(57)【要約】【課題】  吸気・圧縮行程におけるＥＧＲガスと新気との混合を可及的に抑制して、点火プラグの近傍に新気をより確実に配置することで、良好な燃焼性でＥＧＲを実施する。【解決手段】  エンジン（１）は、吸気ポート（６）を介してＥＧＲガス（ＧＥ）と新気（ＧＮ）とを含む気体をシリンダ（２）内に吸入する気体吸入装置（９）と、シリンダ（２）内に燃料を噴射する燃料噴射装置（５）と、を備える。気体吸入装置（９）は、新気（ＧＮ）を点火プラグ（４）近傍位置に導入するとともにＥＧＲガス（ＧＥ）を新気（ＧＮ）とほぼ分離した状態で導入する。燃料噴射装置（５）は、新気（ＧＮ）における第一の方向の渦流（Ｔ１）を促進させるとともに、ＥＧＲガス（ＧＥ）における反対方向の渦流（Ｔ２）を促進させるように、新気（ＧＮ）とＥＧＲガス（ＧＥ）との境界（ＧＢ）付近に燃料を噴射する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＧＲガスと新気とを含む気体を、吸気ポートを介してシリンダ内に吸入する、気体吸入装置と、
前記気体が吸入された前記シリンダ内に燃料を噴射する、燃料噴射装置と、
を備え、
前記気体吸入装置は、新気層を前記シリンダの上部である点火プラグ近傍位置に形成するとともに、ＥＧＲガス層を前記新気層の下方に形成するように構成され、
前記燃料噴射装置は、前記新気層における第一の方向のタンブルを促進させるとともに、前記ＥＧＲガス層における前記第一の方向とは反対の第二の方向のタンブルを促進させるように、前記新気層と前記ＥＧＲガス層との境界付近に前記燃料を噴射することを特徴とするエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンであって、
前記燃料噴射装置は、運転条件の変化に伴う前記境界の位置の変動に応じて、噴射方向を変更可能に構成されたことを特徴とするエンジン。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のエンジンであって、
前記燃料噴射装置は、主噴霧を形成するとともに、前記主噴霧より流速の高い副噴霧を前記主噴霧の上下に形成するように構成されたことを特徴とするエンジン。
【請求項４】
請求項３に記載のエンジンであって、
前記燃料噴射装置は、前記副噴霧の噴射開始タイミングを、前記主噴霧よりも遅らせるように構成されたことを特徴とするエンジン。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載のエンジンであって、
前記燃料噴射装置は、冷間始動時には前記境界付近とは異なる方向に前記燃料を噴射可能に構成されたことを特徴とするエンジン。
【請求項６】
請求項５に記載のエンジンであって、
前記気体吸入装置は、
前記吸気ポートに設けられていて、冷間始動時に前記シリンダ内の前記新気と前記ＥＧＲガスとの混合を促進し得るように構成された、可動部材を備えたことを特徴とするエンジン。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１項に記載のエンジンであって、
前記シリンダの中心軸と直交する平面に沿って前記境界が形成されるとともに、前記新気層のタンブルと前記ＥＧＲガス層のタンブルとが前記境界付近にて互いに対向しつつ同一方向に移動するように前記新気層と前記ＥＧＲガス層とが形成されることを特徴とするエンジン。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１項に記載のエンジンであって、
前記気体吸入装置は、
前記吸気ポートに前記ＥＧＲガスの排出口が設けられたＥＧＲガス導入路と、
前記ＥＧＲガス導入路に介装されたＥＧＲ制御弁と、
を備えたことを特徴とするエンジン。
【請求項９】
ＥＧＲガスと新気とを含む気体を、吸気ポートを介してシリンダ内に吸入する、気体吸入装置と、
前記気体が吸入された前記シリンダ内に燃料を噴射する、燃料噴射装置と、
を備え、
前記気体吸入装置は、前記新気を点火プラグ近傍位置に導入するとともに、前記ＥＧＲガスを前記新気とほぼ分離した状態で導入し、
前記燃料噴射装置は、前記新気における第一の方向の渦流を促進させるとともに、前記ＥＧＲガスにおける前記第一の方向とは反対の第二の方向の渦流を促進させるように、前記新気と前記ＥＧＲガスとの境界付近に前記燃料を噴射することを特徴とするエンジン。
【請求項１０】
請求項９に記載のエンジンであって、
前記燃料噴射装置は、前記新気の渦流と前記ＥＧＲガスの渦流とが前記境界付近にて互いに対向しつつ同一方向に移動するように前記燃料を噴射することを特徴とするエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる排気ガス再循環（ＥＧＲ）が実施され得るエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＧＲの実施がＮＯｘ排出量やポンピングロスの低減等のために有効であることが、従来知られている。このＥＧＲは、例えば、吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを適宜制御することによって行われ得る（内部ＥＧＲ）。あるいは、ＥＧＲは、吸気通路と排気通路とを接続するＥＧＲ通路を介して行われ得る（外部ＥＧＲ）。
【０００３】
ところで、ＥＧＲガス（ＥＧＲによってシリンダ内に再導入された排気ガス）の導入により、シリンダ内の燃料混合気の燃焼性（着火性）が変動することがある。かかる観点から、従来、ＥＧＲガス導入時の燃料混合気の良好な燃焼性を確保するために、ＥＧＲガスが少ない燃料混合気を点火プラグ近傍に配置する工夫がなされている（例えば、特開平６−２００７６５号公報、特開２００２−１０６４１９号公報、特開２００３−１９３８４１号公報、特開２００４−２５７３０５号公報、特開２００６−３４２７０７号公報等参照。）
【特許文献１】特開平６−２００７６５号公報
【特許文献２】特開２００２−１０６４１９号公報
【特許文献３】特開２００３−１９３８４１号公報
【特許文献４】特開２００４−２５７３０５号公報
【特許文献５】特開２００６−３４２７０７号公報
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、吸気・圧縮行程におけるＥＧＲガスと新気との混合を可及的に抑制して、点火プラグの近傍に新気をより確実に配置することで、良好な燃焼性でＥＧＲを実施することを目的としている。
【０００５】
本発明のエンジン（前記点火プラグを備えた火花点火式エンジン）は、気体吸入装置と、燃料噴射装置と、を備えている。前記気体吸入装置は、前記ＥＧＲガスと前記新気とを含む気体を、吸気ポートを介してシリンダ内に吸入するように構成されている。ここで、前記吸気ポートは、前記気体の前記シリンダへの入口通路であって、前記シリンダと連通するように形成されている。前記燃料噴射装置は、前記気体が吸入された前記シリンダ内に、燃料を噴射するように構成されている。
【０００６】
例えば、前記気体吸入装置は、ＥＧＲガス導入路と、ＥＧＲ制御弁と、を備え得る。前記ＥＧＲ制御弁は、前記ＥＧＲガス導入路に介装されている。前記ＥＧＲガス導入路における前記ＥＧＲガスの排出口は、例えば、前記吸気ポートに設けられ得る。
【０００７】
本発明の特徴は、前記気体吸入装置及び前記燃料噴射装置が、以下の如く動作するように構成された点にある：前記気体吸入装置は、前記新気を点火プラグ近傍位置に導入するとともに、前記ＥＧＲガスを前記新気とほぼ分離した状態で導入する。具体的には、前記気体吸入装置は、新気層を前記点火プラグ近傍位置（前記点火プラグ側）に形成するとともに、ＥＧＲガス層を前記新気層の下方（前記ピストン側）に形成する。前記燃料噴射装置は、前記新気（前記新気層）における第一の方向の渦流（タンブルあるいはスワール）を促進させるとともに、前記ＥＧＲガス（前記ＥＧＲガス層）における前記第一の方向とは反対の第二の方向の渦流を促進させるような態様で、前記新気（前記新気層）と前記ＥＧＲガス（前記ＥＧＲガス層）との境界付近に前記燃料を噴射する。
【０００８】
ここで、「スワール」とは、シリンダ中心軸まわりに旋回する横渦をいい、「タンブル」とは、これと直交する方向の縦渦をいう。「タンブル」は、「縦スワール」と称されることもある。前記渦流がタンブルである場合、前記境界は、前記シリンダの中心軸と直交する平面に沿って形成され得る。一方、前記渦流がスワールである場合、前記境界は、前記中心軸を含む面（平面あるいは円筒面）に沿って形成され得る。
【０００９】
かかる構成を有する本発明のエンジンにおいては、前記気体吸入装置により、前記新気が前記点火プラグ近傍位置に導入されるとともに、前記ＥＧＲガスが前記新気とほぼ分離した状態で導入される。その後、前記燃料噴射装置により、前記境界付近に前記燃料が噴射される。これにより、前記新気における前記第一の方向の渦流が促進されるとともに、前記ＥＧＲガスにおける前記第二の方向の渦流が促進される。具体的には、前記新気の渦流と前記ＥＧＲガスの渦流とが、前記境界付近にて互いに対向しつつ、同一方向に移動するように、前記新気層と前記ＥＧＲガス層とが形成される。この状態は、圧縮上死点近傍まで良好に維持される。
【００１０】
かかる構成によれば、吸気・圧縮行程にて、前記シリンダ内での前記ＥＧＲガスと前記新気との混合が可及的に抑制され、前記点火プラグの近傍に前記新気がより確実に配置される。したがって、本発明の構成によれば、良好な燃焼性でＥＧＲを実施することができる。
【００１１】
運転条件が変化すると、ＥＧＲ率等の変化によって前記境界の位置が変動し得る。そこで、前記燃料噴射装置は、このような運転条件の変化に伴う前記境界の位置の変動に応じて、噴射方向を変更可能に構成され得る。かかる構成によれば、運転条件が変化して前記境界の位置が変動しても、上述の作用効果が良好に奏され得る。
【００１２】
前記燃料噴射装置は、主噴霧を形成するとともに、前記主噴霧より流速の高い副噴霧を前記主噴霧の周囲（例えば上下）に形成するように構成され得る。この場合、前記副噴霧の噴射開始タイミングは、前記主噴霧よりも遅らせられ得る。
【００１３】
かかる構成においては、流速の高い前記副噴霧の作用で、前記新気及び前記ＥＧＲガスにおける上述のような渦流の形成が、よりいっそう促進される。これにより、前記新気と前記ＥＧＲガスとの分離（２層化）がより確実に行われ、より良好な燃焼性が得られる。
【００１４】
前記燃料噴射装置は、冷間始動時には前記境界付近とは異なる方向に前記燃料を噴射可能に構成され得る。かかる構成によれば、冷間始動時には、燃料噴射により、前記新気と前記ＥＧＲガスとの混合が積極的に行われる。これにより、冷間始動時における点火前の筒内ガス温度が上昇し、良好な着火性が得られる。
【００１５】
ここで、前記気体吸入装置は、冷間始動時に前記シリンダ内の前記新気と前記ＥＧＲガスとの混合を促進し得るように構成された可動部材を備え得る。この可動部材は、前記吸気ポートに設けられている。かかる構成によれば、冷間始動時における、前記新気と前記ＥＧＲガスとの混合による筒内ガス温度上昇がいっそう促進され、より良好な着火性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態（本願の出願時点において取り敢えず出願人が最良と考えている実施形態）について図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
なお、以下の実施形態に関する記載は、法令で要求されている明細書の記載要件（記述要件・実施可能要件）を満たすために、本発明の具体化の単なる一例を、可能な範囲で具体的に記述しているものにすぎない。よって、後述するように、本発明が、以下に説明する実施形態の具体的構成に何ら限定されるものではないことは、全く当然である。本実施形態に対して施され得る各種の変更（modification）は、当該実施形態の説明中に挿入されると、一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。
【００１８】
＜実施形態のエンジンの構成＞
図１は、本発明の一実施形態としてのエンジン１の全体構成を示す概略図である。
【００１９】
図１を参照すると、エンジン１には、シリンダ２が形成されている。シリンダ２内には、ピストン３が、シリンダ中心軸ＣＡに沿って往復移動可能に収容されている。シリンダ２内におけるピストン３よりも上方の空間によって、燃焼室ＣＣが形成されている。シリンダ２の上側には、点火プラグ４が設置されている。点火プラグ４は、その先端部に形成された火花放電部４ａが燃焼室ＣＣの上端部に露出するように配置されている。
【００２０】
エンジン１には、燃料噴射装置５が設けられている。燃料噴射装置５は、インジェクタ５ａと、このインジェクタ５ａに燃料を供給するための燃料ポンプ５ｂと、を備えている。インジェクタ５ａは、燃料をシリンダ２内に直接噴射するように構成されていて、シリンダ２の側方かつ上端部に対応する位置に配置されている。具体的には、インジェクタ５ａは、シリンダ中心軸ＣＡに向けて斜め下方に燃料を噴射するように配置されている。本実施形態における燃料噴射装置５は、インジェクタ５ａにおける複数のノズルの切り換えや、燃料ポンプ５ｂによる燃料圧力の変更によって、燃料噴射角度を可変に構成されている。
【００２１】
シリンダ２と連通するように、吸気ポート６及び排気ポート７が設けられている。吸気ポート６は、気体のシリンダ２への入口通路であって、燃焼室ＣＣの上端部にて開口部を有するように形成されている。本実施形態においては、吸気ポート６は、吸入空気に一定方向のタンブルが生じ難い形状（低タンブルポート形状）に形成されている。排気ポート７は、気体のシリンダ２からの出口通路であって、燃焼室ＣＣの上端部にて開口部を有するように形成されている。
【００２２】
エンジン１には、排気ポート７における上述の開口部を開閉するための排気動弁機構８が設けられている。排気動弁機構８は、いわゆる可変バルブタイミング機構であって、排気弁８ａの開閉タイミングを調整可能に構成されている。
【００２３】
本発明の気体吸入装置としての吸気系統９は、ＥＧＲガスと新気とを含むガスを、吸気ポート６を介してシリンダ２内に吸入するように、以下の通りの構成を有している。
【００２４】
吸気ポート６における上述の開口部を開閉するための吸気動弁機構９ａは、いわゆる可変バルブタイミング機構であって、吸気弁９ｂの開閉タイミングを調整可能に構成されている。ＥＧＲガス導入路９ｃは、排気ポート７を介して燃焼室ＣＣから排出された排気ガスを再度燃焼室ＣＣに導入し得るように形成されている。ＥＧＲガス導入路９ｃにおける、ＥＧＲガスの排出口９ｄは、吸気ポート６内であって上述の開口部の近傍位置に設けられている。ＥＧＲガス導入路９ｃには、ＥＧＲ制御弁９ｅが介装されている。ＥＧＲ制御弁９ｅは、電磁弁からなり、ＥＧＲガス導入路９ｃにおけるＥＧＲガスの流量（ＥＧＲ率）を調整し得るように構成及び配置されている。
【００２５】
このように、本実施形態においては、吸気系統９は、ＥＧＲガス導入のための構成（ＥＧＲガス導入路９ｃ及びＥＧＲ制御弁９ｅ）以外は、通常の（特段の仕切板等を備えない）構成を有している。
【００２６】
また、エンジン１は、制御部１０を備えている。制御部１０は、エンジン電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１を備えている。ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ１１ａと、ＲＯＭ１１ｂと、ＲＡＭ１１ｃと、バックアップＲＡＭ１１ｄと、インターフェース１１ｅと、双方向バス１１ｆと、を備えている。ＣＰＵ１１ａ、ＲＯＭ１１ｂ、ＲＡＭ１１ｃ、バックアップＲＡＭ１１ｄ、及びインターフェース１１ｅは、双方向バス１１ｆによって互いに接続されている。
【００２７】
ＣＰＵ１１ａは、本システムにおける各部の動作を制御するためのルーチン（プログラム）を実行するように構成されている。ＲＯＭ１１ｂには、ＣＰＵ１１ａが実行するルーチン、このルーチン実行の際に参照されるテーブル（ルックアップテーブル、マップ）やパラメータ、等が予め格納されている。ＲＡＭ１１ｃは、ＣＰＵ１１ａがルーチンを実行する際に、必要に応じてデータを一時的に格納し得るように構成されている。バックアップＲＡＭ１１ｄは、電源が投入された状態でＣＰＵ１１ａがルーチンを実行する際にデータが適宜格納されるとともに、この格納されたデータが電源遮断後も保持され得るように構成されている。
【００２８】
インターフェース１１ｅは、エンジン１に設けられた各種のセンサと電気回路的に接続されていて、これらのセンサからの検出信号をＣＰＵ１１ａに伝達し得るように構成されている。また、インターフェース１１ｅは、点火プラグ４、燃料噴射装置５、排気動弁機構８、吸気動弁機構９ａ、ＥＧＲ制御弁９ｅ、等の動作部と、電気回路的に接続されていて、これらの動作部を動作させるための動作信号をＣＰＵ１１ａからこれらの動作部に伝達し得るように構成されている。すなわち、ＥＣＵ１１は、上述の各種のセンサの出力信号に基づいてエンジン１の運転条件を取得し、この運転条件に基づいて、上述の動作部の動作を制御するように構成されている。
【００２９】
＜実施形態の構成による動作の概要＞
図２ないし図７は、図１に示されている本実施形態のエンジン１の動作説明図である。以下、各図を参照しつつ、本実施形態の構成による動作について説明する。
【００３０】
吸気行程の初期においては、図２に示されているように、ＥＧＲ制御弁９ｅが開かれることで、ＥＧＲガスを多量に含んだガスＧＥがシリンダ２内に吸入される。上述の通り、本実施形態においては、吸気ポート６は低タンブルポートであって、その内部には仕切板等の特段の構成は設けられていない。よって、このガスＧＥは、大きな渦流が形成されることなくピストン３上にて停滞する。
【００３１】
その後、ＥＧＲ制御弁９ｅが閉じられると、図３に示されているように、ＥＧＲガスを（ほとんど）含まない新気ＧＮがシリンダ２内に吸入される。新気ＧＮはガスＧＥよりも比重が小さいため、ガスＧＥの層の上方に新気ＧＮの層が形成される（以下、ＧＥをＥＧＲガス層、ＧＮを新気層と称する。）。すなわち、シリンダ２の上部である、火花放電部４ａの近傍位置に、新気層ＧＮが形成される。そして、この新気層ＧＮの下方に、ＥＧＲガス層ＧＥが形成される。新気層ＧＮにおいても、上述と同様に、大きな渦流は形成されない。
【００３２】
ＥＧＲガス層ＧＥと新気層ＧＮとの間に、境界ＧＢが形成される。この境界ＧＢは、シリンダ中心軸ＣＡ（図１参照）と直交する平面に沿って形成される。このような層状吸気状態は、図４に示されているように吸気弁９ｂが閉じられた直後においても維持されている。
【００３３】
続いて、図５に示されているように、インジェクタ５ａによって、燃料が境界ＧＢ付近に向けて噴射される。この燃料噴射によって、比較的高貫徹力を有する燃料ジェットＦＪが形成される。なお、運転条件に応じてＥＧＲ率等が変更されると、図６に示されているように、境界ＧＢの位置が変動する（この位置変動は実験やシミュレーション等によって予め取得され得る。）。そこで、本実施形態においては、運転条件に応じてマップ等を用いてインジェクタ５ａにおけるノズルの切り換えや燃料ポンプ５ｂ（図１参照）における燃料圧力の変更等を行うことで、燃料ジェットＦＪの向きが境界ＧＢの位置に適合するように、燃料噴射角度が調整される。
【００３４】
この燃料噴射の際に、シリンダ２の内壁面における燃料の図中上下方向への跳ね返りと、燃料ジェットＦＪの勢いによって形成される気流と、によって、新気層ＧＮに図中時計回りのタンブルＴ１が形成されるとともに、ＥＧＲガス層ＧＥにこれと反対方向のタンブルＴ２が形成される。新気層ＧＮのタンブルＴ１と、ＥＧＲガス層ＧＥのタンブルＴ２とは、境界ＧＢ付近にて同一方向にガスが移動するように、境界ＧＢ付近にて互いに対向する如く形成される。
【００３５】
この状態は、図７に示されているように、圧縮上死点近傍まで良好に維持される。すなわち、圧縮上死点にて、点火プラグ４の火花放電部４ａの近傍に燃料を含んだ新気層ＧＮが配置された状態が、良好に形成される。
【００３６】
＜燃料噴射の具体例＞
図８Ａないし図８Ｃは、図１に示されているインジェクタ５ａによる燃料噴射の具体例を示す概略図である。
【００３７】
図８Ａに示されているように、この具体例においては、燃料ジェットＦＪには、その中心部の主噴霧ＦＪｍと、その上下の副噴霧ＦＪｓと、が形成される。副噴霧ＦＪｓは、主噴霧ＦＪｍよりも高い流速で噴射される。すると、両者の流速の差によって主噴霧ＦＪｍが副噴霧ＦＪｓに巻き込まれることで、図８Ｂに示されているような、上下に反った形の合成噴霧ＦＪｒが形成される。
【００３８】
これにより、図８Ｃに示されているように、新気層ＧＮにおけるタンブルＴ１の形成と、ＥＧＲガス層ＧＥにおけるタンブルＴ２の形成とが、いっそう促進される。したがって、この具体例によれば、新気層ＧＮとＥＧＲガス層ＧＥとの分離（２層化）が良好に行われる。
【００３９】
図９Ａ及び図９Ｂは、図１に示されているインジェクタ５ａによる燃料噴射の他の具体例を示す概略図である。この具体例においては、まず先に主噴霧ＦＪｍが噴射される。すると、図９Ａに示されているように、主噴霧ＦＪｍがシリンダ２の内壁面と衝突する。これにより、主噴霧ＦＪｍの先端部が上下に分割される。
【００４０】
その後、副噴霧ＦＪｓが噴射される。すると、上述と同様に、副噴霧ＦＪｓは、流速差によって主噴霧ＦＪｍを巻き込みながら上下に偏向する。さらに、副噴霧ＦＪｓは、シリンダ２の内壁面と衝突して上下に分割された主噴霧ＦＪｍの先端部と衝突することで、副噴霧ＦＪｓの上下方向への偏向がさらに強められる。
【００４１】
これにより、図９Ｂに示されているように、新気層ＧＮにおけるタンブルＴ１の形成と、ＥＧＲガス層ＧＥにおけるタンブルＴ２の形成とが、よりいっそう促進される。また、流速の高い副噴霧ＦＪｓが直接にシリンダ２の内壁面に衝突することが可及的に抑制されることで、当該内壁面への燃料の付着量が可及的に抑制され得る。
【００４２】
＜実施形態の構成による効果＞
・上述のような構成を有する本実施形態においては、新気が点火プラグ４（火花放電部４ａ）の近傍位置に導入され且つＥＧＲガスが新気とほぼ分離した状態で導入された状態で、新気とＥＧＲガスとの境界ＧＢに向けて燃料噴射が行われる。
【００４３】
すると、上述の状態（新気層ＧＮが火花放電部４ａ近傍位置に形成されるとともにＥＧＲガス層ＧＥが新気層ＧＮの下方に形成された状態）にて、新気層ＧＮにおけるタンブルＴ１及びＥＧＲガス層ＧＥにおける逆方向のタンブルＴ２が形成され、あるいはこれらのタンブルの形成が促進される。これにより、吸気・圧縮行程にて、シリンダ２内でのＥＧＲガスと新気との混合が可及的に抑制され、火花放電部４ａの近傍に新気層ＧＮがより確実に配置される。よって、新気層ＧＮにおける初期燃焼が良好に安定化される。したがって、ＥＧＲ量（ＥＧＲ率）を増大させた場合であっても、良好な燃焼性でＥＧＲが実施され得る。
【００４４】
・本実施形態においては、ＥＧＲガス導入路９ｃにおけるＥＧＲガスの排出口９ｄが吸気ポート６の開口部付近に形成されているとともに、ＥＧＲガス導入路９ｃにはＥＧＲ制御弁９ｅが介装されている。
【００４５】
よって、吸気ポート６に仕切板やタンブルコントロールバルブ等の特段の構成を設けなくても、ＥＧＲにおける上述のような層状吸気が良好に行われる。したがって、燃焼性の良好なＥＧＲの実施が、簡略な装置構成によって良好に実現され得る。
【００４６】
・本実施形態においては、主噴霧ＦＪｍの周囲（上下）に、これより流速の高い副噴霧ＦＪｓが形成される。また、副噴霧ＦＪｓの噴射開始タイミングは、主噴霧ＦＪｍよりも遅らせられる。すると、流速の高い副噴霧ＦＪｓの作用で、新気層ＧＮにおけるタンブルＴ１及びＥＧＲガス層ＧＥにおける逆方向のタンブルＴ２の形成が、よりいっそう促進される。これにより、新気とＥＧＲガスとの分離（２層化）がより確実に行われ、より良好な燃焼性が得られる。
【００４７】
・本実施形態においては、運転条件の変化に伴う境界ＧＢの位置変動に応じて、燃料噴射方向が変更（調整）される。これにより、運転条件が変化しても、上述の効果が良好に得られる。
【００４８】
＜変形例の例示列挙＞
なお、上述の実施形態は、上述した通り、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の代表的な実施形態や具体例を単に例示したものにすぎない。よって、本発明はもとより上述の実施形態に何ら限定されるものではない。
【００４９】
したがって、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、上述の実施形態や具体例に対して種々の変形が施され得ることは、当然である。
【００５０】
以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。もっとも、言うまでもなく、変形例とて、以下に列挙されたもの限定されるものではない。また、複数の変形例が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
【００５１】
本発明（特に、本発明の課題を解決するための手段を構成する各構成要素における、作用的・機能的に表現されているもの）は、上述の実施形態や、下記変形例の記載に基づいて限定解釈されてはならない。このような限定解釈は、（先願主義の下で出願を急ぐ）出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、許されない。
【００５２】
（Ａ）ＥＧＲは、上述の実施形態のような外部ＥＧＲでなく、排気弁８ａ及び吸気弁９ｂの開閉タイミングを排気動弁機構８及び吸気動弁機構９ａによって適宜制御することによるバルブオーバーラップを用いた内部ＥＧＲでもよい。また、燃料噴射時期は、吸気弁９ｂの閉弁時期の近傍か、あるいは閉弁直後に行われ得る。
【００５３】
（Ｂ）図１０は、図１に示されている実施形態のエンジン１の一つの変形例の構成を示す概略図である。図１０に示されているように、冷間始動時には、境界ＧＢ（図５や図６参照）とは異なる位置、例えば新気ＧＮに向けて燃料が噴射されてもよい。すると、冷間始動時には、上述のような態様の燃料噴射により、新気ＧＮとＥＧＲガスＧＥとの混合が積極的に行われる。したがって、冷間始動時における点火前の筒内ガス温度が上昇し、良好な着火性が得られる。
【００５４】
（Ｃ）図１１は、図１に示されている実施形態のエンジン１の他の変形例の構成を示す概略図である。図１１に示されているように、吸気ポート６には、シリンダ２内に吸入された気体に所定方向のタンブル及び／又はスワールを形成するための気流制御弁９ｆ（可動部材）が設けられていてもよい。なお、この気流制御弁９ｆと協働して上述のタンブル及び／又はスワールを形成するための仕切板が、吸気ポート６内に設けられていてもよい。
【００５５】
かかる構成によれば、気流制御弁９ｆの動作を制御することで、冷間始動時における新気ＧＮとＥＧＲガスＧＥとの混合が促進され得る。したがって、冷間始動時における点火前の筒内ガス温度が上昇し、良好な着火性が得られる。
【００５６】
（Ｄ）図２や図３の状態において、上述の気流制御弁９ｆや仕切板等を用いて、燃料噴射前のＥＧＲガス層ＧＥや新気層ＧＮに、図５に示されている態様のタンブルを予め形成するようにしてもよい。
【００５７】
（Ｅ）タンブルに代えてスワールを用いることで、新気ＧＮとＥＧＲガスＧＥとの分離を行うようにしてもよい。この場合、副噴霧ＦＪｓは、主噴霧ＦＪｍの上下ではなく左右に形成され得る。
【００５８】
（Ｆ）燃料噴射装置５は、いわゆるコモンレール方式の構成を有していてもよい。すなわち、燃料噴射装置５における、インジェクタ５ａと燃料ポンプ５ｂとの間には、燃料蓄圧室（コモンレール）が介装されていてもよい。
【００５９】
（Ｇ）その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の範囲内に含まれることは当然である。
【００６０】
また、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態としてのエンジンの全体構成を示す概略図である。
【図２】図１に示されている実施形態のエンジンの動作説明図である。
【図３】図１に示されている実施形態のエンジンの動作説明図である。
【図４】図１に示されている実施形態のエンジンの動作説明図である。
【図５】図１に示されている実施形態のエンジンの動作説明図である。
【図６】図１に示されている実施形態のエンジンの動作説明図である。
【図７】図１に示されている実施形態のエンジンの動作説明図である。
【図８Ａ】図１に示されているインジェクタによる燃料噴射の具体例を示す概略図である。
【図８Ｂ】図１に示されているインジェクタによる燃料噴射の具体例を示す概略図である。
【図８Ｃ】図１に示されているインジェクタによる燃料噴射の具体例を示す概略図である。
【図９Ａ】図１に示されているインジェクタによる燃料噴射の他の具体例を示す概略図である。
【図９Ｂ】図１に示されているインジェクタによる燃料噴射の他の具体例を示す概略図である。
【図１０】図１に示されている実施形態のエンジンの一つの変形例の構成を示す概略図である。
【図１１】図１に示されている実施形態のエンジンの他の変形例の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    …エンジン        ２    …シリンダ              ３    …ピストン
４    …点火プラグ      ４ａ  …火花放電部            ５    …インジェクタ
６    …吸気ポート      ９    …吸気系統              ９ｃ  …ＥＧＲガス導入路
ｄ    …排出口          ９ｅ  …ＥＧＲ制御弁          ９ｆ  …気流制御弁
１０  …制御部          ＣＡ  …シリンダ中心軸        ＦＪ  …燃料ジェット
ＦＪｍ…主噴霧          ＦＪｓ…副噴霧                ＦＪｒ…合成噴霧
ＧＢ  …境界            ＧＥ  …ＥＧＲガス層          ＧＮ  …新気層
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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