(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気行程において吸気弁及び排気弁をオーバーラップさせて開弁するエンジンの制御装置であって、
前記排気行程における前記排気弁の開弁時期は、エンジン回転数が高くなるほど進角するようになっており、
前記エンジン回転数に応じた前記排気弁の開弁時期が、排気行程開始前となる場合には、その排気行程開始前のエンジンの膨張行程において前記排気弁を開弁させると共にその膨張行程の終了と同時に閉弁させて予備排気を行わせ且つその膨張行程に続く排気行程の開始と同時に前記排気弁を開弁させる、エンジンの制御装置。
【請求項２】
前記予備排気時における前記排気弁の開弁時期は、前記エンジン回転数が高くなるほど進角される、請求項１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関し、特に、可変動弁機構によって排気弁の開閉時期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、エンジンの排気行程において排気弁を開弁すると、高圧の燃焼室から低圧の排気ポートに向かう圧力波が発生することが知られている。この圧力波は、排気弁の開弁と同時に発生し、所定の振動数で伝達される。そして、例えば特許文献１では、排気弁を開弁した際の圧力波の負圧に着目して、負圧発生時に吸気弁を開弁することで吸気口から燃焼室を通り、排気口から排気ポートに至る気流を作り出し、この気流によって燃焼室内の掃気効率を高めることとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８４５２９号公報
【０００４】
また、特許文献１では、圧力波が負圧を発生させるタイミングで吸気弁と排気弁とをオーバーラップさせて開弁させることにより燃焼室内の掃気効率を高めることに加え、排気弁の開弁時期を、エンジン回転数の上昇に伴って進角させることとしている。即ち、エンジンの回転数が上昇し、かつ排気弁を開くタイミングを同一とした場合、圧力波の負圧が発生するタイミングが、クランク角度との関係において遅角されることとなる。従って、特許文献１では、排気弁を開くタイミングをエンジン回転数の上昇に伴って進角させることにより、圧力波の発生のタイミングをも進角させている。そして、圧力波の発生のタイミングがクランク角に対して進角すれば、圧力波の負圧が発生するタイミングもクランク角に対して進角することとなり、その結果、負圧波の発生時期を吸気弁と排気弁がオーバーラップして開弁している時期にまで進角させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、エンジンの回転数の上昇に伴って排気弁の開弁時期を進角させた場合、エンジンの排気行程開始前、即ち直前の膨張行程から排気弁を開弁させることとなってしまい、トルク損失によってエンジンの出力を低下させてしまう可能性があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、膨張行程におけるトルク損失を最低限に抑えつつ、圧力波の負圧が発生するタイミングと、吸気弁及び排気弁のオーバーラップのタイミングを合わせることにより掃気効率を高め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。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、エンジンの排気行程において吸気弁及び排気弁をオーバーラップさせて開弁するエンジンの制御装置であって、排気行程における排気弁の開弁時期は、エンジン回転数が高くなるほど進角するようになっており、エンジン回転数に応じた排気弁の開弁時期が、排気行程開始前となる場合には、その排気行程開始前のエンジンの膨張行程において排気弁を開弁させると共にその膨張行程の終了と同時に閉弁させて予備排気を行わせ且つその膨張行程に続く排気行程の開始と同時に排気弁を開弁させる。
【０００８】
このように構成された本発明によれば、排気行程における排気弁の開弁時期を、エンジン回転数の上昇に応じて進角させることができる。これにより、排気時の圧力波が負圧を発生させるタイミングで吸気弁と排気弁とをオーバーラップさせて開弁させることができる。これにより、燃焼室内の掃気効率を高めることができる。また、排気弁の開弁時期をエンジン回転数に応じて進角させた場合において、排気弁の開弁時期が排気行程開始前となるような場合には、排気行程開始前のエンジンの膨張行程において排気弁を開弁させると共にその膨張行程の終了と同時に閉弁させて予備排気を行わせ且つその膨張行程に続く排気行程の開始と同時に排気弁を開弁させる。膨張行程において予備排気を行うことで排気時の圧力波を発生させることができ、これにより、圧力波の発生を早め、負圧波が発生するタイミングで吸気弁と排気弁とをオーバーラップさせて開弁させることができる。
【００１０】
また、本発明において、好ましくは、前記予備排気時における前記排気弁の開弁時期は、前記エンジン回転数が高くなるほど進角される。
【００１１】
このように構成された本発明によれば、エンジン回転数が更に上昇した場合においても、圧力波が負圧を発生させるタイミングで吸気弁と排気弁とをオーバーラップさせて開弁させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、膨張行程におけるトルク損失を最低限に抑えつつ、圧力波の負圧が発生するタイミングと、吸気弁及び排気弁のオーバーラップのタイミングを合わせることにより掃気効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態による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可変動弁機構の概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態による可変動弁機構の動作を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態によるエンジンの制御ブロック図である。
【図５】本発明の実施形態による吸気弁及び排気弁の動作を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態による吸気弁及び排気弁の動作を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態による吸気弁及び排気弁の動作を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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について説明する。
【００１５】
まず、図１を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの構成について説明する。図１は、本発明の実施形態によるエンジンの概略構成図である。
【００１６】
図１に示すように、エンジン１は、車両に搭載される、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、エンジンオイル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の燃焼室に適用されるリエントラント型燃焼室を形成するようなキャビティ１４１が設けられている。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、インジェクタ６７に相対する。そして、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とが、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。
【００１７】
このエンジン１は、理論熱効率の向上や、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。
【００１８】
シリンダヘッド１２には、気筒１８毎に、燃焼室１９に連通する吸気ポート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。
【００１９】
シリンダヘッド１２には、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。換言すれば、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。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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
エンジン１の一側面には、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（排気ガス）を排出する排気通路４０が接続されている。
【００２３】
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。
【００２４】
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、排気ガス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。
【００２５】
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、排気ガスの一部を吸気通路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、排気ガス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、排気ガスの吸気通路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。
【００２６】
また、エンジン１は、制御手段としてのパワートレイン・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おり、このＰＣＭ１０が制御器を構成する。
【００２７】
図２は、吸気弁及び排気弁に適用される可変動弁機構の概略構成図である。ここでは、排気弁２２に適用される排気側可変動弁機構７２について詳述するが、吸気弁２１に適用される吸気側可変動弁機構７１も同一の構成を有している。
【００２８】
図２に示すように、排気弁２２に適用される可変動弁機構７２は、外部から供給されたエンジンオイルが通過するオイル供給路７２ａと、オイル供給路７２ａ上に設けられた三方弁としてのソレノイドバルブ７２ｂと、オイル供給路７２ａからソレノイドバルブ７２ｂを介して供給されたエンジンオイルが充填される圧力室７２ｃと、を有する。ソレノイドバルブ７２ｂは、通電されていない状態では開弁しており、通電されている状態では閉弁する。そして、ソレノイドバルブ７２ｂの上流側のオイル供給路７２ａ上には、図示しない逆止弁などが設けられており、オイル供給路７２ａ内をエンジンオイルが逆流しないように構成されている。このような可変動弁機構７２では、ソレノイドバルブ７２ｂが通電しておらず開弁している場合に、オイル供給路７２ａと圧力室７２ｃとが流体連通される。これにより、オイル供給路７２ａからのエンジンオイルは、圧力室７２ｃへと供給される（図２中の矢印Ａ１１参照）。
【００２９】
また、可変動弁機構７２は、タイミングベルトなどを介してクランクシャフト１５の回転が伝達される排気カムシャフト２３上に設けられたカム７２ｄと、カム７２ｄから伝達された力により揺動するローラーフィンガーフォロア７２ｅと、圧力室７２ｃに連結されており、ローラーフィンガーフォロア７２ｅによって動作されて、圧力室７２ｃ内のエンジンオイルの圧力（油圧）を上昇させるポンプユニット７２ｆと、を有する。加えて、可変動弁機構７２は、ソレノイドバルブ７２ｂを介して圧力室７２ｃに連結され、圧力室７２ｃ内の油圧によって排気弁２２を開弁させるように動作するブレーキユニット７２ｇと、ブレーキユニット７２ｇが動作していないときに排気弁２２の閉状態を維持するための力を付与するバルブスプリング７２ｈと、を有する。このような可変動弁機構７２では、ソレノイドバルブ７２ｂが閉弁すると、オイル供給路７２ａと圧力室７２ｃとの流体連通が遮断され、同時に、圧力室７２ｃとブレーキユニット７２ｇとが流体連通されることで、圧力室７２ｃ内の油圧がブレーキユニット７２ｇに作用する（図２中の矢印Ａ１２参照）。
【００３０】
可変動弁機構７２が排気弁２２を開弁させる動作について具体的に説明する。カム７２ｄが排気カムシャフト２３と同期して回転すると、カム７２ｄに形成されたカム山（換言するとカムロブ）が所定時間にわたってローラーフィンガーフォロア７２ｅに接触する。そして、カム山がローラーフィンガーフォロアに接触している間、カム山がローラーフィンガーフォロア７２ｅをポンプユニット７２ｆ方向に押し込む。ローラーフィンガーフォロア７２ｅがポンプユニット７２ｆ方向に押し込まれると、ローラーフィンガーフォロア７２ｅがポンプユニット７２ｆを付勢して、ポンプユニット７２ｆが圧力室７１ｃ内のエンジンオイルを圧縮する。これにより、圧力室７２ｃ内の油圧が上昇する。そして、圧力室７２ｃ内の油圧が上昇している間にソレノイドバルブ７２ｂを閉弁すると、上昇した圧力室７２ｃ内の油圧がブレーキユニット７２ｇに作用する。これにより、ブレーキユニット７２ｇが排気弁２２を付勢し、排気弁２２がリフトして開弁する。
【００３１】
基本的には、カム７２ｄに形成されたカム山の先行側端面７２ｉがローラーフィンガーフォロア７２ｅに作用している間の何処かのタイミングでソレノイドバルブ７２ｂを閉弁すると、排気弁２２を開弁させることができる。したがって、可変動弁機構７２では、ソレノイドバルブ７２ｂを開状態から閉状態に切り替えるタイミングを変えることで、排気弁２２の開弁時期を変化させることができる。一方で、可変動弁機構７２では、ソレノイドバルブ７２ｂを閉状態から開状態に切り替えるタイミングを変えることで、排気弁２２の閉弁時期を変化させることができる。本実施形態では、排気行程において排気弁２２を開弁できるように、カム７２ｄ上の所定位置にカム山が形成されている。
【００３２】
図３は、可変動弁機構７２の動作を示すグラフである。図３（ａ）の上には、可変動弁機構７２によって排気弁２２を比較的早い時期ｔ１１にて開弁させたときの排気弁２２の動作（リフトカーブ）を示しており、図３（ａ）の下には、このように排気弁２２を動作させたときの可変動弁機構７２のソレノイドバルブ７２ｂの開閉状態を示している。図３（ａ）は、カム山がローラーフィンガーフォロア７２ｅに作用している全期間にわたって、ソレノイドバルブ７２ｂを閉じているときの動作を示す。一方で図３（ｂ）は、カム山がローラーフィンガーフォロア７２ｅに作用してから所定期間後の時期ｔ１２においてソレノイドバルブ７２ｂを閉じたときの動作を示す。
【００３３】
図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較すると、図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ１２においてソレノイドバルブ７２ｂを閉じると、時刻ｔ１２から排気弁２２のリフトが開始し、図４（ａ）の場合と比較して遅い時期に排気弁２２を開弁させることができる。即ち、時刻ｔ１２においてソレノイドバルブ７２ｂを閉じると、圧力室７２ｃ内の圧力が上昇するためブレーキユニット７２ｇに作用している油圧が上昇し、これにより排気弁２２が開弁する。このように、ソレノイドバルブ７２ｅを閉じるタイミングを制御することにより、排気弁２２が閉弁するタイミングを制御することができる。
【００３４】
図４は、本発明の実施形態によるエンジンの制御ブロック図である。図４に示すように、ＰＣＭ１０には、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、エンジンオイル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。
【００３５】
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２１ａ，２１ｂを制御する吸気側可変動弁機構７１、排気弁２２ａ，２２ｂを制御する排気側可変動弁機構７２、燃料供給システム６２、及び、各種の弁（スロットル弁３６、ＥＧＲ弁５１１）のアクチュエータに対して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。
【００３６】
次に、本実施形態の作用について詳述する。
【００３７】
図５は、本発明の実施形態による吸気弁及び排気弁の動作、並びに排気ポート内に生じる圧力波の変化を示すグラフであり、この図は、特に、エンジン回転数が低回転領域にある場合における吸気弁及び排気弁の動作を示す。図５中、実線Ｌ１は、排気弁２２のリフト量とクランク角との関係を示し、実線Ｌ２は、吸気弁２１のリフト量とクランク角との関係を示す。排気行程では、時期ｔ１から時期ｔ３の間に示すように、排気弁２２は、実線Ｌ１で表わされるリフトカーブに従って開弁する。そして、時期ｔ３において排気行程が終了する前の時期ｔ２において、吸気弁２１のリフトが開始し、吸気弁２１は、実線Ｌ２であらされるリフトカーブに従って開弁する。そして、排気弁２２と吸気弁２１は、時期ｔ２〜時期ｔ３にかけてオーバーラップして開弁している。図５（ｂ）は、排気ポート１７内での圧力波の挙動を示すグラフである。図５（ｂ）に示すように、時期ｔ１において排気弁２２のリフトが開始すると同時に開弁した排気弁２２で閉じられていた排気口から圧力波が発生する。圧力波は、所定の高次曲線を描きながら減衰する。そして、吸気側可変動弁機構７１は、圧力波の負圧が発生するタイミングにおいて、吸気弁２１と排気弁２２がオーバーラップして開弁するよう、吸気弁２１の開弁を制御する。これにより、排気ポート１７内で生じた負圧により燃焼室１９内が掃気され、燃焼室１９内への新気の充填効率を向上させることができる。
【００３８】
ここで、エンジン回転数が増加した場合、クランク角に対する圧力波の速度が見た目上遅くなるため、排気弁２２の開弁時期をｔ１とすると圧力波は破線Ｌ４に示すような波形をとる。そして、破線Ｌ４によれば、負圧は、吸気弁２１と排気弁２２とがオーバーラップしている時期（時期ｔ２〜時期ｔ３）よりも遅れて発生することとなる。従って、エンジン回転数が増加して負圧波が破線Ｌ４に示す波形をとった場合、燃焼室１９内の掃気効率を高めることができない。
【００３９】
図６は、図５に示す例と比較してエンジン回転数を上昇させた場合における吸気弁及び排気弁の動作、並びに圧力波を示すグラフである。図５に示す状態と比較してエンジン回転数が上昇した場合、図６の実線Ｌ１’によって示すように、排気側可変動弁機構７２は、排気弁２２の開弁時期を最大進角時期とし、時期ｔ１よりも更に早い時期ｔ０において排気弁２２を開弁する。これにより、排気ポート１７内で生じる圧力波は、破線Ｌ４で示す場合と比較して発生時期が早まり、排気弁２２が開弁する時期ｔ０において発生する、なお、実線Ｌ４’は、破線Ｌ４と同一の形状を有している。図６に示すように、エンジン回転数が上昇した場合、排気弁２２の開弁時期を早めることにより圧力波の発生時期も早まる。これにより、実線Ｌ４’によって示すように、圧力波の負圧は、吸気弁２１と排気弁２２との開弁時期がオーバーラップしている時期ｔ２〜時期ｔ３の間で発生することとなる。これにより、エンジン回転数が上昇した場合でも、燃焼室１９内の掃気効率を高めることができる。
【００４０】
図７は、図６に示す例と比較して更にエンジン回転数を上昇させた場合における吸気弁及び排気弁の動作、並びに圧力波を示すグラフである。図６に示す状態では、排気弁２２を最大進角時期（時刻ｔ０）で開弁しているため、排気弁２２の開弁時期をこれ以上進角させることができない。従って、図６に示す状態よりもエンジン回転数が更に上昇した場合、排気側可変動弁機構７２は、排気行程（ｔ０〜ｔ３）の直前の膨張行程（ｔ０より前）において、圧力波を発生させるための予備排気を行う。予備排気行程において排気側可変動弁機構７２は、時期ｔ０よりも早い時期ｔ０’において排気弁２２を開弁させ、膨張行程が終わり、かつ排気行程が始まる時期ｔ０において排気弁２２を閉弁させる。これにより、実線Ｌ７によって示すように、時期ｔ０’において圧力波が発生する。実線Ｌ７で示す圧力波の波形は、図５に示す例で用いた圧力波の波形（図５では実線Ｌ４で示し、図６では破線Ｌ４で示す）よりも更に進角している。これにより、実線Ｌ７で示す圧力波の負圧は、吸気弁２１と排気弁２２がオーバーラップして開弁する時期ｔ２〜時期ｔ３の間で発生する。これにより、エンジン回転数が上昇した場合でも、燃焼室１９内の掃気効率を高めることができる。
【００４１】
また、予備排気時における排気弁２２の開弁時期も、排気行程における排気弁２２の開弁時期と同様に、エンジン回転数が上昇するに従って進角させることができる。即ち、時刻ｔ０’において排気弁２２を開弁した場合よりも更にエンジン回転数が上昇した場合、可変動弁機構７２は、予備排気時における排気弁２２の開弁時期を更に進角させ、時期ｔ０’よりも早い時期ｔ０’’において排気弁２２を開弁させる。これにより、時期ｔ０’’において圧力波が発生し、一点鎖線Ｌ８に示すような波形をとる。このような制御によっても、圧力波の負圧を、吸気弁２１と排気弁２２がオーバーラップして開弁する時期ｔ２〜時期ｔ３の間で発生させることができ、これにより、エンジン回転数が上昇した場合でも、燃焼室１９内の掃気効率を高めることができる。
【００４２】
予備排気を行う場合、排気弁２２のリフト量は、排気行程時における排気弁２２のリフト量より少ないことが好ましい。即ち、予備排気は、エンジンの膨張行程において行われるものであり、エンジンの膨張行程において排気弁２２を開弁すると、エンジン出力が低下する可能性があるためである。また、予備排気を行って排気弁２２を開閉した場合、排気行程における排気弁２２の開弁時期は、排気行程の開始と同時であり、予備排気から排気行程に移行する際に、排気弁２２の動作が途切れないようにすることが好ましい。このように排気弁２２の動作を連続させることで、圧力波の波形が乱れるのを防止することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  エンジン
１０  ＰＣＭ
１８  気筒
２１  吸気弁
２２  排気弁
７１  吸気側可変動弁機構
７２  排気側可変動弁機構
【図１】
0006395118.tif 000002
【図２】
0006395118.tif 000003
【図３】
0006395118.tif 000004
【図４】
0006395118.tif 000005
【図５】
0006395118.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006395118.tif 000008