JP4449711B2 - 4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置に関し、特に、予混合圧縮自己着火燃焼(HCCI:Homogeneous−Charge Compression−Ignition combustion。この明細書で「圧縮自己着火」という)を行わせる運転モードを有する4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置に関する。
一般に、内部EGRガスを用いて、混合気の着火性を向上し、排気性能を高めるに当たり、広い運転領域で必要なEGR率を確保する技術が知られている(例えば特許文献1、2)。先行技術に係る構成では、排気行程中に吸気バルブを開き、または吸気行程の中で排気バルブを開き、いわゆる内部EGRを実現するようにしている。
特開平9−25853号公報 特開2001−107759号公報
ところで、内部EGRを利用して圧縮自己着火を行うに際し、エンジンの性能をトータル的に向上する場合、機械的な圧縮比を可及的に高め、広範囲にわたる運転領域で内部EGRガスを確保し、ノッキングを防止することが必要になってくる。
しかしながら、特許文献1、2に開示された技術では、運転状態に応じて、必要な充填効率を確保してトルクの確保や圧縮自己着火性能を向上させたり、ノッキングを防止することができなかった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、4サイクルガソリンエンジンで圧縮自己着火を実現するに当たり、機械的な圧縮比を可及的に高め、ブースト圧を可及的に高めながら充填効率の変化幅を拡大することにより、エンジンの運転状態の変化に応じて、ポンピングロスの低減を図りつつ、圧縮自己着火やトルクの確保のために適した必要な充填効率と適正な内部EGR率とを確保することのできる4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置を提供することを課題としている。
本件発明者は、鋭意研究の結果、通常は、関連が薄いと思われていた内部EGR率とブースト圧(吸気圧力)との間に相関関係があることを見出し、本件発明を完成させるに至った。
すなわち、上記課題を解決するために本発明は、エンジンの所定運転領域において、排気弁を排気行程での開弁動作のほかに吸気行程で再度開弁させる再開弁動作により、内部EGRで筒内温度を高めて圧縮自己着火を行わせるようにした4サイクルガソリンエンジンにおいて、前記吸気弁を上死点付近で開弁動作させ、下死点付近で閉弁させる吸気弁駆動手段と、前記排気弁を一気筒当たり2弁設け、各排気弁の再開弁動作時に吸気行程途中で開弁させ、下死点付近から圧縮行程初期にかけての期間内に閉弁させるとともに、一方の排気弁の吸気行程中での再開弁動作が他方の排気弁の吸気行程中での再開弁動作よりも長くなるように閉弁時期が設定されている排気弁駆動手段と、エンジン負荷に応じ、前記排気弁の再開弁動作を行わせる運転領域のうちの低負荷運転領域では、両排気弁が再開弁動作を行うとともに、高負荷運転領域では、吸気行程中での再開弁動作期間の短い排気弁のみが再開弁動作を行うように排気弁駆動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置である。この態様では、排気弁を吸気行程で再開弁動作させるに当たり、排気弁駆動手段が吸気行程途中で開弁させ、下死点付近から圧縮行程初期にかけての期間内に閉弁させるので、新気が排気通路から排出されるのを抑制するとともに、吸気通路側へ既燃ガスが排出されるのを抑制しつつ、排気行程で排出された既燃ガスを内部EGRガスとして比較的大量に気筒内に導入することができる。これにより、ブースト圧(吸気圧力)ができるだけ高い状態(大気圧側に寄った状態)において、充填効率と内部EGR率が変化する範囲を拡げ、エンジンの運転状態の変化に応じてエンジン負荷に適した必要な充填効率と適正な内部EGR率を確保できる。その結果、ポンピングロスを低減しつつ、圧縮行程での圧縮自己着火性能を向上することができる。また、吸気行程において排気弁を開く構成を採用しているので、排気弁がピストンと干渉しないタイミングで内部EGRを実現することができる。従って、幾何学的な圧縮比を可及的に高めることが可能になる。そして、本発明では、前記排気弁を一気筒当たり2弁設け、エンジン負荷に応じ、前記排気弁の再開弁動作を行わせる運転領域のうちの低負荷運転領域では、両排気弁が再開弁動作を行うとともに、高負荷運転領域では、吸気行程中での再開弁動作期間の短い排気弁のみが再開弁動作を行うように排気弁駆動手段を制御する制御手段を設けているので、ノッキングが生じやすい高負荷側ほど、高いブースト圧としながら内部EGRガスの導入量を減らして、筒内温度の過剰上昇を抑制することが可能になる一方、低負荷運転領域では、高いブースト圧としながら内部EGR率を高めて筒内温度の上昇を図り、圧縮自己着火性能を向上することが可能になる。この結果、ポンピングロスを低減しつつ、圧縮自己着火が可能な領域を可及的に高負荷運転領域にまで拡げることが可能になり、大幅に燃費を低減することが可能になる。
好ましい態様において、前記制御手段は、低負荷運転領域と高負荷運転領域との境界となる運転領域では、吸気行程中での再開弁動作期間の長い排気弁のみが再開弁動作するように排気弁駆動手段を制御するものである。この態様では、前記排気弁の再開弁動作を行わせる運転領域のうちの低負荷運転領域では、両排気弁が再開弁動作し、前記低負荷運転領域と高負荷運転領域との境界となる運転領域では、吸気行程中での再開弁動作期間の長い排気弁のみが再開弁動作し、高負荷運転領域では、吸気行程中での再開弁動作期間の短い排気弁のみが再開弁動作を行うので、エンジンの負荷状況に応じて段階的にEGR率と充填効率との調整を図ることができ、より好適な吸排気制御を行うことが可能になる。
さらに好ましい態様において、外部EGR通路を介して冷却された排気ガスを吸気系に還流させる外部EGR手段を備えるとともに、前記排気弁の再開弁動作を行わせる運転領域のうちでノッキングが生じやすい高負荷運転領域では、前記外部EGR手段によるEGR量を増大させるようにしている。この態様では、外部EGR手段によって、比較的冷たい外部EGRガスを筒内に導入することにより、筒内温度を低減し、ノッキングを抑制することができる。
別の好ましい態様において、前記制御手段は、前記排気弁の再開弁動作を行わせる運転領域のうちの低負荷側の運転領域では高負荷運転領域に対して吸気弁の開弁量を小さくするように制御するものである。この態様によれば、高負荷側では、吸気弁の開弁量を大きくすることにより、EGR率を抑制しつつ、充填効率を高めることができるとともに、低負荷運転領域では、吸気弁の開弁量を小さくすることにより、必要な充填効率を確保しつつEGR率を高めて、筒内温度の上昇を図り、圧縮自己着火性能を向上することが可能になる。従って、個々の運転領域に応じて、ポンピングロスの低減を図りつつ、最適なEGR率、充填効率を維持することが可能になる。
さらに好ましい態様においては、吸気弁を1気筒当たり2弁ずつ設け、前記吸気弁駆動手段は、前記排気弁の再開弁動作を行わせる運転領域のうちの高負荷運転領域では、再開弁動作を行う排気弁に対して対角線上に位置する吸気弁が開弁動作するように一方の吸気弁を閉弁手段で停止する。この態様では、高負荷運転領域においては、再開弁動作を行う排気弁に対して対角線上に位置する吸気弁が開弁動作するように、一方の吸気弁を閉弁手段で停止するので、吸気時にスワールが生じる。この結果、筒内の混合気の乱れが生じ、吸気通路から導入された新気と排気弁から導入された既燃ガスとの混合が促進される。このため、外部EGRガスが増量されることと相俟って、速やかな温度降下を図ることができ、より確実にノッキングを防止することが可能になる。また、前記乱れにより、燃料との混合も促進されるので、燃費が改善する他、リーン燃焼限界の向上にも寄与することになる。
さらに好ましい態様において、前記吸気弁駆動手段および前記排気弁駆動手段は、吸気行程での吸気弁の開弁量を排気行程での排気弁の開弁量よりも小さくするとともに再開弁動作時の排気弁の開弁量を吸気行程での吸気弁の開弁量よりも小さくし、且つ、吸気行程の吸気弁の開弁タイミングと排気行程の排気弁の閉弁タイミングとが、それぞれ圧縮行程における上死点付近となるように構成されている。この態様では、吸気行程、排気行程、並びに排気弁の再開弁動作の何れにおいても、各弁がエンジンのピストンと干渉しないタイミングで開くので、高圧縮比のエンジンに採用することが可能になる。また、吸気弁駆動手段および排気弁駆動手段が、吸気行程での吸気弁の開弁量を排気行程での排気弁の開弁量よりも小さくするとともに再開弁動作時の排気弁の開弁量を吸気行程での吸気弁の開弁量よりも小さくするように構成されているので、内部EGRと充填効率の確保が容易になる。
本発明の別の態様は、エンジンの所定運転領域において、排気弁を排気行程での開弁動作のほかに吸気行程で再度開弁させる再開弁動作により、内部EGRで筒内温度を高めて圧縮自己着火を行わせるようにした4サイクルガソリンエンジンにおいて、前記吸気弁を上死点付近で開弁動作させ、吸気行程が3/4経過後の下死点前で閉弁させる吸気弁駆動手段と、前記排気弁を一気筒当たり2弁設け、各排気弁の再開弁動作時に吸気行程途中で開弁させ、下死点付近から圧縮行程初期にかけての期間内に閉弁させるとともに、一方の排気弁の吸気行程中での再開弁動作が他方の排気弁の吸気行程中での再開弁動作よりも長くなるように閉弁時期が設定されている排気弁駆動手段と、エンジン負荷に応じ、前記排気弁の再開弁動作を行わせる運転領域のうちの低負荷運転領域では、吸気行程中での再開弁動作期間の長い排気弁のみが再開弁動作するように排気弁駆動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置である。この態様においても、新気が排気通路から排出されるのを抑制するとともに、吸気通路側へ既燃ガスが排出されるのを抑制しつつ、排気行程で排出された既燃ガスを内部EGRガスとして比較的大量に気筒内に導入することができる。これにより、ブースト圧(吸気圧力)ができるだけ高い状態(大気圧側に寄った状態)で、充填効率と内部EGR率が変化する範囲を拡げて、エンジンの運転状態の変化に応じ、エンジン負荷に適した必要な充填効率と適正な内部EGR率を確保できる。その結果、ポンピングロスを低減しつつ、圧縮行程での圧縮自己着火性能を向上することができる。特に、吸気弁を上死点付近で開弁動作させ、吸気行程が3/4経過後の下死点前で閉弁させるので、排気弁の再開弁動作や、位相の変化に拘わらず排気弁がピストンと干渉しないタイミングで内部EGRを実現することができる。従って、幾何学的な圧縮比を可及的に高めることが可能になる。
前記態様において、吸気弁を1気筒当たり2弁ずつ設け、前記吸気弁駆動手段は、前記排気弁の再開弁動作を行わせる運転領域のうちの低負荷運転領域では、再開弁動作を行う排気弁に対して対角線上に位置する吸気弁が開弁動作するように一方の吸気弁を閉弁手段で停止するものであることが好ましい。この態様では、低負荷運転領域においては、一方の吸気弁を閉じるとともに、開弁動作を行う吸気弁に対して対角線上に位置する排気弁を再開弁動作させるので、吸気時にスワールが生じる。この結果、筒内の混合気の乱れが生じ、吸気通路から導入された新気と排気弁から導入された既燃ガスとの混合が促進される。このため、速やかな温度上昇を図ることができ、より確実に圧縮自己着火を行うことが可能になる。また、前記乱れにより、燃料との混合も促進されるので、燃費が改善する他、リーン燃焼限界の向上にも寄与することになる。
以上説明したように、本発明によれば、4サイクルガソリンエンジンで圧縮自己着火を実現するに当たり、機械的な圧縮比を可及的に高め、広範囲にわたる運転領域で内部EGRガスを確保しつつ、ノッキングを防止することができるという顕著な効果を奏する。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい形態について説明する。
図1は、本発明の実施の一形態に係る4サイクルガソリンエンジン10の概略構成を示す構成図であり、図2は図1に係るエンジン本体20の一つの気筒とそれに対して設けられた吸排気弁等の構造を示す断面略図である。
同図を参照して、図示の4サイクルガソリンエンジン10は、エンジン本体20を備えている。エンジン本体20は、クランクシャフト21を回転自在に支持するシリンダブロック22と、シリンダブロック22の上部に配置されたシリンダヘッド23とを一体的に有している。
シリンダブロック22およびシリンダヘッド23には、複数の気筒24が設けられている。本実施形態において、各気筒24の圧縮比は、12に設定されている。
各気筒24には、クランクシャフト21に連結されたピストン25と、ピストン25が気筒24内に形成する燃焼室26とが公知の構成と同様に設けられている。なお、シリンダブロック22には、クランクシャフト21の回転数を検出するクランク角センサ27が設けられている。
各燃焼室26の側部には、当該燃焼室26に直接燃料を噴射する燃料噴射弁28が設けられている。また、各燃焼室26の頂部には、点火プラグ29が装備され、そのプラグ先端が燃焼室26内に臨んでいる。点火プラグ29には、電子制御による点火タイミングのコントロールが可能な点火回路29aが接続されている。
エンジン本体20は、当該気筒24内に対して新気を供給する吸気システム30と、気筒24の燃焼室26で燃焼した既燃ガスを排気する排気システム50とを有している。
吸気システム30は、新気を気筒24内に供給するための吸気管31と、この吸気管31の下流側に連通するインテークマニホールド32と、このインテークマニホールド32から分岐してそれぞれ対応する気筒24に接続される分岐吸気管33とを備えている。図示の実施形態において、各気筒24には、2つ一組の吸気通路24aが形成されており(図1参照)、前記分岐吸気管33の下流端は、各気筒24の吸気通路に対応して二股に形成されている。
吸気システム30の吸気管31には、エアフローセンサ34が設けられている。また、各分岐吸気管33には、共通の軸35に一斉駆動される多連スロットル弁36が設けられている。多連スロットル弁36は、前記軸35を回転駆動するアクチュエータ37によって、開閉駆動されるように構成されている。
各気筒24に設けられた各吸気通路24aには、吸気弁40が設けられている。各吸気弁40は、動弁機構41によって駆動される構成になっている。動弁機構41は、伝動機構42と、伝動機構42を介し、クランクシャフト21の駆動力で駆動されるカムシャフト41aと、カムシャフト41aに一体化されて、所定の位相で排気弁40のステム40aを同じ位相で駆動する二組のカム43b、43cと、これらカム43b、43cとバルブステム40aとの間に介在するVVL(Variable Valve Lift機構)70とを備えている。
図3は、図1の実施形態に係る気筒に設けられた吸気弁40および排気弁60の模式的な平面略図である。
同図を参照して、各気筒24に設けられた2つ一組の各吸気弁40のうち、一方の吸気弁40のバルブステム40aには、直動式のタペット61が設けられているとともに、他方の吸気弁40のバルブステム40aには、VVL70が設けられている。
本実施形態において、動弁機構41は、吸気弁40を上死点(クランク角度CA=0°)付近で開弁動作させ、吸気行程が3/4(クランク角度CA=135°)経過後の下死点(クランク角度CA=180°)前で閉弁動作させるように構成されている(後述する図10〜図12参照)。
次に、カムシャフト41aに直接駆動される吸気弁40に設けられたVVL70について説明する。
図4は、図1の実施形態に係るVVL70の分解斜視図であり、図5は同VVL70の正面断面図、図6は同VVL70の平面断面図である。
これらの図を参照して、VVL70は、所定のタイミングで吸気カム43aが吸気弁40のステム40aを押し下げる機能をON/OFFするいわゆるロストモーションを実現するためのものであり、図示の例では、タペット型のもので具体化されている。
VVL70は、矩形のハウジング71と、ハウジング71内に昇降可能に収容され、前記吸気弁40のステム40aの端部(ステムエンド)に固定されるサイドタペット72と、サイドタペット72に対し、当該サイドタペット72と相対変位可能に組み付けられ、吸気カム43aによって駆動されるセンタタペット73とを有している。
ハウジング71は、シリンダヘッド23と一体化され、両タペット72、73の上死点位置およびサイドタペット73の下死点位置を規制するとともに、センタタペット73を吸気カム43aに対して臨ませる構造体である。
サイドタペット72は、略円筒形に形成されており、平面でみて前記カムシャフト41aと直交する直径方向に収容凹部72aを形成している。各壁部72bには、前記カムシャフト41aと平行な挿通孔72cが形成されている。各挿通孔72cには、有底のスリーブ状ホルダ75a、75bが、それぞれ開口部を対向させた姿勢で固定されている。各ホルダ75a、75bは、後述するように、センタタペット73のピン孔73aに収容されるピンユニット78を駆動するためのものである。一方のスリーブ状ホルダ75aの外側(他方のスリーブ状ホルダ75bの反対側)には、軸受76が固定されており、その転動体76aが、ハウジング71の内壁に形成された縦溝71a(図5、図6参照)に転がり接触している。この結果、サイドタペット72は、周方向の回動が規制された状態で、軸方向(吸気弁40を開閉する方向)沿いに移動可能になっている。サイドタペット72の下部には、バルブスプリング40dを受けるスプリングシート72dが固定されている。
他方、センタタペット73は、平面でみて前記サイドタペット72の収容凹部72aの輪郭に沿う「I」字形の構造体であり、前記収容凹部72aと、ハウジング71に設けられた係止部に規定されたストロークSにおいて、サイドタペット72に対し相対的に昇降可能に組み付けられ、前記吸気カム43aに臨んでいる。
センタタペット73は、サイドタペット72の収容凹部72aの底部に配置された一対のコイルばね77によって、常時、吸気カム43aの方へ付勢されている。このコイルばね77の付勢力は、バルブスプリング40dの付勢力よりも充分小さくなるよう、コイルばね77のばね係数が設定されている。このため、自由状態において、サイドタペット72の壁部72bの上面と、センタタペット73の上面とは、図5に示すように面一になっている。この自由状態において、センタタペット73には、前記挿通孔72cと同心に連通するピン孔73aが穿設されている。このピン孔73aには、ピンユニット78が収容されている。ピンユニット78は、前記一方のスリーブ状ホルダ75aの内に出没可能に設けられたロックプランジャ78aと、このロックプランジャ78aとスリーブ状ホルダ75aの間に介装されるコイルばね78bと、ロックプランジャ78aのコイルばね78bと反対側に同心に配置されたロックピン78cと、ロックピン78cを前記ロックプランジャ78a側に駆動するために前記他方のスリーブ状ホルダ75b内に進退可能に収容されるロック解除プランジャ78dと、ロックピン78cを支持するためにピン孔73aの両開口端に固定される一対のブッシュ78e、78fと、ロックピン78cの略中央部に一体形成されたフランジ78gと軸受76の配置されている側のブッシュ78eとの間に介装されて、フランジ78gを介し、ロックピン78cをロック解除プランジャ78d側へ付勢するコイルばね78hとを有している。自由状態において、ロックプランジャ78a、ロックピン78cは、それぞれ壁部72bと、センタタペット73との間に介在している。従って、この状態では、ロックプランジャ78a、ロックピン78cがセンタタペット73をサイドタペット72にロックした状態になり、センタタペット73が吸気カム43aに駆動されると、サイドタペット72を介して、吸気弁40のステム40aを押し下げ、吸気弁40を開くことになる。
他方、ロックピン78cのロックを解除するために、他方の壁部(軸受76が設けられた壁部72bと反対側の壁部)72bと、この壁部72bに固定されたスリーブ状ホルダ75bとには、作動油回路PHが形成されている。後述するECU100の制御によって、この作動油回路PHに作動油回路79(図8参照)から作動油が供給されると、ロック解除プランジャ78dが、図5、図6の左側に駆動されて、ロックピン78cを壁部72bからセンタタペット73へ押込み、これと同時にロックプランジャ78aも対応する壁部72b内に押込まれ、これらの部材によるロックが解除される。このロック解除状態において、センタタペット73が吸気カム43aに駆動されると、センタタペット73は、サイドタペット72の収容凹部72a内で昇降し、その力は、コイルばね77に吸収されて吸気弁40のステム40aには伝達されなくなる。この結果、ピンユニット78によるロックを解除することによって、いわゆるロストモーション機能を持たせ、吸気カム43aによる吸気弁40の開弁を停止させることが可能になる。作動油回路79には、電磁弁79aが設けられており、この電磁弁79aは、制御装置としてのECU100によって制御されるようになっている。
次に、図1〜図3を参照して、排気システム50は、各気筒24に2つ一組で形成された排気通路24bに接続する二股状の分岐排気管51と、各分岐排気管51の下流端が集合するエキゾーストマニホールド52と、このエキゾーストマニホールド52から既燃ガスを排出する排気管53とを有している。排気管53には、酸素濃度センサ54が設けられている。
排気システム50は、前記排気通路24b毎に設けられた排気弁60を備えている。排気弁60も、一つの気筒24に対し、2つ一組で装備されている。そして、図3に示すように、排気システム50においては、双方の排気弁60に、上述したロストモーション機能を有するVVL70が装備されている。
図1および図2を参照して、排気システム50に採用された動弁機構62は、伝動機構64と、伝動機構64を介しクランクシャフト21の駆動力で駆動されるカムシャフト62aと、カムシャフト62aに一体化されて、所定の位相で排気弁60のステム60aを異なる位相で駆動する二組のカム62b、62cと、これらカム62b、62cとバルブステム60aとの間に介在するVVL70とを有している。これらカム62b、62cは、一方(図示の例ではカム62b)が排気行程において、気筒24内の既燃ガスを排出するために排気弁60を開く第1排気カムであり、他方(図示の例ではカム62c)が、後述する吸気弁40の開弁タイミングにおいて排気弁60を再度開いて、筒内に排気ガスを還流させる第2排気カムである。図示の例において、第1排気カム62bは、2つ一組の対をなしており、第2排気カム62cは、カムシャフト62aの軸方向において、第1排気カム62b、62b間に配置されている。
図7は図1の実施形態に係る排気弁に採用されたVVL70の正面断面図である。
同図に示すように、第1排気カム62bは、VVL70のサイドタペット72に接合しており、常時、排気弁60を開閉動作させる構成になっている。他方、第2排気カム62cは、センタタペット73上に接合しており、後述する制御により、再開弁動作を停止することができるようになっている。なお図7において、62dは排気弁60のバルブスプリングである。バルブスプリング60dも吸気弁40のバルブスプリング40dと同様に、コイルばね77の付勢力に対し、充分大きな付勢力を得られるようなばね係数に設定されている。
図8は、吸気システム30並びに排気システム50に採用された作動油回路79、179、279の回路構成を示す概略図である。
同図に示すように、吸気弁40に採用された各VVL70には、作動油回路79が接続され、一斉にロック/ロック解除が行われるようになっている。他方、排気弁60に採用されたVVL70の内、吸気システム30に採用されたVVL70に対して、気筒24を中心に対称系に配置されているVVL70には、第1排気作動油回路179が、残余のVVL70には、第2排気作動油回路279がそれぞれ接続されている。各排気作動油回路179にも電磁弁179a、279aが設けられている。
本実施形態において、第2排気カム62c(図2、図7参照)は、第1排気作動油回路179に接続されているVVL70に係るものと、第2排気作動油回路279に接続されているVVL70に係るものとで開弁タイミングが変更されるように、形状が異なっている。すなわち、本実施形態において、動弁機構62は、各排気弁60の再開弁動作時に吸気行程途中で開弁させ、下死点付近から圧縮行程初期にかけての期間内に閉弁させるとともに、一方の排気弁60の吸気行程中での再開弁動作が他方の排気弁60の吸気行程中での再開弁動作よりも長くなるように閉弁時期が設定されている。
より詳細に説明すると、図示の例において第1排気作動油回路179に接続されているVVL70に係る第2排気カム62cは、開弁タイミングが吸気行程の上死点(クランク角度CA=0°)から約90°のところで開弁し、約120°(クランク角度CA=210°)変位した後に閉弁するように設定されている(後述する図10参照)。
これに対して、第2排気作動油回路279に接続されているVVL70に係る第2排気カム62cは、開弁タイミングが吸気行程の上死点(クランク角度CA=0°)から約60°のところで開弁し、約120°(クランク角度CA=180°)変位した後に閉弁するように設定されている(後述する図11参照)。
次に、図1を参照して、前記吸気システム30、排気システム50の間には、過給機としてのターボチャージャ80と、排気された既燃ガスを吸気システム30に還流させる外部EGRシステム90とが設けられている。
ターボチャージャ80は、インテークマニホールド32とエキゾーストマニホールド52との間に形成された還流通路65に介在し、排気圧によって駆動されるタービンセクション81と、タービンセクション81によって駆動され、還流通路65の吸気側に新気を導入するコンプッサセクション82と、コンプレッサセクション82から導入された新気を冷却するインタークーラ83とを有しており、基本的には、従来から用いられているものをそのまま適用することが可能である。
外部EGRシステム90は、前記還流通路65に前記ターボチャージャ80と並列に接続され、EGRクーラー91と、EGR弁92と、EGR弁92を駆動するアクチュエータ93とを備えた公知のシステムである。
4サイクルガソリンエンジン10には、運転制御装置としてのECU100が設けられている。
図1を参照して、ECU100は、CPU101、メモリ102、インターフェース103並びにこれらのユニット101〜103を接続するバス104を有している。
ECU100のメモリ102には、図9〜図14の特性に基づく制御マップやデータ並びにプログラムが記憶されており、CPU101がこれら制御マップやデータ並びにプログラムを実行することによって、図2に示すように、運転状態を判定する運転状態判定手段110と、判定された運転状態に応じて吸気弁40の動弁機構41、62を制御するバルブ制御手段120とを機能的に有している。なお、バルブ制御手段120は、電磁弁79a〜279aを駆動制御することにより、吸気システム30および排気システム50にそれぞれ採用されているVVL70のロックを切換制御するVVL制御手段121を機能的に備えている。
ECU100のバス104には、入力要素として、クランク角センサ27、エアフローセンサ34、酸素濃度センサ54、並びにアクセル開度センサ66が接続されている。他方、制御要素として、スロットル弁36のアクチュエータ37、各VVL70を駆動する作動油回路79〜279の電磁弁79a〜279a、並びに外部EGRシステム90のアクチュエータ93が接続されている。
次に、ECU100に記憶されている制御特性について、図9〜図14を参照しながら説明する。
図9は、図1の実施形態に係る運転状態に応じた制御を行うための運転領域設定の一例を示す特性図である。
同図を参照して、ECU100に設定されている運転領域としては、いわゆる圧縮自己着火運転(図中にHCCIと表記)を行う領域Aと、この領域A以外の領域Bとが設定されている。領域Aは、比較的回転数neが低い低中回転領域において、所定のエンジン負荷以下の場合が設定されている。
領域Aでは、さらに、エンジン負荷が低負荷側の低負荷運転領域A1と、高負荷側の高負荷運転領域A2とに分けられており、両者の境界部分が中負荷運転領域A3となっている。
ECU100の運転状態判定手段110は、クランク角センサ27やアクセル開度センサ66等から、エンジンの運転状態を検出し、何れの運転状態にあるかを判定する。
図10〜図12は、図9において、排気弁60の再開弁動作を行わせる領域Aと判定された場合の開弁動作の特性を示す特性図である。
各図を参照して、本実施形態においては、運転状態が領域Aにあると判定された場合、バルブ制御手段120は、吸気弁40を上死点付近で開弁して下死点よりも前に閉弁するようにしつつ、吸気行程の途中で排気弁60に再開弁動作を開始させ、下死点付近から圧縮行程初期にかけての期間内に排気弁60を閉弁させるように設定されている。
また、バルブ制御手段120は、吸気行程での吸気弁40のバルブリフト量H2を排気行程での排気弁60のバルブリフト量H1よりも小さくするとともに再開弁動作時の排気弁60のバルブリフト量H3を吸気行程での吸気弁40のバルブリフト量H2よりも小さくし、且つ、吸気行程の吸気弁40の開弁タイミングと排気行程の排気弁60の閉弁タイミングとが、それぞれ圧縮行程における上死点付近となるように設定されている。
この設定に対する制御は、バルブ制御手段120のVVL制御手段121が、各動弁機構41、62の電磁弁79a、179a、279aを制御することにより実現される。
具体的には、運転領域が領域Aである場合、VVL制御手段121は、吸気システム30に採用されているVVL70のロックを解除して、専ら吸気カム43bのみによって、開弁動作するように制御するとともに、排気システム50に採用されているVVL70のロックを保持して、排気弁60による再開弁動作を行われるように制御する。
そして、本実施形態において、バルブ制御手段120は、エンジン負荷に応じ、排気弁60の再開弁動作を行わせる運転領域Aのうちの高負荷運転領域A2では低負荷運転領域A1および中負荷運転領域A3に比べて吸気弁40のバルブリフト量Hが大きくなるように吸気弁駆動手段としての動弁機構41を制御する制御手段を構成している。
他方、排気弁60に関し、VVL制御手段121は、低負荷運転領域A1においては、全てのVVL70をロックし、全ての第2排気カム62が再開弁動作を行うように制御する。この結果、低負荷運転領域A1における排気弁60の開弁動作は、図12の通りとなる。
次に、中負荷運転領域A3においては、第1排気作動油回路179に接続されているVVL70のロックを解除し、第2排気作動油回路279に接続されているVVL70のみをロックする。この結果、中負荷運転領域A3における排気弁60の開弁動作は、図11の通りとなる。
さらに、高負荷運転領域A2においては、第1排気作動油回路179に接続されているVVL70のみがロックされ、第2排気作動油回路279に接続されているVVL70は、ロックが解除される。この結果、高負荷運転領域A2における排気弁60の開弁動作は、図10の通りとなる。
なお、運転領域が領域Bであると判定された場合、VVL制御手段121は、吸気システム30に採用されているVVL70のロックを保持し、両吸気カム43a、43bによって、開弁動作するように制御するとともに、排気システム50に採用されているVVL70のロックを全て解除して、排気弁60による再開弁動作を制止する。これにより、一般的な運転モードを得ることが可能になる。
上述のように、各作動油回路79、179、279の開弁タイミングは、次の表の通りとなる。
Figure 0004449711
この結果、後述する高負荷運転領域において、吸気弁40のVVL70が作動して当該吸気弁40を閉弁させるとともに、排気弁60の内、一弁(作動油回路179に接続されているもの)のみに再開弁動作を行わせた際、開弁動作を行う吸気弁40に対して対角線上に位置する排気弁60を再開弁動作させることができるようになっている。
図13は、ブースト圧Pを横軸として、圧縮上死点付近での筒内温度Tp、充填効率ηv、内部EGR率mの関係を示したグラフであり、図14および図15は、充填効率ηvを横軸として、圧縮上死点付近での筒内温度Tp、ブースト圧Pの関係を示したグラフである。なお各グラフにおいて、添え字2−1は、第1排気作動油回路179に係る第2排気カム62cのみを作動させた場合(高負荷運転領域A2)での運転状態、添え字2−2は、第2排気作動油回路279に係る第2排気カム62cのみを作動させた場合(中負荷運転領域A3)での運転状態、添え字2−Dは、両排気作動油回路179、279のロックを解除した場合(低負荷運転領域A1)での運転状態の特性であることをそれぞれ示している。
図13に示すように、ブースト圧Pの変化割合と筒内温度Tpとの関係では、何れの第2排気カム62cによる再開弁動作においても、ブースト圧Pが高圧になるにつれて(すなわち高負荷側になるに連れて)、筒内温度Tpが減少する特性なっているとともに、高負荷用の第2排気カム62cでの再開弁動作を採用した場合には、筒内温度Tpが低くなり、低中負荷用の第2排気カム62cでの再開弁動作を採用した場合には、筒内温度Tpが高くなるようになっている。これは、中負荷用の第2排気カム62cでの再開弁動作の特性では、吸気行程における排気弁60の再開弁時期が長くなるので、排気弁60の再開弁動作時に既燃ガスが気筒24内に導入されやすくなることによって、内部EGR率mが高まるため(図13の内部EGR率m1参照)、吸気行程において、新気の導入量が制限され、筒内温度が上がりやすい傾向にあるからである。これによって、本実施形態では、低中負荷用の第2排気カム62cを低負荷運転領域A1および中負荷運転領域A3に採用することにより、これらの運転領域A1、A3での筒内温度Tpを比較的高温に維持し、ポンピングロスを低減しつつ、確実な圧縮自己着火を実現することが可能になる。他方、高負荷用の第2排気カム62cでの再開弁動作の特性では、吸気行程における排気弁60の再開弁時期が短くなるので、新気が導入されやすくなり、EGR率が相対的に低減されるからである。これによって、本実施形態では、高い充填効率ηvを確保しつつ高負荷運転領域A2でのノッキングを防止することが可能になっている。ここで、本実施形態におけるECU100は、高負荷運転領域A2においては、多連スロットル弁36を閉じ気味にして、新気量を低減し、外部EGR率を高めるように設定されている。これにより、外部EGR手段としての外部EGRシステム90によって、比較的冷たい外部EGRガスを筒内に大量に導入することにより、筒内温度Tpを低減し、ノッキングを抑制することができる。
また、図14を参照して、充填効率ηvとブースト圧Pとの関係で見ると、低中負荷用の第2排気カム62cでの再開弁動作の特性(P2-2)では、内部EGR率mが高くなるため、高いブースト圧Pでも、低めの充填効率ηv(エンジン負荷相当)とすることができる。ここで、本実施形態におけるECU100は、低負荷運転領域A1および中負荷運転領域A3においては、多連スロットル弁36を開き気味にするように設定されている。これにより、ポンピングロスを低減し、燃費の向上を図ることができる。
他方、高負荷用の第2排気カム62cでの再開弁動作の特性では、内部EGR率mが抑制されて、同一ブースト圧Pに対する充填効率ηvは高くなっており、新気による充填効率ηvが優先されている。そのため、大気圧に近い高いブースト圧Pにおいて、高めの充填効率ηvを確保することができる。従って、高負荷運転領域A2においては、吸気通路24aへの既燃ガスの吹き返しが抑制され、新気による冷却効果と相俟って、ノッキング防止を図ることができる。さらに本実施形態では、吸気弁40のバルブリフト量を大バルブリフトに変更することにより、外部EGRシステム90による比較的低温の外部EGRガスを大量に導入することができる結果、一層、ノッキングの抑制に寄与することになる。
図15を採用して、上述のような特性を有する第2排気カム62cを前記表1の設定に基づいて用いた場合、低中負荷側の運転領域A1、A3では、筒内温度Tpを速やかに上昇させるとともに、ポンピングロスの低減に寄与することができ、中負荷運転領域A3から高負荷側では、充填効率ηvを確保するとともに、筒内温度Tpの過剰な昇温を抑制して、ノッキングの防止を図ることが可能になる。
以上説明したように、本実施形態においては、排気弁60を吸気行程で再開弁動作させるに当たり、排気弁駆動手段としての動弁機構62が吸気行程途中で開弁させ、下死点付近から圧縮行程初期にかけての期間内に閉弁させるので、新気が排気通路24bから排出されるのを抑制するとともに、吸気通路24a側へ既燃ガスが排出されるのを抑制しつつ、排気行程で排出された既燃ガスを内部EGRガスとして比較的大量に気筒24内に導入することができる。これにより、ブースト圧(吸気圧力)Pができるだけ高い状態(大気圧側に寄った状態)で、充填効率ηvと内部EGR率mが変化する範囲を拡げて、エンジンの運転状態の変化に応じ、エンジン負荷に適した必要な充填効率ηvと適正な内部EGR率mを確保できる。その結果、ポンピングロスを低減しつつ、圧縮行程での圧縮自己着火性能を向上することができる。また、吸気行程において排気弁60を開く構成を採用しているので、排気弁60がピストン25と干渉しないタイミングで内部EGRを実現することができる。従って、幾何学的な圧縮比を可及的に高めることが可能になる。そして、本実施形態では、前記排気弁60を一気筒当たり2弁設け、エンジン負荷に応じ、前記排気弁60の再開弁動作を行わせる運転領域Aのうちの低負荷運転領域A1では、両排気弁60が再開弁動作を行うとともに、高負荷運転領域A2では、吸気行程中での再開弁動作期間の短い排気弁60のみが再開弁動作を行うように動弁機構62を制御する制御手段としてのバルブ制御手段120を設けているので、ノッキングが生じやすい高負荷側ほど、高いブースト圧Pとしながら内部EGRガスの導入量を減らして、筒内温度Tpの過剰上昇を抑制することが可能になる一方、低負荷運転領域A1では、高いブースト圧Pとしながら内部EGR率を高めて筒内温度Tpを高め、圧縮自己着火性能を向上することが可能になる。この結果、圧縮自己着火が可能な領域を可及的に高負荷運転領域A2にまで拡げることが可能になるとともに、燃費を低減することが可能になる。
特に本実施形態のバルブ制御手段120は、低負荷運転領域A1と高負荷運転領域A2との境界となる運転領域(中負荷運転領域A3)では、吸気行程中での再開弁動作期間の長い排気弁60のみが再開弁動作し、高負荷運転領域A2では、吸気行程中での再開弁動作期間の短い排気弁60のみが再開弁動作を行うように動弁機構62を制御するものである。このため本実施形態では、エンジンの負荷状況に応じて段階的にEGR率と充填効率ηvとの調整を図ることができ、より好適な吸排気制御を行うことが可能になる。
さらに本実施形態では、還流通路(外部EGR通路)65を介して冷却された排気ガスを吸気システム30に還流させる外部EGR手段としての外部EGRシステム90を備えるとともに、前記排気弁60の再開弁動作を行わせる運転領域Aのうちでノッキングが生じやすい運転領域(特に高負荷運転領域A2)では、前記外部EGRシステム90によるEGR量を増大させるようにしている。このため本実施形態では、外部EGRシステム90によって、比較的冷たい外部EGRガスを筒内に導入することにより、筒内温度Tpを低減し、ノッキングを抑制することができる。
特に本実施形態に係るバルブ制御手段120は、前記排気弁60の再開弁動作を行わせる運転領域Aのうちの低負荷側の運転領域A1、A3では高負荷運転領域A2に対して吸気弁40の開弁量(バルブリフト量H)を小さくするように制御するものである。この構成によれば、高負荷側では、吸気弁40の開弁量を大きくすることにより、内部EGR率を低減しつつ、充填効率ηvを高めることができるとともに、低負荷運転領域A1では、吸気弁40の開弁量を小さくすることにより、内部EGR率を高めて、ポンピングロスの低減や、筒内温度Tpの上昇を図ることが可能になる。従って、個々の運転領域に応じて、最適なEGR率、充填効率ηvを維持することが可能になる。
また本実施形態では、吸気弁40を1気筒24当たり2弁ずつ設け、前記吸気弁40を駆動する吸気弁駆動手段としての動弁機構41は、前記排気弁60の再開弁動作を行わせる運転領域Aのうちの高負荷運転領域A2では、再開弁動作を行う排気弁60に対して対角線上に位置する吸気弁40が開弁動作するように一方の吸気弁40を閉弁手段で停止する。このため本実施形態では吸気時にスワールが生じる。この結果、筒内の混合気の乱れが生じ、吸気通路24aから導入された新気と排気弁60から導入された既燃ガスとの混合が促進され、外部EGRガスが増量されることと相俟って、速やかな温度降下を図ることができ、より確実にノッキングを防止することが可能になる。また、前記乱れにより、燃料との混合も促進されるので、燃費が改善する他、リーン燃焼限界の向上にも寄与することになる。
さらに本実施形態において、前記動弁機構41および動弁機構62は、吸気行程での吸気弁40の開弁量を排気行程での排気弁60の開弁量よりも小さくするとともに再開弁動作時の排気弁60の開弁量を吸気行程での吸気弁40の開弁量よりも小さくし、且つ、吸気行程の吸気弁40の開弁タイミングと排気行程の排気弁60の閉弁タイミングとが、それぞれ圧縮行程における上死点付近となるように構成されている。本実施形態では、吸気行程、排気行程、並びに排気弁60の再開弁動作の何れにおいても、各弁がエンジンのピストン25と干渉しないタイミングで開くので、高圧縮比のエンジンに採用することが可能になる。また、動弁機構41および動弁機構62が、吸気行程での吸気弁40の開弁量を排気行程での排気弁60の開弁量よりも小さくするとともに再開弁動作時の排気弁60の開弁量を吸気行程での吸気弁40の開弁量よりも小さくするように構成されているので、内部EGRと充填効率ηvの確保が容易になる。
以上説明したように、本実施形態によれば、4サイクルガソリンエンジン10で圧縮自己着火を実現するに当たり、機械的な圧縮比を可及的に高め、ブースト圧Pを可及的に高めながら充填効率ηvの変化幅を拡大することにより、エンジンの運転状態の変化に応じて、ポンピングロスの低減を図りつつ、圧縮自己着火やトルクの確保のために適した必要な充填効率ηvと適正な内部EGR率mとを確保するという顕著な効果を奏する。
上述した実施形態は、本発明の好ましい具体例に過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。
例えば、動弁機構41、62の制御特性として、表2の特性を採用してもよい。
Figure 0004449711
この特性では、バルブ制御手段120が、エンジン負荷に応じ、排気弁60の再開弁動作を行わせる運転領域Aのうちの低負荷運転領域A1では、吸気行程中での再開弁動作期間の長い排気弁(図11の再開弁動作をする第2排気カム62cに開閉される排気弁)60のみが再開弁動作し、高負荷運転領域A2では、吸気行程中での再開弁動作期間の短い排気弁(図10の再開弁動作をする第2排気カム62cに開閉される排気弁)60のみが再開弁動作を行うように動弁機構62を制御する。
表2の特性を採用した実施形態においても、新気が排気通路24bから排出されるのを抑制するとともに、吸気通路24a側へ既燃ガスが排出されるのを抑制しつつ、排気行程で排出された既燃ガスを内部EGRガスとして比較的大量に気筒24内に導入することができる。これにより、ブースト圧(吸気圧力)Pができるだけ高い状態(大気圧側に寄った状態)で、充填効率ηvと内部EGR率mが変化する範囲を拡げて、エンジンの運転状態の変化に応じ、エンジン負荷に適した必要な充填効率ηvと適正な内部EGR率mを確保できる。その結果、ポンピングロスを低減しつつ、圧縮行程での圧縮自己着火性能を向上することができる。特に、吸気弁40を上死点付近で開弁動作させ、吸気行程が3/4経過後の下死点前で閉弁させるので、排気弁60の再開弁動作や、位相の変化に拘わらず排気弁60がピストン25と干渉しないタイミングで内部EGRを実現することができる。従って、幾何学的な圧縮比を可及的に高めることが可能になる。
また、上述した各第2排気カム62cの配置を表1、表2の場合と逆にし、表3のように制御してもよい。
Figure 0004449711
この場合、動弁機構41は、排気弁60の再開弁動作を行わせる運転領域Aのうちの低負荷運転領域A1では、再開弁動作を行う排気弁60に対して対角線上に位置する吸気弁40が開弁動作するように一方の吸気弁40を閉弁手段で停止することになり、低負荷運転領域A1において、吸気時にスワールが生じる。この結果、低負荷運転領域A1において、筒内の混合気の乱れが生じ、吸気通路24aから導入された新気と排気弁60から導入された既燃ガスとの混合が促進される。このため、低負荷運転領域A1において、速やかな温度上昇を図ることができ、より確実に圧縮自己着火を行うことが可能になる。また、前記乱れにより、燃料との混合も促進されるので、燃費が改善する他、リーン燃焼限界の向上にも寄与することになる。
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることは、いうまでもない。
本発明の実施の一形態に係る4サイクルガソリンエンジンの概略構成を示す構成図である。 図1に係るエンジン本体の一つの気筒とそれに対して設けられた吸排気弁等の構造を示す断面略図である。 図1の実施形態に係る気筒に設けられた吸気弁および排気弁の模式的な平面略図である。 図1の実施形態に係るVVLの分解斜視図である。 同VVLの正面断面図である。 同VVLの平面断面図である。 図1の実施形態に係る排気弁に採用されたVVLの正面断面図である。 吸気システム並びに排気システムに採用された作動油回路の回路構成を示す概略図である。 図1の実施形態に係る運転状態に応じた制御を行うための運転領域設定の一例を示す特性図である。 図9において、排気弁の再開弁動作を行わせる領域と判定された場合の開弁動作の特性を示す特性図である。 図9において、排気弁の再開弁動作を行わせる領域と判定された場合の開弁動作の特性を示す特性図である。 図9において、排気弁の再開弁動作を行わせる領域と判定された場合の開弁動作の特性を示す特性図である。 ブースト圧を横軸として、圧縮上死点付近での筒内温度、充填効率、EGR率の関係を示したグラフである。 充填効率を横軸として、圧縮上死点付近での筒内温度、ブースト圧の関係を示したグラフである。 充填効率を横軸として、圧縮上死点付近での筒内温度、ブースト圧の関係を示したグラフである。
符号の説明
10 4サイクルガソリンエンジン
20 エンジン本体
24 気筒
24a 吸気通路
24b 排気通路
25 ピストン
26 燃焼室
30 吸気システム
40 吸気弁
41 動弁機構(吸気弁駆動手段の一例)
43a 吸気カム
43b 吸気カム
50 排気システム
60 排気弁
62 動弁機構(排気弁駆動手段の一例)
70 VVL
79 作動油回路
90 外部EGRシステム(外部EGR手段の一例)
100 ECU
110 運転状態判定手段
120 バルブ制御手段
121 VVL制御手段
179 作動油回路
279 作動油回路
A 領域(再開弁動作を行わせる領域の一例)
A1 低負荷運転領域
A2 高負荷運転領域
A3 中負荷運転領域(境界となる運転領域)
P ブースト圧
H バルブリフト量
m 内部EGR率
ηv 充填効率

Claims (8)

  1. エンジンの所定運転領域において、排気弁を排気行程での開弁動作のほかに吸気行程で再度開弁させる再開弁動作により、内部EGRで筒内温度を高めて圧縮自己着火を行わせるようにした4サイクルガソリンエンジンにおいて、
    前記吸気弁を上死点付近で開弁動作させ、下死点付近で閉弁させる吸気弁駆動手段と、
    前記排気弁を一気筒当たり2弁設け、各排気弁の再開弁動作時に吸気行程途中で開弁させ、下死点付近から圧縮行程初期にかけての期間内に閉弁させるとともに、一方の排気弁の吸気行程中での再開弁動作が他方の排気弁の吸気行程中での再開弁動作よりも長くなるように閉弁時期が設定されている排気弁駆動手段と、
    エンジン負荷に応じ、前記排気弁の再開弁動作を行わせる運転領域のうちの低負荷運転領域では、両排気弁が再開弁動作を行うとともに、高負荷運転領域では、吸気行程中での再開弁動作期間の短い排気弁のみが再開弁動作を行うように排気弁駆動手段を制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置。
  2. 請求項1記載の4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置において、
    前記制御手段は、前記低負荷運転領域と高負荷運転領域との境界となる運転領域では、吸気行程中での再開弁動作期間の長い排気弁のみが再開弁動作するように排気弁駆動手段を制御するものであることを特徴とする4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置。
  3. 請求項1または2記載の4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置において、
    外部EGR通路を介して冷却された排気ガスを吸気系に還流させる外部EGR手段を備えるとともに、前記排気弁の再開弁動作を行わせる運転領域のうちでノッキングが生じやすい高負荷運転領域では、前記外部EGR手段によるEGR量を増大させるようにしたことを特徴とする4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置。
  4. 請求項1乃至3の何れか1項記載の4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置において、
    前記制御手段は、前記排気弁の再開弁動作を行わせる運転領域のうちの低負荷側の運転領域では高負荷運転領域に対して吸気弁の開弁量を小さくするように制御することを特徴とする4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置。
  5. 請求項1乃至4の何れか1項記載の4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置において、
    吸気弁を1気筒当たり2弁ずつ設け、前記吸気弁駆動手段は、前記排気弁の再開弁動作を行わせる運転領域のうちの高負荷運転領域では、再開弁動作を行う排気弁に対して対角線上に位置する吸気弁が開弁動作するように一方の吸気弁を閉弁手段で停止するものであることを特徴とする4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置。
  6. 請求項1乃至5の何れか1項記載の4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置において、
    前記吸気弁駆動手段および前記排気弁駆動手段は、吸気行程での吸気弁の開弁量を排気行程での排気弁の開弁量よりも小さくするとともに再開弁動作時の排気弁の開弁量を吸気行程での吸気弁の開弁量よりも小さくし、且つ、吸気行程の吸気弁の開弁タイミングと排気行程の排気弁の閉弁タイミングとが、それぞれ圧縮行程における上死点付近となるように構成されていることを特徴とする4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置。
  7. エンジンの所定運転領域において、排気弁を排気行程での開弁動作のほかに吸気行程で再度開弁させる再開弁動作により、内部EGRで筒内温度を高めて圧縮自己着火を行わせるようにした4サイクルガソリンエンジンにおいて、
    前記吸気弁を上死点付近で開弁動作させ、吸気行程が3/4経過後の下死点前で閉弁させる吸気弁駆動手段と、
    前記排気弁を一気筒当たり2弁設け、各排気弁の再開弁動作時に吸気行程途中で開弁させ、下死点付近から圧縮行程初期にかけての期間内に閉弁させるとともに、一方の排気弁の吸気行程中での再開弁動作が他方の排気弁の吸気行程中での再開弁動作よりも長くなるように閉弁時期が設定されている排気弁駆動手段と、
    エンジン負荷に応じ、前記排気弁の再開弁動作を行わせる運転領域のうちの低負荷運転領域では、吸気行程中での再開弁動作期間の長い排気弁のみが再開弁動作するように排気弁駆動手段を制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置。
  8. 請求項7記載の4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置において、
    吸気弁を1気筒当たり2弁ずつ設け、前記吸気弁駆動手段は、前記排気弁の再開弁動作を行わせる運転領域のうちの低負荷運転領域では、再開弁動作を行う排気弁に対して対角線上に位置する吸気弁が開弁動作するように一方の吸気弁を閉弁手段で停止するものであることを特徴とする4サイクルガソリンエンジンの吸排気制御装置。
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