(57)【要約】【課題】内燃機関の燃焼制御装置において、成層燃焼を行う際に異なるガス同士が混合されることを抑制しつつ層状化を図る技術を提供する。【解決手段】流路制御弁１３を閉弁して下空間Ｓ２に上流側から新気が流入することを阻止し、ＥＧＲガス供給口１２を有する下空間Ｓ２から燃焼室４内にＥＧＲガスを流入させることで、ＥＧＲガスを燃焼室４内の下方に偏らせて導入すると共に、ＥＧＲガスと同時に上空間Ｓ１から燃焼室４内に流入させた混合気の流れを突起８で減衰させて混合気を燃焼室４内の上方に偏らせて導入して層状化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内につながる吸気ポートの内部を上下方向で２つに分ける隔壁と、
２つに分けられた前記吸気ポートの内部のうちの下空間に上流側からガスが流入することを阻止する阻止手段と、
内燃機関から排出された排気の一部であり前記燃焼室内へ還流されるＥＧＲガスを前記下空間に供給するＥＧＲガス供給口と、
２つに分けられた前記吸気ポートの内部のうちの上空間から前記燃焼室内に流入するガスに燃料を供給する燃料供給手段と、
前記燃焼室内に設けられ、前記上空間から前記燃焼室内に流入したガスの流れを減衰させる減衰手段と、
前記阻止手段で前記下空間に上流側からガスが流入することを阻止し、前記下空間から前記燃焼室内にＥＧＲガスを流入させることで、ＥＧＲガスを前記燃焼室内の下方に偏らせて導入すると共に、前記上空間から前記燃焼室内に流入させたガスの流れを前記減衰手段で減衰させて当該ガスを前記燃焼室内の上方に偏らせて導入して層状化する制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項２】
燃焼室内につながる吸気ポートの内部を上下方向で２つに分ける隔壁と、
２つに分けられた前記吸気ポートの内部のうちの下空間に上流側からガスが流入することを阻止する阻止手段と、
内燃機関から排出された排気の一部であり前記燃焼室内へ還流されるＥＧＲガスを前記燃焼室内の内周壁近傍に供給するＥＧＲガス供給口と、
２つに分けられた前記吸気ポートの内部のうちの上空間から前記燃焼室内に流入するガスに燃料を供給する燃料供給手段と、
前記燃焼室内に設けられ、前記上空間から前記燃焼室内に流入したガスの流れを減衰させる減衰手段と、
前記阻止手段で前記下空間に上流側からガスが流入することを阻止し、前記ＥＧＲガス供給口から前記燃焼室内にＥＧＲガスを流入させることで、ＥＧＲガスを前記燃焼室内の下方に偏らせて導入すると共に、前記上空間から前記燃焼室内に流入させたガスの流れを前記減衰手段で減衰させて当該ガスを前記燃焼室内の上方に偏らせて導入して層状化する制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、ＥＧＲガスを前記燃焼室内に供給しない場合には、前記阻止手段で前記下空間に上流側から新気が流入することを阻止せず、前記下空間から前記燃焼室内に当該新気を流入させることで、当該新気を前記燃焼室内の下方に偏らせて導入すると共に、前記上空間から前記燃焼室内に流入させたガスの流れを前記減衰手段で減衰させて当該ガスを前記燃焼室内の上方に偏らせて導入して層状化することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気ポート内部を仕切り板により上下に分割し、分割された吸気ポート内部の上側の上空間に空気制御弁を設けると共に、分割された吸気ポート内部の下側の下空間にＥＧＲガスの供給口を設ける技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１の技術によると、ＥＧＲガスと混合気とを層状化する成層燃焼を行う場合に、空気制御弁を閉じて、燃焼室内でのタンブル（縦スワール）流の生成を抑制し、ＥＧＲガスと混合気とが燃焼室内で攪拌されることを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０６４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、燃焼室内のタンブル流の生成を抑制している。しかし、ＥＧＲガスと混合気（又は新気）とを吸気ポート内部の下空間を同時に流通させて燃焼室内に導入させるので、ＥＧＲガスと混合気（又は新気）とが混合されてしまう。このため、燃焼室内の下方に形成されるＥＧＲガスの層内にも、混合気（又は新気）が存在することになる。このＥＧＲガス中の混合気（又は新気）は、不活性ガスであるＥＧＲガス中に存在し、その存在位置も点火プラグから比較的遠い位置であるので、燃焼されずに排気として排出されてしまい、排気エミッションの悪化を招くおそれがある。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みたものであり、本発明の目的は、内燃機関の燃焼制御装置において、成層燃焼を行う際に異なるガス同士が混合されることを抑制しつつ層状化を図る技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。即ち、本発明は、
燃焼室内につながる吸気ポートの内部を上下方向で２つに分ける隔壁と、
２つに分けられた前記吸気ポートの内部のうちの下空間に上流側からガスが流入することを阻止する阻止手段と、
内燃機関から排出された排気の一部であり前記燃焼室内へ還流されるＥＧＲガスを前記下空間に供給するＥＧＲガス供給口と、
２つに分けられた前記吸気ポートの内部のうちの上空間から前記燃焼室内に流入するガスに燃料を供給する燃料供給手段と、
前記燃焼室内に設けられ、前記上空間から前記燃焼室内に流入したガスの流れを減衰させる減衰手段と、
前記阻止手段で前記下空間に上流側からガスが流入することを阻止し、前記下空間から前記燃焼室内にＥＧＲガスを流入させることで、ＥＧＲガスを前記燃焼室内の下方に偏らせて導入すると共に、前記上空間から前記燃焼室内に流入させたガスの流れを前記減衰手段で減衰させて当該ガスを前記燃焼室内の上方に偏らせて導入して層状化する制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置である。
【０００７】
本発明によると、ＥＧＲガスを吸気ポートの内部の下空間から供給し、混合気又は新気であるガスを吸気ポートの内部の上空間から供給するので、異なるガス同士は吸気ポートの内部で混合されることなく燃焼室内に導入される。また、吸気ポートの内部の上空間から供給されたガスは減衰手段で流れが減衰されるので、燃焼室内で当該ガスの流れを要因として異なるガス同士を混合させてしまうことが回避できる。したがって、成層燃焼を行う際に異なるガス同士が混合されることを抑制しつつ層状化することができる。
【０００８】
また本発明は、
燃焼室内につながる吸気ポートの内部を上下方向で２つに分ける隔壁と、
２つに分けられた前記吸気ポートの内部のうちの下空間に上流側からガスが流入することを阻止する阻止手段と、
内燃機関から排出された排気の一部であり前記燃焼室内へ還流されるＥＧＲガスを前記燃焼室内の内周壁近傍に供給するＥＧＲガス供給口と、
２つに分けられた前記吸気ポートの内部のうちの上空間から前記燃焼室内に流入するガスに燃料を供給する燃料供給手段と、
前記燃焼室内に設けられ、前記上空間から前記燃焼室内に流入したガスの流れを減衰させる減衰手段と、
前記阻止手段で前記下空間に上流側からガスが流入することを阻止し、前記ＥＧＲガス供給口から前記燃焼室内にＥＧＲガスを流入させることで、ＥＧＲガスを前記燃焼室内の下方に偏らせて導入すると共に、前記上空間から前記燃焼室内に流入させたガスの流れを前記減衰手段で減衰させて当該ガスを前記燃焼室内の上方に偏らせて導入して層状化する制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置である。
【０００９】
本発明によると、ＥＧＲガスをＥＧＲガス供給口から供給し、混合気又は新気であるガスを吸気ポートの内部の上空間から供給するので、異なるガス同士は吸気ポートの内部で混合されることなく燃焼室内に導入される。また、吸気ポートの内部の上空間から供給されたガスは減衰手段で流れが減衰されるので、燃焼室内で当該ガスの流れを要因として異なるガス同士を混合させてしまうことが回避できる。したがって、成層燃焼を行う際に異なるガス同士が混合されることを抑制しつつ層状化することができる。
【００１０】
前記制御手段は、ＥＧＲガスを前記燃焼室内に供給しない場合には、前記阻止手段で前記下空間に上流側から新気が流入することを阻止せず、前記下空間から前記燃焼室内に当該新気を流入させることで、当該新気を前記燃焼室内の下方に偏らせて導入すると共に、前記上空間から前記燃焼室内に流入させたガスの流れを前記減衰手段で減衰させて当該ガスを前記燃焼室内の上方に偏らせて導入して層状化するとよい。
【００１１】
本発明によると、ＥＧＲガスを燃焼室内に供給しない新気と混合気との成層燃焼を行う場合に、新気を吸気ポートの内部の下空間から供給し、新気又は混合気であるガスを吸気ポートの内部の上空間から供給するので、新気と上記ガスとは吸気ポートの内部で混合されることなく燃焼室内に導入される。また、吸気ポートの内部の上空間から供給された上記ガスは減衰手段で流れが減衰されるので、燃焼室内で上記ガスの流れを要因として新気と上記ガスとを混合させてしまうことが回避できる。したがって、成層燃焼を行う際に新気と混合気とが混合されることを抑制しつつ層状化することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、内燃機関の燃焼制御装置において、成層燃焼を行う際に異なるガス同士が混合されることを抑制しつつ層状化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る隔壁の設けられた吸気ポートの断面を示す図である。
【図３】実施例２に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図４】実施例３に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図５】実施例４に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００１５】
＜実施例１＞
（内燃機関）
図１は、本実施例に係る内燃機関の燃焼制御装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、気筒２を４つ有する水冷式の４ストロークサイクル・ガソリンエンジンである。内燃機関１は、車両に搭載されている。
【００１６】
内燃機関１の気筒２内には、ピストン３が摺動自在に配置されている。気筒２内の上部には、気筒２の上壁及び内周壁とピストン３頂面で燃焼室４が区画形成される。燃焼室４の上部には、吸気ポート５及び排気ポート６が接続されている。気筒２の上部には、燃焼室４内の混合気に点火を行う点火プラグ７が配置されている。気筒２の上壁、即ち燃焼室４の天面には、点火プラグ７に隣接して突起８が形成されている。突起８が、本発明の減衰手段に対応する。
【００１７】
気筒２の上壁における吸気ポート５の燃焼室４への開口部は吸気弁９によって開閉される。また、気筒２の上壁における排気ポート６の燃焼室４への開口部は排気弁１０によって開閉される。排気ポート６はその下流側が排気管１１に接続されている。
【００１８】
吸気ポート５は、上流側では水平方向成分を有して斜めに延びた部分を備えており、その部分から燃焼室４の手前で下方に曲げられ燃焼室４内の上部につながっている。
【００１９】
吸気ポート５の内部には、その内部を上下方向で２つに分けるために、１つの隔壁５１が設けられている。隔壁５１の下流端は燃焼室４への開口部近傍まで延びている。
吸気ポート５の水平方向成分を有して延びた部分の断面を図２に示す。図２に示すように、吸気ポート５の内部において、隔壁５１よりも上側の空間が上空間Ｓ１である。隔壁５１よりも下側の空間が下空間Ｓ２である。上下空間Ｓ１，Ｓ２の領域は、吸気ポート５の断面のうち半分ずつを占める。なお、２つの上下空間Ｓ１，Ｓ２の分け方は、燃焼室４内で後述する吸気の状態を形成できれば適宜変更可能である。
【００２０】
内燃機関１から排出された排気の一部であり燃焼室４内へ還流されるＥＧＲガスを下空間Ｓ２に供給するＥＧＲガス供給口１２が設けられている。ＥＧＲガス供給口１２は、下空間Ｓ２を形成する吸気ポート５の壁面に設けられている。
【００２１】
隔壁５１の上流端には、流路制御弁１３が配置されている。流路制御弁１３が閉弁されることで、下空間Ｓ２が遮蔽され、下空間Ｓ２に吸気ポート５の上流側から新気が流入することが阻止される。流路制御弁１３が閉弁されても、ＥＧＲガス供給口１２からＥＧＲガスは流入できる。流路制御弁１３が、本発明の阻止手段に対応する。尚、阻止手段としては、開閉弁の他にも開閉機構やその他の機構を用いてもよい。
【００２２】
内燃機関１には、上空間Ｓ１を流通する新気に対して燃料を噴射する燃料噴射弁１４が配置されている。本実施例の燃料噴射弁１４は、上空間Ｓ１の上流に位置し、上空間Ｓ１を流通する新気に対してだけ燃料を噴射できるようになっている。これにより燃料噴射弁
１４からの燃料が、下空間Ｓ２側に回り込まないようにすることもできるようになっている。燃料噴射弁１４が、本発明の燃料供給手段に対応する。これにより、上空間Ｓ１を流れる吸気は、燃料噴射弁１４から噴射された燃料が新気と混合されることで、混合気となって燃焼室４へ流入する。
【００２３】
内燃機関１には、排気管１１を流通する排気の一部を吸気ポート５の下空間Ｓ２へ還流（再循環）させるＥＧＲ装置（Exhaust Gas Recirculation System）１５が備えられている。本実施例では、ＥＧＲ装置１５によって還流される排気をＥＧＲガスという。ＥＧＲ装置１５は、ＥＧＲガスが流通するＥＧＲ通路１６と、ＥＧＲ通路１６を流通するＥＧＲガスの流量を調節するＥＧＲ弁１７と、を有する。
ＥＧＲ通路１６は、排気管１１と、吸気ポート５のＥＧＲガス供給口１２の位置とを接続している。このＥＧＲ通路１６を通って、排気がＥＧＲガスとして内燃機関１の燃焼室４へ送り込まれる。
ＥＧＲ弁１７は、ＥＧＲ通路１６に配置され、ＥＧＲ通路１６の通路断面積を調整することにより、ＥＧＲ通路１６を流れるＥＧＲガスの流量を調節する。ＥＧＲ弁１７は、電動アクチュエータにより開閉される。
【００２４】
燃焼室４内に設けられた突起８は、上空間Ｓ１から燃焼室４内に流入した混合気が突き当たり、混合気の流れを減衰させる。上空間Ｓ１から燃焼室４内に流入した混合気は、突起８が無ければ、本来、排気ポート６の開口部側へ流れて縦に旋回するタンブル（縦スワール）流を形成する。本実施例では、吸気ポート５の開口部と排気ポート６の開口部との間に突起８を設けることによって、上空間Ｓ１から燃焼室４内に流入した混合気の流れを減衰させる。突起８の形状、大きさ、配置等は、上記のように混合気が突き当たり混合気の流れを減衰させることができるよう設定できればよい。
【００２５】
以上述べたように構成された内燃機関１には、内燃機関１を制御するための電子制御装置であるＥＣＵ１８が併設されている。ＥＣＵ１８は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御する装置である。
ＥＣＵ１８には、エアーフローメータ、クランクポジションセンサ、アクセルポジションセンサ等の各種センサが電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１８に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ１８には、点火プラグ７、流路制御弁１３、燃料噴射弁１４、及びＥＧＲ弁１７の電動アクチュエータが電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ１８によりこれらの機器が制御される。
ＥＣＵ１８は、クランクポジションセンサやアクセルポジションセンサ等の出力信号を受けて内燃機関１の運転状態を判別し、判別された機関運転状態に基づいて内燃機関１や上記機器を電気的に制御する。
【００２６】
（成層燃焼制御）
本実施例の内燃機関１では、均質燃焼の他に、燃費の向上等を目的として成層燃焼を行う。成層燃焼を行う場合には、ＥＧＲガスと混合気といった異なるガス同士が混合されないようにして層状化を図ることが望まれる。ＥＧＲガスと混合気との成層燃焼を行う場合には、ＥＧＲガス中に混合気が混ざり込むと、混ざり込んだ混合気が燃焼せずにそのまま排出され、排気エミッションの悪化を招くおそれがある。
【００２７】
そこで本実施例では、ＥＧＲガスと混合気との層状化を図る成層燃焼を行う場合には、吸気行程において、流路制御弁１３を閉弁して下空間Ｓ２に上流側から新気が流入することを阻止しつつ、ＥＧＲ弁１７を開弁して下空間Ｓ２から燃焼室４内へＥＧＲガスを流入させる。このときＥＧＲガスと同時に上空間Ｓ１から燃焼室４内へ燃料噴射弁１４で燃料が噴射された混合気を流入させる。このように流路制御弁１３及びＥＧＲ弁１７を制御するＥＣＵ１８が、本発明の制御手段に対応する。
【００２８】
これによると、下空間Ｓ２から燃焼室４内へ流入するＥＧＲガスは、吸気弁９と気筒２の内周壁面との間を下方に案内されるので、燃焼室４内の下方に偏って導入される。
これに対し、上空間Ｓ１から燃焼室４内へ流入する混合気は、混合気自体の慣性力もあって、排気ポート６の開口部側へ向かい縦に旋回（タンブル流を形成）しようとする流れを有して燃焼室４内に流入する。しかし、本実施例では燃焼室４の天面に突起８が設けられているため、燃焼室４内の混合気は突起８に突き当たり、流れが減衰される。流れが減衰された混合気は、突起８に突き当たった周辺を漂うため、燃焼室４内の上方に偏って導入されることになる。
以上のことから、燃焼室４内では、下方にＥＧＲガスが偏在し、点火プラグ７が存在する上方に混合気が偏在する層状化を実現できる。
【００２９】
本実施例によると、ＥＧＲガスを吸気ポート５内部の下空間Ｓ２から供給し、混合気を吸気ポート５内部の上空間Ｓ１から供給するので、ＥＧＲガスと混合気とは吸気ポート５内部で混合されることなく燃焼室４内に導入される。また、吸気ポート５内部の上空間Ｓ１から供給される混合気は突起８で流れが減衰されるので、燃焼室４内でこの混合気の流れを要因としてＥＧＲガスと混合気とを混合させてしまうことが回避できる。したがって、ＥＧＲガスと混合気との層状化を図る成層燃焼を行う際に、ＥＧＲガスと混合気とが混合されることを抑制しつつ層状化することができる。そして、ＥＧＲガス中に混合気が混ざり込むことに起因する未燃ＨＣの発生を回避でき、排気エミッションの悪化を回避できる。
【００３０】
本実施例の燃料噴射弁１４は、上記のように上空間Ｓ１を流れる新気に燃料を供給する。これによると、上空間Ｓ１を流れて燃焼室４内に流入するガスは、既に燃料が供給されて完全な混合気になっているので、空燃比をストイキに調整し易い。よって、内燃機関１から排出された排気は、ストイキで機能を最大限発揮する三元触媒で浄化され易くなる。
【００３１】
本実施例によると、内燃機関１の気筒２内にＥＧＲガスを供給する場合であっても、新気のみに燃料を供給できる。よって、ＥＧＲガスに燃料を供給してしまい内燃機関１の燃焼室４内での燃焼が悪化することが回避でき、燃焼に対するＥＧＲガスの影響を抑制できる。したがって、内燃機関１の燃焼室４内での燃焼を良好にできる。そして、燃焼が悪化することに起因するＣＯや未燃ＨＣの発生を回避でき、排気エミッションの悪化を回避できる。
【００３２】
尚、本実施例の内燃機関１は、流路制御弁１３を開弁すれば、均質燃焼の制御も可能である。
【００３３】
＜実施例２＞
上記実施例１では、燃焼室４内の下方にＥＧＲガスを偏在させる層状化を実現するものであった。しかし、本発明はこれに限られない。燃焼室４内にＥＧＲガスが全く供給されない非ＥＧＲ運転を行う場合にも本発明を適用できる。尚、本実施例では、上記実施例１と同様の構成を用いる。
【００３４】
（成層燃焼制御）
図３は、本実施例に係る内燃機関の燃焼制御装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
本実施例では、新気と混合気との層状化を図る成層燃焼を行う場合には、吸気行程において、ＥＧＲ弁１７を閉弁してＥＧＲガスを供給させずに、流路制御弁１３を開弁して下空間Ｓ２に上流側から新気を流入させる。このように流路制御弁１３及びＥＧＲ弁１７を制御するＥＣＵ１８が、本発明の制御手段に対応する。
【００３５】
尚、この場合であっても、燃料噴射弁１４は、上空間Ｓ１を流れる新気に燃料を供給するのみで、下空間Ｓ２を流れる新気に燃料を供給してしまうことはなく、下空間Ｓ２を流れるガスは新気に維持される。
【００３６】
これによると、下空間Ｓ２から燃焼室４内へ流入する新気は、吸気弁９と気筒２の内周壁面との間を下方に案内されるので、燃焼室４内の下方に偏って導入される。
これに対し、上空間Ｓ１から燃焼室４内へ流入する混合気は、混合気自体の慣性力もあって、排気ポート６の開口部に向かって縦に旋回（タンブル流を形成）しようとする流れを有して燃焼室４内に流入する。しかし、燃焼室４の天面に突起８が設けられているため、混合気は突起８に突き当たり、流れが減衰される。流れが減衰された混合気は、突起８に突き当たった周辺を漂うため、燃焼室４内の上方に偏って導入されることになる。
以上のことから、燃焼室４内では、下方に新気が偏在し、点火プラグ７が存在する上方に混合気が偏在する層状化を実現できる。
【００３７】
本実施例によると、新気を吸気ポート５内部の下空間Ｓ２から供給し、混合気を吸気ポート５内部の上空間Ｓ１から供給するので、新気と混合気とは吸気ポート５内部で混合されることなく燃焼室４内に導入される。また、吸気ポート５内部の上空間Ｓ１から供給される混合気は突起８で流れが減衰されるので、燃焼室４内でこの混合気の流れを要因として新気と混合気とを混合させてしまうことが回避できる。したがって、新気と混合気との層状化を図る成層燃焼を行う際に、新気と混合気とが混合されることを抑制しつつ層状化することができる。またこれによって、点火プラグ７近傍である燃焼室４内の上方に混合気を滞留させることができ、良好な燃焼が可能となる。したがって、非ＥＧＲ運転状態、特に機関始動時の燃料が過剰に混合する運転状態で、確実な着火を可能とし、また燃費向上と排気エミッションの低減との両立を図ることができる。
【００３８】
＜実施例３＞
上記実施例１，２では、吸気ポート５に燃料噴射弁１４が配置された内燃機関１を例示した。しかし、本発明はこれに限られない。内燃機関１の気筒２内に燃料を噴射する燃料噴射弁を配置する内燃機関１であっても本発明を適用できる。尚、上記実施例と同構成については同符号を付して説明を省略する。
【００３９】
図４は、本実施例に係る内燃機関の燃焼制御装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
内燃機関１の気筒２の斜上部には、上空間Ｓ１を流通して燃焼室４内に流入した新気に対して燃料を噴射する燃料噴射弁１９が配置されている。本実施例での燃料噴射弁１９の噴霧貫徹軸は、噴射した燃料のより多くが燃焼室４内の上方に偏在する新気に供給されるように設定されている。燃料噴射弁１９から噴射された燃料が、燃焼室４内の上方に偏在する新気と混合されることで、混合気が形成される。本実施例における燃料噴射弁１９が、本発明の燃料供給手段に対応する。
【００４０】
（成層燃焼制御）
本実施例でも、ＥＧＲガスと混合気との層状化を図る成層燃焼を行う場合には、実施例１と同様に、吸気行程において、流路制御弁１３を閉弁して下空間Ｓ２に上流側から新気が流入することを阻止しつつ、ＥＧＲ弁１７を開弁して下空間Ｓ２から燃焼室４内へＥＧＲガスを流入させる。このように流路制御弁１３及びＥＧＲ弁１７を制御するＥＣＵ１８が、本発明の制御手段に対応する。
【００４１】
これによると、下空間Ｓ２から燃焼室４内へ流入するＥＧＲガスは、吸気弁９と気筒２の内周壁面との間を下方に案内されるので、燃焼室４内の下方に偏って導入される。
これに対し、上空間Ｓ１から燃焼室４内へ流入する新気は、新気自体の慣性力もあって、排気ポート６の開口部に向かって縦に旋回（タンブル流を形成）しようとする流れを有して燃焼室４内に流入する。しかし、燃焼室４の天面に突起８が設けられているため、新気は突起８に突き当たり、流れが減衰される。流れが減衰された新気は、突起８に突き当たった周辺を漂うため、燃焼室４内の上方に偏って導入されることになる。
以上のことから、燃焼室４内では、下方にＥＧＲガスが偏在し、点火プラグが存在する上方に新気（又は混合気）が偏在する層状化を実現できる。
この層状化する過程又は層状化された吸気の状態となる吸気行程や圧縮行程で、燃料噴射弁１９から燃料を噴射し、燃焼室４内の上方に偏在する新気に燃料を混合させて混合気を形成する。
【００４２】
以上のような本実施例でも、ＥＧＲガスと混合気との層状化を図る成層燃焼を行う際に、ＥＧＲガスと混合気とが混合されることを抑制しつつ層状化することができる。
【００４３】
尚、本実施例の内燃機関は、実施例２と同様に、燃焼室４内の下方に新気を偏在させ、上方に新気（又は混合気）を偏在させる層状化も実現できる。
【００４４】
＜実施例４＞
上記実施例１，２では、吸気ポート５内部の下空間Ｓ２に対してＥＧＲガス供給口１２を設けた内燃機関１を例示した。しかし、本発明はこれに限られない。ＥＧＲガス供給口を気筒２内に対して設ける内燃機関１であっても本発明を適用できる。尚、上記実施例と同構成については同符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図５は、本実施例に係る内燃機関の燃焼制御装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
内燃機関１の燃焼室４の天面における吸気ポート５との接続部位（開口部）よりも外周側の内周壁近傍にＥＧＲガス供給口２０が設けられている。
【００４６】
（成層燃焼制御）
本実施例では、ＥＧＲガスと混合気との層状化を図る成層燃焼を行う場合には、吸気行程において、流路制御弁１３を閉弁して下空間Ｓ２に上流側から新気が流入することを阻止しつつ、ＥＧＲ弁１７を開弁してＥＧＲガス供給口２０から燃焼室４内へＥＧＲガスを流入させる。このように流路制御弁１３及びＥＧＲ弁１７を制御するＥＣＵ１８が、本発明の制御手段に対応する。
【００４７】
これによると、ＥＧＲガス供給口２０から燃焼室４内へ流入するＥＧＲガスは、気筒２の内周壁に沿って下方に案内されるので、燃焼室４内の下方に偏って導入される。
これに対し、上空間Ｓ１から燃焼室４内へ流入する混合気は、混合気自体の慣性力もあって、排気ポート６の開口部側へ向かって縦に旋回（タンブル流を形成）しようとする流れを有して燃焼室４内に流入する。しかし、燃焼室４の天面に突起８が設けられているため、混合気は突起８に突き当たり、流れが減衰される。流れが減衰された混合気は、突起８に突き当たった周辺を漂うため、燃焼室４内の上方に偏って導入されることになる。
以上のことから、燃焼室４内では、下方にＥＧＲガスが偏在し、点火プラグ７が存在する上方に混合気が偏在する層状化を実現できる。
【００４８】
本実施例によると、ＥＧＲガスをＥＧＲガス供給口２０から供給し、混合気を吸気ポート５内部の上空間Ｓ１から供給するので、ＥＧＲガスと混合気とは吸気ポート５内部で混合されることなく燃焼室４内に導入される。また、吸気ポート５内部の上空間Ｓ１から供給される混合気は突起８で流れが減衰されるので、燃焼室４内でこの混合気の流れを要因としてＥＧＲガスと混合気とを混合させてしまうことが回避できる。したがって、ＥＧＲ
ガスと混合気との層状化を図る成層燃焼を行う際に、ＥＧＲガスと混合気とが混合されることを抑制しつつ層状化することができる。
【００４９】
尚、本実施例の内燃機関は、実施例２と同様に、燃焼室４内の下方に新気を偏在させ、上方に新気（又は混合気）を偏在させる層状化も実現できる。
【００５０】
また上記実施例１〜４では、本発明を適用する内燃機関として、点火プラグ７を有する火花点火式内燃機関であるガソリンエンジンを例に挙げて説明した。しかし本発明はこれに限られない。本発明は、圧縮着火式内燃機関であるディーゼルエンジンに適用してもよい。例えば、実施例３の構成から点火プラグ７を除去し燃料噴射弁１９の位置を気筒２上部に変更すれば、ディーゼルエンジンの構成を得ることができる。
【００５１】
本発明に係る内燃機関の燃焼制御装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１：内燃機関、２：気筒、３：ピストン、４：燃焼室、５：吸気ポート、６：排気ポート、７：点火プラグ、８：突起、９：吸気弁、１０：排気弁、１１：排気管、１２，２０：ガス供給口、１３：流路制御弁、１４，１９：燃料噴射弁、１５：ＥＧＲ装置、１６：ＥＧＲ通路、１７：ＥＧＲ弁、１８：ＥＣＵ、５１：隔壁、Ｓ１：上空間、Ｓ２：下空間
【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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