高負荷」へ移行している場合、目標タイミング設定部４４は、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を、図３（Ｄ）に示すように設定する（ステップＳ３１）。
つまり、このとき、目標タイミング設定部４４は、前方排気弁２８Ｆについて、その開弁時期ＥＯFが膨張行程中となり、且つ、その閉弁時期ＥＣFが排気行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の目標値を、前方排気弁２８Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度遅角化させて設定する。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒについて、その開弁時期ＥＯRが膨張行程中となり、且つ、閉弁時期ＥＣRが吸気行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、前方吸気弁２７Ｆについて、その開弁時期ＩＯFが吸気行程ＴＤＣとなり、且つ、閉弁時期ＩＣFが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相の目標値を、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度遅角化させて設定する。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒについて、その開弁時期ＩＯRが吸気行程中となり、且つ、その閉弁時期ＩＣRが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
このように、目標タイミング設定部４４は、ステップＳ３１において、エンジン１１の運転状態が「低回転低負荷」から「高回転高負荷」へ移行していると判定した場合には、後方排気弁２８Ｒと、前方吸気弁２７Ｆとが、ともに開く期間（バルブオーバラップ期間）が主に吸気行程中に設定されるように、バルブ位相の目標値を設定する。
次に、ＶＶＴコントローラ４３は、ステップＳ３１で設定された、図３（Ｄ）に示す各バルブ位相の目標値に対して実際値が一致するように、吸気側ＶＶＴ機構３２と排気側ＶＶＴ機構３３とを制御するが、まず前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相のみを独立して変更する（ステップＳ３２）。もっとも、本実施形態においては、図５に示すように、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRと前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFとが既に一致しているため、このステップＳ３２における前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのいずれのバルブ位相変化量はゼロである。
そして、ＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRに一致したか否かの判定を行なう（ステップＳ３３）。
その後、ＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRに一致したと判定するまで（ステップＳ３３のＮｏルート）、継続して吸気弁のバルブ位相を独立して変更する（ステップＳ３２）。
一方、ＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRに一致したと判定すると（ステップＳ３３のＹｅｓルート）、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFを、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRに対して一致させた状態を保持したまま、吸気側ＶＶＴ機構３２および排気側ＶＶＴ機構３３を制御する（ステップＳ３４）。つまり、ＶＶＴコントローラ４３は、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのバルブ位相と、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相とを、一致するまで（ステップＳ３５のＮｏルート）、同時に且つ同じ位相量だけ図８に示すように進角させる（ステップＳ３４）。
そして、前方排気弁２８Ｆの閉弁時期ＥＣFが目標値に一致し且つ後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRが目標値に一致する（即ち、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致する）と（ステップＳ３５のＹｅｓルート）、ＶＶＴコントローラ４３は、排気側ＶＶＴ機構３３に対し、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の進角を停止させる（ステップＳ３６）。そして、図９に示すように、このＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが目標値に一致するように、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相を独立して変化させるとともに、後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRが目標値に一致するように、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相を独立して変化させる（ステップＳ３６）。
その後、ＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFの実際値が目標値に一致し、且つ、後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRの実際値が目標値に一致したか否か、即ち、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致したか否かの判定を行なう（ステップＳ３７）。
そして、ＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが目標値に一致し、且つ、後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRが目標値に一致した（即ち、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致した）、との判定がステップＳ３７でなされるまで、ＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFの実際値が目標値に一致するように、継続して前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相を独立して変更するとともに、後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRの実際値が目標値に一致するように、継続して後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相を独立して変更する（ステップＳ３６）。
そして、ステップＳ３７において、ＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFの実際値が目標値に一致し、且つ、後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRの実際値が目標値に一致した（即ち、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致した）、と判定すると、「低回転低負荷」状態から「高回転高負荷」状態に移行する際の制御である負荷増大制御を終了する。
なお、ステップＳ３１において、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が、「低回転低負荷」から「高回転高負荷」へ移行している場合よりも、「低回転低負荷」状態から「低回転高負荷」状態へ移行している場合の方が、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒについて、より進角したバルブ位相の目標値を設定する。
次に、図１１を用いて上述したステップＳ１２において、目標タイミング設定部４４が、エンジン１１の運転状態が「低回転高負荷」または「高回転高負荷」から「低回転低負荷」へ移行していると判定した場合の制御を、図１９のフローチャートを用いて説明する。
目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が、「低回転高負荷」から「低回転低負荷」へ移行していると判定した場合、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を、図３（Ｂ）に示すように設定する（ステップＳ４１）。
つまり、このとき、目標タイミング設定部４４は、前方排気弁２８Ｆについて、その開弁時期ＥＯFが膨張行程中となり、且つ、その閉弁時期ＥＣFが吸気行程ＴＤＣとなるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の目標値を、前方排気弁２８Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度遅角化させて設定する。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒについて、その開弁時期ＥＯRが膨張行程中となり、且つ、閉弁時期ＥＣRが吸気行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、前方吸気弁２７Ｆについて、その開弁時期ＩＯFが吸気行程中となり、且つ、閉弁時期ＩＣFが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相の目標値を、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度遅角化させて設定する。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒについて、その開弁時期ＩＯRが吸気行程中となり、且つ、その閉弁時期ＩＣRが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
このように、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が、「低回転高負荷」から「低回転低負荷」へ移行していると判定した場合には、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの少なくとも１つと、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの少なくとも１つとが、ともに開く期間（バルブオーバラップ期間）も、前方排気弁２８Ｆ，後方排気弁２８Ｒ，前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒが、全て閉じる期間（ネガティブバルブオーバラップ期間）も、ゼロとなるように、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を設定する（ステップＳ４１）。
次に、ＶＶＴコントローラ４３は、ステップＳ４１で設定された、図３（Ｂ）に示す各バルブ位相の目標値に対して実際値が一致するように、吸気側ＶＶＴ機構３２と、排気側ＶＶＴ機構３３とを制御し、図７に示す状態から、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのバルブ位相を維持したまま、まず前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相を独立して変更する（ステップＳ４２）。
そして、図６に示すように、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRに一致するまで（ステップＳ４３のＮｏルート）、継続して吸気弁のバルブ位相を独立して変更する（ステップＳ４２）。
一方、図６に示すように、ＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRに一致すると（ステップＳ４３のＹｅｓルート）、この状態を保持したまま、吸気側ＶＶＴ機構３２および排気側ＶＶＴ機構３３を制御することで、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのバルブ位相と、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相とを、同時に且つ同じ位相量だけ図５に示すように遅角させる（ステップＳ４４）。
なお、ＶＶＴコントローラ４３による、前方排気弁２８Ｆ，後方排気弁２８Ｒ，前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの各バルブ位相の遅角は、前方排気弁２８Ｆの閉弁時期ＥＣFの実際値が目標値に一致し且つ後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRの実際値が目標値に一致する、即ち、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致するまで継続される（ステップＳ４５のＮｏルート）。
そして、前方排気弁２８Ｆの閉弁時期ＥＣFが目標値に一致し且つ後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRが目標値に一致する、即ち、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致すると（ステップＳ４５のＹｅｓルート）、ＶＶＴコントローラ４３は、排気側ＶＶＴ機構３３に対し、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の遅角を停止させ、一方、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが目標値に一致するように、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相を独立して変更するとともに、後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRが目標値に一致するように、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相を独立して変更する（ステップＳ４６）。なお、ＶＶＴコントローラ４３による、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相の変更は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFおよび後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRが、それぞれ目標値に一致するまで（即ち、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致するまで）継続される（ステップＳ４７のＮｏルート）。もっとも、本実施形態においては、図５に示すように、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRおよび前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが一致するまでの制御であるため、このステップＳ４６における前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのいずれのバルブ位相変化量はゼロである。
一方、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFおよび後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRがそれぞれ目標値に一致する（即ち、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致する）と、エンジン１１が、「低回転高負荷」状態から「低回転低負荷」状態に移行する際の処理である負荷減少制御を終了する。
ところで、エンジン１１の運転状態が、「高回転高負荷」から「低回転低負荷」へ移行している場合は、上述した、「低回転高負荷」から「低回転低負荷」状態へ移行している場合と概ね同様の制御が実行されることとなるが、細かい点では相違するので、以下、念のために説明しておく。
目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が、「高回転高負荷」から「低回転低負荷」へ移行していると判定した場合、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を、図３（Ｂ）に示すように設定する（ステップＳ４１）。
つまり、このとき、目標タイミング設定部４４は、前方排気弁２８Ｆについて、その開弁時期ＥＯFが膨張行程中となり、且つ、その閉弁時期ＥＣFが吸気行程ＴＤＣとなるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の目標値を、前方排気弁２８Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度遅角化させて設定する。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒについて、その開弁時期ＥＯRが膨張行程中となり、且つ、閉弁時期ＥＣRが吸気行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、前方吸気弁２７Ｆについて、その開弁時期ＩＯFが吸気行程中となり、且つ、閉弁時期ＩＣFが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒについて、その開弁時期ＩＯRが吸気行程中となり、且つ、その閉弁時期ＩＣRが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
このように、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１が「高回転高負荷」から「低回転低負荷」状態へ移行していると判定した場合には、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの少なくとも１つと、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの少なくとも１つとが、ともに開く期間（バルブオーバラップ期間）も、前方排気弁２８Ｆ，後方排気弁２８Ｒ，前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒが、全て閉じる期間（ネガティブバルブオーバラップ期間）も、ゼロとなるように、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を設定する（ステップＳ４１）。
次に、ＶＶＴコントローラ４３は、ステップＳ４１で設定された、図３（Ｂ）に示す各バルブ位相の目標値に対して実際値が一致するように、吸気側ＶＶＴ機構３２と、排気側ＶＶＴ機構３３とを制御し、図９に示す状態から、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのバルブ位相を維持したまま、まず前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相を独立して変更する（ステップＳ４２）。
そして、図８に示すように、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRに一致するまで（ステップＳ４３のＮｏルート）、継続して吸気弁のバルブ位相を独立して変更する（ステップＳ４２）。
一方、図８に示すように、ＶＶＴコントローラ４３は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRに一致すると（ステップＳ４３のＹｅｓルート）、この状態を保持したまま、吸気側ＶＶＴ機構３２および排気側ＶＶＴ機構３３を制御することで、前方排気弁２８Ｆのバルブ位相および後方排気弁２８Ｒのバルブ位相と、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相とを、同時に且つ同じ位相量だけ図５に示すように遅角させる（ステップＳ４４）。
なお、ＶＶＴコントローラ４３による、前方排気弁２８Ｆ，後方排気弁２８Ｒ，前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相の遅角は、前方排気弁２８Ｆの閉弁時期ＥＣFが目標値に一致し、且つ、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRが目標値に一致する、即ち、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致するまで継続される（ステップＳ４５のＮｏルート）。
そして、前方排気弁２８Ｆの閉弁時期ＥＣFが目標値に一致し、且つ、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRが目標値に一致する、即ち、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致すると（ステップＳ４５のＹｅｓルート）、ＶＶＴコントローラ４３は、排気側ＶＶＴ機構３３に対し、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の遅角を停止させ、一方、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが目標値に一致するように、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相を独立して変更するとともに、後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRが目標値に一致するように、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相を独立して変更する（ステップＳ４６）。なお、ＶＶＴコントローラ４３による、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相の変更は、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFおよび後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRが、それぞれ目標値に一致するまで（即ち、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致するまで）継続される（ステップＳ４７のＮｏルート）。もっとも、本実施形態においては、図５に示すように、後方排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRおよび前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが一致するまでの制御であるため、このステップＳ４６における前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのいずれのバルブ位相変化量はゼロである。
一方、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFおよび後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRが、それぞれ目標値に一致する（即ち、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの各バルブ位相の実際値が目標値に一致する）と、エンジン１１が、「高回転高負荷」状態から「低回転低負荷」状態に移行する際の処理である負荷減少制御を終了する。
次に、図１１を用いて上述したステップＳ１２において、目標タイミング設定部４４が、エンジン１１の運転状態は「低高回転中負荷または高回転低負荷」状態であると判定した場合の制御を、図２０を用いて説明する。
この場合、目標タイミング設定部４４は、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を、図３（Ｅ）に示すように設定する（ステップＳ５１）。
つまり、このとき、目標タイミング設定部４４は、前方排気弁２８Ｆについて、その開弁時期ＥＯFが膨張行程中となり、且つ、その閉弁時期ＥＣFが吸気行程ＴＤＣとなるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の目標値を、前方排気弁２８Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度遅角化させて設定する。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方排気弁２８Ｒについて、その開弁時期ＥＯRが膨張行程中となり、且つ、閉弁時期ＥＣRが吸気行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、前方吸気弁２７Ｆについて、その開弁時期ＩＯFが吸気行程中となり、且つ、閉弁時期ＩＣFが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
また、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相の目標値を、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度遅角化させて設定する。つまり、目標タイミング設定部４４は、後方吸気弁２７Ｒについて、その開弁時期ＩＯRが吸気行程中となり、且つ、その閉弁時期ＩＣRが圧縮行程中となるように、バルブ位相の目標値を設定する。
このように、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１が低高回転中負荷または高回転低負荷状態にある場合、前方排気弁２８Ｆ，後方排気弁２８Ｒ，前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒが、全て閉じる期間（ネガティブバルブオーバラップ期間）が吸気行程中に設定されるように、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を設定する（ステップＳ５１）。
その後、ＶＶＴコントローラ４３は、ステップＳ５１で設定された、図３（Ｅ）に示す各バルブ位相の目標値に対して実際値が一致するように、吸気側ＶＶＴ機構３２と、排気側ＶＶＴ機構３３とを制御する（ステップＳ５２）。
そして、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値と実際値とが一致すると、「低高回転中負荷または高回転低負荷」状態時の制御を終了する。
このように、本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置によると、エンジン１１がアイドル状態にある場合、燃焼室１６内のＥＧＲガス量を低減し、燃焼安定性を確保することができる。
また、本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置によると、エンジン１１が低回転低負荷状態にある場合、吸気行程中期において燃焼室１６内で下層の排気と上層の吸気との２層状態が形成され、ＥＧＲガスと吸気とが混合されることを抑制することが可能となる。したがって、吸気行程後の圧縮行程終期のＴＤＣ（即ち、膨張行程ＴＤＣ）では、点火プラグ１８近傍の上層に吸気が多く存在する状態で点火されるため、ＥＧＲガス量を増大させたとしても、エンジン１１の燃焼性を比較的安定させることができる（図１７参照）。
また、排気弁２８Ｆ，２８Ｒを閉じた後に吸気弁２７Ｆ，２７Ｒを開くため、ポンピングロスを減少することができるため、燃費を向上させることができる。
また、比較的高温のＥＧＲガスの導入量が増えると、燃焼室１６内の温度が上昇し、シリンダ１４内面のライナーに付着するオイルの粘度が低下し、シリンダ１４に対するピストン１５の摩擦抵抗を抑制することが出来る。さらに、燃焼室１６内の温度を上昇させることで、エンジン１１の熱損失を低減することができるため、さらなる燃費向上を図ることができる。
また、吸気弁２７Ｆ，２７Ｒおよび排気弁２８Ｆ，２８Ｒのバルブ位相を変更すればよいので、特別な部品を用いることなく、コストの抑制に寄与することもできる。
また、本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置によると、エンジントルクが増大する場合に、吸気弁２７Ｆ，２７Ｒおよび排気弁２８Ｆ，２８Ｒのバルブタイミングを変更するには、より進角している方の吸気弁（即ち、前方吸気弁２７Ｆ）の開弁時期ＩＯFおよび遅角している方の排気弁（即ち、後方排気弁２８Ｒ）の閉弁時期ＥＣRを一致させた状態を保持するようになっている。これにより、吸気弁２７Ｆ，２７Ｒおよび排気弁２８Ｆ，２８Ｒが共に開いているバルブオーバラップ期間が設定されることを防ぎ、燃焼室１６内に流入するＥＧＲガスの量が過度に増加する事態を抑制することが可能となる。したがって、エンジン１１の燃焼安定性を確保することができるという効果を得ながら、バルブタイミング変更が完了した後は、即座にバルブオーバラップ期間を設定し、ＥＧＲガスを燃焼室１６内に導入することができる。
また、エンジン１１が低回転高負荷状態にある場合には、吸気弁２７Ｆ，２７Ｒの閉弁時期ＩＣF，ＩＣRを進角化し、例えば、連続する吸気脈動波の３山目の正圧に同期させることで、エンジン回転数ＮEが比較的低い場合であっても、体積効率を高めることができる。一方、エンジン１１が高回転高負荷状態にある場合には、吸気弁２７Ｆ，２７Ｒの閉弁時期ＩＣF，ＩＣRを遅角化し、例えば、連続する吸気脈動波の１山目の正圧に同期させることで、エンジン回転数ＮEが比較的高い場合であっても、体積効率を高めることができる。
また、エンジントルクが減少し、吸気弁２７Ｆ，２７Ｒおよび排気弁２８Ｆ，２８Ｒのバルブタイミングを変更する場合には、速やかにバルブオーバラップ期間の設定を中止し、進角している方の吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFを、遅角している方の排気弁２８Ｒの閉弁時期ＥＣRに一致させた状態で、吸気弁２７Ｆ，２７Ｒおよび排気弁２８Ｆ，２８Ｒの各バルブ位相が同時に変更されるので、吸気弁２７Ｆ，２７Ｒおよび排気弁２８Ｆ，２８Ｒのバルブタイミングを変更している最中であっても、エンジン１１の燃焼安定性を確保することができる。
また、本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置によれば、エンジン１１が低高回転中負荷または高回転低負荷状態にある場合、吸気行程中に設定されるネガティブバルブオーバラップ期間において、燃焼室１６内を減圧することで、この燃焼室１６内に導入された比較的高温のＥＧＲガスを降温することが可能となる。これにより、エンジン１１がノッキングする事態を抑制することができるため、点火プラグ１８の点火時期を遅角させる必要がなくなり、燃費を向上することができる。
〔その他〕
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが出来る。その一例を以下に示す。
上述の実施形態においては、エンジン１１としてガソリンエンジンが搭載されている場合を記載したが、これに限定されるものではなく、例えば、混合燃料エンジンでも良い。
また、上述の実施形態において、前方吸気カム（図示略）は、吸気カムシャフト２９に切り出し加工で形成された固定カムであり、一方、後方吸気カム（図示略）は、吸気カムシャフト２９に回転可能に外嵌した可動カムである場合を説明した。
しかしながら、本発明の適用は、このようなエンジンに限定されるものではない。例えば、後方吸気カム（図示略）が、吸気カムシャフト２９に切り出し加工で形成された固定カムであり、一方、前方吸気カム（図示略）が、吸気カムシャフト２９に回転可能に外嵌した可動カムであってもよい。
また、上述の実施形態において、前方排気カム（図示略）および後方排気カム（図示略）は、ともに、排気カムシャフト３１に切り出し加工で形成された固定カムである場合を説明した。しかしながら、本発明の適用は、このようなエンジンに限定されるものではない。例えば、前方排気カム（図示略）が、排気カムシャフト３１に切り出し加工で形成された固定カムであり、一方、後方排気カム（図示略）が、排気カムシャフト３１に回転可能に外嵌した可動カムであってもよい。また、後方排気カム（図示略）が、排気カムシャフト３１に切り出し加工で形成された固定カムであり、一方、前方排気カム（図示略）が、排気カムシャフト３１に回転可能に外嵌した可動カムであってもよい。
また、前方吸気カム、後方吸気カム、前方排気カムおよび後方排気カムのうち１つのカムのみが固定カムであってもよい。また、全てのカムが固定カムである、或いは、全てのカムが可動カムであってもよい。
また、上述の実施形態においては、吸気側ＶＶＴ機構３２に、特許第３４９８７８４号公報に開示された技術を適用することで、クランクシャフト（図示略）に対する前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相を変更することが出来る場合について説明した。同様に、上述の実施形態においては、排気側ＶＶＴ機構３３に、特許第３４９８７８４号公報に開示された技術を適用することで、クランクシャフト（図示略）に対する前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのバルブ位相を変更することが出来る場合について説明した。さらに、上述の実施形態においては、吸気側ＶＶＴ機構３２が、固定カムである前方吸気カムと、可動カムである後方吸気カムとの相対的なバルブ位相を変更することが出来る場合について説明した。
しかしながら、本発明の適用は、このようなエンジンに限定されるものではなく、種々のバルブ制御機構を採用したエンジンに適用可能である。
例えば、前方吸気カムおよび後方吸気カムがとも可動である場合に、吸気側ＶＶＴ機構３２が、前方吸気カムおよび後方吸気カムのバルブ位相をそれぞれ独立して変更することが出来るようにしてもよい。また、前方排気カムおよび後方排気カムがとも可動である場合に、排気側ＶＶＴ機構３３が、前方排気カムおよび後方排気カムのバルブ位相をそれぞれ独立して変更することが出来るようにしてもよい。
また、上述の実施形態においては、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒと、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒとが設けられたエンジン１１について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、１つの吸気弁と、１つの排気弁とが設けられたエンジンであってもよい。
また、上述の実施形態においては、燃料噴射装置であるインジェクタ２１は吸気ポート１９に設けられる場合を記載したが、これに限定されるものではない。例えば、シリンダ内にインジェクタを設けてもよい。即ち、筒内噴射型のエンジンに本発明を適用してもよい。
また、上述の実施形態においては、エンジン１１が低速低負荷時において、前方排気弁２８Ｆが開いた後に、後方排気弁２８Ｒが閉じる場合について記載したが、これに限定されるものではなく、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒが同時に閉じるものでもよい。つまり、両排気弁２８Ｆ，２８Ｒが閉じた後に吸気弁２７Ｆ，２７Ｒが開くため、この場合も燃焼室１６内で下層の排気スワール流ＦEと上層の吸気スワール流ＦIとの２層状態が形成され、ＥＧＲガスと吸気とが混合されることを抑制することが可能となる。
また、上述の実施形態においては、エンジン１１の運転状態が「低回転低負荷」から「低回転高負荷」または「高回転高負荷」へ移行している場合、目標タイミング設定部４４は、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を設定する場合を説明した。また、上述の実施形態において、ＶＶＴコントローラ４３は、これらの各バルブ位相の目標値となるように、吸気側ＶＶＴ機構３２および排気側ＶＶＴ機構３３を制御し、「低回転低負荷」状態のバルブ位相を、「低回転高負荷」状態や「高回転高負荷」状態のバルブ位相へ変化させる場合について説明した。しかしながら、本発明の適用は、このような場合に限定されるものではない。
例えば、エンジンの運転状態が、「低回転低負荷」から「低回転高負荷」または「高回転高負荷」に変化する場合、バルブ位相の目標値を、一旦、「低高回転中負荷または高回転低負荷」状態におけるバルブ位相（即ち、図３（Ｅ）に示すバルブ位相）に設定し、その後、「低回転高負荷」状態におけるバルブ位相（即ち、図３（Ｂ）に示すバルブ位相）や、高回転高負荷」状態におけるバルブ位相（即ち、図３（Ｃ）に示すバルブ位相）へ変更するようにしてもよい。
この場合、ＶＶＴコントローラ４３は、まず、「低回転低負荷」状態のバルブ位相（即ち、図５に示すバルブ位相）から、前方排気弁２８Ｆ，後方排気弁２８Ｒ，前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの全てが閉じる期間、即ち、ネガティブバルブオーバラップ期間を吸気行程中に設定するように吸気側ＶＶＴ機構３２および排気側ＶＶＴ機構３３を制御し（図１０参照）、その後、図１８を用いて上述した“負荷増大制御”を実行するようにしてもよい。
また、上述の実施形態において、目標タイミング設定部４４は、エンジン１１の運転状態が「低回転高負荷」または「高回転高負荷」から「低回転低負荷」状態へ移行している場合、前方吸気弁２７Ｆ，後方吸気弁２７Ｒ，前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブ位相の目標値を図３（Ｂ）に示すように設定する場合を説明した。また、上述の実施形態において、ＶＶＴコントローラ４３は、これらの各バルブ位相の目標値となるように、吸気側ＶＶＴ機構３２および排気側ＶＶＴ機構３３を制御し、「低回転高負荷」状態のバルブ位相や「高回転高負荷」状態のバルブ位相を、「低回転低負荷」状態のバルブ位相へ変化させる場合について記載した。しかしながら、本発明の適用は、このような場合に限定されるものではない。
例えば、エンジン運転状態が「低回転高負荷」または「高回転高負荷」から「低回転低負荷」へ変化する場合、バルブ位相の目標値を、一旦、「低高回転中負荷または高回転低負荷」状態におけるバルブ位相（即ち、図３（Ｅ）に示すバルブ位相）に設定し、その後、「低回転低負荷」状態のバルブ位相（即ち、図３（Ｂ）に示すバルブ位相）へ変更するようにしてもよい。
この場合、ＶＶＴコントローラ４３は、まず、「低回転高負荷」状態のバルブ位相（即ち、図７に示すバルブ位相）や「高回転高負荷」状態のバルブ位相（即ち、図９に示すバルブ位相）から、吸気行程中に前方排気弁２８Ｆ，後方排気弁２８Ｒ，前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの全てが閉じる期間、即ち、ネガティブバルブオーバラップ期間を吸気行程中に設定するように吸気側ＶＶＴ機構３２および排気側ＶＶＴ機構３３を制御し（図１０参照）、その後、図１９を用いて上述した“負荷減少制御”を実行するようにしてもよい。
また、上述の実施形態においては、バルブ位相の目標値を図３（Ｂ）に示すような「低回転低負荷」状態へ設定する場合、前方排気弁２８Ｆの閉弁時期ＥＣFを吸気行程ＴＤＣとなるように設定する記載としたが、これに限定されるものではない。例えば、前方排気弁２８Ｆの閉弁時期ＥＣFが排気行程中や吸気行程中となるように設定してもよい。
また、上述の実施形態においては、バルブ位相の目標値を図３（Ｃ）に示すような「低回転高負荷」状態へ設定する場合、後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRを吸気行程ＴＤＣとなるように設定する記載としたが、これに限定されるものではない。例えば、後方吸気弁２７Ｒの開弁時期ＩＯRが排気行程中や吸気行程中となるように設定してもよい。
また、上述の実施形態においては、バルブ位相の目標値を図３（Ｄ）に示すような「高回転高負荷」状態へ設定する場合、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFを吸気行程ＴＤＣとなるように設定する記載としたが、これに限定されるものではない。例えば、前方吸気弁２７Ｆの開弁時期ＩＯFが排気行程中や吸気行程中となるように設定してもよい。
また、上述の実施形態においては、バルブ位相の目標値を図３（Ｅ）に示すような「低高回転中負荷または高回転低負荷」状態へ設定する場合、前方排気弁２８Ｆの閉弁時期ＥＣFを吸気行程ＴＤＣとなるように設定する記載としたが、これに限定されるものではない。例えば、前方排気弁２８Ｆの閉弁時期ＥＣFが排気行程中や吸気行程中となるように設定してもよい。
また、上述の実施形態においては、エンジン１１が「低回転低負荷」である場合のバルブ位相の目標値が、図３（Ｂ）に示すように設定されているものとして説明した。つまり、上述の実施形態において、後方排気弁２８Ｒのバルブ位相の目標値は、前方排気弁２８Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度（例えば、約１０〜８０度）遅角し、また、後方吸気弁２７Ｒのバルブ位相の目標値は、前方吸気弁２７Ｆのバルブ位相の目標値よりも所定角度（例えば、約１０〜８０度）遅角しているものとして説明した。
しかしながら、本発明の適用は、このような場合に限定されるものではない。
例えば、図２１に示すように、エンジン１１が「低回転低負荷」である場合、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒのバルブリフト特性が一致し、また、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒのバルブリフト特性が一致するように、前方排気弁２８Ｆ、後方排気弁２８Ｒ、前方吸気弁２７Ｆ、および後方吸気弁２７Ｒの各々のバルブ位相の目標値を設定してもよい。なお、この図２１では、説明を容易にするため、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブリフト特性線を僅かにずらして記載しているが、実際には、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの各バルブリフト特性線は一致している。同様に、この図２１において、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの各バルブリフト特性線も僅かにずらして記載しているが、実際には、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの各バルブリフト特性線は一致している。
そして、ＶＶＴコントローラ４３が、この図２１に示すように、前方排気弁２８Ｆおよび後方排気弁２８Ｒの少なくとも一方が開いている期間である排気期間ＴEXの終了時期と、前方吸気弁２７Ｆおよび後方吸気弁２７Ｒの少なくとも一方が開いている期間である吸気期間ＴINの開始時期とが一致するように、吸気側ＶＶＴ機構３２および排気側ＶＶＴ機構３３を制御するようにしてもよい。
これにより、エンジン１１が低回転低負荷状態にある場合、吸気行程中期において燃焼室１６内で下層の排気と上層の吸気との２層状態が形成され、ＥＧＲガスと吸気とが混合されることを抑制することが可能となる。したがって、吸気行程後の圧縮行程終期の膨張行程ＴＤＣでは、点火プラグ１８近傍の上層に吸気が多く存在する状態で点火されるため、ＥＧＲガス量を増大させたとしても、エンジン１１の燃焼性を比較的安定させることができる。
また、排気弁２８Ｆ，２８Ｒを閉じた後に吸気弁２７Ｆ，２７Ｒを開くため、ポンピングロスを減少することができるため、燃費を向上させることができる。
また、比較的高温のＥＧＲガスの導入量が増えると、燃焼室１６内の温度が上昇し、シリンダ１４内面のライナーに付着するオイルの粘度が低下し、シリンダ１４に対するピストン１５の摩擦抵抗を抑制することが出来る。さらに、燃焼室１６内の温度を上昇させることで、エンジン１１の熱損失を低減することができるため、さらなる燃費向上を図ることができる。
また、吸気弁２７Ｆ，２７Ｒおよび排気弁２８Ｆ，２８Ｒのバルブ位相を変更すればよいので、特別な部品を用いることなく、コストの抑制に寄与することもできる。
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。
本発明は、自動車産業や動力出力装置の製造産業などにも利用可能である。
１１ ガソリンエンジン（エンジン）
１２ シリンダヘッド
１３ シリンダブロック
１４ シリンダ
１５ ピストン
１５ａ 頂面
１６ 燃焼室
１７ ペントルーフ
１７ａ 吸気側壁部
１７ｂ 排気側壁部
１８ 点火プラグ
１９ 吸気ポート
２１ インジェクタ
２２ 吸気マニホールド
２３ 排気ポート
２４ 排気マニホールド
２５ スロットルバルブ
２６ スロットルバルブ開度センサ
２７ 吸気弁
２７Ｆ 前方吸気弁（第１吸気弁）
２７Ｒ 後方吸気弁（第２吸気弁）
２８ 排気弁
２８Ｆ 前方排気弁（第２排気弁）
２８Ｒ 後方排気弁（第１排気弁）
２９ 吸気カムシャフト
３１ 排気カムシャフト
３２ 吸気側ＶＶＴ機構（バルブ制御機構，吸気弁制御機構）
３３ 排気側ＶＶＴ機構（バルブ制御機構，排気弁制御機構）
４０ ＥＣＵ(Electric Control Unit)
４１ エンジン回転数演算部（エンジン回転数演算手段）
４２ エンジン負荷演算部（エンジン負荷演算手段）
４３ ＶＶＴコントローラ（バルブ制御手段）
４４ 目標タイミング設定部（目標タイミング設定手段）
４５ バルブタイミングマップ

Claims (12)

  1. 一気筒に対して、第１吸気弁と第１排気弁とが設けられたエンジンのバルブタイミングを制御する装置であって、
    該第１吸気弁のバルブ位相を変更する吸気弁制御機構と、
    該第１排気弁のバルブ位相を変更する排気弁制御機構と、
    該エンジンの負荷を演算するエンジン負荷演算手段と、
    該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御するバルブ制御手段とを備え、
    該バルブ制御手段は、
    該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が低中トルク閾値以上の場合、
    吸気行程中に該第１排気弁および該第１吸気弁がともに閉弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御する
    ことを特徴とする、エンジンのバルブタイミング制御装置。
  2. 該バルブ制御手段は、
    該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値以上の場合、
    該エンジン負荷が該低中トルク閾値よりも低い場合よりも、該第１吸気弁の開弁時期を吸気行程中で遅角させるように該吸気弁制御機構を制御する
    ことを特徴とする、請求項１記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
  3. 該バルブ制御手段は、
    該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値以上の場合、
    該第１排気弁の閉弁時期を排気上死点または吸気行程中となるように該排気弁制御機構を制御する
    ことを特徴とする、請求項１または２記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
  4. 該エンジンの該一気筒に対して第２吸気弁と第２排気弁とがさらに備えられ、
    該吸気弁制御機構は、
    該第１吸気弁および該第２吸気弁のバルブ位相を変更し、
    該排気弁制御機構は、
    該第１排気弁および該第２排気弁のバルブ位相を変更し、
    該バルブ制御手段は、
    該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値以上の場合、
    吸気行程中に該第１吸気弁，該第２吸気弁，該第１排気弁および該第２排気弁がすべて閉弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御する
    ことを特徴とする、請求項１〜３いずれか１項記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
  5. 該バルブ制御手段は、
    該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値以上の場合、
    該エンジン負荷が該低中トルク閾値よりも低い場合よりも、該第１吸気弁の開弁時期および該第２吸気弁の開弁時期を吸気行程中で遅角させるように該吸気弁制御機構を制御する
    ことを特徴とする、請求項４記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
  6. 該バルブ制御手段は、
    該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値以上の場合、
    該第１排気弁の閉弁時期および該第２排気弁の閉弁時期を排気上死点または吸気行程中となるように該排気弁制御機構を制御する
    ことを特徴とする、請求項４または５記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
  7. 該バルブ制御手段は、
    該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値よりも低い状態と該低中トルク閾値よりも高い中高トルク閾値以上との間で変化した場合、
    吸気行程中に該第１吸気弁および該第１排気弁がともに閉弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御し、その後、
    該第１吸気弁および該第１排気弁がともに開弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御する
    ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
  8. 該バルブ制御手段は、
    該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値よりも低い状態と該低中トルク閾値よりも高い該中高トルク閾値以上との間で変化した場合、
    吸気行程中に該第１吸気弁および該第１排気弁がともに閉弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御し、その後、
    該第１吸気弁の開弁時期を進角させるように該吸気弁制御機構を制御する
    ことを特徴とする、請求項７記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
  9. 該バルブ制御手段は、
    該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値よりも低い状態と該低中トルク閾値よりも高い該中高トルク閾値以上との間で変化した場合、
    吸気行程中に該第１吸気弁および該第１排気弁がともに閉弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御し、その後、
    該第１排気弁の閉弁時期を遅角させるように該排気弁制御機構を制御する
    ことを特徴とする、請求項７または８記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
  10. 該バルブ制御手段は、
    該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値よりも低い状態と該低中トルク閾値よりも高い中高トルク閾値以上との間で変化した場合、
    吸気行程中に該第１吸気弁，該第２吸気弁，該第１排気弁および該第２排気弁がすべて閉弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御し、その後、
    該第１吸気弁および該第２吸気弁の少なくとも１つと、該第１排気弁および該第２排気弁の少なくとも１つとがともに開弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御する
    ことを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
  11. 該バルブ制御手段は、
    該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値よりも低い状態と該低中トルク閾値よりも高い該中高トルク閾値以上との間で変化した場合、
    吸気行程中に該第１吸気弁，該第２吸気弁，該第１排気弁および該第２排気弁がすべて閉弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御し、その後、
    該第１吸気弁および該第２吸気弁のうち進角している方の開弁時期を進角させるように該吸気弁制御機構を制御する
    ことを特徴とする、請求項１０記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
  12. 該バルブ制御手段は、
    該エンジン負荷演算手段によって演算された該エンジン負荷が該低中トルク閾値よりも低い状態と該低中トルク閾値よりも高い該中高トルク閾値以上との間で変化した場合、
    吸気行程中に該第１吸気弁，該第２吸気弁，該第１排気弁および該第２排気弁がすべて閉弁するように該吸気弁制御機構および該排気弁制御機構を制御し、その後、
    該第１排気弁および該第２排気弁のうち遅角している方の閉弁時期を遅角させるように該排気弁制御機構を制御する
    ことを特徴とする、請求項１０または１１記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
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