JP3556333B2 - ４サイクルエンジン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４サイクルエンジンのバルブ休止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
４サイクルエンジンおいて、燃費の向上，排気ガスの浄化等の観点から、例えば空燃比（Ａ／Ｆ）２０以上の希薄空燃比燃焼を行うことが提案されている。この希薄空燃比燃焼の安定化を図ることのできる吸気装置として、従来例えば、主としてエンジンの低速回転域，又は低負荷運転域等、吸入空気量の比較的少ない運転域において、吸気を気筒内に気筒軸方向に導入して縦渦（タンブル）を発生させ、又は吸気を気筒内周面に沿って導入して横渦（スワール）を発生させる等、筒内流動を強化できようにしたものが提案されている。
【０００３】
上記スワールを発生させることを目的とした吸気装置（第１従来例）として、センタ吸気ポートと左，右のサイド吸気ポートとを備えている場合に、低速回転域等吸気量の少ない運転域では、上記何れか一方のサイド吸気ポートを閉じることにより、吸気を残りのサイド吸気ポート及びセンタ吸気ポートを介して気筒内に導入するようにしたものがある（例えば特開平３−１６０１１３号公報参照）。
【０００４】
また上記タンブルを発生させることを目的とした吸気装置（第２従来例）として、吸気ポートの底壁側部分を絞り込むことにより、吸気を吸気ポートの天壁側に偏流させ、もって吸気を気筒内に気筒軸方向に方向付けしつつ導入してタンブルを発生するようにしたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記何れの従来装置においても、上記スワール，タンブル等の筒内流動をより強化できるように吸気ポート形状，吸気制御弁構造等を設定すると、高速回転，高負荷運転域における全開時の最大吸気量が減少してしまい、逆に最大吸気量を充分に確保できるように吸気ポート形状等を設定するとスワール，タンブル等の筒内流動が不十分となるといった問題がある。
【０００６】
そこで本願発明者等は、複数の吸気弁を有する場合に、その一部を運転状態に応じて休止させることにより、小，中吸気量時に筒内流動を発生させることができ、かつ最大吸気量が減少することのないエンジンの吸気制御装置を開発している。一方、その後の研究開発により、バルブ休止を行う場合には、何れの吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給するのが有効であるか等、燃料の噴射供給状態との関係が重要であることが判明した。
【０００７】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、筒内流動を強化しながら全開時の最大吸気量を増大でき、さらに燃料を適正に噴射供給できる４サイクルエンジンを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、複数の吸気弁と、何れか１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、上記何れか１本又は複数本の吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、運転状態と燃料噴射状態とに基づいて吸気弁の休止制御を行うバルブ休止制御手段とを備えた４サイクルエンジンにおいて、カム軸方向中央に１本のセンタ吸気弁が、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁がそれぞれ配置されており、上記燃料噴射弁が、上記センタ吸気弁用開口に上記第１，第２サイド吸気弁用開口のそれぞれより多量の燃料を噴射供給するように設けられており、上記バルブ休止機構が、上記第１，第２サイド吸気弁の何れか一方，又は両方を休止可能に構成されており、上記バルブ休止制御手段が、小吸気量時には上記第１，第２サイド吸気弁の両方を休止させ、中吸気量時には上記第１，第２サイド吸気弁の何れか一方を休止させ、大吸気量時には全休止動作を解除するように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２の発明は、複数の吸気弁と、何れか１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、上記何れか１本又は複数本の吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、運転状態と燃料噴射状態とに基づいて吸気弁の休止制御を行うバルブ休止制御手段とを備えた４サイクルエンジンにおいて、カム軸方向中央に１本のセンタ吸気弁が、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁がそれぞれ配置されており、上記燃料噴射弁が、上記第１サイド吸気弁用開口及びセンタ吸気弁用開口に燃料を噴射供給するように構成されており、上記バルブ休止機構が、上記センタ吸気弁と第２サイド吸気弁の何れか一方，又は両方を休止可能に構成されており、上記バルブ休止制御手段が、小吸気量時には上記センタ吸気弁と第２サイド吸気弁の両方を休止させ、中吸気量時には上記センタ吸気弁を休止させ、大吸気量時には全休止動作を解除するように構成されていることことを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明は、複数の吸気弁と、何れか１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、上記何れか１本又は複数本の吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、運転状態と燃料噴射状態とに基づいて吸気弁の休止制御を行うバルブ休止制御手段とを備えた４サイクルエンジンにおいて、カム軸方向中央に１本のセンタ吸気弁が、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁がそれぞれ配置されており、上記燃料噴射弁が、上記第１サイド吸気弁用開口及びセンタ吸気弁用開口のそれぞれに上記第２サイド吸気弁用開口より多量の燃料を噴射供給するように設けられており、上記バルブ休止機構が、上記センタ吸気弁と第２サイド吸気弁の何れか一方，又は両方を休止可能に構成されており、上記バルブ休止制御手段が、小吸気量時には上記センタ吸気弁，第２サイド吸気弁の両方を休止させ、中吸気量時には上記第２サイド吸気弁を休止させ、大吸気量時には全休止動作を解除するように構成されているを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明は、複数の吸気弁と、何れか１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、上記何れか１本又は複数本の吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、運転状態と燃料噴射状態とに基づいて吸気弁の休止制御を行うバルブ休止制御手段とを備えた４サイクルエンジンにおいて、カム軸方向中央に１本のセンタ吸気弁が、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁がそれぞれ配置されており、上記燃料噴射弁が、上記センタ吸気弁用開口及び上記第１，第２サイド吸気弁用開口 に燃料を噴射供給するように設けられており、上記バルブ休止機構が、上記センタ吸気弁と第１，第２サイド吸気弁との何れか一方を単独で休止可能に構成されており、上記バルブ休止制御手段が、小吸気量時には上記第１，第２サイド吸気弁を休止させ、中吸気量時には上記センタ吸気弁を休止させ、大吸気量時には全休止動作を解除するように構成されていることを特徴としている
【００１２】
請求項５の発明は、複数の吸気弁と、何れか１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、上記何れか１本又は複数本の吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、運転状態と燃料噴射状態とに基づいて吸気弁の休止制御を行うバルブ休止制御手段とを備えた４サイクルエンジンにおいて、カム軸方向中央に１本のセンタ吸気弁が、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁がそれぞれ配置されており、上記燃料噴射弁が、上記第１，第２サイド吸気弁用開口のそれぞれに上記センタ吸気弁用開口より多量の燃料を噴射供給するように設けられており、上記バルブ休止機構が、センタ吸気弁を休止可能に構成されており、上記バルブ休止制御手段が、小，中吸気量時にはセンタ吸気弁を休止させ、大吸気量時には休止動作を解除するように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項６の発明は、カム軸方向中央に配設された１本のセンタ吸気弁と、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に配設された第１，第２サイド吸気弁と、上記カム軸方向両側に配設された第１，第２排気弁と、上記各排気弁の作動時期を変化させる可変バルブタイミング機構と、上記第１，第２サイド吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、小吸気量時には上記第１，第２サイド吸気弁の両方を休止させるバルブ休止制御手段と、小吸気量時には上記第１，第２排気弁の閉時期を遅角させるバルブタイミング制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
【作用】
本発明によれば、１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、吸気弁の一部を休止可能とするバルブ休止機構を設け、エンジン運転状態と燃料噴射状態とに応じてバルブ休止制御を行うバルブ休止制御手段を設け、請求項１〜５で具体的に構成するように、低速回転運転域のような吸入空気量の少ない小吸気量時には、吸気弁の一部を休止させることにより吸気を一部の吸気弁用開口に集中させて気筒内に導入することが可能となり、筒内流動を確保できる。そしてこの場合、燃料噴射状態との関連性を考慮しつつ休止するべき吸気弁を設定しているので、適正な燃料供給が可能となる。
【００１５】
また高速回転，高負荷運転域のような吸入空気量の多い大吸気量時には、バルブ休止動作を解除することにより全ての吸気弁を通って吸気を気筒内に導入できる。この場合、吸気通路内には弁以外の流路抵抗となるものが存在しないので、それだけ最大吸気量を増大できる。ちなみに吸気通路内に筒内流動を発生させるための吸気制御弁を配置した従来例の場合には、この吸気制御弁が流路抵抗となる問題がある。
【００１６】
請求項１の発明によれば、小吸気量時には、第１，第２サイド吸気弁の作動を休止して吸気をセンタ吸気弁のみから気筒内に流入させるようにしたので、流入面積が小さい分だけ流入速度が上昇するとともに、吸気が気筒軸方向に方向付けされて流入し、気筒軸方向に沿った流れ（タンブル）が確実に発生し、希薄空燃比の場合にも燃焼が安定化する。
【００１７】
そしてこの場合、燃料は主としてセンタ吸気弁用開口に向けて噴射供給されるので、全体としては希薄空燃比である場合でも、センタ吸気弁用開口に対向するように位置する点火プラグの周囲には比較的高濃度の混合気が供給され、この点からも燃焼が安定化する。
【００１８】
また中吸気量時には、第１，第２サイド吸気弁の何れか一方を休止するので、吸気はセンタ吸気弁と何れかのサイド吸気弁とから流入することとなり、センタ吸気弁からの気筒軸方向の流れ（タンブル）とサイド吸気弁からの気筒内周に沿った流れ（スワール）とが合成されたいわゆる斜めスワールが発生する。
【００１９】
さらにまた大吸気量時にはセンタ，及び第１，第２サイド吸気弁の全てが作動するので流入面積が大きくなり、かつ吸気通路内に流入抵抗となるものが存在しないので、最大吸気量が増大する。そしてこの場合、センタ吸気弁用開口からの吸気流には燃料が多く混合しているのに対し、第１，第２サイド吸気弁用開口からの吸気流中の燃料は少ないので、層状燃焼となり、この点からも希薄空燃比燃焼が安定化する。
【００２０】
請求項２の発明によれば、小吸気量時には、上記センタ吸気弁，及び第２サイド吸気弁の両方を休止するようにしたので、吸気は第１サイド吸気弁のみから気筒内に流入することとなり、流入面積が小さい分だけ流入速度が上昇するとともに、気筒内周面に沿って流入し、スワールが確実に発生する。
【００２１】
また中吸気量時には、センタ吸気弁のみを休止するようにしたので、吸気は第１，第２サイド吸気弁から流入し、互いに気筒内周面に沿った流れを打ち消し合って気筒軸方向の流れ（タンブル）を発生する。そして燃料噴射弁からの燃料は第２サイド吸気弁側にほとんど供給されず、第１サイド吸気弁側のみに供給されるので、気筒内において燃料が混合された混合気流と燃料が混合されていない空気単体流とが層を成して流れることとなり、いわゆる層状燃焼が行われる。
【００２２】
さらにまた大吸気量時には上記請求項２の発明と同様の作用により最大吸気量が増大する。そしてこの場合、燃料は第１サイド吸気弁及びセンタ吸気弁側のみに供給され、第２吸気弁側には供給されないので、上記中吸気量時と同様に層状燃焼が行われる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、小吸気量時には、上記センタ吸気弁及び第２サイド吸気弁の両方を休止して吸気を第１サイド吸気弁のみから気筒内に流入させるようにしたので、流入面積が小さい分だけ流速が上昇して筒内流動（スワール）が確実に発生する。
【００２４】
また中空気量時には、上記第２サイド吸気弁のみを休止して吸気を第１サイド吸気弁とセンタ吸気弁の両方から流入させるようにしたので、第１サイド吸気弁からのスワールとセンタ吸気弁からのタンブルにより斜めスワールとなる。
【００２５】
そして燃料は、主として上記第１サイド吸気弁用開口及びセンタ吸気弁用開口に向けて供給されるので、小吸気量時及び中吸気量時においては、気筒内にて発生する筒内流動とあいまって燃焼が安定化する。
【００２６】
さらにまた大吸気量時には上記請求項１の発明と同様の作用により最大吸気量が増大する。この場合、上述のように燃料は主として第１サイド吸気弁用開口及びセンタ吸気弁用開口に向けて供給されるので、第２サイド吸気弁用開口からの吸気流には燃料はあまり含まれおらず、その結果層状燃焼となり、この点からも希薄空燃比燃焼が安定化する。
【００２７】
請求項４の発明によれば、小吸気量時には、両サイド吸気弁を休止して吸気をセンタ吸気弁のみから流入させるようにしたので、流速が高くなり、タンブルが発生する。
【００２８】
また中吸気量時には、センタ吸気弁のみを休止して吸気を第１，第２サイド吸気弁から流入させるようにしたので、この場合もタンブルが発生する。さらにまた大吸気量時には、請求項１の発明と同様の作用により最大吸気量が増大する。
【００２９】
そして本発明では、燃料は第１，第２サイド吸気弁用開口及びセンタ吸気弁用開口に向けて供給されるので、上記小，中，大吸気量時の何れの場合にも適正な混合気が得られ、安定した燃焼が可能となる。
【００３０】
請求項５の発明によれば、小，中吸気量時には、センタ吸気弁を休止するようにしたので、吸気は第１，第２サイド吸気弁から流入し、タンブルが発生する。そして燃料は、第１，第２サイド吸気弁用開口に向けて供給されるので、上記小，中吸気量時の何れにおいても適正な混合気が得られる。
【００３１】
また大吸気量時には、請求項１の発明と同様の作用により最大吸気量が増大する。また、燃料は上述のように第１，第２サイド吸気弁用開口に向けて供給されるので、センタ吸気弁用開口からの吸気流には燃料を余り含まない空気単体流であり、層状燃焼が行われ、希薄空燃比燃焼が安定化する。
【００３２】
請求項６の発明によれば、小吸気量時には、バルブタイミング制御手段により第１，第２排気弁の閉時期を遅角するとともに、バルブ休止制御手段により第１，第２サイド吸気弁の両方を休止するようにしたので、気筒内中央部にはほぼ新気のみの層が形成されるとともに、両サイドには排気ガスの逆流によりほぼ排気ガスのみの層が形成されることとなり、この成層によりＥＧＲガス量を増加しても燃焼を安定化でき、ＥＧＲガス量を増加することによりスロットル弁を大きく開くことができることから、ポンピングロスを減少でき、また多量のＥＧＲガスにより燃焼温度が低下し、ＮＯｘを低減できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１〜図１３は請求項２の発明の一実施形態（第１実施形態）によるエンジンのバルブ休止装置を説明するための図であり、図１は本実施形態エンジンの正面図、図２はその右サイド吸気弁，右排気弁部分を示す断面正面図、図３はそのセンタ吸気弁部分を示す断面正面図、図４は左サイド吸気弁，左排気弁部分を示す断面正面図、図５はそのシリンダヘッドのカムキャリアを取り外した状態を示す平面図、図６（ａ），（ｂ）はそれぞれ吸気カムキャリア，排気カムキャリアを示す平面図、図７は油圧系を示す断面側面図、図８は吸気，排気ポート部分を示す模式断面平面図、図９は動作を説明するための模式図、図１０，図１１，図１２はバルブ休止機構部分を示す図、図１３は油圧系統図である。
【００３４】
図において、１は本実施形態装置を備えた水冷式４サイクル４気筒５バルブエンジンであり、該エンジン１のシリンダブロック２の下側合面にはオイルパン３が装着され、上側合面にはシリンダヘッド４がヘッドボルト４ｅで締結され、該シリンダヘッド４の上側合面にはヘッドカバー５が装着されており、またシリンダヘッド４，ヘッドカバー５の前端面（図１手前面）にはヘッドサイドカバー６ａが、シリンダブロック２の前端面にはブロックサイドカバー６ｂがそれぞれ着脱可能に装着されている。なお、上記ヘッドボルト４ｅは、図５に示すように、各気筒間部分及びカム軸方向両端部（前，後端部）に合計１０本配置されており、シリンダヘッド４の底壁４ｄに突出形成されたボス部４ｇ部分を締結している。
【００３５】
上記シリンダブロック２に並列に形成された４つのシリンダボア（気筒）２ａ内にはピストン７が摺動自在に挿入されており、該ピストン７はコンロッド８でクランク軸１２に連結されている。なお、このクランク軸１２はシリンダブロック２に形成されたクランク軸受部１２ａとこれに着脱可能に装着されたクランク軸受キャップ１２ｂとで軸支されている。
【００３６】
上記シリンダヘッド４のシリンダブロック側の合面４ａには、燃焼室４ｂが凹設されている。この燃焼室４ｂの気筒軸Ａを中心とする一側（図８の左側）には、カム軸方向（図８上下方向）中央に位置する１つのセンタ吸気弁用開口９ａと、これの両側に位置する左，右（第１，第２）サイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃが形成されており、他側には２つの左，右（第１，第２）排気弁用開口１０ａ，１０ｂが形成されている。また上記燃焼室４ｂの気筒軸Ａから若干排気側に寄った部分には点火プラグ２５が螺挿されており、後述するように上記センタ吸気弁用開口９ａからの吸気は、気筒Ａ軸方向に見て（図８参照）上記点火プラグ２５の電極に向かって流れることとなる。
【００３７】
ここで上記センタ，左，右サイド吸気弁用開口９ａ，９ｂ，９ｃ及び左，右排気弁用開口１０ａ，１０ｂはシリンダボア２ａの内周縁に沿うように配置されている。そのためカム軸方向に見ると、図２〜図４で明らかなように、両サイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃは、気筒軸Ａ側寄りに位置しており、センタ吸気弁用開口９ａは気筒軸Ａと反対側（反気筒軸側）寄りに位置している。つまり、図８に示すように、気筒軸Ａを通るカム軸と平行な直線Ｂからサイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃまでの距離Ｌ１とセンタ吸気弁用開口９ａまでの距離Ｌ２とは、Ｌ２＞Ｌ１となっている。
【００３８】
また上記各開口９ａ〜９ｃ，１０ａ，１０ｂの後述する各弁の弁頭１１ｄ，１３ｃが接触する部分（スロート部）の直径Ｄic, Ｄis1,Ｄis2,Ｄe1, Ｄe2は、Ｄic＞Ｄe1＝Ｄe2＞Ｄis1 ＝Ｄis2 の関係に、つまりＤic :Ｄe1, Ｄe2 :Ｄis1,Ｄis2 ＝大：中：小の関係に設定されている。また上記センタ，左，右サイド吸気弁用開口９ａ，９ｂ，９ｃはその開口面積の比率でみると、９ａ：９ｂ：９ｃ＝４６：２７：２７に設定されている。
【００３９】
上記センタ，左，右サイド吸気弁用開口９ａ，９ｂ，９ｃは、センタ，左，右サイド吸気弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃの弁頭１１ｄによって開閉され、また上記排気弁用開口１０ａ，１０ｂは排気弁１３ａ，１３ｂの弁頭１３ｃによって開閉される。そして上記各吸気弁１１ａ〜１１ｃの弁軸１１ｅと上記各排気弁１３ａ，１３ｂの弁軸１３ｄとは、所定のバルブ挟み角でもって上方に斜め外方に拡がるように配置されている。この場合、センタ吸気弁１１ａの軸線Ｂ１と気筒軸Ａとのなす傾斜角θ１と、左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの弁軸Ｂ２と気筒軸Ａとのなす傾斜角はθ２とは、θ２＞θ１となっている。即ち、センタ吸気弁１１ａは左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃに較べてより起立配置されている。
【００４０】
また上記各吸気弁１１ａ〜１１ｃ及び排気弁１３ａ，１３ｂは、弁軸１１ｅ，１３ｄの上端又は途中部分に装着されたリテーナ１４ａ，１４ａとシリンダヘッド４のカム室Ｃの底面を構成する底壁４ｄに形成されたばね座４ｃとの間に介設された弁ばね１４，１５によって上記各弁用開口を閉じる方向に付勢されている。なお、排気弁用弁ばね１５には二重コイルばねが採用されている。
【００４１】
上記吸気弁１１ａ〜１１ｃは吸気カム軸１６で、上記排気弁１３ａ，１３ｂは排気カム軸１７でそれぞれ開閉駆動される。上記吸気カム軸１６及び排気カム軸１７は、図２〜図４の紙面垂直方向に互いに平行に延びており、該吸気，排気カム軸１６，１７は、上記カム室Ｃ内に着脱可能に装着された吸気，排気カムキャリア２０，３０と、該各キャリア２０，３０に着脱可能に装着された吸気，排気カムキャップ２８，２９とで回転自在に軸支されている。
【００４２】
上記吸気カム軸１６，排気カム軸１７の前端部（図７右端部）に相対回転可能に装着された吸気，排気タイミングギャ３６ａ，３６ｂはシリンダヘッドの前端面に配設された第１中間ギヤ３９ａに上部タイミングチェン３８ａにより連結され、該第１中間ギヤ３９ａと同軸でかつ共に回転する第２中間ギヤ３９ｂは上記クランク軸１２のクランクギャ３７ａに下部タイミングチェン３８ｂにより連結されており、これらは上記ヘッドサイドカバー６ａ，ブロックサイドカバー６ｂにより覆われている。なお、上記タイミングギヤ３６ａ，３６ｂとクランクギヤ３７ａは同一径であり、第１中間ギヤ３９ａはタイミングギヤ３６ａと同一又はこれより小径に、第２中間ギヤ３９ｂはクランクギヤ３７ａより大径に設定されている。このように中間ギヤ３９ａ，３９ｂを設けたことにより上記吸気，排気タイミングギヤ３６ａ，３６ｂを大径にすることなくクランク軸１２の回転を１／２に減速してカム軸に伝達可能となっている。
【００４３】
そして上記吸気，排気カム軸１６，１７の上記前端部には、上記吸気，排気弁の開閉タイミングを変化させる吸気，排気可変バルブタイミング機構４１，４２が装着されている。この可変バルブタイミング機構４１，４２は、上記カム軸１６，１７の前端部に固定されたシリンダ軸４３ａの外側にシリンダケース４３ｂを装着するとともに、両者の間にピストン４３ｃを進退自在に配設した構造のものである。上記シリンダ軸４３ａには支持軸（外端部）４３ｄが挿入され、該支持軸４３ｄは上記ヘッドサイドカバー６ａの外端支持部６ｃにより支持されており、該支持軸４３ｄに形成されたオイル導入通路４３ｅを介して上記ピストン４３ｃへの作動油が供給される。
【００４４】
上記可変バルブタイミング機構４１，４２では、油圧により上記ピストン４３ｃを進退させると、タイミングギヤ３６ａ，３６ｂとカム軸１６，１７との相対的角度位置（位相）が変化し、これにより吸気弁１１ａ〜１１ｃ，排気弁１３ａ，１３ｂの開閉タイミングが変化する。
【００４５】
上記吸気カムキャリア２０は、主として図６（ａ）に示すように、カム軸方向に延びる棒状のものであり、カム軸方向両端部に形成された第１軸受部２０ｄと、各気筒における左サイド吸気弁とセンタ吸気弁との間に形成された第２軸受部２０ｅと、各気筒の境界部に形成された第３軸受部２０ｆとを有し、該各軸受部２０ｄ〜２０ｆ間部分はガイドボス部２０ｇ，２０ｇによって一体的に連結されている。このガイドボス部２０ｇにはセンタ，左，右リフタガイド穴２０ａ，２０ｂ，２０ｃが上記吸気弁１１ａ〜１１ｃの各弁軸１１ｅと同軸をなすように形成されている。また上記各軸受部２０ｄ〜２０ｆ上に上記カムキャップ２８がキャップボルト２８ａ，２８ｂで固定されている。
【００４６】
この場合、上記各気筒間に位置する第２軸受部２０ｅの外側（反気筒軸Ａ側）に配設されたキャップボルト２８ｂは上記シリンダヘッド４に形成されたボス部４ｆに達する長さに設定されている（図２参照）。これにより吸気カムキャリア２０はカムキャップ２８をボルト２８ｂで固定するとこれと同時にシリンダヘッド４上に固定される。また上記吸気カムキャリア２０は適所に形成されたフランジ部２０ｈ部分についても固定ボルト２８ｃによりシリンダヘッド４のボス部４ｆに固定されている。
【００４７】
上記排気カムキャリア３０は、主として図６（ｂ）に示すように、カム軸方向に延びる棒状のものであり、各気筒の右排気弁に隣接するようにカム軸受部３０ｃを形成し、該カム軸受部３０ｃにガイドボス部３０ｄを一体形成するとともに、該各カム軸受部３０ｃ及びガイドボス部３０ｄ間部分を通路ボス部３０ｅで一体的に連結した構造のものである。上記ガイドボス部３０ｄには左，右リフタガイド穴３０ａ，３０ｂが形成されている。また上記軸受部３０ｃ上に上記カムキャップ２９がキャップボルト２９ａ，２９ｂで固定されている。
【００４８】
この場合、上記各軸受部３０ｃの内側（気筒軸Ａ側）に配置されたキャップボルト２９ａは上記シリンダヘッド４に形成されたボス部４ｆに達する長さに設定されている。これにより排気カムキャリア３０はカムキャップ２９をボルト２９ａで固定するとこれと同時にシリンダヘッド４上に固定される。また上記通路ボス部３０ｄの左，右排気弁間位置に対向する部位及び軸方向端部に形成されたフランジ部３０ｆも固定ボルト２９ｃによりシリンダヘッドに形成されたボス部４ｆに固定されている。
【００４９】
なお、上記図６（ａ），（ｂ）の下段部分は、吸気，排気カムキャリア２０，３０のカムキャップを取り外した状態を、中段部分は吸気，排気カムキャリア２０，３０の断面状態を、上段部分は吸気，排気カムキャリア２０，３０を取り外したシリンダヘッド４の底壁４ｄ部分の平面状態をそれぞれ示す。
【００５０】
そして上記吸気カム軸１６のカムノーズ１６ａと上記センタ吸気弁１１ａ，右サイド吸気弁１１ｃとの間にはセンタ，右サイド吸気バルブ休止機構１８ａ，１８ｂが介設されており、排気カム軸１７のカムノーズ１７ａと左排気弁１３ａとの間には排気バルブ休止機構１９が介設されている。これらの吸気，排気バルブ休止機構１８ａ，１８ｂ，１９は図示しないバルブ休止制御手段（ＥＣＵ）によりその動作が制御される。なお、左サイド吸気弁１１ｂ，右排気弁１３ｂにはバルブ休止機構は設けられておらず、そのため吸気カム軸１６，排気カム軸１７により運転域の如何に関わらず常時開閉駆動される。
【００５１】
上記センタ，右サイド吸気バルブ休止機構１８ａ，１８ｂは、上記吸気カムキャリア２０のセンタ，右サイドリフタガイド穴２０ａ，２０ｃ内に、油圧により進退するプランジャ２４を備えたセンタ，右サイドリフタ２１ａ，２１ｃを摺動自在に挿入配置した構造のものである。なお、左サイドリフタガイド穴２０ｂ内には、円筒体の上端開口を吸気カムノーズ１６ａが摺接するパッド２１ｋで閉塞してなる通常のリフタ２１ｂが摺動自在に配設されており、上記パッド２１ｋの内面に上記左サイド吸気弁１１ｂの弁軸１１ｅの上端面が常時当接している。
【００５２】
上記センタ，右サイドリフタ２１ａ，２１ｃは、図１０〜１２に示すように、軸方向中央付近に仕切壁２１ｄを有する円筒体の上端開口に上記カム軸１６のカムノーズ１６ａが摺接するパッド２１ｅを固着してなるものである。上記仕切壁２１ｄの上面にはボス部が膨出形成されており、このボス部にはシリンダ孔２１ｇが該リフタの軸と直交するように貫通形成されている。このシリンダ孔２１ｇの両端は、リフタ２１ａ，２１ｃの外周面に形成された環状溝２１ｉに開口しており、かつ一端の開口は蓋部材２７で油密に閉塞されている。上記仕切壁２１ｄ部分には、上記シリンダ孔２１ｇと直交しかつ上記各吸気弁と同軸をなすようにスライド孔２１ｆが貫通形成されており、該スライド孔２１ｆは上記パッド２１ｅの内面に対向している。
【００５３】
上記スライド孔２１ｆ内には、伝達部材２２のロッド部２２ａが摺動自在に挿入されており、該伝達部材２２の下端に形成されたフランジ部２２ｂの下面中央部は上記吸気弁の弁軸１１ｅの上端面に当接している。また上記フランジ部２２ｂと上記仕切壁２１ｄとの間には付勢ばね２３が介設されており、これによりリフタ２１ａ，２１ｃは吸気カム軸１６のカムノーズ１６ａに摺接する位置に付勢されている。
【００５４】
上記シリンダ孔２１ｇにはプランジャ２４が摺動自在に挿入されている。このプランジャ２４は、シリンダ孔２１ｇの内面に環状に突設されたストッパ２１ｈによりその前進端位置が、係止リング２１ｊによりその後退端位置が規制されており、かつリターンばね２６によって後退端位置に付勢されている。
【００５５】
また上記プランジャ２４には上記スライド孔２１ｆと同一径の逃げ孔２４ａが形成されており、この逃げ孔２４ａはプランジャ２４が後退端に位置したとき上記スライド孔２１ｆと同軸をなすようになっている。さらにまた上記プランジャ２４の底側には伝達面２４ｂが平坦に形成されており、この伝達面２４ｂは、吸気弁が閉の場合（吸気カム軸１６のベース円がパッド２１ｅに摺接している場合）においてプランジャ２４が前進端に位置したとき上記伝達部材２２のロッド部２２ａの上端に所定のバルブクリアランスを明けて対向するようになっている。
【００５６】
また上記排気バルブ休止機構１９は、上記吸気バルブ休止機構１８ａ，１８ｂと同一構造であるが、左，右排気リフタ３１ａ，３１ｂと排気カム軸１７とは図２，図４に示すようにカム軸１７が気筒軸側に偏位するようにオフセットしている。このようにオフセットしていることにより、排気弁１３ａ，１３ｂの開速度が高くなり、高いブローダウン圧力を掃気に利用でき、掃気効率を向上することができる。なお、排気カム軸１７，吸気カム軸１６共に時計回りに回転する。
【００５７】
上記各バルブ休止機構１８ａ，１８ｂ，１９，可変バルブタイミング機構４１，４２への油圧供給系は、図７，図１３に示すように構成されている。即ちオイルパン３内のオイルはオイルポンプ３２により吸い上げられ、オイルフィルタ３３で濾過された後、シリンダブロック２，シリンダヘッド４，ヘッドサイドカバー６ａに形成されたオイル通路３３ａ〜３３ｃ、切替弁３４からオイル通路３３ｈ，３３ｎ，センタオイル通路３３ｄ，又は３３ｉ，３３ｏ，サイドオイル通路３３ｅを通って、上記センタ吸気バルブ休止機構１８ａ，又は右サイド吸気バルブ休止機構１８ｂに、あるいは切替弁３５からオイル通路３３ｊ，３３ｐ，オイル通路３３ｇを通って上記左排気バルブ休止機構１９に供給される。
【００５８】
上記シリンダブロック２のオイル通路３３ａのオイルの一部はクランク軸１２のジャーナル部４４に供給され、またシリンダヘッド４のオイル通路３３ｂのオイルの一部はシリンダヘッド４内に形成されたオイル通路３３ｆを通ってカム軸１６，１７の軸受部２０ｄ〜２０ｆ，３０ｃに供給され、さらにまた上記ヘッドサイドカバー６ａのオイル通路３３ｃのオイルの一部は切替弁４５，４６を介して上記可変バルブタイミング機構４１，４２に供給される。
【００５９】
ここで図１，図７に示すように、オイルポンプ３２からバルブ休止機構，可変バルブタイミング機構へのオイル通路は、シリンダブロック２内の通路３３ａ，シリンダヘッド４内の通路３３ｂにおいては共通であるが、上記ヘッドサイドカバー６ａ内に形成されたオイル通路３３ｃにおいて３つの分岐部ａ，ｂ，ｃに分岐されて上記各切替弁３４，３５，４５，４６の弁部３４ａ，３５ａ，４５ａ，４６ａ内に連通している。該各切替弁は、各弁部内に挿入された弁体をソレノイド３４ｂ，３５ｂ，４５ｂ，４６ｂで進退させることにより各通路への連通を切替るように構成されている。
【００６０】
上記バルブ休止機構用の切替弁３４，３５の弁部３４ａ，３５ａからのオイル通路３３ｈ，３３ｉ，３３ｊは、再びシリンダヘッド内のオイル通路３３ｎ，３３ｏ，３３ｐを通ってカムキャリア２０，３０内のオイル通路３３ｄ，３３ｅ，３３ｇに連通している。また可変バルブタイミング機構用の切替弁４５，４６の弁部４５ａ，４６ａからのオイル通路３３ｋ，３３ｍは上記ヘッドサイドカバー６ａの外端支持部６ｃを介して可変バルブタイミング機構４１，４２の支持軸４３ｄのオイル導入通路４３ｅに連通している。
【００６１】
上記吸気側のオイル通路３３ｄ，３３ｅは、上記吸気カムキャリア２０内に、カム軸と平行に、かつそれぞれ上記センタリフタガイド穴２０ａ，右サイドリフタガイド穴２０ｃに接して上記オイル溝２１ｉに開口するように形成されている。この場合、センタ，サイド吸気弁１１ａ，１１ｃの気筒軸Ａに対する傾斜角θ１，θ２，及び気筒軸Ａからカム軸直角方向位置Ｌ２，Ｌ１が異なることから、上記センタリフタガイド穴２０ａと右サイドリフタガイド穴２０ｃとは傾斜角度が異なり、それぞれカム軸直角方向外側（反気筒軸側）と内側（気筒軸側）とにずれている。その結果、吸気カムキャリア２０にオイル通路３３ｄ，３３ｅをカム軸と平行に貫通形成するだけで、オイル通路３３ｄをセンタリフタガイド穴２０ａに連通させ、かつオイル通路３３ｅを右サイドリフタガイド穴２０ｃに連通するように形成することができる。
【００６２】
ここで上記オイル通路３３ｅは、左サイドリフタガイド穴２０ｂにも連通することとなるが、この左サイドリフタガイド穴２０ｂ内には通常のリフタ２１ｂが摺動自在に挿入されており、上記油圧がリフタ２１ｂとガイド穴２０ｂとの隙間から逃げることはほとんどなく、問題は生じない。
【００６３】
また上記排気側のオイル通路３３ｇは、上記排気カムキャリア３０内に、カム軸と平行に、かつ上記左リフタガイド穴３０ａに接してオイル溝２１ｉに開口するように形成されている。この排気側オイル通路３３ｇは右リフタガイド穴３０ｂにも連通するが、上記吸気側と同様に油圧が逃げることはほとんどない。
【００６４】
上記排気弁用開口１０ａ，１０ｂは、排気ポート４７の左，右分岐ポート４７ａ，４７ｂによりシリンダヘッド４の外部接続開口４７ｃに導出されている。この場合に、左，右分岐ポート４７ａ，４７ｂの画壁４７ｄは、図８に二点鎖線で示すように上記外部接続開口４７ｃ付近まで延長してもよい。この延長により、後述するように、左排気弁１３ａが休止している場合の排気効率を改善できる。
【００６５】
また上記センタ吸気弁用開口９ａ，サイド吸気弁用開口９ｂ，９ｂは、吸気ポート４８のセンタ分岐ポート４８ａ，左，右サイド分岐ポート４８ｂ，４８ｃによりシリンダヘッド４の外部接続開口４８ｄに導出されている。ここで右サイド分岐ポート４８ｃ側の右画壁４８ｆは左サイド分岐ポート４８ｂ側の左画壁４８ｅより上流側に大きく延長されている。これは後述するように、層状燃焼を実現するためである。
【００６６】
そして上記外部接続開口４８ｄに接続された吸気マニホールド４９の天壁部分に燃料噴射弁５０が配設されている。この燃料噴射弁５０は、気筒軸方向に見ると（図８参照）、略上記左画壁４８ｅの延長線上に位置しており、その噴射ノズル５０ａは、吸気ポート４８の天壁に形成された噴射穴４８ｆを通ってセンタ吸気弁用開口９ａ，及び左サイド吸気弁用開口９ｂに燃料を噴射するように指向している。
【００６７】
次に本第１実施形態の作用効果について説明する。本実施形態装置では、エンジン運転状態、特に吸入空気量の大小に応じて可変バルブタイミング機構４１，４２により吸気弁，排気弁の開閉タイミングが制御され、またバルブ休止機構１８ａ，１８ｂ，１９により吸気弁，排気弁のバルブ休止が制御される。
【００６８】
まず、可変バルブタイミング機構４１，又は４２では、切替弁４５，又は４６が油圧をピストン４３ｃに作用させる位置に切り替えられると、該ピストン４３ｃが図７で左方に移動し、タイミングギヤ３６ａ，又は３６ｂと吸気カム軸１６，又は排気カム軸１７との位相が変化し、吸気弁１１ａ〜１１ｃ又は排気弁１３ａ，１３ｂの開閉タイミングが変化する。
【００６９】
また、バルブ休止機構１８ａ，１８ｂでは、切替弁３４が図１３に実線で示す休止解除位置にある場合には、油圧がオイル通路３３ｄ，３３ｅを介してセンタ吸気バルブ休止機構１８ａ，及び右サイド吸気バルブ休止機構１８ｂに供給される。すると、図１０に示すように、プランジャ２４が油圧の作用により前進してスライド孔２１ｆを塞ぎ、該プランジャ２４の伝達面２４ｂが伝達部材２２の伝達ロッド２２ａの上端面に対向する。カム軸１６の回転によりセンタ，右サイドリフタ２１ａ，２１ｃが押し下げられると、その動作がプランジャ２４，伝達部材２２を介してセンタ，右サイド吸気弁１１ａ，１１ｃに伝達され、該両吸気弁１１ａ，１１ｃは通常通りの開閉動作を行う。
【００７０】
また、バルブ休止機構１９では、切替弁３５が図５に実線で示す休止解除位置にある場合には、油圧がオイル通路３３ｇを介して右排気バルブ休止機構１９に供給され、上述の場合と同様にして左排気弁１３ａは通常通りの開閉動作を行う。なお、左サイド吸気弁１１ｂ、及び右排気弁１３ｂは常時開閉動作を行う。
【００７１】
そして、上記バルブ休止切替用の切替弁３４が図５に破線で示す休止位置に切り替えられると、オイル通路３３ｄ，３３ｅ内の油圧が低下し、図１１に示すように、プランジャ２４がリターンばね２６により後退端位置に戻され、該プランジャ２４の逃げ孔２４ａがスライド孔２１ｆ，つまり伝達ロッド２２ａと一致する。カム軸１６の回転によりセンタ，右サイドリフタ２１ａ，２１ｃが押し下げられると、図１２に示すように、伝達ロッド２２ａは逃げ孔２４ａ内に相対的に進入することとなり、リフタの下降動作はセンタ，右サイド吸気弁１１ａ，１１ｃには伝達されず、従って該両吸気弁１１ａ，１１ｃはバルブ休止となり、閉位置に保持される。
【００７２】
ここで、上記バルブ休止動作において、吸気弁１１ａ，１１ｃを完全閉とすると、センタ，右サイド分岐ポート４８ａ，４８ｃ内に溜まった燃料が炭化してポート内面に付着する恐れがあるので、本実施形態では、上記バルブ休止状態においても、最大リフト位置まで上記リフタ２１ａ，２１ｃが下降すると、パッド２１ｅの下面が伝達ロッド２２ａを僅かに押し下げ、これにより上記吸気弁１１ａ，１１ｃが僅かに開くようになっている。
【００７３】
また、バルブ休止機構１９では、切替弁３５が図５に破線で示す休止位置に切り替えられると、オイル通路３３ｇ内の油圧が低下し、上述の場合と同様にして左排気弁１３ａはバルブ休止状態となり、閉位置に保持される。なお、この左排気弁１３ａにおいても、バルブ休止時に僅かに開くようにしても良い。
【００７４】
低速回転時あるいは低負荷運転時のような小吸気量運転域においては、ＥＣＵからの切替信号により、切替弁３４，３５は、図５に破線で示す休止位置に切り替えられる。これにより、オイル通路３３ｄ，３３ｅ，及び３３ｇの油圧が低下してプランジャ２４が後退し、図９（ａ）に示すように、センタ，右サイド吸気弁１１ａ，１１ｃ及び左排気弁１３ａはバルブ休止状態となり、左サイド吸気弁１１ｂ，及び右排気弁１３ｂのみが開閉動作を行う。
【００７５】
その結果、吸気は、直径Ｄｉｓ１と小径で、かつ気筒軸Ａからのカム軸直角方向距離がＬ１と小さく気筒軸側寄りで、さらにカム軸方向一側に位置するの１つの左サイド吸気弁用開口９ｂから集中して気筒内に流入する。これにより実質的な吸気通路面積が狭くなり、小吸気量でありながら筒内への流入速度が速くなり、かつ流入方向が明確となり、筒内流動、特にスワールが発生し、燃焼状態が良好となり、その結果、希薄空燃比燃焼の安定性を向上できる。
【００７６】
またこの場合、左サイド吸気弁１１ｂと、点火プラグ２５（気筒軸Ａ）を挟んで対向配置された右排気弁１３ｂのみが開閉することから、上記左サイド吸気弁用開口９ｂから流入した吸気は、燃焼後、上記点火プラグ２５を挟んで対向する位置にある右排気弁用開口１０ｂから排出されることとなり、つまり排気の流れが燃焼室中心を通ることから、排気ガスの排出効率が向上する。ちなみに、このように吸気弁，排気弁をそれぞれ１本のみ開閉動作させる場合に、仮に左サイド吸気弁１１ｂと左排気弁１３ａとを開閉動作させた場合には、燃焼室内に排気ガスの淀みが生じ、排気効率が低下する懸念がある。
【００７７】
上記排気ガスのより確実な排出を図るには、図８に二点鎖線で示すように、排気ポート４７の画壁４７ｄを外部接続開口４７ｃ付近まで延長することが有効である。このようにした場合には、上述の排気ガスの流れがより一層円滑となり、排気効率が向上する。ちなみに、上記画壁４７ｄを延長しない場合には、右排気弁１３ｂのみが作動する場合には、右排気分岐ポート４７ｂの通路面積が実質的に急拡大し、左排気分岐ポート４７ａ側に排気ガスの淀みが生じることとなることから、排気効率が低下する懸念がある。
【００７８】
中速回転時あるいは中負荷運転時のような中吸気量運転域においては、ＥＣＵからの切替信号により、切替弁３４はオイル通路３３ｄについてバルブ休止位置（図５破線位置）に保持され、オイル通路３３ｅについては休止解除位置（図５実線位置）に切り替えられ、また切替弁３５は図５に実線で示す休止解除位置に切り替えられる。これにより、図９（ｂ）に示すように、センタ吸気弁１１ａのみがバルブ休止状態となり、左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃ，及び左，右排気弁１３ａ，１３ｂは開閉動作を行うこととなる。
【００７９】
その結果、吸気は、気筒軸Ａからのカム軸直角方向距離がＬ１と小さく気筒軸側寄りで、かつカム軸方向両側に位置する２つの左，右サイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃから気筒内に流入する。これにより筒内への吸気流は、上述のスワール成分が互いに打ち消し合う結果、より気筒軸に沿うよう方向付けされることとなり、筒内流動、特にタンブルが確実に発生し、燃焼状態が良好となり、その結果、希薄空燃比燃焼の安定性を向上できる。この場合、本実施形態では、センタ吸気弁１１ａを大径とするとともに左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃを小径としたので、この点から上記カム軸直角方向距離Ｌ１がより一層小さくなり、つまり左，右サイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃがより一層気筒軸Ａ側に近く、かつカム軸方向外側に位置することとなり、その結果上記気筒軸方向への方向付けがより確実となる。
【００８０】
高速回転時あるいは高負荷運転時のような大吸気量運転域においては、ＥＣＵからの切替信号により、切替弁３４はオイル通路３３ｄ部分についても休止解除位置に切り替えられ、これにより全てのバルブ休止動作が解除され、全ての吸気弁，及び排気弁が開閉動作を行う。
【００８１】
その結果、吸気は、センタ，左，右サイド吸気弁用開口９ａ〜９ｃから筒内に流入するが、この場合、吸気ポート４７内には、例えば従来の吸気制御弁を設けた場合のような流路抵抗となるものが存在しないことから、最大吸気量を増大できる。
【００８２】
また本実施形態では、右画壁４８ｆが燃料噴射弁５０側に延びており、かつ該燃料噴射弁５０を左画壁４８ｅ側に寄せて配置したので、センタ，左サイド吸気弁用開口９ａ，９ｂからの吸気は燃料と空気の混合体となっているのに対し、右サイド吸気弁用開口９ｃからの吸気は燃料がほとんど含まれない空気単体となっている。その結果、燃焼室内に燃料を含む混合気と空気単体とが層状をなして流入し、いわゆる層状燃焼を実現できる。
【００８３】
図２２は、本実施形態装置のバルブ休止動作によるトルクの向上効果を説明するためのエンジン回転数−トルク特性曲線であり、図中、曲線Ａ，Ｂ，Ｃは上記小，中，大吸気量運転域におけるトルク特性を概念的に示す。
【００８４】
本実施形態では、上述のバルブ休止動作を実現するための構造として、シリンダヘッド４に対して着脱可能の吸気カムキャリア２０，排気カムキャリア３０を設け、該各キャリア２０，３０にバルブ休止機構を組込む構造を採用したので、バルブ休止機構への油圧供給系の構造を簡単にできる。即ち、各カムキャリア２０，３０が別体であるので、オイル通路３３ｄ，３３ｅ，３３ｇの孔明け加工が容易である。ちなみに、シリンダヘッド４に一体化された部位にバルブ休止機構を組み込む構造を採用した場合、オイル通路がシリンダヘッド４のカム軸方向端部の外壁（カム室構成壁）を貫通することとなったり、あるいはカム軸と直角方向に分岐通路を設ける等、油圧供給系の構造が複雑になるとともに、大物で大重量のシリンダヘッドに直接孔明け加工を要する分だけ取り扱い性が悪化する。
【００８５】
本実施形態では、センタリフタガイド穴２０ａと右サイドリフタガイド穴２０ｃとを異なる傾斜角度としてカム軸直角方向にずらして配置したので、オイル通路３３ｄと３３ｅとをカム軸１６と平行に、かつ各ガイド穴２０ａ，２０ｃの外周部に接するように明けるだけで、センタ吸気バルブ休止機構１８ａと右サイド吸気バルブ休止機構１８ｂとに別個独立に油圧を供給できる。ちなみ，両ガイド穴２０ａと２０ｃとを同じ傾斜角度でもって配置した場合には、各ガイド穴２０ａ，２０ｃから離れた位置にオイル通路を設け、該オイル通路からカム軸直角方向に分岐通路を設ける等、構造が複雑となる。
【００８６】
本実施形態では、オイル通路３３ｃをヘッドサイドカバー６ａ内を通るように構成するとともに、該オイル通路をヘッドサイドカバー６ａ内においてバルブ休止機構用オイル通路と可変バルブタイミング機構用オイル通路とに分岐したので、バルブ休止機構用切替弁３４，３５、及び可変バルブタイミング機構用切替弁４５，４６を全てヘッドサイドカバー６ａに配設することができる。またこの場合、カム軸１６，１７の軸受等に潤滑油を供給するためのオイル通路３３ｆについてはシリンダヘッド４内を通るように形成した。その結果、バルブ休止機構等を備えないエンジンについては、ヘッドサイドカバーを上記オイル通路３３ｃ等の形成されていない仕様のものに変更するだけで良く、部品共用化が容易である。
【００８７】
本実施形態では、ヘッドサイドカバー６ａの可変バルブタイミング機構４１，４２を収容する部分の下方のデッドスペースを利用して上記各切替弁３４，３５，４５，４６を配設することができ、切替弁の配設に起因するエンジンの大型化を回避できる。
【００８８】
図１４，図１５は、請求項１の発明の一実施形態（第２実施形態）によるエンジンのバルブ休止装置を説明するための図であり、図中、図８，図９と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００８９】
本第２実施形態では、センタ吸気弁１１ａの弁径Ｄｉｃと左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの弁径Ｄｉｓ１，Ｄｉｓ２と、左，右排気弁１３ａ，１３ｂの弁径Ｄｅ１，Ｄｅ２とは、Ｄｉｓ１＝Ｄｉｓ２＞Ｄｅ１＝Ｄｅ２＞Ｄｉｃの関係に設定されている。即ち、センタ吸気弁１１ａが最も小径になっている。
【００９０】
またセンタ吸気弁１１ａの気筒軸Ａからのカム軸直角方向距離Ｌ２と左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの気筒軸Ａからのカム軸直角方向距離Ｌ２とは、Ｌ２＞Ｌ１の関係に設定されている。
【００９１】
また燃料噴射弁５０は吸気ポート４８の軸線上に配置されており、吸気ポート４８の左画壁４８ｅ，右画壁４８ｆは同じ長さに設定されている。この場合、左，右画壁４８ｅ，４８ｆの上流端は上記燃料噴射弁５０から離れた位置に位置しており、これにより燃料噴射弁５０からの燃料はセンタ吸気弁用開口９ａだけでなく、左，右サイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃに向けて噴射供給される。
【００９２】
吸気側のバルブ休止機構は、左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの何れか一方、又は両方を同時に休止することができるように構成されている。また排気側のバルブ休止機構は、左排気弁１３ａを休止することができるように構成されている。なお、センタ吸気弁１１ｂ，右排気弁１３ｂには休止機構は設けられておらず、従って該両弁１１ｂ，１３ｂは常時開閉する。
【００９３】
ここで上記左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの何れか一方を休止可能とするには別個独立のオイル通路が必要となる。このオイル通路を独立させるには、上述の吸気カムキャリア２０に、左，右サイドリフタガイド穴２０ｂ，２０ｃから離れた位置に２本のオイル通路をカム軸１６と平行に形成し、該各オイル通路と各リフタガイド穴２０ｂ，２０ｃとを連通する分岐オイル通路を形成すれば良い。
【００９４】
本第２実施形態装置では、小吸気量時には、図１５（ａ）に示すように、左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃ及び左排気弁１３ａが休止し、センタ吸気弁１１ａ及び右排気弁１３ｂのみが開閉する。そのため吸気は最も小径のセンタ吸気弁用開口９ａのみから気筒内に流入することとなり、流入面積が小さい分だけ流入速度が上昇する。また吸気は、気筒軸Ａから最も離れた外側に１つだけ存在する上記センタ吸気弁用開口９ａから気筒内に流入し、反対方向の流れにより方向性が乱されることがない。その結果、筒内流動が確実に発生し、希薄空燃比燃焼が安定化する。
【００９５】
またこの場合、吸気ポート４８の中心に位置する燃料噴射弁からの燃料が混合された吸気が、気筒軸Ａに対向するように位置するセンタ吸気弁用開口９ａから同じく気筒軸Ａ付近に位置する点火プラグ２５に直接向かって流入するので、点火プラグ２５の周囲に混合気が集中することとなり、これにより希薄空燃比燃焼が安定化する。そして本実施形態では、センタ吸気弁用開口９ａが最も小径に設定されているので、点火プラグ２５をセンタ吸気弁用開口９ａ側に寄せて配置でき、この点からも燃焼性を向上できる。
【００９６】
中吸気量時には、図１５（ｂ）に示すように、右サイド吸気弁１１ｃ，及び左排気弁１３ａの休止動作が解除され、左サイド吸気弁１１ｂのみが休止する。そのため吸気は、センタ吸気弁用開口９ａと右サイド吸気弁用開口９ｃから流入し、気筒軸方向の流れ（タンブル）と気筒内面に沿った流れ（スワール）とが合成された斜めスワールが発生し、これにより希薄空燃比燃焼が安定化する。
【００９７】
また、大吸気量時には、図１５（ｃ）に示すように、センタ，及び左，右サイド吸気弁１１ａ〜１１ｃの全てが作動するので流入面積が大きくなり、かつ吸気通路内に流入抵抗となるものが存在しないので、最大吸気量が増大する。
【００９８】
さらにまた、本実施形態では、センタ吸気弁１１ａを最も小径にしたので、該センタ吸気弁１１ａの弁頭１１ｄとの干渉を回避するためのピストン７の頂面の逃げを小さくできる。ちなみに、センタ吸気弁は燃焼室の最も低い位置にあるので、ピストン頂面と干渉し易いことから、従来のエンジンでは、ピストン頂面のセンタ吸気弁と対向する部位に大きな逃げを形成しており、この逃げによりピストン頂部の強度が低下する問題があったが、本実施形態ではこの問題を解消できる。
【００９９】
図１６，１７は、請求項３の発明の一実施形態（第３実施形態）によるエンジンの吸気装置を説明するための図であり、図中、図８，図９と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【０１００】
本第３実施形態では、センタ吸気弁１１ａの弁径Ｄｉｃと左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの弁径Ｄｉｓ１，Ｄｉｓ２と、左，右排気弁１３ａ，１３ｂの弁径Ｄｅ１，Ｄｅ２とは、Ｄｉｃ＝Ｄｉｓ２＞Ｄｅ１＝Ｄｅ２＞Ｄｉｓ１の関係に設定されている。即ち、左サイド吸気弁用開口９ｂが最も小径になっている。
【０１０１】
またセンタ吸気弁１１ａの気筒軸Ａからのカム軸直角方向距離Ｌ３と、右サイド吸気弁１１ｃの上記カム軸直角方向距離Ｌ２と、左サイド吸気弁１１ｂの上記カム軸直角方向距離Ｌ１とは、Ｌ３＞Ｌ２＞Ｌ１の関係に設定されている。即ち、吸気弁３本とも上記距離は異なる。
【０１０２】
また燃料噴射弁５０は吸気ポート４８の左画壁４８ｅの延長線上に配置されており、吸気ポート４８の左画壁４８ｅ，右画壁４８ｆは同じ長さに設定されている。この場合、左，右画壁４８ｅ，４８ｆの上流端は上記燃料噴射弁５０から離れた位置に位置しており、これにより燃料噴射弁５０からの燃料は、主としてセンタ吸気弁用開口９ａ及び左サイド吸気弁用開口９ｂに向けて噴射供給される。
【０１０３】
吸気側のバルブ休止機構は、センタ吸気弁１１ａ，右サイド吸気弁１１ｃの何れか一方、又は両方を同時に休止することができるように構成されている。また排気側のバルブ休止機構は、左排気弁１３ａを休止することができるように構成されている。なお、センタ吸気弁１１ｂ，右排気弁１３ｂには休止機構は設けられておらず、従って該両弁１１ｂ，１３ｂは常時開閉する。
【０１０４】
本第３実施形態装置では、小吸気量時には、図１７（ａ）に示すように、センタ吸気弁１１ａ，右サイド吸気弁１１ｃ及び左排気弁１３ａが休止し、左サイド吸気弁１１ｂ及び右排気弁１３ｂのみが開閉する。そのため吸気は最も小径の左サイド吸気弁用開口９ｂのみから気筒内に流入することとなり、流入面積が小さい分だけ流入速度が上昇する。また吸気は、気筒軸Ａに最も近く、またカム軸方向外側に寄った位置に存在する上記左サイド吸気弁用開口９ｂ気筒内に流入し、反対方向の流れにより方向性が乱されることがない。その結果、筒内流動、特にスワールが確実に発生し、希薄空燃比燃焼が安定化する。
【０１０５】
中吸気量時には、図１７（ｂ）に示すように、センタ吸気弁１１ａ，及び左排気弁１３ａの休止動作が解除され、右サイド吸気弁１１ｂのみが休止する。そのため吸気は、センタ吸気弁用開口９ａと左サイド吸気弁用開口９ｂから流入し、気筒軸方向の流れ（タンブル）と気筒内面に沿った流れ（スワール）とが合成された斜めスワールが発生し、これにより希薄空燃比燃焼が安定化する。
【０１０６】
また、大吸気量時には、図１７（ｃ）に示すように、センタ，及び左，右サイド吸気弁１１ａ〜１１ｃの全てが作動するので流入面積が大きくなり、かつ吸気通路内に流入抵抗となるものが存在しないので、最大吸気量が増大する。
【０１０７】
図１８は請求項５の発明の一実施形態（第４実施形態）を説明するための図であり、図中、図９と同一符号は同一又は相当部分を示す。
本第４実施形態では、各吸気弁，排気弁の弁径の関係，燃料噴射弁５０の配置位置，左，右画壁４８ｅ，４８ｆの形状は図１４に示すものと同様に設定されている。一方、吸気側のバルブ休止機構はセンタ吸気弁１１ａのみを休止可能になっており、また排気側のバルブ休止機構は右排気弁１３ｂのみを休止可能になっている。
【０１０８】
本第４実施形態では、小吸気量時には、図１８（ａ）に示すように、センタ吸気弁１１ａ，右排気弁１３ｂが休止し、吸気は左，右サイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃから流入し、排気ガスは左排気弁１３ａから流出する。このように吸気は、気筒軸寄りの左，右に位置する左，右サイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃから気筒内に流入するので、タンブルが発生し易くなる。
【０１０９】
また中吸気量時には、図１８（ｂ）に示すように、センタ吸気弁１１ａは休止を継続し、右排気弁１３ｂの休止が解除される。そのため比較的多量の吸気が、上記小吸気量時と同様に左，右のサイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃから流入するのでタンブルがより確実となる。またこの場合、排気弁は２本とも作動するので排気ガスの排出は確実となる。
【０１１０】
さらにまた高吸気量時には、全ての吸気弁が作動するので、充分な最大吸気量を確保できる。
【０１１１】
ここで上記第１〜第４実施形態では、油圧を供給しない状態でバルブ休止となり、油圧を供給するとバルブ休止が解除されるように構成したが、これとは逆に油圧を供給するとバルブ休止となり、油圧を供給しないとバルブ休止が解除されるように構成しても良い。このように構成すると、全ての弁にバルブ休止機構を設けることが可能となり、設計上の自由度が拡大する。
【０１１２】
即ち、油圧無しでバルブ休止が解除されるように構成すれば、エンジン始動時において油圧が発生するまでは、バルブ休止機構の有無に関わらず全ての弁が作動することとなり、全ての弁にバルブ休止機構を設けても始動が可能となる。ちなみに、上記実施形態の場合のように、油圧有りでバルブ休止が解除されるように構成すれば、全ての弁にバルブ休止機構を設けると、エンジン始動が不可能となり、結局少なくとも１つの吸気弁，排気弁にはバルブ休止機構を設けない構成とせざるを得なくなり、上記実施形態では、少なくとも何れか１本の吸気弁及び排気弁にはバルブ休止機構を設けていない。
【０１１３】
図１９は請求項４の発明の一実施形態（第５実施形態）を説明するための図であり、図中、図９と同一符号は同一又は相当部分を示す。本実施形態は、油圧無しでバルブ休止が解除されるように構成するとともに、全ての吸気弁１１ａ〜１１ｃに休止可能機構を設けた例である。
【０１１４】
本第５実施形態では、各吸気弁，排気弁の弁径の関係，燃料噴射弁５０の配置位置，左，右画壁４８ｅ，４８ｆの形状は図１４に示すものと同様に設定されている。一方、吸気側のバルブ休止機構はセンタ吸気弁１１ａと、左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃとの何れか一方を切り替えて休止できるようになっている。また排気側のバルブ休止機構は右排気弁１３ｂのみを休止可能になっている。
【０１１５】
本第５実施形態では、始動時には油圧が発生していないことからいずれのバルブ休止機構も解除されており、従って全ての弁が開閉動作を行い、支障なく始動できる。そして小吸気量時には、図１９（ａ）に示すように、左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃ及び右排気弁１３ｂが休止し、センタ吸気弁１１ａは休止解除されている。そのため吸気はセンタ吸気弁用開口９ａから流入し、排気ガスは左排気弁１３ａから流出する。このように吸気は、最も小径で、かつ気筒軸Ａから離れた位置に１つだけ存在するセンタ吸気弁用開口９ａから流入するので、流入速度が高く、方向性が明確となり、筒内流動が確実に発生し、希薄空燃比燃焼が安定化する。
【０１１６】
またこの場合、混合気が点火プラグ２５に集中し、これにより希薄空燃比燃焼が安定化する。またセンタ吸気弁用開口９ａが最も小径に設定されているので、点火プラグ２５をセンタ吸気弁用開口９ａ側に寄せて配置でき、この点からも燃焼性を向上できる。
【０１１７】
また中吸気量時には、図１９（ｂ）に示すように、センタ吸気弁１１ａは休止し、左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃ及び右排気弁１３ｂの休止は解除される。なお、この切り替えに当たっては、まずセンタ吸気弁１１ａを作動させた状態で左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの休止を解除し、しかる後センタ吸気弁１１ａを休止することが望ましい。これにより切替時のショックが緩和される。
【０１１８】
上記左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの休止解除により、比較的多量の吸気が、上記小吸気量時と同様に左，右のサイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃから流入するのでタンブルがより確実となる。またこの場合、排気弁は２本とも作動するので排気ガスの排出は確実となる。
【０１１９】
さらにまた高吸気量時には、全ての吸気弁が作動するので、充分な最大吸気量を確保できる。
【０１２０】
図２０は、上記第１実施形態におけるバルブ休止制御の変形例を示す。本変形例では、小吸気量時（同図（ａ）参照）には上記第１実施形態と同じ休止制御を行うが、中吸気量時，大吸気量時の制御が異なる。即ち、中吸気量時には同図（ｂ）に示すように左排気弁１３ａを休止し、また大吸気量運転域を吸気量の比較的少ない運転域と多い運転域とに区分し、吸気量の比較的少ない運転域では、同図（ｃ′）に示すように、センタ吸気弁１１ａは休止を解除し、左排気弁１３ａについては上記中吸気量時と同じく休止を継続する。そして吸気量の多い運転域で全ての弁を作動させる。
【０１２１】
このように構成することにより、上記大吸気量運転域の前半において排気弁が１つだけ作動することとなることから、排気管の大吸気量運転域での等価管長が長くなり図２２に二点鎖線のトルクカーブＣ′に示すように、高速回転域（大吸気量運転域）でのトルクをさらに向上できる。
【０１２２】
図２１は、上記第２実施形態におけるバルブ休止制御の変形例を示す。本変形例では、小吸気量時（同図（ａ）参照），大吸気量時（同図（ｃ）参照）には上記第２実施形態と同じ休止制御を行うが、中吸気量時の制御が異なる。即ち、中吸気量運転域を吸気量の比較的少ない運転域と多い運転域とに区分し、少ない運転域では、同図（ｂ′）に示すように、センタ吸気弁１１ａ，右サイド吸気弁１１ｃ，及び右排気弁１３ｂのみを作動させ、左排気弁１３ａは休止を継続する。そして吸気量の比較的多い運転域になると上記第２実施形態と同様に左排気弁１３ａも作動させる。
【０１２３】
このように構成することにより、上記中吸気量運転域の前半において排気弁が１つだけ作動することとなることから、排気管の中吸気量運転域での等価管長が長くなり図２２に二点鎖線のトルクカーブＢ′に示すように、中速回転域（中吸気量運転域）でのトルクをさらに向上できる。
【０１２４】
なお、上記各実施形態では、吸気弁３本，排気弁２本の５バルブエンジンの場合を説明したが、本発明は、２本又は４本以上の吸気弁を気筒軸側寄り及び反気筒軸側寄りに分けて配置した場合にも適用可能である。
【０１２５】
また、上記各実施形態において、吸気弁，排気弁のバルブリフトカーブを弁径に応じて以下のように設定するとともに、上述のバルブ休止制御を行うようにすることも可能である。
【０１２６】
例えば、小径弁の最大リフトを大径弁の最大リフトより小さく設定する。これにより上述の小径弁を採用するとともにバルブ休止制御をしたことによる効果に加えて以下の効果が得られる。即ち、小径弁の最大リフト量を小さくした分だけ該小径弁用のリフタ径を小さくできるのでスペース的に大径弁用リフタ径を大きくでき、大径弁の最大リフトを大きくできる。これにより、大径弁をバルブ休止したときの流量と小径弁をバルブ休止したときの流量との比（ダイナミックレンジ）を大きくできる。その結果、小吸気量時の筒内流動をより強化でき、かつ大吸気量時の最大吸気量をより増大できる。また小径弁でありながらリフト量が過大となる無駄を回避できる。即ち、小径弁の場合に必要以上に大リフトとしても流量の増加には効果がない。
【０１２７】
また上述の可変バルブタイミング機構を利用して、あるいはカムノーズ形状を適宜設定することにより、エンジンの低速回転域において開閉動作するバルブの開閉タイミングを、排気弁と吸気弁とのオーバーラップが小さくなるようにする。これは排気弁については閉タイミングを進角させ、吸気弁については開タイミングを遅角させることにより実現できる。このように低速回転域でのオーバーラップを小さくすることにより、低速回転域での燃焼を良好にでき、アイドル回転を安定化できるとともに低速トルクを増大できる。
【０１２８】
さらにまた、上記各実施形態では、弁径を変えることにより各種の作用効果を得るようにしたが、弁径は変えないで、リフト量及び図２３におけるシート角度αを変えることによって同等の効果を得ることができる。例えば図２３に示すように、上記各実施形態において弁径は全て同じとし、小径であった部位に配置されている弁（吸気弁）については小リフトとしかつ上記シート角度αを小さくし、大径であった部位に配置されている弁（吸気弁）については大リフトとしかつ上記シート角度αを大きくする。これと上記実施形態のバルブ休止制御とを組合わせることにより、以下の理由により上記実施形態と同等の効果が得られる。
【０１２９】
ここで本発明者等は、リフト量をＨとすると実効開口面積、ひいては流量は、Ｈcos αに比例することを実験等により確認している。即ち、図２４に示すように、αが小さい場合（曲線Ａ参照）には、流量はバルブの開き初期（低リフト時図２３（ｂ）参照）にて流量が急に増加するものの、大リフトになっても曲がり抵抗が大きいことから流量はそれ以上増加しない（図２３（ｃ）参照）。一方、αが大きい場合（曲線Ｂ参照）にはバルブの開き初期には開口面積の増加が遅いことから流量増加は比較的遅いものの（図２３（ｅ）参照）、大リフトになると曲がり抵抗が小さい分だけ流量は大きく増加する（図２３（ｆ）参照）。
【０１３０】
このように、α小かつ小リフトとすることは小径弁と等価となり、α大かつ大リフトとすることは大径弁と等価となり、上述のように置き替えることが可能である。しかもこの場合、弁径を全て同じ径としているので、シート角度αの変更のみで対応でき、製造が容易である。また、上記シート角度α小の弁については小リフト部分を使用することとなり、シート角度α大の弁については大リフト部分を使用することとなるから、何れの場合にも吸入係数の高いところで吸入しており、効率が良い。
【０１３１】
図２５，２６は、請求項６の発明の実施形態（第６実施形態）を説明するための図であり、図２５は上記吸気弁１１ａ〜１１ｃのバルブ休止状態，及び排気弁１３ａ，１３ｂのバルブタイミングの変化を、図２６はシリンダボア内の成層の状態をそれぞれ示す図である。
【０１３２】
本エンジンは、カム軸方向中央に配設された１本のセンタ吸気弁１１ａと、その両側に配設された第１，第２サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃと、カム軸方向両側に配設された第１，第２排気弁１３ａ，１３ｂとを備えている。また上記両排気弁１３ａ，１３ｂの作動時期を変化させる可変バルブタイミング機構及びバルブタイミング制御手段と、上記第１，第２サイドバルブ１１ｂ，１１ｃを休止可能とするバルブ休止機構，及びバルブ休止制御手段とを備えている。
【０１３３】
そして上記バルブタイミング制御手段は、上記可変バルブタイミング機構をして、小吸気量時に上記量排気弁１３ａ，１３ｂの開閉タイミングを遅角させるよう構成されており、また上記バルブ休止制御手段は、上記バルブ休止機構をして小吸気量に左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの両方を休止するよう構成されている。
【０１３４】
図２５において、実線で示す特性線ＥＸ１，２は上記排気弁１３ａ，１３ｂの大，中吸気量時の、また破線で示す特性線ＥＸ１´，２´は小吸気量時の上記排気弁１３ａ，１３ｂの、開閉タイミングを各々示す。また特性線ＩＮ１，２，３は上記吸気弁１１ｂ，１１ａ，１１ｃの大，中吸気量時の、また特性線１´，３´は小吸気量時の上記吸気弁１１ｂ，１１ｃのバルブ作動状態を各々示している。
【０１３５】
ここで、一般に低負荷時（小吸気量時）にはスロットル弁を閉じることからポンピングロスが発生して燃費が悪くなる。このポンピングロスを小さくするため、従来はＥＧＲガスをできるだけ多量導入し、スロットル弁を開くようにしているが、ＥＧＲガスが増加すると燃焼が不安定となるため、この方法には限界がある。
【０１３６】
本実施形態では、小吸気量時には、図２５に破線で示すように、上記排気弁１３ａ，１３ｂの開閉タイミングを可変バルブタイミング機構により所定時間ｔ１だけ遅角させるとともに、上記第１，第２サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃをバルブ休止機構により停止させるようにしている。
【０１３７】
上記排気弁１３ａ，１３ｂの閉タイミングの遅角により、排気ガスが気筒内に逆流し、またセンタ吸気弁１１ａのみから新気が導入されることから、上記シリンダボア２ａ内には図２６に示すように、その中央部に上記吸気弁１１ａから排気弁１３ａ，１３ｂ方向に流入する主として新気の層Ｓ１が、またこの新気の層Ｓ１の両側に主として排気の層Ｓ２が各々形成される。このように成層状態となることからＥＧＲガス量を増加しても燃料を安定化できる。また、ＥＧＲを増大した分だけスロットル弁が開かれることから、ポンピングロスを減少でき、またＥＧＲガスの増加により燃焼温度が低下しＮＯｘを低減できる。
【０１３８】
【発明の効果】
本発明によれば、１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、吸気弁の一部を休止可能とするバルブ休止機構を設け、エンジン運転状態と燃料噴射状態とに応じてバルブ休止制御を行うバルブ休止制御手段を設けたので、小吸気量時には吸気弁の一部を休止させるせることにより吸気を一部の吸気弁用開口に集中させて気筒内に導入し、筒内流動を確保できる効果があり、この場合に、燃料噴射状態との関連性を考慮しつつ休止するべき吸気弁を設定したので、適正な燃料供給が可能となり、燃焼安定化が図れる効果がある。
【０１３９】
また大吸気量時には、バルブ休止動作を解除することにより全ての吸気弁を通って吸気を気筒内に導入でき、最大吸気量を増大できる効果がある。
【０１４０】
請求項１の発明によれば、小吸気量時には、第１，第２吸気弁を休止して吸気をセンタ吸気弁用開口のみから流入させるとともに、燃料を主としてセンタ吸気弁用開口に向けて噴射供給するようにしたので、タンブルを確実に発生できるとともに、点火プラグの周囲に比較的高濃度の混合気を供給でき、希薄空燃比燃焼を安定化できる効果があり、また中吸気量時には、第１サイド吸気弁を休止して吸気をセンタ吸気弁用開口及び第２サイド吸気弁用開口から流入させるようにしたので、センタ吸気弁からのタンブルとサイド吸気弁からのスワールとが合成された斜めスワールが発生できる効果があり、さらにまた大吸気量時には最大吸気量を増大できる効果がある。
【０１４１】
また、燃料を主としてセンタ吸気弁用開口に向けて供給するようにしたので、センタ吸気弁用開口からの吸気流には燃料が多く混合しているのに対し、第１，第２サイド吸気弁用開口からの吸気流中の燃料は少ないので、層状燃焼となり、この点からも希薄空燃比燃焼を安定化できる効果がある。
【０１４２】
請求項２の発明によれば、小吸気量時には、上記センタ吸気弁，及び第２サイド吸気弁の両方を休止して、吸気を第１サイド吸気弁用開口のみから流入させるようにしたので、スワールを確実に発生でき、中吸気量時には、センタ吸気弁のみを休止して吸気を第１，第２サイド吸気弁から流入させるようにしたので、タンブルを発生でき、また大吸気量時には最大吸気量を増大できる効果がある。
【０１４３】
さらにまた、燃料を第１サイド吸気弁及びセンタ吸気弁側のみに供給し、第２吸気弁側には供給しないようにしたので、中，大吸気量時には、燃料が混合された混合気流と燃料が混合されていない空気単体流とが層を成して流れ、層状燃焼を実現できる効果がある。
【０１４４】
請求項３の発明によれば、小吸気量時には、上記センタ吸気弁及び第２サイド吸気弁の両方を休止して吸気を第１サイド吸気弁のみから気筒内に流入させるようにしたので、スワールを確実に発生できる効果があり、また中空気量時には、上記第２サイド吸気弁のみを休止して吸気を第１サイド吸気弁とセンタ吸気弁の両方から流入させるようにしたので、斜めスワールを発生できる効果があり、さらにまた大吸気量時には最大吸気量を増大できる効果がある。
【０１４５】
そして燃料を、主として上記第１サイド吸気弁用開口及びセンタ吸気弁用開口に向けて供給するようにしたので、小吸気量時及び中吸気量時においては、気筒内にて発生する筒内流動とあいまって燃焼を安定化でき、大吸気量時には、第２サイド吸気弁用開口からの吸気流に燃料はあまり含まれていないことから層状燃焼を実現でき、この点からも希薄空燃比燃焼を安定化できる効果がある。
【０１４６】
請求項４の発明によれば、小吸気量時には、両サイド吸気弁を休止して吸気をセンタ吸気弁のみから流入させるようにしたので、流速が高くなり、タンブルを発生できる効果があり、また中吸気量時には、センタ吸気弁のみを休止して吸気を第１，第２サイド吸気弁から流入させるようにしたので、この場合もタンブルが発生でき、さらにまた大吸気量時には最大吸気量を増大でき効果がある。
【０１４７】
そして燃料を第１，第２サイド吸気弁用開口及びセンタ吸気弁用開口に向けて供給するようにしたので、上記小，中，大吸気量時の何れの場合にも適正な混合気が得られ、安定した燃焼が可能となる効果がある。
【０１４８】
請求項５の発明によれば、小，中吸気量時には、センタ吸気弁を休止して吸気を第１，第２サイド吸気弁から流入させるようにしたので、タンブルを発生でき、また大吸気量時には最大吸気量を増大できる効果がある。
【０１４９】
また燃料を、第１，第２サイド吸気弁用開口に向けて供給するようにしたので、上記小，中吸気量時の何れにおいても適正な混合気が得られ、大吸気量時には、センタ吸気弁用開口からの吸気流に燃料を余り含まれていないことから層状燃焼が行われ、希薄空燃比燃焼を安定化できる効果がある。
【０１５０】
請求項６の発明によれば、小吸気量時には、両サイド吸気弁を休止するとともに、排気弁の閉時期を遅角させたので、排気と新気の成層状態となることからＥＧＲガスを増加しても燃料を安定化でき、またＥＧＲガス増量によりポンピングロスを低減できるとともに、ＮＯｘ量を低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項２の発明の一実施形態（第１実施形態）による４サイクルエンジンの正面図である。
【図２】上記第１実施形態エンジンの右サイド吸気弁，右排気弁部分を示す断面正面図である。
【図３】上記第１実施形態エンジンのセンタ吸気弁部分を示す断面正面図である。
【図４】上記第１実施形態エンジンの左サイド吸気弁，左排気弁部分を示す断面正面図である。
【図５】上記第１実施形態エンジンのシリンダヘッドの吸気，排気カムキャリアを取り外した状態を示す平面図である。
【図６】上記第１実施形態エンジンの吸気，排気カムキャリアの一部断面平面図である。
【図７】上記第１実施形態エンジンのオイル系を示す断面背面図である。
【図８】上記第１実施形態エンジンの吸気弁用開口，排気弁用開口部分を示す模式断面平面図である。
【図９】上記第１実施形態エンジンの動作を説明するための模式図である。
【図１０】上記第１実施形態エンジンのバルブ休止機構部分を示す断面図である。
【図１１】上記第１実施形態エンジンのバルブ休止機構部分を示す断面図である。
【図１２】上記第１実施形態エンジンのバルブ休止機構部分を示す断面図である。
【図１３】上記第１実施形態エンジンのオイル系統図である。
【図１４】請求項１の発明の一実施形態（第２実施形態）による４サイクルエンジンの吸気弁用開口，排気弁用開口部分を示す模式断面平面図である。
【図１５】上記第２実施形態エンジンの動作を説明するための模式図である。
【図１６】請求項３の発明の一実施形態（第３実施形態）による４サイクルエンジンの吸気弁用開口，排気弁用開口部分を示す模式断面平面図である。
【図１７】上記第３実施形態エンジンの動作を説明するための模式図である。
【図１８】請求項５の発明の一実施形態（第４実施形態）による４サイクルエンジンの動作を説明するための模式図である。
【図１９】請求項４の発明の一実施形態（第５実施形態）による４サイクルエンジンの動作を説明するための模式図である。
【図２０】上記第１実施形態エンジンのバルブ休止制御動作の変形例を説明するための模式図である。
【図２１】上記第２実施形態エンジンのバルブ休止制御動作の変形例を説明するための模式図である。
【図２２】上記第１実施形態エンジンの効果を説明するためのエンジン回転数−トルク特性図である。
【図２３】上記各実施形態の発展例を示す模式図である。
【図２４】上記発展例の効果を示すエンジン回転数−流量特性図である。
【図２５】請求項６の発明の一実施形態（第６実施形態）による４サイクルエンジンのバルブタイミング及びバルブ休止状態を説明するための模式図である。
【図２６】上記第６実施形態エンジンの筒内の成層状態を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１ エンジン
９ａ センタ吸気弁用開口
９ｂ，９ｃ 第１，第２サイド吸気弁用開口
１１ａ センタ吸気弁
１１ｂ，１１ｃ 第１，第２サイド吸気弁
５０ 燃料噴射弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、４サイクルエンジンのバルブ休止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
４サイクルエンジンおいて、燃費の向上，排気ガスの浄化等の観点から、例えば空燃比（Ａ／Ｆ）２０以上の希薄空燃比燃焼を行うことが提案されている。この希薄空燃比燃焼の安定化を図ることのできる吸気装置として、従来例えば、主としてエンジンの低速回転域，又は低負荷運転域等、吸入空気量の比較的少ない運転域において、吸気を気筒内に気筒軸方向に導入して縦渦（タンブル）を発生させ、又は吸気を気筒内周面に沿って導入して横渦（スワール）を発生させる等、筒内流動を強化できようにしたものが提案されている。
【０００３】
上記スワールを発生させることを目的とした吸気装置（第１従来例）として、センタ吸気ポートと左，右のサイド吸気ポートとを備えている場合に、低速回転域等吸気量の少ない運転域では、上記何れか一方のサイド吸気ポートを閉じることにより、吸気を残りのサイド吸気ポート及びセンタ吸気ポートを介して気筒内に導入するようにしたものがある（例えば特開平３−１６０１１３号公報参照）。
【０００４】
また上記タンブルを発生させることを目的とした吸気装置（第２従来例）として、吸気ポートの底壁側部分を絞り込むことにより、吸気を吸気ポートの天壁側に偏流させ、もって吸気を気筒内に気筒軸方向に方向付けしつつ導入してタンブルを発生するようにしたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記何れの従来装置においても、上記スワール，タンブル等の筒内流動をより強化できるように吸気ポート形状，吸気制御弁構造等を設定すると、高速回転，高負荷運転域における全開時の最大吸気量が減少してしまい、逆に最大吸気量を充分に確保できるように吸気ポート形状等を設定するとスワール，タンブル等の筒内流動が不十分となるといった問題がある。
【０００６】
そこで本願発明者等は、複数の吸気弁を有する場合に、その一部を運転状態に応じて休止させることにより、小，中吸気量時に筒内流動を発生させることができ、かつ最大吸気量が減少することのないエンジンの吸気制御装置を開発している。一方、その後の研究開発により、バルブ休止を行う場合には、何れの吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給するのが有効であるか等、燃料の噴射供給状態との関係が重要であることが判明した。
【０００７】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、筒内流動を強化しながら全開時の最大吸気量を増大でき、さらに燃料を適正に噴射供給できる４サイクルエンジンを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、複数の吸気弁と、何れか１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、上記何れか１本又は複数本の吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、運転状態と燃料噴射状態とに基づいて吸気弁の休止制御を行うバルブ休止制御手段とを備えた４サイクルエンジンにおいて、カム軸方向中央に１本のセンタ吸気弁が、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁がそれぞれ配置されており、上記燃料噴射弁が、上記センタ吸気弁用開口に上記第１，第２サイド吸気弁用開口のそれぞれより多量の燃料を噴射供給するように設けられており、上記バルブ休止機構が、上記第１，第２サイド吸気弁の何れか一方，又は両方を休止可能に構成されており、上記バルブ休止制御手段が、小吸気量時には上記第１，第２サイド吸気弁の両方を休止させ、中吸気量時には上記第１，第２サイド吸気弁の何れか一方を休止させ、大吸気量時には全休止動作を解除するように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２の発明は、複数の吸気弁と、何れか１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、上記何れか１本又は複数本の吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、運転状態と燃料噴射状態とに基づいて吸気弁の休止制御を行うバルブ休止制御手段とを備えた４サイクルエンジンにおいて、カム軸方向中央に１本のセンタ吸気弁が、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁がそれぞれ配置されており、上記燃料噴射弁が、上記第１サイド吸気弁用開口及びセンタ吸気弁用開口に燃料を噴射供給するように構成されており、上記バルブ休止機構が、上記センタ吸気弁と第２サイド吸気弁の何れか一方，又は両方を休止可能に構成されており、上記バルブ休止制御手段が、小吸気量時には上記センタ吸気弁と第２サイド吸気弁の両方を休止させ、中吸気量時には上記センタ吸気弁を休止させ、大吸気量時には全休止動作を解除するように構成されていることことを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明は、複数の吸気弁と、何れか１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、上記何れか１本又は複数本の吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、運転状態と燃料噴射状態とに基づいて吸気弁の休止制御を行うバルブ休止制御手段とを備えた４サイクルエンジンにおいて、カム軸方向中央に１本のセンタ吸気弁が、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁がそれぞれ配置されており、上記燃料噴射弁が、上記第１サイド吸気弁用開口及びセンタ吸気弁用開口のそれぞれに上記第２サイド吸気弁用開口より多量の燃料を噴射供給するように設けられており、上記バルブ休止機構が、上記センタ吸気弁と第２サイド吸気弁の何れか一方，又は両方を休止可能に構成されており、上記バルブ休止制御手段が、小吸気量時には上記センタ吸気弁，第２サイド吸気弁の両方を休止させ、中吸気量時には上記第２サイド吸気弁を休止させ、大吸気量時には全休止動作を解除するように構成されているを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明は、複数の吸気弁と、何れか１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、上記何れか１本又は複数本の吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、運転状態と燃料噴射状態とに基づいて吸気弁の休止制御を行うバルブ休止制御手段とを備えた４サイクルエンジンにおいて、カム軸方向中央に１本のセンタ吸気弁が、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁がそれぞれ配置されており、上記燃料噴射弁が、上記センタ吸気弁用開口及び上記第１，第２サイド吸気弁用開口 に燃料を噴射供給するように設けられており、上記バルブ休止機構が、上記センタ吸気弁と第１，第２サイド吸気弁との何れか一方を単独で休止可能に構成されており、上記バルブ休止制御手段が、小吸気量時には上記第１，第２サイド吸気弁を休止させ、中吸気量時には上記センタ吸気弁を休止させ、大吸気量時には全休止動作を解除するように構成されていることを特徴としている
【００１２】
請求項５の発明は、複数の吸気弁と、何れか１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、上記何れか１本又は複数本の吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、運転状態と燃料噴射状態とに基づいて吸気弁の休止制御を行うバルブ休止制御手段とを備えた４サイクルエンジンにおいて、カム軸方向中央に１本のセンタ吸気弁が、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁がそれぞれ配置されており、上記燃料噴射弁が、上記第１，第２サイド吸気弁用開口のそれぞれに上記センタ吸気弁用開口より多量の燃料を噴射供給するように設けられており、上記バルブ休止機構が、センタ吸気弁を休止可能に構成されており、上記バルブ休止制御手段が、小，中吸気量時にはセンタ吸気弁を休止させ、大吸気量時には休止動作を解除するように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項６の発明は、カム軸方向中央に配設された１本のセンタ吸気弁と、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に配設された第１，第２サイド吸気弁と、上記カム軸方向両側に配設された第１，第２排気弁と、上記各排気弁の作動時期を変化させる可変バルブタイミング機構と、上記第１，第２サイド吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、小吸気量時には上記第１，第２サイド吸気弁の両方を休止させるバルブ休止制御手段と、小吸気量時には上記第１，第２排気弁の閉時期を遅角させるバルブタイミング制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
【作用】
本発明によれば、１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、吸気弁の一部を休止可能とするバルブ休止機構を設け、エンジン運転状態と燃料噴射状態とに応じてバルブ休止制御を行うバルブ休止制御手段を設け、請求項１〜５で具体的に構成するように、低速回転運転域のような吸入空気量の少ない小吸気量時には、吸気弁の一部を休止させることにより吸気を一部の吸気弁用開口に集中させて気筒内に導入することが可能となり、筒内流動を確保できる。そしてこの場合、燃料噴射状態との関連性を考慮しつつ休止するべき吸気弁を設定しているので、適正な燃料供給が可能となる。
【００１５】
また高速回転，高負荷運転域のような吸入空気量の多い大吸気量時には、バルブ休止動作を解除することにより全ての吸気弁を通って吸気を気筒内に導入できる。この場合、吸気通路内には弁以外の流路抵抗となるものが存在しないので、それだけ最大吸気量を増大できる。ちなみに吸気通路内に筒内流動を発生させるための吸気制御弁を配置した従来例の場合には、この吸気制御弁が流路抵抗となる問題がある。
【００１６】
請求項１の発明によれば、小吸気量時には、第１，第２サイド吸気弁の作動を休止して吸気をセンタ吸気弁のみから気筒内に流入させるようにしたので、流入面積が小さい分だけ流入速度が上昇するとともに、吸気が気筒軸方向に方向付けされて流入し、気筒軸方向に沿った流れ（タンブル）が確実に発生し、希薄空燃比の場合にも燃焼が安定化する。
【００１７】
そしてこの場合、燃料は主としてセンタ吸気弁用開口に向けて噴射供給されるので、全体としては希薄空燃比である場合でも、センタ吸気弁用開口に対向するように位置する点火プラグの周囲には比較的高濃度の混合気が供給され、この点からも燃焼が安定化する。
【００１８】
また中吸気量時には、第１，第２サイド吸気弁の何れか一方を休止するので、吸気はセンタ吸気弁と何れかのサイド吸気弁とから流入することとなり、センタ吸気弁からの気筒軸方向の流れ（タンブル）とサイド吸気弁からの気筒内周に沿った流れ（スワール）とが合成されたいわゆる斜めスワールが発生する。
【００１９】
さらにまた大吸気量時にはセンタ，及び第１，第２サイド吸気弁の全てが作動するので流入面積が大きくなり、かつ吸気通路内に流入抵抗となるものが存在しないので、最大吸気量が増大する。そしてこの場合、センタ吸気弁用開口からの吸気流には燃料が多く混合しているのに対し、第１，第２サイド吸気弁用開口からの吸気流中の燃料は少ないので、層状燃焼となり、この点からも希薄空燃比燃焼が安定化する。
【００２０】
請求項２の発明によれば、小吸気量時には、上記センタ吸気弁，及び第２サイド吸気弁の両方を休止するようにしたので、吸気は第１サイド吸気弁のみから気筒内に流入することとなり、流入面積が小さい分だけ流入速度が上昇するとともに、気筒内周面に沿って流入し、スワールが確実に発生する。
【００２１】
また中吸気量時には、センタ吸気弁のみを休止するようにしたので、吸気は第１，第２サイド吸気弁から流入し、互いに気筒内周面に沿った流れを打ち消し合って気筒軸方向の流れ（タンブル）を発生する。そして燃料噴射弁からの燃料は第２サイド吸気弁側にほとんど供給されず、第１サイド吸気弁側のみに供給されるので、気筒内において燃料が混合された混合気流と燃料が混合されていない空気単体流とが層を成して流れることとなり、いわゆる層状燃焼が行われる。
【００２２】
さらにまた大吸気量時には上記請求項２の発明と同様の作用により最大吸気量が増大する。そしてこの場合、燃料は第１サイド吸気弁及びセンタ吸気弁側のみに供給され、第２吸気弁側には供給されないので、上記中吸気量時と同様に層状燃焼が行われる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、小吸気量時には、上記センタ吸気弁及び第２サイド吸気弁の両方を休止して吸気を第１サイド吸気弁のみから気筒内に流入させるようにしたので、流入面積が小さい分だけ流速が上昇して筒内流動（スワール）が確実に発生する。
【００２４】
また中空気量時には、上記第２サイド吸気弁のみを休止して吸気を第１サイド吸気弁とセンタ吸気弁の両方から流入させるようにしたので、第１サイド吸気弁からのスワールとセンタ吸気弁からのタンブルにより斜めスワールとなる。
【００２５】
そして燃料は、主として上記第１サイド吸気弁用開口及びセンタ吸気弁用開口に向けて供給されるので、小吸気量時及び中吸気量時においては、気筒内にて発生する筒内流動とあいまって燃焼が安定化する。
【００２６】
さらにまた大吸気量時には上記請求項１の発明と同様の作用により最大吸気量が増大する。この場合、上述のように燃料は主として第１サイド吸気弁用開口及びセンタ吸気弁用開口に向けて供給されるので、第２サイド吸気弁用開口からの吸気流には燃料はあまり含まれおらず、その結果層状燃焼となり、この点からも希薄空燃比燃焼が安定化する。
【００２７】
請求項４の発明によれば、小吸気量時には、両サイド吸気弁を休止して吸気をセンタ吸気弁のみから流入させるようにしたので、流速が高くなり、タンブルが発生する。
【００２８】
また中吸気量時には、センタ吸気弁のみを休止して吸気を第１，第２サイド吸気弁から流入させるようにしたので、この場合もタンブルが発生する。さらにまた大吸気量時には、請求項１の発明と同様の作用により最大吸気量が増大する。
【００２９】
そして本発明では、燃料は第１，第２サイド吸気弁用開口及びセンタ吸気弁用開口に向けて供給されるので、上記小，中，大吸気量時の何れの場合にも適正な混合気が得られ、安定した燃焼が可能となる。
【００３０】
請求項５の発明によれば、小，中吸気量時には、センタ吸気弁を休止するようにしたので、吸気は第１，第２サイド吸気弁から流入し、タンブルが発生する。そして燃料は、第１，第２サイド吸気弁用開口に向けて供給されるので、上記小，中吸気量時の何れにおいても適正な混合気が得られる。
【００３１】
また大吸気量時には、請求項１の発明と同様の作用により最大吸気量が増大する。また、燃料は上述のように第１，第２サイド吸気弁用開口に向けて供給されるので、センタ吸気弁用開口からの吸気流には燃料を余り含まない空気単体流であり、層状燃焼が行われ、希薄空燃比燃焼が安定化する。
【００３２】
請求項６の発明によれば、小吸気量時には、バルブタイミング制御手段により第１，第２排気弁の閉時期を遅角するとともに、バルブ休止制御手段により第１，第２サイド吸気弁の両方を休止するようにしたので、気筒内中央部にはほぼ新気のみの層が形成されるとともに、両サイドには排気ガスの逆流によりほぼ排気ガスのみの層が形成されることとなり、この成層によりＥＧＲガス量を増加しても燃焼を安定化でき、ＥＧＲガス量を増加することによりスロットル弁を大きく開くことができることから、ポンピングロスを減少でき、また多量のＥＧＲガスにより燃焼温度が低下し、ＮＯｘを低減できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１〜図１３は請求項２の発明の一実施形態（第１実施形態）によるエンジンのバルブ休止装置を説明するための図であり、図１は本実施形態エンジンの正面図、図２はその右サイド吸気弁，右排気弁部分を示す断面正面図、図３はそのセンタ吸気弁部分を示す断面正面図、図４は左サイド吸気弁，左排気弁部分を示す断面正面図、図５はそのシリンダヘッドのカムキャリアを取り外した状態を示す平面図、図６（ａ），（ｂ）はそれぞれ吸気カムキャリア，排気カムキャリアを示す平面図、図７は油圧系を示す断面側面図、図８は吸気，排気ポート部分を示す模式断面平面図、図９は動作を説明するための模式図、図１０，図１１，図１２はバルブ休止機構部分を示す図、図１３は油圧系統図である。
【００３４】
図において、１は本実施形態装置を備えた水冷式４サイクル４気筒５バルブエンジンであり、該エンジン１のシリンダブロック２の下側合面にはオイルパン３が装着され、上側合面にはシリンダヘッド４がヘッドボルト４ｅで締結され、該シリンダヘッド４の上側合面にはヘッドカバー５が装着されており、またシリンダヘッド４，ヘッドカバー５の前端面（図１手前面）にはヘッドサイドカバー６ａが、シリンダブロック２の前端面にはブロックサイドカバー６ｂがそれぞれ着脱可能に装着されている。なお、上記ヘッドボルト４ｅは、図５に示すように、各気筒間部分及びカム軸方向両端部（前，後端部）に合計１０本配置されており、シリンダヘッド４の底壁４ｄに突出形成されたボス部４ｇ部分を締結している。
【００３５】
上記シリンダブロック２に並列に形成された４つのシリンダボア（気筒）２ａ内にはピストン７が摺動自在に挿入されており、該ピストン７はコンロッド８でクランク軸１２に連結されている。なお、このクランク軸１２はシリンダブロック２に形成されたクランク軸受部１２ａとこれに着脱可能に装着されたクランク軸受キャップ１２ｂとで軸支されている。
【００３６】
上記シリンダヘッド４のシリンダブロック側の合面４ａには、燃焼室４ｂが凹設されている。この燃焼室４ｂの気筒軸Ａを中心とする一側（図８の左側）には、カム軸方向（図８上下方向）中央に位置する１つのセンタ吸気弁用開口９ａと、これの両側に位置する左，右（第１，第２）サイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃが形成されており、他側には２つの左，右（第１，第２）排気弁用開口１０ａ，１０ｂが形成されている。また上記燃焼室４ｂの気筒軸Ａから若干排気側に寄った部分には点火プラグ２５が螺挿されており、後述するように上記センタ吸気弁用開口９ａからの吸気は、気筒Ａ軸方向に見て（図８参照）上記点火プラグ２５の電極に向かって流れることとなる。
【００３７】
ここで上記センタ，左，右サイド吸気弁用開口９ａ，９ｂ，９ｃ及び左，右排気弁用開口１０ａ，１０ｂはシリンダボア２ａの内周縁に沿うように配置されている。そのためカム軸方向に見ると、図２〜図４で明らかなように、両サイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃは、気筒軸Ａ側寄りに位置しており、センタ吸気弁用開口９ａは気筒軸Ａと反対側（反気筒軸側）寄りに位置している。つまり、図８に示すように、気筒軸Ａを通るカム軸と平行な直線Ｂからサイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃまでの距離Ｌ１とセンタ吸気弁用開口９ａまでの距離Ｌ２とは、Ｌ２＞Ｌ１となっている。
【００３８】
また上記各開口９ａ〜９ｃ，１０ａ，１０ｂの後述する各弁の弁頭１１ｄ，１３ｃが接触する部分（スロート部）の直径Ｄic, Ｄis1,Ｄis2,Ｄe1, Ｄe2は、Ｄic＞Ｄe1＝Ｄe2＞Ｄis1 ＝Ｄis2 の関係に、つまりＤic :Ｄe1, Ｄe2 :Ｄis1,Ｄis2 ＝大：中：小の関係に設定されている。また上記センタ，左，右サイド吸気弁用開口９ａ，９ｂ，９ｃはその開口面積の比率でみると、９ａ：９ｂ：９ｃ＝４６：２７：２７に設定されている。
【００３９】
上記センタ，左，右サイド吸気弁用開口９ａ，９ｂ，９ｃは、センタ，左，右サイド吸気弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃの弁頭１１ｄによって開閉され、また上記排気弁用開口１０ａ，１０ｂは排気弁１３ａ，１３ｂの弁頭１３ｃによって開閉される。そして上記各吸気弁１１ａ〜１１ｃの弁軸１１ｅと上記各排気弁１３ａ，１３ｂの弁軸１３ｄとは、所定のバルブ挟み角でもって上方に斜め外方に拡がるように配置されている。この場合、センタ吸気弁１１ａの軸線Ｂ１と気筒軸Ａとのなす傾斜角θ１と、左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの弁軸Ｂ２と気筒軸Ａとのなす傾斜角はθ２とは、θ２＞θ１となっている。即ち、センタ吸気弁１１ａは左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃに較べてより起立配置されている。
【００４０】
また上記各吸気弁１１ａ〜１１ｃ及び排気弁１３ａ，１３ｂは、弁軸１１ｅ，１３ｄの上端又は途中部分に装着されたリテーナ１４ａ，１４ａとシリンダヘッド４のカム室Ｃの底面を構成する底壁４ｄに形成されたばね座４ｃとの間に介設された弁ばね１４，１５によって上記各弁用開口を閉じる方向に付勢されている。なお、排気弁用弁ばね１５には二重コイルばねが採用されている。
【００４１】
上記吸気弁１１ａ〜１１ｃは吸気カム軸１６で、上記排気弁１３ａ，１３ｂは排気カム軸１７でそれぞれ開閉駆動される。上記吸気カム軸１６及び排気カム軸１７は、図２〜図４の紙面垂直方向に互いに平行に延びており、該吸気，排気カム軸１６，１７は、上記カム室Ｃ内に着脱可能に装着された吸気，排気カムキャリア２０，３０と、該各キャリア２０，３０に着脱可能に装着された吸気，排気カムキャップ２８，２９とで回転自在に軸支されている。
【００４２】
上記吸気カム軸１６，排気カム軸１７の前端部（図７右端部）に相対回転可能に装着された吸気，排気タイミングギャ３６ａ，３６ｂはシリンダヘッドの前端面に配設された第１中間ギヤ３９ａに上部タイミングチェン３８ａにより連結され、該第１中間ギヤ３９ａと同軸でかつ共に回転する第２中間ギヤ３９ｂは上記クランク軸１２のクランクギャ３７ａに下部タイミングチェン３８ｂにより連結されており、これらは上記ヘッドサイドカバー６ａ，ブロックサイドカバー６ｂにより覆われている。なお、上記タイミングギヤ３６ａ，３６ｂとクランクギヤ３７ａは同一径であり、第１中間ギヤ３９ａはタイミングギヤ３６ａと同一又はこれより小径に、第２中間ギヤ３９ｂはクランクギヤ３７ａより大径に設定されている。このように中間ギヤ３９ａ，３９ｂを設けたことにより上記吸気，排気タイミングギヤ３６ａ，３６ｂを大径にすることなくクランク軸１２の回転を１／２に減速してカム軸に伝達可能となっている。
【００４３】
そして上記吸気，排気カム軸１６，１７の上記前端部には、上記吸気，排気弁の開閉タイミングを変化させる吸気，排気可変バルブタイミング機構４１，４２が装着されている。この可変バルブタイミング機構４１，４２は、上記カム軸１６，１７の前端部に固定されたシリンダ軸４３ａの外側にシリンダケース４３ｂを装着するとともに、両者の間にピストン４３ｃを進退自在に配設した構造のものである。上記シリンダ軸４３ａには支持軸（外端部）４３ｄが挿入され、該支持軸４３ｄは上記ヘッドサイドカバー６ａの外端支持部６ｃにより支持されており、該支持軸４３ｄに形成されたオイル導入通路４３ｅを介して上記ピストン４３ｃへの作動油が供給される。
【００４４】
上記可変バルブタイミング機構４１，４２では、油圧により上記ピストン４３ｃを進退させると、タイミングギヤ３６ａ，３６ｂとカム軸１６，１７との相対的角度位置（位相）が変化し、これにより吸気弁１１ａ〜１１ｃ，排気弁１３ａ，１３ｂの開閉タイミングが変化する。
【００４５】
上記吸気カムキャリア２０は、主として図６（ａ）に示すように、カム軸方向に延びる棒状のものであり、カム軸方向両端部に形成された第１軸受部２０ｄと、各気筒における左サイド吸気弁とセンタ吸気弁との間に形成された第２軸受部２０ｅと、各気筒の境界部に形成された第３軸受部２０ｆとを有し、該各軸受部２０ｄ〜２０ｆ間部分はガイドボス部２０ｇ，２０ｇによって一体的に連結されている。このガイドボス部２０ｇにはセンタ，左，右リフタガイド穴２０ａ，２０ｂ，２０ｃが上記吸気弁１１ａ〜１１ｃの各弁軸１１ｅと同軸をなすように形成されている。また上記各軸受部２０ｄ〜２０ｆ上に上記カムキャップ２８がキャップボルト２８ａ，２８ｂで固定されている。
【００４６】
この場合、上記各気筒間に位置する第２軸受部２０ｅの外側（反気筒軸Ａ側）に配設されたキャップボルト２８ｂは上記シリンダヘッド４に形成されたボス部４ｆに達する長さに設定されている（図２参照）。これにより吸気カムキャリア２０はカムキャップ２８をボルト２８ｂで固定するとこれと同時にシリンダヘッド４上に固定される。また上記吸気カムキャリア２０は適所に形成されたフランジ部２０ｈ部分についても固定ボルト２８ｃによりシリンダヘッド４のボス部４ｆに固定されている。
【００４７】
上記排気カムキャリア３０は、主として図６（ｂ）に示すように、カム軸方向に延びる棒状のものであり、各気筒の右排気弁に隣接するようにカム軸受部３０ｃを形成し、該カム軸受部３０ｃにガイドボス部３０ｄを一体形成するとともに、該各カム軸受部３０ｃ及びガイドボス部３０ｄ間部分を通路ボス部３０ｅで一体的に連結した構造のものである。上記ガイドボス部３０ｄには左，右リフタガイド穴３０ａ，３０ｂが形成されている。また上記軸受部３０ｃ上に上記カムキャップ２９がキャップボルト２９ａ，２９ｂで固定されている。
【００４８】
この場合、上記各軸受部３０ｃの内側（気筒軸Ａ側）に配置されたキャップボルト２９ａは上記シリンダヘッド４に形成されたボス部４ｆに達する長さに設定されている。これにより排気カムキャリア３０はカムキャップ２９をボルト２９ａで固定するとこれと同時にシリンダヘッド４上に固定される。また上記通路ボス部３０ｄの左，右排気弁間位置に対向する部位及び軸方向端部に形成されたフランジ部３０ｆも固定ボルト２９ｃによりシリンダヘッドに形成されたボス部４ｆに固定されている。
【００４９】
なお、上記図６（ａ），（ｂ）の下段部分は、吸気，排気カムキャリア２０，３０のカムキャップを取り外した状態を、中段部分は吸気，排気カムキャリア２０，３０の断面状態を、上段部分は吸気，排気カムキャリア２０，３０を取り外したシリンダヘッド４の底壁４ｄ部分の平面状態をそれぞれ示す。
【００５０】
そして上記吸気カム軸１６のカムノーズ１６ａと上記センタ吸気弁１１ａ，右サイド吸気弁１１ｃとの間にはセンタ，右サイド吸気バルブ休止機構１８ａ，１８ｂが介設されており、排気カム軸１７のカムノーズ１７ａと左排気弁１３ａとの間には排気バルブ休止機構１９が介設されている。これらの吸気，排気バルブ休止機構１８ａ，１８ｂ，１９は図示しないバルブ休止制御手段（ＥＣＵ）によりその動作が制御される。なお、左サイド吸気弁１１ｂ，右排気弁１３ｂにはバルブ休止機構は設けられておらず、そのため吸気カム軸１６，排気カム軸１７により運転域の如何に関わらず常時開閉駆動される。
【００５１】
上記センタ，右サイド吸気バルブ休止機構１８ａ，１８ｂは、上記吸気カムキャリア２０のセンタ，右サイドリフタガイド穴２０ａ，２０ｃ内に、油圧により進退するプランジャ２４を備えたセンタ，右サイドリフタ２１ａ，２１ｃを摺動自在に挿入配置した構造のものである。なお、左サイドリフタガイド穴２０ｂ内には、円筒体の上端開口を吸気カムノーズ１６ａが摺接するパッド２１ｋで閉塞してなる通常のリフタ２１ｂが摺動自在に配設されており、上記パッド２１ｋの内面に上記左サイド吸気弁１１ｂの弁軸１１ｅの上端面が常時当接している。
【００５２】
上記センタ，右サイドリフタ２１ａ，２１ｃは、図１０〜１２に示すように、軸方向中央付近に仕切壁２１ｄを有する円筒体の上端開口に上記カム軸１６のカムノーズ１６ａが摺接するパッド２１ｅを固着してなるものである。上記仕切壁２１ｄの上面にはボス部が膨出形成されており、このボス部にはシリンダ孔２１ｇが該リフタの軸と直交するように貫通形成されている。このシリンダ孔２１ｇの両端は、リフタ２１ａ，２１ｃの外周面に形成された環状溝２１ｉに開口しており、かつ一端の開口は蓋部材２７で油密に閉塞されている。上記仕切壁２１ｄ部分には、上記シリンダ孔２１ｇと直交しかつ上記各吸気弁と同軸をなすようにスライド孔２１ｆが貫通形成されており、該スライド孔２１ｆは上記パッド２１ｅの内面に対向している。
【００５３】
上記スライド孔２１ｆ内には、伝達部材２２のロッド部２２ａが摺動自在に挿入されており、該伝達部材２２の下端に形成されたフランジ部２２ｂの下面中央部は上記吸気弁の弁軸１１ｅの上端面に当接している。また上記フランジ部２２ｂと上記仕切壁２１ｄとの間には付勢ばね２３が介設されており、これによりリフタ２１ａ，２１ｃは吸気カム軸１６のカムノーズ１６ａに摺接する位置に付勢されている。
【００５４】
上記シリンダ孔２１ｇにはプランジャ２４が摺動自在に挿入されている。このプランジャ２４は、シリンダ孔２１ｇの内面に環状に突設されたストッパ２１ｈによりその前進端位置が、係止リング２１ｊによりその後退端位置が規制されており、かつリターンばね２６によって後退端位置に付勢されている。
【００５５】
また上記プランジャ２４には上記スライド孔２１ｆと同一径の逃げ孔２４ａが形成されており、この逃げ孔２４ａはプランジャ２４が後退端に位置したとき上記スライド孔２１ｆと同軸をなすようになっている。さらにまた上記プランジャ２４の底側には伝達面２４ｂが平坦に形成されており、この伝達面２４ｂは、吸気弁が閉の場合（吸気カム軸１６のベース円がパッド２１ｅに摺接している場合）においてプランジャ２４が前進端に位置したとき上記伝達部材２２のロッド部２２ａの上端に所定のバルブクリアランスを明けて対向するようになっている。
【００５６】
また上記排気バルブ休止機構１９は、上記吸気バルブ休止機構１８ａ，１８ｂと同一構造であるが、左，右排気リフタ３１ａ，３１ｂと排気カム軸１７とは図２，図４に示すようにカム軸１７が気筒軸側に偏位するようにオフセットしている。このようにオフセットしていることにより、排気弁１３ａ，１３ｂの開速度が高くなり、高いブローダウン圧力を掃気に利用でき、掃気効率を向上することができる。なお、排気カム軸１７，吸気カム軸１６共に時計回りに回転する。
【００５７】
上記各バルブ休止機構１８ａ，１８ｂ，１９，可変バルブタイミング機構４１，４２への油圧供給系は、図７，図１３に示すように構成されている。即ちオイルパン３内のオイルはオイルポンプ３２により吸い上げられ、オイルフィルタ３３で濾過された後、シリンダブロック２，シリンダヘッド４，ヘッドサイドカバー６ａに形成されたオイル通路３３ａ〜３３ｃ、切替弁３４からオイル通路３３ｈ，３３ｎ，センタオイル通路３３ｄ，又は３３ｉ，３３ｏ，サイドオイル通路３３ｅを通って、上記センタ吸気バルブ休止機構１８ａ，又は右サイド吸気バルブ休止機構１８ｂに、あるいは切替弁３５からオイル通路３３ｊ，３３ｐ，オイル通路３３ｇを通って上記左排気バルブ休止機構１９に供給される。
【００５８】
上記シリンダブロック２のオイル通路３３ａのオイルの一部はクランク軸１２のジャーナル部４４に供給され、またシリンダヘッド４のオイル通路３３ｂのオイルの一部はシリンダヘッド４内に形成されたオイル通路３３ｆを通ってカム軸１６，１７の軸受部２０ｄ〜２０ｆ，３０ｃに供給され、さらにまた上記ヘッドサイドカバー６ａのオイル通路３３ｃのオイルの一部は切替弁４５，４６を介して上記可変バルブタイミング機構４１，４２に供給される。
【００５９】
ここで図１，図７に示すように、オイルポンプ３２からバルブ休止機構，可変バルブタイミング機構へのオイル通路は、シリンダブロック２内の通路３３ａ，シリンダヘッド４内の通路３３ｂにおいては共通であるが、上記ヘッドサイドカバー６ａ内に形成されたオイル通路３３ｃにおいて３つの分岐部ａ，ｂ，ｃに分岐されて上記各切替弁３４，３５，４５，４６の弁部３４ａ，３５ａ，４５ａ，４６ａ内に連通している。該各切替弁は、各弁部内に挿入された弁体をソレノイド３４ｂ，３５ｂ，４５ｂ，４６ｂで進退させることにより各通路への連通を切替るように構成されている。
【００６０】
上記バルブ休止機構用の切替弁３４，３５の弁部３４ａ，３５ａからのオイル通路３３ｈ，３３ｉ，３３ｊは、再びシリンダヘッド内のオイル通路３３ｎ，３３ｏ，３３ｐを通ってカムキャリア２０，３０内のオイル通路３３ｄ，３３ｅ，３３ｇに連通している。また可変バルブタイミング機構用の切替弁４５，４６の弁部４５ａ，４６ａからのオイル通路３３ｋ，３３ｍは上記ヘッドサイドカバー６ａの外端支持部６ｃを介して可変バルブタイミング機構４１，４２の支持軸４３ｄのオイル導入通路４３ｅに連通している。
【００６１】
上記吸気側のオイル通路３３ｄ，３３ｅは、上記吸気カムキャリア２０内に、カム軸と平行に、かつそれぞれ上記センタリフタガイド穴２０ａ，右サイドリフタガイド穴２０ｃに接して上記オイル溝２１ｉに開口するように形成されている。この場合、センタ，サイド吸気弁１１ａ，１１ｃの気筒軸Ａに対する傾斜角θ１，θ２，及び気筒軸Ａからカム軸直角方向位置Ｌ２，Ｌ１が異なることから、上記センタリフタガイド穴２０ａと右サイドリフタガイド穴２０ｃとは傾斜角度が異なり、それぞれカム軸直角方向外側（反気筒軸側）と内側（気筒軸側）とにずれている。その結果、吸気カムキャリア２０にオイル通路３３ｄ，３３ｅをカム軸と平行に貫通形成するだけで、オイル通路３３ｄをセンタリフタガイド穴２０ａに連通させ、かつオイル通路３３ｅを右サイドリフタガイド穴２０ｃに連通するように形成することができる。
【００６２】
ここで上記オイル通路３３ｅは、左サイドリフタガイド穴２０ｂにも連通することとなるが、この左サイドリフタガイド穴２０ｂ内には通常のリフタ２１ｂが摺動自在に挿入されており、上記油圧がリフタ２１ｂとガイド穴２０ｂとの隙間から逃げることはほとんどなく、問題は生じない。
【００６３】
また上記排気側のオイル通路３３ｇは、上記排気カムキャリア３０内に、カム軸と平行に、かつ上記左リフタガイド穴３０ａに接してオイル溝２１ｉに開口するように形成されている。この排気側オイル通路３３ｇは右リフタガイド穴３０ｂにも連通するが、上記吸気側と同様に油圧が逃げることはほとんどない。
【００６４】
上記排気弁用開口１０ａ，１０ｂは、排気ポート４７の左，右分岐ポート４７ａ，４７ｂによりシリンダヘッド４の外部接続開口４７ｃに導出されている。この場合に、左，右分岐ポート４７ａ，４７ｂの画壁４７ｄは、図８に二点鎖線で示すように上記外部接続開口４７ｃ付近まで延長してもよい。この延長により、後述するように、左排気弁１３ａが休止している場合の排気効率を改善できる。
【００６５】
また上記センタ吸気弁用開口９ａ，サイド吸気弁用開口９ｂ，９ｂは、吸気ポート４８のセンタ分岐ポート４８ａ，左，右サイド分岐ポート４８ｂ，４８ｃによりシリンダヘッド４の外部接続開口４８ｄに導出されている。ここで右サイド分岐ポート４８ｃ側の右画壁４８ｆは左サイド分岐ポート４８ｂ側の左画壁４８ｅより上流側に大きく延長されている。これは後述するように、層状燃焼を実現するためである。
【００６６】
そして上記外部接続開口４８ｄに接続された吸気マニホールド４９の天壁部分に燃料噴射弁５０が配設されている。この燃料噴射弁５０は、気筒軸方向に見ると（図８参照）、略上記左画壁４８ｅの延長線上に位置しており、その噴射ノズル５０ａは、吸気ポート４８の天壁に形成された噴射穴４８ｆを通ってセンタ吸気弁用開口９ａ，及び左サイド吸気弁用開口９ｂに燃料を噴射するように指向している。
【００６７】
次に本第１実施形態の作用効果について説明する。本実施形態装置では、エンジン運転状態、特に吸入空気量の大小に応じて可変バルブタイミング機構４１，４２により吸気弁，排気弁の開閉タイミングが制御され、またバルブ休止機構１８ａ，１８ｂ，１９により吸気弁，排気弁のバルブ休止が制御される。
【００６８】
まず、可変バルブタイミング機構４１，又は４２では、切替弁４５，又は４６が油圧をピストン４３ｃに作用させる位置に切り替えられると、該ピストン４３ｃが図７で左方に移動し、タイミングギヤ３６ａ，又は３６ｂと吸気カム軸１６，又は排気カム軸１７との位相が変化し、吸気弁１１ａ〜１１ｃ又は排気弁１３ａ，１３ｂの開閉タイミングが変化する。
【００６９】
また、バルブ休止機構１８ａ，１８ｂでは、切替弁３４が図１３に実線で示す休止解除位置にある場合には、油圧がオイル通路３３ｄ，３３ｅを介してセンタ吸気バルブ休止機構１８ａ，及び右サイド吸気バルブ休止機構１８ｂに供給される。すると、図１０に示すように、プランジャ２４が油圧の作用により前進してスライド孔２１ｆを塞ぎ、該プランジャ２４の伝達面２４ｂが伝達部材２２の伝達ロッド２２ａの上端面に対向する。カム軸１６の回転によりセンタ，右サイドリフタ２１ａ，２１ｃが押し下げられると、その動作がプランジャ２４，伝達部材２２を介してセンタ，右サイド吸気弁１１ａ，１１ｃに伝達され、該両吸気弁１１ａ，１１ｃは通常通りの開閉動作を行う。
【００７０】
また、バルブ休止機構１９では、切替弁３５が図５に実線で示す休止解除位置にある場合には、油圧がオイル通路３３ｇを介して右排気バルブ休止機構１９に供給され、上述の場合と同様にして左排気弁１３ａは通常通りの開閉動作を行う。なお、左サイド吸気弁１１ｂ、及び右排気弁１３ｂは常時開閉動作を行う。
【００７１】
そして、上記バルブ休止切替用の切替弁３４が図５に破線で示す休止位置に切り替えられると、オイル通路３３ｄ，３３ｅ内の油圧が低下し、図１１に示すように、プランジャ２４がリターンばね２６により後退端位置に戻され、該プランジャ２４の逃げ孔２４ａがスライド孔２１ｆ，つまり伝達ロッド２２ａと一致する。カム軸１６の回転によりセンタ，右サイドリフタ２１ａ，２１ｃが押し下げられると、図１２に示すように、伝達ロッド２２ａは逃げ孔２４ａ内に相対的に進入することとなり、リフタの下降動作はセンタ，右サイド吸気弁１１ａ，１１ｃには伝達されず、従って該両吸気弁１１ａ，１１ｃはバルブ休止となり、閉位置に保持される。
【００７２】
ここで、上記バルブ休止動作において、吸気弁１１ａ，１１ｃを完全閉とすると、センタ，右サイド分岐ポート４８ａ，４８ｃ内に溜まった燃料が炭化してポート内面に付着する恐れがあるので、本実施形態では、上記バルブ休止状態においても、最大リフト位置まで上記リフタ２１ａ，２１ｃが下降すると、パッド２１ｅの下面が伝達ロッド２２ａを僅かに押し下げ、これにより上記吸気弁１１ａ，１１ｃが僅かに開くようになっている。
【００７３】
また、バルブ休止機構１９では、切替弁３５が図５に破線で示す休止位置に切り替えられると、オイル通路３３ｇ内の油圧が低下し、上述の場合と同様にして左排気弁１３ａはバルブ休止状態となり、閉位置に保持される。なお、この左排気弁１３ａにおいても、バルブ休止時に僅かに開くようにしても良い。
【００７４】
低速回転時あるいは低負荷運転時のような小吸気量運転域においては、ＥＣＵからの切替信号により、切替弁３４，３５は、図５に破線で示す休止位置に切り替えられる。これにより、オイル通路３３ｄ，３３ｅ，及び３３ｇの油圧が低下してプランジャ２４が後退し、図９（ａ）に示すように、センタ，右サイド吸気弁１１ａ，１１ｃ及び左排気弁１３ａはバルブ休止状態となり、左サイド吸気弁１１ｂ，及び右排気弁１３ｂのみが開閉動作を行う。
【００７５】
その結果、吸気は、直径Ｄｉｓ１と小径で、かつ気筒軸Ａからのカム軸直角方向距離がＬ１と小さく気筒軸側寄りで、さらにカム軸方向一側に位置するの１つの左サイド吸気弁用開口９ｂから集中して気筒内に流入する。これにより実質的な吸気通路面積が狭くなり、小吸気量でありながら筒内への流入速度が速くなり、かつ流入方向が明確となり、筒内流動、特にスワールが発生し、燃焼状態が良好となり、その結果、希薄空燃比燃焼の安定性を向上できる。
【００７６】
またこの場合、左サイド吸気弁１１ｂと、点火プラグ２５（気筒軸Ａ）を挟んで対向配置された右排気弁１３ｂのみが開閉することから、上記左サイド吸気弁用開口９ｂから流入した吸気は、燃焼後、上記点火プラグ２５を挟んで対向する位置にある右排気弁用開口１０ｂから排出されることとなり、つまり排気の流れが燃焼室中心を通ることから、排気ガスの排出効率が向上する。ちなみに、このように吸気弁，排気弁をそれぞれ１本のみ開閉動作させる場合に、仮に左サイド吸気弁１１ｂと左排気弁１３ａとを開閉動作させた場合には、燃焼室内に排気ガスの淀みが生じ、排気効率が低下する懸念がある。
【００７７】
上記排気ガスのより確実な排出を図るには、図８に二点鎖線で示すように、排気ポート４７の画壁４７ｄを外部接続開口４７ｃ付近まで延長することが有効である。このようにした場合には、上述の排気ガスの流れがより一層円滑となり、排気効率が向上する。ちなみに、上記画壁４７ｄを延長しない場合には、右排気弁１３ｂのみが作動する場合には、右排気分岐ポート４７ｂの通路面積が実質的に急拡大し、左排気分岐ポート４７ａ側に排気ガスの淀みが生じることとなることから、排気効率が低下する懸念がある。
【００７８】
中速回転時あるいは中負荷運転時のような中吸気量運転域においては、ＥＣＵからの切替信号により、切替弁３４はオイル通路３３ｄについてバルブ休止位置（図５破線位置）に保持され、オイル通路３３ｅについては休止解除位置（図５実線位置）に切り替えられ、また切替弁３５は図５に実線で示す休止解除位置に切り替えられる。これにより、図９（ｂ）に示すように、センタ吸気弁１１ａのみがバルブ休止状態となり、左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃ，及び左，右排気弁１３ａ，１３ｂは開閉動作を行うこととなる。
【００７９】
その結果、吸気は、気筒軸Ａからのカム軸直角方向距離がＬ１と小さく気筒軸側寄りで、かつカム軸方向両側に位置する２つの左，右サイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃから気筒内に流入する。これにより筒内への吸気流は、上述のスワール成分が互いに打ち消し合う結果、より気筒軸に沿うよう方向付けされることとなり、筒内流動、特にタンブルが確実に発生し、燃焼状態が良好となり、その結果、希薄空燃比燃焼の安定性を向上できる。この場合、本実施形態では、センタ吸気弁１１ａを大径とするとともに左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃを小径としたので、この点から上記カム軸直角方向距離Ｌ１がより一層小さくなり、つまり左，右サイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃがより一層気筒軸Ａ側に近く、かつカム軸方向外側に位置することとなり、その結果上記気筒軸方向への方向付けがより確実となる。
【００８０】
高速回転時あるいは高負荷運転時のような大吸気量運転域においては、ＥＣＵからの切替信号により、切替弁３４はオイル通路３３ｄ部分についても休止解除位置に切り替えられ、これにより全てのバルブ休止動作が解除され、全ての吸気弁，及び排気弁が開閉動作を行う。
【００８１】
その結果、吸気は、センタ，左，右サイド吸気弁用開口９ａ〜９ｃから筒内に流入するが、この場合、吸気ポート４７内には、例えば従来の吸気制御弁を設けた場合のような流路抵抗となるものが存在しないことから、最大吸気量を増大できる。
【００８２】
また本実施形態では、右画壁４８ｆが燃料噴射弁５０側に延びており、かつ該燃料噴射弁５０を左画壁４８ｅ側に寄せて配置したので、センタ，左サイド吸気弁用開口９ａ，９ｂからの吸気は燃料と空気の混合体となっているのに対し、右サイド吸気弁用開口９ｃからの吸気は燃料がほとんど含まれない空気単体となっている。その結果、燃焼室内に燃料を含む混合気と空気単体とが層状をなして流入し、いわゆる層状燃焼を実現できる。
【００８３】
図２２は、本実施形態装置のバルブ休止動作によるトルクの向上効果を説明するためのエンジン回転数−トルク特性曲線であり、図中、曲線Ａ，Ｂ，Ｃは上記小，中，大吸気量運転域におけるトルク特性を概念的に示す。
【００８４】
本実施形態では、上述のバルブ休止動作を実現するための構造として、シリンダヘッド４に対して着脱可能の吸気カムキャリア２０，排気カムキャリア３０を設け、該各キャリア２０，３０にバルブ休止機構を組込む構造を採用したので、バルブ休止機構への油圧供給系の構造を簡単にできる。即ち、各カムキャリア２０，３０が別体であるので、オイル通路３３ｄ，３３ｅ，３３ｇの孔明け加工が容易である。ちなみに、シリンダヘッド４に一体化された部位にバルブ休止機構を組み込む構造を採用した場合、オイル通路がシリンダヘッド４のカム軸方向端部の外壁（カム室構成壁）を貫通することとなったり、あるいはカム軸と直角方向に分岐通路を設ける等、油圧供給系の構造が複雑になるとともに、大物で大重量のシリンダヘッドに直接孔明け加工を要する分だけ取り扱い性が悪化する。
【００８５】
本実施形態では、センタリフタガイド穴２０ａと右サイドリフタガイド穴２０ｃとを異なる傾斜角度としてカム軸直角方向にずらして配置したので、オイル通路３３ｄと３３ｅとをカム軸１６と平行に、かつ各ガイド穴２０ａ，２０ｃの外周部に接するように明けるだけで、センタ吸気バルブ休止機構１８ａと右サイド吸気バルブ休止機構１８ｂとに別個独立に油圧を供給できる。ちなみ，両ガイド穴２０ａと２０ｃとを同じ傾斜角度でもって配置した場合には、各ガイド穴２０ａ，２０ｃから離れた位置にオイル通路を設け、該オイル通路からカム軸直角方向に分岐通路を設ける等、構造が複雑となる。
【００８６】
本実施形態では、オイル通路３３ｃをヘッドサイドカバー６ａ内を通るように構成するとともに、該オイル通路をヘッドサイドカバー６ａ内においてバルブ休止機構用オイル通路と可変バルブタイミング機構用オイル通路とに分岐したので、バルブ休止機構用切替弁３４，３５、及び可変バルブタイミング機構用切替弁４５，４６を全てヘッドサイドカバー６ａに配設することができる。またこの場合、カム軸１６，１７の軸受等に潤滑油を供給するためのオイル通路３３ｆについてはシリンダヘッド４内を通るように形成した。その結果、バルブ休止機構等を備えないエンジンについては、ヘッドサイドカバーを上記オイル通路３３ｃ等の形成されていない仕様のものに変更するだけで良く、部品共用化が容易である。
【００８７】
本実施形態では、ヘッドサイドカバー６ａの可変バルブタイミング機構４１，４２を収容する部分の下方のデッドスペースを利用して上記各切替弁３４，３５，４５，４６を配設することができ、切替弁の配設に起因するエンジンの大型化を回避できる。
【００８８】
図１４，図１５は、請求項１の発明の一実施形態（第２実施形態）によるエンジンのバルブ休止装置を説明するための図であり、図中、図８，図９と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００８９】
本第２実施形態では、センタ吸気弁１１ａの弁径Ｄｉｃと左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの弁径Ｄｉｓ１，Ｄｉｓ２と、左，右排気弁１３ａ，１３ｂの弁径Ｄｅ１，Ｄｅ２とは、Ｄｉｓ１＝Ｄｉｓ２＞Ｄｅ１＝Ｄｅ２＞Ｄｉｃの関係に設定されている。即ち、センタ吸気弁１１ａが最も小径になっている。
【００９０】
またセンタ吸気弁１１ａの気筒軸Ａからのカム軸直角方向距離Ｌ２と左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの気筒軸Ａからのカム軸直角方向距離Ｌ２とは、Ｌ２＞Ｌ１の関係に設定されている。
【００９１】
また燃料噴射弁５０は吸気ポート４８の軸線上に配置されており、吸気ポート４８の左画壁４８ｅ，右画壁４８ｆは同じ長さに設定されている。この場合、左，右画壁４８ｅ，４８ｆの上流端は上記燃料噴射弁５０から離れた位置に位置しており、これにより燃料噴射弁５０からの燃料はセンタ吸気弁用開口９ａだけでなく、左，右サイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃに向けて噴射供給される。
【００９２】
吸気側のバルブ休止機構は、左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの何れか一方、又は両方を同時に休止することができるように構成されている。また排気側のバルブ休止機構は、左排気弁１３ａを休止することができるように構成されている。なお、センタ吸気弁１１ｂ，右排気弁１３ｂには休止機構は設けられておらず、従って該両弁１１ｂ，１３ｂは常時開閉する。
【００９３】
ここで上記左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの何れか一方を休止可能とするには別個独立のオイル通路が必要となる。このオイル通路を独立させるには、上述の吸気カムキャリア２０に、左，右サイドリフタガイド穴２０ｂ，２０ｃから離れた位置に２本のオイル通路をカム軸１６と平行に形成し、該各オイル通路と各リフタガイド穴２０ｂ，２０ｃとを連通する分岐オイル通路を形成すれば良い。
【００９４】
本第２実施形態装置では、小吸気量時には、図１５（ａ）に示すように、左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃ及び左排気弁１３ａが休止し、センタ吸気弁１１ａ及び右排気弁１３ｂのみが開閉する。そのため吸気は最も小径のセンタ吸気弁用開口９ａのみから気筒内に流入することとなり、流入面積が小さい分だけ流入速度が上昇する。また吸気は、気筒軸Ａから最も離れた外側に１つだけ存在する上記センタ吸気弁用開口９ａから気筒内に流入し、反対方向の流れにより方向性が乱されることがない。その結果、筒内流動が確実に発生し、希薄空燃比燃焼が安定化する。
【００９５】
またこの場合、吸気ポート４８の中心に位置する燃料噴射弁からの燃料が混合された吸気が、気筒軸Ａに対向するように位置するセンタ吸気弁用開口９ａから同じく気筒軸Ａ付近に位置する点火プラグ２５に直接向かって流入するので、点火プラグ２５の周囲に混合気が集中することとなり、これにより希薄空燃比燃焼が安定化する。そして本実施形態では、センタ吸気弁用開口９ａが最も小径に設定されているので、点火プラグ２５をセンタ吸気弁用開口９ａ側に寄せて配置でき、この点からも燃焼性を向上できる。
【００９６】
中吸気量時には、図１５（ｂ）に示すように、右サイド吸気弁１１ｃ，及び左排気弁１３ａの休止動作が解除され、左サイド吸気弁１１ｂのみが休止する。そのため吸気は、センタ吸気弁用開口９ａと右サイド吸気弁用開口９ｃから流入し、気筒軸方向の流れ（タンブル）と気筒内面に沿った流れ（スワール）とが合成された斜めスワールが発生し、これにより希薄空燃比燃焼が安定化する。
【００９７】
また、大吸気量時には、図１５（ｃ）に示すように、センタ，及び左，右サイド吸気弁１１ａ〜１１ｃの全てが作動するので流入面積が大きくなり、かつ吸気通路内に流入抵抗となるものが存在しないので、最大吸気量が増大する。
【００９８】
さらにまた、本実施形態では、センタ吸気弁１１ａを最も小径にしたので、該センタ吸気弁１１ａの弁頭１１ｄとの干渉を回避するためのピストン７の頂面の逃げを小さくできる。ちなみに、センタ吸気弁は燃焼室の最も低い位置にあるので、ピストン頂面と干渉し易いことから、従来のエンジンでは、ピストン頂面のセンタ吸気弁と対向する部位に大きな逃げを形成しており、この逃げによりピストン頂部の強度が低下する問題があったが、本実施形態ではこの問題を解消できる。
【００９９】
図１６，１７は、請求項３の発明の一実施形態（第３実施形態）によるエンジンの吸気装置を説明するための図であり、図中、図８，図９と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【０１００】
本第３実施形態では、センタ吸気弁１１ａの弁径Ｄｉｃと左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの弁径Ｄｉｓ１，Ｄｉｓ２と、左，右排気弁１３ａ，１３ｂの弁径Ｄｅ１，Ｄｅ２とは、Ｄｉｃ＝Ｄｉｓ２＞Ｄｅ１＝Ｄｅ２＞Ｄｉｓ１の関係に設定されている。即ち、左サイド吸気弁用開口９ｂが最も小径になっている。
【０１０１】
またセンタ吸気弁１１ａの気筒軸Ａからのカム軸直角方向距離Ｌ３と、右サイド吸気弁１１ｃの上記カム軸直角方向距離Ｌ２と、左サイド吸気弁１１ｂの上記カム軸直角方向距離Ｌ１とは、Ｌ３＞Ｌ２＞Ｌ１の関係に設定されている。即ち、吸気弁３本とも上記距離は異なる。
【０１０２】
また燃料噴射弁５０は吸気ポート４８の左画壁４８ｅの延長線上に配置されており、吸気ポート４８の左画壁４８ｅ，右画壁４８ｆは同じ長さに設定されている。この場合、左，右画壁４８ｅ，４８ｆの上流端は上記燃料噴射弁５０から離れた位置に位置しており、これにより燃料噴射弁５０からの燃料は、主としてセンタ吸気弁用開口９ａ及び左サイド吸気弁用開口９ｂに向けて噴射供給される。
【０１０３】
吸気側のバルブ休止機構は、センタ吸気弁１１ａ，右サイド吸気弁１１ｃの何れか一方、又は両方を同時に休止することができるように構成されている。また排気側のバルブ休止機構は、左排気弁１３ａを休止することができるように構成されている。なお、センタ吸気弁１１ｂ，右排気弁１３ｂには休止機構は設けられておらず、従って該両弁１１ｂ，１３ｂは常時開閉する。
【０１０４】
本第３実施形態装置では、小吸気量時には、図１７（ａ）に示すように、センタ吸気弁１１ａ，右サイド吸気弁１１ｃ及び左排気弁１３ａが休止し、左サイド吸気弁１１ｂ及び右排気弁１３ｂのみが開閉する。そのため吸気は最も小径の左サイド吸気弁用開口９ｂのみから気筒内に流入することとなり、流入面積が小さい分だけ流入速度が上昇する。また吸気は、気筒軸Ａに最も近く、またカム軸方向外側に寄った位置に存在する上記左サイド吸気弁用開口９ｂ気筒内に流入し、反対方向の流れにより方向性が乱されることがない。その結果、筒内流動、特にスワールが確実に発生し、希薄空燃比燃焼が安定化する。
【０１０５】
中吸気量時には、図１７（ｂ）に示すように、センタ吸気弁１１ａ，及び左排気弁１３ａの休止動作が解除され、右サイド吸気弁１１ｂのみが休止する。そのため吸気は、センタ吸気弁用開口９ａと左サイド吸気弁用開口９ｂから流入し、気筒軸方向の流れ（タンブル）と気筒内面に沿った流れ（スワール）とが合成された斜めスワールが発生し、これにより希薄空燃比燃焼が安定化する。
【０１０６】
また、大吸気量時には、図１７（ｃ）に示すように、センタ，及び左，右サイド吸気弁１１ａ〜１１ｃの全てが作動するので流入面積が大きくなり、かつ吸気通路内に流入抵抗となるものが存在しないので、最大吸気量が増大する。
【０１０７】
図１８は請求項５の発明の一実施形態（第４実施形態）を説明するための図であり、図中、図９と同一符号は同一又は相当部分を示す。
本第４実施形態では、各吸気弁，排気弁の弁径の関係，燃料噴射弁５０の配置位置，左，右画壁４８ｅ，４８ｆの形状は図１４に示すものと同様に設定されている。一方、吸気側のバルブ休止機構はセンタ吸気弁１１ａのみを休止可能になっており、また排気側のバルブ休止機構は右排気弁１３ｂのみを休止可能になっている。
【０１０８】
本第４実施形態では、小吸気量時には、図１８（ａ）に示すように、センタ吸気弁１１ａ，右排気弁１３ｂが休止し、吸気は左，右サイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃから流入し、排気ガスは左排気弁１３ａから流出する。このように吸気は、気筒軸寄りの左，右に位置する左，右サイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃから気筒内に流入するので、タンブルが発生し易くなる。
【０１０９】
また中吸気量時には、図１８（ｂ）に示すように、センタ吸気弁１１ａは休止を継続し、右排気弁１３ｂの休止が解除される。そのため比較的多量の吸気が、上記小吸気量時と同様に左，右のサイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃから流入するのでタンブルがより確実となる。またこの場合、排気弁は２本とも作動するので排気ガスの排出は確実となる。
【０１１０】
さらにまた高吸気量時には、全ての吸気弁が作動するので、充分な最大吸気量を確保できる。
【０１１１】
ここで上記第１〜第４実施形態では、油圧を供給しない状態でバルブ休止となり、油圧を供給するとバルブ休止が解除されるように構成したが、これとは逆に油圧を供給するとバルブ休止となり、油圧を供給しないとバルブ休止が解除されるように構成しても良い。このように構成すると、全ての弁にバルブ休止機構を設けることが可能となり、設計上の自由度が拡大する。
【０１１２】
即ち、油圧無しでバルブ休止が解除されるように構成すれば、エンジン始動時において油圧が発生するまでは、バルブ休止機構の有無に関わらず全ての弁が作動することとなり、全ての弁にバルブ休止機構を設けても始動が可能となる。ちなみに、上記実施形態の場合のように、油圧有りでバルブ休止が解除されるように構成すれば、全ての弁にバルブ休止機構を設けると、エンジン始動が不可能となり、結局少なくとも１つの吸気弁，排気弁にはバルブ休止機構を設けない構成とせざるを得なくなり、上記実施形態では、少なくとも何れか１本の吸気弁及び排気弁にはバルブ休止機構を設けていない。
【０１１３】
図１９は請求項４の発明の一実施形態（第５実施形態）を説明するための図であり、図中、図９と同一符号は同一又は相当部分を示す。本実施形態は、油圧無しでバルブ休止が解除されるように構成するとともに、全ての吸気弁１１ａ〜１１ｃに休止可能機構を設けた例である。
【０１１４】
本第５実施形態では、各吸気弁，排気弁の弁径の関係，燃料噴射弁５０の配置位置，左，右画壁４８ｅ，４８ｆの形状は図１４に示すものと同様に設定されている。一方、吸気側のバルブ休止機構はセンタ吸気弁１１ａと、左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃとの何れか一方を切り替えて休止できるようになっている。また排気側のバルブ休止機構は右排気弁１３ｂのみを休止可能になっている。
【０１１５】
本第５実施形態では、始動時には油圧が発生していないことからいずれのバルブ休止機構も解除されており、従って全ての弁が開閉動作を行い、支障なく始動できる。そして小吸気量時には、図１９（ａ）に示すように、左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃ及び右排気弁１３ｂが休止し、センタ吸気弁１１ａは休止解除されている。そのため吸気はセンタ吸気弁用開口９ａから流入し、排気ガスは左排気弁１３ａから流出する。このように吸気は、最も小径で、かつ気筒軸Ａから離れた位置に１つだけ存在するセンタ吸気弁用開口９ａから流入するので、流入速度が高く、方向性が明確となり、筒内流動が確実に発生し、希薄空燃比燃焼が安定化する。
【０１１６】
またこの場合、混合気が点火プラグ２５に集中し、これにより希薄空燃比燃焼が安定化する。またセンタ吸気弁用開口９ａが最も小径に設定されているので、点火プラグ２５をセンタ吸気弁用開口９ａ側に寄せて配置でき、この点からも燃焼性を向上できる。
【０１１７】
また中吸気量時には、図１９（ｂ）に示すように、センタ吸気弁１１ａは休止し、左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃ及び右排気弁１３ｂの休止は解除される。なお、この切り替えに当たっては、まずセンタ吸気弁１１ａを作動させた状態で左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの休止を解除し、しかる後センタ吸気弁１１ａを休止することが望ましい。これにより切替時のショックが緩和される。
【０１１８】
上記左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの休止解除により、比較的多量の吸気が、上記小吸気量時と同様に左，右のサイド吸気弁用開口９ｂ，９ｃから流入するのでタンブルがより確実となる。またこの場合、排気弁は２本とも作動するので排気ガスの排出は確実となる。
【０１１９】
さらにまた高吸気量時には、全ての吸気弁が作動するので、充分な最大吸気量を確保できる。
【０１２０】
図２０は、上記第１実施形態におけるバルブ休止制御の変形例を示す。本変形例では、小吸気量時（同図（ａ）参照）には上記第１実施形態と同じ休止制御を行うが、中吸気量時，大吸気量時の制御が異なる。即ち、中吸気量時には同図（ｂ）に示すように左排気弁１３ａを休止し、また大吸気量運転域を吸気量の比較的少ない運転域と多い運転域とに区分し、吸気量の比較的少ない運転域では、同図（ｃ′）に示すように、センタ吸気弁１１ａは休止を解除し、左排気弁１３ａについては上記中吸気量時と同じく休止を継続する。そして吸気量の多い運転域で全ての弁を作動させる。
【０１２１】
このように構成することにより、上記大吸気量運転域の前半において排気弁が１つだけ作動することとなることから、排気管の大吸気量運転域での等価管長が長くなり図２２に二点鎖線のトルクカーブＣ′に示すように、高速回転域（大吸気量運転域）でのトルクをさらに向上できる。
【０１２２】
図２１は、上記第２実施形態におけるバルブ休止制御の変形例を示す。本変形例では、小吸気量時（同図（ａ）参照），大吸気量時（同図（ｃ）参照）には上記第２実施形態と同じ休止制御を行うが、中吸気量時の制御が異なる。即ち、中吸気量運転域を吸気量の比較的少ない運転域と多い運転域とに区分し、少ない運転域では、同図（ｂ′）に示すように、センタ吸気弁１１ａ，右サイド吸気弁１１ｃ，及び右排気弁１３ｂのみを作動させ、左排気弁１３ａは休止を継続する。そして吸気量の比較的多い運転域になると上記第２実施形態と同様に左排気弁１３ａも作動させる。
【０１２３】
このように構成することにより、上記中吸気量運転域の前半において排気弁が１つだけ作動することとなることから、排気管の中吸気量運転域での等価管長が長くなり図２２に二点鎖線のトルクカーブＢ′に示すように、中速回転域（中吸気量運転域）でのトルクをさらに向上できる。
【０１２４】
なお、上記各実施形態では、吸気弁３本，排気弁２本の５バルブエンジンの場合を説明したが、本発明は、２本又は４本以上の吸気弁を気筒軸側寄り及び反気筒軸側寄りに分けて配置した場合にも適用可能である。
【０１２５】
また、上記各実施形態において、吸気弁，排気弁のバルブリフトカーブを弁径に応じて以下のように設定するとともに、上述のバルブ休止制御を行うようにすることも可能である。
【０１２６】
例えば、小径弁の最大リフトを大径弁の最大リフトより小さく設定する。これにより上述の小径弁を採用するとともにバルブ休止制御をしたことによる効果に加えて以下の効果が得られる。即ち、小径弁の最大リフト量を小さくした分だけ該小径弁用のリフタ径を小さくできるのでスペース的に大径弁用リフタ径を大きくでき、大径弁の最大リフトを大きくできる。これにより、大径弁をバルブ休止したときの流量と小径弁をバルブ休止したときの流量との比（ダイナミックレンジ）を大きくできる。その結果、小吸気量時の筒内流動をより強化でき、かつ大吸気量時の最大吸気量をより増大できる。また小径弁でありながらリフト量が過大となる無駄を回避できる。即ち、小径弁の場合に必要以上に大リフトとしても流量の増加には効果がない。
【０１２７】
また上述の可変バルブタイミング機構を利用して、あるいはカムノーズ形状を適宜設定することにより、エンジンの低速回転域において開閉動作するバルブの開閉タイミングを、排気弁と吸気弁とのオーバーラップが小さくなるようにする。これは排気弁については閉タイミングを進角させ、吸気弁については開タイミングを遅角させることにより実現できる。このように低速回転域でのオーバーラップを小さくすることにより、低速回転域での燃焼を良好にでき、アイドル回転を安定化できるとともに低速トルクを増大できる。
【０１２８】
さらにまた、上記各実施形態では、弁径を変えることにより各種の作用効果を得るようにしたが、弁径は変えないで、リフト量及び図２３におけるシート角度αを変えることによって同等の効果を得ることができる。例えば図２３に示すように、上記各実施形態において弁径は全て同じとし、小径であった部位に配置されている弁（吸気弁）については小リフトとしかつ上記シート角度αを小さくし、大径であった部位に配置されている弁（吸気弁）については大リフトとしかつ上記シート角度αを大きくする。これと上記実施形態のバルブ休止制御とを組合わせることにより、以下の理由により上記実施形態と同等の効果が得られる。
【０１２９】
ここで本発明者等は、リフト量をＨとすると実効開口面積、ひいては流量は、Ｈcos αに比例することを実験等により確認している。即ち、図２４に示すように、αが小さい場合（曲線Ａ参照）には、流量はバルブの開き初期（低リフト時図２３（ｂ）参照）にて流量が急に増加するものの、大リフトになっても曲がり抵抗が大きいことから流量はそれ以上増加しない（図２３（ｃ）参照）。一方、αが大きい場合（曲線Ｂ参照）にはバルブの開き初期には開口面積の増加が遅いことから流量増加は比較的遅いものの（図２３（ｅ）参照）、大リフトになると曲がり抵抗が小さい分だけ流量は大きく増加する（図２３（ｆ）参照）。
【０１３０】
このように、α小かつ小リフトとすることは小径弁と等価となり、α大かつ大リフトとすることは大径弁と等価となり、上述のように置き替えることが可能である。しかもこの場合、弁径を全て同じ径としているので、シート角度αの変更のみで対応でき、製造が容易である。また、上記シート角度α小の弁については小リフト部分を使用することとなり、シート角度α大の弁については大リフト部分を使用することとなるから、何れの場合にも吸入係数の高いところで吸入しており、効率が良い。
【０１３１】
図２５，２６は、請求項６の発明の実施形態（第６実施形態）を説明するための図であり、図２５は上記吸気弁１１ａ〜１１ｃのバルブ休止状態，及び排気弁１３ａ，１３ｂのバルブタイミングの変化を、図２６はシリンダボア内の成層の状態をそれぞれ示す図である。
【０１３２】
本エンジンは、カム軸方向中央に配設された１本のセンタ吸気弁１１ａと、その両側に配設された第１，第２サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃと、カム軸方向両側に配設された第１，第２排気弁１３ａ，１３ｂとを備えている。また上記両排気弁１３ａ，１３ｂの作動時期を変化させる可変バルブタイミング機構及びバルブタイミング制御手段と、上記第１，第２サイドバルブ１１ｂ，１１ｃを休止可能とするバルブ休止機構，及びバルブ休止制御手段とを備えている。
【０１３３】
そして上記バルブタイミング制御手段は、上記可変バルブタイミング機構をして、小吸気量時に上記量排気弁１３ａ，１３ｂの開閉タイミングを遅角させるよう構成されており、また上記バルブ休止制御手段は、上記バルブ休止機構をして小吸気量に左，右サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃの両方を休止するよう構成されている。
【０１３４】
図２５において、実線で示す特性線ＥＸ１，２は上記排気弁１３ａ，１３ｂの大，中吸気量時の、また破線で示す特性線ＥＸ１´，２´は小吸気量時の上記排気弁１３ａ，１３ｂの、開閉タイミングを各々示す。また特性線ＩＮ１，２，３は上記吸気弁１１ｂ，１１ａ，１１ｃの大，中吸気量時の、また特性線１´，３´は小吸気量時の上記吸気弁１１ｂ，１１ｃのバルブ作動状態を各々示している。
【０１３５】
ここで、一般に低負荷時（小吸気量時）にはスロットル弁を閉じることからポンピングロスが発生して燃費が悪くなる。このポンピングロスを小さくするため、従来はＥＧＲガスをできるだけ多量導入し、スロットル弁を開くようにしているが、ＥＧＲガスが増加すると燃焼が不安定となるため、この方法には限界がある。
【０１３６】
本実施形態では、小吸気量時には、図２５に破線で示すように、上記排気弁１３ａ，１３ｂの開閉タイミングを可変バルブタイミング機構により所定時間ｔ１だけ遅角させるとともに、上記第１，第２サイド吸気弁１１ｂ，１１ｃをバルブ休止機構により停止させるようにしている。
【０１３７】
上記排気弁１３ａ，１３ｂの閉タイミングの遅角により、排気ガスが気筒内に逆流し、またセンタ吸気弁１１ａのみから新気が導入されることから、上記シリンダボア２ａ内には図２６に示すように、その中央部に上記吸気弁１１ａから排気弁１３ａ，１３ｂ方向に流入する主として新気の層Ｓ１が、またこの新気の層Ｓ１の両側に主として排気の層Ｓ２が各々形成される。このように成層状態となることからＥＧＲガス量を増加しても燃料を安定化できる。また、ＥＧＲを増大した分だけスロットル弁が開かれることから、ポンピングロスを減少でき、またＥＧＲガスの増加により燃焼温度が低下しＮＯｘを低減できる。
【０１３８】
【発明の効果】
本発明によれば、１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、吸気弁の一部を休止可能とするバルブ休止機構を設け、エンジン運転状態と燃料噴射状態とに応じてバルブ休止制御を行うバルブ休止制御手段を設けたので、小吸気量時には吸気弁の一部を休止させるせることにより吸気を一部の吸気弁用開口に集中させて気筒内に導入し、筒内流動を確保できる効果があり、この場合に、燃料噴射状態との関連性を考慮しつつ休止するべき吸気弁を設定したので、適正な燃料供給が可能となり、燃焼安定化が図れる効果がある。
【０１３９】
また大吸気量時には、バルブ休止動作を解除することにより全ての吸気弁を通って吸気を気筒内に導入でき、最大吸気量を増大できる効果がある。
【０１４０】
請求項１の発明によれば、小吸気量時には、第１，第２吸気弁を休止して吸気をセンタ吸気弁用開口のみから流入させるとともに、燃料を主としてセンタ吸気弁用開口に向けて噴射供給するようにしたので、タンブルを確実に発生できるとともに、点火プラグの周囲に比較的高濃度の混合気を供給でき、希薄空燃比燃焼を安定化できる効果があり、また中吸気量時には、第１サイド吸気弁を休止して吸気をセンタ吸気弁用開口及び第２サイド吸気弁用開口から流入させるようにしたので、センタ吸気弁からのタンブルとサイド吸気弁からのスワールとが合成された斜めスワールが発生できる効果があり、さらにまた大吸気量時には最大吸気量を増大できる効果がある。
【０１４１】
また、燃料を主としてセンタ吸気弁用開口に向けて供給するようにしたので、センタ吸気弁用開口からの吸気流には燃料が多く混合しているのに対し、第１，第２サイド吸気弁用開口からの吸気流中の燃料は少ないので、層状燃焼となり、この点からも希薄空燃比燃焼を安定化できる効果がある。
【０１４２】
請求項２の発明によれば、小吸気量時には、上記センタ吸気弁，及び第２サイド吸気弁の両方を休止して、吸気を第１サイド吸気弁用開口のみから流入させるようにしたので、スワールを確実に発生でき、中吸気量時には、センタ吸気弁のみを休止して吸気を第１，第２サイド吸気弁から流入させるようにしたので、タンブルを発生でき、また大吸気量時には最大吸気量を増大できる効果がある。
【０１４３】
さらにまた、燃料を第１サイド吸気弁及びセンタ吸気弁側のみに供給し、第２吸気弁側には供給しないようにしたので、中，大吸気量時には、燃料が混合された混合気流と燃料が混合されていない空気単体流とが層を成して流れ、層状燃焼を実現できる効果がある。
【０１４４】
請求項３の発明によれば、小吸気量時には、上記センタ吸気弁及び第２サイド吸気弁の両方を休止して吸気を第１サイド吸気弁のみから気筒内に流入させるようにしたので、スワールを確実に発生できる効果があり、また中空気量時には、上記第２サイド吸気弁のみを休止して吸気を第１サイド吸気弁とセンタ吸気弁の両方から流入させるようにしたので、斜めスワールを発生できる効果があり、さらにまた大吸気量時には最大吸気量を増大できる効果がある。
【０１４５】
そして燃料を、主として上記第１サイド吸気弁用開口及びセンタ吸気弁用開口に向けて供給するようにしたので、小吸気量時及び中吸気量時においては、気筒内にて発生する筒内流動とあいまって燃焼を安定化でき、大吸気量時には、第２サイド吸気弁用開口からの吸気流に燃料はあまり含まれていないことから層状燃焼を実現でき、この点からも希薄空燃比燃焼を安定化できる効果がある。
【０１４６】
請求項４の発明によれば、小吸気量時には、両サイド吸気弁を休止して吸気をセンタ吸気弁のみから流入させるようにしたので、流速が高くなり、タンブルを発生できる効果があり、また中吸気量時には、センタ吸気弁のみを休止して吸気を第１，第２サイド吸気弁から流入させるようにしたので、この場合もタンブルが発生でき、さらにまた大吸気量時には最大吸気量を増大でき効果がある。
【０１４７】
そして燃料を第１，第２サイド吸気弁用開口及びセンタ吸気弁用開口に向けて供給するようにしたので、上記小，中，大吸気量時の何れの場合にも適正な混合気が得られ、安定した燃焼が可能となる効果がある。
【０１４８】
請求項５の発明によれば、小，中吸気量時には、センタ吸気弁を休止して吸気を第１，第２サイド吸気弁から流入させるようにしたので、タンブルを発生でき、また大吸気量時には最大吸気量を増大できる効果がある。
【０１４９】
また燃料を、第１，第２サイド吸気弁用開口に向けて供給するようにしたので、上記小，中吸気量時の何れにおいても適正な混合気が得られ、大吸気量時には、センタ吸気弁用開口からの吸気流に燃料を余り含まれていないことから層状燃焼が行われ、希薄空燃比燃焼を安定化できる効果がある。
【０１５０】
請求項６の発明によれば、小吸気量時には、両サイド吸気弁を休止するとともに、排気弁の閉時期を遅角させたので、排気と新気の成層状態となることからＥＧＲガスを増加しても燃料を安定化でき、またＥＧＲガス増量によりポンピングロスを低減できるとともに、ＮＯｘ量を低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項２の発明の一実施形態（第１実施形態）による４サイクルエンジンの正面図である。
【図２】上記第１実施形態エンジンの右サイド吸気弁，右排気弁部分を示す断面正面図である。
【図３】上記第１実施形態エンジンのセンタ吸気弁部分を示す断面正面図である。
【図４】上記第１実施形態エンジンの左サイド吸気弁，左排気弁部分を示す断面正面図である。
【図５】上記第１実施形態エンジンのシリンダヘッドの吸気，排気カムキャリアを取り外した状態を示す平面図である。
【図６】上記第１実施形態エンジンの吸気，排気カムキャリアの一部断面平面図である。
【図７】上記第１実施形態エンジンのオイル系を示す断面背面図である。
【図８】上記第１実施形態エンジンの吸気弁用開口，排気弁用開口部分を示す模式断面平面図である。
【図９】上記第１実施形態エンジンの動作を説明するための模式図である。
【図１０】上記第１実施形態エンジンのバルブ休止機構部分を示す断面図である。
【図１１】上記第１実施形態エンジンのバルブ休止機構部分を示す断面図である。
【図１２】上記第１実施形態エンジンのバルブ休止機構部分を示す断面図である。
【図１３】上記第１実施形態エンジンのオイル系統図である。
【図１４】請求項１の発明の一実施形態（第２実施形態）による４サイクルエンジンの吸気弁用開口，排気弁用開口部分を示す模式断面平面図である。
【図１５】上記第２実施形態エンジンの動作を説明するための模式図である。
【図１６】請求項３の発明の一実施形態（第３実施形態）による４サイクルエンジンの吸気弁用開口，排気弁用開口部分を示す模式断面平面図である。
【図１７】上記第３実施形態エンジンの動作を説明するための模式図である。
【図１８】請求項５の発明の一実施形態（第４実施形態）による４サイクルエンジンの動作を説明するための模式図である。
【図１９】請求項４の発明の一実施形態（第５実施形態）による４サイクルエンジンの動作を説明するための模式図である。
【図２０】上記第１実施形態エンジンのバルブ休止制御動作の変形例を説明するための模式図である。
【図２１】上記第２実施形態エンジンのバルブ休止制御動作の変形例を説明するための模式図である。
【図２２】上記第１実施形態エンジンの効果を説明するためのエンジン回転数−トルク特性図である。
【図２３】上記各実施形態の発展例を示す模式図である。
【図２４】上記発展例の効果を示すエンジン回転数−流量特性図である。
【図２５】請求項６の発明の一実施形態（第６実施形態）による４サイクルエンジンのバルブタイミング及びバルブ休止状態を説明するための模式図である。
【図２６】上記第６実施形態エンジンの筒内の成層状態を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１ エンジン
９ａ センタ吸気弁用開口
９ｂ，９ｃ 第１，第２サイド吸気弁用開口
１１ａ センタ吸気弁
１１ｂ，１１ｃ 第１，第２サイド吸気弁
５０ 燃料噴射弁
Claims (6)
- 複数の吸気弁と、何れか１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、上記何れか１本又は複数本の吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、運転状態と燃料噴射状態とに基づいて吸気弁の休止制御を行うバルブ休止制御手段とを備えた４サイクルエンジンにおいて、
カム軸方向中央に１本のセンタ吸気弁が、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁がそれぞれ配置されており、上記燃料噴射弁が、上記センタ吸気弁用開口に上記第１，第２サイド吸気弁用開口のそれぞれより多量の燃料を噴射供給するように設けられており、上記バルブ休止機構が、上記第１，第２サイド吸気弁の何れか一方，又は両方を休止可能に構成されており、上記バルブ休止制御手段が、小吸気量時には上記第１，第２サイド吸気弁の両方を休止させ、中吸気量時には上記第１，第２サイド吸気弁の何れか一方を休止させ、大吸気量時には全休止動作を解除するように構成されていることを特徴とする４サイクルエンジン。 - 複数の吸気弁と、何れか１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、上記何れか１本又は複数本の吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、運転状態と燃料噴射状態とに基づいて吸気弁の休止制御を行うバルブ休止制御手段とを備えた４サイクルエンジンにおいて、
カム軸方向中央に１本のセンタ吸気弁が、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁がそれぞれ配置されており、上記燃料噴射弁が、上記第１サイド吸気弁用開口及びセンタ吸気弁用開口に燃料を噴射供給するように構成されており、上記バルブ休止機構が、上記センタ吸気弁と第２サイド吸気弁の何れか一方，又は両方を休止可能に構成されており、上記バルブ休止制御手段が、小吸気量時には上記センタ吸気弁と第２サイド吸気弁の両方を休止させ、中吸気量時には上記センタ吸気弁を休止させ、大吸気量時には全休止動作を解除するように構成されていることを特徴とする４サイクルエンジン。 - 複数の吸気弁と、何れか１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、上記何れか１本又は複数本の吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、運転状態と燃料噴射状態とに基づいて吸気弁の休止制御を行うバルブ休止制御手段とを備えた４サイクルエンジンにおいて、
カム軸方向中央に１本のセンタ吸気弁が、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁がそれぞれ配置されており、上記燃料噴射弁が、上記第１サイド吸気弁用開口及びセンタ吸気弁用開口のそれぞれに上記第２サイド吸気弁用開口より多量の燃料を噴射供給するように設けられており、上記バルブ休止機構が、上記センタ吸気弁と第２サイド吸気弁の何れか一方，又は両方を休止可能に構成されており、上記バルブ休止制御手段が、小吸気量時には上記センタ吸気弁，第２サイド吸気弁の両方を休止させ、中吸気量時には上記第２サイド吸気弁を休止させ、大吸気量時には全休止動作を解除するように構成されていることを特徴とする４サイクルエンジン。 - 複数の吸気弁と、何れか１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、上記何れか１本又は複数本の吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、運転状態と燃料噴射状態とに基づいて吸気弁の休止制御を行うバルブ休止制御手段とを備えた４サイクルエンジンにおいて、
カム軸方向中央に１本のセンタ吸気弁が、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁がそれぞれ配置されており、上記燃料噴射弁が、上記センタ吸気弁用開口及び上記第１，第２サイド吸気弁用開口に燃料を噴射供給するように設けられており、上記バルブ休止機構が、上記センタ吸気弁と第１，第２サイド吸気弁との何れか一方を単独で休止可能に構成されており、上記バルブ休止制御手段が、小吸気量時には上記第１，第２サイド吸気弁を休止させ、中吸気量時には上記センタ吸気弁を休止させ、大吸気量時には全休止動作を解除するように構成されていることを特徴とする４サイクルエンジン。 - 複数の吸気弁と、何れか１つ又は複数の吸気弁用開口に向けて燃料を 噴射供給する燃料噴射弁と、上記何れか１本又は複数本の吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、運転状態と燃料噴射状態とに基づいて吸気弁の休止制御を行うバルブ休止制御手段とを備えた４サイクルエンジンにおいて、
カム軸方向中央に１本のセンタ吸気弁が、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に第１，第２サイド吸気弁がそれぞれ配置されており、上記燃料噴射弁が、上記第１，第２サイド吸気弁用開口のそれぞれに上記センタ吸気弁用開口より多量の燃料を噴射供給するように設けられており、上記バルブ休止機構が、センタ吸気弁を休止可能に構成されており、上記バルブ休止制御手段が、小，中吸気量時にはセンタ吸気弁を休止させ、大吸気量時には休止動作を解除するように構成されていることを特徴とする４サイクルエンジン。 - カム軸方向中央に配設された１本のセンタ吸気弁と、該センタ吸気弁のカム軸方向両側に配設された第１，第２サイド吸気弁と、上記カム軸方向両側に配設された第１，第２排気弁と、上記各排気弁の作動時期を変化させる可変バルブタイミング機構と、上記第１，第２サイド吸気弁を休止可能とするバルブ休止機構と、小吸気量時には上記第１，第２サイド吸気弁の両方を休止させるバルブ休止制御手段と、小吸気量時には上記第１，第２排気弁の閉時期を遅角させるバルブタイミング制御手段とを備えたことを特徴とする４サイクルエンジン。
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1995
- 1995-07-21 JP JP18560895A patent/JP3556333B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9850826B2 (en) | 2014-10-21 | 2017-12-26 | Hyundai Motor Company | Asymmetry CDA engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0932561A (ja) | 1997-02-04 |
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