(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第１排気弁及び第２排気弁を有する排気弁が設けられた気筒を備えるエンジンであって、
エンジンの負荷が所定値以下である第１の運転領域において、燃料を含む混合気を圧縮自己着火させてエンジンの圧縮自己着火運転を実行させると共に、上記第１の運転領域よりも負荷が高い第２の運転領域において、燃料を含む混合気を強制点火させてエンジンの強制点火運転を実行させるエンジン制御手段と、
上記第１排気弁の開閉時期を変化させて、排気行程中および／または吸気行程中に上記第１排気弁を動作させる可変動弁機構と、
上記第２排気弁を一定の開閉時期及びクランク角に応じた一定のリフト量の変化形態にて動作させるメカニカル動弁機構と、
エンジン回転数が高くなるほど、上記第１排気弁の開弁時期を進角させるように、上記可変動弁機構を制御する制御手段と、
を有し、
上記制御手段は、上記第１排気弁の開弁時期を所定の基準時期から遅角させていくと、開弁期間においてクランク角度に応じて変化する上記第１排気弁のリフト量を積分した値であるリフト量積分値が小さくなるよう上記可変動弁機構を制御し、かつ、上記第１排気弁の開弁時期を最大に遅角させる開弁時期が上記メカニカル動弁機構による上記第２排気弁の開弁時期と同一になるよう上記可変動弁機構を制御し、
上記制御手段は、上記エンジンの圧縮自己着火運転領域において、上記第１排気弁を排気行程中に開弁させて排気を筒内から排出すると共に吸気行程中に開弁させて排気を内部ＥＧＲガスとして筒内に導入するよう上記可変動弁機構を制御し、かつ、上記エンジンの強制点火運転領域において、上記第１排気弁を排気行程中に開弁させて排気を筒内から排出するよう上記可変動弁機構を制御し、
上記メカニカル動弁機構は、上記エンジンの圧縮自己着火運転領域および強制点火運転領域において、上記第２排気弁を排気行程中に開弁させて排気を筒内から排出するよう構成されている、ことを特徴とするエンジン。
【請求項２】
上記メカニカル動弁機構による上記第２排気弁のリフト量積分値は、上記制御手段が上記第可変動弁機構によって上記第１排気弁の開閉時期を制御したときの最大のリフト量積分値と最小のリフト量積分値との間の値に設定されている、請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
上記可変動弁機構は、
クランクシャフトの回転に同期して回転するカムと、
内部にエンジンオイルが充填され、上記カムの動作によってエンジンオイルの油圧が変化する圧力室と、
上記圧力室に接続されており、開閉することにより上記第１排気弁に作用させる油圧を制御する油圧バルブと、
を有し、
上記制御手段は、上記カムが上記圧力室内の油圧を上昇させるよう動作しているときに、上記油圧バルブの開閉を切り替える制御を行って、上記圧力室内の油圧を上記第１排気弁に作用させて上記第１排気弁を開弁させる、請求項１又は２に記載のエンジン。
【請求項４】
上記可変動弁機構の上記カムは、排気行程中に上記第１排気弁を開弁させるための第１のカム山および吸気行程中に上記第１排気弁を開弁させるための第２のカム山を備え、
上記制御手段は、上記エンジンの圧縮自己着火運転領域において、上記カムの第１のカム山および第２のカム山が、それぞれ、上記圧力室内の油圧を上昇させるよう動作しているときに、上記油圧バルブの開閉を切り替える制御を行って、上記圧力室内の油圧を上記第１排気弁に作用させて上記第１排気弁を開弁させ、かつ、上記エンジンの強制点火運転領域において、上記カムの第１のカム山が上記圧力室内の油圧を上昇させるよう動作しているときに、上記油圧バルブの開閉を切り替える制御を行って、上記圧力室内の油圧を上記第１排気弁に作用させて上記第１排気弁を開弁させる、請求項３に記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに係わり、特に、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、気筒に設けられた排気弁や吸気弁の開閉時期及び／又はリフト量を変化させる可変動弁機構（換言すると可変バルブ機構）が知られている。例えば、特許文献１には、排気弁の開閉時期を変化させる可変動弁機構を備えるエンジンシステムに関して、エンジン回転数が低いほど、可変動弁機構によって排気弁の開弁時期を遅角させることで、低回転時において排気通路へ供給した空気が筒内へ逆流することを抑制する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８５３０１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、エンジンの高回転時には、可変動弁機構によって排気弁の開弁時期を排気下死点に対して進角させると、所謂ポンピングロスを低減することができるものと考えられる。一方で、エンジンの低回転時には、可変動弁機構によって排気弁の開弁時期を排気下死点付近まで遅角させると、筒内の膨張比を向上させることができるものと考えられる。
【０００５】
ここで、従来から、排気弁の開弁時期を遅角させていくと、開弁期間においてクランク角度に応じて変化する排気弁のリフト量を積分した値であるリフト量積分値（排気弁を通って流れるガス量は、このリフト量積分値に応じた量となる）が小さくなるような特性を有する可変動弁機構が知られている。そのような可変動弁機構を排気弁に適用した場合、エンジンの低回転時に膨張比を向上させるために排気弁の開弁時期を遅角させ過ぎると、所望のリフト量積分値が確保できずに、筒内から排気をスムーズに排出できなくなる。その結果、排気に因る損失（ポンピングロス）が発生してしまう。また、一般的に気筒ごとに２つの排気弁が設けられているが、これら２つの排気弁の両方に上記の可変動弁機構を適用すると、エンジンの始動時などにおいて所望のカムプロフィールにて排気弁を動作させることができない場合がある。
【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、低回転時には筒内から排気をスムーズに排出しつつ膨張比を適切に向上させることができ、高回転時にはポンピングロスを適切に低減することができる、エンジン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第１排気弁及び第２排気弁を有する排気弁が設けられた気筒を備えるエンジンであって、エンジンの負荷が所定値以下である第１の運転領域において、燃料を含む混合気を圧縮自己着火させてエンジンの圧縮自己着火運転を実行させると共に、第１の運転領域よりも負荷が高い第２の運転領域において、燃料を含む混合気を強制点火させてエンジンの強制点火運転を実行させるエンジン制御手段と、第１排気弁の開閉時期を変化させて、排気行程中および／または吸気行程中に第１排気弁を動作させる可変動弁機構と、第２排気弁を一定の開閉時期及びクランク角に応じた一定のリフト量の変化形態にて動作させるメカニカル動弁機構と、エンジン回転数が高くなるほど、第１排気弁の開弁時期を進角させるように、可変動弁機構を制御する制御手段と、を有し、制御手段は、第１排気弁の開弁時期を所定の基準時期から遅角させていくと、開弁期間においてクランク角度に応じて変化する上記第１排気弁のリフト量を積分した値であるリフト量積分値が小さくなるよう可変動弁機構を制御し、かつ、第１排気弁の開弁時期を最大に遅角させる開弁時期が上記メカニカル動弁機構による第２排気弁の開弁時期と同一になるよう可変動弁機構を制御し、制御手段は、エンジンの圧縮自己着火運転領域において、第１排気弁を排気行程中に開弁させて排気を筒内から排出すると共に吸気行程中に開弁させて排気を内部ＥＧＲガスとして筒内に導入するよう可変動弁機構を制御し、かつ、エンジンの強制点火運転領域において、第１排気弁を排気行程中に開弁させて排気を筒内から排出するよう可変動弁機構を制御し、メカニカル動弁機構は、エンジンの圧縮自己着火運転領域および強制点火運転領域において、第２排気弁を排気行程中に開弁させて排気を筒内から排出するよう構成されている、ことを特徴とする。
【０００８】
このように構成された本発明によれば、エンジンの低回転時において、可変動弁機構によって第１排気弁の開弁時期を遅角させることで、第１排気弁のリフト量積分値が小さくなっても、メカニカル動弁機構が適用された第２排気弁のリフト量積分値によって補うことができ、つまり第１及び第２排気弁を合わせた全体としてのリフト量積分値を確保することができ、筒内からスムーズに排気を排出することができる。したがって、エンジンの低回転時に、排気に因る損失（ポンピングロス）を抑制しつつ、膨張比を適切に向上させることが可能となる。
この場合、本発明によれば、メカニカル動弁機構による第２排気弁の開弁時期を、可変動弁機構による第１排気弁の最大遅角時期と同一に設定しているので、エンジンの低回転時において、第１排気弁の開弁時期を遅角側に変化させることによる膨張比の制御性と、第２排気弁による筒内からのスムーズな排気の排出との両方を適切に確保することができる。加えて、本発明によれば、エンジンの高回転時において、可変動弁機構によって第１排気弁の開弁時期を進角させることで、ポンピングロスを適切に低減することができる。
以上より、本発明によれば、エンジンの低回転領域から高回転領域に渡って、適切なカムプロフィールにて排気弁を動作させることができ、燃費を向上させることができる。
【０００９】
本発明において、好ましくは、メカニカル動弁機構による第２排気弁のリフト量積分値は、制御手段が第可変動弁機構によって第１排気弁の開閉時期を制御したときの最大のリフト量積分値と最小のリフト量積分値との間の値に設定されている。
このように構成された本発明によれば、第２排気弁のリフト量積分値を第１排気弁の最小のリフト量積分値よりも大きくするので、第２排気弁のリフト量積分値を十分に確保して、筒内から排気をよりスムーズに排出することができ、また、第２排気弁のリフト量積分値を第１排気弁の最大リフト量積分値よりも小さくするので、第１排気弁の開弁時期を制御することによる膨張比の制御性を効果的に向上させることができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、可変動弁機構は、クランクシャフトの回転に同期して回転するカムと、内部にエンジンオイルが充填され、カムの動作によってエンジンオイルの油圧が変化する圧力室と、圧力室に接続されており、開閉することにより第１排気弁に作用させる油圧を制御する油圧バルブと、を有し、制御手段は、カムが圧力室内の油圧を上昇させるよう動作しているときに、油圧バルブの開閉を切り替える制御を行って、圧力室内の油圧を第１排気弁に作用させて第１排気弁を開弁させる。
このように構成された本発明によれば、クランクシャフトの回転に同期して回転するカムを用いて圧力室内のエンジンオイルの油圧を変化させ、油圧バルブの制御によって圧力室内の油圧を第１排気弁に作用させて、第１排気弁を開弁させるよう構成された可変動弁機構を適用するので、簡易な構成にて第１排気弁の開閉時期を変化させることが可能となる。
本発明において、好ましくは、可変動弁機構のカムは、排気行程中に第１排気弁を開弁させるための第１のカム山および吸気行程中に第１排気弁を開弁させるための第２のカム山を備え、制御手段は、エンジンの圧縮自己着火運転領域において、カムの第１のカム山および第２のカム山が、それぞれ、圧力室内の油圧を上昇させるよう動作しているときに、油圧バルブの開閉を切り替える制御を行って、圧力室内の油圧を第１排気弁に作用させて第１排気弁を開弁させ、かつ、エンジンの強制点火運転領域において、カムの第１のカム山が圧力室内の油圧を上昇させるよう動作しているときに、油圧バルブの開閉を切り替える制御を行って、圧力室内の油圧を第１排気弁に作用させて第１排気弁を開弁させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のエンジンによれば、低回転時には筒内から排気をスムーズに排出しつつ膨張比を適切に向上させることができ、高回転時にはポンピングロスを適切に低減することができ、それにより、エンジンの低回転域から高回転域に渡って燃費を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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エンジンの１つの気筒を下方から見た概略平面図である。
【図３】本発明の実施形態によるエンジンにおける一方の排気弁に適用される排気側可変動弁機構の概略側面図である。
【図４】本発明の実施形態によるエンジンにおける他方の排気弁に適用されるメカニカル動弁機構の概略側面図である。
【図５】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６】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７】本発明の実施形態による第１の運転領域での吸気弁及び排気弁の基本動作の説明図である。
【図８】本発明の実施形態による排気側可変動弁機構の特性についての説明図である。
【図９】本発明の実施形態による２つの排気弁の動作についての説明図である。
【図１０】本発明の実施形態におけるメカニカル動弁機構による排気弁の開弁時期（排気側可変動弁機構による排気弁の最大遅角時期）の決定手法についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
［エンジンの構成］
まず、図１乃至図５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り、図２は、本発明の実施形態によるエンジンの１つの気筒を下方から見た概略平面図であり、図３は、本発明の実施形態によるエンジンにおける一方の排気弁に適用される排気側可変動弁機構の概略側面図（部分的に断面図を示している）であり、図４は、本発明の実施形態によるエンジンにおける他方の排気弁に適用されるメカニカル動弁機構の概略側面図であり、図５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。
【００１５】
図１に示すように、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、図２に示すように、気筒１８毎に、２つの吸気ポート１６が形成され、これら吸気ポート１６のそれぞれに吸気弁２１（２１ａ、２１ｂ）が配設されると共に、２つの排気ポート１７が形成され、これら排気ポート１７のそれぞれに排気弁２２（２２ａ、２２ｂ）が配設される。
【００１８】
排気弁２２においては、一方の排気弁２２ａに排気側可変動弁機構７２が取り付けられており（図３、図５参照）、この排気側可変動弁機構７２は、少なくとも排気弁２２ａの開閉時期を変化させて、排気弁２２ａを動作させる。また、他方の排気弁２２ｂには、メカニカル動弁機構７３が取り付けられており（図４参照）、このメカニカル動弁機構７３は、排気弁２２ｂを一定の開閉時期及びクランク角に応じた一定のリフト量の変化形態にて動作させる。他方で、吸気弁２１ａ、２１ｂの一方又は両方には、吸気側可変動弁機構７１が取り付けられており（図５参照）、この吸気側可変動弁機構７１は、吸気弁２１ａ、２１ｂの一方又は両方の開閉時期及び／又はリフト量を変化させる。なお、吸気弁２１ａ、２１ｂの一方にのみ吸気側可変動弁機構７１を適用した場合には、吸気弁２１ａ、２１ｂの他方には例えばメカニカル動弁機構などを適用すればよい。
【００１９】
図３に示すように、排気弁２２ａに適用される排気側可変動弁機構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（油圧バルブに相当する）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。この場合、ソレノイドバルブ７２ｂが開弁しているときに、オイル供給路７２ａと圧力室７２ｃとが流体連通されて、オイル供給路７２ａから圧力室７２ｃへとエンジンオイルが供給される（図３中の矢印Ａ１１参照）。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、通電されると閉弁する。より詳しくは、ソレノイドバルブ７２ｂは、通電され続けることにより、閉弁状態が維持される。なお、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いる。
【００２０】
また、排気側可変動弁機構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、排気側可変動弁機構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２２ａ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２２ａ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。この場合、ソレノイドバルブ７２ｂが閉弁しているときに、オイル供給路７２ａと圧力室７２ｃとの流体連通が遮断されて、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３中の矢印Ａ１２参照）。
【００２１】
排気側可変動弁機構７２が排気弁２２ａ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と同期して回転している最中において、カム７２ｄに形成されたカム山（換言するとカムロブ）がローラーフィンガーフォロア７２ｅに接触すると、このカム山がローラーフィンガーフォロア７２ｅを押し込む。これにより、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７２ｃ内のエンジンオイルを圧縮するよう動作する。このときに、ソレノイドバルブ７２ｂを閉弁すると、オイル供給路７２ａと圧力室７２ｃとの流体連通が遮断されて、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とブレーキユニット７２ｇとによってほぼ密閉空間が形成されて、この空間内のエンジンオイルの油圧がポンプユニット７２ｆの動作によって上昇する。そして、上昇された油圧によってブレーキユニット７２ｇが動作して排気弁２２ａを付勢することで、排気弁２２ａがリフトする、つまり排気弁２２ａが開弁する。他方で、上記のような状況においてソレノイドバルブ７２ｂを開状態に維持した場合には、オイル供給路７２ａと圧力室７２ｃとが流体連通しているので、ポンプユニット７２ｆの動作によって圧力室７２ｃ内のエンジンオイルがオイル供給路７２ａへと押し出される（当然、ソレノイドバルブ７２ｂが閉弁しているときには、圧力室７２ｃとブレーキユニット７２ｇとの流体連通が遮断されているため、圧力室７２ｃ内の油圧はブレーキユニット７２ｇに作用しない）。
【００２２】
基本的には、カム７２ｄに形成された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２２ａを開弁させることができる。したがって、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２２ａの開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２２ａ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と共に、排気行程に加えて吸気行程においても排気弁２２ａを開弁できるように、つまり排気の二度開きが行えるように、別のカム山がカム７２ｄ上の所定位置に形成されている。本実施形態では、このような２つのカム山のそれぞれがローラーフィンガーフォロア７２ｅに作用している間に、ソレノイドバルブ７２ｂの開閉を切り替える制御を行って、排気弁２２ａの開閉時期を変化させるようにする。また、排気の二度開きは、排気ポート１７から燃焼室１９へ既燃ガス（内部ＥＧＲガス）を逆流させて再導入する場合に実行される。
【００２３】
他方で、図４に示すように、メカニカル動弁機構７３は、排気カムシャフト２３上に設けられたカム７３ａと、カム７３ａから伝達された力により揺動し、排気弁２２ｂをリフトさせるように動作するロッカーアーム７３ｂと、ロッカーアーム７３ｂが排気弁２２ｂをリフトさせるように動作していないときに排気弁２２ｂ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７３ｃと、を有する。このようなメカニカル動弁機構７３は、排気カムシャフト２３を介してクランクシャフト１５の回転に同期して動作し、一定の開閉時期及びクランク角に応じた一定のリフト量の変化形態（つまり一定のリフト量積分値）にて排気弁２２ｂを動作させる。具体的には、メカニカル動弁機構７３は、排気行程にのみ排気弁２２ｂを開弁させるように動作する。換言すると、メカニカル動弁機構７３においては、排気行程にのみ排気弁２２ｂが開弁するように、カム７３ａ上の所定位置に１つのカム山が形成されている。
なお、図４に示したようにメカニカル動弁機構７３を構成することに限定はされず、これ以外にも種々の構成をメカニカル動弁機構７３に適用可能である。
【００２４】
図１を再度参照すると、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。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（排気ガス）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。
【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。
【００３１】
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いる。このＰＣＭ１０が制御器を構成する。
【００３２】
ＰＣＭ１０には、図１及び図５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、吸気側可変動弁機構７１、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。特に、本実施形態では、ＰＣＭ１０は、排気側可変動弁機構７２のソレノイドバルブ７２ｂに対して制御信号を出力して（詳しくはソレノイドバルブ７２ｂに対して電圧又は電流を供給する）、ソレノイドバルブ７２ｂの開閉を切り替えることで、排気弁２２ａの開閉時期を変化させる制御を実行する。
【００３４】
［運転領域］
次に、図６を参照して、本発明の実施形態によるエンジン１の運転領域について説明する。図６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低負荷域である第１の運転領域Ｒ１１では、点火プラグ２５による点火を行わずに、圧縮自己着火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、この圧縮着火燃焼では、燃焼が急峻になりすぎてしまい、燃焼騒音が発生したり、着火時期の制御が困難になったりする（失火などが発生する傾向にある）。そのため、このエンジン１では、エンジン負荷が相対的に高い高負荷域である第２の運転領域Ｒ１２では、圧縮着火燃焼の代わりに、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）を行うようにする。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、圧縮着火燃焼による運転を実行するＣＩ（Compression Ignition）運転と、火花点火燃焼による運転を実行するＳＩ（Spark Ignition）運転とを切り替えるように構成されている。
【００３５】
ここで、図７を参照して、ＣＩ運転を行う第１の運転領域Ｒ１１での吸気弁２１及び排気弁２２（特に排気側可変動弁機構７２が適用された排気弁２２ａ）の基本動作について説明する。図７は、横軸にクランク角を示し、縦軸に弁のリフト量を示している。また、実線のグラフＧ１１は、クランク角に応じた排気弁２２ａの動作を示し、破線のグラフＧ１２は、クランク角に応じた吸気弁２１の動作を示している。図７に示すように、ＣＩ運転を行う第１の運転領域Ｒ１１においては、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａを排気行程中に開弁させると共に吸気行程中にも開弁させる排気の二度開きを実行して、相対的に温度の高い内部ＥＧＲガスを気筒１８内に導入する。こうすることで、ＣＩ運転時に、気筒１８内の圧縮端温度を高めて、圧縮着火燃焼の着火性及び安定性を高めるようにしている。なお、他方の排気弁２２ｂは、メカニカル動弁機構７３によって排気行程にのみ開弁される（この排気弁２２ｂの動作については図７には図示していない）。
【００３６】
［排気弁の動作］
次に、本発明の実施形態による排気弁２２の動作について具体的に説明する。
【００３７】
まず、図８を参照して、排気弁２２ａを動作させる排気側可変動弁機構７２の特性について説明する。ここでは、説明を簡単にするために、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａを１回だけ開弁させる場合を例に挙げる（実際には排気弁２２ａは二度開きする）。
【００３８】
図８（ａ）の上には、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａを比較的早い時期ｔ１１にて開弁させたときの排気弁２２ａの動作（リフトカーブ）を示しており、図８（ａ）の下には、このように排気弁２２ａを動作させたときの排気側可変動弁機構７２のソレノイドバルブ７２ｂの開閉状態を示している。例えば、開弁時期ｔ１１は、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開弁時期を最大に進角させたときの開弁時期（以下では適宜「最大進角時期」と呼ぶ。）である。一方、図８（ｂ）の上には、比較的遅い時期ｔ１２に、具体的には図８（ａ）に示した開弁時期ｔ１１から遅角させた時期ｔ１２に（矢印Ａ２１参照）、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａを開弁させたときの排気弁２２ａの動作（リフトカーブ）を示しており、図８（ｂ）の下には、このように排気弁２２ａを動作させたときの排気側可変動弁機構７２のソレノイドバルブ７２ｂの開閉状態を示している。また、図８（ｂ）の上には、比較のために、図８（ａ）の上に示したリフトカーブを破線にて重ねて示してある。
【００３９】
図８（ａ）と図８（ｂ）とを比較すると、排気弁２２ａの開弁時期を遅角させると、排気弁２２ａのリフト量が小さくなることがわかる（矢印Ａ２２参照）。また、符号Ａｒ２で示す面積に対応する、排気弁２２ａのリフト量積分値（開弁期間においてクランク角度に応じて変化する排気弁２２ａのリフト量を積分した値であり、排気弁２２ａを通って流れるガス量は、高回転では概ねこのリフト量積分値に応じた量となり、低回転では同じ通過ガス量に対してポンプ損失がリフト量積分値低下に伴い概ね増加する）が、符号Ａｒ１で示す面積に対応する、排気弁２２ａのリフト量積分値よりも小さいことがわかる。このように排気弁２２ａの開弁時期を遅角させるとリフト量及びリフト量積分値が小さくなる理由は、以下の通りである。
【００４０】
上述したように、排気側可変動弁機構７２においては、カム７２ｄに形成されたカム山がローラーフィンガーフォロア７２ｅに接触しているときに、このカム山がローラーフィンガーフォロア７２ｅを押し込むことで、ポンプユニット７２ｆが圧力室７２ｃ内のエンジンオイルを圧縮するよう動作する。このときに、ソレノイドバルブ７２ｂを閉弁すると、圧力室７２ｃとブレーキユニット７２ｇとによってほぼ密閉空間が形成されて、この空間内のエンジンオイルの油圧が上昇して、上昇された油圧によってブレーキユニット７２ｇが動作して排気弁２２ａを付勢することで、排気弁２２ａが開弁する。
【００４１】
ここで、圧力室７２ｃ内の油圧は、カム７２ｄのカム山がローラーフィンガーフォロア７２ｅに作用し始めると上昇していくが、ある程度まで上昇した後に低下していく。したがって、カム７２ｄのカム山がローラーフィンガーフォロア７２ｅに作用し始めた初期の所定のタイミングにおいてソレノイドバルブ７２ｂを閉弁すると、相対的に早い時期から高圧室の圧力は上昇するため、排気弁２２ａの開弁は早くなり、その後もカム山によって押し込まれるポンプユニット７２ｆの動きに合わせてリフトするため、リフト量及びリフト量積分値は大きくなる（図８（ａ）参照）。この場合、排気弁２２ａのリフト量及びリフト量積分値が最も大きくなるような排気弁２２ａの開弁時期が、排気弁２２ａの最大進角時期として規定される。他方で、そのような最大進角時期からソレノイドバルブ７２ｂの閉弁時期を遅角させていくと、高圧室の圧力上昇は相対的に遅くなり、排気弁２２ａの開弁は遅くなるため、その後カム山によって押し込まれるポンプユニット７２ｆの動きに合わせてリフトするリフト量およびリフト量積分値も小さくなるのである（図８（ｂ）参照）。
なお、上述してきた通り、排気側可変動弁機構７２は排気弁２２ａの開閉時期を変化させることができるが、図８に示したように、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開閉時期を変化させると排気弁２２ａのリフト量も変化するので、このことから、排気側可変動弁機構７２は排気弁２２ａの開閉時期に加えてリフト量も変化させることができると言える。
【００４２】
ところで、エンジン１の高回転時には、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開弁時期を排気下死点（ＴＤＣ）に対して進角させると、ポンピングロスを低減することができるものと考えられる。例えば、排気弁２２ａの開弁時期を最大進角時期に設定すると、ポンピングロスを効果的に低減することができる。一方で、エンジン１の低回転時には、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開弁時期を排気下死点付近まで遅角させると、膨張比を向上させることができるものと考えられる。そのため、本実施形態では、ＰＣＭ１０は、エンジン回転数に応じて、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開弁時期を変化させる。具体的には、ＰＣＭ１０は、ポンピングロスの観点から、エンジン回転数が高いほど、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開弁時期を進角させ（詳しくは最大進角時期を限度にして排気弁２２ａの開弁時期を進角させる）、また、膨張比の観点から、エンジン回転数が低いほど、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開弁時期を遅角させる。
【００４３】
しかしながら、上記したような排気側可変動弁機構７２の特性から（図８（ｂ）参照）、エンジン１の低回転時に膨張比を向上させるために排気弁２２ａの開弁時期を遅角させ過ぎると、所望のリフト量積分値が確保できずに、筒内から排気をスムーズに排出できなくなる。その結果、排気に因る損失（ポンピングロス）が発生してしまう。
【００４４】
このような問題を解決すべく、本実施形態では、２つの排気弁２２ａ、２２ｂの両方に排気側可変動弁機構７２を適用せずに、一方の排気弁２２ａにのみ排気側可変動弁機構７２を適用し、他方の排気弁２２ｂにはメカニカル動弁機構７３を適用し、更に、メカニカル動弁機構７３による排気弁２２ｂの開弁時期を、ＰＣＭ１０が排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開弁時期を最大に遅角させる開弁時期（以下では適宜「最大遅角時期」と呼ぶ。）と同一に設定した。これにより、エンジン１の低回転時において、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開弁時期を遅角させることで、一方の排気弁２２ａのリフト量積分値が小さくなっても、メカニカル動弁機構７３が適用された他方の排気弁２２ｂのリフト量積分値によって補うことができ、つまり排気弁２２ａ、２２ｂを合わせた全体としてのリフト量積分値を確保することができ、筒内からスムーズに排気を排出できるようになる。
【００４５】
この場合、メカニカル動弁機構７３による排気弁２２ｂの開弁時期を、排気側可変動弁機構７２による排気弁２２ａの最大遅角時期よりも進角側に設定すると、排気弁２２ａを最大遅角時期にて開弁させたとしても、この排気弁２２ａの開弁前に排気弁２２ｂが既に開弁しており、排気弁２２ｂから排気が排出されて、膨張比を適切に向上させることができなくなる。他方で、メカニカル動弁機構７３による排気弁２２ｂの開弁時期を、排気側可変動弁機構７２による排気弁２２ａの最大遅角時期よりも遅角側に設定すると、排気弁２２ａを最大遅角時期にて開弁させたときに、この排気弁２２ａの開弁時に排気弁２２ｂが開弁しておらず、リフト量積分値が適切に確保できなくなる。このような問題を生じさせないようにするために、本実施形態では、メカニカル動弁機構７３による排気弁２２ｂの開弁時期を、排気側可変動弁機構７２による排気弁２２ａの最大遅角時期と同一に設定している。こうすることで、エンジン１の低回転時において、メカニカル動弁機構７３が適用された排気弁２２ｂによって筒内からのスムーズな排気の排出を確保しつつ、排気側可変動弁機構７２による排気弁２２ａの開弁時期の制御によって膨張比を適切に制御できるようになる、つまり膨張比の制御性を適切に確保できるようになる。
【００４６】
次に、図９を参照して、本発明の実施形態による排気弁２２ａ、２２ｂの動作について具体的に説明する。図９は、横軸にクランク角を示しており、縦軸に排気弁２２ａ、２２ｂのリフト量を示している。また、実線のグラフＧ２１は、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａを最大遅角時期ＲＴにて開弁させたときのクランク角に応じた排気弁２２ａの動作（リフトカーブ）を示し、一点鎖線のグラフＧ２２は、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａを最大進角時期ＡＤにて開弁させたときのクランク角に応じた排気弁２２ａの動作（リフトカーブ）を示し、破線のグラフＧ２３は、メカニカル動弁機構７３によるクランク角に応じた排気弁２２ｂの動作（リフトカーブ）を示している。グラフＧ２１、Ｇ２２に示すように、排気弁２２ａは排気側可変動弁機構７２によって排気行程及び吸気行程に渡って２回開弁され（二度開きされ）、一方で、グラフＧ２３に示すように、排気弁２２ｂはメカニカル動弁機構７３によって排気行程にのみ開弁される。
【００４７】
図９に示すように、本実施形態では、メカニカル動弁機構７３による排気弁２２ｂの開弁時期を、排気側可変動弁機構７２による排気弁２２ａの最大遅角時期ＲＴと同一に設定している（グラフＧ２１、Ｇ２３参照）。換言すると、本実施形態では、ＰＣＭ１０は、メカニカル動弁機構７３による排気弁２２ｂの開弁時期を限度に、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開弁時期を遅角させる制御を行う。より具体的には、ＰＣＭ１０は、エンジン回転数に応じて、最大遅角時期ＲＴと最大進角時期ＡＤとの間で、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開弁時期を変化させる。つまり、ＰＣＭ１０は、エンジン回転数が高くなるほど、最大進角時期ＡＤを限度に排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開弁時期を進角させ、エンジン回転数が低くなるほど、最大遅角時期ＲＴを限度に排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開弁時期を遅角させる。
【００４８】
また、本実施形態では、図９に示すように、メカニカル動弁機構７３による排気弁２２ｂのリフト量積分値を、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａを最大遅角時期ＲＴにて開弁させたときの排気行程における排気弁２２ａのリフト量積分値（最小リフト量積分値となる）と、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａを最大進角時期ＡＤにて開弁させたときの排気行程における排気弁２２ａのリフト量積分値（最大リフト量積分値となる）との間の値に設定する。メカニカル動弁機構７３による排気弁２２ｂのリフト量積分値を、排気弁２２ａの最小リフト量積分値よりも大きくするのは、排気弁２２ａを最大遅角時期ＲＴにて開弁させるときに、メカニカル動弁機構７３による排気弁２２ｂのリフト量積分値を十分に確保して、筒内から排気をスムーズに排出できるようにするためである。他方で、メカニカル動弁機構７３による排気弁２２ｂのリフト量積分値を、排気弁２２ａの最大リフト量積分値よりも小さくするのは、排気弁２２ａの開弁時期を制御することで変化させることができる排気弁２２ａのリフト量積分値の範囲（可変範囲）を、固定値となる排気弁２２ｂのリフト量積分値よりも広い範囲にまで拡張することで、排気弁２２ａの開弁時期を制御することによる膨張比の制御性を高めるようにするためである。つまり、エンジン１の高回転時には、排気弁２２ｂよりも排気弁２２ａを先に開弁させることとなるが、そのように先に開弁させるほうの排気弁２２ａのリフト量積分値の可変範囲を広く確保して、膨張比の制御性を向上させるためである。
【００４９】
次に、図１０を参照して、本発明の実施形態において、メカニカル動弁機構７３による排気弁２２ｂの開弁時期を決定するための手法（換言すると排気側可変動弁機構７２による排気弁２２ａの最大遅角時期ＲＴを決定するための手法）について説明する。図１０は、横軸に、排気行程における排気弁２２ａの開弁時期を示しており、縦軸に、ポンピングロスの改善度合い（換言すると悪化度合い）を示している。このポンピングロスの改善度合いは、一義的に燃費の改善度合いに相当する。また、実線のグラフＧ３１は、エンジン１の低回転時における排気弁２２ａの開弁時期と燃費の改善度合いとの関係を示し、破線のグラフＧ３２は、エンジン１の高回転時における排気弁２２ａの開弁時期とポンピングロスの改善度合いとの関係を示している。グラフＧ３１に示すように、エンジン１の低回転時には、排気弁２２ａの開弁時期を遅角させると、膨張比が向上して燃費が改善する傾向にある。他方で、グラフＧ３２に示すように、エンジン１の高回転時には、排気弁２２ａの開弁時期を進角させると、ポンピングロスが改善する傾向にある。
【００５０】
本実施形態では、エンジン１の低回転時及び高回転時の両方において燃費がバランスよく改善するように、つまり、低回転時及び高回転時の一方の燃費のみが改善し、低回転時及び高回転時の他方の燃費が悪化するといったことがないように、排気側可変動弁機構７２による排気弁２２ａの最大遅角時期ＲＴ及びメカニカル動弁機構７３による排気弁２２ｂの開弁時期の両方に適用すべき、適当な開弁時期を決定する。この場合、一方の排気弁２２ａに排気側可変動弁機構７２を適用し、他方の排気弁２２ｂにメカニカル動弁機構７３を適用した構成において、低回転時及び高回転時の両方の燃費をバランスよく改善させるために排気弁２２ｂの固定の開弁時期として適用すべき開弁時期を決定し、当該開弁時期を排気弁２２ａの最大遅角時期ＲＴに適用するようにする。例えば、図１０中の符号Ｒ２で示すような範囲内の開弁時期を、メカニカル動弁機構７３による排気弁２２ｂの開弁時期及び排気側可変動弁機構７２による排気弁２２ａの最大遅角時期ＲＴとして適用する。
【００５１】
［作用効果］
次に、本発明の実施形態によるエンジンの作用効果について述べる。
【００５２】
本実施形態では、一方の排気弁２２ａ（第１排気弁）に対して排気側可変動弁機構７２を適用すると共に、他方の排気弁２２ｂ（第２排気弁）に対してメカニカル動弁機構７３を適用し、エンジン回転数が高くなるほど、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開弁時期を進角させ（換言すると、エンジン回転数が低くなるほど、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開弁時期を遅角させる）、また、メカニカル動弁機構７３による排気弁２２ｂの開弁時期を、排気側可変動弁機構７２による排気弁２２ａの最大遅角時期ＲＴと同一に設定している。
【００５３】
このような本実施形態によれば、エンジン１の低回転時において、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開弁時期を遅角させることで、一方の排気弁２２ａのリフト量積分値が小さくなっても、メカニカル動弁機構７３が適用された他方の排気弁２２ｂのリフト量積分値によって補うことができ、つまり排気弁２２ａ、２２ｂを合わせた全体としてのリフト量積分値を確保することができ、筒内からスムーズに排気を排出することができる。したがって、エンジン１の低回転時に、排気に因る損失（ポンピングロス）を抑制しつつ、膨張比を適切に向上させることが可能となる。
この場合、本実施形態によれば、メカニカル動弁機構７３による排気弁２２ｂの開弁時期を、排気側可変動弁機構７２による排気弁２２ａの最大遅角時期ＲＴと同一に設定しているので、エンジン１の低回転時において、排気弁２２ａの開弁時期を遅角側に変化させることによる膨張比の制御性と、排気弁２２ｂによる筒内からのスムーズな排気の排出との両方を適切に確保することができる。加えて、本実施形態によれば、エンジン１の高回転時において、排気側可変動弁機構７２によって排気弁２２ａの開弁時期を進角させることで、ポンピングロスを適切に低減することができる。
以上より、本実施形態によれば、エンジン１の低回転領域から高回転領域に渡って、適切なカムプロフィールにて排気弁２２を動作させることができ、燃費を向上させることができる。
【００５４】
更に、本実施形態では、メカニカル動弁機構７３による排気弁２２ｂのリフト量積分値を、排気側可変動弁機構７２による排気弁２２ａの最大リフト量積分値と最小リフト量積分値との間の値に設定している。このような本実施形態によれば、排気弁２２ｂのリフト量積分値を排気弁２２ａの最小リフト量積分値よりも大きくするので、排気弁２２ｂのリフト量積分値を十分に確保して、筒内から排気をよりスムーズに排出することができ、また、排気弁２２ｂのリフト量積分値を排気弁２２ａの最大リフト量積分値よりも小さくするので、排気弁２２ａの開弁時期を制御することによる膨張比の制御性を効果的に向上させることができる。
【００５５】
［変形例］
上記した実施形態では、本発明をＣＩ運転とＳＩ運転とを切り替えて運転するガソリンエンジンに対して適用した例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。本発明は、通常のガソリンエンジン（つまりＳＩ運転のみを実行するエンジン）や、ディーゼルエンジンにも適用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１  エンジン
１０  ＰＣＭ
１８  気筒
２１（２１ａ、２１ｂ）  吸気弁
２２（２２ａ、２２ｂ）  排気弁
２５  点火プラグ
６７  インジェクタ
７１  吸気側可変動弁機構
７２  排気側可変動弁機構
７２ｂ  ソレノイドバルブ
７２ｃ  圧力室
７２ｄ  カム
７３  メカニカル動弁機構
【図１】
0006380916.tif 000002
【図２】
0006380916.tif 000003
【図３】
0006380916.tif 000004
【図４】
0006380916.tif 000005
【図５】
0006380916.tif 000006
【図６】
0006380916.tif 000007
【図７】
0006380916.tif 000008
【図８】
0006380916.tif 000009
【図９】
0006380916.tif 000010
【図１０】
0006380916.tif 000011