(57)【要約】【課題】部品点数の低減によって製造コストを削減できるとともに、再開弁時における排気弁のリフト及び開弁タイミングの精度を確保でき、気筒への排ガスの吸入をより適切に行うことができる内燃機関の排ガス吸入装置を提供する。【解決手段】本発明による内燃機関の排ガス吸入装置では、吸気行程において、排気弁１３を再度、開弁させるとともに、他の気筒Ｃから排出された排ガスの圧力を作用させることにより、排ガスが気筒Ｃに吸入される。吸気カムシャフト４１にはＥＧＲカム８１が設けられ、排気ロッカシャフト６４にはＥＧＲロッカアーム８２が回動自在に支持されており、ＥＧＲロッカアーム８２は吸気カムシャフト４１の付近まで延びている。排気ロッカアーム６３及びＥＧＲロッカアーム８２を連結機構８７で互いに連結した状態で、ＥＧＲカム８１でＥＧＲロッカアーム８２を直接、駆動することにより、排気弁１３が再開弁される。【選択図】図２
2014043830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒の各々の排気行程及び吸気行程においてそれぞれ排気弁及び吸気弁を開弁するとともに、前記吸気行程において、前記排気弁を再度、開弁させ、他の前記気筒から排出された排ガスの圧力により、前記開弁した排気弁を介して前記気筒に排ガスを吸入する内燃機関の排ガス吸入装置であって、
クランクシャフトに同期して回転する排気カムシャフトと、
当該排気カムシャフトに一体に設けられた排気カムと、
排気ロッカシャフトに回動自在に支持されるとともに、前記排気カムによって駆動され、前記排気弁を開弁する排気ロッカアームと、
前記クランクシャフトに同期して回転する吸気カムシャフトと、
当該吸気カムシャフトに一体に設けられ、前記吸気弁を開弁するための吸気カムと、
前記吸気カムシャフトに一体に設けられ、前記吸気カムに並設されたＥＧＲカムと、
前記排気ロッカシャフトに回動自在に支持され、前記排気ロッカアームに並設されるとともに、前記吸気カムシャフトの付近まで延び、前記ＥＧＲカムによって直接、駆動されるＥＧＲロッカアームと、
前記排気ロッカアーム及び前記ＥＧＲロッカアームを互いに連結又は遮断する連結機構と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排ガス吸入装置。
【請求項２】
前記クランクシャフトに対する前記吸気カム及び／又は前記排気カムの位相を変更するためのカム位相可変機構をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の排ガス吸入装置。
【請求項３】
前記吸気弁は一対の吸気弁で構成され、
前記吸気カムは、前記一対の吸気弁をそれぞれ駆動するために前記吸気カムシャフトに並設された一対の吸気カムで構成され、
前記ＥＧＲカムは、前記吸気カムシャフトの前記一対の吸気カムの外側に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の内燃機関の排ガス吸入装置。
【請求項４】
前記ＥＧＲロッカアームには、前記ＥＧＲカムとの間の隙間を調整するための調整機構が設けられていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の排ガス吸入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気行程において開弁した排気弁を介して排出された排ガスを、吸気行程において再度、開弁させた排気弁を介して、他の気筒から排出された排ガスの圧力により、気筒に吸入する内燃機関の排ガス吸入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関の排ガス吸入装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この内燃機関では、排気行程において、排気ロッカシャフトに回動自在に支持された排気ロッカアームを、排気カムシャフトと一体の排気カムで駆動することによって、排気弁が開弁される。また、排気行程に続く吸気行程において、吸気ロッカシャフトに回動自在に支持された吸気ロッカアームを、吸気カムシャフトと一体の吸気カムで駆動することによって、吸気弁が開弁される。
【０００３】
また、排ガス吸入装置は、吸気カムシャフトと一体に設けられ、所定のカムプロフィールを有するＥＧＲカムと、吸気ロッカシャフトに回動自在に支持され、ＥＧＲカムが当接する駆動レバーと、排気ロッカシャフトに回動自在に支持され、駆動レバーが当接する中間レバーと、この中間レバー及び排気ロッカアームを互いに連結又は遮断する連結機構を備えている。
【０００４】
この構成では、連結機構により中間レバーと排気ロッカアームが連結された状態で、吸気カムシャフトが回転すると、ＥＧＲカムで駆動レバーが駆動され、吸気ロッカシャフトを中心として回動するとともに、回動した駆動レバーで中間レバーが押圧され、排気ロッカシャフトを中心として回動する。そして、この中間レバーと一体に排気ロッカアームが回動することにより、吸気行程において排気弁が再度、開弁することによって、排ガスが気筒に吸入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００７／０９４２５１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、この従来の排ガス吸入装置では、ＥＧＲカムの動きを、駆動レバー及び中間レバーを順次介して、排気ロッカアームから排気弁に伝達するように構成されている。このように、ＥＧＲカムと排気ロッカアームの間に、駆動レバー及び中間レバーを設けることが必要であるため、その分、部品点数及び組立工数が多くなり、製造コストの増大を招く。
【０００７】
また、駆動レバー及び中間レバーはいずれも回動部品であるとともに、ＥＧＲカムと駆動レバーの間、及び駆動レバーと中間レバーの間が、いずれも接触によって連結されているため、再開弁時における排気弁の所望のリフトや開弁タイミングを得るための調整に非常に手間がかかる。同じ理由から、上記の回動部品間の遊びや位置関係のずれが生じやすいため、再開弁時における排気弁のリフトや開弁タイミングの精度を確保することは困難である。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、部品点数の低減によって製造コストを削減できるとともに、再開弁時における排気弁のリフト及び開弁タイミングの精度を確保でき、それにより、気筒への排ガスの吸入をより適切に行うことができる内燃機関の排ガス吸入装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、複数の気筒Ｃの各々の排気行程及び吸気行程においてそれぞれ排気弁１３及び吸気弁１２を開弁するとともに、吸気行程において、排気弁１３を再度、開弁させ、他の気筒Ｃから排出された排ガスの圧力により、開弁した排気弁１３を介して気筒Ｃに排ガスを吸入する内燃機関の排ガス吸入装置であって、クランクシャフトに同期して回転する排気カムシャフト６１と、排気カムシャフト６１に一体に設けられた排気カム６２と、排気ロッカシャフト６４に回動自在に支持されるとともに、排気カム６２によって駆動され、排気弁１３を開弁する排気ロッカアーム６３と、クランクシャフトに同期して回転する吸気カムシャフト４１と、吸気カムシャフト４１に一体に設けられ、吸気弁１２を開閉するための吸気カム４２と、吸気カムシャフト４１に一体に設けられ、吸気カム４２に並設されたＥＧＲカム８１と、排気ロッカシャフト６４に回動自在に支持され、排気ロッカアーム６３に並設されるとともに、吸気カムシャフト４１の付近まで延び、ＥＧＲカム８１によって直接、駆動されるＥＧＲロッカアーム８２と、排気ロッカアーム６３及びＥＧＲロッカアーム８２を互いに連結又は遮断する連結機構８３と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、排気行程では、排気ロッカシャフトに回動自在に支持された排気ロッカアームを、回転する排気カムシャフトと一体の排気カムで駆動することによって、排気弁が開弁される。排気行程に続く吸気行程では、回転する吸気カムシャフトと一体の吸気カムによって、吸気弁が開弁される。また、本発明の内燃機関の排ガス吸入装置によれば、連結機構により排気ロッカアームとＥＧＲロッカアームが互いに連結された状態では、吸気カムシャフトと一体のＥＧＲカムによって、吸気カムシャフトの付近まで延びるＥＧＲロッカアームが直接、駆動され、排気ロッカシャフトを中心として回動する。そして、このＥＧＲロッカアームと一体に排気ロッカアームが回動することにより、吸気行程において排気弁が再度、開弁することによって、排ガスが気筒に吸入される。
【００１１】
以上のように、本発明によれば、吸気カムシャフトに設けられたＥＧＲカムでＥＧＲロッカアームを直接、駆動し、その動きを排気ロッカアームから排気弁に伝達することで、排気弁を再開弁するように構成されており、ＥＧＲカムと排気ロッカアームの間には、ＥＧＲロッカアームのみが介在する。したがって、駆動レバー及び中間レバーが必要であった従来の装置と比較し、部品点数及び組立工数を低減でき、製造コストを削減することができる。
【００１２】
同じ理由から、再開弁時における排気弁の所望のリフト及び開弁タイミングを得るための調整を容易に行えるとともに、再開弁時における排気弁のリフト及び開弁タイミングの精度を確保でき、したがって、気筒への排ガスの吸入をより適切に行うことができる。
【００１３】
また、連結機構により排気ロッカアームとＥＧＲロッカアームが互いに遮断された状態では、ＥＧＲカムによってＥＧＲロッカアームが駆動されても、その動きが排気ロッカアームには伝達されず、排気弁は駆動されない。したがって、例えば、排ガスの吸入が要求される内燃機関の燃焼モードと、排ガスの吸入が要求されない燃焼モードとの間で、排気弁の再開弁の有無の切替を、連結機構によって迅速に行うことができる。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の排ガス吸入装置において、クランクシャフトに対する吸気カム４２及び／又は排気カム６２の位相（実施形態における（以下、本項において同じ）吸気カム位相ＣＡＩＮ、排気カム位相ＣＡＥＸ）を変更するためのカム位相可変機構（吸気カム位相可変機構５０、排気カム位相可変機構７０）をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、カム位相可変機構によって、例えばクランクシャフトに対する吸気カムの位相を変更すると、排気行程における排気弁の開弁タイミングが維持された状態で、吸気行程における排気弁の再開弁のタイミングが変化することで、両開弁タイミングの位相差（以下「排気弁開弁位相差」という）が変更される。したがって、例えば、エンジン回転数に応じて、他の気筒からの排ガスの圧力波の伝播速度が変化するのに対応して、排気弁を適切なタイミングで再開弁させることができ、気筒への排ガスの吸入をより適切に行うことができる。
【００１６】
このような排気弁開弁位相差の変更は、カム位相可変機構により、クランクシャフトに対する排気カムの位相を変更した場合、又は吸気カム及び排気カムの位相の双方を変更した場合にも実現でき、それにより、上述した作用を同様に得ることができる。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の排ガス吸入装置において、吸気弁１２は一対の吸気弁１２、１２で構成され、吸気カム４２は、一対の吸気弁１２、１２をそれぞれ駆動するために吸気カムシャフト４１に並設された一対の吸気カム４２、４２で構成され、ＥＧＲカム８１は、吸気カムシャフト４１の一対の吸気カム４２、４２の外側に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
吸気弁が一対の吸気弁で構成される場合、両吸気弁は、内燃機関のシリンダヘッドの中央付近に通常、設置される点火プラグやそれに関連する部品の両側に配置される。上記の構成によれば、ＥＧＲカムが、吸気カムシャフトの一対の吸気カムの外側に配置されているので、ＥＧＲカムで駆動されるＥＧＲロッカアームを、シリンダヘッドの中央付近に設置される他の部品と干渉することなく、容易に配置することができる。
【００１９】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の排ガス吸入装置において、ＥＧＲロッカアーム８２には、ＥＧＲカム８１との間の隙間を調整するための調整機構８７が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、ＥＧＲロッカアームとＥＧＲカムとの間の隙間を調整機構によって調整するので、ＥＧＲカムと排気ロッカアームの間に介在する部品がＥＧＲロッカアームのみであることと相まって、再開弁時における排気弁の所望のリフト及び開弁タイミングを得るための調整を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用した内燃機関の構成を概略的に示す図である。
【図２】内燃機関の動弁機構を示す側面図である。
【図３】図２の動弁機構の平面図である。
【図４】図３の動弁機構を一部切り欠き、拡大して示す拡大平面図である。
【図５】排気ロッカアームとその周辺の構成を示す側面図である。
【図６】ＥＧＲロッカアームとその周辺の構成を示す側面図である。
【図７】排気ロッカアームとＥＧＲロッカアームとの連結機構の構成と動作を模式的に示す図である。
【図８】吸気弁及び排気弁の開閉状態を示すタイミングチャートである。
【図９】内燃機関を制御する制御装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１に示すように、本発明を適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３は、＃１〜＃４（１番〜４番）気筒Ｃをこの順に一直線上に配置した直列４気筒のガソリンエンジンであり、車両（図示せず）に搭載されている。このエンジン３では、４つの気筒Ｃにおける燃焼が、＃１→＃３→＃４→＃２→＃１の順に、クランク角が互いに１８０度ずつずれた状態で行われる。
【００２３】
エンジン３のシリンダヘッド３ａには、吸気通路４及び排気通路５が接続されるとともに、図２に示すように、気筒Ｃごとに、筒内燃料噴射弁９、ポート燃料噴射弁１０及び点火プラグ１１が設けられている。筒内燃料噴射弁９は、吸気ポート４ａの下側に配置されており、燃焼室３ｂ内に燃料を直接、噴射する。ポート燃料噴射弁１０は、吸気ポート４ａに向かって燃料を噴射する。
【００２４】
点火プラグ１１は、点火プラグホール３ｃに挿入されるとともに、燃焼室３ｂに臨むように取り付けられており、燃焼室３ｂ内に火花を発生させる。両燃料噴射弁９、１０による燃料噴射量及び燃料噴射時期と点火プラグ１１の点火時期は、ＥＣＵ２によって制御される（図９参照）。
【００２５】
また、エンジン３は、燃焼モードとして、火花点火燃焼モード（以下「ＳＩ燃焼モード」という）と、圧縮着火燃焼モード（以下「ＣＩ燃焼モード」という）を有する。ＳＩ燃焼モードは、筒内燃料噴射弁９及びポート燃料噴射弁１０から噴射された燃料によって燃焼室３ｂに生成された均質混合気を、点火プラグ１１による火花点火によって燃焼させる燃焼モードである。また、ＣＩ燃焼モードは、燃焼室３ｂに生成された成層混合気を、自己着火によって燃焼させる燃焼モードである。これらの燃焼モードの切替は、ＥＣＵ２によって制御される。
【００２６】
図１に示すように、排気通路５は、＃１〜＃４気筒Ｃにそれぞれ接続された♯１〜＃４第１通路部５ａ〜５ｄと、第２通路部６ａ、６ｂと、第３通路部７で構成されている。具体的には、燃焼サイクルの位相が互いに３６０度、異なる＃１及び＃４第１通路部５ａ、５ｄは下流側で合流し、その合流部に第２通路部６ａが接続されている。同様に、燃焼サイクルの位相が３６０度、異なる＃２及び＃３第１通路部５ｂ、５ｃは下流側で合流し、その合流部に第２通路部６ｂが接続されている。第２通路部６ａ、６ｂは下流側で合流し、その合流部に第３通路部７が接続されている。
【００２７】
第２通路部６ａ、６ｂにはそれぞれ上流側浄化装置１４が設けられ、第３通路部７には下流側浄化装置１５が設けられている。これらの浄化装置１４、１５は、三元触媒などで構成され、排ガス中の有害成分を除去し、排ガスを浄化する。
【００２８】
各気筒Ｃには、一対の吸気弁１２、１２及び一対の排気弁１３、１３（図２に各１つのみ図示）が設けられている。吸気弁１２は、吸気側動弁機構４０によって開閉され、排気弁１３は、排気側動弁機構６０によって開閉される。
【００２９】
吸気側動弁機構４０は、吸気弁１２のリフト及びバルブタイミングを連続的に変更する可変タイプのものである。なお、本明細書では、吸気弁１２及び排気弁１３の「リフト」は、それらの最大揚程を表すものとする。
【００３０】
図２に示すように、吸気側動弁機構４０は、回転自在の吸気カムシャフト４１、吸気カムシャフト４１に一体に設けられた一対の吸気カム４２、４２（図３及び図４参照）、コントロールシャフト４３、各一対のコントロールアーム４４、４４、揺動アーム４５、４５及び吸気ロッカアーム４６、４６（それぞれ１つのみ図示）などを備えている。
【００３１】
吸気カムシャフト４１は、吸気スプロケット及びタイミングチェーン（いずれも図示せず）を介して、クランクシャフトに連結されており、クランクシャフトが２回転するごとに１回転する。吸気カム４２、４２は、吸気カムシャフト４１の吸気弁１２、１２に対応する位置に配置されている。
【００３２】
コントロールシャフト４３は、吸気カムシャフト４１と平行に延び、その軸線回りに回動自在に設けられており、Ｖ／Ｔアクチュエータ４０ａ（図９参照）で駆動されることにより、その回転角度位置が制御される。コントロールアーム４４は、所定の形状を有する棒状のものであり、その一端部において、コントロールシャフト４３に設けられた偏心軸４３ａに回動自在に支持されている。また、コントロールアーム４４の他端部にはローラ４４ａが設けられており、このローラ４４ａを介して吸気カム４２が各コントロールアーム４４に当接している。
【００３３】
揺動アーム４５は、棒状の基端部と、それに連なる三角形状の本体部で構成されており、基端部において、不動の支点に回動自在に支持されている。揺動アーム４５の本体部の一方の側面には、コントロールアーム４４が上方から当接している。また、この本体部の自由端側の面は所定の形状のカム面になっており、揺動アーム４５はこのカム面を介して吸気ロッカアーム４６に当接している。吸気ロッカアーム４６は、その一端部において、油圧タペット４７に回動自在に支持されるとともに、他端部が各吸気弁１２に上方から当接している。
【００３４】
以上の構成により、吸気カムシャフト４１の回転に伴い、各コントロールアーム４４は、吸気カム４２で押圧されることにより、コントロールシャフト４３の偏心軸４３ａを中心として、図２の反時計方向に回動する。それに伴い、揺動アーム４５がコントロールアーム４４で押圧されることにより、反時計方向に回動し、各吸気弁１２を押し下げることによって、吸気弁１２、１２が開弁する。
【００３５】
また、Ｖ／Ｔアクチュエータ４０ａを介してコントロールシャフト４３を回動させると、それと一緒にコントロールアーム４４が左右方向に移動し、それに伴い、コントロールアーム４４に対する吸気カム４２の当接位置が変化することによって、吸気弁１２のリフト及びバルブタイミングが無段階に変更される。図示しないが、この吸気側動弁機構４０では、吸気弁１２のリフトが小さくなるほど、閉弁タイミングはより早くなる。
【００３６】
吸気側動弁機構４０はさらに、吸気カム位相可変機構５０を備えている。図１に示すように、この吸気カム位相可変機構５０は、吸気カムシャフト４１の一端側に設けられており、クランクシャフトに対する吸気カムシャフト４１及び吸気カム４２の相対的な位相（以下「吸気カム位相」という）ＣＡＩＮを無段階に変更するものである。この吸気カム位相ＣＡＩＮは、吸気カム位相可変機構５０のコントロールシャフト（図示せず）をＩＮＶＴＣアクチュエータ５０ａ（図９参照）で駆動することによって、制御される。
【００３７】
一方、排気弁１３を開閉する排気側動弁機構６０は、回転自在の排気カムシャフト６１、排気カムシャフト６１に一体に設けられた排気カム６２（図３及び図４参照）、及び排気ロッカアーム６３などを備えている。
【００３８】
排気カムシャフト６１は、排気スプロケット及びタイミングチェーン（いずれも図示せず）を介して、クランクシャフトに連結されており、クランクシャフトが２回転するごとに１回転する。
【００３９】
図５に示すように、排気ロッカアーム６３は、その一端部において、排気カムシャフト６１と平行な排気ロッカシャフト６４に回動自在に支持されている。排気ロッカアーム６３の中央部にはローラ６３ａを介して排気カム６２が上方から当接している。また、排気ロッカアーム６３の他端部は二股状になっており（図３参照）、分岐した２つの先端部が排気弁１３、１３に上方からそれぞれ当接している。
【００４０】
したがって、排気カムシャフト６１の回転に伴い、排気ロッカアーム６３が排気カム６２で押圧され、排気ロッカシャフト６４を中心として図２の反時計方向に回動し、排気弁１３、１３を押し下げることによって、排気弁１３、１３が開弁する。
【００４１】
排気側動弁機構６０はさらに、排気カム位相可変機構７０を備えている。図１に示すように、この排気カム位相可変機構７０は、排気カムシャフト６１の一端側に設けられており、クランクシャフトに対する排気カムシャフト６１及び排気カム６２の相対的な位相（以下「排気カム位相」という）ＣＡＥＸを無段階に変更するものである。この排気カム位相ＣＡＥＸは、排気カム位相可変機構７０のコントロールシャフト（図示せず）をＥＸＶＴＣアクチュエータ７０ａ（図９参照）で駆動することによって、制御される。
【００４２】
また、エンジン３は、ＣＩ燃焼モードにおいて排ガスを気筒Ｃに吸入するための、本発明に係るＥＧＲ吸入機構８０を備えている。このＥＧＲ吸入機構８０は、吸気行程において、排気弁１３を開弁することによって、排気通路５の＃１〜＃４第１通路部５ａ〜５ｄに一旦、排出された排ガスを気筒Ｃに吸入するものである。
【００４３】
図３〜図６に示すように、ＥＧＲ吸入機構８０は、吸気カムシャフト４１に一体に設けられたＥＧＲカム８１、ＥＧＲロッカアーム８２、及び連結機構８３などを備えている。
【００４４】
ＥＧＲカム８１は、一対の吸気カム４２、４２の外側の所定位置に配置されており、吸気カム４２よりもカム山の低い所定のカムプロフィールを有する。図４に示すように、ＥＧＲロッカアーム８２は、第１及び第２部材８４、８５の側面同士を重ね合わせ、ねじ止めしたものであり、図６に示すように、全体として、互いに鈍角をなす短辺部８２ａと長辺部８２ｂとから、ほぼＬ字状に形成されている。ＥＧＲロッカアーム８２は、そのＬ字形の角部に相当する第１部材８４の部分で、排気ロッカシャフト６４に回動自在に支持されており、排気ロッカアーム６３に近接した状態で、これに並設されている。
【００４５】
ＥＧＲロッカアーム８２の短辺部８２ａは、第１部材８４の排気ロッカシャフト６４から排気カムシャフト６１側に延びる部分で構成されており、排気ロッカアーム６３とほぼ同じ形状及びサイズを有する。この短辺部８２ａには、ローラ８２ｃを介して、位置決め用カム６１ａが上方から当接するとともに、ばね受け部８２ｄを介して、位置決め用ばね８６が下方から係合している。上記の位置決め用カム６１ａは、排気カムシャフト６１に設けられたベース円のみから成る。
【００４６】
以上の構成により、排気ロッカアーム６３が排気カム６２で駆動されず、ＥＧＲロッカアーム８２がＥＧＲカム８１で駆動されていない状態では、ＥＧＲロッカアーム８２は、位置決め用のカム６１ａ及びばね８６によって所定の角度に位置決めされ、その短辺部８２ａが排気ロッカアーム６３と重なり合い、整列した状態になっている。
【００４７】
一方、ＥＧＲロッカアーム８２の長辺部８２ｂは、第１部材８４の排気ロッカシャフト６４から吸気カムシャフト４１側に延びる部分と、この部分から吸気カムシャフト４１側にさらに延びる第２部材８５とによって構成されている。この長辺部８２ｂは、全体として、排気ロッカシャフト６４から、点火プラグホール３ｃの側方を通って、吸気カムシャフト６１の付近まで延びており、第２部材８５の先端部に設けられたローラ８２ｅに、ＥＧＲカム８１が所定の若干の隙間をもって近接している。したがって、吸気カムシャフト４１の回転に伴い、ＥＧＲロッカアーム８２は、ＥＧＲカム８１で押圧され、排気ロッカシャフト６４を中心として図２の反時計方向に回動する。
【００４８】
また、ＥＧＲロッカアーム８２には、そのローラ８２ｅとＥＧＲカム８１との間の隙間を調整するための調整機構８７が設けられている。図４及び図６に示すように、この調整機構８７は、第１及び第２ねじ８７ａ、８７ｂとイモねじ８７ｃなどで構成されている。より具体的には、第１及び第２部材８４、８５の側面には、排気ロッカシャフト６４に近い所定位置に、ボルト孔８４ａ及びねじ孔８５ａがそれぞれ形成されており、第１ねじ８７ａは、ボルト孔８４ａに通され、ねじ孔８５ａにねじ込まれている。
【００４９】
一方、排気ロッカシャフト６４から遠い第１部材８４の側面の所定位置には、ボルト孔８４ａを中心とする円弧状の長孔８４ｂが形成され、これに対応する第２部材８５の側面の所定位置には、ねじ孔８５ｂが形成されており、第２ねじ８７ｂは、長孔８４ｂに通され、ねじ孔８５ｂにねじ込まれている。
【００５０】
以上の構成により、第１及び第２ねじ８７ａ、８７ｂを緩めた状態で、第２ねじ８７ｂを長孔８４ｂに沿って案内しながら、第２部材８５を、第１ねじ８７ａを中心として第１部材８４に対して回動させるとともに、第１及び第２ねじ８７ａ、８７ｂを締め付けることによって、第１部材８４に対する第２部材８５の角度が調整される。この調整により、ＥＧＲロッカアーム８２のローラ８２ｅとＥＧＲカム８１との間の隙間が調整される。
【００５１】
また、上述したイモねじ８７ｃは、第１部材８４の上面にねじ込まれ、その先端が第２ねじ８７ｂの軸部に当接しており、それにより、第１部材８４に対する第２部材８５の位置決めが行われる。
【００５２】
前述した連結機構８３は、排気ロッカアーム６３とＥＧＲロッカアーム８２との連結又は遮断を切り替えるためのものである。図４及び図７に示すように、この連結機構８３は、排気ロッカアーム６３及びこれに整列するＥＧＲロッカアーム８２の短辺部８２ａにそれぞれ形成されたシリンダ９１ａ、９１ｂと、これらのシリンダ９１ａ、９１ｂに収容された連結ピストン９２、９３などで構成されている。
【００５３】
排気ロッカシャフト６４には油路６４ａが形成され、排気ロッカアーム６３には油路６４ａに連通する油路６３ａが形成されており、シリンダ９１ａには、これらの油路６４ａ及び油路６３ａを介して油圧が供給される。この油圧の供給は、ＥＣＵ２により、ポンプ（図示せず）から油路６４ａへの油圧の供給／停止を制御することによって、行われる。また、連結ピストン９２側の連結ピストン９３の一端部には、つば状のばね受け部９３ａが設けられており、シリンダ９１ｂには、このばね受け部９３ａを介して連結ピストン９３、９２をシリンダ９１ａ側に付勢する戻しばね９４が収容されている。
【００５４】
以上の構成により、シリンダ９１ａに油圧が供給されていない状態では、戻しばね９４の付勢力によって、連結ピストン９２はシリンダ９１ａに収容され、連結ピストン９３はシリンダ９１ｂに収容されている（図７（ａ））。これにより、排気ロッカアーム６３とＥＧＲロッカアーム８２は互いに遮断され、フリーな状態にあるため、ＥＧＲロッカアーム８２がＥＧＲカム８１で駆動され、回動しても、その動きは排気ロッカアーム６３には伝達されず、排気弁１３は駆動されない。
【００５５】
一方、シリンダ９１ａに油圧が供給されると、その油圧により、連結ピストン９２、９３が戻しばね９４の付勢力に抗してシリンダ９１ｂ側に移動することによって、連結ピストン９２がシリンダ９１ａ、９１ｂにまたがった状態で係合する（図７（ｂ））。これにより、ＥＧＲロッカアーム８２が排気ロッカアーム６３に一体に連結され、ＥＧＲロッカアーム８２の動きが排気ロッカアーム６３に伝達されることによって、排気弁１３は、ＥＧＲカム８１のカムプロフィールに応じた所定のリフト及びバルブタイミングで開閉される。
【００５６】
図８に示すように、このＥＧＲ吸入機構８０による排気弁１３の開弁（以下「排気弁１３の再開弁」という）のタイミングは、例えば吸気行程の終期から圧縮行程の始期にわたるように設定されている。これにより、排気通路５に排出された排ガスが、開弁した排気弁１３を介して気筒Ｃ内に吸入される。
【００５７】
また、この排気弁１３の再開弁と同時に、その排気弁１３の付近に、燃焼サイクルの位相が３６０度ずれた気筒Ｃから排出された排ガスによる圧力波が、排気通路５の＃１〜＃４第１通路部５ａ〜５ｄを介して伝播する。例えば、＃１気筒Ｃが吸気行程から圧縮行程の間にあるときには、＃１気筒Ｃに対して燃焼サイクルの位相が３６０度ずれている＃４気筒Ｃは、膨張行程から排気行程の間にある。このため、＃１気筒Ｃの排気弁１３が再開弁した場合、＃４気筒Ｃから排出された排ガスによる圧力波が、＃４第１通路部５ｄ及び＃１第１通路部５ａを介して、＃１気筒Ｃの排気弁１３の付近に伝播し、その圧力により排ガスが過給された状態で＃１気筒Ｃに吸入される。
【００５８】
図１に示すように、エンジン３はさらに、２次空気供給機構１００を備えている。この２次空気供給機構１００は、気筒Ｃに吸入される排ガスを冷却するとともに、気筒Ｃに残留した燃焼ガスを掃気するために、＃１〜＃４気筒Ｃの＃１〜＃４排気ポート８ａ〜８ｄに空気を２次空気として供給するものである。２次空気供給機構１００は、吸気通路４内の新気を＃１〜＃４排気ポート８ａ〜８ｄに供給するための供給通路１０１と、供給通路９１に上流側から順に設けられた過給機１０２及びクーラ１０３と、制御弁１０４（＃１〜＃４制御弁１０４ａ〜１０４ｄ）などを備えている。
【００５９】
供給通路１０１は、吸気通路４から分岐するとともに、下流側において＃１〜＃４排気ポート８ａ〜８ｄに接続されている。過給機１０２は、供給通路１０１を流れる２次空気を過給し、クーラ１０３は、過給された２次空気を冷却する。過給機１０２による過給圧は、＃１〜＃４排気ポート８ａ〜８ｄ内の圧力よりも高くなるように設定される。
【００６０】
＃１〜＃４制御弁１０４ａ〜１０４ｄはそれぞれ、各一対から成る＃１〜＃４排気ポート８ａ〜８ｄの一方に臨むように設けられている。＃１〜＃４制御弁１０４ａ〜１０４ｄの開弁時間及び開弁時期もまた、ＥＣＵ２によって制御され、それにより、＃１〜＃４排気ポート８ａ〜８ｄへの２次空気の供給量及び供給時期が制御される。
【００６１】
また、エンジン３には、クランク角センサ２１及び気筒判別センサ２２が設けられている。クランク角センサ２１は、クランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号を、所定のクランク角（例えば３０度）ごとにＥＣＵ２に出力する（図９参照）。ＥＣＵ２は、ＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、気筒判別センサ２２は、気筒Ｃを判別するためのパルス信号である気筒判別信号を、ＥＣＵ２に出力する。
【００６２】
ＥＣＵ２にはさらに、吸気温センサ２３から、エンジン３に吸入される吸気の温度ＴＡを表す検出信号が、エアフローセンサ２４から、吸気量ＧＡＩＲを表す検出信号が、水温センサ２５から、エンジン３の本体を循環する冷却水の温度ＴＷをを表す検出信号が、それぞれ入力される。
【００６３】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ２１〜２５の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、その判別結果に応じて、エンジン３の燃焼モードをＳＩ燃焼モード又はＣＩ燃焼モードに決定する。
【００６４】
また、ＥＣＵ２は、エンジン３の運転状態と、決定した燃焼モードに応じて、筒内燃料噴射弁９、ポート燃料噴射弁１０、点火プラグ１１、吸気側動弁機構４０のＶ／Ｔアクチュエータ４０ａ、吸気カム位相可変機構５０のＩＮＶＴＣアクチュエータ５０ａ、排気カム位相可変機構７０のＥＸＶＴＣアクチュエータ７０ａ、及び制御弁１０４のそれぞれの制御量を設定し、それに基づく駆動信号を出力することによって、これらのデバイスを制御する。
【００６５】
特に、ＥＣＵ２は、検出されたエンジン回転数ＮＥが高いほど、吸気カム位相ＣＡＩＮがより進角側になるように、吸気カム位相可変機構５０を制御する。このような制御により、図８に破線で示すように、エンジン回転数ＮＥが高いときには、排気行程における排気弁１３の開弁タイミングが維持された状態で、排気弁１３の再開弁のタイミングが早くなることで、両開弁タイミングの位相差である排気弁開弁位相差はより小さくなる。
【００６６】
以上のように、本実施形態によれば、吸気カムシャフト４１に設けられたＥＧＲカム８１でＥＧＲロッカアーム８２を直接、駆動し、その動きを排気ロッカアーム６３から排気弁１３に伝達することで、排気弁１３を再開弁するように構成されており、ＥＧＲカム８１と排気ロッカアーム６３の間には、ＥＧＲロッカアーム８２のみが介在する。したがって、駆動レバー及び中間レバーが必要であった従来の装置と比較し、部品点数及び組立工数を低減でき、製造コストを削減することができる。
【００６７】
また、ＥＧＲカム８１と排気ロッカアーム６３の間にＥＧＲロッカアーム８２のみが介在することと、調整機構８７により、ＥＧＲロッカアーム８２のローラ８２ｅとＥＧＲカム８１との間の隙間を調整することによって、再開弁時における排気弁１３の所望のリフト及び開弁タイミングを得るための調整を容易に行うことができる。また、再開弁時における排気弁１３のリフト及び開弁タイミングの精度を確保でき、したがって、気筒Ｃへの排ガスの吸入をより適切に行うことができる。
【００６８】
また、連結機構８３により、排気ロッカアーム６３とＥＧＲロッカアーム８２を連結又は遮断するので、排ガスの吸入が要求されるエンジン３のＣＩ燃焼モードと、排ガスの吸入が要求されないＳＩ燃焼モードとの間で、排気弁１３の再開弁の有無の切替を迅速に行うことができる。
【００６９】
さらに、エンジン回転数ＮＥが高いほど、吸気カム位相可変機構５０により、吸気カム位相ＣＡＩＮがより進角側に制御するので、排気行程における排気弁１３の開弁タイミングが維持されたまま、排気弁１３の再開弁のタイミングが早くなり、排気弁開弁位相差はより小さくなる。これにより、エンジン回転数ＮＥが高いほど、他の気筒Ｃからの排ガスの圧力波の伝播がより速くなるのに対応して、排気弁１３を相対的により早い適切なタイミングで再開弁させることができ、したがって、気筒Ｃへの排ガスの吸入をより適切に行うことができる。
【００７０】
また、ＥＧＲカム８１が、吸気カムシャフト４１の一対の吸気カム４２、４２の外側に配置されているので、ＥＧＲカム８１で駆動されるＥＧＲロッカアーム８２を、点火プラグ１１が挿入される点火プラグホール３ｃと干渉することなく、容易に配置することができる。
【００７１】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、排気弁開弁位相差の変更を、吸気カム位相可変機構５０で吸気カム位相ＣＡＩＮを制御することによって行っているが、これに代えて、排気カム位相可変機構７０で排気カム位相ＣＡＥＸを制御することによって行ってもよい。
【００７２】
この場合には、排気行程における排気弁１３の開弁タイミングが変化し、排気弁１３の再開弁のタイミングが維持されることで、排気弁開弁位相差が変更される。したがって、例えば、エンジン回転数ＮＥが高いほど、排気カム位相ＣＡＥＸをより遅角側に制御し、排気弁開弁位相差をより小さくすることによって、吸気カム位相ＣＡＩＮを制御した場合と同様の効果を得ることができる。また、吸気カム位相ＣＡＩＮ及び排気カム位相ＣＡＥＸの双方を制御することも可能であり、それにより、気筒Ｃへの排ガスの吸入をよりきめ細かく適切に行うことができる。
【００７３】
また、実施形態で説明した連結機構８３や調整機構８７は、あくまで例示であり、他の適当な構成を採用することが可能である。例えば、調整機構８７については、実施形態では、ＥＧＲロッカアーム８２とＥＧＲカム８１の間の隙間の調整を、ＥＧＲロッカアーム８２を構成する第１及び第２部材８４、８５の間の角度を変更することによって行っているが、これに限らない。例えば、ＥＧＲロッカアームの長さを可変な構成としてもよく、そのような構成は、第１及び第２部材を長さ方向に互いにスライド自在とするとともに、スライドした任意の位置で、両部材をねじなどで固定することによって実現できる。
【００７４】
さらに、実施形態は、本発明を車両に搭載されたガソリンエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ガソリンエンジン以外のディーゼルエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００７５】
３  エンジン（内燃機関）
１２  吸気弁
１３  排気弁
４１  吸気カムシャフト
４２  吸気カム
５０  吸気カム位相可変機構（カム位相可変機構）
６１  排気カムシャフト
６２  排気カム
６３  排気ロッカアーム
６４  排気ロッカシャフト
７０  排気カム位相可変機構（カム位相可変機構）
８０  ＥＧＲ吸入機構
８１  ＥＧＲカム
８２  ＥＧＲロッカアーム
８３  連結機構
８７  調整機構
Ｃ  気筒
ＣＡＩＮ  吸気カム位相（クランクシャフトに対する吸気カムの位相）
ＣＡＥＸ  排気カム位相（クランクシャフトに対する排気カムの位相）
【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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【図９】
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