(57)【要約】【課題】ＡＷＳ実行中、触媒装置の早期活性化効果を維持しつつ排気騒音を抑制できる火花点火式エンジンの触媒早期暖機制御装置を提供する。【解決手段】エンジンの回転抵抗となる外部負荷が低いほど圧縮上死点からのリタード量が大きくなるように点火時期を設定する。外部負荷が低いほど、前記点火時期に点火された混合気の膨張行程中の燃焼により筒内圧力がピークを迎えるタイミングに近接して排気弁が開弁を開始するように排気弁の開弁開始時期を設定する。【選択図】図１１
2014136988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に備えられた触媒装置が未活性状態のときは、同じ運転状態で活性状態のときよりも、吸入空気量を増量し、かつ点火時期を圧縮上死点を超えてリタードさせる火花点火式エンジンの触媒早期暖機制御装置であって、
エンジンの回転抵抗となる外部負荷が低いほど圧縮上死点からのリタード量が大きくなるように点火時期を設定する点火時期設定手段と、
前記外部負荷が低いほど、前記点火時期設定手段で設定された点火時期に点火された混合気の膨張行程中の燃焼により筒内圧力がピークを迎えるタイミングに近接して排気弁が開弁を開始するように排気弁の開弁開始時期を設定する排気開弁開始時期設定手段とが備えられていることを特徴とする火花点火式エンジンの触媒早期暖機制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の火花点火式エンジンの触媒早期暖機制御装置において、
前記排気開弁開始時期設定手段は、前記外部負荷が所定の基準負荷よりも低いとき、前記筒内圧力がピークを迎える前に排気弁が開弁を開始するように排気弁の開弁開始時期を設定することを特徴とする火花点火式エンジンの触媒早期暖機制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の火花点火式エンジンの触媒早期暖機制御装置において、
前記排気弁は１つの気筒に複数設けられ、
前記排気開弁開始時期設定手段は、前記複数の排気弁のうち少なくとも１つの排気弁が前記筒内圧力がピークを迎えるタイミングに近接して開弁を開始し、かつ前記複数の排気弁の開弁開始時期が相違するように排気弁の開弁開始時期を設定することを特徴とする火花点火式エンジンの触媒早期暖機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火花点火式エンジンの触媒早期暖機制御装置に関し、内燃機関のエミッション対策の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火花点火式エンジンにおいて、排気通路に備えられた触媒装置の早期活性化を図るために、ＡＷＳ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  Ｗａｒｍ−ｕｐ  Ｓｙｓｔｅｍ）と称される技術が用いられることがある。このＡＷＳは、例えばエンジンの冷間始動直後等で、前記触媒装置が未活性状態のときは、同じ運転状態（例えばアイドル運転）で活性状態のときよりも、吸入空気量を増量し、かつ点火時期を圧縮上死点を超えてリタードさせることにより、混合気を膨張行程中に後燃えさせ、これにより排気ガス温度ひいては排気熱量を増大させて前記触媒装置の暖機を促進する技術である（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２１５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＡＷＳの実行中は、点火時期が圧縮上死点を超えてリタードされるため、混合気は膨張行程中に燃焼し、筒内圧力が膨張行程後半に上昇する。このタイミングは、排気ポートを開閉するための排気弁が開弁を開始する時期と重なるため、排気弁が開弁した際に気筒から排気ポートに流れ出るブローダウンエネルギーが高くなる。その結果、排気通路内の排気脈動の振幅が大きくなり、排気系の放射音が増大し、排気騒音が大きくなるという問題がある。
【０００５】
この問題に対処するために、吸入空気量を減量してエンジン回転数を低下させることが考えられるが、そうすると、排気熱量が減少して触媒装置の早期活性化効果が目減りしてしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、ＡＷＳの実行中、触媒装置の早期活性化効果を維持しつつ、排気騒音を抑制することのできる火花点火式エンジンの触媒早期暖機制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するためのものとして、本発明は、排気通路に備えられた触媒装置が未活性状態のときは、同じ運転状態で活性状態のときよりも、吸入空気量を増量し、かつ点火時期を圧縮上死点を超えてリタードさせる火花点火式エンジンの触媒早期暖機制御装置であって、エンジンの回転抵抗となる外部負荷が低いほど圧縮上死点からのリタード量が大きくなるように点火時期を設定する点火時期設定手段と、前記外部負荷が低いほど、前記点火時期設定手段で設定された点火時期に点火された混合気の膨張行程中の燃焼により筒内圧力がピークを迎えるタイミングに近接して排気弁が開弁を開始するように排気弁の開弁開始時期を設定する排気開弁開始時期設定手段とが備えられていることを特徴とする火花点火式エンジンの触媒早期暖機制御装置である（請求項１）。
【０００８】
本発明によれば、エンジンの外部負荷（例えばオルタネータやオイルポンプやエアコン等の補機類及びＡＴ車両の場合のトルクコンバータ等）が低いほど、回転を維持するのに必要なトルクが下がるため、圧縮上死点からの点火時期のリタード量を大きくすることができる。そのため、吸入空気量及び燃料噴射量が同じとすれば、エンジンの外部負荷が低いほど、混合気の膨張行程中の燃焼により筒内圧力がピークを迎える時期が遅くなり、そのピーク値が低くなる。
【０００９】
そして、エンジンの外部負荷が低いほど、前記筒内圧力がピークを迎えるタイミングに近接して排気弁が開弁を開始するから、外部負荷が低いほど、排気弁の開弁直後に排気通路に排出される排気熱量が高くなり、触媒活性の点で有利となる。一方、排気騒音については、外部負荷が低いほど、点火時期のリタード量が大きく、したがって筒内圧力のピーク値が低いから、外部負荷が低いほど、排気弁が開弁した際のブローダウンエネルギーが比較的低いものとなり、排気騒音はそれほど大きくならない。すなわち、触媒活性と排気騒音との両立が図られる。
【００１０】
逆に、エンジンの外部負荷が高いほど、点火時期のリタード量が小さいから、筒内圧力のピーク値は高くなるけれども、筒内圧力がピークを迎えるタイミングから離間して排気弁が開弁を開始するから、排気弁が開弁した際のブローダウンエネルギーが比較的低いものとなり、排気騒音が抑制される。一方、触媒活性については、エンジンの外部負荷が低いときに比べれば、点火時期のリタード量が小さいから、排気ガス温度は相対的に低下するけれども、点火時期は依然として圧縮上死点を超えてリタードされており、排気ガス温度ひいては排気熱量が増大しているから、触媒装置の早期活性化効果が十分維持される。すなわち、この場合も、触媒活性と排気騒音との両立が図られる。
【００１１】
以上により、本発明によれば、ＡＷＳの実行中、触媒装置の早期活性化効果を維持しつつ、排気騒音を抑制することのできる火花点火式エンジンの触媒早期暖機制御装置が提供される。
【００１２】
本発明において、好ましくは、前記排気開弁開始時期設定手段は、前記外部負荷が所定の基準負荷よりも低いとき、前記筒内圧力がピークを迎える前に排気弁が開弁を開始するように排気弁の開弁開始時期を設定する（請求項２）。
【００１３】
この構成によれば、エンジンの外部負荷が所定の基準負荷よりも低いときは、前記筒内圧力がピークを迎える前に排気弁が開弁を開始するから、これからまだ燃えようとしている混合気が排気通路に排出されて排気ガス温度ひいては排気熱量が確実に高くなり、触媒装置が確実に活性化される。
【００１４】
本発明において、好ましくは、前記排気弁は１つの気筒に複数設けられ、前記排気開弁開始時期設定手段は、前記複数の排気弁のうち少なくとも１つの排気弁が前記筒内圧力がピークを迎えるタイミングに近接して開弁を開始し、かつ前記複数の排気弁の開弁開始時期が相違するように排気弁の開弁開始時期を設定する（請求項３）。
【００１５】
この構成によれば、複数の排気弁が互いに異なるタイミングで開弁を開始するので、排気ポートに排出された排気ガスの流れに乱れが生じ、ひいては排気通路内の排気ガスが攪拌されて、排気通路内での後燃えが促進される。そのため、より触媒装置に近い部位での後燃えが図られて、触媒活性の点でより一層有利となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、ＡＷＳの実行中、触媒装置の早期活性化効果を維持しつつ、排気騒音を抑制することのできる火花点火式エンジンの触媒早期暖機制御装置に関するものであるから、内燃機関のエミッション対策に寄与し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る火花点火式エンジンの概略構成図である。
【図２】マルチホール型インジェクタとピストンと点火プラグとの詳細構造を示した斜視図である。
【図３】（ａ）はピストン冠面の平面図、（ｂ）はピストンのＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】圧縮行程での燃料噴射状態を示す側面図である。
【図５】（ａ）は燃料噴射直後の燃焼室内の様子を説明するための模式図、（ｂ）はその後の様子を説明するための模式図である。
【図６】前記エンジンの排気系の排気上流部を示す平面図である。
【図７】前記排気上流部の拡大平面図である。
【図８】前記エンジンの制御システム図である。
【図９】ＡＷＳ実行中の燃料噴射時期、点火時期、吸排気弁の開弁時期及び閉弁時期のタイムチャートである。
【図１０】ＡＷＳ実行中のエンジン回転及び点火時期のタイムチャートである。
【図１１】（ａ）は点火時期のリタード量がＡＴＤＣ１６°ＣＡ、ＡＴＤＣ２６°ＣＡ及びＡＴＤＣ３６°ＣＡのときのＡＷＳ実行中の筒内圧力のタイムチャートに排気弁の開弁時期を重ねたもの、（ｂ）はそのうち膨張行程後半の部分を拡大したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基いて本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
（１）全体構成
図１に示すように、本実施形態に係るエンジンＥは直列４気筒（図６参照）の火花点火式エンジンであり、クランクシャフト１を回転自在に支持するシリンダブロック２と、シリンダブロック２の上部に配置されたシリンダヘッド３とを有し、これらのシリンダブロック２及びシリンダヘッド３に４つの気筒４が設けられている。
【００２０】
各気筒４にコンロッド５を介してクランクシャフト１に連結されたピストン６が収容されている。ピストン６の上方に燃焼室７が形成されている。シリンダヘッド３の下面に燃焼室７の天井壁部８が気筒４毎に形成されている。天井壁部８は中央部分からシリンダヘッド３の下端まで延びる吸気側傾斜面８ａと排気側傾斜面８ｂとが対向して形成されたペントルーフ型である。吸気側傾斜面８ａに吸気ポート９が開口し、排気側傾斜面８ｂに排気ポート１０が開口している。吸気ポート９及び排気ポート１０は気筒４側が２つに分岐し（図６参照）、それぞれに吸気ポート９を開閉するための吸気弁１６及び排気ポート１０を開閉するための排気弁１７が設けられている。すなわち、１気筒４あたり２つの吸気弁１６及び２つの排気弁１７が設けられている。
【００２１】
吸気側傾斜面８ａの下端部にマルチホール型インジェクタ（燃料噴射弁）１１が斜め下方を指向して配置されている。このマルチホール型インジェクタ１１は燃料供給システム１２に接続され、燃料供給システム１２がエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１３（図８参照）からパルス信号を受信することにより、その受信時期にパルス幅に対応する量の燃料を燃焼室７に直接噴射する。なお、このマルチホール型インジェクタ１１の詳細構造については後述する。
【００２２】
各気筒４の天井壁部８の中央部分に点火プラグ１４が設けられている。点火プラグ１４はシリンダヘッド３に固定され、燃焼室７内に電極１４ａ（図２参照）を臨ませている。点火プラグ１４は点火回路１５に接続され、点火回路１５がＥＣＵ１３から制御信号を受信することにより、その受信時期に電極１４ａに火花を放電し点火する。
【００２３】
各気筒４の２つの吸気弁１６及び２つの排気弁１７にそれぞれタペットユニット１８，１９が設けられている。タペットユニット１８，１９はシリンダヘッド３に設けられた図示しない動弁機構の吸気弁用カム２０及び排気弁用カム２１によってエンジン回転に連動して駆動される。
【００２４】
より詳しくは、動弁機構は、前記吸気弁用カム２０及び排気弁用カム２１が設けられた図示しない吸気カムシャフト及び排気カムシャフトと、吸気ＶＶＴ１２０及び排気ＶＶＴ１２１（図８参照）とを有している。吸気カムシャフト及び排気カムシャフトは、チェーン等を介してクランクシャフト１に連結され回転駆動される。
【００２５】
吸気ＶＶＴ１２０及び排気ＶＶＴ１２１は、クランクシャフト１と吸気カムシャフト及び排気カムシャフトとの間の位相差を変更することにより、吸気弁１６及び排気弁１７のバルブタイミングを変更するためのものである。吸気ＶＶＴ１２０及び排気ＶＶＴ１２１は、ＥＣＵ１３からの制御信号に応じて吸気弁１６及び排気弁１７のバルブタイミングを変更する。
【００２６】
本実施形態では、吸気ＶＶＴ１２０及び排気ＶＶＴ１２１は、吸気弁１６及び排気弁１７の開弁期間及びリフト量、つまりバルブプロフィールをそれぞれ一定に保ったまま、吸気弁１６及び排気弁１７の開弁時期ＩＶＯ，ＥＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣ，ＥＶＣ（図９参照）をそれぞれ変更する。
【００２７】
本実施形態では、吸気弁１６及び排気弁１７の開弁期間とは、バルブのリフト期間中、バルブの開弁開始側及び閉弁完了側においてバルブリフトの勾配が緩やかな部分（ランプ部）を除いた区間をいい、吸気弁１６及び排気弁１７の開弁時期及び閉弁時期とは、前記開弁期間の開弁開始時期及び閉弁完了時期をいう。例えば、ランプ部の高さが０．２ｍｍである場合は、バルブリフト量が０．２ｍｍに増大した時期又は減少した時期が、それぞれ開弁時期及び閉弁時期である。
【００２８】
各吸気ポート９に吸気マニホールドの独立吸気管２２が接続されている。独立吸気管２２の吸気上流側に吸入空気量を調節するためのスロットル弁２８（図８参照）が備えられている。スロットル弁２８は、ＥＣＵ１３からの制御信号に応じて開度を変更する。また、各排気ポート１０に排気マニホールドの独立排気管２３が接続されている。
【００２９】
次に、図６を参照してこのエンジンＥの排気系の構造を説明する。図６に示すように、このエンジンＥは、吸気系が車両前後方向の前側、排気系が車両前後方向の後側に位置するように車両前部に横置きされている。このエンジンＥの気筒列方向の一端に変速機Ｔが結合され、これらのエンジンＥと変速機Ｔとでパワートレインが構成されている。変速機Ｔは図示しないトルクコンバータと変速歯車機構とを有する自動変速機（ＡＴ）である。すなわち、本実施形態に係る車両はＡＴ車両である。ここで、トルクコンバータは、クランクシャフト１に連結された重量物であるため、エンジンＥにとって回転の抵抗となる外部負荷である。
【００３０】
４つの気筒は、反変速機側から、第１気筒４ａ、第２気筒４ｂ、第３気筒４ｃ、第４気筒４ｄが配置され、第１気筒４ａ、第３気筒４ｃ、第４気筒４ｄ、第２気筒４ｂの順に、吸気、圧縮、膨張、排気の各行程が１行程づつずれて進行する。
【００３１】
相互に排気行程が連続しない第１気筒４ａと第４気筒４ｄとに接続する第１独立排気管２３ａと第４独立排気管２３ｄとがそれぞれ車両後方に延びた後、合流し、第１合流管２４ａを形成する。同様に、相互に排気行程が連続しない第２気筒４ｂと第３気筒４ｃとに接続する第２独立排気管２３ｂと第３独立排気管２３ｃとがそれぞれ車両後方に延びた後、合流し、第２合流管２４ｂを形成する。第１合流管２４ａと第２合流管２４ｂとが湾曲しつつ合流し、単一の集合管２５を形成する。すなわち、このエンジンＥの排気系は４−２−１排気と称される構造である。
【００３２】
そして、図７にも示すように、集合管２５の排気下流側に触媒装置２６が接続され、触媒装置２６の排気下流側に単一の排気管２７が接続される。図示しないが、排気管２７は車両後方に延び、その途中にサイレンサ等が配設される。触媒装置２６は三元触媒であり、特にエンジンＥの冷間時にＨＣ及びＣＯの浄化を図るものである。そのため、触媒装置２６はこのエンジンＥの排気系の比較的排気上流側に配設されている。
【００３３】
もっとも、このエンジンＥの排気系は排気脈動によって気筒４ａ〜４ｄの掃気を図るものであるため、排気ポート１０の気筒側の開口から触媒装置２６までの距離が比較的長い値に設定されている。それゆえ、触媒装置２６は排気ガス温度により暖機され難くなっており、触媒装置２６の活性化のためのＡＷＳが必要とされる。
【００３４】
また、前記各独立排気管２３ａ〜２３ｄ、各合流管２４ａ，２４ｂ、集合管２５、及び排気管２７は、エンジンＥの軽量化のため、それぞれ例えばステンレススチール製の薄肉の鋼管で作製されている。それゆえ、このエンジンＥの排気系は放射音が出やすくなっており、排気騒音を抑制する対策が必要とされる。
【００３５】
なお、前記各独立排気管２３ａ〜２３ｄ（独立排気管２３）、各合流管２４ａ，２４ｂ、集合管２５、及び排気管２７は、それぞれ本発明の排気通路に相当する。
【００３６】
次に、図２を参照してマルチホール型インジェクタ１１の構造を説明する。図２に示すように、このインジェクタ１１は、先端の噴射面１１ａが斜め下方を指向するように配置され、圧縮上死点近傍にあるピストン６の冠面３０に向けて複数（図例では６つ）の燃料噴霧Ｇａ〜Ｇｆを噴射する。
【００３７】
噴射面詳細図に示すように、噴射面１１ａに６つの噴口４０ａ〜４０ｆが形成されている。具体的に、噴射面１１ａの１段目中央に第１噴口４０ａ、２段目左右両側に第２噴口４０ｂ及び第３噴口４０ｃ、３段目左右両端に第４噴口４０ｄ及び第５噴口４０ｅ、４段目中央に第６噴口４０ｆが形成されている。
【００３８】
各噴口４０の径は例えば０．１ｍｍ程度と極小である。この噴口４０の径及び向きにより各噴口４０からの燃料噴射量や燃料噴射方向が決定される。具体的に、第１噴口４０ａからの第１噴霧Ｇａが最も上方で中央方向に、第２噴口４０ｂからの第２噴霧Ｇｂ及び第３噴口４０ｃからの第３噴霧Ｇｃが第１噴霧Ｇａの下方で左右方向に、第４噴口４０ｄからの第４噴霧Ｇｄ及び第５噴口４０ｅからの第５噴霧Ｇｅが第２噴霧Ｇｂ及び第３噴霧Ｇｃの下方で左右方向に、第６噴口４０ｆからの第６噴霧Ｇｆが最も下方で中央方向に噴射される。なお、第１噴霧Ｇａは、点火プラグ１４の電極１４ａに燃料が付着しないように、電極１４ａよりも下方に噴射される。
【００３９】
このような構造により、マルチホール型インジェクタ１１は、複数の燃料噴霧Ｇａ〜Ｇｆを斜め下方に向けて筒内に均等に噴射する。そのため、通常運転時の均質燃焼時には、筒内全てに燃料が行き渡り、混合気を効率的に燃焼させることができる。また、後述するように、ＡＷＳの実行中は、噴射時期を適切に制御することにより、筒内に弱成層状態を生成させることができる。ここで、弱成層状態とは、筒内の混合気が点火プラグ１４周り（より詳しくはその電極１４ａ周り）で相対的にリッチとなり、その周囲で相対的にリーンとなる状態をいう（筒内混合気の弱成層化）。
【００４０】
次に、図３を参照してピストン６の構造を説明する。図３に示すように、本実施形態に係るピストン６は、前述した燃焼室７のペントルーフ型の天井壁部８に対応して同様にペントルーフ形状の隆起部３１をピストン冠面３０に備える。すなわち、隆起部３１は、クランク軸方向に沿って対向して形成された吸気側傾斜面３１ａと排気側傾斜面３１ｂとを有する。
【００４１】
隆起部３１より吸気側及び排気側にピストン冠面３０の基準面となる吸気側水平面部３２及び排気側水平面部３３が設けられている。各水平面部３２，３３に吸気弁１６及び排気弁１７に対応する吸気弁リセス３２ａ及び排気弁リセス３３ａが形成されている（図２参照）。
【００４２】
隆起部３１の中央に平面視で略円形の凹状キャビティ３４が形成されている。この凹状キャビティ３４は、略半球面状に形成された内周面３５と、略水平面状に形成された底面３６とを有し、ピストン６が上死点近傍に位置したときに、点火プラグ１４の電極１４ａを中心とした略球状の燃焼空間を形成する。この略球状の燃焼空間により圧縮比が極めて高いエンジンが提供される。
【００４３】
図３（ａ）に示すように、吸気側傾斜面３１ａに燃料噴霧を受ける受け面３７が形成されている。この受け面３７は平面視で略長円形状の凹部で構成されている。受け面３７を形成したことにより、図３（ｂ）に示すように、凹状キャビティ３４の吸気側上端部３４ａは排気側上端部３４ｂよりも下方に位置する。そのため、インジェクタ１１から噴射された第１噴霧Ｇａが凹状キャビティ３４内に入りやすく出にくくなる。
【００４４】
図３（ａ）に示すように、凹状キャビティ３４を除く、吸気側傾斜面３１ａと排気側傾斜面３１ｂとの間の隆起部３１の稜線に上面部３８，３８が形成されている。この上面部３８，３８は、ピストン外周側が低い傾斜面で構成されている。この上面部３８，３８により、ピストン６が上死点に位置したときでも、燃焼室７上部に吸気側と排気側とを連通する連通空間が形成される。
【００４５】
（２）ＡＷＳの基本動作
次に、図９を参照してエンジンＥの冷間時における運転状態を説明する。すなわち、例えばエンジンＥの冷間始動直後等で、触媒温度センサＳＷ５（図８参照）等により触媒装置２６が暖機されていないことが検出され、触媒装置２６が未活性状態のときは、ＥＣＵ１３によりＡＷＳ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  Ｗａｒｍ−ｕｐ  Ｓｙｓｔｅｍ）が実行される。ＡＷＳは、触媒装置２６が未活性状態のときは、同じ運転状態（例えばアイドル運転）で活性状態のときよりも、吸入空気量を増量し、かつ点火時期を圧縮上死点を超えてリタードさせることにより、混合気を膨張行程中に後燃えさせ、これにより排気ガス温度ひいては排気熱量（ヒートフラックス）を増大させて前記触媒装置２６の暖機を促進する技術である。
【００４６】
ＡＷＳの実行中は、マルチホール型インジェクタ１１は、１サイクル当り、吸気行程で１回、圧縮行程で１回、計２回、燃料を２つに分割して噴射するように、ＥＣＵ１３により制御される。
【００４７】
具体的に、図９に示すように、吸気行程の開始を０°ＣＡ（「°ＣＡ」はクランク角を表す）とした場合に、インジェクタ１１は、吸気行程後期の所定時期Ｔ１（例えば１５０〜１７０°ＣＡ）に第一段噴射を開始し、圧縮行程中期の所定時期Ｔ２（例えば３００〜３２０°ＣＡ）に第二段噴射を開始する。この２回の燃料噴射量の合計が理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）を実現するように各回の燃料噴射量が設定される。
【００４８】
このように燃料を適切なタイミングで２分割して噴射することにより、筒内に弱成層状態が生成される。すなわち、吸気行程での第一段噴射によって燃料が早期に筒内で気化霧化し、その後、圧縮行程での第二段噴射によって点火プラグ１４周りに燃料濃度の濃いリッチな混合気の層が形成される。
【００４９】
また、ＡＷＳの実行中は、点火プラグ１４は、圧縮上死点（ＴＤＣ）を大幅に超えたタイミングで点火するように、ＥＣＵ１３により制御される。すなわち、点火時期が圧縮上死点を超えて膨張行程に移行するまで遅角（リタード）される。なお、後述するように、点火時期はエンジンＥの外部負荷の大小（高低）によって変更される。図９は、点火時期が膨張行程初期の所定時期Ｔ３（例えば３７５〜４００°ＣＡ）に設定される場合を示している。
【００５０】
このように点火時期をリタードさせることにより、エンジンＥの燃焼エネルギーの多くが熱エネルギーに変換され（すなわちピストン６を押し下げる仕事に変換される割合が減り）、排気損失が増大する。その結果、排気ガス温度ひいては排気熱量が増大し、触媒装置２６の暖機が促進される。そのため、触媒装置２６が早期に活性化され、排気ガスの浄化が早期に開始される。しかも、本実施形態では、点火時期を圧縮上死点を大幅に（例えば図１１に実線で例示するように３６°ＣＡ）超えてリタードさせるため、混合気は膨張行程中に後燃えし、より一層、排気ガス温度ひいては排気熱量が高くなり、触媒装置２６の早期活性化効果が増大する。
【００５１】
また、ＡＷＳの実行中は、スロットル弁２８は、同じアイドル運転で触媒装置２６が活性状態のときに比べて、吸入空気量が増量するように、ＥＣＵ１３により制御される。これにより、点火時期が圧縮上死点を超えてリタードされても、トルク及びエンジン回転を維持することができる。また、排気ガス量が増量するため、排気熱量を増大させることができる。
【００５２】
なお、点火時期をリタードさせると、燃焼状態が不安定となり、燃焼が確実に生じない可能性がある。しかし、本実施形態では、燃料噴射時期を適切に制御することにより、筒内混合気を弱成層化しているため、点火時期が大幅にリタードされても、安定した燃焼状態を得ることができる。
【００５３】
具体的に、吸気行程での第一段噴射では、最も下方に噴射される第６噴口４０ｆからの第６噴霧Ｇｆが筒内の側壁面（ライナー）に到達することなくピストン冠面３０の凹状キャビティ３４に入るように設定されている。このように、最も下方に噴射される第６噴霧Ｇｆがピストン冠面３０に到達するので、筒内で最も温度が低い筒内の側壁面の下部に燃料が付着することが防がれる。そのため、吸気行程での燃料の気化霧化が促進され、排気ガスに未燃成分であるＨＣ（Ｒａｗ  ＨＣ）が含有されることが抑制される。
【００５４】
一方、圧縮行程での第二段噴射では、図４に示すように、最も上方に噴射される第１噴口４０ａからの第１噴霧Ｇａがピストン冠面３０の凹状キャビティ３４に入るように、より詳しくは凹状キャビティ３４の内周面３５に向かうように設定されている。また、第２噴口４０ｂ及び第３噴口４０ｃからの第２噴霧Ｇｂ及び第３噴霧Ｇｃは、凹状キャビティ３４より手前の吸気側傾斜面３１ａ、より詳しくは受け面３７に向かうように設定されている。受け面３７に衝突して勢いが弱まった第２噴霧Ｇｂ及び第３噴霧Ｇｃは、第１噴霧Ｇａが通過した後に発生する負圧によって凹状キャビティ３４内に引き込まれる。
【００５５】
次に、図５を参照してこの引き込み現象を説明する。図５（ａ）に示すように、第１噴霧Ｇａは凹状キャビティ３４の略半球面状の内周面３５に向かうように噴射される。そのため、図５（ｂ）に示すように、第１噴霧Ｇａは前記内周面３５の円弧状傾斜面３５ａに案内されて円滑良好に上方に方向転換し、点火プラグ１４（天井壁部８）に向かう。
【００５６】
一方、図５（ａ）に示すように、第２噴霧Ｇｂ及び第３噴霧Ｇｃは受け面３７に向かうように噴射される。そのため、第２噴霧Ｇｂ及び第３噴霧Ｇｃは受け面３７に衝突して勢いが弱まり、受け面３７の上方を漂う。ここで、第１噴霧Ｇａが通過した後に凹状キャビティ３４内に引き込む負圧が発生しているため、図５（ｂ）に示すように、第２噴霧Ｇｂ及び第３噴霧Ｇｃはこの負圧によって凹状キャビティ３４内に引き込まれる。
【００５７】
このように、第１噴霧Ｇａに加えて第２噴霧Ｇｂ及び第３噴霧Ｇｃが凹状キャビティ３４内に引き込まれることにより、より多くの燃料が点火プラグ１４周りに位置し、結果として、燃料濃度の濃いリッチな混合気が点火プラグ１４周りに多く存在することになる。
【００５８】
なお、第２噴霧Ｇｂ及び第３噴霧Ｇｃは吸気側傾斜面３１ａから一段凹んだ受け面３７に噴射されるため、吸気側傾斜面３１ａからの漏れが抑制されて、確実に凹状キャビティ３４内に引き込まれる。
【００５９】
（３）制御系
図８に示すように、本実施形態に係る車両（ＡＴ車両）には、エンジン水温を検出するためのエンジン水温センサＳＷ１と、エンジン回転数を検出するためのエンジン回転数センサＳＷ２と、クランクシャフト１の回転角を検出するためのクランク角センサＳＷ３と、運転者のアクセル操作（アクセルペダルの踏込み）の有無及びアクセル操作量（アクセルペダルの踏込量）を検出するためのアクセルポジションセンサＳＷ４と、触媒装置２６の温度を検出するための触媒温度センサＳＷ５とが設けられている。ＥＣＵ１３は、これらの各種センサＳＷ１〜ＳＷ５と相互に電気的に接続されている。
【００６０】
ＥＣＵ１３は、周知の通り、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるマイクロプロセッサであり、本発明の点火時期設定手段、及び排気開弁開始時期設定手段に相当する。
【００６１】
ＥＣＵ１３は、車両に設けられた前記各種センサＳＷ１〜ＳＷ５から入力される種々の情報に基き、エンジンＥの通常運転（均質燃焼）を制御する他、エンジンＥの冷間始動時に、触媒装置２６が未活性状態のときは、触媒装置２６の早期活性化を図るＡＷＳを実行する。
【００６２】
ＡＷＳの実行のため、ＥＣＵ１３は、燃料供給システム１２、点火回路１５、スロットル弁２８、エアコン（より詳しくはそのコンプレッサ）１０１、オルタネータ１０２、オイルポンプ１０３、吸気ＶＶＴ１２０、排気ＶＶＴ１２１と相互に電気的に接続されており、これらの各種機器に制御信号を出力する。ここで、エアコン１０１、オルタネータ１０２、及びオイルポンプ１０３等の補機は、ベルト等を介してクランクシャフト１に連結され駆動されるものであるため、エンジンＥにとって回転の抵抗となる外部負荷である。
【００６３】
（４）本実施形態の特徴
次に、図９〜図１１を参照して本実施形態の特徴を説明する。図９は、ＡＷＳ実行中の燃料噴射時期、点火時期、吸排気弁の開弁時期ＩＶＯ，ＥＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣ，ＥＶＣのタイムチャート、図１０は、ＡＷＳ実行中のエンジン回転及び点火時期のタイムチャート、図１１（ａ）は点火時期のリタード量がＡＴＤＣ１６°ＣＡ、２６°ＣＡ及び３６°ＣＡのときのＡＷＳ実行中の筒内圧力のタイムチャートに排気弁１７の２種の開弁時期ＥＶＯ１，ＥＶＯ２を重ねたもの、図１１（ｂ）はそのうち膨張行程後半の部分を拡大したものである。
【００６４】
前述したように、ＥＣＵ１３は、ＡＷＳの実行中、点火時期を圧縮上死点を超えてリタードさせるため、混合気は膨張行程中に燃焼し、筒内圧力が膨張行程後半に上昇してピークを迎える。このタイミングは、排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯと重なるため、排気弁１７が開弁した際に気筒４から排気ポート１０に流れ出るブローダウンエネルギーが高くなる。その結果、独立排気管２３ａ〜２３ｄ、合流管２４ａ，２４ｂ、及び集合管２５内の排気脈動の振幅が大きくなり、排気系の放射音が増大し、排気騒音が大きくなる。この問題に対処するため、吸入空気量を減量してエンジン回転数を低下させると、排気熱量が減少して触媒装置２６の早期活性化効果が目減りしてしまう。
【００６５】
そこで、ＥＣＵ１３は、触媒装置２６の早期活性化効果を維持しつつ、排気騒音を抑制するために、ＡＷＳの実行中、エンジンＥの外部負荷が低いほど圧縮上死点からのリタード量が大きくなるように点火時期を設定すると共に、前記外部負荷が低いほど、前記設定した点火時期に点火された混合気の膨張行程中の燃焼により筒内圧力がピークを迎えるタイミングに近接して排気弁１７が開弁を開始するように排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯ１を設定し、逆に、前記外部負荷が高いほど、前記筒内圧力がピークを迎えるタイミングから離間して排気弁１７が開弁を開始するように排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯ２を設定する。なお、本実施形態において、筒内圧力のピークに近接して設定される排気弁１７の開弁開始時期をＥＶＯ１と記し、筒内圧力のピークから離間して設定される排気弁１７の開弁開始時期をＥＶＯ２と記す。
【００６６】
また、ＥＣＵ１３は、前記外部負荷が所定の基準負荷よりも低いとき、前記筒内圧力がピークを迎える前に排気弁１７が開弁を開始するように排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯ１を設定する。
【００６７】
図１０に示すように、ＥＣＵ１３は、エンジンＥの始動時において、完爆後のアイドル運転時にＡＷＳを所定時間実行する。このＡＷＳの実行中は、ＥＣＵ１３は、点火時期を圧縮上死点（ＴＤＣ）を超えてリタード（遅角）させるため、スロットル弁２８を制御して吸入空気量を増量しなければ、そのような点火時期のリタードを行わない場合に比べて、トルクが低下し、エンジン回転が低下する。しかも、ＥＣＵ１３は、図中の破線から実線への変化を矢印で示すように、エンジンＥの外部負荷が低いほど圧縮上死点からのリタード量が大きくなるように点火時期を設定するので、前記外部負荷が低いほどエンジン回転が大幅に低下する。なお、図中の破線は点火時期のリタード量がＡＴＤＣ（圧縮上死点後）１６°ＣＡの場合を示し、実線は点火時期のリタード量がＡＴＤＣ３６°ＣＡの場合を示す。
【００６８】
図９に示すように、本実施形態では、吸気弁１６及び排気弁１７の開弁期間、つまり吸気弁１６及び排気弁１７の開弁時期ＩＶＯ，ＥＶＯから閉弁時期ＩＶＣ，ＥＶＣまでの期間が比較的大きく設定されている。特に、ＡＷＳの実行中、吸気ＶＶＴ１２０及び排気ＶＶＴ１２１がＥＣＵ１３により制御されて、排気上死点（７２０°ＣＡ）を挟んで吸気弁１６及び排気弁１７の双方が開くオーバーラップ期間が設けられている。しかも、その場合、排気上死点からの吸気弁１６の開弁時期ＩＶＯの進角量が、排気上死点からの排気弁１７の閉弁時期ＥＶＣの遅角量よりも大きく設定されている。その結果、吸気系に排気ガス、すなわち内部ＥＧＲガスが大量に排出されるので、新気量を確保するためにスロットル弁２８の開度が大きくされる。そのため、ポンピングロスが低減され、燃費の向上が図られる。
【００６９】
具体的に、図９に示すように、ＡＷＳの実行中、吸気弁１６の開弁時期ＩＶＯは排気行程の後半の略中間のタイミングに設定され、閉弁時期ＩＶＣは圧縮行程の前半の略中間のタイミングに設定される。一方、排気弁１７の開弁時期ＥＶＯは膨張行程中期〜後期の所定時期Ｔ４（例えば４７０〜５２０°ＣＡ）に設定され、閉弁時期ＥＶＣは吸気行程初期の所定時期Ｔ５（例えば０〜１０°ＣＡ）に設定される。このように、排気弁１７の開弁時期ＥＶＯが膨張下死点（ＢＤＣ）から大きく進角される。
【００７０】
本実施形態において、エンジンＥの外部負荷は、エアコン１０１、オルタネータ１０２、及びオイルポンプ１０３の駆動の度合いやオン・オフ等により種々変化し得るものである。本実施形態では、エアコン１０１がオン、オルタネータ１０２が最高発電状態（オルタネータ１０２内に磁界を発生させるためのフィールドコイルの電流値が最大値に設定された状態）、オイルポンプ１０３が最高駆動状態（オイルポンプ１０３によるオイルの吐出圧が最大値に設定された状態）のときに最も外部負荷が高くなり、エアコン１０１がオフ、オルタネータ１０２が最低発電状態（前記フィールドコイルの電流値が最小値に設定された状態）、オイルポンプ１０３が最低駆動状態（前記オイルの吐出圧が最小値に設定された状態）のときに最も外部負荷が低くなる。ＥＣＵ１３は、外部負荷が最も高いとき、点火回路１５を制御して、点火時期のリタード量をＡＴＤＣ（圧縮上死点後）１６°ＣＡとし（図１１参照）、外部負荷が最も低いとき、同じく点火回路１５を制御して、点火時期のリタード量をＡＴＤＣ３６°ＣＡとする（図１１参照）。
【００７１】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、点火時期のリタード量がＡＴＤＣ１６°ＣＡの場合（鎖線）は、筒内圧力のピークがおよそＡＴＤＣ９０°ＣＡに到来し、点火時期のリタード量がＡＴＤＣ３６°ＣＡの場合（実線）は、筒内圧力のピークがおよそＡＴＤＣ１４０°ＣＡに到来する。なお、実線の場合と鎖線の場合とで吸入空気量及び燃料噴射量は略同じに調節されている。前述したように、ＥＣＵ１３は、エンジンＥの外部負荷が低いほど圧縮上死点からの点火時期のリタード量を大きくする。つまり、エンジンＥの外部負荷が低いほど（実線は鎖線に比べて）、筒内圧力がピークを迎える時期が遅くなり、そのピーク値が低くなっている。
【００７２】
本実施形態において、基準負荷とは、外部負荷が最も高いときに筒内圧力のピークが到来するタイミング（ＡＴＤＣ９０°ＣＡ）と、外部負荷が最も低いときに筒内圧力のピークが到来するタイミング（ＡＴＤＣ１４０°ＣＡ）との間のタイミングに、筒内圧力のピークが到来する外部負荷をいう。本実施形態では、図１１に図示したように、点火時期のリタード量がＡＴＤＣ２６°ＣＡとされる外部負荷である（破線）。この外部負荷（基準負荷）は、前述した外部負荷が最も高い状態と外部負荷が最も低い状態との間の値の外部負荷であり、エアコン１０１のオン・オフ状態、オルタネータ１０２の発電状態、及びオイルポンプ１０３の駆動状態が所定の組み合わせのときに達成される外部負荷である。
【００７３】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、ＥＣＵ１３は、点火時期のリタード量がＡＴＤＣ３６°ＣＡの場合（実線）、つまり外部負荷が最も低い場合は、排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯ１を筒内圧力がピークを迎えるタイミングＡＴＤＣ１４０°ＣＡに近接するタイミングＡＴＤＣ１２６°ＣＡ（ＢＢＤＣ５４°ＣＡ）に設定する。この場合、筒内圧力のピーク値が低いから、排気弁１７が開弁した際のブローダウンエネルギーが比較的低いものとなる。そのため、排気脈動の振幅が比較的小さくなり、排気騒音はそれほど大きくならない。
【００７４】
これに対し、点火時期のリタード量がＡＴＤＣ１６°ＣＡの場合（鎖線）、つまり外部負荷が最も高い場合は、ＥＣＵ１３は、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯ２を筒内圧力がピークを迎えるタイミングＡＴＤＣ９０°ＣＡから離間するタイミングＡＴＤＣ１６０°ＣＡ（ＢＢＤＣ２０°ＣＡ）に設定する。これにより、筒内圧力のピーク値は高くなるけれども、筒内圧力がピークを迎えるタイミングから離間して排気弁１７が開弁を開始するから、排気弁１７が開弁した際のブローダウンエネルギーが比較的低いものとなり、排気騒音が抑制される。
【００７５】
また、点火時期のリタード量がＡＴＤＣ２６°ＣＡの場合（破線）、つまり外部負荷が最も低い場合と最も高い場合との間の基準負荷である場合は、ＥＣＵ１３は、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯ２を筒内圧力がピークを迎えるタイミングＡＴＤＣ１２５°ＣＡから離間するタイミングＡＴＤＣ１６０°ＣＡ（ＢＢＤＣ２０°ＣＡ）に設定する。これにより、筒内圧力のピーク値は高くなるけれども、筒内圧力がピークを迎えるタイミングから離間して排気弁１７が開弁を開始するから、排気弁１７が開弁した際のブローダウンエネルギーが比較的低いものとなり、排気騒音が抑制される。
【００７６】
以上のような制御の結果、筒内圧力がピークを迎えるタイミングと、排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯとの間隔は、外部負荷が高い場合から低い場合への順に、７０°ＣＡ（点火時期ＡＴＤＣ１６°ＣＡ）、３５°ＣＡ（点火時期ＡＴＤＣ２６°ＣＡ）、１４°ＣＡ（点火時期ＡＴＤＣ３６°ＣＡ）となる。
【００７７】
特に、本実施形態では、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、ＥＣＵ１３は、外部負荷が最も低い、点火時期のリタード量がＡＴＤＣ３６°ＣＡの場合（実線）は、排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯ１を筒内圧力がピークを迎える前のタイミングに設定する。
【００７８】
逆に、外部負荷が最も高い、点火時期のリタード量がＡＴＤＣ１６°ＣＡの場合（鎖線）、及び、外部負荷が基準負荷である、点火時期のリタード量がＡＴＤＣ２６°ＣＡの場合（破線）は、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、ＥＣＵ１３は、排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯ２を筒内圧力がピークを迎えた後のタイミングに設定する。
【００７９】
なお、外部負荷が低いときは筒内圧力のピークが遅く到来するから、ＥＣＵ１３は、排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯをそれほど進角させなくても筒内圧力のピークよりも前に設定することができる。また、外部負荷が高いときは筒内圧力のピークが早く到来するから、ＥＣＵ１３は、排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯをそれほど遅角させなくても筒内圧力のピークよりも後に設定することができる。
【００８０】
（５）作用等
以上のように、本実施形態では、集合管２５と排気管２７との間に備えられた触媒装置２６が未活性状態のときは、同じアイドル運転で触媒装置２６が活性状態のときよりも、吸入空気量を増量し、かつ点火時期を圧縮上死点を超えてリタードさせる火花点火式エンジンの触媒早期暖機制御装置において、次のような特徴的構成を採用した。
【００８１】
すなわち、エンジンＥの外部負荷が低いほど圧縮上死点からのリタード量が大きくなるように点火時期を設定すると共に、エンジンＥの外部負荷が低いほど、前記設定された点火時期に点火された混合気の膨張行程中の燃焼により筒内圧力がピークを迎えるタイミングに近接して排気弁１７が開弁を開始するように排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯ１を設定し、エンジンＥの外部負荷が高いほど、前記設定された点火時期に点火された混合気の膨張行程中の燃焼により筒内圧力がピークを迎えるタイミングから離間して排気弁１７が開弁を開始するように排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯ２を設定するＥＣＵ１３が備えられている。
【００８２】
この構成によれば、エンジンＥの外部負荷が低いほど、エンジン回転を維持するのに必要なトルクが下がるため、圧縮上死点からの点火時期のリタード量を大きくすることができる。そのため、エンジンＥの外部負荷が低いほど、混合気の膨張行程中の燃焼により筒内圧力がピークを迎える時期が遅くなり、そのピーク値が低くなる。
【００８３】
そして、エンジンＥの外部負荷が低いほど、前記筒内圧力がピークを迎えるタイミングに近接して排気弁１７が開弁を開始するから（図１１の「リタード３６°ＣＡ」及び「ＥＶＯ１」参照）、外部負荷が低いほど、排気弁１７の開弁直後に独立排気管２３ａ〜２３ｄ、合流管２４ａ，２４ｂ、及び集合管２５に排出される排気熱量が高くなり、触媒活性の点で有利となる。一方、排気騒音については、外部負荷が低いほど、点火時期のリタード量が大きく、したがって筒内圧力のピーク値が低いから、外部負荷が低いほど、排気弁１７が開弁した際のブローダウンエネルギーが比較的低いものとなり、排気騒音はそれほど大きくならない。すなわち、触媒活性と排気騒音との両立が図られる。
【００８４】
逆に、エンジンＥの外部負荷が高いほど、点火時期のリタード量が小さいから、筒内圧力のピーク値は高くなるけれども、筒内圧力がピークを迎えるタイミングから離間して排気弁１７が開弁を開始するから（図１１の「リタード１６°ＣＡ」、「リタード２６°ＣＡ」及び「ＥＶＯ２」参照）、排気弁１７が開弁した際のブローダウンエネルギーが比較的低いものとなり、排気騒音が抑制される。一方、触媒活性については、エンジンＥの外部負荷が低いときに比べれば、点火時期のリタード量が小さいから、排気ガス温度は相対的に低下するけれども、点火時期は依然として圧縮上死点を超えてリタードされており、排気ガス温度ひいては排気熱量が増大しているから、触媒装置２６の早期活性化効果が十分維持される。すなわち、この場合も、触媒活性と排気騒音との両立が図られる。
【００８５】
以上により、本実施形態によれば、ＡＷＳの実行中、触媒装置２６の早期活性化効果を維持しつつ、排気騒音を抑制することのできる火花点火式エンジンの触媒早期暖機制御装置が提供される。
【００８６】
本実施形態では、ＥＣＵ１３は、前記設定された点火時期に筒内の混合気が点火プラグ１４周りで相対的にリッチとなるように、筒内に燃料を直接噴射するマルチホール型インジェクタ１１の噴射時期を設定する（図９の「第一段噴射」及び「第二段噴射」参照）。
【００８７】
この構成によれば、ＡＷＳの実行中、点火時期が大幅にリタードされても燃焼状態が不安定とならず、混合気が安定して確実に燃焼する。
【００８８】
本実施形態では、ＥＣＵ１３は、エンジンＥの外部負荷が最も低い場合は、前記設定された点火時期に点火された混合気の膨張行程中の燃焼により筒内圧力がピークを迎える前に排気弁１７が開弁を開始するように排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯ１を設定する。
【００８９】
この構成によれば、エンジンＥの外部負荷が基準負荷よりも低いときは、前記筒内圧力がピークを迎える前に排気弁１７が開弁を開始するから（図１１の「リタード３６°ＣＡ」及び「ＥＶＯ１」参照）、これからまだ燃えようとしている混合気が独立排気管２３ａ〜２３ｄ、合流管２４ａ，２４ｂ、及び集合管２５に排出されて排気ガス温度ひいては排気熱量が確実に高くなり、触媒装置２６が確実に活性化される。
【００９０】
なお、前記実施形態では、排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯを筒内圧力のピークよりも前に設定する場合、ＡＴＤＣ１２６°ＣＡ（ＢＢＤＣ５４°ＣＡ）に設定したが、これに限られず、例えば筒内圧力のピークが到来する時期等に応じて種々変更できる。同様に、前記実施形態では、排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯを筒内圧力のピークよりも後に設定する場合、ＡＴＤＣ１６０°ＣＡ（ＢＢＤＣ２０°ＣＡ）に設定したが、これに限られず、例えば筒内圧力のピークが到来する時期等に応じて種々変更できる。
【００９１】
また、前記実施形態では、車両はＡＴ車両であったが、これに限られず、変速機Ｔが手動変速機（ＭＴ）であるＭＴ車両でもよい。その場合、重量物であるトルクコンバータがクランクシャフト１に連結されていないため、エンジンＥの外部負荷はＡＴ車両に比べて総じて低くなり、ＡＷＳの実行中、より一層点火時期のリタード量を大きくすることができる。
【００９２】
また、ＥＣＵ１３は、例えば排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯを筒内圧力のピークよりも前に到来させるために、エアコン１０１、オルタネータ１０２、及びオイルポンプ１０３の駆動の度合いやオン・オフ等を制御し、エンジンＥの外部負荷を基準負荷よりも強制的に低減してもよい。
【００９３】
また、ＥＣＵ１３は、排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯ１を筒内圧力のピークに近接して設定する場合、１気筒４あたり２つの排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯを相違させつつ、２つの排気弁１７のうち少なくとも１つの排気弁１７の開弁開始時期ＥＶＯ１を筒内圧力のピークに近接して設定してもよい。
【００９４】
この構成によれば、１気筒４あたり２つの排気弁１７が互いに異なるタイミングで開弁を開始するので、排気ポート１０に排出された排気ガスの流れに乱れが生じ、ひいては独立排気管２３ａ〜２３ｄ内、合流管２４ａ，２４ｂ内、及び集合管２５内の排気ガスが攪拌されて、これらの管内での後燃えが促進される。そのため、より触媒装置２６に近い部位での後燃えが図られて、触媒活性の点でより一層有利となる。
【符号の説明】
【００９５】
１              クランクシャフト
４ａ〜４ｄ      第１〜第４気筒
６              ピストン
７              燃焼室
９              吸気ポート
１０            排気ポート
１１            マルチホール型インジェクタ（燃料噴射弁）
１２            燃料供給システム
１３            エンジンコントロールユニット（点火時期設定手段、排気開弁開始時期設定手段）
１４            点火プラグ
１５            点火回路
１６            吸気弁
１７            排気弁
２０            吸気弁用カム
２１            排気弁用カム
２３            独立排気管（排気通路）
２３ａ〜２３ｄ  第１〜第４独立排気管（排気通路）
２４ａ          第１合流管（排気通路）
２４ｂ          第２合流管（排気通路）
２５            集合管（排気通路）
２６            触媒装置
２７            排気管（排気通路）
２８            スロットル弁
４０ａ〜４０ｆ  第１〜第４噴口
１０１          エアコン
１０２          オルタネータ
１０３          オイルポンプ
１２０          吸気ＶＶＴ
１２１          排気ＶＶＴ
Ｅ              エンジン
ＳＷ１          エンジン水温センサ
ＳＷ２          エンジン回転数センサ
ＳＷ３          クランク角センサ
ＳＷ４          アクセルポジションセンサ
ＳＷ５          触媒温度センサ
Ｔ              変速機
【図１】
2014136988.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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