(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気を筒内に導入するための吸気弁及び排気を筒内から排出するための排気弁が設けられた気筒を備えるエンジンの制御装置であって、
吸気行程において所定の排気有効面積を有する第１排気弁と、吸気行程において上記第１排気弁の排気有効面積よりも小さな排気有効面積を有する第２排気弁と、を備える排気弁と、
上記排気弁のリフト量を少なくとも変化させる排気側可変バルブ機構と、
エンジンの運転状態が低負荷側の所定領域内にある場合に、排気行程に加えて吸気行程においても上記排気弁を開弁させるように上記排気側可変バルブ機構を制御して、排気を内部ＥＧＲガスとして筒内に再導入させる制御手段と、
を有し、
上記制御手段は、
エンジンの運転状態が、上記所定領域における低負荷側の第１運転領域内にある場合には、吸気行程において上記排気弁の上記第１排気弁及び上記第２排気弁の両方を開弁させるように、上記排気側可変バルブ機構を制御し、
エンジンの運転状態が、上記所定領域における上記第１運転領域よりも高負荷側の第２運転領域内にある場合には、吸気行程において上記排気弁の上記第１排気弁のみを開弁させるように、上記排気側可変バルブ機構を制御し、
エンジンの運転状態が、上記所定領域における上記第２運転領域よりも高負荷側の第３運転領域内にある場合には、吸気行程において上記排気弁の上記第２排気弁のみを開弁させるように、上記排気側可変バルブ機構を制御し、
上記吸気弁のリフト量を少なくとも変化させる吸気側可変バルブ機構を更に有し、この吸気側可変バルブ機構も上記制御手段によって制御され、
上記制御手段は、
エンジン負荷の増加に応じて上記内部ＥＧＲガスの割合が所定範囲内において連続的に減少するように、エンジンの運転状態が上記第１運転領域、上記第２運転領域及び上記第３運転領域のいずれに属するかに応じて、上記排気弁の上記第１排気弁及び上記第２排気弁のうちで吸気行程において開弁させる弁を切り替えるように上記排気側可変バルブ機構を制御すると共に、エンジン負荷の増加に応じて上記吸気弁のリフト量が大きくなるように上記吸気側可変バルブ機構を制御し、
エンジン負荷が増加して、エンジンの運転状態が属する領域が上記第１運転領域から上記第２運転領域へと切り替わり、吸気行程において開弁させる弁を上記第１排気弁及び上記第２排気弁の両方から上記第１排気弁のみに切り替えるとき、及び、エンジンの運転状態が属する領域が上記第２運転領域から上記第３運転領域へと切り替わり、吸気行程において開弁させる弁を上記第１排気弁から上記第２排気弁に切り替えるときに、上記吸気弁のリフト量を一旦小さくし、この後に上記吸気弁のリフト量を大きくするように、上記吸気側可変バルブ機構を制御して、エンジン負荷の増加に応じて上記内部ＥＧＲガスの割合を連続的に減少させる、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
上記第２排気弁は、吸気行程におけるリフト量が上記第１排気弁よりも小さく、それにより、吸気行程における排気有効面積が上記第１排気弁よりも小さくなっている、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
上記エンジンでは、エンジンの運転状態が上記所定領域内にある場合、予混合圧縮自己着火燃焼が行われ、エンジンの運転状態が上記所定領域外にある場合、火花点火燃焼が行われる、請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御装置に係わり、特に、排気弁及び吸気弁の少なくともリフト量を変化させる可変バルブ機構を制御するエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、吸気行程中の所定期間において排気弁を開弁することにより、排気ポートから燃焼室へ既燃ガス（内部ＥＧＲガス）を逆流させて燃焼室内の混合ガスの温度を上昇させる内部ＥＧＲシステムが知られている（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２００８−０５１０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、燃費やエミッションを改善する観点から、エンジンの幾何学的圧縮比として高圧縮比を適用して、低負荷領域では圧縮自己着火（「ＣＩ（Compression Ignition）」又は「ＨＣＣＩ（Homogeneous-Charge Compression Ignition）」と呼ばれる。）を行い、高負荷領域では火花点火（ＳＩ（Spark Ignition））を行う技術が開発されている。このようなエンジン（以下では適宜「ＨＣＣＩエンジン」と呼ぶ。）では、低負荷領域において、筒内の温度を上昇させる観点などから、排気行程に加えて吸気行程にも排気弁を開弁する二度開きを実行することによって、筒内に内部ＥＧＲガスを再導入している。また、ＨＣＣＩエンジンでは、低負荷領域において、エンジン負荷が増加するほど、筒内に再導入する内部ＥＧＲガスの割合（内部ＥＧＲ率）を減少させることによって、筒内温度の上昇に起因する過早着火を回避するようにしている。
【０００５】
ＨＣＣＩエンジンにおいて、上記のようにエンジン負荷の増加に応じて内部ＥＧＲ率を減少させるに当たって、燃費やエミッションを改善する観点から、エンジン負荷に応じて内部ＥＧＲ率を所望の範囲内において連続的に変化させることが望ましい。ここで、内部ＥＧＲ率を変化させる方法として、可変バルブ機構を用いて、排気弁及び／又は吸気弁におけるリフト量及び／又は開閉時期を変化させる制御を行う方法が考えられる。このように排気弁及び／又は吸気弁におけるリフト量及び／又は開閉時期を変化させる場合、エンジン負荷に応じて内部ＥＧＲ率を連続的に変化させることを優先すると、ポンピングロスが発生して燃費が悪化してしまう可能性がある。したがって、ポンピングロスの発生を考慮に入れて、内部ＥＧＲ率を変化させる制御を行う必要があると言える。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、所定の低負荷領域において排気弁の二度開きを行って内部ＥＧＲガスを筒内に再導入するエンジンにおいて、ポンピングロスの発生を抑制しつつ、内部ＥＧＲ率の制御性を適切に確保することができる、エンジンの制御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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、吸気を筒内に導入するための吸気弁及び排気を筒内から排出するための排気弁が設けられた気筒を備えるエンジンの制御装置であって、吸気行程において所定の排気有効面積を有する第１排気弁と、吸気行程において第１排気弁の排気有効面積よりも小さな排気有効面積を有する第２排気弁と、を備える排気弁と、排気弁のリフト量を少なくとも変化させる排気側可変バルブ機構と、エンジンの運転状態が低負荷側の所定領域内にある場合に、排気行程に加えて吸気行程においても排気弁を開弁させるように排気側可変バルブ機構を制御して、排気を内部ＥＧＲガスとして筒内に再導入させる制御手段と、を有し、制御手段は、エンジンの運転状態が、所定領域における低負荷側の第１運転領域内にある場合には、吸気行程において排気弁の第１排気弁及び第２排気弁の両方を開弁させるように、排気側可変バルブ機構を制御し、エンジンの運転状態が、所定領域における第１運転領域よりも高負荷側の第２運転領域内にある場合には、吸気行程において排気弁の第１排気弁のみを開弁させるように、排気側可変バルブ機構を制御し、エンジンの運転状態が、所定領域における第２運転領域よりも高負荷側の第３運転領域内にある場合には、吸気行程において排気弁の第２排気弁のみを開弁させるように、排気側可変バルブ機構を制御し、吸気弁のリフト量を少なくとも変化させる吸気側可変バルブ機構を更に有し、この吸気側可変バルブ機構も制御手段によって制御され、制御手段は、エンジン負荷の増加に応じて内部ＥＧＲガスの割合が所定範囲内において連続的に減少するように、エンジンの運転状態が第１運転領域、第２運転領域及び第３運転領域のいずれに属するかに応じて、排気弁の第１排気弁及び第２排気弁のうちで吸気行程において開弁させる弁を切り替えるように排気側可変バルブ機構を制御すると共に、エンジン負荷の増加に応じて吸気弁のリフト量が大きくなるように吸気側可変バルブ機構を制御し、エンジン負荷が増加して、エンジンの運転状態が属する領域が第１運転領域から第２運転領域へと切り替わり、吸気行程において開弁させる弁を第１排気弁及び第２排気弁の両方から第１排気弁のみに切り替えるとき、及び、エンジンの運転状態が属する領域が第２運転領域から第３運転領域へと切り替わり、吸気行程において開弁させる弁を第１排気弁から第２排気弁に切り替えるときに、吸気弁のリフト量を一旦小さくし、この後に吸気弁のリフト量を大きくするように、吸気側可変バルブ機構を制御して、エンジン負荷の増加に応じて内部ＥＧＲガスの割合を連続的に減少させる、ことを特徴とする。
【０００８】
このように構成された本発明では、排気行程に加えて吸気行程においても排気弁を開弁（つまり二度開き）させて内部ＥＧＲガスを筒内に再導入させる所定領域を第１乃至第３運転領域に区分し、低負荷側の第１運転領域では第１及び第２排気弁の両方を二度開きさせ、第１運転領域よりも高負荷側の第２運転領域では比較的大きなリフト量を有する第１排気弁のみを二度開きさせ、第２運転領域よりも高負荷側の第３運転領域では比較的小さなリフト量を有する第２排気弁のみを二度開きさせる。これにより、ポンピングロスの発生を抑制しつつ、内部ＥＧＲガスの割合（内部ＥＧＲ率）の制御性を向上させることができる。具体的には、内部ＥＧＲガスを使用する所定領域において、エンジン負荷に応じて内部ＥＧＲ率を適切に変化させることができる。
また、本発明によれば、第１及び第２排気弁のいずれか一方のみを二度開きさせる作動モードを適用するので、２つの排気弁の両方を常に二度開きさせる構成と比較して、内部ＥＧＲガスを筒内により均一に分布させることができ、エンジン負荷の増大時における燃焼重心の進角を抑制することができる。したがって、エンジン負荷の増大に伴う燃焼重心の進角による燃焼騒音の増大を抑制しつつ、内部ＥＧＲガスを使用する所定領域を高負荷側に拡大することができる。
また、本発明によれば、エンジン負荷の増加に応じて内部ＥＧＲ率を適切に減少させることができ、内部ＥＧＲ率の制御性を向上させることができる。特に、エンジン負荷の増加に応じて内部ＥＧＲ率を所望の範囲内において適切に連続的に減少させることができる。
また、本発明によれば、上記した切り替え時（具体的には排気弁の作動モードの切り替え時）に、吸気弁のリフト量を一旦小さくするので、内部ＥＧＲ率の変化における連続性が確保されなくなること、つまり内部ＥＧＲ率の変化に段差が生じてしまうことを、適切に抑制することができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、第２排気弁は、吸気行程におけるリフト量が第１排気弁よりも小さく、それにより、吸気行程における排気有効面積が第１排気弁よりも小さくなっているとよい。
【００１３】
本発明において、好ましくは、上記のエンジンでは、エンジンの運転状態が所定領域内にある場合、予混合圧縮自己着火燃焼が行われ、エンジンの運転状態が所定領域外にある場合、火花点火燃焼が行われる。
このように構成された本発明によれば、エンジンの運転状態が予混合圧縮自己着火燃焼を行う所定領域内にある場合に、上記したように排気側可変バルブ機構を介して排気弁を制御することで、内部ＥＧＲ率の制御性を向上させることができるので、所定領域の低負荷側では、予混合圧縮自己着火燃焼の着火性及び安定性を適切に確保することができると共に、所定領域の高負荷側では、過早着火を適切に抑制することができる。また、エンジン負荷の増大時における燃焼重心の進角を抑制することで、内部ＥＧＲを使用して予混合圧縮自己着火燃焼を行う運転領域を高負荷側に拡大することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のエンジンの制御装置によれば、所定の低負荷領域において排気弁の二度開きを行って内部ＥＧＲガスを筒内に再導入するエンジンにおいて、ポンピングロスの発生を抑制しつつ、内部ＥＧＲ率の制御性を適切に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジンの概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態による排気弁を示す概略側面図である。
【図３】本発明の実施形態によるエンジンの制御装置に関する電気的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態によるエンジンの運転領域の説明図である。
【図５】本発明の実施形態において、内部ＥＧＲ率の要求範囲を満たすのに必要な排気有効面積についての説明図である。
【図６】本発明の実施形態による排気弁及び吸気弁のリフトカーブを示す図である。
【図７】比較例により得られた、実現可能な内部ＥＧＲ率の範囲についての説明図である。
【図８】本発明の実施形態により得られた、実現可能な内部ＥＧＲ率の範囲についての説明図である
【図９】本発明の実施形態において内部ＥＧＲ率を変化させるために行う制御方法についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置について説明する。
【００１７】
［装置構成］
図１は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジン（エンジン本体）１の概略構成を示し、図２は、本発明の実施形態による排気弁の概略側面図を示し、図３は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置を示すブロック図である。
【００１８】
エンジン１は、車両に搭載されると共に、少なくともガソリンを含有する燃料が供給されるガソリンエンジンである。エンジン１は、複数の気筒１８が設けられたシリンダブロック１１（なお、図１では、１つの気筒のみを図示するが、例えば４つの気筒が直列に設けられる）と、このシリンダブロック１１上に配設されたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１の下側に配設され、潤滑油が貯留されたオイルパン１３とを有している。各気筒１８内には、コンロッド１４２を介してクランクシャフト１５と連結されているピストン１４が往復動可能に嵌挿されている。ピストン１４の頂面には、ディーゼルエンジンでのリエントラント型のようなキャビティ１４１が形成されている。キャビティ１４１は、ピストン１４が圧縮上死点付近に位置するときには、後述するインジェクタ６７に相対する。シリンダヘッド１２と、気筒１８と、キャビティ１４１を有するピストン１４とは、燃焼室１９を画定する。なお、燃焼室１９の形状は、図示する形状に限定されるものではない。例えばキャビティ１４１の形状、ピストン１４の頂面形状、及び、燃焼室１９の天井部の形状等は、適宜変更することが可能である。
【００１９】
このエンジン１は、理論熱効率の向上や、後述する圧縮着火燃焼の安定化等を目的として、１５以上の比較的高い幾何学的圧縮比に設定されている。なお、幾何学的圧縮比は１５以上２０以下程度の範囲で、適宜設定すればよい。
【００２０】
シリンダヘッド１２には、気筒１８毎に、吸気ポート１６及び排気ポート１７が形成されていると共に、これら吸気ポート１６及び排気ポート１７には、燃焼室１９側の開口を開閉する吸気弁２１及び排気弁２２がそれぞれ配設されている。具体的には、排気弁２２は、気筒１８毎に２つ設けられている。図２に示すように、排気弁２２は、符号Ｌ１で示すリフト量を有する排気弁２２ａと、符号Ｌ２で示すリフト量を有する排気弁２２ｂとを備える（これらのリフト量Ｌ１、Ｌ２は、バルブがバルブシート面に対して離れた運動方向の距離である）。この場合、排気弁２２ａのリフト量Ｌ１が排気弁２２ｂのリフト量Ｌ２よりも大きくなるように構成されている（Ｌ１＞Ｌ２）。また、これらの排気弁２２ａと排気弁２２ｂとでバルブ径はほぼ同一である。なお、排気弁２２ａは本発明における「第１排気弁」に相当し、排気弁２２ｂは本発明における「第２排気弁」に相当する。
【００２１】
吸気弁２１及び排気弁２２をそれぞれ駆動する動弁系の内、排気側には、気筒１８毎に複数設けられた排気弁２２のそれぞれの作動モードを「通常モード」と「特殊モード」とに切り替える、例えば油圧作動式の可変バルブリフト機構（図３参照。以下、ＶＶＬ（Variable Valve Lift）と称する）７１と、クランクシャフト１５に対する排気カムシャフトの回転位相を変更することが可能な位相可変機構（以下、ＶＶＴ（Variable Valve Timing）と称する）７５と、が設けられている。
【００２２】
排気側のＶＶＬ７１は、その構成の詳細な図示は省略するが、例えば、カム山を一つ有する第１カムとカム山を２つ有する第２カムとの、カムプロフィールの異なる２種類のカム、及び、その第１及び第２カムのいずれか一方のカムの作動状態を選択的に排気弁２２に伝達するロストモーション機構を含んで構成されている。第１カムの作動状態を排気弁２２に伝達しているときには、排気弁２２は、排気行程中において一度だけ開弁される「通常モード」で作動するのに対し、第２カムの作動状態を排気弁２２に伝達しているときには、排気弁２２が、排気行程中において開弁すると共に、吸気行程中においても開弁するような、いわゆる排気の二度開きを行う「特殊モード」で作動する。ＶＶＬ７１の通常モードと特殊モードとは、エンジンの運転状態に応じて切り替えられる。具体的には、特殊モードは、内部ＥＧＲに係る制御の際に利用される。このようなＶＶＬ７１は、本発明における「排気側可変バルブ機構」に相当する。なお、排気弁２２を電磁アクチュエータによって駆動する電磁駆動式の動弁系を採用してもよい。他方で、ＶＶＴ７５は、液圧式、電磁式又は機械式の公知の構造を適宜採用すればよく、その詳細な構造についての図示は省略する。排気弁２２は、ＶＶＴ７５によって、その開弁時期及び閉弁時期を、所定の範囲内で連続的に変更可能である。
【００２３】
ＶＶＬ７１及びＶＶＴ７５を備えた排気側の動弁系と同様に、吸気側には、図３に示すように、ＶＶＬ７４とＶＶＴ７２とが設けられている。吸気側のＶＶＬ７４は、排気側のＶＶＬ７１とは異なり、吸気弁２１のリフト量を連続的に変更可能に構成されている。このＶＶＬ７４は、本発明における「吸気側可変バルブ機構」に相当する。他方で、吸気側のＶＶＴ７２は、排気側のＶＶＴ７５と同様に、液圧式、電磁式又は機械式の公知の構造を適宜採用すればよく、その詳細な構造についての図示は省略する。吸気弁２１もまた、ＶＶＴ７２によって、その開弁時期及び閉弁時期を、所定の範囲内で連続的に変更可能である。
【００２４】
シリンダヘッド１２にはまた、気筒１８毎に、気筒１８内に燃料を直接噴射する（直噴）インジェクタ６７が取り付けられている。インジェクタ６７は、その噴口が燃焼室１９の天井面の中央部分から、その燃焼室１９内に臨むように配設されている。インジェクタ６７は、エンジン１の運転状態に応じて設定された噴射タイミングでかつ、エンジン１の運転状態に応じた量の燃料を、燃焼室１９内に直接噴射する。この例において、インジェクタ６７は、詳細な図示は省略するが、複数の噴口を有する多噴口型のインジェクタである。これによって、インジェクタ６７は、燃料噴霧が、燃焼室１９の中心位置から放射状に広がるように、燃料を噴射する。ピストン１４が圧縮上死点付近に位置するタイミングで、燃焼室１９の中央部分から放射状に広がるように噴射された燃料噴霧は、ピストン頂面に形成されたキャビティ１４１の壁面に沿って流動する。キャビティ１４１は、ピストン１４が圧縮上死点付近に位置するタイミングで噴射された燃料噴霧を、その内部に収めるように形成されている、と言い換えることが可能である。この多噴口型のインジェクタ６７とキャビティ１４１との組み合わせは、燃料の噴射後、混合気形成期間を短くすると共に、燃焼期間を短くする上で有利な構成である。なお、インジェクタ６７は、多噴口型のインジェクタに限定されず、外開弁タイプのインジェクタを採用してもよい。
【００２５】
図外の燃料タンクとインジェクタ６７との間は、燃料供給経路によって互いに連結されている。この燃料供給経路上には、燃料ポンプ６３とコモンレール６４とを含みかつ、インジェクタ６７に、比較的高い燃料圧力で燃料を供給することが可能な燃料供給システム６２が介設されている。燃料ポンプ６３は、燃料タンクからコモンレール６４に燃料を圧送し、コモンレール６４は圧送された燃料を、比較的高い燃料圧力で蓄えることが可能である。インジェクタ６７が開弁することによって、コモンレール６４に蓄えられている燃料がインジェクタ６７の噴口から噴射される。ここで、燃料ポンプ６３は、図示は省略するが、プランジャー式のポンプであり、エンジン１によって駆動される。このエンジン駆動のポンプを含む構成の燃料供給システム６２は、３０ＭＰａ以上の高い燃料圧力の燃料を、インジェクタ６７に供給することを可能にする。燃料圧力は、最高で１２０ＭＰａ程度に設定してもよい。インジェクタ６７に供給される燃料の圧力は、エンジン１の運転状態に応じて変更される。なお、燃料供給システム６２は、この構成に限定されるものではない。
【００２６】
シリンダヘッド１２にはまた、燃焼室１９内の混合気に強制点火（具体的には火花点火）する点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５は、この例では、エンジン１の排気側から斜め下向きに延びるように、シリンダヘッド１２内を貫通して配置されている。点火プラグ２５の先端は、圧縮上死点に位置するピストン１４のキャビティ１４１内に臨んで配置される。
【００２７】
エンジン１の一側面には、図１に示すように、各気筒１８の吸気ポート１６に連通するように吸気通路３０が接続されている。一方、エンジン１の他側面には、各気筒１８の燃焼室１９からの既燃ガス（排気）を排出する排気通路４０が接続されている。
【００２８】
吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ３１が配設され、その下流側には、各気筒１８への吸入空気量を調節するスロットル弁３６が配設されている。また、吸気通路３０における下流端近傍には、サージタンク３３が配設されている。このサージタンク３３よりも下流側の吸気通路３０は、気筒１８毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒１８の吸気ポート１６にそれぞれ接続されている。
【００２９】
排気通路４０の上流側の部分は、気筒１８毎に分岐して排気ポート１７の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。この排気通路４０における排気マニホールドよりも下流側には、排気中の有害成分を浄化する排気浄化装置として、直キャタリスト４１とアンダーフットキャタリスト４２とがそれぞれ接続されている。直キャタリスト４１及びアンダーフットキャタリスト４２はそれぞれ、筒状ケースと、そのケース内の流路に配置した、例えば三元触媒とを備えて構成されている。
【００３０】
吸気通路３０におけるサージタンク３３とスロットル弁３６との間の部分と、排気通路４０における直キャタリスト４１よりも上流側の部分とは、排気の一部を吸気通路３０に還流するためのＥＧＲ通路５０を介して接続されている。このＥＧＲ通路５０は、排気をエンジン冷却水によって冷却するためのＥＧＲクーラ５２が配設された主通路５１を含んで構成されている。主通路５１には、排気の吸気通路３０への還流量を調整するためのＥＧＲ弁５１１が配設されている。
【００３１】
エンジン１は、パワートレイン・コントロール・モジュール（以下では「ＰＣＭ」と呼ぶ。）１０によって制御される。ＰＣＭ１０は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサで構成されている。このＰＣＭ１０が制御器を構成する。
【００３２】
ＰＣＭ１０には、図１及び図３に示すように、各種のセンサＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４〜ＳＷ１８の検出信号が入力される。具体的には、ＰＣＭ１０には、エアクリーナ３１の下流側で、新気の流量を検出するエアフローセンサＳＷ１の検出信号と、新気の温度を検出する吸気温度センサＳＷ２の検出信号と、ＥＧＲ通路５０における吸気通路３０との接続部近傍に配置されかつ、外部ＥＧＲガスの温度を検出するＥＧＲガス温センサＳＷ４の検出信号と、吸気ポート１６に取り付けられかつ、気筒１８内に流入する直前の吸気の温度を検出する吸気ポート温度センサＳＷ５の検出信号と、シリンダヘッド１２に取り付けられかつ、気筒１８内の圧力を検出する筒内圧センサＳＷ６の検出信号と、排気通路４０におけるＥＧＲ通路５０の接続部近傍に配置されかつ、それぞれ排気温度及び排気圧力を検出する排気温センサＳＷ７及び排気圧センサＳＷ８の検出信号と、直キャタリスト４１の上流側に配置されかつ、排気中の酸素濃度を検出するリニアＯ2センサＳＷ９の検出信号と、直キャタリスト４１とアンダーフットキャタリスト４２との間に配置されかつ、排気中の酸素濃度を検出するラムダＯ2センサＳＷ１０の検出信号と、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサＳＷ１１の検出信号と、クランクシャフト１５の回転角を検出するクランク角センサＳＷ１２の検出信号と、車両のアクセルペダル（図示省略）の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサＳＷ１３の検出信号と、吸気側及び排気側のカム角センサＳＷ１４、ＳＷ１５の検出信号と、燃料供給システム６２のコモンレール６４に取り付けられかつ、インジェクタ６７に供給する燃料圧力を検出する燃圧センサＳＷ１６の検出信号と、エンジン１の油圧を検出する油圧センサＳＷ１７の検出信号と、エンジン１の油温を検出する油温センサＳＷ１８の検出信号と、が入力される。
【００３３】
ＰＣＭ１０は、これらの検出信号に基づいて種々の演算を行うことによってエンジン１や車両の状態を判定し、これに応じて、（直噴）インジェクタ６７、点火プラグ２５、吸気弁側のＶＶＴ７２及びＶＶＬ７４、排気弁側のＶＶＴ７５及びＶＶＬ７１、燃料供給システム６２、並びに、各種の弁（スロットル弁３６、ＥＧＲ弁５１１）のアクチュエータへ制御信号を出力する。こうしてＰＣＭ１０は、エンジン１を運転する。詳細は後述するが、ＰＣＭ１０は、本発明におけるエンジンの制御装置に相当する。特に、ＰＣＭ１０は、本発明における「制御手段」として機能する。
【００３４】
［運転領域］
次に、図４を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの運転領域について説明する。図４は、エンジン１の運転制御マップの一例を示している。このエンジン１は、燃費の向上や排気エミッション性能の向上を目的として、エンジン負荷が相対的に低い運転領域（以下では「ＨＣＣＩ領域」と呼ぶ。）Ｒ１では、点火プラグ２５による点火を行わずに、予混合圧縮自己着火（Homogeneous-Charge Compression Ignition：ＨＣＣＩ）による圧縮着火燃焼を行う。しかしながら、エンジン１の負荷が高くなるに従って、圧縮着火燃焼では、燃焼が急峻になりすぎてしまい、例えば燃焼騒音等の問題を引き起こすことになる。そこで、このエンジン１では、エンジン負荷が相対的に高い運転領域（以下では「ＳＩ領域」と呼ぶ。）Ｒ２では、圧縮着火燃焼を止めて、点火プラグ２５を利用した強制点火燃焼（ここでは火花点火燃焼（Spark Ignition：ＳＩ））に切り替える。このように、このエンジン１は、エンジン１の運転状態、特にエンジン１の負荷に応じて、予混合圧縮自己着火燃焼を行うＨＣＣＩモードと、火花点火燃焼を行うＳＩモードとを切り替えるように構成されている。但し、モード切り替えの境界線は、図例に限定されるものではない。
【００３５】
また、図４に示すように、ＨＣＣＩモードでエンジン１の運転が行われるＨＣＣＩ領域Ｒ１は、低負荷側の第１運転領域Ｒ１１と、第１運転領域Ｒ１１よりも高負荷側の第２運転領域Ｒ１２と、第２運転領域Ｒ１２よりも高負荷側の第３運転領域Ｒ１３とに区分されている。詳細は後述するが、エンジン１の運転状態がＨＣＣＩ領域Ｒ１における第１運転領域Ｒ１１、第２運転領域Ｒ１２及び第３運転領域Ｒ１３のいずれの領域内にあるかに応じて、気筒１８毎に設けられた２つの排気弁２２ａ、２２ｂの作動モードが切り替えられる。
【００３６】
［本実施形態による制御方法］
次に、本発明の実施形態において、排気側可変バルブ機構としてのＶＶＬ７１を介して排気弁２２（排気弁２２ａ、２２ｂ）に対して行う制御内容について具体的に説明する。上述したように、本実施形態では、ＰＣＭ１０は、ＨＣＣＩ領域Ｒ１において、排気弁２２が排気行程中において開弁すると共に吸気行程中においても開弁するような、いわゆる排気の二度開きを行う特殊モードで作動するようにＶＶＬ７１を制御して、筒内に内部ＥＧＲガスを再導入させている。
【００３７】
まず、図５を参照して、内部ＥＧＲ率の要求範囲を満たすのに必要な排気有効面積について説明する。図５は、横軸に吸気有効面積を示し、縦軸に排気有効面積を示している。また、図５では、グレースケールの濃淡によって内部ＥＧＲ率を表している。具体的には、色が薄くなるほど内部ＥＧＲ率が大きくなり、色が濃くなるほど内部ＥＧＲ率が小さくなる。
【００３８】
吸気有効面積は、吸気弁２１を介してガスが通過する流路の面積と、このガスの体積流量とを乗算した量に相当し、排気有効面積は、排気弁２２を介してガスが通過する流路の面積と、このガスの体積流量とを乗算した量に相当する。より詳しくは、吸気有効面積及び排気有効面積は、それぞれ、吸気弁２１及び排気弁２２の開弁期間について、流量面積と体積流量変化率との積をクランク角にて積分した量である。また、吸気有効面積は、吸気弁２１のリフト量（以下では適宜「吸気弁リフト量」と呼ぶ。）に一義的に対応し、この吸気弁リフト量の変化に応じて変化する量である。加えて、排気有効面積は、排気弁２２のリフト量（以下では適宜「排気弁リフト量」と呼ぶ。）に一義的に対応し、この排気弁リフト量の変化に応じて変化する量である。
【００３９】
図５において、グラフＧ１１、Ｇ１２は、それぞれ、内部ＥＧＲ率の等高線を示している。具体的には、グラフＧ１１は、ＨＣＣＩ領域Ｒ１において筒内に再導入すべき内部ＥＧＲガスについての要求の内部ＥＧＲ率の範囲における上限値（例えば７５％）を示しており、グラフＧ１２は、この要求の内部ＥＧＲ率の範囲における下限値（例えば２５％）を示している。他方で、グラフＧ１３は、ポンピングロスが発生する境界線であり、このグラフＧ１３の下方に位置する吸気有効面積及び排気有効面積を適用するとポンピングロスが発生することを示している。
【００４０】
本実施形態では、ポンピングロスが発生しないようにしつつ、要求の内部ＥＧＲ率の範囲が実現されるような、排気有効面積の範囲を適用するようにする。この場合、排気有効面積の範囲ができるだけ狭くなるようにする。これは、吸気側のＶＶＬ７４が吸気弁２１のリフト量を連続的に変更可能に構成されているため、吸気側のＶＶＬ７４により吸気弁２１のリフト量を大きく変化させて、つまり吸気有効面積を変化させる範囲を大きく取り、排気有効面積を変化させる範囲を最小限に留めることを図ったものである。そうすると、上記したグラフＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３より、図５中の符号Ｒ３で示す範囲が、適用すべき排気有効面積の範囲として得られる。
【００４１】
ここで、本実施形態では、ＰＣＭ１０は、上記した所望の排気有効面積の範囲Ｒ３を実現するに当たって、ＨＣＣＩ領域Ｒ１における第１運転領域Ｒ１１、第２運転領域Ｒ１２及び第３運転領域Ｒ１３に応じて（図４参照）、気筒１８毎に設けられた２つの排気弁２２ａ、２２ｂのそれぞれの作動モードを切り替えるようにする。具体的には、（１）排気弁２２ａ、２２ｂの両方を特殊モードで作動させて、排気弁２２ａ、２２ｂの両方を吸気行程及び排気行程に渡って二度開きさせる「両弁作動モード」と、（２）排気弁２２ａ、２２ｂのうちでリフト量が大きい方の排気弁２２ａのみを特殊モードで作動させて、この排気弁２２ａのみを吸気行程及び排気行程に渡って二度開きさせ、排気弁２２ａ、２２ｂのうちでリフト量が小さい方の排気弁２２ｂについては通常モードで作動させて、排気行程中において一度だけ開弁させる「第１片弁作動モード」と、（３）排気弁２２ａ、２２ｂのうちでリフト量が小さい方の排気弁２２ｂのみを特殊モードで作動させて、この排気弁２２ｂのみを吸気行程及び排気行程に渡って二度開きさせ、排気弁２２ａ、２２ｂのうちでリフト量が大きい方の排気弁２２ａについては通常モードで作動させて、排気行程中において一度だけ開弁させる「第２片弁作動モード」と、をＨＣＣＩ領域Ｒ１において切り替えて適用することで、所望の排気有効面積の範囲Ｒ３を実現するようにする。
【００４２】
そして、本実施形態では、ＰＣＭ１０は、第１運転領域Ｒ１１において両弁作動モードを実行し、第２運転領域Ｒ１２において第１片弁作動モードを実行し、第３運転領域Ｒ１３において第２片弁作動モードを実行する。換言すると、本実施形態では、両弁作動モードを適用する運転領域を第１運転領域Ｒ１１と規定し、第１片弁作動モードを適用する運転領域を第２運転領域Ｒ１２と規定し、第２片弁作動モードを適用する運転領域を第３運転領域Ｒ１３と規定している。
【００４３】
上記した本実施形態によれば、両弁作動モードでは、排気弁２２ａ、２２ｂの両方を二度開きさせるため、吸気行程における排気有効面積が最も大きくなり、第１片弁作動モードでは、リフト量が大きいほうの排気弁２２ａのみを二度開きさせるため、吸気行程における排気有効面積が両弁作動モードよりも小さくなり、第２片弁作動モードでは、リフト量が小さいほうの排気弁２２ｂのみを二度開きさせるため、吸気行程における排気有効面積が第１片弁作動モードよりも小さくなる。したがって、本実施形態によれば、このように両弁作動モードと第１片弁作動モードと第２片弁作動モードとを切り替えて適用するので、２つの排気弁２２の両方を常に二度開きさせる構成（両弁作動モードを常時実行する構成）や、リフト量が同じ２つの排気弁２２を用い、２つの排気弁２２の両方を二度開きさせる両弁作動モードと２つの排気弁２２の一方のみを二度開きさせる片弁作動モードとを切り替える構成（以下ではこの構成を適宜「比較例」と呼ぶ。）と比較すると、取り得る排気有効面積の範囲が広くなるのである。
【００４４】
このような観点より、本実施形態では、所望の排気有効面積の範囲Ｒ３が適切に実現されるように、排気弁２２ａ、２２ｂのそれぞれのリフト量Ｌ１、Ｌ２を設定している。具体的には、所望の排気有効面積の範囲Ｒ３の上限値が適切に実現されるように、リフト量Ｌ１とリフト量Ｌ２との和を決め、また、所望の排気有効面積の範囲Ｒ３の下限値が適切に実現されるように、小さい方のリフト量Ｌ２を決めることにより、排気弁２２ａ、２２ｂのそれぞれのリフト量Ｌ１、Ｌ２を設定している。
【００４５】
次に、図６を参照して、本発明の実施形態において適用する排気弁２２及び吸気弁２１のリフトカーブについて説明する。図６は、本実施形態による排気弁２２及び吸気弁２１のリフトカーブの具体例を示している。図６は、横軸にクランク角を示し、縦軸に、排気弁２２（排気弁２２ａ、２２ｂ）及び吸気弁２１のリフト量を示している。
【００４６】
図６において、グラフＧ２１は、排気弁２２ａ、２２ｂのうちでリフト量が大きい方の排気弁２２ａのリフトカーブを示しており、排気弁２２ａが吸気行程及び排気行程に渡って二度開きされていることがわかる。この排気弁２２ａのリフトカーブＧ２１は、排気弁２２ａが特殊モードで作動される、ＨＣＣＩ領域Ｒ１における第１運転領域Ｒ１１及び第２運転領域Ｒ１２において適用されるものである、つまり両弁作動モード及び第１片弁作動モードにおいて適用されるものである。また、グラフＧ２２は、排気弁２２ａ、２２ｂのうちでリフト量が小さい方の排気弁２２ｂのリフトカーブを示しており、排気弁２２ｂが吸気行程及び排気行程に渡って二度開きされていることがわかる。この排気弁２２ｂのリフトカーブＧ２２は、排気弁２２ｂが特殊モードで作動される、ＨＣＣＩ領域Ｒ１における第１運転領域Ｒ１１及び第３運転領域Ｒ１３において適用されるものである、つまり両弁作動モード及び第２片弁作動モードにおいて適用されるものである。
【００４７】
他方で、グラフＧ２３は、吸気弁２１のリフトカーブを示しており、吸気弁２１が吸気行程において開弁されていることがわかる。この吸気弁２１のリフトカーブＧ２３は、ＨＣＣＩ領域Ｒ１において適用されるものである。なお、図６では、吸気弁２１のリフトカーブＧ２３を１つのみ示しているが、上述したように、吸気弁２１はＶＶＬ７４によってリフト量が連続的に変更されるので、実際には吸気弁２１のリフトカーブはリフト量が異なるものが複数存在する。
【００４８】
次に、図７及び図８を参照して、排気弁２２の作動モードを切り替えつつ、吸気弁２１のリフト量を変化させた場合に実現可能な内部ＥＧＲ率の範囲について説明する。
【００４９】
図７は、上記した比較例により得られた、実現可能な内部ＥＧＲ率の範囲についての説明図である。比較例では、リフト量が同じ２つの排気弁２２を用い、２つの排気弁２２の両方を二度開きさせる両弁作動モードと、２つの排気弁２２の一方のみ（どちらの排気弁２２を選択してもよい）を二度開きさせる片弁作動モードとを切り替える。また、比較例では、排気弁２２のリフト量として、本実施形態による排気弁２２ａのリフト量Ｌ１と排気弁２２ｂのリフト量Ｌ２との間の量を適用するものとする。以下では、比較例による排気弁２２のリフト量を適宜「Ｌ３」と表記する（Ｌ１＞Ｌ３＞Ｌ２）。
【００５０】
図７の上のグラフは、吸気弁リフト量と内部ＥＧＲ率との関係を示し、図７の下のグラフは、吸気弁リフト量とポンプ損失平均有効圧であるＰＭＥＰ（Pumping Mean Effective Pressure）との関係を示している。図７の下のグラフ中の符号「ＰＬ」は、ポンピングロスに対応する圧力を示しており、図７の下のグラフに示すように、比較例では、このポンピングロスＰＬを下回らない範囲において、両弁作動モード及び片弁作動モードのそれぞれについて吸気弁リフト量を変化させている。そうすると、比較例によれば、図７の上のグラフに示すように、両弁作動モードでは符号Ｒ４１に示す内部ＥＧＲ率の範囲が実現され、片弁作動モードでは符号Ｒ４２に示す内部ＥＧＲ率の範囲が実現される。この場合、比較例においては、上記したポンピングロスＰＬにより、符号Ｒ４３に示す範囲の内部ＥＧＲ率を実現することができない。したがって、比較例によれば、排気弁２２の作動モードを切り替えつつ、吸気弁リフト量を変化させても、実現することができない内部ＥＧＲ率の範囲Ｒ４３が存在するため、内部ＥＧＲ率を連続的に変化させることができない。
【００５１】
他方で、図８は、本発明の実施形態により得られた、実現可能な内部ＥＧＲ率の範囲についての説明図である。図８も図７と同様に、上のグラフは、吸気弁リフト量と内部ＥＧＲ率との関係を示し、下のグラフは、吸気弁リフト量とＰＭＥＰとの関係を示している。本実施形態でも、図８の下のグラフに示すように、ポンピングロスＰＬを下回らない範囲において、両弁作動モード、第１片弁作動モード及び第２片弁作動モードのそれぞれについて吸気弁リフト量を変化させる。そうすると、本実施形態によれば、図８の上のグラフに示すように、両弁作動モード、第１片弁作動モード及び第２片弁作動モードによって、全体として、符号Ｒ５に示す内部ＥＧＲ率の範囲が実現される。この本実施形態による内部ＥＧＲ率の範囲Ｒ５では、比較例のような、ポンピングロスＰＬにより実現できない内部ＥＧＲ率の範囲Ｒ４３が存在していない。したがって、本実施形態によれば、排気弁２２の作動モードを切り替えつつ、吸気弁リフト量を変化させることにより、範囲Ｒ５内において内部ＥＧＲ率を適切に連続的に変化させることができる。
【００５２】
また、比較例では、リフト量Ｌ３の排気弁２２により片弁作動モードを実施しているのに対して、本実施形態では、このリフト量Ｌ３よりも小さいリフト量Ｌ２の排気弁２２ｂを用いて第２片弁作動モードを実施しているので、実現可能な内部ＥＧＲ率の範囲の下限値が比較例よりも小さな値となる。つまり、本実施形態によれば、比較例と比較して、実現可能な内部ＥＧＲ率における下側の範囲が拡大するのである。
【００５３】
次に、図９を参照して、本発明の実施形態において内部ＥＧＲ率を変化させるために行う具体的な制御方法について説明する。図９は、図５と同様に、横軸に吸気有効面積（吸気弁リフト量に一義的に対応する）を示し、縦軸に排気有効面積（排気弁リフト量に一義的に対応する）を示している。なお、図５と同一の符号を付した要素は同一の意味を有するものとする。内部ＥＧＲ率についての表現も図５と同様である。
【００５４】
ここで、先に示した図８からも分かるように、或る吸気弁リフト量において両弁作動モードと第１片弁作動モードとを切り替えようとすると、両弁作動モードで当該吸気弁リフト量に設定したときの内部ＥＧＲ率と、第１片弁作動モードで当該吸気弁リフト量に設定したときの内部ＥＧＲ率とが基本的に異なるため、この切り替え時に内部ＥＧＲ率の変化の連続性が確保されなくなる、つまり内部ＥＧＲ率の変化に段差が生じてしまう。この内部ＥＧＲ率の段差は、第１片弁作動モードと第２片弁作動モードとを切り替えるときにも同様に生じる。したがって、本実施形態では、ＰＣＭ１０は、このような作動モードの切り替え時に生じる内部ＥＧＲ率の変化における段差を抑制すべく、排気弁２２の作動モードを切り替える制御に協調して、吸気弁２１のリフト量を変化させる制御を行う。
【００５５】
排気弁２２の作動モードの切り替えに協調して吸気弁リフト量を変化させる制御の詳細について、図９を参照して説明する。図９において、符号Ｒ６１で示す範囲は、両弁作動モードを適用したときに（つまり排気弁２２ａ、２２ｂの両方を特殊モードで作動させたとき）、吸気弁リフト量を変化させることで実現可能な内部ＥＧＲ率の範囲である。また、符号Ｒ６２で示す範囲は、第１片弁作動モードを適用したときに（つまり大きい方の排気弁２２ａのみを特殊モードで作動させたとき）、吸気弁リフト量を変化させることで実現可能な内部ＥＧＲ率の範囲である。また、符号Ｒ６３で示す範囲は、第２片弁作動モードを適用したときに（つまり小さい方の排気弁２２ｂのみを特殊モードで作動させたとき）、吸気弁リフト量を変化させることで実現可能な内部ＥＧＲ率の範囲である。これらの内部ＥＧＲ率の範囲Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ６３は、基本的には、排気有効面積（排気弁リフト量に対応する）と、ポンピングロスが発生する境界線Ｇ１３とに応じて決まる。
【００５６】
本実施形態では、ＰＣＭ１０は、上記した内部ＥＧＲ率の範囲Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ６３に基づき、図９中の矢印Ａ１に示すように、排気弁２２の作動モードの切り替えに協調して吸気弁２１のリフト量を変化させる。具体的には、例えば、エンジンの運転状態が第１運転領域Ｒ１１にある状態においてエンジン負荷が増加した場合、ＰＣＭ１０は、両弁作動モードで排気弁２２を作動させながら、具体的には排気弁２２ａ及び排気弁２２ｂの両方を特殊モードで作動させるようにＶＶＬ７１を制御しながら、吸気弁２１のリフト量を徐々に増加させるようにＶＶＬ７４を制御する（符号Ａ１１参照）。そして、エンジン負荷が増加して、エンジンの運転状態が第１運転領域Ｒ１１から第２運転領域Ｒ１２に切り替わった場合、ＰＣＭ１０は、両弁作動モードから第１片弁作動モードに切り替えて、具体的には排気弁２２ａを特殊モードに維持しつつ排気弁２２ｂを特殊モードから通常モードに切り替えるようにＶＶＬ７１を制御し、吸気弁２１のリフト量を一旦低下させるようにＶＶＬ７４を制御する（符号Ａ１２参照）。詳しくは、ＰＣＭ１０は、この切り替え時に内部ＥＧＲ率を維持すべく、内部ＥＧＲ率の等高線に沿うように吸気弁２１のリフト量を低下させる。
【００５７】
この後、エンジンの運転状態が第２運転領域Ｒ１２にある状態においてエンジン負荷が増加した場合、ＰＣＭ１０は、第１片弁作動モードで排気弁２２を作動させながら、具体的には排気弁２２ａを特殊モードで作動させると共に排気弁２２ｂを通常モードで作動させるようにＶＶＬ７１を制御しながら、吸気弁２１のリフト量を徐々に増加させるようにＶＶＬ７４を制御する（符号Ａ１３参照）。そして、エンジン負荷が増加して、エンジンの運転状態が第２運転領域Ｒ１２から第３運転領域Ｒ１３に切り替わった場合、ＰＣＭ１０は、第１片弁作動モードから第２片弁作動モードに切り替えて、具体的には排気弁２２ａを特殊モードから通常モードに切り替えると共に排気弁２２ｂを通常モードから特殊モードに切り替えるようにＶＶＬ７１を制御し、吸気弁２１のリフト量を一旦低下させるようにＶＶＬ７４を制御する（符号Ａ１４参照）。詳しくは、ＰＣＭ１０は、この切り替え時に内部ＥＧＲ率を維持すべく、内部ＥＧＲ率の等高線に沿うように吸気弁２１のリフト量を低下させる。この後、エンジンの運転状態が第３運転領域Ｒ１３にある状態においてエンジン負荷が増加した場合、ＰＣＭ１０は、第２片弁作動モードで排気弁２２を作動させながら、具体的には排気弁２２ａを通常モードで作動させると共に排気弁２２ｂを特殊モードで作動させるようにＶＶＬ７１を制御しながら、吸気弁２１のリフト量を徐々に増加させるようにＶＶＬ７４を制御する（符号Ａ１５参照）。
【００５８】
なお、ＨＣＣＩ領域Ｒ１においてエンジン負荷が減少していく場合には、ＰＣＭ１０は、上記した制御とは逆の流れで制御を行う。この場合にも、ＰＣＭ１０は、図９中の矢印Ａ１に示すように、排気弁２２の作動モードの切り替えに協調して吸気弁２１のリフト量を変化させる。
【００５９】
［作用効果］
次に、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の作用効果について説明する。
【００６０】
本実施形態では、ＨＣＣＩ領域Ｒ１を第１乃至第３運転領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３に区分し、低負荷側の第１運転領域Ｒ１１では排気弁２２ａ及び排気弁２２ｂの両方を二度開きさせ、第１運転領域Ｒ１１よりも高負荷側の第２運転領域Ｒ１２では比較的大きなリフト量を有する排気弁２２ａのみを二度開きさせ、第２運転領域Ｒ１２よりも高負荷側の第３運転領域Ｒ１３では比較的小さなリフト量を有する排気弁２２ｂのみを二度開きさせる。これにより、ポンピングロスの発生を抑制しつつ、内部ＥＧＲ率の制御性を向上させることができる。具体的には、ＨＣＣＩ領域Ｒ１において、エンジン負荷に応じて内部ＥＧＲ率を適切に変化させることができる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、排気弁２２ａ、２２ｂのいずれか一方のみを二度開きさせる作動モード（第１片弁作動モード及び第２片弁作動モード）を適用するので、２つの排気弁２２の両方を常に二度開きさせる構成と比較して、内部ＥＧＲガスを筒内により均一に分布させることができ、エンジン負荷の増大時における燃焼重心の進角を抑制することができる。したがって、エンジン負荷の増大に伴う燃焼重心の進角による燃焼騒音の増大を抑制しつつ、内部ＥＧＲガスを使用するＨＣＣＩ領域Ｒ１を高負荷側に拡大することができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、ＨＣＣＩ領域Ｒ１において、エンジン負荷が増加するほど、内部ＥＧＲ率が減少するように、排気弁２２の作動モードを切り替える制御及び吸気弁２１のリフト量を変化させる制御を行うので、エンジン負荷の増加に応じて内部ＥＧＲ率を適切に減少させることができる。
【００６３】
特に、本実施形態によれば、ＨＣＣＩ領域Ｒ１においてエンジン負荷が増加する場合に、エンジンの運転状態が第１運転領域Ｒ１１、第２運転領域Ｒ１２及び第３運転領域Ｒ１３のいずれに属するかに応じて、排気弁２２ａ及び排気弁２２ｂのうちで二度開きさせる弁を切り替える制御を行うと共に、エンジン負荷の増加に応じて吸気弁２１のリフト量を大きくする制御を行うので、エンジン負荷の増加に応じて内部ＥＧＲ率を所望の範囲内において連続的に（より具体的には線形に）減少させることができる。
【００６４】
特に、本実施形態によれば、エンジン負荷が増加して、エンジンの運転状態が属する領域が第１運転領域Ｒ１１から第２運転領域Ｒ１２へと切り替わり、二度開きさせる弁を排気弁２２ａ及び第２排気弁２２ｂの両方から排気弁２２ａのみに切り替えるとき、及び、エンジンの運転状態が属する領域が第２運転領域Ｒ１２から第３運転領域Ｒ１３へと切り替わり、二度開きさせる弁を排気弁２２ａから排気弁２２ｂに切り替えるときに、吸気弁２１のリフト量を一旦小さくするように制御するので、上記の切り替え時に内部ＥＧＲ率の変化における連続性が確保されなくなること、つまり内部ＥＧＲ率の変化に段差が生じてしまうことを適切に抑制することができる。
【００６５】
［変形例］
上記した実施形態では、排気弁２２ａをリフト量Ｌ１に設定し、排気弁２２ｂをリフト量Ｌ２に設定していたが、つまり排気弁２２ａ、２２ｂに固定のリフト量Ｌ１、Ｌ２を適用していたが、他の例では、排気弁２２ａ、２２ｂのリフト量を連続的に変更可能なようにＶＶＬ７１を構成してもよい。
【００６６】
また、上記した実施形態では、排気弁２２ａのリフト量Ｌ１と排気弁２２ｂのリフト量Ｌ２とを異ならせることで、排気弁２２ａと排気弁２２ｂとで排気有効面積を異ならせていたが、こうすることに限定はされない。他の例では、排気弁２２ａと排気弁２２ｂとでバルブ径やスロート部の径などを異ならせることで、排気弁２２ａ、２２ｂの排気有効面積を異ならせるようにしてもよい。
【００６７】
また、上記した実施形態では、気筒１８毎に２つの排気弁２２ａ、２２ｂを有するエンジン１を示したが、本発明は、気筒１８毎に３つ以上の排気弁２２を有するエンジンにも適用可能である。その場合にも、各々で排気有効面積が異なるように排気弁２２を構成すればよい。
【符号の説明】
【００６８】
１  エンジン
１０  ＰＣＭ
１８  気筒
２１  吸気弁
２２  排気弁
２２ａ  排気弁（第１排気弁）
２２ｂ  排気弁（第２排気弁）
２５  点火プラグ
６７  インジェクタ
７１  ＶＶＬ（排気側可変バルブ機構）
７４  ＶＶＬ（吸気側可変バルブ機構）
７２、７５  ＶＶＴ
【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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