JP2012188949A - ガソリンエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプロスを低減しつつ、適正に圧縮自己着火燃焼を行わせる。
【解決手段】エンジンの全運転領域において、排気弁１２を排気行程中に開弁駆動する第１排気弁駆動手段６２ｂと、排気弁１２を吸気行程中に開弁駆動するとともに、特定運転領域の少なくとも一部の限定領域Ａ２においてのみ排気弁１２を開弁駆動する第２排気弁駆動手段６２ｃとを設け、限定領域Ａ２において、排気弁１２が排気上死点よりも進角側の時期から排気上死点よりも遅角側の時期まで連続して開弁するように、第１排気弁駆動手段６２ｂによって、排気弁１２を排気上死点よりも遅角側の時期で閉弁させ、第２排気弁駆動手段６２ｃによって、排気弁１２を排気上死点よりも進角側の時期で開弁させる。
【選択図】図７

Description

本発明は、吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ形成されるとともに前記吸気ポートを開閉可能な吸気弁と前記排気ポートを開閉可能な排気弁および点火プラグが設けられた気筒を有し、少なくとも部分的にガソリンを含有する燃料と空気との混合気を燃焼室で燃焼させることによりピストンを往復運動させるガソリンエンジンに関する。

従来、ガソリンエンジンの分野では、点火プラグからの火花放電により強制的に混合気を着火させる燃焼形態が一般的であったが、近年、このような火花点火による燃焼に代えて、いわゆる圧縮自己着火燃焼をガソリンエンジンに適用する研究が進められている。圧縮自己着火燃焼とは、気筒内の燃焼室に生成された混合気をピストンで圧縮し、高温・高圧の環境下で、火花点火によらず混合気を自着火させるというものである。圧縮自己着火燃焼は、燃焼室の各所で同時多発的に自着火する燃焼であり、火花点火による燃焼に比べて燃焼期間が短く、より高い熱効率が得られると言われている。

ここで、前記圧縮自己着火燃焼を安定して実現するためには、気筒内の温度をより確実に高温とする必要がある。これに対して、例えば下記特許文献１に開示されたエンジンでは、一部の運転領域において、排気弁を排気行程中の所定時期から排気上死点付近までの間開弁させるとともに、吸気行程で再度排気弁を開弁させることで、排気ポート内の排気を気筒に還流させて気筒内の内部ＥＧＲ量を増大させ、これにより気筒内の温度を高めている。

特開２００７−８５２４１号公報

エンジンの燃費性能の向上要求は依然として高く、前記のように熱効率の高い圧縮自己着火燃焼の実現に加えて、ポンプロスの低減が望まれている。

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、適正に圧縮自己着火燃焼を行うことができるとともに、ポンプロスを低減することが可能なガソリンエンジンを提供することを目的とする。

前記課題を解決するためのものとして、本発明は、吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ形成されるとともに前記吸気ポートを開閉可能な吸気弁と前記排気ポートを開閉可能な排気弁が設けられた気筒を有し、少なくとも部分的にガソリンを含有する燃料と空気との混合気を前記気筒の燃焼室内で燃焼させることによりピストンを往復運動させるとともにエンジンの運転領域のうち少なくとも一部の特定運転領域において圧縮自己着火燃焼を実施するガソリンエンジンであって、エンジンの全運転領域において、前記排気弁が排気行程中に開弁するように当該排気弁を駆動する第１排気弁駆動手段と、前記排気弁が吸気行程中に開弁するように当該排気弁を駆動するとともに、前記特定運転領域の少なくとも一部の限定領域においてのみ前記排気弁を吸気行程中に開弁駆動する第２排気弁駆動手段とを備え、前記限定領域では、前記第１排気弁駆動手段が前記排気弁を排気上死点よりも遅角側の時期で閉弁させ、前記第２排気弁駆動手段が前記排気弁を排気上死点よりも進角側の時期で開弁開始させることで、前記排気弁が排気上死点よりも進角側の時期から排気上死点よりも遅角側の時期まで連続して開弁することを特徴とする（請求項１）。

本発明によれば、前記限定領域においてのみ排気弁が排気行程中に加えて吸気行程中にも開弁するよう構成されている。そのため、この限定領域において内部ＥＧＲ量を十分に確保しつつ、その他の領域において内部ＥＧＲ量を適度に抑えることができ、全領域において内部ＥＧＲ量を適正な量にすることができる。特に、前記限定領域では圧縮自己着火燃焼が実施されている。そのため、この限定領域において内部ＥＧＲ量が十分に確保されて混合気が高温とされることで、適正な圧縮自己着火燃焼を実現することができる。しかも、前記限定領域において、前記排気弁は、排気上死点を挟んでその進角側から遅角側まで連続して開弁駆動されている。そのため、排気上死点後にピストンが下降する際に生じる抵抗であるポンプロスが小さく抑えられる。このことは、燃費性能をより一層高める。

本発明において、前記第１排気弁駆動手段と前記第２排気弁駆動手段とは、共通の排気弁を駆動し、前記第１排気弁駆動手段と前記第２排気弁駆動手段とは、前記限定領域において、排気上死点における前記排気弁のリフト量が、仮に前記第２排気弁駆動手段のみで前記排気弁を駆動した際の当該排気弁のバルブリフトカーブである第２バルブリフトカーブの閉弁側のランプ部の最大リフト量よりも大きくなるように、前記排気弁を駆動するのが好ましい（請求項２）。

この構成では、同一の排気弁が、第１排気弁駆動手段により排気行程のみに開弁する場合と、第２排気弁駆動手段により排気行程および吸気行程に開弁する場合とで、切り替えられるよう構成されている。そのため、例えば、排気行程のみに開弁する排気弁と、排気行程と吸気行程とに開弁する排気弁とが個別に設けられる場合に比べて、排気弁の数を少なく抑えることができる。あるいは、排気弁が複数設けられる場合において、排気行程のみに開弁する排気弁と排気行程と吸気行程とに開弁する排気弁とが個別に設けられる場合に比べて、排気行程においてこれら複数の排気弁を全て開弁させることで排気弁の開口量を大きくして掃気性能を高くすることができる。

そして、排気上死点における排気弁のリフト量が、仮に前記第２排気弁駆動手段のみで前記排気弁を駆動した際の当該排気弁のバルブリフトカーブである第２バルブリフトカーブの閉弁側のランプ部の最大リフト量よりも大きくされて、十分に確保されている。そのため、内部ＥＧＲ量が十分に確保されるとともに、ポンプロスが十分に小さく抑えられる。

なお、ここでいう排気弁のバルブリフトカーブの閉弁側のランプ部とは、リフト量が最大となる時期以降のバルブリフトカーブ部分のうち、バルブリフトの加速度が急激に変化（加速度のマイナス量が急激に減少）する時期以降の部分をいう。すなわち、排気弁は、バルブシートに着座する際の衝撃や音がより小さくなるように、着座直前のリフト速度が穏やかになるように構成されており、前記ランプ部はこのリフト速度が穏やかになる部分をいう。

また、本発明において、前記第１排気弁駆動手段と前記第２排気弁駆動手段とは、共通の排気弁を駆動し、前記第１排気弁駆動手段と前記第２排気弁駆動手段とは、前記限定領域において、排気上死点における前記排気弁のリフト量が、仮に前記第１排気弁駆動手段のみで前記排気弁を駆動した際の当該排気弁のバルブリフトカーブである第１バルブリフトカーブの開弁側のランプ部の最大リフト量よりも大きくなるように、前記排気弁を駆動するのが好ましい（請求項３）。

このようにすれば、前記構成と同様に、排気弁の数を少なく抑えることができるという効果あるいは掃気性能を高くすることができるという効果に加えて、排気上死点における排気弁のリフト量が第１バルブリフトカーブの開弁側のランプ部の最大リフト量よりも大きくされて十分に確保されていることに伴って内部ＥＧＲ量を十分に確保しつつポンプロスを十分に小さく抑えるという効果を得ることができる。

なお、ここでいう排気弁のバルブリフトカーブの開弁側のランプ部とは、リフト量が最大となる時期以前のバルブリフトカーブ部分のうち、バルブリフトの加速度が急激に増加する時期以前の部分をいう。すなわち、排気弁は、バルブシートから離座する際の衝撃がより小さくなるように、離座直後のリフト速度が穏やかになるように構成されており、前記ランプ部はこのリフト速度が穏やかになる部分をいう。

ここで、同一の排気弁が第１排気弁駆動手段と第２排気弁駆動手段とによって切り替え駆動される場合には、耐久性や騒音等の観点から、切り替え時の排気弁の速度変化が小さく排気弁の動きが急激に変化しないことが好ましい。

そこで、同一の排気弁が第１排気弁駆動手段と第２排気弁駆動手段とによって切り替え駆動される場合において、前記第２排気弁駆動手段は、前記限定領域において、仮に前記第１排気弁駆動手段のみで前記排気弁を駆動した際の当該排気弁のバルブリフトカーブである第１バルブリフトカーブと、仮に前記第２排気弁駆動手段でのみ前記排気弁を駆動した際の当該排気弁のバルブリフトカーブである第２バルブリフトカーブとが交差する時期に、前記排気弁のバルブリフトが、前記第２バルブリフトカーブの開弁側のランプ部上に位置するように、前記排気弁を駆動するのが好ましい（請求項４）。

この構成では、前記第１バルブリフトカーブと第２バルブリフトカーブとの交差時期すなわち排気弁の駆動源が第１排気弁駆動手段から第２排気弁駆動手段に切り替わる時期に、排気弁が第２バルブリフトカーブの開弁側のランプ部（排気弁のリフト速度が穏やかになる部分）上に位置するよう、すなわち、前記切り替え時期において前記第２排気弁駆動手段により駆動される排気弁のリフト速度の変化が小さくなるよう構成されている。そのため、前記切り替えに伴う排気弁の動きの急激な変化が抑制される。

この構成において、前記第２排気弁駆動手段は、前記限定領域において、前記第１バルブリフトカーブと前記第２バルブリフトカーブとの交差時期から所定期間の間、前記排気弁のリフト量を一定に保持するのが好ましい（請求項５）。

このようにすれば、前記切り替え時期において前記第２排気弁駆動手段により駆動される排気弁のリフト変化が停止されるため、前記切り替えに伴う騒音や排気弁への負荷が小さく抑えられる。

また、同一の排気弁が第１排気弁駆動手段と第２排気弁駆動手段とによって切り替え駆動される場合において、前記第１排気弁駆動手段は、前記限定領域において、仮に前記第１排気弁駆動手段のみで前記排気弁を駆動した際の当該排気弁のバルブリフトカーブである第１リバルブフトカーブと、仮に前記第２排気弁駆動手段でのみ前記排気弁を駆動した際の当該排気弁のバルブリフトカーブである第２バルブリフトカーブとが交差する時期に、前記排気弁のバルブリフトが、前記第１バルブリフトカーブの閉弁側のランプ部上に位置するように、前記排気弁を駆動するのが好ましい（請求項６）。

この構成では、前記第１バルブリフトカーブと第２バルブリフトカーブとの交差時期すなわち排気弁の駆動源が第１排気弁駆動手段から第２排気弁駆動手段に切り替わる時期に、排気弁が前記第１バルブリフトカーブの閉弁側のランプ部上に位置して、排気弁のリフト速度が穏やかとなる。そのため、前記切り替えに伴う排気弁の動きの急激な変化が抑制される。

また、本発明において、前記気筒に、それぞれ複数の排気弁が設けられており、前記第１排気弁駆動手段は、前記複数の排気弁のうち所定の第１排気弁を駆動し、前記第２排気弁駆動手段は、前記複数の排気弁のうち前記第１排気弁とは異なる第２排気弁を駆動し、前記第１排気弁駆動手段は、前記限定領域において、排気上死点での前記第１排気弁のリフト量が、当該第１排気弁のバルブリフトカーブの開弁側のランプ部の最大リフト量よりも大きくなるように、前記第１排気弁を駆動し、前記第２排気弁駆動手段は、前記限定領域において、排気上死点での前記第２排気弁のリフト量が、当該第２排気弁のバルブリフトカーブの閉弁側のランプ部の最大リフト量よりも大きくなるように、前記第２排気弁を駆動するのが好ましい（請求項７）。

この構成では、第１排気弁駆動手段により排気行程のみに開弁駆動される排気弁と、第２排気弁駆動手段により排気行程および吸気行程に開弁駆動される排気弁とが異なっている。そのため、同一の排気弁、が排気行程のみに開弁駆動される場合と、排気行程と吸気行程とに開弁駆動される場合と、に切り替えられるものに比べて、排気弁の駆動機構を簡素化することができる。

そして、この構成によれば、排気上死点における第１排気弁と第２排気弁のリフト量が十分に確保されるので、ポンプロスをより確実に小さく抑えることができる。

前述のように、本発明によれば排気上死点を挟んで進角側から遅角側までの間排気弁が連続して開弁してポンプロスが小さく抑えられるため、前前記吸気弁駆動手段は、前記限定領域の少なくとも一部の領域において、前記第２排気弁駆動手段により前記排気弁が開弁開始された後に、前記吸気弁を開弁させる場合において、特に有効である（請求項８）。

すなわち、このように吸気弁が第２排気弁の開弁後に開弁する場合は、排気上死点において吸気弁が十分に開いていないためにピストンの下降時に吸気ポート側から気筒内へのガスの流入が規制される結果ポンプロスが大きくなるおそれがあるが、前記のように排気弁が開弁していれば、排気ポートからのガスの流入によりポンプロスの増大を確実に小さく抑えることができる。

以上説明したように、本発明によれば、適正な圧縮自己着火燃焼を実現しつつポンプロスをより確実に小さく抑えて、燃費性能の向上が可能なガソリンエンジンを提供することができる。

本発明の一実施形態にかかるガソリンエンジンの全体構成を示す図である。 前記エンジンの制御系を示すブロック図である。 排気ＶＶＬの構造を説明するための概略断面図である。 エンジンの運転状態に応じた燃焼形態を選択するための制御マップの一例を示す図である。 通常の排気カムにより駆動された際の排気弁のバルブリフトカーブを示した図である。 サブ排気カムにより駆動された際の排気弁のバルブリフトカーブを示した図である。 通常の排気カムとサブ排気カムとによって駆動された際の排気弁のバルブリフトカーブを示した図である。

（１）エンジンの全体構成
図１は、本発明の一実施形態にかかるエンジンの全体構成を示す図である。本図に示されるエンジンは、走行駆動用の動力源として車両に搭載される往復ピストン型の多気筒ガソリンエンジンである。このエンジンのエンジン本体１は、紙面に直交する方向に並ぶ複数の気筒２（図中ではそのうちの１つのみを示す）を有するシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上面に設けられたシリンダヘッド４と、各気筒２に往復摺動可能に挿入されたピストン５とを有している。エンジン本体１に供給される燃料は、ガソリンを主成分とするものである。なお、この燃料はガソリンが主成分であればよく、その中身は、全てガソリンであってもよいし、ガソリンにエタノール（エチルアルコール）等を含有させたものでもよい。

前記ピストン５は、コネクティングロッド８を介してクランク軸７と連結されている。前記ピストン５の往復運動に応じて、前記クランク軸７はその中心軸回りに回転する。

前記ピストン５の上方には燃焼室６が形成されている。燃焼室６には、吸気ポート９および排気ポート１０が開口している。前記シリンダヘッド４には、各ポート９，１０を開閉する吸気弁１１および排気弁１２がそれぞれ設けられている。なお、図例のエンジンはいわゆるダブルオーバーヘッドカムシャフト式（ＤＯＨＣ）エンジンである。各気筒につき前記吸気ポート９および排気ポート１０が２つずつ設けられるとともに、前記吸気弁１１および排気弁１２も２つずつ設けられている。

ここで、「燃焼室」とは、狭義には、ピストン５が上死点にあるときにその上方に形成される空間のことを指すが、ここでいう燃焼室６とは、ピストン５の上下位置にかかわらずその上方に形成される空間のことを指す（広義の燃焼室）。

前記吸気弁１１および排気弁１２は、それぞれ、シリンダヘッド４に配設された一対のカムシャフト（図示省略）等を含む動弁機構１３，１４によりクランク軸７の回転に連動して開閉駆動される。

前記吸気弁１１用の動弁機構１３には、ＣＶＶＬ１５が組み込まれている。ＣＶＶＬ１５は、連続可変バルブリフト機構（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｌｉｆｔ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）と呼ばれるものであり、吸気弁１１のリフト量を連続的に（無段階で）変更するものである。ＣＶＶＬ１５は、エンジンの全ての吸気弁１１のリフト量を変更できるように設けられており、このＣＶＶＬ１５が駆動されると、各気筒２において一対の吸気弁１１のリフト量が同時に変更されるようになっている。

このような構成のＣＶＶＬ１５は既に公知であり、その具体例として、吸気弁１１駆動用のカムをカムシャフトの回転と連動して往復揺動運動させるリンク機構と、リンク機構の配置（レバー比）を可変的に設定するコントロールアームと、コントロールアームを電気的に駆動することによって前記カムの揺動量（吸気弁１１を押し下げる量）を変更するステッピングモータとを備えたものを挙げることができる（例えば特開２００７−８５２４１号公報参照）。

前記排気弁１２用の動弁機構１４は、排気弁１２を排気行程に加えて吸気行程中にも開弁可能であるとともに、吸気行程中に排気弁１２を開弁させる機能を有効または無効に切り替え可能な可変バルブリフト機構（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｌｉｆｔ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）ＶＶＬ１６が組み込まれている。本実施形態では、ＶＶＬ１６は、エンジンの全ての排気弁１２に対応して設けられている。

このような構成のＶＶＬ１６は既に公知であり、例えば、特開２００７−８５２４１号公報に開示されている図３に示すようなものを挙げることができる。

このＶＶＬ１６の構造を簡単に説明する。

このＶＶＬ１６は、カムシャフトに設けられて互いに異なる位相で排気弁１２を駆動する２組の排気カム６２ｂ，６２ｃと、これら排気カム６２ｂ，６２ｃと排気弁１２との間に設けられたロストモーション機構７０とを有する。一方の排気カム６２ｂは、排気行程中に排気弁１２を開弁させるためのカム（通常の排気カム）であり、２つ一組の対をなしている。他方の排気カム６２ｃは、排気弁１２を吸気行程中に開弁させるためのサブ排気カムであり、前記通常の排気カム６２ｂの間に配置されている。このＶＶＬ１６のうち前記通常の排気カム６２ｂが、排気弁１２を排気行程中に開弁するように駆動する第１排気弁駆動手段として機能する。このＶＶＬ１６のうち前記サブ排気カム６２ｃが、排気弁１２を吸気行程中に開弁するように駆動する第２排気弁駆動手段として機能する。

前記ロストモーション機構７０は、前記サブ排気カム６２ｃの駆動力が排気弁１２に伝達されるのを有効または無効にするものである。このロストモーション機構７０は、サブ排気カム６２ｃと通常の排気カム６２ｂとを一体に連結してサブ排気カム６２ｃを通常の排気カム６２ｂにロック可能なピンユニット７８を有する。このピンユニット７８は、ロストモーション機構７０に形成された作動油路ＰＨに作動油が供給されると、前記各カムをロックする位置からこのロックを解除する位置に移動して、前記連結を解除する。

前記作動油路ＰＨに作動油が供給されておらず前記ピンニット７８によりサブ排気カム６２ｃと通常の排気カム６２ｂとが一体に連結されている状態では、排気弁１２は、通常の排気カム６２ｂにより押し下げられて排気行程中に開弁するとともに、サブ排気カム６２ｃにより押し下げられて吸気行程中にも開弁する。一方、前記作動油路ＰＨに作動油が供給されて前記ピンユニット７８による連結が解除されている状態では、サブ排気カム６２ｃの押し下げ力は排気弁１２に伝達されず、排気弁１２は、通常の排気カム６２ｂによってのみ押し下げられて排気行程中にのみ開弁する。

前記作動油路ＰＨへの作動油の供給と停止とは、作動油圧ＰＨに作動油を供給する作動油回路に設けられた電磁弁の開閉により切り替えられる。この電磁弁はＥＣＵ５０からの指令を受けて開閉作動する。

なお、本発明において、排気弁１２が排気行程中に開弁するというのは、排気弁１２が主に排気行程で開弁すること、すなわち、排気弁１２の最大リフトとなる時期が排気行程中であることを意味しており、排気弁１２が排気行程中に開弁開始および閉弁する場合の他に、膨張行程で開弁開始する場合や、吸気行程で閉弁する場合を含む。同様に、排気弁１２が吸気行程中に開弁するというのは、排気弁１２が主に吸気行程で開弁することであって排気弁１２の最大リフトとなる時期が吸気行程中であること、すなわち、排気弁１２が吸気行程で開弁開始および閉弁する場合の他に、排気弁１２が排気行程で開弁開始する場合や、排気弁１２が圧縮行程で閉弁する場合を含む。本実施形態では、後述するように、前記通常の排気カム６２ｂは、自身のみによって排気弁１２を開閉弁する場合に、排気弁１２を排気上死点ＴＤＣよりも遅角側で閉弁させる。前記サブ排気カム６２ｃは、仮に自身のみによって排気弁１２を開閉弁する場合に、排気弁１２を排気上死点ＴＤＣよりも進角側で開弁開始させる。また、前記通常の排気カム６２ｂは、排気弁１２を排気下死点ＢＤＣ付近で開弁開始させる。また、前記サブ排気カム６２ｃは、排気弁１２を吸気下死点ＢＤＣ付近で閉弁させる。

前記通常の排気カム６２ｂは、この通常の排気カム６２ｂのみによって排気弁１２が開弁された場合に、排気弁１２のバルブリフトカーブ（通常カムのバルブリフトカーブ）が図５および図７のｈ１に示すような形状となるように構成されている。この通常のバルブリフトカーブｈ１は、閉弁側のランプ部Ｌ１＿ｃの最大リフト量ｈ１＿ｃが、開弁側のランプ部Ｌ１＿ｏの最大リフト量ｈ１＿ｏよりも大きくなるように設定されている。

前記サブ排気カム６２ｃは、仮にこのサブ排気カム６２ｃのみによって排気弁１２が開弁された場合に、排気弁１２のバルブリフトカーブ（サブ排気カム６２ｃのバルブリフトカーブ）が図６および図７のｈ２に示すような形状となるように構成されている。このサブ排気カム６２ｃのバルブリフトカーブｈ２は、開弁側のランプ部Ｌ２＿ｏが、０より大きい一定速度で排気弁１２がリフトする定速ランプ部Ｌ２＿ｏ１と、この定速ランプ部Ｌ２＿ｏ１に連続して所定期間バルブリフトの速度が０となりリフト量が一定に維持される定リフトランプ部Ｌ２＿ｏ２とを含むように構成されている。すなわち、排気弁１２は、仮にサブ排気カム６２ｃによってのみ駆動された場合は、開弁後、所定の期間一定速度でリフトした後、所定期間そのリフト量で保持され、その後、加速してリフトいく。また、このサブ排気カム６２ｃのバルブリフトカーブｈ２は、開弁側ランプ部Ｌ２＿ｏの最大リフト量ｈ２＿ｏが、閉弁側のランプ部Ｌ２＿ｃの最大リフト量ｈ２＿ｃよりも大きくなるように設定されている。

ここで、開弁側のランプ部とは、バルブシートから排気弁が離座してからしばらくの間の部分であって、のバルブリフトの加速度が急激に増加する時期以前のリフト速度が穏やかな部分である。また、閉弁側のランプ部とは、排気弁がバルブシートに着座する直前の部分であって、バルブリフトの加速度が急激に変化（加速度のマイナス量が急激に減少）する時期以降のリフト速度が穏やかな部分である。なお、本実施形態では、バルブリフトカーブｈ１の開弁側のランプ部Ｌ１＿ｏおよび閉弁側のランプ部Ｌ１＿ｃにおいて、排気弁１２のリフト速度はほぼ一定となっている。バルブリフトカーブｈ２の閉弁側のランプ部Ｌ２＿ｃにおいて、排気弁１２のリフト速度はほぼ一定となっている。

図７に示すように、前記通常の排気カム６２ｂとサブ排気カム６２ｃとは、通常のバルブリフトカーブｈ１とサブ排気カム６２ｃのバルブリフトカーブｈ２とが排気上死点ＴＤＣ付近で交差するように、排気弁１２を開閉弁させる。本実施形態では、これらバルブリフトカーブｈ１，ｈ２は、排気上死点ＴＤＣで交差する。すなわち、前記通常の排気カム６２ｂは、自身のみによって排気弁１２を開閉弁する場合に、排気弁１２を排気上死点ＴＤＣよりも遅角側で閉弁させる。前記サブ排気カム６２ｃは、仮に自身のみによって排気弁１２を開閉弁する場合に、排気弁１２を排気上死点ＴＤＣよりも進角側で開弁開始させる。

また、通常の排気カム６２ｂとサブ排気カム６２ｃとは、各バルブリフトカーブｈ１，ｈ２の交差時（排気上死点ＴＤＣ時）に、排気弁１２が、通常カムのバルブリフトカーブｈ１の閉弁側のランプ部Ｌ１＿ｃ上であって排気弁１２のリフト量が通常カムのバルブリフトカーブｈ１の開弁側のランプ部Ｌ１＿ｏの最大リフト量ｈ１＿ｏよりも大きくなる点上に位置し、かつ、排気弁１２が、サブ排気カム６２ｃのバルブリフトカーブｈ２の開弁側のランプ部Ｌ２＿ｏ上（より詳細には、前記定リフトランプ部Ｌ２＿ｏ２上）に位置するように構成されている。前述のように、前記定リフトランプ部Ｌ２＿ｏ２のリフト量ｈ２＿ｏは、サブ排気カム６２ｃのバルブリフトカーブｈ２の閉弁側のランプ部Ｌ２＿ｃの最大リフト量ｈ２＿ｃよりも大きく設定されている。従って、各バルブリフトカーブｈ１，ｈ２の交差時において、排気弁１２のリフト量は、通常カムのバルブリフトカーブｈ１の開弁側のランプ部Ｌ１＿ｏの最大リフト量ｈ１＿ｏおよびサブ排気カム６２ｃのバルブリフトカーブｈ２の閉弁側のランプ部Ｌ２＿ｃの最大リフト量ｈ２＿ｃよりも大きくなる。

このように構成されたＶＶＬ１６では、前記作動油路ＰＨに作動油が供給されておらず前記ピンニット７８によりサブ排気カム６２ｃと通常の排気カム６２ｂとが一体に連結されている状態では、まず、前記通常の排気カム６２ｂが排気下死点ＢＤＣ付近で排気弁１２を開弁開始させる。その後、排気弁１２は通常の排気カム６２ｂによってリフト量が増大する方向に駆動され、最大リフト量となった後、この通常の排気カム６２ｂによってリフト量が減少する方向に駆動される。そして、排気上死点ＴＤＣの前記各バルブリフトカーブｈ１，ｈ２の交差時において、排気弁１２の駆動源が通常の排気カム６２ｂからサブ排気カム６２ｃに切り替わり、このサブ排気カム６２ｃが、排気弁１２を継続して開弁する。このサブ排気カム６２ｃにより、排気弁１２は、排気上死点ＴＤＣからしばらくの期間、リフト量が一定に維持され、その後、吸気行程において再びリフト量が増大する方向に駆動された後、リフト量が減少する方向に駆動される。本実施形態では、排気弁１２は、吸気下死点ＢＤＣ以降で閉弁される。

前述のように、前記各バルブリフトカーブｈ１，ｈ２の交差時、すなわち、排気弁１２の駆動源が前記通常の排気カム６２ｂからサブ排気カム６２ｃに切り替わる時点において、排気弁１２は通常カム６２ｂのバルブリフトカーブｈ１の閉弁側のランプ部Ｌ１＿ｃ上、かつ、サブ排気カム６２ｃ６２ｃのバルブリフトカーブｈ２の定リフトランプ部Ｌ２＿ｏ２上に位置する。そのため、前記切り替わり時において、排気弁１２は、リフト量が減少する向きの動作から即時リフト量が増大する向きの動作に切り替えられることなく、一旦一定リフトに維持された後、リフト量が増大する向きの動作に移行する。このように、本実施形態では、前記切り替わり時点での排気弁１２の速度変化が小さく抑えられて、騒音や排気弁１２等の掃気劣化が抑制される。

一方、前記作動油路ＰＨに作動油が供給されて前記ピンニット７８によるサブ排気カム６２ｃと通常の排気カム６２ｂとの連結が解除された状態では、前記通常の排気カムの駆動によってのみ排気弁１２が駆動され、図５に示すように、排気弁１２は、排気下死点ＢＤＣ付近で開弁開始した後、排気上死点ＴＤＣよりも遅角側の所定時期で閉弁する。

このＶＶＬ１６の作用により、排気弁１２が排気行程中に加えて吸気行程中に開弁した場合には、排気行程において高温の排気が排気ポート１０から燃焼室６に逆流して、燃焼室６内に大量の排気が残留する。すなわち内部ＥＧＲガス量が多く確保される。一方、排気弁１２が排気行程中にのみ開弁した場合には、内部ＥＧＲガス量は少量あるいはない状態に抑えられる。

ここで、本実施形態において、排気弁１２が開弁開始する時期とは、排気弁１２のリフト量が所定リフト量であって、排気弁１２を介した排気ポート１０と燃焼室６との間での有効な排気の流れが生じ出す時期をいう。また、排気弁１２が閉弁する時期とは、排気弁１２のリフト量が所定リフト量であって、排気弁１２を介した排気ポート１０と燃焼室６との間での有効な排気の流れがなくなる時期をいう。前記所定のリフト量は、例えば、０．４ｍｍである。

前記通常のバルブリフトカーブｈ１の開弁側のランプ部Ｌ１＿ｏの最大リフト量ｈ１＿ｏ、および、サブバルブリフトカーブｈ２の閉弁側のランプ部Ｌ２＿ｃの最大リフト量ｈ２＿ｃは例えば０．４ｍｍに設定された前記所定のリフト量に設定されている。従って、前述のように、前記各バルブリフトカーブｈ１，ｈ２の交差時において排気弁１２のリフト量がこれら最大リフト量ｈ１＿ｏ，ｈ２＿ｃ，以上となる本実施形態では、この交差時において有効な量の排気が排気弁１２を介して排気ポート１０から燃焼室６に流入する。例えば、前記各バルブリフトカーブｈ１，ｈ２の交差時における排気弁１２のリフト量、ひいては、前記定リフトランプ部Ｌ２＿ｏ２のリフト量ｈ２＿ｏ２は、１ｍｍに設定されている。また、通常のバルブリフトカーブｈ１の閉弁側のランプ部Ｌ１＿ｃの最大リフト量ｈ１＿ｃは、１ｍｍに設定されている。

再び図１に戻って、前記エンジン本体１のシリンダヘッド４には、点火プラグ２０およびインジェクタ２１が、各気筒２につき１組ずつ設けられている。

前記インジェクタ２１は、燃焼室６をその天井面（燃焼室６を覆うシリンダヘッド４の下面）から臨むように設けられている。インジェクタ２１は、燃料供給管２３を通じて供給されたガソリンを主成分とする燃料を、その先端部から燃焼室６内に噴射する。

前記点火プラグ２０は、燃焼室６を上方から臨むように前記インジェクタ２１と隣接して配置されている。点火プラグ２０は、図外の点火回路からの給電に応じて先端から火花を放電する。

前記エンジン本体１の吸気ポート９および排気ポート１０には、吸気通路２８および排気通路２９がそれぞれ接続されている。

前記吸気通路２８は、単一の通路からなる共通通路部２８ｃと、共通通路部２８ｃの上流側端部に設けられたサージタンク２８ｂと、気筒２ごとに分岐して設けられ、前記サージタンク２８ｂと各気筒２の吸気ポート９とを接続する分岐通路部２８ａとを有している。

前記排気通路２９は、単一の通路からなる共通通路部２９ｃと、気筒２ごとに分岐して設けられ、前記共通通路部２９ｃの上流側端部と各気筒２の排気ポート１０とを接続する分岐通路部２９ａとを有している。

前記吸気通路２８および排気通路２９の間には、排気通路２９を通過する排気ガスの一部を吸気通路２８に還流させる外部ＥＧＲ装置３０が設けられている。外部ＥＧＲ装置３０は、吸気通路２８および排気通路２９の各共通通路部２８ｃ，２９ｃどうしを連通するＥＧＲ通路３１と、ＥＧＲ通路３１の途中部に設けられてＥＧＲ通路３１を通過する排気の流量を制御するＥＧＲバルブ３２と、ＥＧＲ通路３１を通過する排気を冷却する水冷式のＥＧＲクーラ３３とを有している。

前記吸気通路２８の共通通路部２８ｃには、吸気通路２８を通過する吸入空気の量を調節するスロットル弁２５が設けられている。ただし、本実施形態では、前記ＣＶＶＬ１５により吸気弁１１のリフト量が調整され、また、ＶＶＬ１６により燃焼室６の内部ＥＧＲガスの量が調整され、さらには、外部ＥＧＲ装置３０により吸気通路２８に還流される排気ガスの量が調整される。したがって、これらの操作に基づいて、スロットル弁２５を操作することなく、燃焼室６に導入される空気（新気）の量を調整することが可能である。このため、スロットル弁２５は、エンジンの停止時等を除いて、全開もしくはそれに近い値に維持される。

前記排気通路２９の共通通路部２９ｃには、排気ガス浄化用の触媒コンバータ３５が設けられている。触媒コンバータ３５には例えば三元触媒が内蔵されており、排気通路２９を通過する排気ガス中の有害成分は、前記三元触媒の作用により浄化される。

また、エンジン本体には、各種センサが取り付けられている。例えば、エンジン冷却水の温度を検出するための水温センサＳＷ１、クランク軸７の回転角度（クランク角）ひいてはエンジン回転数を検出するためのクランク角センサＳＷ２、前記カムシャフトの角度を検出して気筒判別（各気筒が吸気、圧縮、膨張、排気のいずれの行程にあるかの判別）用の信号を出力するカム角センサＳＷ３が、エンジン本体に取り付けられている。

（２）制御系
図２は、エンジンの制御系を示すブロック図である。本図に示されるＥＣＵ５０は、エンジンの各部を統括的に制御するための装置であり、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されている。

前記ＥＣＵ５０には、エンジン本体に設けられた前記水温センサＳＷ１、クランク角センサＳＷ２、およびカム角センサＳＷ３等の各種センサから種々の情報が入力される。また、ＥＣＵ５０には、車両に設けられた各種センサからの情報も入力される。例えば、運転者により踏み込み操作される図外のアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサＳＷ４から、アクセル開度の情報がＥＣＵ５０に入力される。

前記ＥＣＵ５０は、その主な機能的要素として、判定手段５１、インジェクタ制御手段５２、吸気制御手段５３、内部ＥＧＲ制御手段５４、外部ＥＧＲ制御手段５５、および点火制御手段５６を有している。

前記判定手段５１は、クランク角センサＳＷ２およびアクセル開度センサＳＷ４の各検出値から特定されるエンジンの回転数Ｎｅおよび負荷Ｔ（目標トルク）に基づいて、現在のエンジンの運転領域が図４の制御マップにおけるいずれの運転領域であるかを判定する。

具体的に、図４の制御マップにおいて、負荷Ｔが比較的低い領域には、全ての回転数域にわたって第１運転領域（限定領域）Ａ１が設定されている。また、この第１運転領域Ａ１よりも負荷Ｔが高い領域には、第２運転領域Ａ２が設定されている。なお、これら第１、第２運転領域Ａ１、Ａ２からなる制御マップは、エンジン水温センサＳＷ１により検出された冷却水温が所定値（例えば８０℃）以上となる温間状態のときのものである。エンジンが冷間状態にあるときの制御マップについては、ここでは説明を省略する。

前記インジェクタ制御手段５２は、前記インジェクタ２１から燃焼室６に噴射される燃料の噴射量や噴射時期を制御するものである。具体的に、このインジェクタ制御手段５２は、負荷Ｔやエンジン回転数Ｎｅ等に基づいて、目標とする燃料の噴射量および噴射時期を演算し、その演算結果に基づいてインジェクタ２１を駆動する。

前記吸気制御手段５３は、前記ＣＶＶＬ１５を駆動して吸気弁１１のリフト量（開弁量）を変更する。例えば、吸気制御手段５３は、エンジンの負荷Ｔが高い場合には、燃焼室６に多量の空気（新気）を導入すべく、吸気弁１１のリフト量を増大させる。一方、吸気制御手段５３は、エンジンの負荷Ｔが低い場合には、吸気弁１１のリフト量を低減する。また、吸気制御手段５３は、新気量を確保するべく、エンジン回転数Ｎｅが高くなるほど吸気弁１１の開弁開始時期が進角するように、吸気弁１１を駆動する。

前記内部ＥＧＲ制御手段５４は、前記電磁弁を開閉駆動して前記ＶＶＬ１６の作動油路ＰＨに作動油の供給と停止を切り替えてサブ排気カム６２ｃと通常の排気カム６２ｂとの連結と連結解除とを切り替え、これにより、排気弁１２の吸気行程中の開弁の実行と停止とを切り替えて、内部ＥＧＲガス量を調整する。

前記外部ＥＧＲ制御手段５５は、前記ＥＧＲ通路３１に設けられたＥＧＲバルブ３２の開度を変更して、排気通路２９から吸気通路２８に還流する排気ガス量すなわち外部ＥＧＲ量を調整する。

前記点火制御手段５６は、前記点火プラグ２０が火花放電を行うタイミング（点火時期）等を制御する。ただし、本実施形態では、後述するように、図４に示した第１および第２運転領域Ａ１、Ａ２のいずれにおいても、火花点火によらず混合気を自着火させる燃焼形態（圧縮自己着火燃焼）が選択される。そのため、前記点火制御手段５６は、少なくともエンジンの温間時には、点火プラグ２０からの火花点火を停止する。前記点火制御手段５６は、例えばエンジンの始動時や冷間状態での運転時のように、混合気の自着火が困難な場合（火花点火による強制燃焼が必要な場合）にのみ点火プラグ２０を作動させる。

（３）各運転領域の具体的制御手順
次に、前記ＥＣＵ５０が、前記第１運転領域Ａ１、第２運転領域Ａ２で、それぞれどのような制御を実施するのかを具体的に説明する。

まず、ＥＣＵ５０は、エンジンの運転が開始されると、ＥＣＵ５０は、前記クランク角センサＳＷ２およびアクセル開度センサＳＷ４の各検出値に基づいて、エンジンの運転点（負荷Ｔおよび回転数Ｎｅ）が図４の制御マップにおけるどの運転領域に該当するかを逐次判定する。そして、判定された運転領域が、図４中の第１運転領域Ａ１と第２運転領域Ａ２のいずれであるかに応じて、それぞれ以下のような制御を実行する。

なお、この説明の前提として、エンジンの冷却水温は充分に暖まっている（つまり温間時の運転である）ものとする。そして、本実施形態では、ＥＣＵ５０は、温間時において、エンジンの運転点が前記運転領域Ａ１、Ａ２のいずれにあっても、圧縮自己着火燃焼が実現されるような制御を実施する。すなわち、エンジンの全運転領域が圧縮自己着火燃焼が実施される特定領域として設定されている。ただし、適切な圧縮自己着火燃焼を行わせるには、インジェクタ２１からの燃料噴射時期や、内部ＥＧＲまたは外部ＥＧＲの有無等を、運転領域Ａ１、Ａ２によって変化させる必要がある。そのため、ＥＣＵ５０は、前記インジェクタ２１、ＣＶＶＬ１５、ＶＶＬ１６、およびＥＧＲバルブ３２等を、エンジンの運転点を逐次判定しながら制御する。

（ｉ）第１運転領域Ａ１
第１運転領域Ａ１では、圧縮行程の前に噴射された燃料と空気との混合気をピストン５の圧縮作用によって自着火させる、一般的な予混合圧縮自己着火燃焼が実行される。具体的に、この第１運転領域Ａ１では、吸気行程中の所定時期にインジェクタ２１から燃焼室６に燃料が噴射され、この燃料噴射により噴射された燃料と、吸気通路２８から燃焼室６に導入される空気（新気）との混合気が、ピストン５の圧縮作用により高温、高圧化し、圧縮上死点（圧縮行程と膨張行程の間のＴＤＣ）付近で自着火する。

ここで、第１運転領域Ａ１は、負荷Ｔが比較的低く、インジェクタ２１から噴射される燃料の量が少ないため、筒内温度を意図的に上昇させないと、失火が起きるおそれがある。そこで、第１運転領域Ａ１では、前記電磁弁を開駆動して前記ＶＶＬ１６の作動油路ＰＨに作動油を供給してサブ排気カム６２ｃと通常の排気カム６２ｂとを連結し、これにより、排気弁１２を、排気上死点ＴＤＣを挟んで排気行程と吸気行程とで連続して開弁させる。そして、排気ポート１０内の高温の排気を多量に燃焼室６に逆流させて、燃焼室６内の内部ＥＧＲ量を多くする。このように、高温の内部ＥＧＲガス量が多く確保されると、燃焼室６内の混合気の温度は高温となり、混合気の自着火が促進される。

ここで、排気上死点ＴＤＣ以降において排気弁１２が閉弁していると、ピストン５の低下に伴って燃焼室６内の圧力が低下することで、ピストン５を低下させるための仕事が必要となりポンプロスが生じる。これに対して、本実施形態では、前述のように、排気弁１２が排気上死点ＴＤＣを挟んで排気行程と吸気行程とで連続して開弁している。そのため、ピストンの低下に伴って排気ポートから排気が燃焼室６内に流入するため、内部ＥＧＲガス量を十分に確保することができるという効果に加えて、ポンプロスを小さく抑えるという効果を得ることができる。

前記のように、第１運転領域Ａ１では、内部ＥＧＲガス量の増大が実行されることに伴い、外部ＥＧＲについては停止される。すなわち、ＥＧＲ通路３１に設けられたＥＧＲバルブ３２の開度が全閉に設定されることにより、排気通路２９から吸気通路２８への排気ガスの還流は停止される。

なお、前記第１運転領域Ａ１では、燃焼室６内の混合気の空燃比（実空燃比）を理論空燃比（１４．７）で割った値である空気過剰率λが、約２〜２．４程度という大幅にリーンな値に設定される。そのため、ＣＶＶＬ１５の駆動により吸気弁１１（バルブリフトカーブＩＮ）のリフト量を増減する制御が実行され、燃焼室６に導入される新気の量が、前記インジェクタ２１からの燃料噴射量に対しかなり過剰になるように制御される。具体的には、この第１運転領域Ａ１では、吸気弁１１は、吸気行程中に開弁され、エンジン回転数が減少するほど進角側に制御される。なお、吸気弁１１の閉弁時期は一定に制御される。

このように大幅にリーンに設定された混合気を燃焼させた場合、燃焼温度が大幅に低下するため、冷却損失を低減して熱効率（燃費）を向上させることができる。なお、λ＝２〜２．４までリーンになると、三元触媒によるＮＯｘの浄化作用はほとんど期待できなくなるが、λ＝２〜２．４であれば、燃焼により生じるＮＯｘ量（生のＮＯｘ量）が大幅に少なくなるため、三元触媒以外に特別な触媒（例えばＮＯｘトラップ触媒）を設けなくても、排気ガス中に含まれるＮＯｘの量を十分に小さい値に抑制することができる。

また、前述のように、第１運転領域Ａ１のうち低回転数領域では、吸気弁１１が排気上死点ＴＤＣ後の比較的遅角側で開弁している。そのため、排気弁１２が排気上死点ＴＤＣ付近で閉弁している場合には、燃焼室６内の負圧量が大きくなりポンプロスが大きくなるが、本実施形態では、ポンプロスを小さく抑えることができる。

（ｉｉ）第２運転領域Ａ２
前記第１運転領域Ａ１よりも負荷Ｔが高く、かつ回転数Ｎｅが比較的低い領域に設定された第２運転領域Ａ２では、圧縮上死点を挟んで複数回に分けてインジェクタ２１から燃料を噴射させる分割噴射が実行され、噴射された燃料と新気との混合気は、比較的長い時間をかけて自着火する。燃料噴射量の多い前記第２運転領域Ａ２では、燃料を１回で噴射してしまうと、噴射された多量の燃料が短時間で全て燃焼する急激な燃焼が起きることにより、筒内圧力が急上昇し、燃焼騒音が著しく増大する等の事態を招くおそれがある。そこで、本実施形態では、前記のように燃料を分割噴射して別々の空間で各燃料を燃焼させることで、比較的マイルドな燃焼が継続的に起きるようにして、前記のような燃焼騒音の増大等を回避するようにしている。

ここで、第２運転領域Ａ２は、エンジン負荷Ｔが高く、噴射されるトータルの燃料が多いため、燃焼に伴い発生する熱量が増大し、燃焼室６が高温化する傾向にある。このため、仮に第２運転領域Ａ２でも内部ＥＧＲ量を多くしたのでは、燃焼室６がますます高温化し、プリイグニッションやノッキング等の異常燃焼が起きるおそれがある。そこで、この第２運転領域Ａ２では、燃焼室６の過度な高温化を防ぎ、前記のような異常燃焼を回避するべく、内部ＥＧＲから外部ＥＧＲに切り替える制御が実施される。具体的には、前記電磁弁を開駆動して前記ＶＶＬ１６の作動油路ＰＨへの作動油の供給を停止してサブ排気カム６２ｃと通常の排気カム６２ｂとの連結を解除し、これにより、排気弁１２を排気行程中にのみ開弁させ、内部ＥＧＲを禁止する。一方、ＥＧＲ通路３１に設けられたＥＧＲバルブ３２が所定開度まで開かれて、排気通路２９から吸気通路２８へ排気ガスを還流させる操作が実行される。これにより、ＥＧＲクーラ３３付きのＥＧＲ通路３１を通過した（つまりＥＧＲクーラ３３により冷却された）排気ガスが、吸気通路２８に還流し、燃焼室６内の温度が低く抑えられつつ混合気に含まれる不活性ガスであるＥＧＲガス量が確保される。

また、このように増大設定される燃料噴射量に応じた多量の新気を燃焼室６に導入すべく、ＣＶＶＬ１５が駆動されて吸気弁１１のリフト量が増大される。

なお、この第２運転領域Ａ２では、三元触媒のみによって十分に有害成分の浄化が可能となるように、各タイミングで噴射された各燃料と新気の混合気が、それぞれ局所的にλ＝１程度の空気過剰率に設定されている。
（４）作用効果
以上のように構成された、本実施形態に係るガソリンエンジンによれば、排気弁１２が排気行程中に加えて吸気行程中にも開弁するよう構成されている。そのため、内部ＥＧＲが必要な第１運転領域Ａ１において、排気弁１２が排気行程中に加えて吸気行程中にも開弁することで内部ＥＧＲガス量を十分に確保することができるとともに、内部ＥＧＲが不要な第２運転領域Ａ２において排気弁１２が排気行程中にのみ開弁することで内部ＥＧＲガス量を少なく抑えることができ、各運転領域において適正な燃焼を実現することができる。しかも、前記排気弁１２は、排気上死点ＴＤＣを挟んでその進角側から遅角側まで連続して開弁する。そのため、内部ＥＧＲ量が十分に確保されて適正な圧縮自己着火燃焼が実現さるとともに、ポンプロスが小さく抑えられるため、燃費性能が高くなる。

ここで、本実施形態では、温間時の全エンジン運転領域において圧縮自己着火燃焼が実施されて、低負荷側と高負荷側とで、排気弁１２が排気行程中に加えて吸気行程中にも開弁するかどうかが切替えられるガソリンエンジンについて説明したが、本発明は、これに限らず、エンジン運転領域の一部の領域で内部ＥＧＲガス量を多量に必要とする圧縮自己着火燃焼が実施され、その他の少なくとも一部の領域で内部ＥＧＲガス量が小さく抑えられるよう構成されたガソリンエンジンに適用可能であり、このようなガソリンエンジン全般において燃費性能の向上効果を得ることができる。

ここで、前記通常のバルブリフトカーブｈ１は、排気弁１２が排気上死点ＴＤＣよりも遅角側の時期で閉弁するように設定されていればよく、その具体的形状は前記に限らない。また、サブ排気カム６２ｃのバルブリフトカーブｈ２は、排気弁１２が排気上死点ＴＤＣよりも進角側で開弁開始するように設定されていればよく、その具体的形状は前記に限らない。

ただし、通常のバルブリフトカーブｈ１の閉弁側のランプ部Ｌ１＿ｃの最大リフト量ｈ１＿ｃが開弁側のランプ部Ｌ１＿ｏの最大リフト量ｈ１＿ｏよりも大きく設定されており、この閉弁側のランプ部Ｌ１＿ｃのうち開弁側のランプ部Ｌ１＿ｏの最大リフト量ｈ１＿ｏよりも大きくなるタイミングでサブ排気カム６２ｃ６２ｃのバルブリフトカーブｈ２と交差すれば、この交差時前後において排気弁１２のリフト量を十分に確保して内部ＥＧＲガス量を確保することができるとともに、排気弁１２の速度の急激な変化を抑制することができる。

また、同様に、サブ排気カム６２ｃのバルブリフトカーブｈ２の開弁側のランプ部Ｌ２＿ｏの最大リフト量ｈ２＿ｏが閉弁側のランプ部Ｌ２＿ｃの最大リフト量ｈ２＿ｃよりも大きく設定されており、この開弁側のランプ部Ｌ２＿ｏのうち閉弁側のランプ部Ｌ２＿ｃの最大リフト量ｈ２＿ｃよりも大きくなるタイミングで通常のバルブリフトカーブｈ１と交差すれば、この交差時前後において排気弁１２のリフト量を十分に確保して内部ＥＧＲガス量を確保することができるとともに、排気弁１２の速度の急激な変化を抑制することができる。特に、前記実施形態のように、サブ排気カム６２ｃのバルブリフトカーブｈ２の開弁側のランプ部Ｌ２＿ｏにリフト量が一定に維持される定リフトランプ部Ｌ２＿ｏ２が設けられており、この定リフトランプ部Ｌ２＿ｏ２と通常のバルブリフトカーブｈ１とが交差すれば、排気弁１２の速度の変化量をより小さく抑えることができる。

また、通常の排気カム６２ｂのバルブリフトカーブｈ１とサブ排気カム６２ｃのバルブリフトカーブｈ２との交差時期は排気上死点ＴＤＣに限らない。

また、前記実施形態では、共通の排気弁１２が、排気行程のみに開弁駆動される場合と、排気行程および吸気行程に開弁駆動される場合とで、切り替えられるよう構成された場合について説明したが、例えば、２つ（２つ以上であってもよい）の排気弁１２のうち所定の排気弁１２が排気行程のみに開弁駆動されるよう構成され、他の排気弁１２が排気行程および吸気行程に開弁駆動されるよう構成されていてもよい。すなわち、排気弁１２が排気上死点よりも進角側の時期から排気上死点よりも遅角側の時期まで連続して開弁するように、一方の排気弁１２を排気上死点よりも遅角側の時期で閉弁させ、他方の排気弁１２を排気上死点よりも進角側の時期で開弁させればよい。この場合には、各排気弁１２にそれぞれ前記ロストモーション機構７０を有せず排気弁１２に対してカムの切替えが行われない簡単な構造のＶＶＬを設ければよい。例えば、各排気弁１２に、図５に示すようなバルブリフトカーブｈ１を形成するＶＶＬをそれぞれ設ければよい。さらには、この図５におけるバルブリフトーカーブｈ１において、閉弁側のランプ部と開弁側のランプ部とが対称な形状を有するＶＶＬをそれぞれ設けてもよい。そして、吸気行程に排気弁１２を開弁駆動するＶＶＬを、限定領域でのみ排気弁１２を開弁させるように構成すればよい。このように、この場合には、ＶＶＬの構造が簡素化されて、装置が簡素化される。また、この場合には、カムの切替えに伴って排気弁１２の速度が急激に変化するという事態が回避されるので、騒音や排気弁１２の早期劣化が抑制される。

５ ピストン
６ 燃焼室
１２ 排気弁
６２ｂ 通常の排気カム（第１排気弁駆動手段）
６２ｃ サブ排気カム（第２排気弁駆動手段）
ｈ１ 第１バルブリフトカーブ
ｈ２ 第２バルブリフトカーブ
Ａ１ 第１運転領域（限定領域、特定運転領域）
Ａ２ 第２運転領域（特定運転領域）

Claims (8)

1. 吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ形成されるとともに前記吸気ポートを開閉可能な吸気弁と前記排気ポートを開閉可能な排気弁が設けられた気筒を有し、少なくとも部分的にガソリンを含有する燃料と空気との混合気を前記気筒の燃焼室内で燃焼させることによりピストンを往復運動させるとともにエンジンの運転領域のうち少なくとも一部の特定運転領域において圧縮自己着火燃焼を実施するガソリンエンジンであって、
   エンジンの全運転領域において、前記排気弁が排気行程中に開弁するように当該排気弁を駆動する第１排気弁駆動手段と、
   前記排気弁が吸気行程中に開弁するように当該排気弁を駆動するとともに、前記特定運転領域の少なくとも一部の限定領域においてのみ前記排気弁を吸気行程中に開弁駆動する第２排気弁駆動手段とを備え、
   前記限定領域では、前記第１排気弁駆動手段が前記排気弁を排気上死点よりも遅角側の時期で閉弁させ、前記第２排気弁駆動手段が前記排気弁を排気上死点よりも進角側の時期で開弁開始させることで、前記排気弁が排気上死点よりも進角側の時期から排気上死点よりも遅角側の時期まで連続して開弁することを特徴とするガソリンエンジン。
2. 請求項１に記載のガソリンエンジンにおいて、
   前記第１排気弁駆動手段と前記第２排気弁駆動手段とは、共通の排気弁を駆動し、
   前記第１排気弁駆動手段と前記第２排気弁駆動手段とは、前記限定領域において、排気上死点における前記排気弁のリフト量が、仮に前記第２排気弁駆動手段のみで前記排気弁を駆動した際の当該排気弁のバルブリフトカーブである第２バルブリフトカーブの閉弁側のランプ部の最大リフト量よりも大きくなるように、前記排気弁を駆動することを特徴とするガソリンエンジン。
3. 請求項１または２に記載のガソリンエンジンにおいて、
   前記第１排気弁駆動手段と前記第２排気弁駆動手段とは、共通の排気弁を駆動し、
   前記第１排気弁駆動手段と前記第２排気弁駆動手段とは、前記限定領域において、排気上死点における前記排気弁のリフト量が、仮に前記第１排気弁駆動手段のみで前記排気弁を駆動した際の当該排気弁のバルブリフトカーブである第１バルブリフトカーブの開弁側のランプ部の最大リフト量よりも大きくなるように、前記排気弁を駆動することを特徴とするガソリンエンジン。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のガソリンエンジンにおいて、
   前記第１排気弁駆動手段と前記第２排気弁駆動手段とは、共通の排気弁を駆動し、
   前記第２排気弁駆動手段は、前記限定領域において、仮に前記第１排気弁駆動手段のみで前記排気弁を駆動した際の当該排気弁のバルブリフトカーブである第１バルブリフトカーブと、仮に前記第２排気弁駆動手段でのみ前記排気弁を駆動した際の当該排気弁のバルブリフトカーブである第２バルブリフトカーブとが交差する時期に、前記排気弁のバルブリフトが、前記第２バルブリフトカーブの開弁側のランプ部上に位置するように、前記排気弁を駆動することを特徴とするガソリンエンジン。
5. 請求項４に記載のガソリンエンジンにおいて、
   前記第２排気弁駆動手段は、前記限定領域において、前記第１バルブリフトカーブと前記第２バルブリフトカーブとの交差時期から所定期間の間、前記排気弁のリフト量を一定に保持することを特徴とするガソリンエンジン。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のガソリンエンジンにおいて、
   前記第１排気弁駆動手段と前記第２排気弁駆動手段とは、共通の排気弁を駆動し、
   前記第１排気弁駆動手段は、前記限定領域において、仮に前記第１排気弁駆動手段のみで前記排気弁を駆動した際の当該排気弁のバルブリフトカーブである第１リバルブフトカーブと、仮に前記第２排気弁駆動手段でのみ前記排気弁を駆動した際の当該排気弁のバルブリフトカーブである第２バルブリフトカーブとが交差する時期に、前記排気弁のバルブリフトが、前記第１バルブリフトカーブの閉弁側のランプ部上に位置するように、前記排気弁を駆動することを特徴とするガソリンエンジン。
7. 請求項１に記載のガソリンエンジンにおいて、
   前記気筒に、それぞれ複数の排気弁が設けられており、
   前記第１排気弁駆動手段は、前記複数の排気弁のうち所定の第１排気弁を駆動し、
   前記第２排気弁駆動手段は、前記複数の排気弁のうち前記第１排気弁とは異なる第２排気弁を駆動し、
   前記第１排気弁駆動手段は、前記限定領域において、排気上死点での前記第１排気弁のリフト量が、当該第１排気弁のバルブリフトカーブの開弁側のランプ部の最大リフト量よりも大きくなるように、前記第１排気弁を駆動し、
   前記第２排気弁駆動手段は、前記限定領域において、排気上死点での前記第２排気弁のリフト量が、当該第２排気弁のバルブリフトカーブの閉弁側のランプ部の最大リフト量よりも大きくなるように、前記第２排気弁を駆動することを特徴とするガソリンエンジン。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のガソリンエンジンにおいて、
   前記吸気弁を駆動する吸気弁駆動手段を備え、
   前記吸気弁駆動手段は、前記限定領域の少なくとも一部の領域において、前記第２排気弁駆動手段により前記排気弁が開弁開始された後に、前記吸気弁を開弁させることを特徴とするガソリンエンジン。

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