(57)【要約】【課題】新気の吹き抜けを抑制しつつ、既燃ガスの掃気を行うことにより、充填効率及び耐ノッキング性能を向上できる火花点火式内燃機関を提供する。【解決手段】過給機を備えた火花点火式内燃機関であって、気筒軸線Ａ方向に見たとき、燃焼室５の、気筒軸線Ａを通りクランク軸と平行な直線ｃを挟んだ一側に吸気弁６が、他側に一対の排気弁７，７が配設され、該各排気弁７の中心を結ぶ直線ａより気筒軸線Ａから離れる部位に掃気用排気弁３３が設けられており、少なくとも過給運転域では、前記掃気用排気弁３３は排気弁７の閉時期より遅れて閉じる。【選択図】      図４
2010031687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を圧縮して燃焼室に供給する過給機を備えた火花点火式内燃機関であって、
気筒軸方向に見たとき、前記燃焼室の、気筒軸線を通りクランク軸と平行な直線を挟んだ一側に吸気弁が、他側に一対の排気弁が配設され、
該各排気弁の中心を結ぶ直線より気筒軸線から離れる部位に、掃気用排気弁が配設されており、
少なくとも過給運転域では、前記掃気用排気弁は前記排気弁より遅れて閉じる
ことを特徴とする火花点火式内燃機関。
【請求項２】
請求項１に記載の火花点火式内燃機関において、
前記吸気弁は、気筒軸線を挟んで前記掃気用排気弁と略対向する位置に配置されている
ことを特徴とする火花点火式内燃機関。
【請求項３】
請求項１に記載の火花点火式内燃機関において、
前記掃気用排気弁の開閉タイミングを可変とする排気可変バルブタイミング機構を備え、
該排気可変バルブタイミング機構は、前記掃気用排気弁の無過給運転域での閉時期を過給運転域での閉時期より早くする
ことを特徴とする火花点火式内燃機関。
【請求項４】
請求項１に記載の火花点火式内燃機関において、
前記吸気弁の開閉タイミングを可変とする吸気可変バルブタイミング機構を備え、該吸気可変バルブタイミング機構は、前記吸気弁の過給運転域での開時期を無過給運転域での開時期より早くする
ことを特徴とする火花点火式内燃機関。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかに記載の火花点火式内燃機関において、
前記過給機が配設された吸気通路には、吸気制御弁が配設され、かつ該吸気制御弁をバイパスするバイパス通路が設けられ、
該バイパス通路の下流端開口は、前記吸気弁と吸気開口との隙間に指向するよう配設されている
ことを特徴とする火花点火式内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気を圧縮して燃焼室に供給する過給機を備えた火花点火式内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の過給機を備えた内燃機関として、例えば、特許文献１には、低負荷運転時におけるオーバーラップ期間において吸気通路の圧力が排気通路の圧力より高くなるように過給するようにしたものが提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２７４０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記従来の内燃機関では、吸気管内圧力が排気圧力より高くなるように過給を行うことから、オーバーラップ期間に新気の一部が燃焼に利用されないまま排気通路に排出されてしまう場合がある。この排気通路に吹き抜けた新気は、燃料と余剰酸素を含んでいることから、触媒の熱負荷を増大させるとともに、燃費を悪化させる。このため十分なオーバーラップ期間を設けることができず、出力性能を向上させる場合の制約となっている。また、オーバーラップ期間を短くすると、既燃ガスの排出も不十分となり、その結果、充填効率が低下し、さらに気筒内に残留する高温の既燃ガスにより耐ノッキング性能が低下するという問題が生じる。
【０００４】
本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、新気の吹き抜けを抑制しつつ、既燃ガスの掃気を行うことにより、充填効率及び耐ノッキング性能を向上できる火花点火式内燃機関を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、空気を圧縮して燃焼室に供給する過給機を備えた火花点火式内燃機関であって、気筒軸線方向に見たとき、前記燃焼室の、前記気筒軸線を通るクランク軸と平行な直線を挟んだ一側に吸気弁が、他側に一対の排気弁がそれぞれ配設され、該各排気弁の中心を結ぶ直線より気筒軸線から離れる部位に、掃気用排気弁が設けられており、少なくとも過給運転域では、前記掃気用排気弁は前記排気弁より遅れて閉じることを特徴としている。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の火花点火式内燃機関において、前記吸気弁は、気筒軸線を挟んで前記掃気用排気弁と略対向する位置に配置されていることを特徴としている。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１に記載の火花点火式内燃機関において、前記掃気用排気弁の開閉タイミングを可変とする排気可変バルブタイミング機構を備え、該排気可変バルブタイミング機構は、前記掃気用排気弁の無過給運転域での閉時期を過給運転域での閉時期より早くすることを特徴としている。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１に記載の火花点火式内燃機関において、前記吸気弁の開閉タイミングを可変とする吸気可変バルブタイミング機構を備え、該吸気可変バルブタイミング機構は、前記吸気弁の過給運転域での開時期を無過給運転域での開時期より早くすることを特徴としている。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１ないし４の何れかに記載の火花点火式内燃機関において、前記過給機が配設された吸気通路には、吸気制御弁が配設され、かつ該吸気制御弁をバイパスするバイパス通路が設けられ、該バイパス通路の下流端開口は、前記吸気弁と吸気開口との隙間に指向するよう配設されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明に係る内燃機関によれば、掃気用排気弁を排気弁の中心を結ぶ直線より気筒軸線から離れる部位に配置し、過給運転域では、掃気用排気弁を排気弁より遅れて閉じるようにしたので、吸気弁から最も離れた位置にある掃気用排気弁が排気弁より遅れて閉じることとなり、新気の吹き抜けによる排出を抑制しつつ、既燃ガスの掃気を効率よく行うことができる。その結果、充填効率を向上できるとともに、圧縮混合気の過度の温度上昇を抑制することができ、耐ノッキング性能を向上でき、ひいては出力性能を向上できる。
【００１１】
さらに適切な点火時期でもって運転することが可能となるので、それだけ排気ガス温度を低くすることができ、触媒への熱負荷を低減でき、品質に介する信頼性を高めることができる。
【００１２】
ここで、既燃ガスの掃気を行うに当たって、一対の吸気弁の外側に掃気用吸気弁を設けることが考えられる。このようにした場合には、例えば、１本の燃料噴射弁から燃料を噴射供給するように構成すると、該燃料噴射弁と各吸気弁との距離が離れていることから燃料の壁面付着量が増加し、燃焼効率が低下する懸念がある。このような燃料付着量を減少させるには、各吸気弁に燃料噴射弁を配置することになるが、それだけコストが上昇し、工業製品として好ましくない。
【００１３】
本発明では、排気弁より気筒軸線から離れた外側に掃気用排気弁を配置したので、前記吸気側に掃気用弁を設ける場合のような問題を回避できる。
【００１４】
請求項２の発明では、吸気弁を掃気用排気弁と略対向する位置に配置したので、新気の排出を抑制しつつ、既燃ガスの掃気を効率よく行うことができる。過給運転域では、掃気用排気弁と吸気弁とがオーバーラップする期間において、吸気通路内圧力が気筒内圧力より高くなり、またこのときピストンは上死点付近に位置している。そのため掃気用排気弁と吸気弁とをできるだけ離して配置することにより、新気は前記圧力により気筒内に押し込まれ、既燃ガスはピストンの上昇時の慣性より気筒から押し出され易く、その結果、新気の流出を抑制しつつ既燃ガスを効率よく掃気することができる。
【００１５】
請求項３の発明では、掃気用排気弁の無過給運転域での閉時期を過給運転域での閉時期より早くしたので、掃気用排気弁と吸気弁とのオーバーラップ期間が短くなり、既燃ガスの逆流を抑制でき、燃焼が不安定になるのを防止できる。
【００１６】
即ち、前述のように、掃気が行われる運転域は、吸気通路内圧力が気筒内圧力より高い過給運転域であり、このような運転条件下では、十分なオーバーラップ期間を設けることで、気筒内の既燃ガスを効率よく掃気することができる。ところが掃気が行われるバルブタイミングでは、特にアイドリング時を含む極低負荷域において、掃気用排気弁から過量な既燃ガスが吸気通路に逆流し、燃焼が不安定となり易く、場合によっては失火するおそれがある。このような既燃ガスの逆流を防止するために、無過給運転域では、掃気用排気弁の閉じるタイミングを早くすることで、オーバーラップ期間を減じる制御を行う。この場合、１つのカム軸で掃気用排気弁と排気弁とを開閉駆動することにより、可変バルブタイミング機構の構造を簡単にでき、コスト的に有利である。
【００１７】
請求項４の発明では、過給運転域では、吸気弁を無過給運転時の開時期より早く開くようにしたので、必要なオーバーラップ期間を確保することができ、 掃気による新気充填効率及び耐ノック性能を向上でき、良好な火炎伝播を維持することができる。
【００１８】
請求項５の発明では、吸気通路に吸気制御弁を設けるとともに、該吸気制御弁をバイパスするバイパス通路を設け、該バイパス通路により燃焼室に横渦又は縦渦の吸気渦流を生成させるようにしたので、過大なオーバーラップ期間を設けることなく、安定した燃焼を行うことが可能となる。即ち、過給運転時の効果を十分に発揮するには、オーバーラップ期間を大きくすることが有効である。しかしながら、オーバーラップ期間を単に大きくすると、部分負荷運転域では、既燃ガスの増加に伴う燃焼の悪化が生じ易くなる。例えば、可変バルブタイミング機構を用いる場合でも、バルブタイミングの可変範囲を大きくする必要があり、制御の遅れが生じ易い。
【００１９】
本発明では、吸気通路をバイパスするバイパス通路を設けたので、燃焼室内で横渦，縦渦の吸気渦流が生成されることから、点火直前の圧縮混合気の十分なミキシングと強いタービュレンスを得ることができ、効率のよい急速燃焼を行うことができる。これにより、過大なオーバーラップ期間を設けることなく低負荷運転域での燃焼を安定化でき、可変バルブタイミング機構の簡素化も可能となり、制御の応答性を向上できる。なお、本発明では、オーバーラップ期間を大きくした場合でも燃焼を安定化できることは言うまでもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１ないし図５は、本発明の第１実施形態による過給機を備えた火花点火式内燃機関を説明するための図であり、図１は火花点火式内燃機関の概略構成図、図２は内燃機関の断面図、図３は内燃機関のシリンダヘッドの断面図、図４はシリンダヘッドの断面平面図、図５（ａ），（ｂ）は吸気弁，排気弁及び掃気用排気弁の開閉タイミング図である。
【００２２】
図において、１は４サイクル多気筒火花点火式内燃機関を示している。該内燃機関１は、4つのシリンダボア（気筒）２ａが形成されたシリンダブロック２に、各シリンダボア２ａに対向するよう4つの燃焼凹部３ａが形成されたシリンダヘッド３を接続し、前記各シリンダボア２ａ内にピストン４を摺動自在に挿入配置した概略構造を有する。
【００２３】
前記シリンダボア２ａ，燃焼凹部３ａ及びピストン４の頂面で囲まれた空間により燃焼室５が形成されている。また前記ピストン４はコンロッド４ａによりクランク軸（不図示）に連結されている。
【００２４】
前記シリンダヘッド３の各燃焼凹部３ａには、燃焼室５に連通する１つの吸気開口３ｂと、２つの排気開口３ｃ，３ｃとが形成されている。この吸気開口３ｂは、気筒軸線方向に見たとき、気筒軸線Ａを通り、クランク軸と平行な直線ｃを挟んだ一側に配置され、前記各排気開口３ｃは前記直線ｃを挟んだ他側に配置されている。
【００２５】
前記吸気開口３ｂ及び各排気開口３ｃには、それぞれ吸気弁６及び排気弁７，７が配設され、該吸気弁６は吸気カム軸８により、各排気弁７は排気カム軸９により開閉駆動される。
【００２６】
前記シリンダヘッド３の各シリンダボア２ａには、３本の第１〜第３点火プラグ１０ａ〜１０ｃが燃焼凹部３ａ内に臨むよう装着されている。該第１点火プラグ１０ａは、シリンダボア２ａの略中心に、かつ直線ｃより僅かに排気弁７側に偏位させて配置され、第２，第３点火プラグ１０ｂ，１０ｃは、吸気弁６の両外側に、かつ直線ｃより吸気弁６側に僅かに偏位させて配置されている。
【００２７】
前記吸気開口３ｂは、吸気ポート３ｄによりシリンダヘッド３の一側壁に導出され、各排気開口３ｃは、１つの排気ポート３ｅによりシリンダヘッド３の他側壁に導出されている。
【００２８】
前記各排気ポート３ｅには、排気管１３が接続されている。該各排気管１３の下流端には、各気筒共通の排気合流管１４が接続されており、該排気合流管１４の下流端にはマフラ１５が接続されている。前記排気合流管１４の中途部には、排気ガスを浄化する触媒１６が介設されている。
【００２９】
前記各吸気ポート３ｄには、吸気管1７が接続されている。該各吸気管１７の上流端には、各気筒共通のサージタンク１８が接続されている。該サージタンク１８には、吸気合流管１９が接続され、該吸気合流管１９の上流端には空気をろ過するエアクリーナ２０が接続されている。
【００３０】
前記吸気合流管１９の下流端部には、各気筒共通のスロットル弁２１が配設されている。該スロットル弁２１は、前記吸気合流管１９のサージタンク１８接続部近傍に配置されている。
【００３１】
前記各吸気管１７には、吸気制御弁２２が配設されている。該各吸気制御弁２２は、１本の弁軸２２ａにより連結され、該弁軸２２ａに接続された駆動モータ２３により一体に開閉駆動される。前記吸気制御弁２２は、前記吸気管１７の上流端の、前記サージタンク１８の接続部近傍に配置されている。これにより、吸気管１７の吸気弁６から吸気制御弁２２までの通路容積を大きくしている。
【００３２】
前記各吸気管１７の下流端部には、燃料噴射弁２５が吸気ポート３ｄの軸芯に臨むよう装着されている。該燃料噴射弁２５は、燃料を前記吸気弁６の弁裏中心部に向けて噴射するよう配置されている。
【００３３】
前記内燃機関１は、前記エアクリーナ２０からの空気を圧縮して燃焼室５に供給する過給機２６を備えている。
【００３４】
該過給機２６は、前記排気合流管１４と吸気合流管１９とに架け渡して介設されたタービン２７と、前記吸気合流管１９に介設されたインタークーラ２８とを備えている。
【００３５】
前記排気合流管１４を流れる排気ガスによりタービン２７が回転駆動され、該タービン２７の回転によりエアクリーナ２０からの空気が圧縮される。該圧縮空気がインタークーラ２８により冷却されてサージタンク１８に導入され、該サージタンク１８から吸気管１７を通って燃焼室５に供給される。
【００３６】
前記内燃機関１は、排気ガスの一部を燃焼室５に還流させて再燃焼させるＥＧＲ装置４０を備えている。
【００３７】
該ＥＧＲ装置４０は、前記排気合流管１４のタービン２７の上流側に接続されたＥＧＲ導入管４１と、該ＥＧＲ導入管４１の途中に介設されたＥＧＲ冷却器４２と、前記ＥＧＲ導入管４１のＥＧＲ冷却器４２の下流側に介設されたＥＧＲ制御弁４３と、前記ＥＧＲ導入管４１のＥＧＲ冷却器４２の上流側に介設され、ＥＧＲガスに混入するカーボン等の微粒子を除去する微粒子トラップ４４とを備えている。
【００３８】
前記ＥＧＲ導入管４１の下流端導入口４１ａは、前記吸気合流管１９のスロットル弁２１の下流側に接続されている。またＥＧＲ導入管４１の導入口４１ａの上流側近傍には、ＥＧＲガスの導入量を制御するＥＧＲ逆止弁４５が介設されている。このＥＧＲ逆止弁４５は、ＥＧＲガスのサージタンク１８への流れのみを許容し、逆方向への流れを阻止する。なお、前記ＥＧＲ逆止弁４５は、前記下流端導入口４１ａをスロットル下流に接続する場合は必ずしも必要ではない。
【００３９】
前記内燃機関１は、前記各吸気管１７に吸気制御弁２２をバイパスするよう配設されたバイパス通路３０と、各バイパス通路３０に介設された吸気逆止弁３１とを備えている。
【００４０】
前記各バイパス通路３０は、吸気制御弁２２の全閉時に、シリンダボア２ａ内で横渦又は縦渦の空気流が生成するよう吸気を方向付けして噴出させるものであり、前記吸気管１７の下側にこれに沿うように形成されている。
【００４１】
前記各バイパス通路３０の下流端３０ａは、前記吸気ポート３ｄの下流端部に接続されており、上流端部３０ｂは、前記サージタンク１６に接続されている。
【００４２】
前記吸気逆止弁３１は、吸気の気筒側への流れのみを許容し、逆方向の流れを阻止するリード弁型のものであり、前記上流端部３０ｂのサージタンク１８の接続部近傍に配置されている。
【００４３】
前記シリンダヘッド３の燃焼凹部３ａには、排気ポート３ｅと燃焼室５とを連通する掃気開口３ｆが形成されている。該掃気開口３ｆには、掃気用排気弁３３が配設されており、該掃気用排気弁３３は、前記排気カム軸９により排気弁７とともに開閉駆動される。
【００４４】
前記掃気用排気弁３３は、気筒軸方向に見て、両排気弁７，７の間で、かつ排気弁７の中心を結ぶ直線ａより気筒軸線Ａから離れる部位、つまりクランク軸直角方向外側に配置されている（図４参照）。また前記掃気用排気弁３３は、前記吸気弁６とクランク軸直角方向に対向する位置に配置されている。これにより掃気用排気弁３３は、吸気弁６から最も離れた位置に配置されている。
【００４５】
前記バイパス通路３０の下流端部は、左，右通路３０ａ，３０ａに分岐され、該左，右通路３０ａ，３０ａは吸気弁６の弁軸を左，右を通って該吸気弁６の吸気開口３ａとの弁隙間ｓの前記直線ｃ寄りの内側部分の弁隙間ｓを指向している。
【００４６】
前記内燃機関１は、吸気弁６，排気弁７及び掃気用排気弁３３の開閉時期を変化させる可変バルブタイング機構３５を備えている。
【００４７】
該可変バルブタイミング機構３５は、前記吸気カム軸８を介して吸気弁６の開閉タイミングを連続的に変化させる吸気側アクチュエータ３６と、前記排気カム軸９を介して各排気弁７及び掃気用排気弁３３の開閉タイミングを連続的に変化させる排気側アクチュエータ３７と、該各アクチュエータ３６，３７を運転状態に応じて駆動制御するＥＣＵ３８とを備えている。該ＥＣＵ３８は、前記吸気側アクチュエータ３６，排気側アクチュエータ３７を以下のように制御する。
【００４８】
吸気弁６については、アイドリング時を含む極低負時の無過給運転域では、略上死点で開く（図５（ａ）参照）のに対し、過給運転域では上死点前例えば３２°で開く（図５（ｂ）参照）。つまり、吸気弁６の過給運転域での開時期が無過給運転域の開時期より早くなるように制御されている。
【００４９】
また掃気用排気弁３３については、無過給運転域では上死点後例えば６°で閉じる（同図（ａ）参照）のに対し、過給運転域では上死点後例えば３２°で閉じる（同図（ｂ）参照）。つまり掃気用排気弁３３の無過給運転域での閉時期が過給運転域での閉時期より早くなるように制御されている。
【００５０】
さらにまた、排気弁７については、無過給運転域では、上死点前例えば２０°で閉じる（同図（ａ）参照）のに対し、過給運転域では上死点後例えば６°で閉じる（同図（ｂ）参照）。つまり排気弁７の無過給運転域での閉時期が過給運転域での閉時期より早くなるように制御されている。
【００５１】
そして掃気用排気弁３３は、無過給運転域及び過給運転域の何れにおいても排気弁７より遅く閉じるように制御されている。なお、排気弁７と掃気用排気弁３３とは共通のバルブタイミング機構で制御されるので、同期して変化することとなる。
【００５２】
無過給運転域では、図５（ａ）に示すように、掃気用排気弁３３と吸気弁６とのオーバーラップ期間がクランク角度で６度程度と小さくなり、既燃ガスの吸気側への逆流が抑制される。
【００５３】
中・高負荷時の過給運転域では、図５（ｂ）に示すように、吸気弁６を無過給運転域よりクランク角度で３２度程度早く開くとともに、排気弁７を無過給運転域よりクランク角度で２６度程度遅れて閉じ、さらに掃気用排気弁３３を排気弁７の閉時期よりクランク角度で２６度程度遅れて閉じるように制御されている。これにより掃気用排気弁３３と吸気弁６とのオーバーラップ期間が大きくなり、新気の充填効率が高くなり、かつ既燃ガスの掃気が効率良く行われる。
【００５４】
また前記ＥＣＵ３８は、低，中負荷時の部分負荷運転域では、吸気制御弁２２を全閉にする。これにより、バイパス通路３０から横渦，縦渦の強い吸気渦流が燃焼室５に噴出される。高負荷運転域では、吸気制御弁１１を全開にする。これにより、新気は吸気管１７から燃焼室５に供給される。
【００５５】
このように本実施形態によれば、掃気用排気弁３３を各排気弁７，７の中心を結ぶ直線ａより外側に配置し、中・高負荷時の過給運転域では、掃気用排気弁３３を排気弁７の閉じ時期より遅れて閉じるようにしたので、吸気弁６から最も離れた位置に配置した掃気用排気弁３３が排気弁７より遅れて閉じることとなり、新気の吹き抜けによる排出を抑制しつつ、既燃ガスの掃気を効率よく行うことができる。その結果、圧縮混合気の温度を低くすることができ、耐ノッキング性能及び充填効率を向上でき、ひいては出力性能を向上できる。
【００５６】
さらに適切な点火時期でもって運転することが可能となるので、それだけ排気ガス温度を低くすることができ、触媒への熱負荷を低減でき、品質に介する信頼性を高めることができる。
【００５７】
ここで、既燃ガスの掃気を行う場合、一対の吸気弁の外側に掃気用弁を設けることが考えられる。このようにした場合には、例えば、１本の燃料噴射弁から燃料を噴射供給すると、該燃料噴射弁と各吸気弁との距離が離れることから、燃料の壁面付着量が増加し、燃焼効率が低下する懸念がある。このような燃料付着量を改善するには、各吸気弁に燃料噴射弁を配置することになるが、それだけコストが上昇し、工業製品として好ましくない。
【００５８】
本実施形態では、各排気弁７の外側に掃気用排気弁３３を配置したので、前記吸気側に掃気用弁を設ける場合のような問題を回避できる。
【００５９】
本実施形態では、前記吸気弁６と掃気用排気弁３３とを、直線ｃと直交する方向に対向するよう配置したので、新気の排出を抑制しつつ、既燃ガスの掃気を効率よく行うことができる。即ち、掃気用排気弁３３と吸気弁６とがオーバーラップする期間において、吸気圧力が気筒内圧力より高くなる過給運転域では、掃気用排気弁３３と吸気弁６とをできるだけ離すことにより、効率良く掃気を行うことができる。即ち、燃焼室５の対向する位置に掃気用排気弁３３と吸気弁６とを対向配置することにより、ピストン４が上死点付近にあるときに、新気の排出を伴うことなく、既燃ガスを効率よく掃気することができる。
【００６０】
本実施形態では、アンドリング時を含む極低負荷時の無過給運転域では、掃気用排気弁３３を過給運転時の閉時期より早く閉じるようにしたので、吸気弁６とのオーバーラップ期間が短くなることから、既燃ガスの逆流を抑制でき、燃焼が不安定になるのを防止できる。
【００６１】
即ち、前述のように、掃気が行われる運転域は、吸気圧力が気筒内圧力より高い過給運転域であり、このような運転条件下では、十分なオーバーラップ期間を設けることで、気筒内の既燃ガスを効率よく掃気することができる。ところで、掃気が行われるバルブタイミングとした場合、特にアイドリング時を含む極低負荷域において、掃気用排気弁３３から多量な既燃ガスが吸気管１７側に逆流し、燃焼が不安定となり、場合によっては失火するおそれがある。このような既燃ガスの逆流を防止するために、無過給運転域では、掃気用排気弁３３の閉じるタイミングを早めることで、オーバーラップ期間を減じる制御を行う。この場合、１本の排気カム軸９で掃気用排気弁３３と各排気弁７とを開閉駆動するので、可変バルブタイミング機構３５の構造を簡単にでき、コストの上昇を抑制できる。
【００６２】
本実施形態では、過給運転域では、吸気弁６を無過給運転時の開時期より早く開くようにしたので、必要なオーバーラップ期間を確保することができ、既燃ガスの十分な掃気と新気の充填効率の向上を図ることができ、良好な火炎伝播を維持することができる。
【００６３】
なお、前記実施形態では、可変バルブタイミング機構３５により、吸気弁６と排気弁７の両方の開閉タイミングを変化させたが、本発明は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、吸気弁６の開閉タイミングを固定し、排気弁７及び掃気用排気弁３３の開閉タイミングのみを変化させるようにしてもよい。
【００６４】
即ち、無過給運転域では、排気弁及び掃気用排気弁を過給運転時の閉じ時期より早くすることにより、吸気弁とのオーバーラップ期間を小さくする。
【００６５】
一方、過給運転域では、排気弁及び掃気用排気弁の閉じ時期を遅らせることにより、必要なオーバーラップ期間を確保することができる。このようにした場合にも、第１実施形態と同様の効果が得られる。また可変バルブタイミング機構を排気カム軸側に設けるだけで済み、コストを低減できる。
【００６６】
図７，図８は、本発明の第２実施形態による過給機を備えた火花点火式内燃機関を説明するための図である。図中、図１及び図４と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００６７】
本第２実施形態の内燃機関は、燃焼室５の、前記直線ｃを挟んだ一側に一対の吸気弁６，６を配置し、他側に一対の排気弁７，７を配置するとともに、該各吸気弁６と対向するよう掃気用排気弁３３を配置した例であり、他の部分は第１実施形態と同様の構造である。
【００６８】
第２実施形態においても、掃気用排気弁３３を各排気弁７，７の中心を結ぶ直線ａより気筒軸線Ａから離れた部位に配置し、過給運転域では、掃気用排気弁３３を排気弁７より遅れて閉じることにより、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１実施形態による過給機を備えた火花点火式内燃機関の概略構成図である。
【図２】前記内燃機関の断面図である。
【図３】前記内燃機関のシリンダヘッドの断面図である。
【図４】前記シリンダヘッドの断面平面図である。
【図５】前記内燃機関の吸，排気弁の開閉タイミング図である。
【図６】前記第１実施形態の他の例による吸，排気弁の開閉タイミング図である。
【図７】本発明の第２実施形態による火花点火式内燃機関の概略構成図である。
【図８】前記内燃機関のシリンダヘッドの断面平面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  火花点火式内燃機関
５  燃焼室
６  吸気弁
７  排気弁
３３  掃気用排気弁
３５  可変バルブタイミング機構
ａ  排気弁を結ぶ直線
ｃ  クランク軸に平行な直線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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