(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの運転状態に応じて燃料の燃焼方式をＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とで切り替えるエンジンの制御装置であって、
燃焼室の排気側に設けられた排気弁と、
排気弁のリフトタイミングを制御する排気側可変動弁機構と、を備え、
エンジンの運転状態に応じた燃焼の燃焼方式がＣＩ燃焼方式であり、かつエンジンの負荷が低負荷である運転領域では、吸気行程において少量の燃料を燃焼室内に導入して排気行程において前記排気側可変動弁機構によって前記排気弁を閉弁し、直後の吸気行程において燃料を燃焼室内に噴射すると共に所定の時期に前記排気側可変動弁機構によって前記排気弁を開弁する、エンジンの制御装置。
【請求項２】
前記少量の燃料は、燃料タンク内の蒸発燃料である、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
エンジンの運転状態に応じた燃焼の燃焼方式がＣＩ燃焼方式であり、前記エンジンの負荷が中負荷である運転領域では、吸気行程において燃料を燃焼室内に導入すると共に所定の時期に前記排気側可変動弁機構によって前記排気弁を開弁し、排気行程において前記排気側可変動弁機構によって前記排気弁を開弁する制御を繰り返す、請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
エンジンの運転状態に応じた燃焼の燃焼方式がＣＩ燃焼方式であり、前記エンジンの負荷が高負荷である運転領域では、吸気行程において燃料、及び排気側から環流させた既燃ガスを燃焼室内に導入すると共に所定の時期に前記排気側可変動弁機構によって前記排気弁を開弁し、排気行程において前記排気側可変動弁機構によって前記排気弁を開弁する制御を繰り返す、請求項１乃至３の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御装置に関し、特に、圧縮自己着火燃焼方式で運転可能なエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンの負荷やエンジンの回転数等の各種要素に応じて燃料の燃焼方式を火花着火（Spark Ignition）燃焼及び圧縮自己着火（Compression Ignition）燃焼との間で切り替える技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１７３５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＩ燃焼は、燃焼室内に燃料を噴射し燃焼室を圧縮する際に生じた圧縮熱を用いて燃焼室内の燃料を着火させる燃焼方式であるが、火花点火を用いることなく燃料に着火させるため燃焼室内の温度を高温に保つ必要がある。そしてＣＩ燃焼時に燃焼室内の温度を保つために、直前の排気行程で排気された高温の排気ガス（ＥＧＲガス）を吸気行程において再度燃焼室内に環流させるいわゆる内部ＥＧＲ処理が用いられている。
【０００５】
ところが、エンジンの負荷が低い場合には内部ＥＧＲガス自体の温度も低いため、吸気行程において内部ＥＧＲガスを環流させたとしても燃焼室内の温度を保つことができず、ＣＩ燃焼方式での運転が安定しない、という問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、エンジン負荷が低い場合であっても燃焼室内の温度を保ち安定してＣＩ燃焼を実行することができるエンジンの制御装置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】
上記課題を解決するために、本発明は、エンジンの運転状態に応じて燃料の燃焼方式をＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とで切り替えるエンジンの制御装置であって、燃焼室の排気側に設けられた排気弁と、排気弁のリフトタイミングを制御する排気側可変動弁機構と、を備え、エンジンの運転状態に応じた燃焼の燃焼方式がＣＩ燃焼方式であり、かつエンジンの負荷が低負荷である運転領域では、吸気行程において少量の燃料を燃焼室内に導入して排気行程において前記排気側可変動弁機構によって前記排気弁を閉弁し、直後の吸気行程において燃料を燃焼室内に噴射すると共に所定の時期に前記排気側可変動弁機構によって前記排気弁を開弁する。
【０００８】
このように構成された本発明によれば、吸気行程において少量の燃料を燃焼室内に導入し、その直後の排気行程において排気弁を閉弁したままとする。これにより、燃焼室内に導入された少量の燃料は圧縮行程において加熱されて酸化し、燃焼し易い状態となる。そして、直後の吸気行程において燃焼室内に燃料を再度噴射する。これにより、燃焼室内では噴射された燃料と酸化した燃料とが混合され、少量の燃料を導入して酸化させない場合と比較して燃料が燃焼し易くなる。また、直後の吸気行程において排気弁を開弁し排気側の既燃ガスを燃焼室内に導入することにより、燃焼室内に高温の既燃ガスを導入することができる。このように、混合された燃料が導入された燃焼室内に高温の既燃ガスを導入することにより、エンジン負荷が低い状態でも安定してＣＩ燃焼を実行することができる。
【０００９】
また、本発明において好ましくは、前記少量の燃料は、燃料タンク内の蒸発燃料である。
【００１０】
このように構成された本発明によれば、燃料タンク内の蒸発燃料を有効に活用することができる。
【００１１】
また、本発明において好ましくは、エンジンの運転状態に応じた燃焼の燃焼方式がＣＩ燃焼方式であり、前記エンジンの負荷が中負荷である運転領域では、吸気行程において燃料を燃焼室内に導入すると共に所定の時期に前記排気側可変動弁機構によって前記排気弁を開弁し、排気行程において前記排気側可変動弁機構によって前記排気弁を開弁する制御を繰り返す。
【００１２】
また、本発明において好ましくは、エンジンの運転状態に応じた燃焼の燃焼方式がＣＩ燃焼方式であり、前記エンジンの負荷が高負荷である運転領域では、吸気行程において燃料、及び排気側から環流させた既燃ガスを燃焼室内に導入すると共に所定の時期に前記排気側可変動弁機構によって前記排気弁を開弁し、排気行程において前記排気側可変動弁機構によって前記排気弁を開弁する制御を繰り返す。
【００１３】
このように構成された本発明によれば、エンジンの運転状態に応じた燃焼の燃焼方式がＣＩ燃焼方式であり、エンジンの負荷が中負荷又は高負荷である運転領域では、通常の制御に従ってエンジンの燃焼を制御することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、エンジン負荷が低い場合であっても燃焼室内の温度を保ち安定してＣＩ燃焼を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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シリンダブロックの概略構成図である。
【図３】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４】本発明の実施形態によるエンジンの運転状況に応じた燃焼方式を示すマップである。
【図５】本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の動作を示すフロー図である。
【図６】本発明の実施形態による８ストローク／１サイクル駆動及びこれに合わせた排気弁の動作を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態による４気筒エンジンの各気筒毎のサイクルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
まず、図１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る。
【００１８】
図１に示すように、エンジン１は、車両に搭載される、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が直列に配列されたシリンダブロック１１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、エンジンオイル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の燃焼室に適用されるリエントラント型燃焼室を形成するようなキャビティ１４１が設けられている。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、インジェクタ６７に相対する。そして、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とが、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。
【００１９】
図２は、エンジンのシリンダブロックの概略構成図である。この例ではエンジン１、図２に示すように、４つの気筒１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄを直列に配列した直列４気筒型エンジンであり、各気筒１８の燃焼室１９ａ、１９ｂ，１９ｃ，１９ｄは、吸気側のマニホールドによって構成される吸気ポート１６及び排気側のマニホールドによって構成される排気ポート１７に接続されている。なお、同図では、説明の便宜上吸気弁及び排気弁は省略してある。そして吸気ポート１６からの空気はマニホールド部分において分岐し、各気筒の燃焼室１９ａ、１９ｂ，１９ｃ，１９ｄにほぼ均等に分配される。そして燃焼室１９ａ、１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ内で生じた既燃ガスは排気ガスとして排気ポート１７側に排気される。
【００２０】
このエンジン１は、理論熱効率の向上や、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。
【００２１】
再度図１を参照すると、シリンダヘッド１２には、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。
【００２２】
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。換言すれば、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。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。
【００２３】
燃料を貯留する燃料タンク１０１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。
【００２４】
また、燃料タンク１０１と吸気通路３０との間には、燃料タンク１０１内の蒸発燃料を吸気通路３０におけるスロットル弁３６よりも上流側に供給するための蒸発燃料通路１０３が設けられている。蒸発燃料通路１０３には、蒸発燃料１０５を燃料タンク１０１から吸気通路３０に向けて送り出す蒸発燃料ポンプ１０５が設けられている。
【００２５】
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。
【００２６】
エンジン１の一側面には、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
また、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おり、このＰＣＭ１０が制御器を構成する。
【００３１】
図３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。図３に示すように、ＰＣＭ１０には、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、エンジンオイル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。
【００３２】
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、吸気弁２１ａ，２１ｂを制御する吸気側可変動弁機構７１、排気弁２２ａ，２２ｂを制御する排気側可変動弁機構７２、燃料供給システム６２、蒸発燃料供給ポンプ１０５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。
【００３３】
吸気側可変動弁機構７１及び排気側可変動弁機構７２は、対応する吸気弁２１又は排気弁２２のリフト量及びリフトタイミングを他の吸気弁２１又は排気弁２２から独立して制御できる公知の可変バルブ機構であればどのようなものであってもよく、例えば油圧式弁又は電磁式弁を用いることができる。
【００３４】
次に、上述したエンジンの制御装置の作用について詳述する。図４は、エンジンの運転状況に応じた燃焼方式を示すマップであり、図５は、エンジンの制御装置の動作を示すフロー図である。
【００３５】
図４に示すように、エンジンの燃焼方式は、エンジン負荷及びエンジン回転数を含むエンジン１の運転状況に応じて決定される。そしてＰＣｍ１０は、エンジン負荷が低い場合には熱効率が良いＣＩ燃焼方式を用いてエンジンを運転し、エンジン負荷が高い場合には高い出力を得られるＳＩ燃焼方式を用いてエンジン１を運転する。
【００３６】
また、ＰＣＭ１０は、ＣＩ燃焼領域でエンジンを運転している場合にも、エンジン負荷に応じて燃料噴射の時期や燃焼室１９内の空気の量等をさらに細かく制御するように構成されている。なお、以下の説明において特に断りが無い場合には、「高負荷運転領域」、「中負荷運転領域」及び「低負荷運転領域」とは、それぞれ、ＣＩ燃焼領域内における「ＣＩ燃焼領域内における高負荷運転領域」、「ＣＩ燃焼領域内における中負荷運転領域」及び「ＣＩ燃焼領域内における低負荷運転領域」を意味するものとする。
【００３７】
次に、図５を参照してエンジンの制御装置の動作について詳述する。
【００３８】
一連の処理が開始すると、ＰＣＭ１０は、現在のエンジン負荷及びエンジン回転数並びに図４に示すマップを参照し、エンジン１の燃焼方式を決定する（ステップＳ１）。そして、現在のエンジン負荷及びエンジン回転数並びに図４に示すマップに基づいて決定された燃焼方式がＳＩ燃焼方式である場合には、ＰＣＭ１０はステップＳ２において各気筒１８について点火プラグ２５を用いた火花点火により燃料を燃焼させる制御を行う。
【００３９】
また、ステップＳ１において決定された燃焼方式がＣＩ燃焼方式である場合、ＰＣＭ１０は、ステップＳ３においてエンジン１の負荷が高負荷運転領域にあるか否かを判断する。そして、エンジン１の負荷が高負荷運転領域にある場合には、ステップＳ４においてＰＣＭ１０は、４ストローク／１サイクルのＣＩ燃焼方式でエンジン１を駆動する。この場合、ＰＣＭ１０は、吸気行程においてインジェクタ６７から燃料を燃焼室１９内に供給すると共に、スロットル弁３６の開度及び吸気弁２１を制御することにより新気を燃焼室１９内に供給する。また、ＰＣＭ１０は、ＥＧＲ弁５１１の開度を制御することにより新気にＥＧＲガスを混合させ、燃焼室１９内に供給する。そして、エンジン１は圧縮行程において火花点火を用いることなく燃焼室１９の圧縮熱により燃料を自己着火させ、膨張行程において燃焼室１９を膨張させる。その後、ＰＣＭ１０は、排気弁２２を開弁することにより燃焼室１９内の既燃ガスを排気ポート１７に排出する。このようにＰＣＭ１０は、高負荷運転領域においては通常の４ストローク／１サイクル駆動によりエンジンを駆動させる制御を繰り返し行う。
【００４０】
また、ステップＳ３においてエンジン１の負荷が高負荷運転領域にないと判断した場合、ステップＳ５においてＰＣＭ１０は、エンジン１の負荷が中負荷運転領域にあるか否かを判断する。そして、エンジン１の負荷が中負荷運転領域にある場合には、ステップＳ６においてＰＣＭ１０は、４ストローク／１サイクルのＣＩ燃焼方式でエンジンを駆動する。この場合、ＰＣＭ１０は、吸気行程においてインジェクタ６７から燃料を燃焼室１９内に供給すると共に、スロットル弁３６の開度及び吸気弁２１を制御することにより新気を燃焼室１９内に供給する。さらに吸気行程においてＰＣＭ１０は、排気弁２２を所定の時期に開弁させることにより排気ポート１７内にある高温の既燃ガスを燃焼室１９内に取り込み、燃焼室１９内の温度を上昇させる。そして、エンジン１は圧縮行程において火花点火を用いることなく燃焼室１９の圧縮熱により燃料を着火させ、膨張行程において燃焼室１９を膨張させる。その後、ＰＣＭ１０は、排気弁２２を開弁することにより燃焼室１９内の既燃ガスを排気ポート１７に排出する。このようにＰＣＭ１０は、中負荷運転領域においては４ストローク／１サイクル駆動によりエンジンを駆動させる制御を繰り返し行う。
【００４１】
また、ステップＳ５においてエンジン１の負荷が中負荷運転領域にないと判断した場合、ＰＣＭ１０は、エンジン１の負荷が低負荷運転領域にあるものとしてステップＳ７の処理を実行する。ステップＳ７においてＰＣＭ１０は、８ストローク／１サイクルのＣＩ燃焼方式でエンジンを駆動する。
【００４２】
図６は、８ストローク／１サイクル駆動及びこれに合わせた排気弁の動作を示すグラフである。図８に示すように、低負荷運転領域におけるエンジンの１サイクルは、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程を順番に２回繰り返す８ストロークで構成されている。そして、８ストローク／１サイクル駆動の場合、通常の４ストローク／１サイクル駆動とは異なり、一度目の吸気行程後半において少量の燃料を燃焼室１９内に噴射する（矢印Ａ１参照）。このとき噴射される燃料の量は、続く一度目の圧縮行程によって燃料が自己着火しない程度の量とされる。一度目の吸気行程において燃焼室１９内に供給される燃料は、インジェクタ６７から直接燃焼室１９内へ、又は蒸発燃料ポンプ１０５を駆動させて燃料タンク１０１内の蒸発燃料を吸気通路３０内に供給し吸気弁２１を介して燃焼室１９内へ供給するかのいずれかの方法によって供給される。
【００４３】
そして少量の燃料が燃焼室１９内に噴射された後、一度目の圧縮行程において燃焼室１９内を圧縮する。これにより、燃焼室１９内の温度が上昇し燃焼室１９内の燃料が酸化し、燃料が燃焼し易い状態となる。一度目の圧縮行程では燃料が着火しないため、一度目の圧縮行程の後の一度目の膨張行程では、実質的にトルクを発生させず圧縮行程によって上昇した燃焼室１９内の圧力を低下させるための行程となる。一度目の膨張行程の後の一度目の排気行程では、ＰＣＭ１０は、一度目の排気行程において排気側可変動弁機構７２を制御することにより排気弁２２を開弁させず燃焼室１９にある酸化燃料を燃焼室１９内に留める。
【００４４】
その後、二度目の吸気行程においてＰＣＭ１０は、スロットル弁３６及び吸気弁２１を制御することにより新気を燃焼室１９内に導入する。また、二度目の吸気行程においてＰＣＭ１０は、所定の時期に排気弁２２を開弁し、排気ポート１７内の高温既燃ガスを燃焼室１９内に取り込む内部ＥＧＲ制御を行う。これにより、燃焼室１９内では、初期の４ストローク時から残存している酸化燃料と、吸気ポート１６から流入した新気と、高温の既燃ガスとが混合される。さらに二度目の吸気行程後半においてＰＣＭ１０は、インジェクタ６７から直接燃焼室１９内に燃料を供給する（矢印Ａ２参照）。このとき供給される燃料の量は、一度目の吸気行程において供給した燃料の量よりも多く、一度目の吸気行程において供給した燃料の量と二度目の吸気行程において供給した燃料の量の総量が、要求トルクを実現するために必要な燃料の量となるように調整される。そして、図６においてハッチングをかけて示されている二度目の圧縮行程において燃焼室１９内で燃料を自己着火させ、エンジントルクを発生させる。その後、二度目の排気行程において排気弁２２を開弁し燃焼室１９内を掃気する。このようにＰＣＭ１０は、低負荷運転領域においては、８ストローク／１サイクル駆動のＣＩ燃焼方式でエンジンを駆動する。
【００４５】
図７は、４気筒エンジンの各気筒毎のサイクルを示すグラフである。図７では、８ストロークで構成される１サイクルを太枠で囲ってある。そして図７に示すように、エンジンの各気筒のサイクルをずらすことで、トルクを発生させる二度目の膨張行程（ハッチングをかけて示す）の時期を均一に分散させることができる。
【００４６】
以上のように、本実施形態によれば、吸気行程において少量の燃料を燃焼室１９内に導入（矢印Ａ１）し、その直後の排気行程において排気弁２２を閉弁したままとする。これにより、燃焼室１９内に導入された少量の燃料は圧縮行程において加熱されて酸化し燃焼し易い状態となる。そして、直後の吸気行程において燃焼室１９内に燃料を再度噴射（矢印Ａ２）する。これにより、燃焼室１９内では噴射された燃料と酸化した燃料とが混合され、少量の燃料を導入して酸化させない場合と比較して、燃料が燃焼し易くなる。また、直後の吸気行程において排気弁２２を開弁し排気側の既燃ガスを燃焼室１９内に導入することにより、燃焼室１９内に高温の既燃ガスを導入することができる。このように、混合された燃料が導入された燃焼室内に高温の既燃ガスを導入することにより、エンジン負荷が低い状態でも安定してＣＩ燃焼を実行することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１      エンジン
１０    ＰＣＭ
１９    燃焼室
２２    排気弁
７２    排気側可変動弁機構
【図１】
0006296429.tif 000002
【図２】
0006296429.tif 000003
【図３】
0006296429.tif 000004
【図４】
0006296429.tif 000005
【図５】
0006296429.tif 000006
【図６】
0006296429.tif 000007
【図７】
0006296429.tif 000008