(57)【要約】【課題】吸気バルブの操作エネルギを低減できる内燃機関を提供する。【解決手段】燃焼室１２３に対して吸気する少なくとも２つの異径の吸気口１３４ａ，１３４ｂと、前記各吸気口に設けられ当該吸気口を開閉する異径の吸気バルブ１２１ａ，１２１ｂと、を備えた内燃機関ＥＧにおいて、前記異径の吸気バルブのうちの大径の吸気バルブ１２１ａは鉄系材料により構成され、小径の吸気バルブ１２１ｂは前記鉄系材料より軽量の軽金属材料により構成されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に対して吸気する少なくとも２つの異径の吸気口と、
前記各吸気口に設けられ当該吸気口を開閉する異径の吸気バルブと、を備えた内燃機関において、
前記異径の吸気バルブのうちの大径の吸気バルブは鉄系材料により構成され、小径の吸気バルブは前記鉄系材料より軽量の軽金属材料により構成されている内燃機関。
【請求項２】
前記小径の吸気バルブは、前記鉄系材料より熱伝導率が高い軽金属材料により構成されている請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記小径の吸気バルブの弁体は、前記大径の吸気バルブの弁体に比べ、前記弁体の先端に向かう軸方向距離に対する直径の拡大率の最大値が小さい請求項１又は２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記大径の吸気バルブの方向に向けて燃料を噴射する第１の燃料噴射手段と、
前記小径の吸気バルブの方向に向けて燃料を噴射する第２の燃料噴射手段と、をさらに備え、
内燃機関の負荷が所定の高負荷領域の場合は、前記第１の燃料噴射手段及び前記第２の燃料噴射手段の両方により燃料を噴射し、
内燃機関の負荷が所定の低負荷領域の場合は、前記第２の燃料噴射手段のみにより燃料を噴射する請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記大径の吸気バルブの方向に向けて燃料を噴射する第１の燃料噴射手段と、
前記小径の吸気バルブの方向に向けて燃料を噴射する第２の燃料噴射手段と、をさらに備え、
内燃機関の回転速度が所定の高回転領域の場合は、前記第１の燃料噴射手段及び前記第２の燃料噴射手段の両方により燃料を噴射し、
内燃機関の回転速度が所定の低回転領域の場合は、前記第２の燃料噴射手段のみにより燃料を噴射する請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記燃焼室の中央部であって前記大径の吸気バルブと前記小径の吸気バルブとの間に設けられた第１の点火プラグと、
前記燃焼室の周辺部であって前記小径の吸気バルブの近傍に設けられ、前記第１の点火プラグより点火エネルギが小さい第２の点火プラグと、をさらに備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の吸気バルブや排気バルブの操作エネルギを低減するために、一つの燃焼室に２つの吸気バルブと２つの排気バルブとを設け、これら２つの吸気バルブ及び２つの排気バルブの各弁体を、それぞれ異なる直径（具体的には直径比で１．５：１）にしたものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７０５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、２つの吸気バルブを異径にするにも、シリンダボアのレイアウト等の制約から一定の限界がある。このため、未だ十分に操作エネルギの低減が達成されていないという指摘がされている。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、吸気バルブの操作エネルギを低減できる内燃機関を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、燃焼室に対して吸気する少なくとも２つの異径の吸気口と、前記各吸気口に設けられ当該吸気口を開閉する異径の吸気バルブとを備えた内燃機関において、前記異径の吸気バルブのうちの大径の吸気バルブを鉄系材料により構成し、小径の吸気バルブを前記鉄系材料より軽量の軽金属材料により構成することによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、大径の吸気バルブと小径の吸気バルブとの直径比が同じでも小径の吸気バルブが軽金属材料から構成されているぶん軽量になるので、吸気バルブの操作エネルギを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る内燃機関を示すブロック図である。
【図２】図１の燃焼室、吸気バルブ及び排気バルブを示す平面図である。
【図３】図２のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】図１のエンジンコントロールユニットの制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】図１のエンジンコントロールユニットの制御手順の他例を示すフローチャートである。
【図６】図２の大径吸気口から燃焼室内へ流入するガスの質量流量分布を示すシミュレーショングラフである。
【図７】図１の燃料噴射バルブと燃料噴射ポートを示す平面図である。
【図８】図３の大径吸気バルブと小径吸気バルブの整流作用を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。最初にエンジンＥＧ全体の構成例を説明するが、本発明に係る内燃機関の構成は本例にのみ限定されるものではない。図１は、本例に係るエンジンＥＧを示すブロック図であり、エンジンＥＧの吸気通路１１１には、エアーフィルタ１１２、吸入空気流量を検出するエアフローメータ１１３、吸入空気流量を制御するスロットルバルブ１１４およびコレクタ１１５が設けられている。
【００１０】
スロットルバルブ１１４には、当該スロットルバルブ１１４の開度を調整するＤＣモータ等のアクチュエータ１１６が設けられている。このスロットルバルブアクチュエータ１１６は、運転者のアクセルペダル操作量等に基づき演算される要求トルクを達成するように、エンジンコントロールユニット１１からの駆動信号に基づき、スロットルバルブ１１４の開度を電子制御する。また、スロットルバルブ１１４の開度を検出するスロットルセンサ１１７が設けられて、その検出信号をエンジンコントロールユニット１へ出力する。なお、スロットルセンサ１１７はアイドルスイッチとしても機能させることができる。
【００１１】
また、コレクタ１１５から各気筒に分岐した吸気通路１１１の先端部（以下、この先端部を燃料噴射ポート１１１ａ）に臨ませて、燃料噴射バルブ１１８が設けられている。燃料噴射バルブ１１８は、エンジンコントロールユニット１１において設定される駆動パルス信号によって開弁駆動され、図外の燃料ポンプから圧送されてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御された燃料を燃料噴射ポート１１１ａ内に噴射する。
【００１２】
シリンダ１１９と、当該シリンダ内を往復移動するピストン１２０の冠面と、吸気バルブ１２１及び排気バルブ１２２が設けられたシリンダヘッドとで囲まれる空間が燃焼室１２３を構成する。イグニッションコイルを含む点火プラグ１２４は、各気筒の燃焼室１２３に臨んで装着され、エンジンコントロールユニット１１からの点火信号に基づいて吸入混合気に対して点火を行う。本例特有の吸気バルブ１２１、排気バルブ１２２、点火プラグ１２４および燃料噴射バルブ１１８の詳細については後述する。
【００１３】
一方、排気通路１２５には、排気中の特定成分、たとえば酸素濃度を検出することにより排気、ひいては吸入混合気の空燃比を検出する空燃比センサ１２６が設けられ、その検出信号はエンジンコントロールユニット１１へ出力される。この空燃比センサ１２６は、リッチ・リーン出力する酸素センサであっても良いし、空燃比をリニアに広域に亘って検出する広域空燃比センサであってもよい。
【００１４】
また、排気通路１２５には、排気を浄化するための排気浄化触媒１２７が設けられている。この排気浄化触媒１２７としては、ストイキ（理論空燃比，λ＝１、空気重量／燃料重量＝１４．７）近傍において排気中の一酸化炭素ＣＯと炭化水素ＨＣを酸化するとともに、窒素酸化物ＮＯｘの還元を行って排気を浄化することができる三元触媒、或いは排気中の一酸化炭素ＣＯと炭化水素ＨＣの酸化を行う酸化触媒を用いることができる。
【００１５】
排気通路１２５の排気浄化触媒１２７（複数設けることもある）の下流側には、排気中の特定成分、たとえば酸素濃度を検出し、リッチ・リーン出力する酸素センサ１２８が設けられ、その検出信号はエンジンコントロールユニット１１へ出力される。なお、図１において１２９はマフラである。
【００１６】
エンジンＥＧのクランク軸１３０にはクランク角センサ１３１が設けられ、エンジンコントロールユニット１１は、クランク角センサ１３１から機関回転と同期して出力されるクランク単位角信号を一定時間カウントすることで、又は、クランク基準角信号の周期を計測することで、機関回転速度Ｎｅを検出することができる。
【００１７】
エンジンＥＧの冷却ジャケット１３２には、水温センサ１３３が当該冷却ジャケットに臨んで設けられ、冷却ジャケット１３１内の冷却水温度Ｔｗを検出し、これをエンジンコントロールユニット１１へ出力する。
【００１８】
次に、本例のエンジンＥＧにおける吸気バルブ１２１、排気バルブ１２２、点火プラグ１２４および燃料噴射バルブ１１８の構成について説明する。
図２は、一つの燃焼室１２３をシリンダヘッドの下面から見上げた平面図であり、同図の左側がエンジンＥＧのフロント側、右側がエンジンＥＧのリヤ側（クランクシャフトの出力側）を示す。図３は、図２のIII-III線に沿う断面図であり、２つの吸気バルブ１２１ａ，１２１ｂの中心線で断面した図である。なお、各吸気バルブ１２１ａ，１２１ｂに対する吸気通路１１１及び燃料噴射ポート１１１ａの位置関係は図７の平面図に示す。
【００１９】
本例のエンジンＥＧは、一つの燃焼室１２３に対して２つの吸気バルブ１２１ａ，１２１ｂと、２つの排気バルブ１２２ａ，１２２ｂと、２つの点火プラグ１２３ａ，１２３ｂと、２つの燃料噴射バルブ１１８ａ，１１８ｂと、を備える。また、燃焼室１２３を構成するシリンダ１１９の頂面には、２つの吸気バルブ１２１ａ，１２１ｂに対応して、吸気通路１１１と燃焼室１２３とを連通する２つの吸気口１３４ａ，１３４ｂが形成され、２つの排気バルブ１２２ａ，１２２ｂに対応して、排気通路１２５と燃焼室１２３とを連通する２つの排気口１３５ａ，１３５ｂとが形成されている。
【００２０】
本例の２つの吸気口１３４ａ，１３４ｂ及び２つの吸気バルブ１２１ａ，１２１ｂは、互いに異なる直径に形成されている。すなわち、エンジンＥＧのリヤ側（クランクシャフトの出力側）に位置する吸気口１３４ｂ及び当該吸気口１３４ｂを開閉する吸気バルブ１２１ｂ（以下、小径吸気バルブ１２１ｂともいう）は、エンジンＥＧのフロント側に位置する吸気口１３４ａ及び当該吸気口１３４ａを開閉する吸気バルブ１２１ａ（以下、大径吸気バルブ１２１ａともいう）より小径に形成されている。なお、２つの排気口１３５ａ，１３５ｂ及びこれらをそれぞれ開閉する排気バルブ１２２ａ，１２２ｂは同じ直径に形成されている。
【００２１】
また本例の大径吸気バルブ１２１ａは、鋼鉄などの鉄系材料から構成され、小径吸気バルブ１２１ｂは、鉄系材料より軽量及び／又は高い熱伝導率を有する、アルミニウム、チタン、マグネシウムなどの軽金属材料から構成されている。ここで、鉄の比重は７．９、熱伝導率は８０Ｗ／ｍ・Ｋであるのに対し、アルミニウムの比重は２．７、熱伝導率は２３６Ｗ／ｍ・Ｋ、マグネシウムの比重は１．７、熱伝導率は１５６Ｗ／ｍ・Ｋ、チタンの比重は４．５、熱伝導率は２２Ｗ／ｍ・Ｋであるから、アルミニウム及びマグネシウムは鉄系材料に比べて軽量かつ高熱伝導性を有し、チタンは鉄系材料に比べて軽量である。したがって、アルミニウム、チタン、マグネシウムのいずれも適用できるが、軽量且つ高熱伝導性の観点から言えばアルミニウム又はマグネシウムを用いることがより望ましい。
【００２２】
図３に示すように、吸気バルブ１２１ａ，１２１ｂは、図外のカムシャフト機構に接してシリンダヘッドに支持された軸部１２１ａ１，１２１ｂ１と、当該軸部１２１ａ１，１２１ｂ１の先端に形成されて吸気口１３４ａ，１３４ｂの弁座に接離する傘状の弁体１２１ａ２，１２１ｂ２とを備える。本例では、小径吸気バルブ１２１ｂの軸部１２１ｂ１及び弁体１２１ｂ２の両方を上述した軽金属材料で構成してもよいし、軸部１２１ｂ１及び弁体１２１ｂ２のいずれか一方を上述した軽金属材料で構成してもよい。同様に、大径吸気バルブ１２１ａの軸部１２１ａ１及び弁体１２１ａ２の両方を上述した鉄系材料で構成してもよいし、軸部１２１ａ１及び弁体１２１ａ２のいずれか一方を上述した鉄系材料で構成してもよい。
【００２３】
本例の小径吸気バルブ１２１ｂは、軽量な金属材料で構成しているので、動作する際の操作エネルギが小さくなり、振動や騒音を抑制することができる。また、高熱伝導性の金属材料で構成しているので、特にエンジン始動時の燃料の気化が促進されることになる。小径バルブは相対的に体積が小さいことから全体の熱容量が小さく、燃料の気化がより促進される。軽金属で構成するのは小径吸気バルブ１２１ｂのみで、大径吸気バルブ１２１ａは材料強度に優れた鉄系金属で構成するので、小径吸気バルブ１２１ｂ、大径吸気バルブ１２１ａの双方とも十分な強度を確保して耐久・信頼性を確保することができる。
【００２４】
さらに、２つの吸気バルブ１２１を本例のように大径吸気バルブ１２１ａと小径吸気バルブ１２１ｂとで構成することで、一つの燃焼室１２３におけるレイアウトも改善される。すなわち、２つの吸気バルブ１２１ａ，１２１ｂを異径にするにあたり、本例では大径吸気バルブ１２１ａの拡大率よりも小径吸気バルブ１２１ｂの縮小率を相対的に大きく設定することで、２つの吸気バルブ１２１ａ，１２１ｂが同径の場合に比べてバルブ間にスペースを確保することができる。したがって、２つの点火プラグ１２４ａ，１２４ｂの配置が可能となり、多点点火による燃焼耐力の向上を図ることができる。これに加えて、小径吸気バルブ１２１ｂを高熱伝導性材料で構成しているので、冷機時の燃料の気化を促進することができる。
【００２５】
本例の２つの吸気バルブ１２１ａ，１２１ｂの傘状の弁体１２１ａ２，１２１ｂ２は、図３及び図８に示すように、先端に向かう軸方向距離に対する直径の拡大率の最大値について、小径吸気バルブ１２１ｂの方が大径吸気バルブ１２１ａに比べて相対的に小さく形成されている。換言すれば、小径吸気バルブ１２１ｂの方が緩やかに拡径する形状とされている。図８は、大径吸気バルブ１２１ａと小径吸気バルブ１２１ｂの吸気の整流作用を示す断面図であり、このように弁体１２１ａ２，１２１ｂ２の拡径率を設定することで、図８に点線で示すように吸入ガスの流れが小径吸気バルブ１２１ｂを通過する方が緩やかに流れ、燃焼室１２３の下方へより流れ易くなる。これによって、大径吸気バルブ１２１ａを通過した吸入ガスの進む向きと、小径吸気バルブ１２１ｂを通過した吸入ガスの進む向きとが異なることになり、燃焼室１２３内で吸入ガス同士の干渉が少なくなって吸気効率（充填効率）を向上させることができる。なお、小径吸気バルブ１２１ｂの弁体１２１ｂ２の拡径率を小さく設定することでバルブ自体の強度も向上する。
【００２６】
図６は、２つの燃料噴射ポートのうちの燃料噴射ポート１１１ａａから大径吸気バルブ１２１ａを介して大径吸気口１３４ａから燃焼室１２３内へ流入するガスの質量流量分布を示すシミュレーショングラフである。同図の上に一つの燃焼室１２３の全体を示し、同図の下に質量流量分布を示す。下図の分布グラフでは、上図に示すように２つの吸気バルブ１２１を異径にするとともに弁体１２１ａ２，１２１ｂ２の拡径率を図８のように設定した場合（片側異径）と、２つの吸気バルブ１２１を同径にするとともに弁体の拡径率も同一に設定した場合とを示す。
【００２７】
同図に示すように、本例のように２つの吸気バルブ１２１を異径に構成した方が同径に構成した場合に比べて、隣接する小径吸気バルブ１２１ｂとの間に流れるガス流量が増加していることが理解される。すなわち、同径の吸気バルブ１２１では隣接するバルブとの間に吸入空気の澱みが発生し、バルブ径を大きくしてもそれに応じたほどの吸入量は確保できない。これに対し、本例のように異径にすることでこの澱みが解消でき、片側のバルブ径が縮小されたとしても結果的には吸入量減少への影響を最小限に抑えることができる。
【００２８】
本例のエンジンＥＧでは、図７に示すように、２つの燃料噴射ポート１１１ａａ，１１１ａｂのうち燃料噴射ポート１１１ａａに第１の燃料噴射バルブ１１８ａが設けられ、燃料噴射ポート１１１ａｂに第２の燃料噴射バルブ１１８ｂが設けられ、運転負荷に応じて燃料噴射が実行される。この制御の詳細は後述する。
【００２９】
また本例のエンジンＥＧでは、図２及び図７に示すように、燃焼室１２３の中央部に第１の点火プラグ１２４ａが設けられ、燃焼室１２３の周辺部のエンジンリヤ側に第２の点火プラグ１２４ｂが設けられている。換言すれば、第１の点火プラグ１２４ａは大径吸気バルブ１２１ａと小径吸気バルブ１２１ｂとの間に設けられ、第２の点火プラグ１２４ｂは小径吸気バルブ１２１ｂの近傍であって大径吸気バルブ１２１ａから離れた位置に設けられている。第２の点火プラグ１２４ｂは、第１の点火プラグ１２４ａに比べて点火エネルギが小さいものが採用されている。
【００３０】
２つの点火プラグ１２４ａ，１２４ｂを燃焼室１２３にレイアウトするにあたり、本例では燃焼室１２３の中央部とエンジンリヤ側に配置することで、車体のフードパネルをより低く設定することができる。すなわち、たとえば横置きＦＦ車においては、エンジンフロント側が車体（エンジンルーム）の左右いずれかの端部に近接して配置されることになるが、フードパネルは車体前後中心線から車体左右方向に向かって低くなっている。したがって、エンジンフロント側に近い燃焼室１２３についてはフードパネルとの隙間が小さくなるが、本例のようにイグニッションコイルを含む第２の点火プラグ１２４ｂをエンジンリヤ側に配置することで、フードパネルとの隙間をより大きくとることができる。縦置き車においても、エンジンフロント側の高さが抑えられるので、車両前方が低くなったフードパネルの形に沿い、エンジンをエンジンルーム内に収め易い。
【００３１】
次に、本例のエンジンＥＧの運転制御例を説明する。
図４は、図１のエンジンコントロールユニット１１で実行される制御手順の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ４１にてエアフローメータ１１３を用いて吸入空気量を検出し、ステップＳ４２にて負荷に応じた燃料噴射量を演算する。すなわち、運転者のアクセル踏み込み量に応じてスロットルバルブ１１４が開き、これに応じた吸入空気量が検出されるので、空燃比が所定の空燃比（たとえばストイキ）になるように燃料噴射量を演算する。
【００３２】
ステップＳ４３では、ステップＳ４２で演算された燃料噴射量が所定の閾値Ｑｆより小さいか否かを判断し、小さい場合はステップＳ４４へ進み、大きい場合はステップＳ４５へ進む。この所定の閾値Ｑｆは、負荷に応じて２つの燃料噴射バルブ１１８ａ，１１８ｂの両方を駆動するか、小径吸気バルブ１２１ｂ側の第２の燃料噴射バルブ１１８ｂのみを駆動するかの判断基準値である。
【００３３】
ステップＳ４４の燃料噴射量が所定の閾値Ｑｆ以下の場合は、負荷が小さいので大径吸気バルブ１２１ａ側の第１の燃料噴射バルブ１１８ａからの燃料噴射を禁止し、小径吸気バルブ１２１ｂ側の第２の燃料噴射バルブ１１８ｂからステップＳ４２で演算された量の燃料を燃料噴射ポート１１１ａｂへ噴射し、さらに第１の点火プラグ１２４ａのみを作動させる。なお、必要に応じて第２の点火プラグ１２４ｂのみを作動させたり、両方の点火プラグ１２４ａ，１２４ｂを作動させたりしてもよい。
【００３４】
小径吸気バルブ１２１ｂは軽量の軽金属から構成されているので、吸気バルブの操作エネルギが低減され、また振動や騒音も抑制される。さらに小径吸気バルブ１２１ｂは高熱伝導性の軽金属から構成されているので、燃料の気化が促進され排気ガス性能が向上する。
【００３５】
これに対して、ステップＳ４５の燃料噴射量が所定の閾値Ｑｆを超える場合は、負荷が大きいので大径吸気バルブ１２１ａ及び小径吸気バルブ１２１ｂの両方に対応する第１の燃料噴射バルブ１１８ａ及び第２の燃料噴射バルブ１１８ｂの両方からステップＳ４２で演算された量の燃料を燃料噴射ポート１１１ａａ，１１１ａｂのそれぞれへ噴射し、さらに第１の点火プラグ１２４ａ及び第２の点火プラグ１２４ｂの両方を同時又は時間的位相をもって点火する。
【００３６】
こうした２つの燃料噴射バルブ１１８ａ，１１８ｂを作動させる場合についても、小径吸気バルブ１２１ｂは軽量の軽金属から構成されているので、吸気バルブの操作エネルギが低減され、また振動や騒音も抑制される。さらに小径吸気バルブ１２１ｂは高熱伝導性の軽金属から構成されているので、燃料の気化が促進され排気ガス性能が向上する。しかも、高負荷時には、２つの燃料噴射バルブ１１８ａ，１１８ｂから燃料噴射を行うので、高負荷時の多くの燃料が小径バルブに集中してしまい、熱容量の小さな小径バルブが冷やされることによる燃料気化の悪化を回避することができる。これに加えて、２つの点火プラグ１２４ａ，１２４ｂを所定のタイミングで作動させることで、たとえば高負荷状態から低負荷状態へ遷移する際に一時的に空気量が低下して燃焼が不安定になり失火に至ろうとしても、多点点火により燃焼耐力を向上させることができる。
【００３７】
図５は、図１のエンジンコントロールユニット１１で実行される制御手順の他例を示すフローチャートである。図４に示す制御例では吸入空気量を検出して燃料噴射量の基準に２つの燃料噴射バルブ１１８ａ，１１８ｂの作動切換を行うが、本例ではエンジン回転速度に基づいてエンジン負荷の大小を判断し、２つの燃料噴射バルブ１１８ａ，１１８ｂの作動切換を行う。
【００３８】
まず、ステップＳ５１にてクランク角センサ１３１を用いてエンジン回転速度を検出し、ステップＳ４２にてエンジン回転速度が所定の閾値Ｎｅより小さいか否かを判断し、小さい場合はステップＳ５３へ進み、大きい場合はステップＳ５４へ進む。この所定の閾値Ｎｅは、エンジン回転速度に応じて２つの燃料噴射バルブ１１８ａ，１１８ｂの両方を駆動するか、小径吸気バルブ１２１ｂ側の第２の燃料噴射バルブ１１８ｂのみを駆動するかの判断基準値である。
【００３９】
ステップＳ５３のエンジン回転速度が所定の閾値Ｎｅ以下の場合は、必要な燃料噴射量も少ないので大径吸気バルブ１２１ａ側の第１の燃料噴射バルブ１１８ａからの燃料噴射を禁止し、小径吸気バルブ１２１ｂ側の第２の燃料噴射バルブ１１８ｂから所定量の燃料を燃料噴射ポート１１１ａｂへ噴射し、さらに第１の点火プラグ１２４ａのみを作動させる。なお、必要に応じて第２の点火プラグ１２４ｂのみを作動させたり、両方の点火プラグ１２４ａ，１２４ｂを作動させたりしてもよい。
【００４０】
小径吸気バルブ１２１ｂは軽量の軽金属から構成されているので、吸気バルブの操作エネルギが低減され、また振動や騒音も抑制される。さらに小径吸気バルブ１２１ｂは高熱伝導性の軽金属から構成されているので、燃料の気化が促進され排気ガス性能が向上する。
【００４１】
これに対して、ステップＳ５４のエンジン回転速度が所定の閾値Ｎｅを超える場合は、必要な燃料噴射量が多いので大径吸気バルブ１２１ａ及び小径吸気バルブ１２１ｂのに対応する、第１の燃料噴射バルブ１１８ａ及び第２の燃料噴射バルブ１１８ｂの両方から所定量の燃料を燃料噴射ポート１１１ａａ，１１１ａｂのそれぞれへ噴射し、さらに第１の点火プラグ１２４ａ及び第２の点火プラグ１２４ｂの両方を同時又は時間的位相をもって点火する。
【００４２】
こうした２つの吸気バルブ１２１ａ，１２１ｂを作動させる場合についても、小径吸気バルブ１２１ｂは軽量の軽金属から構成されているので、吸気バルブの操作エネルギが低減され、また振動や騒音も抑制される。さらに小径吸気バルブ１２１ｂは高熱伝導性の軽金属から構成されているので、燃料の気化が促進され排気ガス性能が向上する。しかも、必要な燃料噴射量が多い高回転時には、２つの燃料噴射バルブ１１８ａ，１１８ｂから燃料噴射を行うので、高回転時の多くの燃料が小径バルブに集中してしまい、熱容量の小さな小径バルブが冷やされることによる燃料気化の悪化を回避することができる。これに加えて、２つの点火プラグ１２４ａ，１２４ｂを所定のタイミングで作動させることで、たとえば高負荷状態から低負荷状態へ遷移する際に一時的に空気量が低下して燃焼が不安定になり失火に至ろうとしても、多点点火により燃焼耐力を向上させることができる。
【００４３】
以上のとおり、本例のエンジンＥＧによれば以下の効果を奏する。
（１）本例の小径吸気バルブ１２１ｂは軽量の軽金属から構成されているので、低負荷時及び高負荷時のいずれにおいても、吸気バルブの操作エネルギが低減され、また振動や騒音も抑制される。小径バルブは相対的に体積が小さいことから全体の熱容量が小さく、燃料の気化がより促進される。軽金属で構成するのは小径吸気バルブ１２１ｂのみで、大径吸気バルブ１２１ａは鉄系金属で構成するので、小径吸気バルブ１２１ｂ、大径吸気バルブ１２１ａの双方とも十分な強度を確保して耐久・信頼性を確保することができる。
【００４４】
（２）また本例の小径吸気バルブ１２１ｂは、高熱伝導性の軽金属から構成されているので、低負荷時及び高負荷時のいずれにおいても、燃料の気化が促進され排気ガス性能が向上する。
【００４５】
（３）本例の小径吸気バルブ１２１ｂの方が大径吸気バルブ１２１ａに比べて、弁体部分が緩やかに拡径する形状とされているので、吸入ガスの流れが小径吸気バルブ１２１ｂを通過する方が緩やかに流れ、燃焼室１２３の下方へより流れ易くなる。これによって、大径吸気バルブ１２１ａを通過した吸入ガスの進む向きと、小径吸気バルブ１２１ｂを通過した吸入ガスの進む向きとが異なることになり、燃焼室１２３内で吸入ガス同士の干渉が少なくなって吸気効率（充填効率）を向上させることができる。また、小径吸気バルブ１２１ｂの弁体１２１ｂ２の拡径率を小さく設定しているのでバルブ自体の強度も向上する。
【００４６】
（４）本例のエンジンＥＧでは、高負荷時に２つの燃料噴射バルブ１１８ａ，１１８ｂの両方を作動するのに対し、低負荷時には小径吸気バルブ１２１ｂ側の燃料噴射バルブ１１８ｂのみを作動するので、高熱伝導性の軽金属から構成された小径吸気バルブ１２１ｂによって、燃料の気化が促進され排気ガス性能が向上する。必要な燃料噴射量が多い高負荷時や高回転時には、２つの燃料噴射バルブ１１８ａ，１１８ｂから燃料噴射を行うので、高負荷時や高回転時の多くの燃料が小径吸気バルブ１２１ｂに集中してしまい、熱容量の小さな小径吸気バルブ１２１ｂが冷やされることによる燃料気化の悪化を回避することができる。また高負荷時には、これに加えて、２つの点火プラグ１２４ａ，１２４ｂを所定のタイミングで作動させることで、たとえば高負荷状態から低負荷状態へ遷移する際に一時的に空気量が低下して燃焼が不安定になり失火に至ろうとしても、多点点火により燃焼耐力を向上させることができる。
【００４７】
（５）本例のエンジンＥＧでは、２つの点火プラグ１２４ａ，１２４ｂを燃焼室１２３にレイアウトするにあたり、燃焼室１２３の中央部とエンジンリヤ側に配置しているので、車体のフードパネルをより低く設定することができる。
【００４８】
上記燃料噴射バルブ１１８ａは本発明に係る第１の燃料噴射手段に相当し、上記燃料噴射バルブ１１８ｂは本発明に係る第２の燃料噴射手段に相当する。
【符号の説明】
【００４９】
ＥＧ…エンジン（内燃機関）
１１…エンジンコントロールユニット
１１１…吸気通路
１１１ａ，１１１ａａ，１１１ａｂ…燃料噴射ポート
１１２…エアーフィルタ
１１３…エアフローメータ
１１４…スロットルバルブ
１１５…コレクタ
１１６…スロットルバルブアクチュエータ
１１７…スロットルセンサ
１１８…燃料噴射バルブ
１１８ａ…第１の燃料噴射バルブ
１１８ｂ…第２の燃料噴射バルブ
１１９…シリンダ
１２０…ピストン
１２１…吸気バルブ
１２１ａ…大径吸気バルブ
１２１ｂ…小径吸気バルブ
１２２，１２２ａ，１２２ｂ…排気バルブ
１２３…燃焼室
１２４…点火プラグ
１２４ａ…第１の点火プラグ
１２４ｂ…第２の点火プラグ
１２５…排気通路
１２６…空燃比センサ
１２７…排気浄化触媒
１２８…酸素センサ
１２９…マフラ
１３０…クランク軸
１３１…クランク角センサ
１３２…冷却ジャケット
１３３…水温センサ
１３４，１３４ａ，１３４ｂ…吸気口
１３５，１３５ａ，１３５ｂ…排気口
【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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