(57)【要約】【課題】シリンダ内に残る排気行程後の残留ガスに対してスワールを与えることが可能な内燃機関を提供する。【解決手段】一つのシリンダ２に対して設けられた二つの排気バルブ１３、１４を有し、これらの排気バルブのそれぞれが、排気開口部１１を開閉できる傘部１３ａ、１４ａを持ち、傘部１３ａ、１４ａの裏面側に排気開口部１１の並び方向を横切る方向及びシリンダ２から離れる方向にそれぞれ延びる排気バルブ突出部１３ｃ、１４ｃが設けられ、かつ排気バルブ突出部１３ｃ、１４ｃが排気開口部１１の並び方向の一方の側に向かうように配置される。一方の第１排気バルブ１３の最大リフト量が他方の第２排気バルブ１４の最大リフト量よりも大きくなり、かつ第１排気バルブ１３が第２排気バルブ１４よりも早く開いて遅く閉じるように制御される。【選択図】図１
2009036169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダに対する排気開口部が互いに隣り合う二つの排気ポートと、前記二つの排気ポートのそれぞれに一つずつ設けられた二つの排気バルブと、前記二つの排気バルブのそれぞれの開弁特性を互いに相違させた状態で前記二つの排気バルブを駆動できる排気バルブ駆動手段とを有し、前記二つの排気バルブのそれぞれが、前記排気開口部を開閉できる傘部を持ち、前記傘部の裏面側の一部に前記排気開口部の並び方向を横切る方向及び前記シリンダから離れる方向にそれぞれ延びる排気バルブ突出部が設けられ、かつ前記排気バルブ突出部が前記並び方向の一方の側に向かうように配置された排気装置と、前記排気装置の前記二つの排気バルブのうち前記一方の側に位置する第１排気バルブの最大リフト量が前記一方の側の反対側である他方の側に位置する第２排気バルブの最大リフト量よりも大きくなり、かつ前記第１排気バルブが前記第２排気バルブよりも早く開いて遅く閉じるように、前記排気バルブ駆動手段を制御する排気バルブ制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記排気開口部が設けられた側の反対側に位置するようにして前記シリンダに対する吸気開口部が互いに隣り合う二つの吸気ポートと、前記二つの吸気ポートのそれぞれに一つずつ設けられた二つの吸気バルブと、前記二つの吸気バルブのそれぞれの開弁特性を互いに相違させた状態で前記二つの吸気バルブを駆動できる吸気バルブ駆動手段とを有し、前記二つの吸気バルブのそれぞれが、前記吸気開口部を開閉できる傘部を持ち、前記傘部の裏面側の一部に前記吸気開口部の並び方向を横切る方向及び前記シリンダから離れる方向に延びる吸気バルブ突出部が設けられ、かつ前記吸気バルブ突出部が前記排気バルブ突出部と同一の側に向かうように配置された吸気装置と、前記二つの吸気バルブのうち前記他方の側に位置する第１吸気バルブの最大リフト量が前記一方の側に位置する第２吸気バルブの最大リフト量よりも大きくなり、かつ前記第１吸気バルブが前記第２吸気バルブよりも早く開いて遅く閉じるように、前記吸気バルブ駆動手段を制御する吸気バルブ制御手段と、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記吸気開口部を開閉する前記傘部が着座及び離座できるバルブシートが前記二つの吸気ポートのそれぞれに設けられており、
前記吸気バルブ制御手段は、前記第１吸気バルブ及び前記第２吸気バルブが最大リフト量を得たときに、前記第１吸気バルブの前記吸気バルブ突出部と前記バルブシートとの間隔が、前記第２吸気バルブの前記吸気バルブ突出部が設けられていない前記傘部の裏面と前記バルブシートとの間隔と同じになるように、前記吸気バルブ駆動手段を制御する、ことを特徴とする請求項２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、一つのシリンダに対して設けられた二つの排気バルブを有し、これらの排気バルブを利用してシリンダ内に残った排気行程後の残留ガスにスワールを与えることができる内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
開弁特性を任意に変更できる電磁駆動バルブとして構成され、一つのシリンダに対して設けられた二つの排気バルブを有し、これらの排気バルブ間で閉弁時期を互いに相違させる内燃機関が知られている（特許文献１）。この内燃機関は、二つの排気バルブから発せられる各振動に基づいて各排気バルブへの供給電流を制御して、バルブシート着座時における衝撃等を緩和する。そして、この内燃機関は二つの排気バルブから発生する各振動が重なり合うと振動の区別が困難になることから、各振動を的確かつ効率的に検出できるように二つの排気バルブ間で閉弁時期を互いに相違させることにより各振動の発生時点を相互に異ならせている。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２及び３が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２１０７０号公報
【特許文献２】特開２００７−１６６９３号公報
【特許文献３】特開２００３−２９３８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内燃機関の燃焼を良好に維持するため、シリンダ内に残る排気行程後の残留ガスをスワールにて流動化させて均一化することが望ましい。そこで、排気行程中の二つの排気バルブの開弁特性を互いに相違させることによって、排気行程中のシリンダ内の流れに特定の方向性を持たせることで排気行程後の残留ガスにスワールを付与できる可能性がある。しかしながら、特許文献１の内燃機関は、二つの排気バルブから生じる振動を区別することを目的としてこれら排気バルブの閉弁時期を相違させるにすぎないため、排気行程後の残留ガスに対してスワールを付与できるものではない。
【０００５】
そこで、本発明は、シリンダ内に残る排気行程後の残留ガスに対してスワールを与えることが可能な内燃機関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】
【０００６】
本発明の内燃機関は、シリンダに対する排気開口部が互いに隣り合う二つの排気ポートと、前記二つの排気ポートのそれぞれに一つずつ設けられた二つの排気バルブと、前記二つの排気バルブのそれぞれの開弁特性を互いに相違させた状態で前記二つの排気バルブを駆動できる排気バルブ駆動手段とを有し、前記二つの排気バルブのそれぞれが、前記排気開口部を開閉できる傘部を持ち、前記傘部の裏面側の一部に前記排気開口部の並び方向を横切る方向及び前記シリンダから離れる方向にそれぞれ延びる排気バルブ突出部が設けられ、かつ前記排気バルブ突出部が前記並び方向の一方の側に向かうように配置された排気装置と、前記排気装置の前記二つの排気バルブのうち前記一方の側に位置する第１排気バルブの最大リフト量が前記一方の側の反対側である他方の側に位置する第２排気バルブの最大リフト量よりも大きくなり、かつ前記第１排気バルブが前記第２排気バルブよりも早く開いて遅く閉じるように、前記排気バルブ駆動手段を制御する排気バルブ制御手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
この内燃機関によれば、二つの排気バルブの各傘部の一部に排気バルブ突出部が設けられているため、排気開口部が排気バルブにて開かれた際の開口状態が左右非対称となる。各排気バルブ突出部は排気開口部の並び方向の一方の側に向きが揃っているので、各排気バルブが開弁したときには、排気バルブ突出部が設けられていない他方の側から排気が排出され易くなる。これにより、排気行程によって特定方向へ旋回する流れがシリンダ内に形成され、その流れがシリンダ内に保持されることにより排気行程後の残留ガスに対してスワールが与えられ、そのスワールによって残留ガスの均一性が高められる。二つの排気バルブのうち一方の側に位置する第１排気バルブの最大リフト量が他方の側に位置する第２排気バルブの最大リフト量よりも大きいため、二つの排気ポートを流れる排気に流量差が生じるため排気行程中に形成される流れが強化される。これにより残留ガスに与えられるスワールも強化されるため残留ガスの均一性が向上する。更に、第１排気バルブが第２排気バルブよりも早く開いて遅く閉じる。このため、第１排気バルブが開き始めた際に、第２排気バルブの影響を受けることなくシリンダ内のガスが第１排気バルブを経由して排出される。また、第２排気バルブが閉弁してから第１排気バルブが閉じられるため、シリンダ内に形成された流れが乱れにくくなり、特定方向へ旋回する流れを効果的に形成することができる。
【０００８】
本発明の内燃機関においては吸気装置の構成に制限はない。例えば、本発明の内燃機関の一態様において、前記排気開口部が設けられた側の反対側に位置するようにして前記シリンダに対する吸気開口部が互いに隣り合う二つの吸気ポートと、前記二つの吸気ポートのそれぞれに一つずつ設けられた二つの吸気バルブと、前記二つの吸気バルブのそれぞれの開弁特性を互いに相違させた状態で前記二つの吸気バルブを駆動できる吸気バルブ駆動手段とを有し、前記二つの吸気バルブのそれぞれが、前記吸気開口部を開閉できる傘部を持ち、前記傘部の裏面側の一部に前記吸気開口部の並び方向を横切る方向及び前記シリンダから離れる方向にそれぞれ延びる吸気バルブ突出部が設けられ、かつ前記吸気バルブ突出部が前記排気バルブ突出部と同一の側に向かうように配置された吸気装置と、前記二つの吸気バルブのうち前記他方の側に位置する第１吸気バルブの最大リフト量が前記一方の側に位置する第２吸気バルブの最大リフト量よりも大きくなり、かつ前記第１吸気バルブが前記第２吸気バルブよりも早く開いて遅く閉じるように、前記吸気バルブ駆動手段を制御する吸気バルブ制御手段と、を更に備えてもよい（請求項２）。
【０００９】
この態様によれば、二つの吸気バルブの各傘部の一部に吸気バルブ突出部が設けられているため、吸気開口部が吸気バルブにて開かれた際の開口状態が左右非対称となる。各吸気バルブ突出部は向きが揃っているので、吸気バルブが開弁したときには、吸気バルブ突出部が設けられていない側から吸気がシリンダ内に流入して特定方向へ旋回する流れが形成される。その流れによって吸気行程においてスワールを生成することができる。二つの吸気バルブのうち他方の側に位置する第１吸気バルブの最大リフト量が一方の側に位置する第２吸気バルブの最大リフト量よりも大きいため、二つの吸気ポートを流れる吸気に流量差が生じる。これによりシリンダ内に形成されるスワールが強化される。更に、第１吸気バルブが第２吸気バルブよりも早く開いて遅く閉じるため、第２吸気バルブから流入した吸気が第１吸気バルブの吸気バルブ突出部へ衝突する機会を回避できる。これにより、その衝突に伴ってスワールが弱まることを抑制することができる。また、各吸気バルブ突出部は排気バルブ突出部と同一の側に向いている。つまり、各吸気バルブ突出部の向きと各排気バルブ突出部の向きとが同じであるので、排気行程後の残留ガスに与えたスワールの旋回方向と吸気行程によって生成されるスワールの旋回方向とが同一方向になる。このため、残留ガスに与えたスワールは吸気行程におけるスワールの生成の妨げになることがなく、しかも吸気行程におけるスワールの生成を促進することができる。
【００１０】
この態様においては、前記吸気開口部を開閉する前記傘部が着座及び離座できるバルブシートが前記二つの吸気ポートのそれぞれに設けられており、前記吸気バルブ制御手段は、前記第１吸気バルブ及び前記第２吸気バルブが最大リフト量を得たときに、前記第１吸気バルブの前記吸気バルブ突出部と前記バルブシートとの間隔が、前記第２吸気バルブの前記吸気バルブ突出部が設けられていない前記傘部の裏面と前記バルブシートとの間隔と同じになるように、前記吸気バルブ駆動手段を制御してもよい（請求項３）。この場合には、各吸気バルブが最大リフト量を得たときに、第２吸気バルブを経由して流入した吸気が第１吸気バルブの吸気バルブ突出部とバルブシートとの間をスムーズに通過することができるので、その吸気バルブ突出部への衝突を確実に回避できる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、各排気バルブ突出部が排気開口部の並び方向の一方の側に向きが揃っているので、各排気バルブが開弁したときに排気バルブ突出部が設けられていない他方の側から排気が排出され易くなる。これにより、排気行程によって特定方向へ旋回する流れがシリンダ内に形成され、その流れがシリンダ内に保持されることにより排気行程後の残留ガスに対してスワールが与えられる。このスワールによって残留ガスの均一性が高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１の形態）
図１及び図２は本発明の一形態に係る内燃機関の要部を示しており、図１は内燃機関のシリンダ上の各要素の配置を示した平面図、図２は図１のII−II線に関する断面図である。これらの図に示した内燃機関１Ａは車両に走行用動力源として搭載される。内燃機関１Ａは複数（図では１つのみ示す）のシリンダ２が一方向に並ぶようにしてシリンダブロック３に形成された直列型のガソリンエンジンとして構成されている。シリンダ２にはピストン４が往復動自在に挿入されており、ピストン４の上方はシリンダヘッド５にて塞がれている。シリンダヘッド５にはシリンダ２に空気を導くための二つの吸気ポート６が設けられている。各吸気ポート６はシリンダ２の上下方向の下方に向かってシリンダ２に対して開口する吸気開口部７を有しており、その吸気開口部７は吸気バルブ８にてそれぞれ開閉される。吸気開口部７の周縁には吸気バルブ８の傘部８ａが着座及び離座するリング状のバルブシート９が装着されている。また、吸気バルブ８はシリンダヘッド５に設けられたバルブガイド１５にてステム部８ｂがその軸線方向に案内されている。
【００１３】
また、シリンダヘッド５にはシリンダ２から燃焼後のガスを排出するための二つの排気ポート１０が設けられている。各排気ポート１０はシリンダ２に対して開口する排気開口部１１を有しており、互いに隣り合うそれらの排気開口部１１は第１排気バルブ１３及び第２排気バルブ１４にて開閉される。第１排気バルブ１３は排気開口部１１を開閉できる傘部１３ａとその傘部１３ａの裏面側から直線的に延びるステム部１３ｂとを備えている。第２排気バルブ１４も同様に排気開口部１１を開閉できる傘部１４ａとその傘部１４ａの裏面側から直線的に延びるステム部１４ｂとを備える。排気開口部１１の周縁にはこれらの傘部１３ａ、１４ａが着座及び離座するリング状のバルブシート１２が装着されている。
【００１４】
第１排気バルブ１３及び第２排気バルブ１４の各傘部１３ａ、１４ａの裏面側の一部には排気開口部１１の並び方向を横切る方向（図１の左右方向）及びシリンダ２から離れる方向（図１の紙面と交差する方向）にそれぞれ延びる排気バルブ突出部１３ｃ、１４ｃが設けられている。各排気バルブ突出部１３ｃ、１４ｃは各傘部１３ａ、１４ａの略半分を占めており、各排気バルブ１３、１４は各排気バルブ突出部１３ｃ、１４ｃが排気開口部１１の並び方向の一方の側（図１の上側）に向かうように配置されている。各排気バルブ１３、１４はシリンダヘッド５に設けられたバルブガイド１６にて各ステム部１３ｂ、１４ｂがそれらの軸線方向に案内されており、そのバルブガイド１６には各排気バルブ突出部１３ｃ、１４ｃの位置が図示の位置に保持されるように、ステム部１３ｂ、１４ｂの軸線を中心とした回転を阻止する回り止め（不図示）が設けられている。更に、シリンダヘッド５にはシリンダ２内に燃料を噴射するスプレーガイド式の燃料噴射弁２０と点火プラグ２１とがシリンダ２の中央部に隣接して設けられている。
【００１５】
図２に示すように、吸気バルブ８は動弁機構２５にて開閉駆動される。動弁機構２５は不図示のクランクシャフトと同期して回転するカムシャフト２６に設けられたカム２７によってロッカーアーム２８を揺動させて吸気バルブ８を開閉駆動する周知のものである。一方、第１排気バルブ１３及び第２排気バルブ１４は、各バルブのリフト量、作用角、開弁時期等の開弁特性を互いに相違させた状態で駆動できる一対の電磁駆動装置３０にて開閉駆動される。なお、図２では第１排気バルブ１３を駆動する一つの電磁駆動装置３０のみが示されている。電磁駆動装置３０は周知のものと同様であるので内部構成の詳細な説明を省略する。電磁駆動装置３０は内燃機関１Ａの運転状態を適正に制御するためのコンピュータとして構成されたエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３１にて制御される。ＥＣＵ３１にはクランクシャフトの位置及びその回転速度に応じた信号を出力するクランク角センサ３２や吸入空気量に応じた信号を出力するエアフローメータ３３等の各種センサからの信号が入力される。ＥＣＵ３１はマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ等の周辺装置を含んでおり、ＲＯＭに格納された各種プログラムに基づいて各種センサの信号を参照しつつ内燃機関１Ａに対して各種の制御ルーチンを実行する。ここでは、本発明に関連する制御ルーチンについて説明し、その他の制御ルーチンの説明を省略する。
【００１６】
図３はＥＣＵ３１が実行する排気バルブ制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。このルーチンのプログラムは所定のクランク角毎に繰り返し実行される。
【００１７】
まず、ステップＳ１においてＥＣＵ３１は内燃機関１Ａの運転状態を取得する。運転状態としては機関回転数（回転速度）と吸入空気量とをクランク角センサ３２及びエアフローメータ３３の出力信号に基づいて取得する。
【００１８】
次に、ステップＳ２では運転状態に適した第１排気バルブ１３及び第２排気バルブ１４のそれぞれの最大リフト量を演算する。この演算は例えば機関回転数と吸入空気量とを変数として各最大リフト量を与えるマップを予めＲＯＭに格納しておき、そのマップを参照することによって実現できる。ここで算出される各最大リフト量は第１排気バルブ１３と第２排気バルブ１４との間で相違しており、具体的には第１排気バルブ１３の最大リフト量が第２排気バルブ１４の最大リフト量よりも大きくなるように算出される。即ち、二つの排気バルブ１３、１４間でリフト差が設けられる。
【００１９】
次に、ステップＳ３では運転状態に適した第１排気バルブ１３及び第２排気バルブ１４のそれぞれの開閉時期を演算する。この演算は上記と同様に例えば機関回転数と吸入空気量とを変数として各排気バルブ１３、１４の開閉時期を与えるマップを予めＲＯＭに格納しておきそのマップを参照することによって実現できる。ここでは第１排気バルブ１３が第２排気バルブ１４よりも早く開いて遅く閉じるように各排気バルブ１３、１４の開閉時期が算出される。図４の各排気バルブ１３、１４の開閉時期の一例を示した説明図である。この図に示すように、各排気バルブ１３、１４の開弁特性は、第１排気バルブ１３の開弁開始時期θｏｓ１が第２排気バルブ１４の開弁開始時期θｏｓ２よりも早く、かつ第１排気バルブ１３の閉弁終了時期θｃｅ１が第２排気バルブ１４の閉弁終了時期θｃｅ２よりも遅くなっている。更には、各排気バルブ１３、１４の開弁終了時期θｏｅ１、θｏｅ２及び閉弁開始時期θｃｓ１、θｃｓ２がそれぞれ同一時期に設定される。
【００２０】
最後に、ステップＳ４では、演算した各排気バルブ１３、１４の開閉時期に従って各排気バルブ１３、１４が動作するように電磁駆動装置３０の動作を制御して今回のルーチンを終了する。
【００２１】
第１の形態においては、一対の電磁駆動装置３０が本発明に係る排気バルブ駆動手段に相当し、二つの排気ポート１０、第１排気バルブ１３、第２排気バルブ１４及び一対の電磁駆動装置３０の組み合わせが本発明に係る排気装置に相当する。また、ＥＣＵ３１は図３の制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る排気バルブ制御手段として機能する。
【００２２】
以上の内燃機関１Ａによれば、二つの排気バルブ１３、１４に排気バルブ突出部１３ｃ、１４ｃが設けられているため、排気開口部１１が各排気バルブ１３、１４にて開かれた際の開口状態が左右非対称となる。つまり、排気バルブ突出部１３ｃが設けられている側の開口面積が排気バルブ突出部１３ｃが設けられていない側の開口面積よりも狭くなる。各排気バルブ突出部１３ｃ、１４ｃは排気開口部１１の並び方向の一方の側に向きが揃っているので、各排気バルブ１３、１４が開弁したときには、図１の矢印線で示すように、排気バルブ突出部１３ｃ、１４ｃが設けられていない他方の側から排気が排出され易くなる。これにより、排気行程によって特定方向へ旋回する流れがシリンダ２内に形成され、その流れがシリンダ２内に保持されることにより排気行程後の残留ガスに対してスワールＦｓｗ１が与えられ、そのスワールＦｓｗ１によって残留ガスの均一性が高められる。
【００２３】
そして、図３の制御ルーチンの実行により、第１排気バルブ１３の最大リフト量が第２排気バルブ１４の最大リフト量よりも大きいため、二つの排気ポート１０を流れる排気に流量差が生じるため排気行程中に形成される流れが強化される。これにより残留ガスに与えられるスワールＦｓｗ１も強化されるため残留ガスの均一性が向上する。更に、第１排気バルブ１３が第２排気バルブ１４よりも早く開いて遅く閉じるため、第１排気バルブ１３が開き始めた際に、第２排気バルブ１４の影響を受けることなくシリンダ２内のガスが第１排気バルブ１３を経由して排出される。また、第２排気バルブ１４が閉弁してから第１排気バルブ１３が閉じられるため、シリンダ内に形成された流れが乱れにくくなり、特定方向へ旋回する流れを効果的に形成することができる。
【００２４】
（第２の形態）
次に、図５〜図９を参照して本発明の第２の形態を説明する。以下、第１の形態との共通部分にはこれらの図に同一符号を付して説明を省略する。図５〜図７は第２の形態に係る内燃機関の要部を示しており、図５は内燃機関のシリンダ上の各要素の配置を示した平面図、図６は図５のVI−VI線に関する断面図、図７は図５のVII−VII線に関する断面図である。内燃機関１Ｂは、シリンダ２に対して開口する互いに隣り合う吸気開口部７が第１吸気バルブ４１及び第２吸気バルブ４２にて開閉されるように構成されている。吸気開口部７は排気開口部１１が設けられた側の反対側に位置している。これらの吸気バルブ４１、４２は排気バルブ１３、１４と同様の構成を有している。即ち、第１吸気バルブ４１は吸気開口部７を開閉できる傘部４１ａとその傘部４１ａの裏面側から直線的に延びるステム部４１ｂとを備えている。第２吸気バルブ４２も同様に吸気開口部７を開閉できる傘部４２ａと傘部４２ａの裏面側から直線的に延びるステム部４２ｂとを備える。
【００２５】
各傘部４１ａ、４２ａの裏面側の一部には、吸気開口部７の並び方向を横切る方向（図５の左右方向）及びシリンダ２から離れる方向（図５の紙面と交差する方向）にそれぞれ延びる吸気バルブ突出部４１ｃ、４２ｃが設けられている。各吸気バルブ突出部４１ｃ、４２ｃは各傘部４１ａ、４２ａの略半分を占めており、各吸気バルブ４１、４２は各吸気バルブ突出部４１ｃ、４２ｃが排気バルブ突出部１３ｃ、１４ｃと同一の側に向かうように配置されている。なお、バルブガイド１５には各吸気バルブ突出部４１ｃ、４２ｃの位置がこの位置に保持されるように、ステム部４１ｂ、４２ｂの軸線を中心とした回転を阻止する回り止め（不図示）が設けられている。
【００２６】
図６に示すように、第１吸気バルブ４１及び第２吸気バルブ４２は、排気系の電磁駆動装置３０と同様な一対の電磁駆動装置４５にて開閉駆動される（図６では一の電磁駆動装置４５のみが示されている。）。電磁駆動装置４５は第１吸気バルブ４１及び第２吸気バルブ４１のそれぞれのリフト量、作用角、開弁時期等の開弁特性を互いに相違させた状態で駆動することができる。各電磁駆動装置４５は排気系の電磁駆動装置３０と同様にＥＣＵ３１にて制御される。図８は各吸気バルブ４１、４２のリフト波形の一例を示した説明図である。図７及び図８に示すように、本形態の吸気バルブ４１、４２の制御では、第１吸気バルブ４１の最大リフト量Ｌｍａｘ１が第２吸気バルブ４２の最大リフト量Ｌｍａｘ２よりも大きく、かつ第１吸気バルブ４１が第２吸気バルブ４２よりも早く開いて遅く閉じるように各電磁駆動装置４５が制御される。
【００２７】
このような制御を実現するためＥＣＵ３１は図９に示す制御ルーチンを実行する。図９は吸気バルブ制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。このルーチンのプログラムは図３のルーチンのプログラムと並行して所定のクランク角毎に繰り返し実行される。
【００２８】
まず、ステップＳ１１においてＥＣＵ３１は内燃機関１Ｂの運転状態を取得する。運転状態としては機関回転数（回転速度）と吸入空気量とをクランク角センサ３２及びエアフローメータ３３の出力信号に基づいて取得する。
【００２９】
次に、ステップＳ１２では運転状態に適した第１吸気バルブ４１及び第２吸気バルブ４２のそれぞれの最大リフト量を演算する。この演算は例えば機関回転数と吸入空気量とを変数として各最大リフト量を与えるマップを予めＲＯＭに格納しておき、そのマップを参照することによって実現できる。ここでは、図８にも示したが第１吸気バルブ４１の最大リフト量が第２排気バルブ４２の最大リフト量よりも大きくなるように算出される。更に、図７に示すように、各吸気バルブ４１、４２が最大リフト量を得たときに、第１吸気バルブ４１の吸気バルブ突出部４１ｃとバルブシート１５との間隔Ｘ１が第２吸気バルブ４２の吸気バルブ突出部４２ｃが設けられていない傘部４２ａの裏面とバルブシート１５との間隔Ｘ２と同じになるように各最大リフト量が演算される。
【００３０】
次に、ステップＳ１３では運転状態に適した第１吸気バルブ４１及び第２吸気バルブ４２のそれぞれの開閉時期を演算する。この演算は例えば機関回転数と吸入空気量とを変数として各吸気バルブ４１、４２の開閉時期を与えるマップを予めＲＯＭに格納しておきそのマップを参照することによって実現できる。ここでは第１吸気バルブ４１が第２吸気バルブ４２よりも早く開いて遅く閉じるように各排気バルブ１３、１４の開閉時期が算出される。即ち、図８に示すように、各吸気バルブ４１、４２の開弁特性は、第１吸気バルブ４１の開弁開始時期θｏｓ１が第２吸気バルブ４２の開弁開始時期θｏｓ２よりも早く、かつ第１吸気バルブ４１の閉弁終了時期θｃｅ１が第２吸気バルブ４２の閉弁終了時期θｃｅ２よりも遅くなっている。更には、各吸気バルブ４１、４２の開弁終了時期θｏｅ１、θｏｅ２及び閉弁開始時期θｃｓ１、θｃｓ２がそれぞれ同一時期に設定される。
【００３１】
最後に、ステップＳ１４では、演算した各吸気バルブ４１、４２の開閉時期に従って各吸気バルブ４１、４２が動作するように電磁駆動装置４５の動作を制御して今回のルーチンを終了する。
【００３２】
第２の形態においては、一対の電磁駆動装置４５が本発明の吸気バルブ駆動手段に相当し、二つの吸気ポート６、第１吸気バルブ４１、第２吸気バルブ４２及び一対の電磁駆動装置４５の組み合わせが本発明に係る吸気装置に相当する。また、ＥＣＵ３１は、図９の制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る吸気バルブ制御手段として機能する。
【００３３】
以上の内燃機関１Ｂによれば、排気行程後の残留ガスにスワールを与えることができるのみならず、吸気行程においてスワールを生成できる。即ち、図５に示すように、各吸気バルブ４１、４２の吸気バルブ突出部４１ｃ、４２ｃにより吸気開口部７の開口状態が左右非対称となり、各吸気バルブ突出部４１ｃ、４２ｃの向きが揃っているので、各吸気バルブ４１が開弁したときには、吸気バルブ突出部４１ｃ、４２ｃが設けられていない側から吸気が図５の矢印線のようにシリンダ２内に流入して特定方向へ旋回する流れが形成される。その流れによって吸気行程においてスワールＦｓｗ２を生成することができる。第１吸気バルブ４１の最大リフト量が第２吸気バルブ４２の最大リフト量よりも大きいため、二つの吸気ポート６を流れる吸気に流量差が生じる。これによりシリンダ２内に形成されるスワールＦｓｗが強化される。更に、第１吸気バルブ４１が第２吸気バルブ４２よりも早く開いて遅く閉じるため、第２吸気バルブ４２から流入した吸気が第１吸気バルブ４１の吸気バルブ突出部４１ｃへ衝突する機会を回避できる。これにより、その衝突に伴ってスワールが弱まることを抑制することができる。更にまた、図７に示すように、各吸気バルブ４１、４２が最大リフト量を得たときに間隔Ｘ１と間隔Ｘ２とが同じになっているので、第２吸気バルブ４２を経由して流入した吸気ｆが第１吸気バルブ４１の吸気バルブ突出部４１ｃとバルブシート９との間をスムーズに通過することができるので、吸気バルブ突出部４１ｃへの衝突を確実に回避できる。
【００３４】
また、吸気バルブ突出部４１ｃ、４２ｃの向きと排気バルブ突出部１３ｃ、１４ｃの向きとが同じであるので、排気行程後の残留ガスに与えたスワールＦｓｗ１（図１）の旋回方向と吸気行程によって生成されるスワールＦｓｗ２（図５）の旋回方向とが同一方向になる。このため、残留ガスに与えたスワールＦｓｗ１は吸気行程におけるスワールＦｓｗ２の生成の妨げになることがなく、しかもスワールＦｓｗ２の生成を促進することができる。
【００３５】
本発明は以上の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態にて実現可能である。本発明は内燃機関の形式は特に制限はなくディーゼルエンジンに対しても適用可能である。吸気ポート６及び排気ポート１０としては図示の形態は一例にすぎず、例えばこれらのポートを周知のヘリカルポート等で構成することも可能である。
【００３６】
図示された排気バルブ突出部や吸気バルブ突出部の形態は一例にすぎない。例えば、これらバルブ突出部として、バルブの傘部の周縁に沿って延びるシュラウドを設けることもできる。また、以上の各形態では、本発明に係る排気バルブ駆動手段及び吸気バルブ駆動手段を電磁駆動装置にて実現しているが、例えばこれらの手段は周知の可変バルブタイミング機構で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１の形態に係る内燃機関のシリンダ上の各要素の配置を示した平面図。
【図２】図１のII−II線に関する断面図。
【図３】排気バルブ制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図４】各排気バルブの開閉時期の一例を示した説明図。
【図５】第２の形態に係る内燃機関のシリンダ上の各要素の配置を示した平面図。
【図６】図５のVI−VI線に関する断面図。
【図７】図５のVII−VII線に関する断面図。
【図８】各吸気バルブのリフト波形の一例を示した説明図。
【図９】吸気バルブ制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【符号の説明】
【００３８】
１Ａ、１Ｂ  内燃機関
２  シリンダ
６  吸気ポート
９  バルブシート
１０  排気ポート
１１  排気開口部
１３  第１排気バルブ
１３ａ  傘部
１３ｃ  排気バルブ突出部
１４  第２排気バルブ
１４ａ  傘部
１４ｃ  排気バルブ突出部
３０  電磁駆動装置（排気バルブ駆動手段）
３１  ＥＣＵ（排気バルブ制御手段、吸気バルブ制御手段）
４１  第１吸気バルブ
４１ａ  傘部
４１ｃ  吸気バルブ突出部
４２  第２吸気バルブ
４２ａ  傘部
４２ｃ  吸気バルブ突出部
４５  電磁駆動装置（吸気バルブ駆動手段）
Ｘ１、Ｘ２  間隔
【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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