(57)【要約】      （修正有）【課題】蒸発燃料を処理するように構成された内燃機関における冷却損失を低減する。【解決手段】２つの噴射口は、第１噴射口９１ｆから噴射された燃料噴流と第２噴射口９１ｇから噴射されたガス噴流の一方が他方の噴流を取り囲むように設けられている。制御装置８０は、燃料とパージガスとが燃焼室２５壁面に到達する前に互いに混合して、成層混合気を形成することができるタイミングにて、第１噴射口から燃料を噴射させると共に、第２噴射口からパージガスを噴射させ、第１噴射口からの燃料噴射の終了後のタイミングであって、点火装置による点火の開始前のタイミングにて、第２噴射口から大気ガスを噴射させる。【選択図】図２
2017002847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクと、
燃焼室の略中央部上部に配設されると共に、前記燃料タンク内の燃料を前記燃焼室にコーン状に噴射する第１噴射口と、前記燃料タンクにて発生した蒸発燃料及び大気を含むパージガスと大気からなる大気ガスとの何れか一方のガスを選択的に前記燃焼室にコーン状に噴射する第２噴射口と、を備えた、噴射弁を含む噴射装置と、
点火栓を含む点火装置と、
を備え、
前記第１噴射口及び前記第２噴射口は、前記第１噴射口から噴射された燃料のコーン状の噴流と前記第２噴射口から噴射されたガスのコーン状の噴流とのうちの一方の噴流が他方の噴流を取り囲むように前記噴射弁に設けられている、
内燃機関に適用される制御装置であって、
前記噴射装置及び前記点火装置の作動を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記第１噴射口から噴射される燃料と前記第２噴射口から噴射されるパージガスとが各噴射口から噴射されてから前記燃焼室を画成する壁面に到達する前に同燃焼室内において互いに混合して前記点火栓の火花発生部周りに成層混合気を形成することができるタイミングにて前記第１噴射口から燃料を噴射させると共に前記第２噴射口からパージガスを噴射させ、前記第１噴射口からの燃料噴射の終了後のタイミングであって前記点火装置による点火の開始前のタイミングにて前記第２噴射口から大気ガスを噴射させるように構成されている、
制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクにて発生する蒸発燃料を燃焼室に導入することによって蒸発燃料を処理するように構成された内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンクにて発生する蒸発燃料を燃焼室に導入することによって蒸発燃料を処理するように構成された内燃機関が広く知られている。この内燃機関においては、蒸発燃料は、スロットル弁の下流に発生する負圧によって吸気通路に吸入され、その結果、燃焼室に導入される。更に、特許文献１には、エアポンプによって燃料噴射弁に蒸発燃料を圧送するように内燃機関を構成し、燃料噴射弁から燃料と蒸発燃料とを噴射する内燃機関が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３５０３５２号公報
【特許文献２】国際公開第２０１１／０３３６８８号
【特許文献３】特開２００５−１６４９３号公報
【発明の概要】
【０００４】
ところで、一般に、内燃機関の分野においては、燃焼効率を向上させる観点から、燃焼室にて発生する燃焼熱がシリンダヘッド等に放出されることによって生じる冷却損失の低減が望まれている。このことは、特許文献１に記載された内燃機関のように、蒸発燃料を燃焼室に直接導入させるように構成された内燃機関にも望まれる。
【０００５】
本発明は、かかる課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の１つは、燃料タンクにて発生する蒸発燃料を燃焼室に導入することによって蒸発燃料を処理するように構成された内燃機関における冷却損失を低減することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の制御装置（以下、「本発明装置」と称呼する。）は、
燃料タンク（５５）と、
燃焼室の略中央部上部に配設されると共に、前記燃料タンク内の燃料を前記燃焼室にコーン状に噴射する第１噴射口（９１ｆ、１０４ｆ）と、前記燃料タンクにて発生した蒸発燃料及び大気を含むパージガスと大気からなる大気ガスとの何れか一方のガスを選択的に前記燃焼室にコーン状に噴射する第２噴射口（９１ｇ、１０４ｇ）と、を備えた、噴射弁（９０、１００）を含む噴射装置（５０、６０）と、
点火栓を含む点火装置（２７）と、
を備えた内燃機関に適用される。
【０００７】
前記第１噴射口及び前記第２噴射口は、前記第１噴射口から噴射された燃料のコーン状の噴流と前記第２噴射口から噴射されたガスのコーン状の噴流とのうちの一方の噴流が他方の噴流を取り囲むように前記噴射弁に設けられている。
【０００８】
本発明装置は、前記噴射装置（９０、１００、５０、６０）及び前記点火装置（２７）の作動を制御する制御部（８０）を備えている。この制御部（８０）は、前記第１噴射口から噴射される燃料と前記第２噴射口から噴射されるパージガスとが各噴射口から噴射されてから前記燃焼室を画成する壁面に到達する前に同燃焼室内において互いに混合して前記点火栓の火花発生部（２７ａ）周りに成層混合気を形成することができるタイミングにて前記第１噴射口から燃料を噴射させると共に前記第２噴射口からパージガスを噴射させるように構成されている（ステップ９１０乃至ステップ９３０及びステップ９５５）。
【０００９】
一般に、吸気通路を介して燃焼室にパージガスが導入された場合、燃焼室内に成層混合気を形成することは困難である。しかしながら、本発明装置によれば、上述したように、燃料及びパージガスを噴射弁から燃焼室に直接噴射（導入）するので、パージガスを燃焼室に導入しながら、そのパージガスを利用して成層混合気を形成することができる。
【００１０】
更に、本発明装置の制御部は、前記第１噴射口からの燃料噴射の終了後のタイミングであって前記点火装置による点火の開始前のタイミングにて前記第２噴射口から大気ガスを噴射させるように構成されている（ステップ９３５乃至ステップ９６０及びステップ９５５）。
【００１１】
これによれば、点火タイミングまでに成層混合気を取り囲むように空気の層が形成される。この空気の層は、燃焼室を画成する内燃機関の部品（特に、シリンダヘッド）へ伝達される成層混合気の燃焼熱の量を低減する。従って、冷却損失を低減することができる。
【００１２】
上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る制御装置が適用される内燃機関の全体図である。
【図２】図２は、図１に示した内燃機関の燃焼室及びその周辺の構成の縦断面図である。
【図３】図３の（Ａ）は、図１に示した噴射弁の先端部分の縦断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示した矢印Ｂから見た噴射弁の先端部分の平面図である。
【図４】図４の（Ａ）は、図３の（Ａ）と同様の図であり、燃料及び蒸発燃料を噴射しているときの噴射弁を示し、図４の（Ｂ）は、噴射された燃料噴霧及びガスの形状を示す図である。
【図５】図５は、成層燃焼領域、第１均質燃焼領域及び第２均質燃焼領域を示した図である。
【図６】図６は、燃料用弁体のリフト量等を示したタイムチャートである。
【図７】図７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図２と同様の図であり、図７の（Ａ）は、燃料及びパージガス（蒸発燃料と空気とを含むガス）を噴射しているときの噴射弁を示しており、図７の（Ｂ）は、空気ガスを噴射しているときの噴射弁を示している。
【図８】図８は、図１に示したＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図９】図９は、図１に示したＣＰＵが実行する第１制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図１０】図１０は、図１に示したＣＰＵが実行する第２制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】図１１は、図１に示したＣＰＵが実行する第３制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図１２】図１２は、図１に示したＣＰＵが実行する第４制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図１３】図１３は、図１に示したＣＰＵが実行する第５制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図１４】図１４の（Ａ）は、図１に示した噴射弁に代えて採用可能な噴射弁の先端部分の縦断面図であり、図１４の（Ｂ）は、図１４の（Ａ）に示した矢印Ｂから見た噴射弁の先端部分の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置（以下、「本制御装置」と称呼する。）について説明する。
【００１５】
本制御装置は、図１に示した内燃機関（機関）１０に適用される。機関１０は、多気筒（本例においては、直列４気筒）・４サイクル・ピストン往復動型・筒内噴射（直噴）・火花点火式ガソリン機関である。機関１０は、機関本体部２０、吸気システム３０、排気システム４０、燃料供給システム５０、及び、ガス供給システム６０を含んでいる。
【００１６】
図１に示した機関本体部２０は、図２に示したように、シリンダブロック２１、シリンダヘッド２２及び図示しないクランクケース等を含んでいる。シリンダブロック２１は、シリンダボア２３及びピストン２４を備えている。ピストン２４は、シリンダボア２３内を往復動する。シリンダボア２３の内周壁面、ピストン２４の冠面及びシリンダヘッド２２の下壁面は、燃焼室（気筒）２５を形成している。機関１０は、４つの燃焼室を有している。以下、そのうちの１つの燃焼室２５に関連して、機関１０の構成を説明するが、残りの３つの燃焼室の構成も、以下で説明する燃焼室２５の構成と同じである。
【００１７】
シリンダヘッド２２には、噴射弁９０が配設されている。より具体的に述べると、噴射弁９０は、図２に示したように、その燃料噴射口９１ｆ及びガス噴射口９１ｇが燃焼室２５の中央部上部に露出するようにシリンダヘッド２２に配設されている。尚、燃焼室２５の中央部とは、シリンダボア２３の中心軸線Ｃ２３が通過する領域近傍の燃焼室２５の部分である。一方、燃焼室２５の上部とは、シリンダヘッド２２に近い側の燃焼室２５の部分である。更に、便宜上、燃料噴射口９１ｆは「第１噴射口」とも称呼され、ガス噴射口９１ｇは「第２噴射口」とも称呼される。
【００１８】
各噴射弁９０は、後述するエンジンＥＣＵ（電子制御ユニット）８０の指示に応答して開弁し、「燃料」と、「蒸発燃料と空気（大気）とを含むガス（以下、「パージガス」とも称呼する。）」及び「空気（大気）からなるガス（以下、「空気ガス」とも称呼する。）」の何れか一方のガスを選択的に噴射可能に構成されている。噴射弁９０の構成の詳細は、後述する。
【００１９】
更に、シリンダヘッド２２には、各燃焼室２５に対応して点火装置２７が配設されている。各点火装置２７は、「高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ」及び「点火栓」を含む。点火装置２７は、その火花発生部（中心電極及び接地電極を含む電極部）２７ａが噴射弁９０の燃料噴射口９１ｆ及びガス噴射口９１ｇに近接した位置（燃焼室２５の略中央部上部）において燃焼室２５に露出するようにシリンダヘッド２２に配設されている。
【００２０】
点火装置２７のイグナイタは、後述するエンジンＥＣＵ（以下、単に「ＥＣＵ」と称呼する。）８０の指示に応答してイグニッションコイルによって高電圧を発生するようになっている。この高電圧は点火栓に与えられ、これにより、点火栓の火花発生部２７ａにおいて火花が発生する。
【００２１】
吸気システム３０は、吸気ポート３１、吸気弁３２、インテークマニホールド３３及び吸気管３４を含んでいる（図１も参照。）。吸気ポート３１は、シリンダヘッド２２に形成されている。吸気弁３２は、吸気ポート３１を開閉する。
【００２２】
図１に示したように、インテークマニホールド３３は、「吸気ポート３１を介して各燃焼室２５に接続された枝部」及び「枝部が集合した集合部」を含んでいる。インテークマニホールド３３の集合部に吸気管３４の一端が接続されている。吸気ポート３１、インテークマニホールド３３及び吸気管３４は、吸気通路を構成している。
【００２３】
更に、吸気管３４には、過給機７０のコンプレッサ７１が配設されている。コンプレッサ７１よりも下流位置の吸気管３４には、スロットル弁３５及びスロットル弁アクチュエータ３５ａが配設されている。
【００２４】
スロットル弁アクチュエータ３５ａは、ＤＣモータからなり、後述するＥＣＵ８０から送出される駆動信号に応じてスロットル弁３５の開度（以下、「スロットル弁開度」と称呼する。）ＴＡを変更するようになっている。
【００２５】
排気システム４０は、排気ポート４１、排気弁４２、エキゾーストマニホールド４３及び排気管４４を含んでいる（図２も参照。）。排気ポート４１は、シリンダヘッド２２に形成されている。排気弁４２は、排気ポート４１を開閉する。エキゾーストマニホールド４３は、「排気ポート４１を介して各燃焼室２５に接続された枝部」及び「枝部が集合した集合部」を含んでいる。エキゾーストマニホールド４３の集合部に排気管４４の一端が接続されている。排気ポート４１、エキゾーストマニホールド４３及び排気管４４は、排気通路を構成している。
【００２６】
更に、排気管４４には、過給機７０のタービン７２が配設されている。タービン７２は、排ガスのエネルギにより回転する。更に、タービン７２は、シャフト７３を介してコンプレッサ７１に連結されている。これにより、タービン７２が回転すると、コンプレッサ７１は、タービン７２と一体となって回転して吸気通路内の空気を圧縮する。即ち、過給機７０は、排ガスのエネルギを利用して機関１０に空気を過給するようになっている。
【００２７】
燃料供給システム５０は、低圧燃料ポンプ５１、高圧燃料ポンプ５２、燃料送出管５３、デリバリパイプ（蓄圧室）５４及び燃料タンク５５を含んでいる。燃料送出管５３は、低圧燃料ポンプ５１とデリバリパイプ５４とを互いに接続している。デリバリパイプ５４は、噴射弁９０に接続されている。
【００２８】
低圧燃料ポンプ５１は、燃料タンク５５内に配設されている。低圧燃料ポンプ５１は、後述するＥＣＵ８０の指示に応答して作動する電動モータによって駆動され、燃料タンク５５内に貯留されている燃料を燃料送出管５３に吐出する。
【００２９】
高圧燃料ポンプ５２は、燃料送出管５３に介装されている。高圧燃料ポンプ５２は、低圧燃料ポンプ５１から燃料送出管５３を介して到達する燃料を加圧し、その加圧された高圧燃料を燃料送出管５３を通してデリバリパイプ５４へ供給するようになっている。高圧燃料ポンプ５２は、機関１０の図示しないクランクシャフトに連動する駆動軸により作動する。
【００３０】
高圧燃料ポンプ５２は、その燃料吸入部に図示しない電磁弁を備えている。電磁弁は、後述するＥＣＵ８０からの指示に応じて高圧燃料ポンプ５２の燃料吸入動作の開始時に開かれ、燃料加圧動作中の所定の時期にて閉じられる。この電磁弁が閉じられる時期が早くなるほど、高圧燃料ポンプ５２の図示しないプランジャの有効ストロークが長くなるので、高圧燃料ポンプ５２から吐出される燃料の量が多くなる。その結果、噴射弁９０に供給される燃料の圧力が上昇する。即ち、高圧燃料ポンプ５２は、ＥＣＵ８０の指示に応答し、デリバリパイプ５４内の燃料の圧力（即ち、燃料噴射圧、デリバリパイプ圧、燃圧）を調整できるようになっている。
【００３１】
更に、燃料タンク５５内において、燃料送出管５３には、リリーフバルブ５５ａが介装されている。リリーフバルブ５５ａは、燃料送出管５３内の燃料の圧力が所定の圧力に達したときに同燃料の圧力によって開弁される。リリーフバルブ５５ａが開弁すると、低圧燃料ポンプ５１から燃料送出管５３に吐出された燃料の一部が「リリーフバルブ５５ａ」及び「リリーフバルブ５５ａに接続されたリリーフ管５５ｂ」を介して燃料タンク５５内に戻される。
【００３２】
加えて、燃料タンク５５内において、燃料管５５ｃは、「低圧燃料ポンプ５１とリリーフバルブ５５ａとの間の位置における燃料送出管５３の部分」と「減量弁５５ｄ」とを互いに接続している。燃料管５５ｅは、その一端において減量弁５５ｄに接続されており、その他端において燃料タンク５５内に開放されている。減量弁５５ｄは、後述するＥＣＵ８０の指示に応答して開弁し、低圧燃料ポンプ５１から吐出された燃料の一部を燃料管５５ｅを介して燃料タンク５５内に戻す。
【００３３】
ガス供給システム６０は、キャニスタ６１、蒸発燃料捕集管６２、パージ管６３及びパージ制御弁６４を含んでいる。キャニスタ６１は、周知のチャコールキャニスタである。キャニスタ６１は、タンクポート６１ａとパージポート６１ｂと大気ポート６１ｃとが形成された筐体を備えている。キャニスタ６１は、その筐体内に、蒸発燃料を吸着するための吸着剤６１ｄを収納している。
【００３４】
蒸発燃料捕集管６２は、燃料タンク５５とキャニスタ６１のタンクポート６１ａとを互いに接続しており、燃料タンク５５にて発生した蒸発燃料をキャニスタ６１へ導くことができる。蒸発燃料捕集管６２を介してキャニスタ６１に導かれた蒸発燃料は、キャニスタ６１の吸着剤６１ｄに吸着されることにより、キャニスタ６１に吸蔵（貯留）される。
【００３５】
パージ管６３は、キャニスタ６１のパージポート６１ｂとスロットル弁３５よりも下流位置の吸気管３４とを互いに接続しており、「キャニスタ６１から脱離した蒸発燃料」及び「大気ポート６１ｃからキャニスタ６１に流入する大気（空気）」を含むガス（パージガス）を吸気管３４に導入することができる。尚、大気ポート６１ｃは、大気に曝されている。
【００３６】
蒸発燃料捕集管６２及びパージ管６３は、パージガスを吸気管３４へ供給するためのパージ通路を構成している。
【００３７】
パージ制御弁６４は、パージ管６３に配設されている。パージ制御弁６４は、指示信号であるデューティ比Ｄprgを表す駆動信号により開度（開弁期間）が調節されることにより、パージ管６３の通路断面積を変更するようになっている。パージ制御弁６４は、デューティ比Ｄprgが「０」であるときにパージ管６３を完全に閉じるようになっている。
【００３８】
キャニスタ６１は、パージ制御弁６４が完全に閉じられている期間において燃料タンク５５内で発生した蒸発燃料を吸蔵するようになっている。一方、キャニスタ６１は、パージ制御弁６４が開かれている期間において、吸蔵した蒸発燃料をパージ管６３を通してスロットル弁３５よりも下流位置の吸気管３４（吸気通路）に放出するようになっている。これにより、蒸発燃料は、機関１０の吸気通路を通して各燃焼室２５へ導入される。
【００３９】
更に、ガス供給システム６０は、１本のガス管６５、４本のガス分岐管６６、１つのガスポンプ６７、１つの切替弁６８及び１本の空気管６９を含んでいる。ガス管６５は、パージ制御弁６４よりも上流位置のパージ管６３から分岐している。各ガス分岐管６６は、それぞれ、ガス管６５と各噴射弁９０とを互いに接続している。
【００４０】
ガスポンプ６７は、全てのガス分岐管６６の分岐箇所よりもパージ管６３側の位置においてガス管６５に介装されている。ガスポンプ６７は、後述するＥＣＵ８０の指示に応答して作動する電動モータによって駆動される。
【００４１】
切替弁６８は、ガスポンプ６７とパージ管６３との間の位置においてガス管６５に介装されている。空気管６９は、切替弁６８を介してガス管６５に接続されている。切替弁６８は、後述するＥＣＵ８０から送出される駆動信号に応答して下記の２つの位置のうち何れか一方の位置に駆動されるようになっている。
【００４２】
（１）「切替弁６８よりも噴射弁９０側のガス管６５」と「切替弁６８よりもパージ管６３側のガス管６５」とを互いに連通させる位置（以下、「パージ位置」と称呼する。）。
（２）「切替弁６８よりも噴射弁９０側のガス管６５」と「空気管６９」とを互いに連通させる位置（以下、「エア噴射位置」と称呼する。）。
【００４３】
＜噴射弁の構成の詳細＞
次に、噴射弁９０の構成の詳細について説明する。図３の（Ａ）に示したように、噴射弁９０は、ノズル部９２、燃料用弁体９３ｆ及びガス用弁体９３ｇを有する。ノズル部９２には、中央ボア９３ｃ及び周囲ボア９３ｐが形成されている。更に、図３の（Ｂ）に示したように、ノズル部９２の先端部には、複数（本例においては、１２個）の燃料噴射孔９４ｆ及び複数（本例においては、６個）のガス噴射孔９４ｇが設けられている。
【００４４】
中央ボア９３ｃは、噴射弁９０の中心軸線Ｃ９０を中心とする円筒状の空間として形成されている。中央ボア９３ｃには、ガス用弁体９３ｇが配設されている。中央ボア９３ｃを画成する内周壁面とガス用弁体９３ｇの外周壁面との間に、ガス通路９５ｇが形成されている。ガス通路９５ｇには、ガス供給システム６０のガス分岐管６６が接続されている。ガス通路９５ｇは、ガス用弁体９３ｇが移動されたとき、各ガス噴射孔９４ｇに連通可能となっている。
【００４５】
各ガス噴射孔９４ｇは、中央ボア９３ｃからノズル部９２の外部に向かって中心軸線Ｃ９０に対して一定の角度をなして径方向外方へ広がりつつ下方へと延び、ガス噴射口９１ｇにおいてノズル部９２の外部に開口する。更に、これらガス噴射孔９４ｇは、中心軸線Ｃ９０周りで等角度間隔を互いに開けて設けられている。
【００４６】
ガス用弁体９３ｇが図３の（Ａ）に示した閉弁状態にあるとき、ガス用弁体９３ｇは、ガス通路９５ｇとガス噴射孔９４ｇとの連通を遮断している。一方、図４の（Ａ）に示したように、ガス用弁体９３ｇが上方へと移動（リフト）されると、ガス通路９５ｇとガス噴射孔９４ｇとが互いに連通する。このとき、切替弁６８がパージ位置にある場合、ガス通路９５ｇには、パージ管６３、ガス管６５及びガス分岐管６６を介してキャニスタ６１からパージガスが導入されている。従って、各ガス噴射口９１ｇからパージガスが噴射される。一方、切替弁６８がエア噴射位置にある場合、ガス通路９５ｇには、空気管６９、ガス管６５及びガス分岐管６６を介して空気ガスが導入されている。従って、各ガス噴射口９１ｇから空気ガスが噴射される。
【００４７】
上述したように、各ガス噴射孔９４ｇは、中央ボア９３ｃからノズル部９２の外部に向かって中心軸線Ｃ９０に対して一定の角度をなして径方向外方へ広がりつつ下方へと延び、ガス噴射口９１ｇにおいてノズル部９２の外部に開口する。従って、ガス噴射口９１ｇから噴射されたパージガスは、図４の（Ｂ）に線Ｃ１により示したように、噴射弁９０の中心軸線Ｃ９０を中心とするコーン状をなす噴流を形成する。更に、ガス噴射口９１ｇから噴射された空気ガスも、図４の（Ｂ）に線Ｃ１により示したように、噴射弁９０の中心軸線Ｃ９０を中心とするコーン状をなす噴流を形成する。
【００４８】
周囲ボア９３ｐは、噴射弁９０の中心軸線Ｃ９０を中心とする環状の空間として形成されている。周囲ボア９３ｐには、燃料用弁体９３ｆが配設されている。周囲ボア９３ｐを画成する径方向外側の円筒状壁面と燃料用弁体９３ｆの外周壁面との間に、燃料通路９５ｆが形成されている。燃料通路９５ｆには、燃料供給システム５０のデリバリパイプ５４が接続されている。燃料通路９５ｆは、燃料用弁体９３ｆが移動されたとき、各燃料噴射孔９４ｆに連通可能となっている。
【００４９】
各燃料噴射孔９４ｆは、周囲ボア９３ｐからノズル部９２の外部に向かって中心軸線Ｃ９０に対して一定の角度をなして径方向外方へ広がりつつ下方へと延び、燃料噴射口９１ｆにおいてノズル部９２の外部に開口する。これら燃料噴射口９１ｆは、中心軸線Ｃ９０周りで等角度間隔を互いに開けて設けられている。燃料噴射孔９４ｆの軸線と中心軸線Ｃ９０とが交わって形成される角度のうちの鋭角は、ガス噴射孔９４ｇの軸線と中心軸線Ｃ９０とが交わって形成される角度のうちの鋭角よりも小さい。
【００５０】
燃料用弁体９３ｆが図３の（Ａ）に示した閉弁状態にあるとき、燃料用弁体９３ｆは、燃料通路９５ｆと燃料噴射孔９４ｆとの連通を遮断している。一方、図４の（Ａ）に示したように、燃料用弁体９３ｆが上方へと移動（リフト）されると、燃料通路９５ｆと燃料噴射孔９４ｆとが互いに連通する。従って、燃料通路９５ｆ内の燃料は、燃料噴射孔９４ｆに流入し、その後、燃料噴射口９１ｆから噴射される。
【００５１】
上述したように、各燃料噴射孔９４ｆは、周囲ボア９３ｐからノズル部９２の外部に向かって中心軸線Ｃ９０に対して一定の角度をなして径方向外方へ広がりつつ下方へと延び、燃料噴射口９１ｆにおいてノズル部９２の外部に開口する。従って、燃料噴射口９１ｆから噴射された燃料は、図４の（Ｂ）に線Ｃ２により示したように、噴射弁９０の中心軸線Ｃ９０を中心とするコーン状をなす噴流を形成する。
【００５２】
更に、燃料噴射口（第１噴射口）９１ｆ及びガス噴射口（第２噴射口）９１ｇは「燃料噴射口９１ｆから噴射された燃料のコーン状の噴流（Ｃ２）」が「ガス噴射口９１ｇから噴射されたガスのコーン状の噴流（Ｃ１）」を取り囲むように噴射弁９０に設けられている。
【００５３】
ＥＣＵ８０は、周知のマイクロコンピュータを含む電子回路であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ及びインターフェース等を含む。ＥＣＵ８０は、以下に述べるセンサ類と接続されていて、これらのセンサからの信号を受信するようになっている。更に、ＥＣＵ８０は、各種アクチュエータ（噴射弁９０等）に指示（駆動）信号を送出するようになっている。
【００５４】
図１及び図２に示したように、ＥＣＵ８０は、クランク角度センサ８１、エアフローメータ８２、水温センサ８３、アクセル操作量センサ８４、燃圧センサ８５、ガス圧センサ８６、蒸発燃料濃度センサ８７ａ、蒸発燃料濃度センサ８７ｂ、蒸発燃料流量センサ８８ａ、蒸発燃料流量センサ８８ｂ及び空燃比センサ８９と接続されている。
【００５５】
クランク角度センサ８１は、機関本体部２０に配設されている。クランク角度センサ８１は、機関１０の図示しないクランクシャフトの回転位置（即ち、クランク角度）に応じた信号を出力する。ＥＣＵ８０は、「このクランク角度センサ８１」及び「図示しないカムポジションセンサ」からの信号に基づいて、所定の気筒の圧縮上死点を基準とした機関１０のクランク角度（絶対クランク角度）を取得する。更に、ＥＣＵ８０は、クランク角度センサ８１からの信号に基づいて機関回転速度ＮＥを取得する。
【００５６】
エアフローメータ８２は、コンプレッサ７１よりも上流位置の吸気管３４に配設されている。エアフローメータ８２は、燃焼室２５内に吸入される空気の質量（吸入空気量）を測定し、その吸入空気量Ｇａを表す信号を出力する。ＥＣＵ８０は、このエアフローメータ８２からの信号に基づいて吸入空気量Ｇａを取得する。
【００５７】
水温センサ８３は、機関本体部２０に配設されている。このセンサ８３は、機関１０を冷却する冷却水の温度（冷却水温）を検出し、その冷却水温ＴＨＷを表す信号を出力する。ＥＣＵ８０は、このセンサ８３からの信号に基づいて冷却水温ＴＨＷを取得する。
【００５８】
アクセル操作量センサ８４は、アクセルペダル９１の操作量（アクセルペダル操作量）を検出し、そのアクセルペダル操作量Ａccpを表す信号を出力する。
【００５９】
燃圧センサ８５は、デリバリパイプ５４に配設されている。このセンサ８５は、デリバリパイプ５４内の燃料の圧力（燃圧）を測定し、その燃圧Ｐｆを表す信号を出力する。ＥＣＵ８０は、このセンサ８５からの信号に基づいて燃圧Ｐｆを取得する。
【００６０】
ガス圧センサ８６は、ガスポンプ６７よりも噴射弁９０側のガス管６５に配設されている。このセンサ８６は、ガス管６５内のガスの圧力Ｐgを測定し、そのガスの圧力Ｐgを表す信号を出力する。ＥＣＵ８０は、このセンサ８６からの信号に基づいてガスの圧力Ｐgを取得する。
【００６１】
蒸発燃料濃度センサ８７ａは、蒸発燃料捕集管６２に配設されている。このセンサ８７ａは、蒸発燃料捕集管６２内のガス中の蒸発燃料の濃度を測定し、その濃度Ｃevp_inを表す信号を出力する。ＥＣＵ８０は、このセンサ８７ａからの信号に基づいてキャニスタ６１に流入する蒸発燃料の濃度Ｃevp_inを取得する。
【００６２】
蒸発燃料濃度センサ８７ｂは、ガス管６５とパージ管６３との接続部位よりも上流位置においてパージ管６３に配設されている。このセンサ８７ｂは、パージ管６３内のガス中の蒸発燃料の濃度を測定し、その濃度Ｃevp_outを表す信号を出力する。ＥＣＵ８０は、このセンサ８７ｂからの信号に基づいてキャニスタ６１から流出する蒸発燃料の濃度Ｃevp_outを取得する。
【００６３】
蒸発燃料流量センサ８８ａは、蒸発燃料捕集管６２に配設されている。このセンサ８８ａは、蒸発燃料捕集管６２内を流れる蒸発燃料の流量を測定し、その流量Ｆevp_inを表す信号を出力する。ＥＣＵ８０は、このセンサ８８ａからの信号に基づいてキャニスタ６１に流入する蒸発燃料の流量Ｆevp_inを取得する。
【００６４】
蒸発燃料流量センサ８８ｂは、ガス管６５とパージ管６３との接続部位よりも上流位置においてパージ管６３に配設されている。このセンサ８８ｂは、パージ管６３内を流れる蒸発燃料の流量を測定し、その流量Ｆevp_outを表す信号を出力する。ＥＣＵ８０は、このセンサ８８ｂからの信号に基づいてキャニスタ６１から流出する蒸発燃料の流量Ｆevp_outを取得する。
【００６５】
空燃比センサ８９は、エキゾーストマニホールド４３の集合部に配設されている。このセンサ８９は、排ガスの空燃比abyfを表す信号を出力する。ＥＣＵ８０は、このセンサ８９からの信号に基づいて排ガスの空燃比abyfを取得する。
【００６６】
＜作動の概要＞
次に、本制御装置の作動の概要について説明する。本制御装置は、「機関１０の運転状態（機関運転状態）」及び「キャニスタ６１の吸着剤６１ｄに吸着されている蒸発燃料の量」に応じて、以下に述べる第１乃至第５制御の５つの制御のうちの何れか１つを選択的に実行する。以下、これら制御についてそれぞれ説明する。
【００６７】
尚、以下の説明において、成層燃焼領域Ｓは、図５に示したように、機関回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥ１以上であり且つ第２回転速度ＮＥ２よりも小さい範囲内にあり且つ要求トルクＴＱが第１トルクＴＱ１以下である領域である。一方、第１均質燃焼領域Ｋ１は、機関回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥ２よりも小さく且つ要求トルクＴＱが第１トルクＴＱ１以上であって第２トルクＴＱ２よりも小さい領域と、機関回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥ２以上であって第３回転速度ＮＥ３よりも小さく且つ要求トルクＴＱが第２トルクＴＱ２よりも小さい領域と、からなる領域である。更に、第２均質燃焼領域Ｋ２は、機関回転速度ＮＥが第３回転速度ＮＥ３よりも小さく且つ要求トルクＴＱが第２トルクＴＱ２以上であって上限トルクＴＱ３以下である領域と、機関回転速度ＮＥが第３回転速度ＮＥ３以上であって上限回転速度ＮＥ４以下であり且つ要求トルクＴＱが上限トルクＴＱ３以下である領域と、からなる領域である。
【００６８】
加えて、以下の説明における蒸発燃料吸着量Ｑevpは、以下のようにして取得される。即ち、本制御装置は「蒸発燃料濃度センサ８７ａによって検出される蒸発燃料濃度Ｃevp_in」及び「蒸発燃料流量センサ８８ａによって検出される蒸発燃料流量Ｆevp_in」に基づいて「単位時間当たりにキャニスタ６１に流入する蒸発燃料の量Ｑevp_inの積算値ΣＱevp_in」を取得する。更に、本制御装置は「蒸発燃料濃度センサ８７ｂによって検出される蒸発燃料濃度Ｃevp_out」及び「蒸発燃料流量センサ８８ｂによって検出される蒸発燃料流量Ｆevp_out」に基づいて「単位時間当たりにキャニスタ６１から流出する蒸発燃料の量Ｑevp_outの積算値ΣＱevp_out」を取得する。そして、本制御装置は、前記積算値ΣＱevp_inから前記積算値ΣＱevp_outを減ずることにより蒸発燃料吸着量Ｑevpを取得する（Ｑevp＝ΣＱevp_in−ΣＱevp_out）。尚、本制御装置は、取得した蒸発燃料吸着量Ｑevpの値が負の値である場合、蒸発燃料吸着量Ｑevpを「０」として取得する。
【００６９】
＜第１制御＞
本制御装置は、要求トルクＴＱと機関回転速度ＮＥとによって定まる機関運転状態が図５に示した成層燃焼領域Ｓ内にあり且つ蒸発燃料吸着量Ｑevpが許容量Ｑevp_th以上である場合、第１制御を実行する。第１制御においては、本制御装置は、圧縮行程後半において噴射弁９０から燃料及びパージガスを噴射し、成層の可燃混合気（以下、「成層混合気」と称呼する。）を燃焼室２５内に形成する。次いで、本制御装置は、燃料及びパージガスの噴射を停止し、点火時期までに噴射弁９０から空気ガスを噴射することにより成層混合気を取り囲む空気層を形成し、その後、点火を実行する。尚、第１制御において、本制御装置は吸気パージを行わない。
【００７０】
より具体的に述べると、本制御装置は、パージ制御弁６４を閉弁状態に常時維持する。そして、本制御装置は、図６に示したように、燃料噴射開始時期Ｓfuelよりも第１所定時間ΔＴ１前の時点（切替時期）ＳＷprgにおいて、切替弁６８をパージ位置に駆動する。前記第１所定時間ΔＴ１は、後に説明する筒内パージ開始時期Ｓprgにおいてガス用弁体９３ｇが開弁されたときにガス噴射口９１ｇからパージガスが噴射されるのに十分な時間に設定されている。
【００７１】
その後、本制御装置は、各燃焼室２５において、圧縮行程後半の所定の燃料噴射開始時期Ｓfuelになると、燃料用弁体９３ｆをリフトさせる。更に、本制御装置は、燃料噴射開始時期Ｓfuelと同じ時期（筒内パージ開始時期）Ｓprgにおいて、ガス用弁体９３ｇをリフトさせる。これにより、図７の（Ａ）に示したように、燃焼室２５内への燃料Ｆの噴射（燃料噴射）が開始されると共に、燃焼室２５内へのパージガスＰの噴射（筒内パージ）が開始される。
【００７２】
その後、本制御装置は、図６に示したように、燃料噴射終了時期Ｅfuelよりも第２所定時間ΔＴ２前の時点（切替時期）ＳＷairにおいて、切替弁６８をエア噴射位置に駆動する。前記第２所定時間ΔＴ２は、後に説明する筒内パージ終了時期Ｅprgにおいてガス噴射口９１ｇから空気ガスを噴射させ始めるのに適切な時間に設定されている。別の言い方をすると、前記第２所定時間ΔＴ２は、ガス用弁体９３ｇが開弁されているときに、切替弁６８がパージ位置からエア噴射位置に切り替えられてから、ガス噴射口９１ｇから噴射されるガスがパージガスから空気ガスに切り替わるまでに要する時間に設定されている。
【００７３】
その後、本制御装置は、燃料噴射開始時期Ｓfuelから所定の燃料噴射期間Ｔfuelが経過する時点である所定の燃料噴射終了時期Ｅfuelになると、燃料用弁体９３ｆを閉弁させる。これにより、燃料噴射が終了される。このとき、燃焼室２５内には、成層混合気が形成されている。即ち、本制御装置は、燃料噴射口（第１噴射口）９１ｆから噴射される燃料とガス噴射口（第２噴射口）９１ｇから噴射されるパージガスとが各噴射口から噴射されてから燃焼室２５を画成する壁面（シリンダボア２３の内周壁面及び／又はピストン２４の冠面）に到達する前に燃焼室２５内において互いに混合して成層混合気を形成するタイミングにて、燃料噴射口９１ｆから燃料を噴射させると共にガス噴射口９１ｇからパージガスを噴射させる。
【００７４】
更に、燃料噴射終了時期Ｅfuelにおいて、噴射弁９０には、ガス管６５を介して空気が供給され始まる。そして、本制御装置は、燃料噴射終了時期Ｅfuelにおいて、ガス用弁体９３ｇを閉弁せず、ガス用弁体９３ｇを開弁状態に維持する。従って、燃料噴射終了時期Ｅfuel（空気噴射開始時期Ｓair）にて、図７の（Ｂ）に示したように、ガス噴射口９１ｇから燃焼室２５への空気ガスＡの噴射（空気噴射）が始まる。
【００７５】
その後、本制御装置は、図６に示したように、燃料噴射終了時期Ｅfuel（空気噴射開始時期Ｓair）から所定の空気噴射期間Ｔairが経過する時点である所定の空気噴射終了時期Ｅairになると、ガス用弁体９３ｇを閉弁させる。これにより、空気噴射が終了される。このとき、ガス噴射口９１ｇから噴射された空気ガスＡによって、成層混合気Ｍを取り囲む層（空気層）が形成されている。
【００７６】
その後、本制御装置は、圧縮上死点直前の所定の点火時期Ｔignにおいて、点火装置２７を作動させる。この点火時期Ｔignにおいては、ピストン２４の移動に伴って成層混合気Ｍの少なくとも一部が点火装置２７の火花発生部２７ａ周りに存在している。従って、点火装置２７が作動されることにより、成層混合気Ｍが着火されて成層燃焼が行われる。成層燃焼とは、点火装置２７の火花発生部２７ａ周りに成層混合気Ｍを形成し、その成層混合気Ｍを燃焼させる燃焼である。
【００７７】
尚、上述したように、第１制御の実行中、本制御装置は、パージ制御弁６４を閉弁状態に維持しているので、「パージ管６３を介して吸気管３４にパージガスを導入する吸気パージ」は行われない。
【００７８】
以上が第１制御の概要である。この制御によれば、筒内パージによって燃焼室２５内に噴射された蒸発燃料を燃焼室２５内において燃焼させる。このため、キャニスタ６１内に吸着されている蒸発燃料を処理することができる。
【００７９】
更に、吸気パージによってパージガスを燃焼室２５に導入した場合、可燃の成層混合気を燃焼室２５内に形成することは困難である。しかしながら、第１制御によれば、パージガスは、筒内パージによって燃焼室２５内に直接導入される。このため、可燃の成層混合気を燃焼室２５内に形成することができる。
【００８０】
加えて、第１制御によれば、成層混合気Ｍを取り囲む空気層が形成される。この空気層は、成層混合気Ｍの燃焼熱のうち、シリンダヘッド２２に放出される熱の量を低減させる。このため、冷却損失を低減することができる。
【００８１】
＜第２制御＞
一方、機関運転状態が成層燃焼領域Ｓ内にあるが、蒸発燃料吸着量Ｑevpが許容量Ｑevp_thよりも小さい場合、本制御装置は、第２制御を実行する。第２制御においては、本制御装置は、圧縮行程後半において噴射弁９０からパージガスを噴射することなく燃料を噴射し、第１制御と比較して成層度が僅かに低い成層混合気を燃焼室２５内に形成する。次いで、本制御装置は、燃料の噴射を停止し、点火時期までに噴射弁９０から空気ガスを噴射することにより成層混合気を取り囲む空気層を形成し、その後、点火を実行する。尚、第２制御においても、本制御装置は吸気パージを行わない。
【００８２】
より具体的に述べると、本制御装置は、パージ制御弁６４を閉弁状態に常時維持する。そして、本制御装置は、各燃焼室２５において、圧縮行程後半の所定の燃料噴射開始時期Ｓfuelになると、燃料用弁体９３ｆをリフトさせる。これにより、燃料噴射が開始される。尚、第２制御においては、本制御装置は、後に説明する空気噴射開始時期Ｓairまでの間、ガス用弁体９３ｇを閉弁状態に維持する（図６の点線を参照。）。
【００８３】
その後、本制御装置は、燃料噴射終了時期Ｅfuelよりも前記第２所定時間ΔＴ２前の時点ＳＷairにおいて、切替弁６８をエア噴射位置に駆動する。その後、本制御装置は、燃料噴射開始時期Ｓfuelから所定の燃料噴射期間Ｔfuelが経過する時点である所定の燃料噴射終了時期Ｅfuelになると、燃料用弁体９３ｆを閉弁させる。これにより、燃料噴射が終了される。このとき、燃焼室２５内には、第１制御と比較して成層度が僅かに低い成層混合気が形成されている。
【００８４】
更に、燃料噴射終了時期Ｅfuelにおいて、噴射弁９０には、ガス管６５を介して空気が供給されている。本制御装置は、燃料噴射終了時期Ｅfuel（空気噴射開始時期Ｓair）において、ガス用弁体９３ｇを開弁する。これにより、空気噴射が開始される。
【００８５】
その後、本制御装置は、燃料噴射終了時期Ｅfuel（空気噴射開始時期Ｓair）から所定の空気噴射期間Ｔairが経過する時点である所定の空気噴射終了時期Ｅairになると、ガス用弁体９３ｇを閉弁させる。これにより、空気噴射が終了される。このとき、ガス噴射口９１ｇから噴射された空気によって、成層混合気を取り囲む層（空気層）が形成されている。
【００８６】
その後、本制御装置は、圧縮上死点直前の所定の点火時期Ｔignにおいて、点火装置２７を作動させる。この点火時期Ｔignにおいても、成層混合気の少なくとも一部が点火装置２７の火花発生部２７ａ周りに存在している。従って、点火装置２７が作動されることにより、成層混合気が着火されて成層燃焼が行われる。
【００８７】
尚、上述したように、第２制御の実行中も、本制御装置は、パージ制御弁６４を閉弁状態に維持しているので、吸気パージは行われない。更に、筒内パージも行われない。
【００８８】
以上が第２制御の概要である。この制御によれば、第１制御と同様に、成層混合気を取り囲む空気層が形成されるので、冷却損失を低減することができる。
【００８９】
＜第３制御＞
一方、機関運転状態が図５に示した第１均質燃焼領域Ｋ１内にあり且つ蒸発燃料吸着量Ｑevpが許容量Ｑevp_th以上である場合、本制御装置は、第３制御を実行する。第３制御においては、本制御装置は、圧縮行程後半ではなく吸気行程において噴射弁９０から燃料及びパージガスを噴射する。吸気行程においては吸気が燃焼室２５内に流入しているため、吸気の乱流により均質混合気が燃焼室２５内に形成される。次いで、本制御装置は、燃料及びパージガスの噴射を停止する。その後、本制御装置は、点火時期までに噴射弁９０から空気ガスを噴射しない。この結果、燃焼室２５内の均質混合気は点火時期までの間に更に均質化される。尚、第３制御においても、本制御装置は吸気パージを行わない。
【００９０】
より具体的に述べると、本制御装置は、パージ制御弁６４を閉弁状態に常時維持する。そして、本制御装置は、吸気行程中の所定の燃料噴射開始時期Ｓfuelよりも前記第１所定時間ΔＴ１前の時点（切替時期）ＳＷprgにおいて、切替弁６８をパージ位置に駆動する。
【００９１】
その後、本制御装置は、各燃焼室２５において、燃料噴射開始時期Ｓfuelになると、燃料用弁体９３ｆをリフトさせる。更に、本制御装置は、燃料噴射開始時期Ｓfuelと同じ時期（筒内パージ開始時期）Ｓprgにおいて、ガス用弁体９３ｇをリフトさせる。これにより、燃料噴射及び筒内パージが開始される。
【００９２】
その後、本制御装置は、燃料噴射開始時期Ｓfuelから所定の燃料噴射期間Ｔfuelが経過する時点である所定の燃料噴射終了時期Ｅfuelになると、燃料用弁体９３ｆを閉弁させる。更に、本制御装置は、燃料噴射終了時期Ｅfuelと同じ時期（筒内パージ終了時期）Ｅprgにおいて、ガス用弁体９３ｇを閉弁させる。これにより、燃料噴射及び筒内パージが終了される。このとき、燃焼室２５内の空間全体に均質な可燃混合気（均質混合気）が形成されている。
【００９３】
その後、本制御装置は、圧縮上死点直前の所定の点火時期Ｔignにおいて、点火装置２７を作動させる。これにより、混合気が着火されて均質燃焼が行われる。均質燃焼とは、燃焼室２５内の空間全体に均質混合気を形成し、その均質混合気を燃焼させる燃焼である。
【００９４】
尚、上述したように、第３制御の実行中も、本制御装置は、パージ制御弁６４を閉弁状態に維持しているので、吸気パージは行われない。更に、本制御装置は、ガス用弁体９３ｇの開弁中に切替弁６８をエア噴射位置に駆動することはないので、空気噴射も行われない。
【００９５】
以上が第３制御の概要である。機関運転状態が第１均質燃焼領域Ｋ１にある場合、要求トルクＴＱが比較的小さく、或いは、機関回転速度ＮＥが比較的小さい。従って、スロットル弁３５下流の負圧の絶対値が小さく、パージ制御弁６４を開弁したとしても、吸気パージを良好に行うことが困難である。一方、スロットル弁３５下流の負圧の絶対値が小さくても、噴射弁９０から燃焼室２５にパージガスを噴射することはできる。従って、第３制御によれば、スロットル弁３５下流の負圧の絶対値が小さくても、筒内パージによってキャニスタ６１内の蒸発燃料を処理することができる。
【００９６】
＜第４制御＞
一方、機関運転状態が第１均質燃焼領域Ｋ１内にあるが、蒸発燃料吸着量Ｑevpが許容量Ｑevp_thよりも小さい場合、本制御装置は、第４制御を実行する。第４制御においては、本制御装置は、圧縮行程後半ではなく吸気行程において噴射弁９０からパージガスを噴射することなく燃料を噴射する。吸気行程においては吸気が燃焼室２５内に流入しているため、吸気の乱流により均質混合気が燃焼室２５内に形成される。次いで、本制御装置は、燃料の噴射を停止する。その後、本制御装置は、点火時期までに噴射弁９０から空気ガスを噴射しない。この結果、燃焼室２５内の均質混合気は点火時期までの間に更に均質化される。尚、第４制御においても、本制御装置は吸気パージを行わない。
【００９７】
より具体的に述べると、本制御装置は、パージ制御弁６４及びガス噴射口９１ｇを閉弁状態に常時維持する。そして、本制御装置は、各燃焼室２５において、吸気行程中の所定の燃料噴射開始時期Ｓfuelになると、燃料用弁体９３ｆをリフトさせる。これにより、燃料噴射が開始される。
【００９８】
その後、本制御装置は、燃料噴射開始時期Ｓfuelから所定の燃料噴射期間Ｔfuelが経過する時点である所定の燃料噴射終了時期Ｅfuelになると、燃料用弁体９３ｆを閉弁させる。これにより、燃料噴射が終了される。このとき、燃焼室２５内の空間全体に均質混合気が形成されている。
【００９９】
その後、本制御装置は、圧縮上死点直前の所定の点火時期Ｔignにおいて、点火装置２７を作動させる。これにより、均質混合気が着火されて均質燃焼が行われる。尚、上述したように、第４制御の実行中、本制御装置は、パージ制御弁６４及びガス噴射口９１ｇを閉弁状態に維持しているので、吸気パージ、筒内パージ及び空気噴射の何れも行われない。
【０１００】
以上が第４制御の概要である。
【０１０１】
＜第５制御＞
一方、機関運転状態が図５に示した第２均質燃焼領域Ｋ２内にあり且つ蒸発燃料吸着量Ｑevpが許容量Ｑevp_th以上である場合、本制御装置は、第５制御を実行する。第５制御においては、本制御装置は、吸気行程において噴射弁９０から燃料を噴射し、それにより形成される均質混合気を点火する。更に、本制御装置は、吸気パージを行う。但し、本制御装置は、筒内パージ及び空気噴射を行わない。
【０１０２】
より具体的に述べると、本制御装置は、パージ制御弁６４を開弁状態に維持すると共に、ガス用弁体９３ｇを閉弁状態に常時維持する。そして、本制御装置は、各燃焼室２５において、吸気行程中の所定の燃料噴射開始時期Ｓfuelになると、燃料用弁体９３ｆをリフトさせる。これにより、燃料噴射が開始される。
【０１０３】
その後、本制御装置は、燃料噴射開始時期Ｓfuelから所定の燃料噴射期間Ｔfuelが経過する時点である所定の燃料噴射終了時期Ｅfuelになると、燃料用弁体９３ｆを閉弁させる。これにより、燃料噴射が終了される。このとき、燃焼室２５内の空間全体に均質混合気が形成されている。
【０１０４】
その後、本制御装置は、圧縮上死点直前の所定の点火時期Ｔignにおいて、点火装置２７を作動させる。これにより、均質混合気が着火されて均質燃焼が行われる。尚、上述したように、第５制御の実行中、本制御装置は、ガス用弁体９３ｇを閉弁状態に維持するので、筒内パージも空気噴射も行われない。
【０１０５】
以上が第５制御の概要である。
【０１０６】
尚、機関運転状態が第２均質燃焼領域Ｋ２内にあるが、蒸発燃料吸着量Ｑevpが許容量Ｑevp_thよりも小さい場合、本制御装置は、先に述べた第４制御と同じ制御を実行する。
【０１０７】
＜本制御装置の具体的な作動＞
次に、本制御装置の具体的な制御について説明する。ＥＣＵ８０のＣＰＵは、図８にフローチャートにより示したルーチンを所定のタイミング毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは、図８のステップ８００から処理を開始してステップ８０５に進み、機関回転速度ＮＥ、アクセルペダル操作量Ａccp、冷却水温ＴＨＷ及び蒸発燃料吸着量Ｑevpをそれぞれ取得する。
【０１０８】
次いで、ＣＰＵはステップ８１０に進み、ステップ８０５にてそれぞれ取得した「機関回転速度ＮＥ」と「要求トルクＴＱの代用値であるアクセルペダル操作量Ａccp」とによって規定される機関運転状態が図５に示した成層燃焼領域Ｓにあるか否かを判定する。機関運転状態が成層燃焼領域Ｓにある場合、ＣＰＵはそのステップ８１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８１５に進む。
【０１０９】
ＣＰＵは、ステップ８１５に進むと、ステップ８０５にて取得された蒸発燃料吸着量Ｑevpが許容量Ｑevp_th以上であり且つパージ条件が成立しているか否かを判定する。パージ条件は、燃焼室２５にパージガスを導入することを許可する条件であり、例えば、機関運転状態が定常運転状態（機関回転速度ＮＥの単位時間当たりの変化量ΔＮＥが比較的小さく且つアクセルペダル操作量Ａccpの単位時間当たりの変化量ΔＡccpが比較的小さい状態）にあり且つ冷却水温ＴＨＷが所定温度以上であるときに成立する。
【０１１０】
ＣＰＵがステップ８１５の処理を実行する時点において蒸発燃料吸着量Ｑevpが許容量Ｑevp_th以上であり且つパージ条件が成立している場合、ＣＰＵはそのステップ８１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８２０に進み、図９にフローチャートにより示した第１制御ルーチン（前記第１制御を実行するためのルーチン）を実行する。この第１制御ルーチンについては、後述する。その後、ＣＰＵはステップ８９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１１１】
これに対し、ＣＰＵがステップ８１５の処理を実行する時点において蒸発燃料吸着量Ｑevpが許容量Ｑevp_thよりも小さい場合又はパージ条件が成立していない場合、ＣＰＵはそのステップ８１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ８２５に進み、図１０にフローチャートにより示した第２制御ルーチン（前記第２制御を実行するためのルーチン）を実行する。この第２制御ルーチンについても、後述する。その後、ＣＰＵはステップ８９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１１２】
一方、ＣＰＵがステップ８１０の処理を実行する時点において機関運転状態が図５に示した「第１均質燃焼領域Ｋ１又は第２均質燃焼領域Ｋ２」にある場合、ＣＰＵはそのステップ８１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８３０に進む。
【０１１３】
ＣＰＵは、ステップ８３０に進むと、ステップ８０５にてそれぞれ取得した「機関回転速度ＮＥ」と「アクセルペダル操作量Ａccp」とによって規定される機関運転状態が第１均質燃焼領域Ｋ１にあるか否かを判定する。機関運転状態が第１均質燃焼領域Ｋ１にある場合、ＣＰＵはそのステップ８３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８３５に進む。
【０１１４】
ＣＰＵは、ステップ８３５に進むと、ステップ８０５にて取得された蒸発燃料吸着量Ｑevpが許容量Ｑevp_th以上であり且つ前記パージ条件が成立しているか否かを判定する。蒸発燃料吸着量Ｑevpが許容量Ｑevp_th以上であり且つパージ条件が成立している場合、ＣＰＵはそのステップ８３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８４０に進み、図１１にフローチャートにより示した第３制御ルーチン（前記第３制御を実行するためのルーチン）を実行する。この第３制御ルーチンについても、後述する。その後、ＣＰＵはステップ８９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１１５】
これに対し、ＣＰＵがステップ８３５の処理を実行する時点において蒸発燃料吸着量Ｑevpが許容量Ｑevp_thよりも小さい場合又はパージ条件が成立していない場合、ＣＰＵはそのステップ８３５にて「Ｎｏ」と判定してステップ８４５に進み、図１２にフローチャートにより示した第４制御ルーチン（前記第４制御を実行するためのルーチン）を実行する。この第４制御ルーチンについても、後述する。その後、ＣＰＵはステップ８９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１１６】
一方、ＣＰＵがステップ８３０の処理を実行する時点において機関運転状態が第２均質燃焼領域Ｋ２にある場合、ＣＰＵはそのステップ８３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８５０に進む。
【０１１７】
ＣＰＵは、ステップ８５０に進むと、ステップ８０５にて取得された蒸発燃料吸着量Ｑevpが許容量Ｑevp_th以上であり且つ前記パージ条件が成立しているか否かを判定する。蒸発燃料吸着量Ｑevpが許容量Ｑevp_th以上であり且つパージ条件が成立している場合、ＣＰＵはそのステップ８５０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８５５に進み、図１３にフローチャートにより示した第５制御ルーチン（前記第５制御を実行するためのルーチン）を実行する。この第５制御ルーチンについても、後述する。その後、ＣＰＵはステップ８９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１１８】
これに対し、ＣＰＵがステップ８５０の処理を実行する時点において蒸発燃料吸着量Ｑevpが許容量Ｑevp_thよりも小さい場合又はパージ条件が成立していない場合、ＣＰＵはそのステップ８５０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８６０に進み、図１２にフローチャートにより示した第４制御ルーチンを実行する。この第４制御ルーチンについては、後述する。その後、ＣＰＵはステップ８９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１１９】
次に、図９の第１制御ルーチンについて説明する。ＣＰＵは、図８のステップ８２０に進むと、図９のステップ９００から処理を開始し、以下に述べるステップ９０５乃至ステップ９４０の処理を順に行う。
【０１２０】
ステップ９０５：ＣＰＵは、パージデューティ比Ｄprgに「０」を入力する。パージデューティ比Ｄprgは、パージ制御弁６４への電力供給に用いられるデューティ比である。従って、パージデューティ比Ｄprgに「０」が入力されると、パージ制御弁６４が閉弁状態に維持される。
【０１２１】
ステップ９１０：ＣＰＵは、「図８のステップ８０５にてそれぞれ取得された機関回転速度ＮＥ及びアクセルペダル操作量Ａccp」をルックアップテーブルMapQtotal(NE,Accp)に適用することにより、トータル燃料噴射量Ｑtotalを取得する。更に、ＣＰＵは、「図８のステップ８０５にてそれぞれ取得された機関回転速度ＮＥ及びアクセルペダル操作量Ａccp」をルックアップテーブルMapTign(NE,Accp)に適用することにより、点火時期Ｔignを取得する。テーブルMapTign(NE,Accp)によれば、点火時期Ｔignは、後に取得される燃料噴射終了時期Ｅfuelよりも遅い時期として取得される。
【０１２２】
ステップ９１５：ＣＰＵは、空燃比補正係数ＦＡＦ、空燃比学習係数ＫＧ、吸気パージ補正係数ＦＰＧｉ及びパージ噴射圧Ｐprgをそれぞれ取得する。
【０１２３】
空燃比補正係数ＦＡＦは、目標空燃比に対する「燃焼室２５に形成される混合気の空燃比」の偏差を「０」にするために噴射弁９０から噴射される燃料の量をフィードバック制御するための係数である。この空燃比補正係数ＦＡＦは、ＣＰＵが別途実行するルーチンによって「空燃比センサ８９から出力される信号に基づいて取得される排ガスの空燃比abyf」及び目標空燃比に基づいて取得されてＥＣＵ８０のＲＡＭに格納されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０１２４】
空燃比学習係数ＫＧは、目標空燃比に対する混合気の空燃比の定常的な偏差を補償するための係数である。この空燃比学習係数ＫＧは、ＣＰＵが別途実行するルーチンによって空燃比補正係数ＦＡＦに基づいて取得されてＥＣＵ８０のバックアップＲＡＭに格納されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０１２５】
吸気パージ補正係数ＦＰＧｉは、パージ管６３を介して燃焼室２５に導入されるパージガス中の蒸発燃料（燃料）の量だけ噴射弁９０から噴射される燃料の量を減量させるための係数である。この吸気パージ補正係数ＦＰＧｉは、ＣＰＵが別途実行するルーチンによって空燃比補正係数ＦＡＦに基づいて取得されてＥＣＵ８０のＲＡＭに格納されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０１２６】
パージ噴射圧Ｐprgは、ガス圧センサ８６によって検出されるガスの圧力である。
【０１２７】
ステップ９２０：ＣＰＵは、「ステップ９１５にてそれぞれ取得した吸気パージ補正係数ＦＰＧｉ及びパージ噴射圧Ｐprg」をルックアップテーブルMapFPGc(FPGi，Pprg)に適用することにより、筒内パージ補正係数ＦＰＧｃを取得する。
【０１２８】
筒内パージ補正係数ＦＰＧｃは、噴射弁９０から噴射される蒸発燃料（燃料）の分だけ噴射弁９０から噴射される燃料の量を減量させるための係数である。テーブルMapFPGc(FPGi，Pprg)によれば、筒内パージ補正係数ＦＰＧｃは、吸気パージ補正係数ＦＰＧｉが小さいほど小さい値として取得され、パージ噴射圧Ｐprgが大きいほど小さい値として取得される。
【０１２９】
更に、ＣＰＵは、「取得した筒内パージ補正係数ＦＰＧｃ」並びに「ステップ９１５にてそれぞれ取得した空燃比補正係数ＦＡＦ及び空燃比学習係数ＫＧ」を「ステップ９１５にて取得されたトータル燃料噴射量Ｑtotal」に乗ずることにより、噴射弁９０から噴射させるべき燃料の量（燃料噴射量）Ｑfuelを取得する（Ｑfuel＝Ｑtotal・ＦＡＦ・ＫＧ・ＦＰＧｃ）。更に、ＣＰＵは、取得した燃料噴射量ＱfuelをルックアップテーブルMapTfuel(Qfuel)に適用することにより、燃料噴射期間Ｔfuelを取得する。
【０１３０】
ステップ９２５：ＣＰＵは、「ステップ９２０にて取得された燃料噴射期間Ｔfuel」及び「図８のステップ８０５にて取得された機関回転速度ＮＥ」をルックアップテーブルMapSfuel(Tfuel,NE)に適用することにより、燃料噴射開始時期Ｓfuelを取得する。テーブルMapSfuel(Tfuel,NE)によれば、燃料噴射開始時期Ｓfuelは、圧縮行程後半の時期として取得される。
【０１３１】
更に、ＣＰＵは、「ステップ９２０にて取得された燃料噴射期間Ｔfuel」及び「図８のステップ８０５にて取得された機関回転速度ＮＥ」をルックアップテーブルMapDCAf1(Tfuel,NE)に適用することにより、燃料噴射期間Ｔfuelに対応する燃料噴射クランク角度ΔＣＡfuelを取得する。更に、ＣＰＵは、この取得した燃料噴射クランク角度ΔＣＡfuelを前記取得した燃料噴射開始時期Ｓfuelに加えることにより、燃料噴射終了時期Ｅfuelを取得する（Ｅfuel＝Ｓfuel＋ΔＣＡfuel）。
【０１３２】
ステップ９３０：ＣＰＵは、「ステップ９２５にて取得された燃料噴射開始時期Ｓfuel」と同じ時期を筒内パージ開始時期Ｓprgとして取得する。
【０１３３】
ステップ９３５：ＣＰＵは、「ステップ９２５にて取得された燃料噴射開始時期Ｓfuel」及び「図８のステップ８０５にて取得された機関回転速度ＮＥ」をルックアップテーブルMapSWprg(Efuel,NE)に適用することにより、切替時期ＳＷprgを取得する。これにより取得される切替時期ＳＷprgは、燃料噴射開始時期Ｓfuelよりも前記第１所定時間ΔＴ１だけ早い時期である。
【０１３４】
更に、ＣＰＵは、「ステップ９２５にて取得された燃料噴射終了時期Ｅfuel」及び「図８のステップ８０５にて取得された機関回転速度ＮＥ」をルックアップテーブルMapSWair(Efuel,NE)に適用することにより、切替時期ＳＷairを取得する。このときに取得される切替時期ＳＷairは、燃料噴射終了時期Ｅfuelよりも前記第２所定時間ΔＴ２だけ早い時期である。
【０１３５】
ステップ９４０：ＣＰＵは、「ステップ９２０にて取得された燃料噴射量Ｑfuel」及び「図８のステップ８０５にて取得された機関回転速度ＮＥ」をルックアップテーブルMapDCAair_base(Qfuel,NE)に適用することにより、空気噴射クランク角度ΔＣＡair_baseを取得する。テーブルMapDCAair_base(Qfuel,NE)によれば、空気噴射クランク角度ΔＣＡair_baseは、燃料噴射量Ｑfuelが大きいほど大きい値として取得され、機関回転速度ＮＥが大きいほど大きい値として取得される。
【０１３６】
更に、ＣＰＵは、「ステップ９２５にて取得された燃料噴射終了時期Ｅfuel」及び「ステップ９１０にて取得された点火時期Ｔign」をルックアップテーブルMapDCAair_max(Efuel,Tign)に適用することにより、空気噴射上限値ΔＣＡair_maxを取得する。この空気噴射上限値ΔＣＡair_maxは、燃料噴射終了時期Ｅfuelから点火時期Ｔignまでの間に噴射弁９０から噴射可能な空気の量の上限値である。
【０１３７】
テーブルMapDCAair_max(Efuel,Tign)によれば、空気噴射上限値ΔＣＡair_maxは、燃料噴射終了時期Ｅfuelが早いほど大きい値として取得され、点火時期Ｔignが早いほど小さい値として取得される。
【０１３８】
次いで、ＣＰＵはステップ９４５に進み、「ステップ９４０にて取得された空気噴射クランク角度ΔＣＡair_base」が「ステップ９４０にて取得された空気噴射上限値ΔＣＡair_max」以下であるか否かを判定する。
【０１３９】
ＣＰＵがステップ９４５の処理を実行する時点において空気噴射クランク角度ΔＣＡair_baseが空気噴射上限値ΔＣＡair_max以下である場合、ＣＰＵはそのステップ９４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９５０に進み、「ステップ９４０にて取得された空気噴射クランク角度ΔＣＡair_base」を「ステップ９４０にて取得された燃料噴射終了時期Ｅfuel」に加えることにより、空気噴射終了時期Ｅairを取得する（Ｅair＝Ｅfuel＋ΔＣＡair_base）。
【０１４０】
次いで、ＣＰＵはステップ９５５に進み、噴射弁９０、切替弁６８及び点火装置２７を上述したように決定（取得）された各時期Ｓfuel、Ｅfuel、ＳＷprg、ＳＷair、Ｓprg、Ｅair及びＴignにおいて駆動するための駆動処理を行い、その後、ステップ９９５を経由して図８のステップ８９５に進む。以上の処理により、上述した第１制御が実行される。
【０１４１】
一方、ＣＰＵがステップ９４５の処理を実行する時点において空気噴射クランク角度ΔＣＡair_baseが空気噴射上限値ΔＣＡair_maxよりも大きい場合、ＣＰＵはそのステップ９４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ９６０に進み、「ステップ９４０にて取得された空気噴射上限値ΔＣＡair_max」を「ステップ９２５にて取得された燃料噴射終了時期Ｅfuel」に加えることにより、空気噴射終了時期Ｅairを取得する（Ｅair＝Ｅfuel＋ΔＣＡair_max）。
【０１４２】
次いで、ＣＰＵはステップ９５５に進み、噴射弁９０、切替弁６８及び点火装置２７を上述したように決定（取得）された各時期Ｓfuel、Ｅfuel、ＳＷprg、ＳＷair、Ｓprg、Ｅair及びＴignにおいて駆動するための駆動処理を行い、その後、ステップ９９５を経由して図８のステップ８９５に進む。以上の処理により、上述した第１制御が実行される。
【０１４３】
＜第２制御ルーチン＞
次に、図１０の第２制御ルーチンについて説明する。ＣＰＵは図８のステップ８２５に進むと、図１０のステップ１０００から処理を開始し、以下に述べるステップ１００５乃至ステップ１０４０の処理を順に行う。
【０１４４】
ステップ１００５：ＣＰＵは、パージデューティ比Ｄprgに「０」を入力する。
ステップ１０１０：ＣＰＵは、ステップ９１０と同様にして、トータル燃料噴射量Ｑtotal及び点火時期Ｔignを取得する。
【０１４５】
ステップ１０１５：ＣＰＵは、空燃比補正係数ＦＡＦ及び空燃比学習係数ＫＧをそれぞれ取得する。
【０１４６】
ステップ１０２０：ＣＰＵは、「ステップ１０１５にてそれぞれ取得した空燃比補正係数ＦＡＦ及び空燃比学習係数ＫＧ」を「ステップ１０１０にて取得されたトータル燃料噴射量Ｑtotal」に乗ずることにより、噴射弁９０から噴射させるべき燃料の量（燃料噴射量）Ｑfuelを取得する（Ｑfuel＝Ｑtotal・ＦＡＦ・ＫＧ）。更に、ＣＰＵは、ステップ９２０と同様に、取得した燃料噴射量ＱfuelをルックアップテーブルMapTfuel(Qfuel)に適用することにより、燃料噴射期間Ｔfuelを取得する。
【０１４７】
ステップ１０２５：ＣＰＵは、ステップ９２５と同様にして、燃料噴射開始時期Ｓfuel及び燃料噴射終了時期Ｅfuelを取得する。尚、本ステップ１０２５において、燃料噴射開始時期Ｓfuelは、圧縮行程後半の時期として取得される。更に、本ステップ１０２５にて用いられる燃料噴射期間Ｔfuelは、ステップ１０２０にて取得された燃料噴射期間Ｔfuelである。
【０１４８】
ステップ１０３０：ＣＰＵは、「ステップ１０２５にて取得された燃料噴射終了時期Ｅfuel」と同じ時期を空気噴射開始時期Ｓairとして取得する。
【０１４９】
ステップ１０３５：ＣＰＵは、ステップ９３５と同様にして、切替時期ＳＷairを取得する。尚、本ステップ１０３５にて用いられる燃料噴射終了時期Ｅfuelは、ステップ１０２５にて取得された燃料噴射終了時期Ｅfuelである。
【０１５０】
ステップ１０４０：ＣＰＵは、ステップ９４０と同様にして、「燃料噴射量Ｑfuel」及び「空気噴射上限値ΔＣＡair_max」を取得する。尚、本ステップ１０４０にて用いられる燃料噴射量Ｑfuel、燃料噴射終了時期Ｅfuel及び点火時期Ｔignは、それぞれ、ステップ１０２０、ステップ１０２５及びステップ１０１０にて取得された燃料噴射量Ｑfuel、燃料噴射終了時期Ｅfuel及び点火時期Ｔignである。
【０１５１】
次いで、ＣＰＵはステップ１０４５に進み、「ステップ１０４０にて取得された空気噴射クランク角度ΔＣＡair_base」が「ステップ１０４０にて取得された空気噴射上限値ΔＣＡair_max」以下であるか否かを判定する。
【０１５２】
ＣＰＵがステップ１０４５の処理を実行する時点において空気噴射クランク角度ΔＣＡair_baseが空気噴射上限値ΔＣＡair_max以下である場合、ＣＰＵはそのステップ１０４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０５０に進み、「ステップ１０４０にて取得された空気噴射クランク角度ΔＣＡair_base」を「ステップ１０４０にて取得された燃料噴射終了時期Ｅfuel」に加えることにより、空気噴射終了時期Ｅairを取得する（Ｅair＝Ｅfuel＋ΔＣＡair_base）。
【０１５３】
次いで、ＣＰＵはステップ１０５５に進み、噴射弁９０、切替弁６８及び点火装置２７を上述したように決定（取得）された各時期Ｓfuel、Ｅfuel、ＳＷair、Ｓair、Ｅair及びＴignにおいて駆動するための駆動処理を行い、その後、ステップ１０９５を経由して図８のステップ８９５に進む。以上の処理により、上述した第２制御が実行される。
【０１５４】
一方、ＣＰＵがステップ１０４５の処理を実行する時点において空気噴射クランク角度ΔＣＡair_baseが空気噴射上限値ΔＣＡair_maxよりも大きい場合、ＣＰＵはそのステップ１０４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０６０に進み、「ステップ１０４０にて取得された空気噴射上限値ΔＣＡair_max」を「ステップ１０２５にて取得された燃料噴射終了時期Ｅfuel」に加えることにより、空気噴射終了時期Ｅairを取得する（Ｅair＝Ｅfuel＋ΔＣＡair_max）。
【０１５５】
次いで、ＣＰＵはステップ１０５５に進み、噴射弁９０、切替弁６８及び点火装置２７を上述したように決定（取得）された各時期Ｓfuel、Ｅfuel、ＳＷair、Ｓair、Ｅair及びＴignにおいて駆動するための駆動処理を行い、その後、ステップ１０９５を経由して図８のステップ８９５に進む。以上の処理により、上述した第２制御が実行される。
【０１５６】
＜第３制御ルーチン＞
次に、図１１の第３制御ルーチンについて説明する。ＣＰＵは図８のステップ８４０に進むと、図１１のステップ１１００から処理を開始し、以下に述べるステップ１１０５乃至ステップ１１５５の処理を順に行う。
【０１５７】
ステップ１１０５：ＣＰＵは、パージデューティ比Ｄprgに「０」を入力する。
ステップ１１１０：ＣＰＵは、ステップ９１０と同様にして、「トータル燃料噴射量Ｑtotal」及び「点火時期Ｔign」を取得する。
ステップ１１１５：ＣＰＵは、空燃比補正係数ＦＡＦ、空燃比学習係数ＫＧ、吸気パージ補正係数ＦＰＧｉ及びパージ噴射圧Ｐprgをそれぞれ取得する。
【０１５８】
ステップ１１２０：ＣＰＵは、ステップ９２０と同様にして、燃料噴射期間Ｔfuelを取得する。尚、本ステップ１１２０にて用いられる「吸気パージ補正係数ＦＰＧｉ、パージ噴射圧Ｐprg、空燃比補正係数ＦＡＦ及び空燃比学習係数ＫＧ」は、それぞれ、「ステップ１１１５にてそれぞれ取得された吸気パージ補正係数ＦＰＧｉ、パージ噴射圧Ｐprg、空燃比補正係数ＦＡＦ及び空燃比学習係数ＫＧ」である。
【０１５９】
ステップ１１２５：ＣＰＵは、ステップ９２５と同様にして、燃料噴射開始時期Ｓfuel及び燃料噴射終了時期Ｅfuelを取得する。尚、本ステップ１１２５にて取得される燃料噴射開始時期Ｓfuelは、吸気行程中の時期である。更に、本ステップ１１２５にて用いられる燃料噴射期間Ｔfuelは、ステップ１１２０にて取得された燃料噴射期間Ｔfuelである。
【０１６０】
ステップ１１３０：ＣＰＵは、「ステップ１１２５にて取得された燃料噴射開始時期Ｓfuel」と同じ時期を筒内パージ開始時期Ｓprgとして取得すると共に、「ステップ１１２５にて取得された燃料噴射終了時期Ｅfuel」と同じ時期を筒内パージ終了時期Ｅprgとして取得する。
【０１６１】
ステップ１１３５：ＣＰＵは、ステップ９３５と同様にして、切替時期ＳＷprgを取得する。尚、本ステップ１１３５にて用いられる燃料噴射開始時期Ｓfuelは、ステップ１１２５にて取得された燃料噴射開始時期Ｓfuelである。
【０１６２】
ステップ１１５５：ＣＰＵは、噴射弁９０、切替弁６８及び点火装置２７を上述したように決定（取得）された各時期Ｓfuel、Ｅfuel、ＳＷprg、Ｓprg、Ｅprg及びＴignにおいて駆動するための駆動処理を行う。その後、ＣＰＵは、ステップ１１９５を経由して図８のステップ８９５に進む。以上の処理により、上述した第３制御が実行される。
【０１６３】
＜第４制御ルーチン＞
次に、図１２の第４制御ルーチンについて説明する。ＣＰＵは図８のステップ８４５又はステップ８６０に進むと、図１２のステップ１２００から処理を開始し、以下に述べるステップ１２０５乃至ステップ１２５５の処理を順に行う。
【０１６４】
ステップ１２０５：ＣＰＵは、パージデューティ比Ｄprgに「０」を入力する。
ステップ１２１０：ＣＰＵは、ステップ９１０と同様にして、「トータル燃料噴射量Ｑtotal」及び「点火時期Ｔign」を取得する。
ステップ１２１５：ＣＰＵは、空燃比補正係数ＦＡＦ及び空燃比学習係数ＫＧをそれぞれ取得する。
【０１６５】
ステップ１２２０：ＣＰＵは、「ステップ１２１５にてそれぞれ取得した空燃比補正係数ＦＡＦ及び空燃比学習係数ＫＧ」を「ステップ１２１０にて取得されたトータル燃料噴射量Ｑtotal」に乗ずることにより、噴射弁９０から噴射させるべき燃料の量（燃料噴射量）Ｑfuelを取得する（Ｑfuel＝Ｑtotal・ＦＡＦ・ＫＧ）。更に、ＣＰＵは、ステップ９２０と同様に、取得した燃料噴射量ＱfuelをルックアップテーブルMapTfuel(Qfuel)に適用することにより、燃料噴射期間Ｔfuelを取得する。
【０１６６】
ステップ１２２５：ＣＰＵは、ステップ９２５と同様にして、燃料噴射開始時期Ｓfuel及び燃料噴射終了時期Ｅfuelを取得する。尚、本ステップ１２２５にて取得される燃料噴射開始時期Ｓfuelは、吸気行程中の時期である。更に、本ステップ１２２５にて用いられる燃料噴射期間Ｔfuelは、ステップ１２２０にて取得された燃料噴射期間Ｔfuelである。
【０１６７】
ステップ１２５５：ＣＰＵは、噴射弁９０及び点火装置２７を上述したように決定（取得）された各時期Ｓfuel、Ｅfuel及びＴignにおいて駆動するための駆動処理を行うと共に、ガスポンプ６７の作動を停止するための停止処理を行う。その後、ＣＰＵは、ステップ１２９５を経由して図８のステップ８９５に進む。以上の処理により、上述した第４制御が実行される。
【０１６８】
＜第５制御ルーチン＞
次に、図１３の第５制御ルーチンについて説明する。ＣＰＵは図８のステップ８５５に進むと、図１３のステップ１３００から処理を開始し、以下に述べるステップ１３０５乃至ステップ１３５５の処理を順に行う。
【０１６９】
ステップ１３０５：ＣＰＵは、「図８のステップ８０５にて取得されたアクセルペダル操作量Ａccp」をルックアップテーブルMapRPtgt(Accp)に適用することにより、目標パージ率ＲＰtgtを取得する。テーブルMapRPtgt(Accp)によれば、目標パージ率ＲＰtgtは、アクセルペダル操作量Ａccpが大きいほど大きい値として取得される。
【０１７０】
更に、ＣＰＵは、「図８のステップ８０５にてそれぞれ取得した機関回転速度ＮＥ及びアクセルペダル操作量Ａccp」をルックアップテーブルMapRPmax(NE,Accp)に適用することにより、全開パージ率ＲＰmaxを取得する。全開パージ率ＲＰmaxは、パージ制御弁６４の開度を最大開度とした場合のパージ率である。テーブルMapRPmax(NE,Accp)によれば、全開パージ率ＲＰmaxは、機関回転速度ＮＥが大きいほど大きい値として取得され、アクセルペダル操作量Ａccpが大きいほど大きい値として取得される。
【０１７１】
更に、ＣＰＵは、前記取得した目標パージ率ＲＰtgtを前記取得した全開パージ率ＲＰmaxにより除した値に「１００」を乗ずることにより、パージデューティ比Ｄprgを取得する（Ｄprg＝（ＲＰtgt／ＲＰmax）・１００）。
【０１７２】
ステップ１３１０：ＣＰＵは、ステップ９１０と同様にして、「トータル燃料噴射量Ｑtotal」及び「点火時期Ｔign」を取得する。
ステップ１３１５：ＣＰＵは、空燃比補正係数ＦＡＦ、空燃比学習係数ＫＧ及び吸気パージ補正係数ＦＰＧｉをそれぞれ取得する。
【０１７３】
ステップ１３２０：ＣＰＵは、「ステップ１３１５にてそれぞれ取得した空燃比補正係数ＦＡＦ、空燃比学習係数ＫＧ及び吸気パージ補正係数ＦＰＧｉ」を「ステップ１３１０にて取得されたトータル燃料噴射量Ｑtotal」に乗ずることにより、噴射弁９０から噴射させるべき燃料の量（燃料噴射量）Ｑfuelを取得する（Ｑfuel＝Ｑtotal・ＦＡＦ・ＫＧ・ＦＰＧｉ）。更に、ＣＰＵは、ステップ９２０と同様に、取得した燃料噴射量ＱfuelをルックアップテーブルMapTfuel(Qfuel)に適用することにより、燃料噴射期間Ｔfuelを取得する。
【０１７４】
ステップ１３２５：ＣＰＵは、ステップ９２５と同様にして、燃料噴射開始時期Ｓfuel及び燃料噴射終了時期Ｅfuelを取得する。尚、本ステップ１３２５にて取得される燃料噴射開始時期Ｓfuelは、吸気行程中の時期である。更に、本ステップ１３２５にて用いられる燃料噴射期間Ｔfuelは、ステップ１３２０にて取得された燃料噴射期間Ｔfuelである。
【０１７５】
ステップ１３５５：ＣＰＵは、噴射弁９０及び点火装置２７を上述したように決定（取得）された各時期Ｓfuel、Ｅfuel及びＴignにおいて駆動するための駆動処理を行い、上述したように決定（取得）されたパージデューティ比Ｄprgの電力供給を行うための処理を行い、更に、ガスポンプ６７の作動を停止するための停止処理を行う。その後、ＣＰＵは、ステップ１３９５を経由して図８のステップ８９５に進む。以上の処理により、上述した第５制御が実行される。
【０１７６】
以上が本制御装置の具体的な作動である。
【０１７７】
尚、本発明は、上述した噴射弁９０の代わりに、図１４に示した噴射弁１００を備えた内燃機関にも適用可能である。図１４に示した噴射弁１００も、上述した噴射弁９０と同じ位置においてシリンダヘッド２２に配設されている。
【０１７８】
図１４の（Ａ）に示したように、噴射弁１００は、ノズル部１０２及び燃料用弁体１０３ｆを有する。ノズル部１０２には、中央ボア１０３ｃ及び周囲ボア１０３ｐが形成されている。更に、図１４の（Ｂ）に示したように、ノズル部１０２の先端部には、複数（本例においては、８個）の燃料噴射孔１０４ｆ及び複数（本例においては、８個）のガス噴射孔１０４ｇが設けられている。
【０１７９】
中央ボア１０３ｃは、噴射弁１００の中心軸線Ｃ１００を中心とする円筒状の空間として形成されている。中央ボア１０３ｃには、燃料用弁体１０３ｆが配設されている。中央ボア１０３ｃを画成する内周壁面と燃料用弁体１０３ｆの外周壁面との間に、燃料通路１０５ｆが形成されている。燃料通路１０５ｆには、燃料供給システム５０（デリバリパイプ５４）が接続されている。燃料通路１０５ｆは、燃料用弁体１０３ｆが移動されたとき、各燃料噴射孔１０４ｆに連通可能となっている。
【０１８０】
各燃料噴射孔１０４ｆは、中央ボア９３ｃからノズル部９２の外部に向かって中心軸線Ｃ１００に対して一定の角度をなして径方向外方へ広がりつつ下方へと延び、燃料噴射口１０１ｆにおいてノズル部１０２の外部に開口する。更に、これら燃料噴射孔１０４ｆは、中心軸線Ｃ１００周りで等角度間隔を互いに開けている。
【０１８１】
燃料用弁体１０３ｆが図１４の（Ａ）に示した閉弁状態から上方へと移動（リフト）されると、燃料通路１０５ｆと燃料噴射孔１０４ｆとが連通し、燃料が燃料噴射口１０１ｆから噴射される。燃料噴射口１０１ｆから噴射された燃料は、コーン状に広がる。
【０１８２】
周囲ボア１０３ｐは、噴射弁１００の中心軸線Ｃ１００を中心とする環状の空間として形成されている。周囲ボア１０３ｐには、図示しないガス用弁体が配設されている。周囲ボア１０３ｐは、ガス通路１０５ｇを形成している。ガス通路１０５ｇには、ガス供給システム６０のガス分岐管６６が接続されている。ガス通路１０５ｇは、ガス用弁体が移動されたとき、各ガス噴射孔１０４ｇに連通可能となっている。
【０１８３】
各ガス噴射孔１０４ｇは、周囲ボア１０３ｐからノズル部１０２の外部に向かって中心軸線Ｃ１００に対して一定の角度をなして径方向内方且つ下方へと延び、ガス噴射口１０１ｇにおいてノズル部１０２の外部に開口する。これらガス噴射口１０１ｇは、中心軸線Ｃ１００周りで等角度間隔を互いに開けて開口している。
【０１８４】
ガス用弁体が開弁状態へと移動されると、ガス通路１０５ｇとガス噴射孔１０４ｇとが連通し、ガスがガス噴射口１０１ｇから噴射される。
【０１８５】
より具体的に述べると、切替弁６８がパージ位置にある場合、ガス用弁体が開弁状態へと移動されると、ガス通路１０５ｇ内のパージガスがガス噴射口１０１ｇから噴射される。一方、切替弁６８がエア噴射位置にある場合、ガス用弁体が開弁状態へと移動されると、ガス通路１０５ｇ内の空気ガスがガス噴射口１０１ｇから噴射される。
【０１８６】
この噴射弁１００を採用した場合、燃料噴射口１０１ｆから燃料が噴射されている間にガス噴射口１０１ｇからパージガスが噴射されると、噴射口１０１ｆ及び１０１ｇからは、それぞれ、燃料及びパージガスが噴射弁１００の下方にて交差しつつコーン状に広がるように燃料及びパージガスが噴射される。
【０１８７】
更に、前記第１制御と同様に燃料噴射及び筒内パージが行われた後、或いは、前記第２制御と同様に燃料噴射が行われた後に、前記第１制御或いは前記第２制御と同様にガス噴射口１０１ｇから空気ガスが噴射されると、燃焼室２５内に形成されている成層混合気の周りに空気の層が形成される。
【０１８８】
従って、噴射弁１００を採用した場合において、前記第１制御乃至前記第５制御と同様に噴射弁１００等を駆動することにより、噴射弁９０を採用した場合と同様の作用効果を得ることができる。
【０１８９】
尚、上記実施形態において成層燃焼を行わせる場合、成層混合気を火花発生部２７ａに確実に到達させるためには、各ガス噴射口９１ｇ又は１０１ｇから噴射される空気ガスの何れもが火花発生部２７ａに向かう方向に噴射されないように噴射弁９０又は１００をシリンダヘッド２２に配設することが好ましい。
【０１９０】
更に、上記実施形態において均質燃焼を行わせる場合、圧縮行程前半の時期で噴射弁９０又は１００から燃料を噴射することによって、燃焼室２５全体に均質混合気を形成し、その均質混合気を燃焼させるようにしてもよい。
【０１９１】
加えて、上記実施形態においては、燃料噴射の終了時点で空気噴射が開始されているが、燃料噴射の終了直前に空気噴射が開始されてもよい。更に、上記実施形態においては、燃料噴射の開始時点で筒内パージが開始されているが、燃料噴射の開始直前に筒内パージが開始されてもよい。
【０１９２】
更に、前記噴射弁９０において、ガス供給システム６０のガス分岐管６６が燃料通路９５ｆに接続され且つ燃料供給システム５０のデリバリパイプ５４がガス通路９５ｇに接続され、燃料噴射口９１ｆからパージガス又は空気ガスが噴射され且つガス噴射口９１ｇから燃料が噴射されるようになっていてもよい。
【０１９３】
加えて、前記噴射弁１００において、ガス供給システム６０のガス分岐管６６が燃料通路１０５ｆに接続され且つ燃料供給システム５０のデリバリパイプ５４がガス通路１０５ｇに接続され、燃料噴射口１０１ｆからパージガス又は空気ガスが噴射され且つガス噴射口１０１ｇから燃料が噴射されるようになっていてもよい。
【符号の説明】
【０１９４】
１０…内燃機関、２５…燃焼室、２７…点火装置、５５…燃料タンク、８０…ＥＣＵ（電子制御ユニット）、９０、１００…噴射弁、９１ｆ、１０１ｆ…燃料噴射口（第１噴射口）、９１ｇ、１０１ｇ…ガス噴射口（第２噴射口）、Ｓfuel…燃料噴射開始時期、Ｅfuel…燃料噴射終了時期、Ｓprg…筒内パージ開始時期、Ｅprg…筒内パージ終了時期、Ｓair…空気噴射開始時期、Ｅair…空気噴射終了時期、Ｔign…点火時期
【図１】
2017002847.tif 000003
【図２】
2017002847.tif 000004
【図３】
2017002847.tif 000005
【図４】
2017002847.tif 000006
【図５】
2017002847.tif 000007
【図６】
2017002847.tif 000008
【図７】
2017002847.tif 000009
【図８】
2017002847.tif 000010
【図９】
2017002847.tif 000011
【図１０】
2017002847.tif 000012
【図１１】
2017002847.tif 000013
【図１２】
2017002847.tif 000014
【図１３】
2017002847.tif 000015
【図１４】
2017002847.tif 000016