(57)【要約】【課題】大量の内部ＥＧＲガス量を確保することが可能な構成を実現する。【解決手段】吸気弁駆動機構（ＶＶＬ７１）は、リフトカーブ２１２の開弁側にリフト棚部２１３を有するように、吸気弁２１を開弁し、排気弁駆動機構（ＶＶＬ７３）は、リフトカーブ２２２の閉弁側にリフト棚部２２３を有するように、排気弁２２を開弁する。吸気弁駆動機構（ＶＶＴ７２）及び排気弁駆動機構（ＶＶＴ７４）はそれぞれ、吸気弁の開閉時期の位相及び排気弁の開閉時期の位相を変更することによって、内部ＥＧＲガス量の調整を行うと共に、吸気弁の開時期を最も進角側にしかつ、排気弁の閉時期を最も遅角側にしたときに、吸気弁のリフト棚部及び排気弁のリフト棚部が共に、ピストン１４の上死点に位置するように構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒を有するエンジン本体と、
前記気筒内に嵌挿されかつ、当該気筒内を往復動するよう構成されたピストンと、
前記気筒内にガスを吸入する吸気ポートを開閉するよう構成された吸気弁と、
前記気筒内からガスを排出する排気ポートを開閉するよう構成された排気弁と、
前記吸気弁を開閉駆動するように構成された吸気弁駆動機構と、
前記排気弁を開閉駆動するように構成された排気弁駆動機構と、を備え、
前記吸気弁駆動機構は、吸気行程中にピークを有するリフトカーブの開弁側に、当該ピークよりも低いリフト量で前記吸気弁の開弁状態がクランク角の進行に対して維持されるリフト棚部を有するように、前記吸気弁を開弁し、
前記排気弁駆動機構は、排気行程中にピークを有するリフトカーブの閉弁側に、当該ピークよりも低いリフト量で前記排気弁の開弁状態がクランク角の進行に対して維持されるリフト棚部を有するように、前記排気弁を開弁し、
前記吸気弁駆動機構及び前記排気弁駆動機構はそれぞれ、前記吸気弁の開閉時期及び前記排気弁の開閉時期を変更することによって、内部ＥＧＲガス量の調整を行うと共に、前記吸気弁の開時期を最も進角しかつ、前記排気弁の閉時期を最も遅角したときに、前記吸気弁のリフト棚部及び前記排気弁のリフト棚部が共に、前記ピストンの上死点に位置するように構成されている往復動ピストンエンジンの動弁制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の往復動ピストンエンジンの動弁制御装置において、
前記吸気弁駆動機構及び前記排気弁駆動機構はそれぞれ、前記エンジン本体の運転状態が所定の低負荷領域にあって前記気筒内の混合気を自着火燃焼するときに、前記吸気弁の開時期を最も進角しかつ、前記排気弁の閉時期を最も遅角することで、前記内部ＥＧＲガス量が最大となるようにする往復動ピストンエンジンの動弁制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の往復動ピストンエンジンの動弁制御装置において、
前記吸気弁駆動機構は、前記吸気弁の閉時期が下死点前３０°〜下死点後７０°ＣＡの範囲となるように、前記吸気弁の開閉時期を調整する往復動ピストンエンジンの動弁制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の往復動ピストンエンジンの動弁制御装置において、
前記排気弁駆動機構は、前記排気弁の開時期が下死点前７０°〜下死点後３０°ＣＡの範囲となるように、前記排気弁の開閉時期を調整する往復動ピストンエンジンの動弁制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の往復動ピストンエンジンの動弁制御装置において、
前記吸気弁の開時期は、最も進角側にしたときに、上死点前１００°〜４０°ＣＡの範囲で設定される往復動ピストンエンジンの動弁制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の往復動ピストンエンジンの動弁制御装置において、
前記排気弁の閉時期は、最も遅角側にしたときに、上死点後４０°〜１００°ＣＡの範囲で設定される往復動ピストンエンジンの動弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、往復動ピストンエンジンの動弁制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、予混合圧縮自着火エンジンにおいて、排気行程中に開弁した排気弁を、吸気行程中にもう一度開弁することによって、排気ポートに排出した排気ガスの一部を気筒内に再導入する、いわゆる排気弁の二度開きを行うことが記載されている。このエンジンは、排気弁の開閉時期の位相を変更することにより、気筒内に導入する排気ガス量（つまり、内部ＥＧＲガス量）を調整する。気筒内に導入する内部ＥＧＲガス量を調整することによって、気筒内の温度が調整され、その結果、自着火のタイミングを制御することが可能になる。
【０００３】
また、特許文献２には、特許文献１と同様に、排気弁の二度開きによって、排気ガスの一部を気筒内に導入する圧縮自着火ガソリンエンジンが記載されている。このエンジンでは、排気行程中に開弁する排気弁のバルブリフトカーブと、吸気行程中に開弁する排気弁のバルブリフトカーブとを、排気上死点を挟んだ進角側から遅角側まで連続させることが記載されている。これにより、排気上死点後にピストンが下降する際に、少なくとも排気弁が開弁しているため、ポンプ損失が小さくなり、燃費性能が高まる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５１０１７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８８９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、気筒内の混合気を制御自着火（Controlled Auto Ignition：ＣＡＩ）、又は、圧縮着火（Compression Ignition：ＣＩ）により燃焼させるエンジンにおいて、負荷の低い運転領域では、着火性を向上させるために大量の内部ＥＧＲガスを気筒内に導入する必要がある。例えば特許文献２に記載されているように、排気弁の開弁状態を、排気行程中から吸気行程中まで連続させることは、気筒内に導入する排気ガス量を増やす上で有利な構成である。しかしながらこの構成は、ピストンが上死点に至ったときの排気弁のリフト量が、ピストン上面との干渉を避けるために、所定量以下に制限される。このため、内部ＥＧＲガス量をさらに増やすことは難しい。
【０００６】
ＣＡＩ燃焼の安定化のためには、幾何学的圧縮比を高くすることも有効である。ところが、幾何学的圧縮比を高くすると、ピストンが上死点に至ったときの、ピストン上面と燃焼室の天井面（つまり、シリンダヘッド下面）との距離は短くなる。そのため、ピストンが上死点付近にあるときの排気弁のリフト量を、さらに小さくしなければならない。幾何学的圧縮比の高いエンジンでは、内部ＥＧＲガス量を十分に確保することが困難になる。
【０００７】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、大量の内部ＥＧＲガス量を確保することが可能な構成を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここに開示する技術は、往復動ピストンエンジンの動弁制御装置に係り、この装置は、気筒を有するエンジン本体と、前記気筒内に嵌挿されかつ、当該気筒内を往復動するよう構成されたピストンと、前記気筒内にガスを吸入する吸気ポートを開閉するよう構成された吸気弁と、前記気筒内からガスを排出する排気ポートを開閉するよう構成された排気弁と、前記吸気弁を開閉駆動するように構成された吸気弁駆動機構と、前記排気弁を開閉駆動するように構成された排気弁駆動機構と、を備える。
【０００９】
そして、前記吸気弁駆動機構は、吸気行程中にピークを有するリフトカーブの開弁側に、当該ピークよりも低いリフト量で前記吸気弁の開弁状態がクランク角の進行に対して維持されるリフト棚部を有するように、前記吸気弁を開弁し、前記排気弁駆動機構は、排気行程中にピークを有するリフトカーブの閉弁側に、当該ピークよりも低いリフト量で前記排気弁の開弁状態がクランク角の進行に対して維持されるリフト棚部を有するように、前記排気弁を開弁し、前記吸気弁駆動機構及び前記排気弁駆動機構はそれぞれ、前記吸気弁の開閉時期及び前記排気弁の開閉時期を変更することによって、内部ＥＧＲガス量の調整を行うと共に、前記吸気弁の開時期を最も進角しかつ、前記排気弁の閉時期を最も遅角したときに、前記吸気弁のリフト棚部及び前記排気弁のリフト棚部が共に、前記ピストンの上死点に位置するように構成されている。
【００１０】
この構成によると、吸気弁のリフトカーブは、その開弁側にリフト棚部を有している。リフト棚部では、クランク角の進行に対して所定のリフト量で吸気弁の開弁状態が維持されるため、吸気弁は、開弁後、リフト棚部において開弁状態を維持した後、吸気行程中のピークを経て閉弁に至る。排気弁のリフトカーブは、その閉弁側にリフト棚部を有している。従って排気弁は、開弁後、排気行程中のピークを経た後、リフト棚部において開弁状態を維持して閉弁に至る。
【００１１】
吸気弁を排気行程中に開弁することにより、気筒内の排気ガスの一部が吸気ポートに排出され、その排気ガスは新気と共に、気筒内に再導入される。また、排気弁を吸気行程中に開弁することにより、排気行程中に排気ポートに排出された排気ガスの一部が、吸気行程中に、気筒内に再導入される。
【００１２】
気筒内に導入される排気ガス量（つまり、内部ＥＧＲガス量）は、排気行程中に開弁する吸気弁のリフトカーブの面積、及び、吸気行程中に開弁する排気弁のリフトカーブの面積に関係する。当該面積が大きいほど、気筒内に導入される排気ガス量が増える。従来の、排気弁の二度開きによって、気筒内に排気ガスの一部を導入する構成では、吸気行程中に開弁する排気弁のリフトカーブの面積によって、気筒内に導入する排気ガスの量が決定される。
【００１３】
これに対し、前記の構成では、排気弁のリフトカーブにリフト棚部を設けることによって吸気行程中に開弁する排気弁のリフトカーブの面積が大きくなることに加えて、吸気弁のリフトカーブにリフト棚部を設けることによって排気行程中に開弁する吸気弁のリフトカーブの面積が大きくなる。従って、この構成は、従来の排気弁の二度開きを行う構成と比較して、内部ＥＧＲガス量の最大量を多くする上で有利になる。
【００１４】
また、前記の構成では、吸気弁の開時期を最も進角しかつ、排気弁の閉時期を最も遅角したときに、吸気弁のリフト棚部及び排気弁のリフト棚部が共に、ピストンの上死点に位置するように構成されている。吸気弁及び排気弁の開閉時期を変更する構成としては、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変更する油圧式又は電動式の可変バルブタイミング機構を採用することが可能である。但し、これらの構成に限定されるものではない。
【００１５】
吸気弁のリフト棚部のリフト量及び排気弁のリフト棚部のリフト量はそれぞれ、上死点に位置しているピストンの上面との干渉を避けるために制限される。しかしながら、吸気弁及び排気弁の両方にリフト棚部を設けるため、リフト棚部のリフト量がそれぞれ小さくても、大量の内部ＥＧＲガス量を確保することが可能になる。これは特に、エンジン本体の幾何学的圧縮比が高くて、ピストンが上死点に位置したときの、ピストン上面と燃焼室の天井面との距離が短いときに、内部ＥＧＲガス量を多く確保する上で有利になる。従って、このエンジンは、大量の内部ＥＧＲガス量と、高い幾何学的圧縮比とを両立させることができるため、自着火燃焼に適したエンジンとなる。
【００１６】
ここで、吸気弁及び排気弁のリフト棚部のリフト量は、内部ＥＧＲガス量を多く確保する観点からは、ピストン上面との干渉を回避する限度において、最大のリフト量にすることが好ましい。但し、最大のリフト量にすることに限定されるものではない。また、吸気弁及び排気弁のリフト棚部のリフト量は、その最大のリフト量で、クランク角の進行に対して一定にすることが望ましいが、クランク角の進行に対してリフト量を増減させてもよい。さらに、リフト棚部のリフト量は、吸気弁と排気弁とで同じにしてもよいし、互いに異なってもよい。例えばピストンの上面の形状や、オフセットクランクの採用等によって、吸気弁のリフト棚部のリフト量と、排気弁のリフト棚部のリフト量とを同じにすることができないことも起こり得る。
【００１７】
さらに、吸気弁駆動機構によって吸気弁の開閉時期を変更することに伴い、リフト棚部の位相が変更されるため、排気行程中に開弁する吸気弁のリフトカーブの面積が変更され、同様に、排気弁駆動機構によって排気弁の開閉時期を変更することに伴い、リフト棚部の位相が変更されるため、吸気行程中に開弁する排気弁のリフトカーブの面積が変更される。従って、本構成は、吸気弁駆動機構によって吸気弁の開閉時期を変更することと、排気弁駆動機構によって排気弁の開閉時期を変更することとの両方を行うことにより、内部ＥＧＲガス量を調整することが可能になる。内部ＥＧＲガス量は、エンジンの運転状態に対応して調整される。
【００１８】
ここで、一般的に、吸気弁や排気弁の開閉時期の変更を、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を油圧又は電動によって変更する構成では、その変更に要する時間（つまり、位相の変更速度）は、駆動機構の構成により制約を受ける（つまり、ハードウエア限界）。例えば運転者のアクセル操作によるエンジンの運転状態の変化に対応して、内部ＥＧＲガス量を減少又は増大しようとしても、従来の排気弁の二度開きを行う構成では、排気弁の開閉時期を変更することだけで内部ＥＧＲガス量を変化させるため、排気弁の位相変更に係るハードウエア限界によって、内部ＥＧＲガス量の変化に比較的長い時間を要することになる。その結果、従来の構成では、運転者のアクセル操作に対する、エンジンの運転状態の変化の応答性が低下してしまう。
【００１９】
これに対し、前記の構成では、内部ＥＧＲガス量を調整するときには、吸気弁及び排気弁の両方の開閉時期を変更する。このため、吸気弁側及び排気弁側それぞれの位相変更量が合わさって、位相変更量を従来のほぼ２倍にすることが可能になる。目標の内部ＥＧＲガス量にまで変化するために要する時間は、ハードウエア限界が従来と同じであっても、従来構成のほぼ１／２になる。その結果、運転者のアクセル操作に対する、エンジンの運転状態の変化の応答性が、従来構成と比較して大幅に高まる。
【００２０】
前記吸気弁駆動機構及び前記排気弁駆動機構はそれぞれ、前記エンジン本体の運転状態が所定の低負荷領域にあって前記気筒内の混合気を自着火燃焼するときに、前記吸気弁の開時期を最も進角しかつ、前記排気弁の閉時期を最も遅角することで、前記内部ＥＧＲガス量が最大となるようにする、としてもよい。
【００２１】
前述したように、この構成は、内部ＥＧＲガス量の最大量を多くすることが可能である。そのため、自着火燃焼の着火性及び／又は安定性が低下する低負荷領域において、大量の内部ＥＧＲガスを気筒内に導入することで、自着火燃焼の着火性及び／又は安定性が高まる。
【００２２】
前記吸気弁駆動機構は、前記吸気弁の閉時期が下死点前３０°〜下死点後７０°ＣＡの範囲となるように、前記吸気弁の開閉時期を調整する、としてもよい。
【００２３】
また、前記排気弁駆動機構は、前記排気弁の開時期が下死点前７０°〜下死点後３０°ＣＡの範囲となるように、前記排気弁の開閉時期を調整する、としてもよい。
【００２４】
前記吸気弁の開時期は、最も進角側にしたときに、上死点前１００°〜４０°ＣＡの範囲で設定される、としてもよい。前記排気弁の閉時期は、最も遅角側にしたときに、上死点後４０°〜１００°ＣＡの範囲で設定される、としてもよい。
【００２５】
最も進角側にしたときの吸気弁の開時期、及び、最も遅角側にしたときの排気弁の閉時期はそれぞれ、要求される最大の内部ＥＧＲガス量（言い換えると、最大内部ＥＧＲガス量と最小内部ＥＧＲガス量との調整幅）に応じて、前記の範囲で、適宜設定すればよい。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、前記の往復動ピストンエンジンの動弁制御装置によると、吸気弁のリフトカーブ及び排気弁のリフトカーブのそれぞれにおいて、リフト棚部を設けることで、ピストンとの干渉を回避しながら、大量の内部ＥＧＲガス量を確保することができると共に、内部ＥＧＲガス量の調整に係る応答時間を短くすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】エンジンの構成を示す概略図である。
【図２】エンジンの制御に係るブロック図である。
【図３】（ａ）通常モード時と特殊モード時とにおける排気弁及び吸気弁のリフトカーブの例示、（ｂ）特殊モード時における排気弁及び吸気弁のリフトカーブの例示、（ｃ）特殊モード時における排気弁及び吸気弁のリフトカーブの位相変更の例示である。
【図４】吸気弁及び排気弁の開弁期間（作用角）と、位相の変化量とを例示するダイヤグラムである。
【図５】従来構成における排気弁及び吸気弁のリフトカーブの例示（下図）、及び、吸気圧力、排気圧力及び筒内圧力の変化の一例である。
【図６】（ａ）従来構成における、エンジンのｐ−ｖ線図の一部、（ｂ）本構成における、エンジンのｐ−ｖ線図の一部である。
【図７】エンジンの運転制御マップを例示する図である。
【図８】エンジンの負荷の高低に対するＥＧＲ率の関係を例示する図である。
【図９】従来構成における、エンジン負荷上昇時の、（ａ）排気弁の開閉時期の位相の変化、（ｂ）気筒内のガス組成の変化、（ｃ）燃料量の変化、及び（ｄ）ポンプ損失の変化を例示する各タイムチャートと、本構成における、エンジン負荷上昇時の、（ｅ）排気弁の開閉時期の位相の変化、（ｆ）吸気弁の開閉時期の位相の変化、（ｇ）気筒内のガス組成の変化、（ｈ）燃料量の変化、及び（ｉ）ポンプ損失の変化を例示する各タイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、往復動ピストンエンジンの動弁制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、例示である。
【００２９】
（エンジンの全体構成）
図１，２は、エンジン（エンジン本体）１の概略構成を示す。このエンジン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（尚、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の上面には、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、燃焼室を区画する。尚、燃焼室の形状は、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の上面形状、及び、燃焼室の天井部の形状等は、適宜変更することが可能である。
【００３０】
このガソリンエンジン１は、理論熱効率の向上や、後述する圧縮自着火による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。尚、幾何学的圧縮比は１５以上２０以下程度の範囲で、適宜設定すればよく、例えば１８としてもよい。
【００３１】
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。
【００３２】
吸気弁２１及び排気弁２２をそれぞれ駆動する動弁系の内、吸気側には、吸気弁２１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可変機構（図２参照。以下、ＶＶＬ（Variable ValveLift）と称する）７１と、クランクシャフト１５に対する吸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 ValveTiming）と称する）７２と、が設けられている。通常モードと特殊モードとは、カムプロフィールが互いに異なる。ＶＶＬ７１とＶＶＴ７２とを含んで、吸気弁２１の駆動機構が構成される。また、排気側にも、排気弁２２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ＶＶＬ７３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ＶＶＴ７４と、が設けられている。ＶＶＬ７３とＶＶＴ７４とを含んで、排気弁２２の駆動機構が構成される。吸気弁２１及び排気弁２２の駆動機構の構成の詳細は、後述する。
【００３３】
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、その噴口が燃焼室の天井面の中央部分から、その燃焼室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、ピストン上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。尚、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。
【００３４】
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。尚、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。
【００３５】
シリンダヘッド１２にはまた、燃焼室内の混合気に強制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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とサージタンク３３との間には、空気を冷却又は加熱する、水冷式のインタークーラ／ウォーマ３４と、各気筒１８への吸入空気量を調節するスロットル弁３６とが配設されている。吸気通路３０にはまた、インタークーラ／ウォーマ３４をバイパスするインタークーラバイパス通路３５が接続されており、このインタークーラバイパス通路３５には、当該通路３５を通過する空気流量を調整するためのインタークーラバイパス弁３５１が配設されている。インタークーラバイパス弁３５１の開度調整を通じて、インタークーラバイパス通路３５の通過流量とインタークーラ／ウォーマ３４の通過流量との割合を調整することにより、気筒１８に導入する新気の温度を調整することが可能である。尚、インタークーラ／ウォーマ３４及びそれに付随する部材は、省略することも可能である。
【００３９】
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。尚、このエンジン１は、ＮＯｘ浄化触媒を備えていない。
【００４０】
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と、ＥＧＲクーラ５２をバイパスするためのＥＧＲクーラバイパス通路５３と、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、ＥＧＲクーラバイパス通路５３には、ＥＧＲクーラバイパス通路５３を流通する排気ガスの流量を調整するためのＥＧＲクーラバイパス弁５３１が配設されている。
【００４１】
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、ＰＣＭという）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。
【００４２】
ＰＣＭ１０には、図１，２に示すように、各種のセンサＳＷ１〜ＳＷ１６の検出信号が入力される。この各種のセンサには、次のセンサが含まれる。すなわち、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及び新気の温度を検出する吸気温度センサＳＷ２、インタークーラ／ウォーマ３４の下流側に配置されかつ、インタークーラ／ウォーマ３４を通過した後の新気の温度を検出する、第２吸気温度センサＳＷ３、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、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、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、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、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、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、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサＳＷ１１、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、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、吸気側及び排気側のカム角センサＳＷ１４，ＳＷ１５、及び、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である。
【００４３】
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、これに応じてインジェクタ６７、点火プラグ２５、吸気弁側のＶＶＬ７１及びＶＶＴ７２、排気弁側のＶＶＬ７３及びＶＶＴ７４、燃料供給システム６２、並びに、各種の弁（スロットル弁３６、インタークーラバイパス弁３５１、ＥＧＲ弁５１１、ＥＧＲクーラバイパス弁５３１）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。
【００４４】
（弁駆動機構の構成）
吸気側のＶＶＬ７１は、その構成の詳細な図示は省略するが、カムプロフィールの異なる２種類の第１及び第２カム、並びに、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吸気弁２１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カムは、図３の（ａ）において実線で示すリフトカーブ２１１となるように、一つのカム山を有するカムプロフィールであり、第２カムは、同図において破線で示すリフトカーブ２１２となるように、リフトカーブ２１２における開弁側に、クランク角の進行に対してリフトを略一定に維持するリフト棚部２１３を有するカムプロフィールである。尚、図３に示すカムプロフィールは、一例である。
【００４５】
ロストモーション機構が、第１カムの作動状態を吸気弁２１に伝達しているときには、図３（ａ）に実線で例示するように、吸気弁２１は開弁した後、クランク角の進行に伴いリフト量が次第に大きくなり、少なくとも吸気行程中で所定のピークに至った後、クランク角の進行に従い、リフト量が次第に小さくなって、そのまま閉弁する通常モードで作動する。これに対し、ロフトモーション機構が、第２カムの作動状態を吸気弁２１に伝達しているときには、図３（ａ）に破線で例示するように、吸気弁２１は、例えば排気行程中に開弁した後、リフト棚部２１３において所定リフト量を維持しつつ、ピストン１４が上死点を迎えて吸気行程に至り、クランク角の進行に従ってリフト量を再び増大させて、所定のピークに至った後、クランク角の進行に従い、リフト量が次第に小さくなって閉弁する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１の運転状態に応じて切り替えられる。具体的に、特殊モードは、内部ＥＧＲガスを気筒１８内に導入する際に利用され、通常モードは、それ以外のときに利用される。以下の説明においては、ＶＶＬ７１を通常モードで作動させることを、「ＶＶＬ７１をオフにする」といい、ＶＶＬ７１を特殊モードで作動させ、内部ＥＧＲを行うことを、「ＶＶＬ７１をオンにする」という場合がある。
【００４６】
ここで、図３（ｂ）（ｃ）を参照しながら、吸気側のＶＶＬ７１における第２カムのカムプロフィールについて、さらに詳細に説明をする。図３（ｂ）は、吸気弁２１の開時期の位相を最も遅角側に設定したときの、吸気弁２１のリフトカーブに相当し、図３（ｃ）の実線は、吸気弁２１の開時期の位相を最も進角側に設定したときの、吸気弁２１のリフトカーブに相当する。第２カムは、前述の通り、そのリフトカーブ２１２における開弁側にリフト棚部２１３を有するように構成されている。ここで、リフトカーブ２１２における開弁側とは、リフトカーブ２１２におけるピークを挟んだ両側を、開弁側と閉弁側とに分けたときの開弁側に相当する。図３（ｃ）に実線で示すように、ＶＶＴ７２によって吸気弁２１の開時期の位相を進角したときに、リフト棚部２１３は、排気行程の、少なくとも後半に位置するようになる。ここでいう「後半」は、排気行程を前半と後半とに２等分したときの後半に相当する。従って、気筒１８内の排気ガスの一部は、排気行程中に吸気ポート１６に排出される。吸気ポート１６に排出された排気ガスは、吸気行程時に吸気弁２１が開弁するに伴い、新気と共に気筒１８内に導入される。こうして、排気ガスの一部が、実質的に、気筒１８内に残留することになる（つまり、内部ＥＧＲ制御）。
【００４７】
リフト棚部２１３のリフト量は、リフトカーブ２１２のピークよりも低いリフト量に設定されている。図３（ｃ）に実線で示すように、ＶＶＴ７２によって吸気弁２１の開閉時期の位相を進角したときに、リフト棚部２１３は上死点に位置する場合がある。そのため、この実施形態では、リフト棚部２１３のリフト量は、上死点に位置するピストン１４の上面と干渉しない限度において、最大リフト量Ｌｉｎｍａｘとなるように設定される（図３（ｂ）参照）。こうすることで、内部ＥＧＲの最大量を、できるだけ多い量に設定することが可能になる。例えば、リフト棚部２１３のリフト量は、リフトカーブ２１２のピークにおけるリフト量に対して、１／２以下の範囲で、適宜、設定することが可能である。内部ＥＧＲの最大量を、できるだけ多い量に設定する上では、リフト棚部２１３のリフト量は、最大リフト量Ｌｉｎｍａｘで一定にすることが望ましい。しかしながら、リフト棚部２１３のリフト量は、クランク角の進行に対してリフト量が実質的に維持される範囲において、若干大きくなるように変化させてもよいし、又は、若干小さくなるように変化させてもよい。リフト棚部２１３は、クランク角の進行に対してリフト量の変化率が所定以下となる部分、ということが可能である。尚、リフト棚部２１３におけるリフト量の変化は、クランク角の進行に対して連続的であっても、段階的であってもよい。
【００４８】
また、リフト棚部２１３の長さ（つまり、クランク角の進行方向の長さ）は、設定可能な最大リフト量Ｌｉｎｍａｘに基づいて、要求される最大の内部ＥＧＲガス量を満足することができるように設定される。ここで、図３（ｃ）に実線で示すように、リフト棚部２１３の最遅角位置は、吸気弁２１の開時期を最も進角したときに、上死点に位置するように設定される。そのため、要求される最大の内部ＥＧＲガス量を満足させるべく、内部ＥＧＲガス量を増やすためには、リフト棚部２１３の長さを進角側に延ばすことになる。その結果、吸気弁２１の開時期は進角側に設定されるようになる。また、リフト棚部２１３の長さを進角側に延ばすことに伴い、吸気弁２１の開閉時期の位相変更量も大きくなる。
【００４９】
前述した吸気側と同様に、排気側のＶＶＬ７３は、その構成の詳細な図示は省略するが、カムプロフィールの異なる２種類の第１及び第２カム、並びに、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カムは、図３の（ａ）において実線で示すリフトカーブ２２１となるように、一つのカム山を有するカムプロフィールであり、第２カムは、同図において破線で示すリフトカーブ２２２となるように、リフトカーブ２２２における開弁側に、クランク角の進行に対してリフトを略一定に維持するリフト棚部２２３を有するカムプロフィールである。尚、図３に示すカムプロフィールは、一例である。
【００５０】
排気側のＶＶＬ７３のロストモーション機構が、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、図３（ａ）に実線で例示するように、排気弁２２は開弁した後、クランク角の進行に伴いリフト量が次第に大きくなり、少なくとも排気行程中で所定のピークに至った後、クランク角の進行に従い、リフト量が次第に小さくなって、そのまま閉弁する通常モードで作動する。これに対し、ロフトモーション機構が、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、図３（ａ）に破線で例示するように、排気弁２２は、例えば排気行程中に開弁した後、クランク角の進行に従いリフト量が次第に大きくなって、排気行程中で所定のピークに至った後、リフト棚部２２３において所定リフト量を維持しつつ、ピストン１４が上死点を迎えて吸気行程に至り、その後、クランク角の進行に従い、リフト量が次第に小さくなって閉弁する特殊モードで作動する。ＶＶＬ７３の通常モードと特殊モードとは、エンジン１の運転状態に応じて切り替えられる。具体的に、特殊モードは、内部ＥＧＲガスを気筒１８内に導入する際に利用され、通常モードは、それ以外のときに利用される。以下の説明においては、ＶＶＬ７３を通常モードで作動させることを、「ＶＶＬ７３をオフにする」といい、ＶＶＬ７３を特殊モードで作動させ、内部ＥＧＲを行うことを、「ＶＶＬ７３をオンにする」という場合がある。
【００５１】
排気側のＶＶＬ７３における第２カムのカムプロフィールは、図３（ｂ）（ｃ）に例示するように、吸気側のＶＶＬ７１における第２カムのカムプロフィールとは異なり、リフトカーブ２２２における閉弁側にリフト棚部２２３を有するように構成されている。ここでいう閉弁側は、リフトカーブ２２２におけるピークを挟んだ両側を、開弁側と閉弁側とに分けたときの閉弁側に相当する。尚、図３（ｂ）は、排気弁２２の閉時期の位相を最も進角側に設定したときの、排気弁２２のリフトカーブに相当し、図３（ｃ）の実線は、排気弁２２の閉時期の位相を最も遅角側に設定したときの、排気弁２２のリフトカーブに相当する。図３（ｃ）に実線で示すように、ＶＶＴ７４によって排気弁２２の閉時期の位相を遅角したときに、リフト棚部２２３は、吸気行程の、少なくとも前半に位置するようになる。ここでいう「前半」は、吸気行程を前半と後半とに２等分したときの前半に相当する。従って、排気行程中に排気ポート１７に排出された排気ガスの一部は、吸気行程時に排気弁２２が開弁することに伴い、気筒１８内に戻される。こうして、排気ガスの一部が、実質的に、気筒１８内に残留することになる（つまり、内部ＥＧＲ制御）。
【００５２】
排気側においても、リフト棚部２２３のリフト量は、リフトカーブ２２２のピークよりも低いリフト量に設定されており、この実施形態では、吸気側と同様の設計思想により、リフト棚部２１３のリフト量は、上死点に位置するピストン１４の上面と干渉しない限度において最大リフト量Ｌｅｘｍａｘとなるように設定される（図３（ｂ）参照）。こうすることで、内部ＥＧＲの最大量を、できるだけ多い量に設定することが可能になる。例えば、リフト棚部２２３のリフト量は、リフトカーブ２２２のピークにおけるリフト量に対して、１／２以下の範囲で、適宜、設定することが可能である。ここに開示する例では、排気弁２２のリフトカーブ２２２におけるリフト棚部２２３のリフト量Ｌｅｘｍａｘは、吸気弁２１のリフトカーブ２１２におけるリフト棚部２１３のリフト量Ｌｉｎｍａｘと同じに設定される。但し、リフト量Ｌｅｘｍａｘと、リフト量Ｌｉｎｍａｘとは同じでなくてもよい。例えばピストン１４の上面の形状や、オフセットクランクの採用等によって、吸気弁２１のリフト棚部２１３のリフト量と、排気弁２２のリフト棚部２２３のリフト量とを同じにすることができないことも起こり得る。
【００５３】
排気弁２２のリフト棚部２２３のリフト量は、クランク角の進行に対して一定にすることが好ましいが、クランク角の進行に対してリフト量が実質的に維持される範囲において、リフト量が若干大きくなるように変化してもよいし、リフト量が若干小さくなるように変化してもよい。尚、リフト量の変化は、クランク角の進行に対して連続的であっても、段階的であってもよい。
【００５４】
また、リフト棚部２２３の長さ（つまり、クランク角の進行方向の長さ）は、設定可能な最大リフト量Ｌｅｘｍａｘに基づいて、要求される最大の内部ＥＧＲガス量を満足することができるように設定されている。ここで、図３（ｃ）に実線で示すように、リフト棚部２２３の最進角位置は、排気弁２２の閉時期を最も遅角したときに上死点に位置するように設定される。そのため、要求される最大の内部ＥＧＲガス量を満足させるべく、内部ＥＧＲガス量を増やすためには、リフト棚部２１３の長さを遅角側に延ばすことになる。その結果、排気弁２２の閉時期は遅角側に設定されるようになる。また、リフト棚部２２３の長さを遅角側に延ばすことに伴い、排気弁２２の開閉時期の位相変更量も大きくなる。
【００５５】
尚、吸気側及び排気側のそれぞれにおいて、通常モードと特殊モードとを切り替えるようにバルブのリフト特性を変更する機構としては、前述した第１カムと第２カムとの切り替えに限らない。吸気弁２１及び排気弁２２の開閉を、油圧の給排を制御することによって制御する油圧駆動式の動弁系を採用してもよい。また、吸気弁２１及び排気弁２２の開閉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。
【００５６】
吸気側及び排気側のＶＶＴ７２、７４はそれぞれ、液圧式、又は、電動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。この実施形態では、位相の変更速度を高くするために、電動式のＶＶＴ７２、７４を採用している。
【００５７】
図４は、吸気弁２１及び排気弁２２の開弁期間（作用角）と、位相変更量との一例を示すダイヤグラムである。図４の例において、吸気弁２１は、電動式のＶＶＴ７２によって、閉時期（ＩＶＣ）が、下死点前３０°〜下死点後７０°の範囲で変更される。吸気弁２１の閉時期を最進角位相に設定したときには、図３（ｃ）の実線で示すリフトカーブとなり、吸気弁２１の閉時期を最遅角位相に設定したときには、図３（ｃ）の破線で示すリフトカーブとなり、吸気弁２１の閉時期は、その間を連続的に変更することになる（同図の矢印参照）。また、図４の例において、排気弁２２は、電動式のＶＶＴ７４によって、開時期（ＥＶＯ）が、下死点前７０°から下死点後３０°の範囲で変更される。排気弁２２の開時期を最進角位相に設定したときには、図３（ｃ）の破線で示すリフトカーブとなり、排気弁２２の開時期を最遅角位相に設定したときには、図３（ｃ）の実線で示すリフトカーブとなり、排気弁２２の開時期は、その間を、連続的に変更することになる（同図の矢印参照）。図３（ｃ）に実線で示すように、吸気弁２１の開時期を最も進角位相に設定し、排気弁２２の閉時期を最も遅角位相に設定したときに、上死点を挟んだ両側で、吸気弁２１の開弁時期と排気弁２２の開弁時期との重なりが最も大きくなり（つまり、バルブオーバーラップ量が最大、図４参照）、気筒１８内に導入される排気ガスの量が最大になる。一方、図３（ｃ）に破線で示すように、吸気弁２１の開時期を最も遅角位相に設定し、排気弁２２の閉時期を最も進角位相に設定したときに、上死点を挟んだ両側で、吸気弁２１の開弁時期と排気弁２２の開弁時期との重なりが最も小さくなり、気筒１８内に導入される排気ガスの量が最小になる。ここでいう排気ガスの量が最小になることには、気筒１８内に導入される排気ガスの量が実質的にゼロになること、つまり、内部ＥＧＲガス量が実質的にゼロになることを含む。内部ＥＧＲガス量を大から小へ変更するときには、吸気弁２１の開時期の位相を遅角方向に変更すると共に、排気弁２２の閉時期の位相を進角方向に変更する。逆に、内部ＥＧＲガス量を小から大へ変更するときには、吸気弁２１の開時期の位相を進角方向に変更すると共に、排気弁２２の閉時期の位相を遅角方向に変更する。こうして、吸気弁２１及び排気弁２２の両弁の位相を変更することにより、詳細は後述するが、ここに開示する動弁系の構成は、排気弁２２の二度開きを行う従来構成と比較して、内部ＥＧＲガス量を大から小へ、又は、小から大へ変更する速度が高くなるという利点がある。
【００５８】
このように本構成では、吸気弁２１にリフト棚部２１３を設けると共に、排気弁２２にリフト棚部２２３を設けることによって、最大の内部ＥＧＲガス量を比較的多い量に設定することが可能になる。
【００５９】
従来の動弁系の構成では、図５の下図に実線又は破線で例示するように、排気行程中に開弁する排気弁２２を、吸気行程中まで開弁したままにする、いわゆる排気弁２２の二度開きを行うことによって、内部ＥＧＲ制御が行われていた。排気弁２２の二度開きにおいて、内部ＥＧＲガス量を増やそうとすれば、吸気行程中に開弁する排気弁２２のリフト量（つまり、再開弁時のリフト量）を大きくする必要があるが、排気弁２２の再開弁時のリフト量は、上死点に位置するピストン１４との干渉を回避するために、それほど大きくすることができない。特にこのエンジン１は、前述したように幾何学的圧縮比が高く設定されており（幾何学的圧縮比ε＝１５以上、例えば１８）、ピストン１４が上死点に至ったときの、ピストン１４の上面と燃焼室の天井面との距離が短い。このため、ピストン１４との干渉を回避しようとすれば、排気弁２２の再開弁時のリフト量は小さくしなければならない。従来構成では、内部ＥＧＲガス量の最大量を増やすことは、エンジン１の構造上、困難であった。尚、吸気行程中に開弁する吸気弁２１を、排気行程中から開弁する、いわゆる吸気弁２１の二度開きを行うことによって、内部ＥＧＲ制御を行うことも可能であるが、その場合も、排気弁２２の二度開きと同様に、排気行程中に開弁する吸気弁２１のリフト量（つまり、先行開弁時のリフト量）は、上死点に位置するピストン１４との干渉を回避するために、それほど大きくすることができないため、内部ＥＧＲガス量の最大量を増やすことは、困難である。
【００６０】
これに対し、前述した構成では、吸気弁２１のリフトカーブ２１２において、リフト棚部２１３を設けていると共に、排気弁２２のリフトカーブ２２２において、リフト棚部２２３を設けている。吸気弁２１のリフト棚部２１３のリフト量は、ピストン１４との干渉を回避するために制限されかつ、排気弁２２のリフト棚部２２３のリフト量も、ピストン１４との干渉を回避するために制限されるものの、両弁２１、２２においてリフト棚部２１３、２２３を設けていることで、リフト棚部２１３、２２３のリフト量それぞれが、比較的小さいとしても、吸気弁２１及び排気弁２２のいずれか一方のみ、二度開きを行う従来構成と比較して、内部ＥＧＲの最大量を多くすることが可能になる。これは特に、前述の通り、幾何学的圧縮比が高くて、ピストン１４が上死点に至ったときのピストン１４の上面と燃焼室の天井面との距離が短いエンジンにおいて、大量の内部ＥＧＲを確保する上で有利になる。
【００６１】
また、本構成は、ポンプ損失を低減する点でも、従来の、排気弁２２の二度開き構成よりも有利になる。図５の上図は、同図の下図に実線で示す排気弁２２のリフトカーブ及び一点鎖線で示す吸気弁２１のリフトカーブのときの、気筒１８内の圧力変化（破線）、吸気側の圧力変化（一点鎖線）、及び排気側の圧力変化（実線）を例示している。排気弁２２の二度開きを行う従来構成では、排気弁２２は、閉時期の位相によっては、吸気行程の中期（この「中期」は、吸気行程を初期、中期、終期の３等分したときの中期である）に閉弁する一方、吸気弁２１が、その吸気行程の中期で開弁する場合がある。この場合、ピストン１４が下降する吸気行程中で、吸気弁２１及び排気弁２２の両方がほぼ閉弁した状態となることから、同図の上図に矢印で示すように、気筒１８内の負圧が大きくなる（ΔＰ１参照）。特に、吸気行程の中期は、ピストン１４の下降速度が最も高く、単位時間当たりの気筒１８内の容積変化が大きい。このことから、図６（ａ）のｐ−ｖ線図に示すように、マイナスの仕事が大きくなってポンプ損失が増大し易い。
【００６２】
これに対し、本構成では、吸気弁２１のリフトカーブと、排気弁２２のリフトカーブとは、いわば、上死点に対して線対称となるように設定されており、図３（ｂ）に示すように、吸気弁２１及び排気弁２２が共に閉弁する（又は、ほぼ閉弁する）時期が一致する場合、その時期は、上死点付近に設定される。上死点付近では、ピストン１４の下降速度が低いため、気筒１８内の負圧が大きくならないと共に、単位時間当たりの気筒１８内の容積変化も小さい。このため、図６（ｂ）に示すｐ−ｖ線図に示すように、ポンプ損失が生じ難い。
【００６３】
尚、前述したように、吸気弁２１及び排気弁２２のカムプロフィールは、図例に限定されるものではない。特に、第２カムにおいて、リフト棚部２１３、２２３のリフト量Ｌｉｎｍａｘ、Ｌｅｘｍａｘや、リフト棚部２１３、２２３の長さは、エンジン１について要求される内部ＥＧＲの最大量に応じて変更される。例えばリフト棚部２１３、２２３のリフト量が最大リフト量に設定されていると仮定して、エンジン１について、内部ＥＧＲの最大量が多く要求されるときには、吸気弁２１及び排気弁２２の開弁期間のオーバーラップ量ができるだけ大きくなるように、リフト棚部の長さが比較的長く設定され、要求される内部ＥＧＲの最大量がそれほど多くないときには、吸気弁２１及び排気弁２２の開弁期間のオーバーラップ量もそれほど大きくならないように、リフト棚部の長さが比較的短く設定される。また、設定される内部ＥＧＲの最大量に応じて、内部ＥＧＲガス量の調整幅（つまり、内部ＥＧＲの最大量と最小量との差）も決定されるから、それに応じて、吸気弁２１の位相変更量、及び、排気弁２２の位相変更量がそれぞれ設定される。つまり、要求される内部ＥＧＲの最大量が多いときには、内部ＥＧＲガス量の調整幅も大きくなるため、吸気弁２１の位相変更量、及び、排気弁２２の位相変更量が共に大きくなり、要求される内部ＥＧＲの最大量がそれほど多くないときには、内部ＥＧＲガス量の調整幅はそれほど大きくないため、吸気弁２１の位相変更量、及び、排気弁２２の位相変更量は相対的に小さくなる。図４の例では、吸気弁２１の位相変更量は１００°ＣＡであり、排気弁２２の位相変更量も１００°ＣＡである。吸気弁２１の位相変更量は、例えば、４０〜１００°ＣＡの範囲で設定してもよく、同様に、排気弁２２の位相変更量は、例えば、４０〜１００°ＣＡの範囲で設定してもよい。その結果、内部ＥＧＲガス量を最大とするときの（言い換えると、吸気弁２１の開時期を最も進角させかつ、排気弁２２の閉時期を最も遅角させたときの）、吸気弁２１の開時期（ＩＶＯ）は、上死点前１００〜４０°ＣＡの範囲で設定し、排気弁２２の閉時期（ＥＶＣ）は、上死点後４０°〜１００°ＣＡの範囲で設定してもよい。
【００６４】
（エンジンの運転制御）
図７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は、点火プラグ２５による点火を行わずに、制御自着火（Controlled Auto Ignition：ＣＡＩ）によって燃焼を行う。図７の例では、実線で示す燃焼切替負荷よりも低い領域が、ＣＡＩ燃焼を行う自着火領域（ＣＡＩ）に対応する。
【００６５】
エンジン１の負荷が高くなるに従って、ＣＡＩ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は、ＣＡＩ燃焼を止めて、点火プラグ２５を利用した強制点火（ここでは火花点火Spark Ignition：ＳＩ）による燃焼に切り替える。図７の例では、実線で示す燃焼切替負荷以上の領域が、火花点火燃焼を行う火花点火領域（ＳＩ）に対応する。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、ＣＡＩモードと、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。
【００６６】
図８は、エンジン回転数が低回転側の所定回転数で一定のときの、エンジン１の負荷の高低に対するＥＧＲ率の変化（つまり、気筒１８内のガス組成の変化）を示している。以下、気筒１８内のガス組成の変化について、低負荷側から高負荷側に向かって順に説明する。
【００６７】
（最低負荷から特定負荷Ｔ１まで）
特定負荷Ｔ１までの低負荷領域は、ＣＡＩモードの低負荷域に相当し、ＣＡＩ燃焼の着火性及び安定性を高めるために、相対的に温度の高いホットＥＧＲガスを気筒１８内に導入する。これは、前述したように、吸気側及び排気側のＶＶＬ７１、７３を共にオンにして、内部ＥＧＲガスを気筒１８内に導入することによる。ホットＥＧＲガスの導入は、気筒１８内の圧縮端温度（つまり、ピストン１４が圧縮上死点に至ったときの気筒１８内の温度）を高め、低負荷域におけるＣＡＩ燃焼の着火性及び安定性を高める。
【００６８】
ＣＡＩモードにおいては、スロットル弁３６の開度を全開に維持した状態で、内部ＥＧＲガス量の調整を行う。これは、ポンプ損失の低減に有利である。また、特定負荷Ｔ１までの低負荷領域では、ＥＧＲ率を、最高ＥＧＲ率ｒｍａｘに設定する。後述するように、特定負荷Ｔ１以上の負荷領域では、エンジン１の負荷が高くなるに従い、ＥＧＲ率を連続的に低く設定するが、特定負荷Ｔ１よりもエンジン１の負荷が低いときには、エンジン１の負荷の高低に拘わらず、ＥＧＲ率を最高ＥＧＲ率ｒｍａｘで一定にする。ＥＧＲ率を、最高ＥＧＲ率ｒｍａｘに制限することは、ＥＧＲ率を、それ以上に高くして気筒１８内に大量の排気ガスを導入してしまうと、気筒１８内のガスの比熱比が低くなることで、圧縮開始時のガス温度が高くても、圧縮端温度が逆に低くなってしまうためである。
【００６９】
つまり、排気ガスは、三原子分子であるＣＯ２やＨ２Ｏを多く含んでおり、窒素（Ｎ２）や酸素（Ｏ２）を含む空気と比較して、比熱比が高い。そのため、ＥＧＲ率を高くして気筒１８内に導入する排気ガスが増えたときには、気筒１８内のガスの比熱比は低下する。
【００７０】
排気ガスの温度は、新気と比較して高いため、ＥＧＲ率が高くなるほど、圧縮開始時の気筒１８内の温度は高くなる。しかしながら、ＥＧＲ率が高くなるほど、ガスの比熱比が低下することから、圧縮をしてもガスの温度がそれほど高まらず、結果として、圧縮端温度は、所定のＥＧＲ率ｒｍａｘで最高となり、ＥＧＲ率をそれより高めても、圧縮端温度は低くなる。
【００７１】
そこで、このエンジン１においては、圧縮端温度が最も高くなるＥＧＲ率を最高ＥＧＲ率ｒｍａｘに設定している。そして、エンジン１の負荷が特定負荷Ｔ１よりも低いときには、ＥＧＲ率を最高ＥＧＲ率ｒｍａｘに設定し、そのことにより、圧縮端温度が低下してしまうことを回避している。この最高ＥＧＲ率ｒｍａｘは、５０〜９０％に設定してもよい。最高ＥＧＲ率ｒｍａｘは、高い圧縮端温度を確保することができる限度において、できるだけ高く設定すればよく、好ましくは、７０〜９０％である。このエンジン１は、高い圧縮端温度が得られるように、幾何学的圧縮比を１５以上の高い圧縮比に設定している。こうして、できる限り高い圧縮端温度を確保するように構成しているエンジン１においては、最高ＥＧＲ率ｒｍａｘは、例えば８０％程度に設定してもよい。最高ＥＧＲ率ｒｍａｘを、できるだけ高く設定することは、エンジン１の未燃損失の低減に有利になる。つまり、エンジン１の負荷が低いときには未燃損失が高くなり易いため、エンジン１の負荷が特定負荷Ｔ１よりも低いときにＥＧＲ率をできるだけ高く設定することは、未燃損失の低減による燃費の向上に極めて有効である。
【００７２】
こうしてこのエンジン１においては、エンジン１の負荷が特定負荷Ｔ１よりも低いときにも、高い圧縮端温度を確保することにより、ＣＡＩ燃焼の着火性及び燃焼安定性を確保するようにしている。
【００７３】
この特定負荷Ｔ１よりも低い領域では、具体的には、図３（ｃ）に実線で示すように、ＶＶＬ７１をオンにした吸気弁２１の開時期の位相を最も進角側に設定し、同じくＶＶＬ７３をオンにした排気弁２２の閉時期の位相を最も遅角側に設定する。このことで、気筒１８内に導入する内部ＥＧＲガス量が最大となるようにする。前述したようにこの構成は、幾何学的圧縮比が高いエンジン１において、最大の内部ＥＧＲガス量を高く設定する（つまり、最高ＥＧＲ率を高くする）上で有効である。
【００７４】
また、この特定負荷Ｔ１よりも低い領域では、少なくとも吸気行程から圧縮行程前半までの期間内において、インジェクタ６７が気筒１８内に燃料を噴射する。このことにより、気筒１８内に均質な混合気を形成する。
【００７５】
（特定負荷Ｔ１から所定負荷Ｔ２まで）
特定負荷Ｔ１から所定負荷Ｔ２までの領域では、混合気の空気過剰率λを１よりも大きくする。従って、図８において一点鎖線で示すλ≒１のラインよりも気筒１８内に導入される新気量は増えかつ、気筒１８内に導入される排気ガス量（ここでは、内部ＥＧＲガス量）はλ≒１のラインよりも減る。混合気の空気過剰率λは、２．４以上のリーンにすることが好ましい。混合気をリーンにすることは、熱効率を高めて燃費の向上に有利になると共に、空気過剰率λを２．４以上にすることで、ＲａｗＮＯｘの生成が抑制される。これは、ＮＯｘ浄化触媒を備えていない本エンジン１において、排気エミッション性能を確保することを可能にする。尚、所定負荷Ｔ２と、後述する切替負荷Ｔ３との間には、混合気の空気過剰率λを徐変する区間を設けている。
【００７６】
特定負荷Ｔ１を超える領域において、エンジン１の負荷が高まるに従い燃料噴射量は増大するため、空気過剰率λを、前述のように２．４以上に維持する上で、必要な新気量は次第に多くなり、それに伴い、ホットＥＧＲガス量は次第に少なくなる。エンジン１の負荷が低いときには、ホットＥＧＲガスの導入量を増やすことによって圧縮開始時の気筒１８内の温度を高め、それに伴い圧縮端温度を高くし、圧縮自着火の着火性を高めると共に、圧縮自着火燃焼の安定性を高める上で有利である。一方、エンジン１の負荷が高くなれば、気筒１８内の温度状態が高まる。そのため、ホットＥＧＲガスの導入量は少なくしても、圧縮自着火の着火性及び安定性は確保可能である。
【００７７】
このＣＡＩ領域における、エンジン１の負荷に対応したホットＥＧＲガスの導入量の調整は、前述したように、それぞれＶＶＬ７１、７３をオンにした吸気弁２１の開時期の位相と、排気弁２２の閉時期の位相とを調整することによって行われる。すなわち、エンジン１の負荷が上昇するに従い、ＥＧＲ率を高から低へ変更するときには、吸気弁２１の開時期の位相を遅角方向に変更すると共に、排気弁２２の閉時期の位相を進角方向に変更する。逆に、エンジン１の負荷が低下するに従い、ＥＧＲ率を低から高へ変更するときには、吸気弁２１の開時期の位相を進角方向に変更すると共に、排気弁２２の閉時期の位相を遅角方向に変更する（図３（ｃ）の矢印参照）。
【００７８】
（所定負荷Ｔ２から切替負荷Ｔ３まで）
ＣＡＩモードにおいて所定負荷Ｔ２以上の負荷領域、すなわち、ＣＡＩモード内の高負荷側領域では、混合気の空燃比を理論空燃比（λ≒１）に設定する。これにより、三元触媒の利用が可能になり、排気エミッション性能を確保することが可能になる。
【００７９】
この高負荷側の領域では、気筒１８内の温度状態がさらに高くなるため、混合気の空燃比を理論空燃比（λ≒１）に維持しつつ、気筒１８内にホットＥＧＲガスを導入したのでは、気筒１８内の温度状態が高くなりすぎて、過早着火等の異常燃焼が生じたり、ＣＡＩ燃焼時に気筒１８内の圧力上昇（ｄＰ／ｄθ）が急峻になって燃焼騒音の問題が生じたりする虞がある。そこで、所定負荷Ｔ２から切替負荷Ｔ３までの領域では、ホットＥＧＲガスと共に、クールドＥＧＲガスを気筒１８内に導入する。クールドＥＧＲガスは、基本的には、ＥＧＲクーラ５２を通過することによって冷却された外部ＥＧＲガスである。尚、ＥＧＲクーラ５２をバイパスした外部ＥＧＲガスを、クールドＥＧＲガスに含んでもよい。こうして、クールドＥＧＲガスを気筒１８内に導入することで、気筒１８内の温度状態が高くなりすぎることが回避され、異常燃焼や燃焼騒音の回避に有利になる。尚、ＣＡＩモードにおいては、後述するＳＩモードとは異なり、燃焼安定性に関連するＥＧＲ率の制限が無い。そのため、混合気の空気過剰率λを実質的に１に設定しつつ、ＥＧＲ率を可能な限り高くすることが可能である。
【００８０】
所定負荷Ｔ２から切替負荷Ｔ３までの間においても、エンジン１の負荷に対応したホットＥＧＲガスの導入量の調整は、それぞれＶＶＬ７１、７３をオンにした吸気弁２１の開時期の位相と、排気弁２２の閉時期の位相とを調整することによって行われる。
【００８１】
切替負荷Ｔ３は、ＣＡＩモードとＳＩモードとの切り替えに係り、切替負荷Ｔ３以上の高負荷側においてはＳＩモードとなる。ＣＡＩモードにおいては、前述したように、吸気側及び排気側のＶＶＬ７１、７３をそれぞれオンにして、内部ＥＧＲガス（つまりホットＥＧＲガス）を気筒１８内に導入する一方で、ＳＩモードでは、吸気側及び排気側のＶＶＬ７１、７３をそれぞれオフにして、内部ＥＧＲガスの導入を中止する。従って、切替負荷Ｔ３を境にして、吸気側及び排気側のＶＶＬ７１、７３のオンオフが、切り替わる。
【００８２】
（切替負荷Ｔ３から最大負荷Ｔｍａｘまで）
切替負荷Ｔ３よりも負荷の高い領域はＳＩモードに相当する。このＳＩ領域では、前述したように、クールドＥＧＲガスのみを気筒１８内に導入する。
【００８３】
ＳＩモードでは、基本的には、スロットル弁３６の開度を全開に維持しかつ、ＥＧＲ弁５１１の開度を、エンジン負荷に応じて変更する。こうして、ＳＩモードにおいては、混合気の空燃比を理論空燃比（λ≒１）に設定する条件下でＥＧＲ率を最大に設定している。これは、ポンプ損失の低減に有利である。また、混合気の空燃比を理論空燃比に設定することは、三元触媒の利用を可能にする。ＥＧＲ弁５１１は、具体的には、エンジン負荷の上昇に従い次第に閉じ、全開負荷では閉弁する。このことは、エンジン負荷が連続的に変化するようなときには、気筒１８内のガス組成を連続的に変化させることになるから、制御性の向上に有利である。
【００８４】
ＳＩ燃焼においては、気筒１８内に導入する排気ガスの量が多すぎると燃焼安定性が低下してしまう。そのため、ＳＩ燃焼において設定可能な最高のＥＧＲ率（つまり、ＥＧＲ限界）が存在する。前述の通り、混合気の空燃比を理論空燃比（λ≒１）に設定するため、エンジン負荷の高低に応じてＥＧＲ率は連続的に変化し、ＳＩモードにおいてエンジン負荷が低いときには、燃料量が少なくかつ、新気量が少なくなることで、ＥＧＲ率は高くなり得るものの、切替負荷Ｔ３から所定負荷Ｔ４までは、ＥＧＲ率はＥＧＲ限界に制限する。従って、切替負荷Ｔ３から所定負荷Ｔ４までの間は、ＥＧＲ率はＥＧＲ限界で一定になる、こうして、ＥＧＲ率がＥＧＲ限界によって制限されると、混合気の空燃比を理論空燃比（λ≒１）に設定する上で、気筒１８内に導入する新気量を減らさなければならない。ここでは、吸気弁２１の閉弁時期を吸気下死点以降に遅らせることによって、気筒１８内に導入する新気量を減らしている。尚、吸気弁２１の閉弁時期の制御の代わりに、例えばスロットル弁３６の開度制御を行っても、気筒１８内に導入する新気を減らすことが可能である。但し、吸気弁２１の閉弁時期を制御することは、ポンプ損失の低減に有利である。
【００８５】
（エンジン負荷の変化に伴う内部ＥＧＲガス量の調整）
前述の通り、ＣＡＩモードにいては、エンジン負荷の高低に従って内部ＥＧＲガス量を変更する。ここで、本構成では、前述したように、吸気側のＶＶＴ７２によって、ＶＶＬ７１をオンにした吸気弁２１の開閉時期の位相を調整すると共に、排気側のＶＶＴ７４によって、ＶＶＬ７３をオンにした排気弁２２の開閉時期の位相を調整することで、内部ＥＧＲガス量の調整を行うため、例えば排気弁２２の二度開きを行う従来構成において排気弁２２の開閉時期の位相のみを調整する構成とは異なり、内部ＥＧＲガス量の調整に係る応答性が高くなるという利点がある。この点について、図９のタイムチャートを参照しながら説明をする。
【００８６】
図９の左側の各図は、排気弁２２の二度開きを行う従来構成において、エンジン１の負荷が、図８に示すＴ１〜Ｔ２の間の所定の当初負荷から、Ｔ２〜Ｔ３の間の所定の目標負荷まで上昇するときの、（ａ）排気弁２２の位相変更、（ｂ）気筒１８内のガス組成の変化、（ｃ）燃料量の変化、及び（ｄ）ポンプ損失の変化をそれぞれ示している。各図の横軸は時間である。排気弁２２の二度開きを行う従来構成では、排気弁２２の位相を、Ｐｅｘ０からＰｅｘ１まで進角側に変更することによって、内部ＥＧＲガス量が当初負荷時のｒ０から目標負荷時のｒ１まで、次第に少なくなる。排気弁２２の位相の変更速度、つまり、図９（ａ）のタイムチャートにおける直線の傾きは、排気弁２２のＶＶＴ７４の駆動速度（言い換えると、ハードウエア限界）に対応する。
【００８７】
内部ＥＧＲガス量が少なくなるに従い、気筒１８内の空気量は増える（同図（ｂ）参照）。また、エンジン１の負荷の増大に伴い、燃料量も次第に増大する（同図（ｃ）参照）。ポンプ損失は、排気弁２２の位相が遅角側のＰｅｘ０に設定された状態では比較的高くなる一方、その状態から排気弁２２の位相が進角するに従い、次第に低下する。そうして排気弁２２の位相が所定の位相となった時点で、ポンプ損失は最低になり、排気弁２２の位相がＰｅｘ１に向かってさらに進角するに従って、ポンプ損失は次第に増えるようになる（同図（ｄ）参照）。
【００８８】
図例では、エンジン１の負荷が目標に至る途中で、リーンから理論空燃比への切り替え負荷に到達することから、同図（ｃ）に示すように、燃料量は、それまでのリーン空燃比に係る燃料量から、理論空燃比に係る燃料量へと切り替わる。燃料量の切り替え後も、排気弁２２の開弁時期の変更は継続することで、同図（ｂ）に示すように、内部ＥＧＲガス量は次第に減少する一方、外部ＥＧＲガスが気筒１８内に導入される。
【００８９】
そうして、時刻ｔ１において、排気弁２２の位相がＰｅｘ１に到達することにより、内部ＥＧＲガス量が、エンジン１の目標負荷に対応するｒ１に到達することになる。このように、エンジン１の負荷を当初負荷から目標負荷にするためには、気筒１８内に導入する内部ＥＧＲガス量を、当初のｒ０から目標のｒ１へと変更する必要があるが、排気弁２２の二度開きを行う従来構成では、排気弁２２の位相のみを変更して内部ＥＧＲガス量の調整を行うため、排気弁２２の位相変更量が多く（Ｐｅｘ１−Ｐｅｘ０）、エンジン１の状態が、目標負荷に対応する状態にまで変化するために、時刻ｔ０からｔ１までの比較的長い時間を要することになる。これは、例えば加速性能の低下を招く。
【００９０】
これに対し、本構成では、前述の通り、吸気弁２１の位相と排気弁２２の位相との双方を変更することで、気筒１８内に導入する内部ＥＧＲガス量を調整する。図９の右図は、左図と同様に、エンジン１の負荷が、当初負荷から目標負荷まで上昇するときの、（ｅ）排気弁２２の位相変更、（ｆ）吸気弁２１の位相変更、（ｇ）気筒１８内のガス組成の変化、（ｈ）燃料量の変化、及び（ｉ）ポンプ損失の変化をそれぞれ示している。
【００９１】
前述の通り、本構成では、排気弁２２の位相を、Ｐｅｘ０から進角側に変更すると共に、吸気弁２１の位相を、Ｐｉｎ０から遅角側に変更することによって、内部ＥＧＲガス量が当初負荷時のｒ０から次第に少なくなる。排気弁２２の位相の変更速度は、排気弁２２のＶＶＴ７４の駆動速度（つまり、ハードウエア限界）に対応し、吸気弁２１の位相の変更速度は、吸気弁２１のＶＶＴ７２の駆動速度（つまり、ハードウエア限界）に対応するため、排気弁２２の位相の変更に関し、図９（ｅ）のタイムチャートにおける直線の傾きは、同図（ａ）のタイムチャートにおける直線の傾きと同じである。また、吸気弁２１の位相の変更についても、同図（ｆ）のタイムチャートにおける直線の傾きは、正負は逆であるが、排気弁２２の位相変更に係る直線の傾きと同じである。
【００９２】
このように、吸気側のＶＶＴ７１及び排気側のＶＶＴ７３のハードウエア限界は、従来と同じであっても、本構成では、吸気弁２１と排気弁２２との双方の位相を変更するため、気筒１８内に導入される内部ＥＧＲガス量の変化速度は、排気弁２２の位相のみを変更する従来構成よりも高まる。つまり、図９（ｇ）に示すように、内部ＥＧＲガス量の時間に対する変化の傾きは、従来構成よりも急峻になる。
【００９３】
排気弁２２の位相変更量が、従来構成における変更量（Ｐｅｘ１−Ｐｅｘ０）の約半分（Ｐｅｘ２−Ｐｅｘ０）となりかつ、吸気弁２１の位相変更量が、排気弁２２の位相変更量と同程度（Ｐｉｎ１−Ｐｉｎ０）となれば、内部ＥＧＲガス量は、当初負荷時のｒ０から目標負荷に相当するｒ１に変化する（時刻ｔ２参照）。つまり、本構成では、目標負荷に変化する上で必要な排気弁２２の位相変更量を、従来構成と比べて少なくする（具体的には、約半分）にすることが可能であるから、エンジン１の負荷を、目標負荷にまで変更するために必要な時間が、従来構成よりも短くなる（具体的には、おおよそ半分の時間になる）。こうして、従来構成と比較して、短い時間で目標の内部ＥＧＲガス量へと変更することが可能になる結果、エンジン１の負荷の変化に係る応答性が高まる。
【００９４】
尚、エンジン１の負荷が高負荷側から低負荷側へと低下するときには、前記とは逆になるが、この場合も、従来構成と比較して、短い時間で目標の内部ＥＧＲガス量へと変更することが可能であるから、エンジン１の負荷の変化に係る応答性が高まる。
【００９５】
ここで、本構成では、図９（ｇ）に示すように、混合気の空燃比を、リーンから理論空燃比に切り替えた以降において、吸気弁２１の開閉時期の位相を遅角することに伴い、気筒１８内に導入される新気量が少なくなり得る（図８の一点鎖線も参照）。そのため、図９（ｈ）に示すように、気筒１８内に導入される新気量の減少に応じて理論空燃比を維持するように、燃料噴射量も少なめに設定されるようになる。
【００９６】
また、ポンプ損失に関し、本構成では、内部ＥＧＲガス量が多い状態（時刻ｔ０）では、図３（ｃ）に実線で例示するように、排気行程及び吸気行程のそれぞれで、吸気弁２１及び／又は排気弁２２の開弁量を比較的大きく維持することが可能であるから、従来構成と比較してポンプ損失は低くなると共に、吸気弁２１及び排気弁２２の位相変更が完了した時刻ｔ２以降では、ポンプ損失が増大することを回避可能になる（図９（ｉ）参照）。こうして本構成では、エンジン１の負荷が当初負荷から目標負荷まで変化するときの全体として、従来構成よりもポンプ損失を低減することが可能になる。
【００９７】
尚、ここに開示する技術は、前述したエンジン構成への適用に限定されるものではない。例えば図７に示す運転制御マップは例示であり、これ以外にも様々なマップを設けることが可能である。
【００９８】
また、排気通路には三元触媒のみを備えたが、ＮＯｘ浄化触媒を備えて、空気過剰率λが２．４よりも小さく１．０よりも大きい、Ａ/ＦがＬｅａｎの運転を可能にしてもよい。
【００９９】
さらに、ここに開示する技術は、ディーゼルエンジンに適用することも可能である。幾何学的圧縮比を下げて、大量の内部ＥＧＲガスを導入するようなディーゼルエンジンにおいては、前述したように、内部ＥＧＲガス量の最大量を多くすると共に、内部ＥＧＲガス量の変化の応答性を高めることは有益である。ディーゼルエンジンにおいては、幾何学的圧縮比を、例えば１２以上に設定してもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１    エンジン（エンジン本体）
１４  ピストン
１６  吸気ポート
１７  排気ポート
１８  気筒
２１  吸気弁
２２  排気弁
７１  ＶＶＬ（吸気弁駆動機構）
７２  ＶＶＴ（吸気弁駆動機構）
７３  ＶＶＬ（排気弁駆動機構）
７４  ＶＶＴ（排気弁駆動機構）
２１２  （吸気側の）リフトカーブ
２１３  （吸気側の）リフト棚部
２２２  （排気側の）リフトカーブ
２２３  （排気側の）リフト棚部
【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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