CN104454194A - 压缩点火式发动机的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的压缩点火式发动机的控制装置（10）形成为在发动机（1）的运行状态位于设定在低负荷侧的规定的压缩点火区域时，通过使汽缸（18）内的混合气进行压缩点火燃烧而使发动机（1）运行的结构。控制装置（10）在发动机（1）的运行状态位于压缩点火区域时，发动机（1）的负荷越低，将EGR率设定为越高，并且在压缩点火区域内的低负荷侧的特定负荷（T₁）时将EGR率设定为规定的最高EGR率（r_max），且在发动机（1）的负荷低于特定负荷时，将EGR率设定为最高EGR率以下。

Description

压缩点火式发动机的控制装置

技术领域

在这里公开的技术涉及压缩点火式发动机的控制装置。

背景技术

例如专利文献1中记载了发动机的运行状态位于低旋转·低负荷侧的规定区域时，使汽缸内的混合气压缩点火燃烧的发动机。又，该发动机在进行压缩点火燃烧时，将排气门的闭阀时期设定在（排气）上死点前，并且将进气门的开阀时期设定在上死点后，以此夹着上死点设置排气门及进气门均闭阀的期间（所谓负重叠期间）。通过设置负重叠期间，以此使高温的排气的一部分残留在汽缸内。即，通过内部EGR（exhaust gas recirculation；排气再循环），提高汽缸内的温度而提高压缩点火的点火性及燃烧稳定性。又，专利文献1在进行压缩点火燃烧的运行区域中，发动机负荷越低，使排气门的闭阀时期越提前，以此提高内部EGR的EGR率。

又，专利文献2记载了在用于燃气热泵（gas heat pump）的发动机中，与专利文献1相同地执行压缩点火燃烧时，发动机负荷越低，使负重叠期间越长，从而提高内部EGR的EGR率。

专利文献1：日本特开2009-197740号公报；

专利文献2：日本特开2007-120330号公报。

发明内容

发动机负荷越低，汽缸内的温度环境越低，因此对压缩点火燃烧是不利的。因此，如专利文献1、专利文献2中所记载，发动机负荷越低，越提高内部EGR的EGR率，这将使导入至汽缸内的排气的量增加而使压缩开始前的汽缸内的温度提高，因此在活塞到达压缩上死点时的汽缸内的温度（即，压缩端温度）提高，从而可能有利于压缩点火的点火性及燃烧稳定性。

然而，本申请发明人经过研究发现将EGR率以规定以上设定为较高反而导致压缩端温度下降。这在发动机的运行状态位于低负荷乃至极低负荷的区域时，使压缩点火的点火性及燃烧稳定性下降。

在这里公开的技术是鉴于上述问题而形成的，其目的是在压缩点火式发动机中，在其运行状态位于低负荷域时，改善压缩点火的点火性及燃烧稳定性。

排气中包含大量的作为三原子分子的CO₂和H₂O等，其与包含氮气（N₂）和氧气（O₂）等的空气（即，导入至汽缸内的新气）相比，比热比低。因此，在提高EGR率而增加导入至汽缸内的排气的比例时，压缩开始前的汽缸内的气体温度可能提高，但是即使进行压缩，气体的温度也并不那么提高，其结果是，压缩端温度降低。在这里公开的技术，在执行压缩点火燃烧的低负荷侧的运行区域中，基本上发动机负荷越低，将EGR率设定为越高，以此确保压缩点火的点火性及燃烧稳定性，另一方面在压缩点火区域内的低负荷侧的特定负荷以下时，将EGR率以不超过预先设定的最高EGR率的方式进行设定，以此避免压缩端温度下降，改善压缩点火的点火性及燃烧稳定性。

具体而言，在这里公开的压缩点火式发动机的控制装置是形成为如下结构的控制装置：使具备具有汽缸的发动机主体、和形成为将排气导入所述汽缸内的结构的排气回流系统的发动机，在该发动机的运行状态位于设定在低负荷侧的规定的压缩点火区域时，通过使所述汽缸内的混合气进行压缩点火燃烧而运行。

而且，该控制装置在所述发动机的运行状态位于所述压缩点火区域时，所述发动机的负荷越低，将作为相对于所述汽缸内的总气体量的所述排气的量的比率的EGR率设定为越高，并且在所述压缩点火区域内的低负荷侧的特定负荷时将所述EGR率设定为规定的最高EGR率，且在所述发动机的负荷低于所述特定负荷时，将所述EGR率设定为所述最高EGR率以下。

在这里，“压缩点火区域内的低负荷侧的特定负荷”可以定义为在压缩点火区域内，在负荷方向上分割为低负荷侧及高负荷侧两部分时的低负荷侧上进行设定的规定的负荷。

根据上述结构，在执行压缩点火燃烧的低负荷侧的运行区域，发动机的负荷越低，EGR率设定为越高。发动机的负荷越低，汽缸内的温度状态越低，但是通过将EGR率设定为较高而增加导入至汽缸内的高温排气的比例，以此分别提高压缩开始温度及压缩端温度。这样，在压缩点火区域中，确保压缩点火的点火性及燃烧稳定性。另外，EGR率可以相对于发动机的负荷的降低而连续地设定为较高，也可以阶梯性地设定为较高，但是从压缩点火燃烧的稳定性及与EGR率的调节相关的状态量控制的控制性的观点考虑，优选的是将EGR率以相对于发动机的负荷的降低而连续地提高的形式进行设定。

EGR率在发动机的负荷位于特定负荷时设定为最高。而且，在发动机的负荷低于特定负荷时，EGR率设定为该最高EGR率以下。

在这里，将EGR率设定为最高EGR率以下也可以是在所述发动机的负荷低于所述特定负荷时，将所述EGR率设定为所述最高EGR率（即，与所述发动机的负荷的高低无关地确保EGR率在最高EGR率下保持恒定）。

又，也可以与此不同地在所述发动机的负荷低于所述特定负荷时，发动机的负荷越低，将所述EGR率设定为越低。

这样，限制EGR率即为限制导入至汽缸内的排气的量，因此避免导入至汽缸内的气体（即，包含新气及排气的气体）整体的比热比过度降低。其结果是，在将压缩开始前的汽缸内的气体温度较高地维持的同时抑制压缩端温度的降低。即，能够较高地确保压缩端温度，因此在发动机的负荷低时，改善压缩点火的点火性及燃烧稳定性。

在这里，最高EGR率也可以设定为50～90%。即，也可以在可以实现能够确保压缩点火的点火性及燃烧稳定性的压缩端温度的范围内，尽可能将最高EGR率设定为较高。这样，尤其在发动机负荷低时，未燃损失容易增高，但是通过尽可能将EGR率设定为较高，并且尽可能将大量的排气导入至汽缸内，以此可以减少未燃损失。这有利于燃料消耗量的改善。

又，如下所述，在发动机的负荷低于所述特定负荷时，通过臭氧导入器将臭氧导入至所述汽缸内的结构中，臭氧的导入提高压缩点火的点火性及燃烧稳定性，因此也可以将最高EGR率设定为较低。尤其在因发动机主体的结构的原因而例如几何压缩比设定为比较低导致压缩端温度变得比较低的结构中，在发动机负荷低于特定负荷时，为了确保压缩点火的点火性及燃烧稳定性，而向汽缸内导入臭氧的必要性提高。因此，对于几何压缩比设定为比较低的发动机主体，存在最高EGR率设定为较低的情况。

也可以是所述排气回流系统包括形成为通过所述发动机主体的进气门及排气门的开闭控制使所述排气回流至所述汽缸内的结构的内部EGR系统；所述内部EGR系统在所述发动机的运行状态位于所述压缩点火区域时调节所述EGR率。

内部EGR系统与通过设置于发动机主体的外部的EGR通路使排气回流的外部EGR系统相比，可以较高地维持温度的同时将排气导入至汽缸内。这分别提高压缩开始时的气体温度及压缩端温度，并且有利于压缩点火燃烧的稳定化。

也可以是所述内部EGR系统形成为通过在进气行程中使所述排气门开阀，以此将在排气行程中排出至排气侧的排气导入至所述汽缸内的结构。

即，内部EGR系统可以形成为在排气上死点前使排气门闭阀，并且在排气上死点（=进气上死点）后使进气门开阀，以此夹着上死点设置使进气门及排气门均闭阀的负重叠期间的结构。然而，在该结构中，随着在排气行程中使排气门闭阀，而将密封在汽缸内的高温的排气进行压缩，因此冷却损失增大。这导致压缩开始时的气体温度的下降，甚至导致压缩端温度的下降的不理想的情况。

又，也可以是内部EGR系统在排气行程中使进气门开阀而将排气的一部分排出至进气道且在进气行程中将该排气与新气一起再次导入至汽缸内（所谓进气的二次打开）。在该结构中，由于不设置负重叠期间，因此无需压缩高温的排气，冷却损失减少。然而，进气道与排气道相比温度低，并且在将排气排出至进气道的期间，排气的温度容易下降。其结果是，导致压缩开始时的气体温度的下降以及伴随与此的压缩端温度的下降的不理想的情况。

相对于此，在进气行程中使排气门开阀，并且将在排气行程中排出的排气的一部分导入至汽缸内的结构（所谓排气的二次打开），可以与进气的二次打开相同地减少冷却损失。又，排气道与进气道相比温度高，因此不同于进气的二次打开，而抑制排出至排气道的排气的温度下降。其结果是，排气的二次打开最能抑制压缩开始时的气体的温度下降，并且最有利于提高压缩端温度而改善压缩点火的点火性及燃烧的稳定性。

也可以是所述发动机还具备形成为将臭氧导入至所述汽缸内的结构的臭氧导入器；该控制装置在所述发动机的负荷低于所述特定负荷时，通过所述臭氧导入器将臭氧导入至所述汽缸内。

通过将臭氧导入至汽缸内，以此提高压缩点火的点火性，并且提高压缩点火燃烧的稳定性。如上所述，通过使发动机负荷低于特定负荷，且使EGR率为最高EGR率以下，以此压缩端温度达到在该发动机主体中得到的最高温度附近，但难以得到其以上的压缩端温度。因此，代替通过较高的压缩端温度确保压缩点火的点火性及燃烧稳定性，而通过向汽缸内导入臭氧，以此可以确保压缩点火的点火性及燃烧稳定性。

也可以仅在例如外气温度低或者极其低而压缩开始时的气体温度降低，其结果是压缩端温度相对降低的情况下将臭氧导入至汽缸内。又，如上所述也可以仅在压缩比（包括几何压缩比及有效压缩比）比较低而压缩端温度降低的情况等、因各种因素而压缩端温度降低时将臭氧导入至汽缸内。

另外，向汽缸内的臭氧的导入可以在将进气导入至汽缸内时对进气添加臭氧，也可以在将进气导入至汽缸内后对汽缸内的气体添加臭氧。

也可以是所述排气回流系统包括形成为通过所述发动机主体的进气门及排气门的开闭控制使所述排气回流至所述汽缸内的结构的内部EGR系统；该控制装置在所述发动机的负荷低于所述特定负荷时，将所述EGR率设定为低于所述最高EGR率。

如上所述，所述压缩点火式发动机的控制装置在执行压缩点火燃烧的低负荷侧的运行区域中，发动机的负荷越低将EGR率设定为越高，另一方面，在发动机负荷低于特定负荷时，将EGR率设定为预先设定的最高EGR率以下，以此避免EGR率过度提高而压缩端温度反而降低，其结果是，在压缩点火区域的负荷方向的整个区域，确保压缩点火的点火性及压缩点火燃烧的稳定性。

附图说明

图1是示出压缩点火式发动机的结构的概略图；

图2是与压缩点火式发动机的控制相关的框图；

图3是放大示出燃烧室的剖视图；

图4是例示臭氧发生器的结构的概念图；

图5是形成为在大升程与小升程之间可进行切换的结构的进气门的升程曲线的例示、和形成为在通常的开阀动作与在进气行程时再次开阀的特殊动作之间可进行切换的结构的排气门的升程曲线的例示；

图6是例示发动机的运行控制映射图（map）的图；

图7中的图7（a）是在CI模式中执行进气行程喷射的情况下的燃料喷射时期的一个示例、和伴随与此的CI燃烧的热释放率的例示，图7（b）是在CI模式中执行高压延迟喷射的情况下的燃料喷射时期的一个示例、和伴随与此的CI燃烧的热释放率的例示；

图8是例示EGR率与发动机的负荷的高低之间的关系、以及臭氧浓度与发动机的负荷的高低之间的关系的图；

图9中的图9（a）是例示导入至汽缸内的气体的比热比与EGR率之间的关系的图，图9（b）是例示压缩开始时的汽缸内气体的温度与EGR率之间的关系的图，图9（c）是例示压缩端温度与EGR率之间的关系的图，图9（d）是例示燃烧重心位置与EGR率之间的关系的图；

符号说明：

1      发动机（发动机主体）；

10     PCM（控制装置）；

18     汽缸；

21     进气门；

22     排气门；

71     VVL（内部EGR系统，排气回流系统）；

76     臭氧发生器（臭氧导入器）。

具体实施方式

下面基于附图对压缩点火式发动机的控制装置的实施形态进行说明。以下的优选实施形态的说明是例示。图1、图2示出发动机（发动机主体）1的大概结构。该发动机1是搭载在车辆上，并且被供给至少包含汽油的燃料的火花点火式汽油发动机。发动机1具有设有多个汽缸18的汽缸体11（另外，尽管在图1中仅图示一个汽缸，但是例如可以是四个汽缸直列设置）、配设于该汽缸体11上的汽缸盖12、以及配设于汽缸体11的下侧，用于贮存润滑油的油底壳13。在各汽缸18内可往复运动地插入通过连杆142与曲轴15连接的活塞14。在活塞14的顶面，如图3中放大示出那样，形成像柴油发动机中的凹入（reentrant）型的腔室141。腔室141在活塞14位于压缩上死点附近时，与下述喷射器67对置。由汽缸盖12、汽缸18、具有腔室141的活塞14区隔燃烧室19。另外，燃烧室19的形状不限于图示的形状。例如腔室141的形状、活塞14的顶面形状、及燃烧室19的顶壁部的形状等可以适当改变。

该发动机1以提高理论热效率、实现下述压缩点火燃烧的稳定化等为目的，设定为15以上的比较高的几何压缩比。另外，几何压缩比只要在15以上20以下范围内适当设定即可。

在汽缸盖12上，对于每一汽缸18形成进气道16及排气道17，同时在这些进气道16及排气道17上分别配设有用于开闭燃烧室19侧的开口的进气门21及排气门22。

在分别驱动进气门21及排气门22的配气机构内，在排气侧设置将排气门22的工作模式在通常模式与特殊模式之间切换的、例如油压工作式的可变机构（参照图2。以下称为VVL（variable valve lift；可变气门升程机构））71、和可变更相对于曲轴15的排气凸轮轴的旋转相位的相位可变机构（以下称为VVT（variable valve time；可变气门正时机构））75。VVL 71其结构的详细图示省略，但是包含具有一个凸轮尖的第1凸轮和具有两个凸轮尖的第2凸轮的凸轮轮廓不同的两种凸轮、以及选择性地将该第1凸轮及第2凸轮中的任意一方的凸轮的工作状态向排气门22传递的空转机构（lost motion）而构成。在将第1凸轮的工作状态向排气门22传递时，如图5的左侧的实线所例示那样，排气门22以在排气行程中只开阀一次的通常模式工作，而将第2凸轮的工作状态向排气门22传递时，如图5的左侧的虚线所例示那样，排气门22以在排气行程中开阀并且在进气行程中也开阀的、所谓排气的二次打开的特殊模式工作。VVL 71的通常模式和特殊模式根据发动机的运行状态切换。具体地说，特殊模式在进行涉及内部EGR的控制时使用。在以下说明中，将使VVL 71以通常模式工作，不进行排气二次打开称为“关闭（off）VVL 71”，将使VVL 71以特殊模式工作，从而执行排气二次打开称为“开启（on）VVL 71”。另外，也可以采用在使这样的通常模式和特殊模式之间的切换成为可能的基础上，通过电磁执行器驱动排气门22的电磁驱动式的配气机构。

又，内部EGR的执行并不仅仅通过排气二次打开而实现。例如可以通过两次打开进气门21的、进气的二次打开执行内部EGR控制，也可以执行设置在排气行程乃至进气行程中将进气门21及排气门22两者都关闭的负重叠期间而使已燃气体残留在汽缸18内的内部EGR控制。然而，如上所述，在提高压缩端温度方面，最优选的是排气二次打开。

VVT 75只要适当采用液压式、电磁式或机械式的公知的结构即可，关于其详细的结构的图示省略。排气门22可以通过VVT 75在规定的范围内连续地变更其开阀时期及闭阀时期。

与具备VVL 71及VVT 75的排气侧的配气机构相同地，在进气侧上，如图2所示设置有VVL 74和VVT 72。进气侧的VVL 74与排气侧的VVL 71不同。进气侧的VVL 74包含使进气门21的升程量相对增大的大升程凸轮、和使进气门21的升程量相对减小的小升程凸轮的凸轮轮廓不同的两种凸轮、以及选择性地将大升程凸轮及小升程凸轮中的任意一方的凸轮的工作状态向进气门21传递的空转机构而构成。在VVL 74将大升程凸轮的工作状态向进气门21传递时，如图5的右侧的实线所例示那样，进气门21以相对大的升程量开阀，且其开阀期间也长。相对于此，在VVL 74将小升程凸轮的工作状态向进气门21传递时，进气门21如图5中右侧的虚线所示，以相对较小的升程量开阀且其开阀期间也短。大升程凸轮和小升程凸轮设定为具有相同的闭阀时期或开阀时期地进行切换。

进气侧的VVT 72与排气侧的VVT 75相同地，只要适当采用液压式、电磁式或机械式的公知的结构即可，关于其详细的结构的图示省略。进气门21可以通过VVT 72在规定的范围内连续地变更其开阀时期及闭阀时期。

在汽缸盖12上，对于每个汽缸18还安装有向汽缸18内直接喷射（直喷）燃料的喷射器67。喷射器67如图3中放大示出那样，配设为其喷口从燃烧室19的顶面中央部分面向该燃烧室19内。喷射器67在根据发动机1的运行状态而设定的喷射正时，向燃烧室19内直接喷射与发动机1的运行状态相对应的量的燃料。在该示例中，喷射器67其详细的图示省略，但是是具有多个喷口的多喷口型的喷射器。借助于此，喷射器67以使燃料喷雾从燃烧室19的中心位置辐射状展开的方式喷射燃料。如图3中用箭头所示那样，在活塞14位于压缩上死点附近的正时，从燃烧室19的中央部分以辐射状展开地被喷射的燃料喷雾沿着形成于活塞顶面的腔室141的壁面流动。换而言之，可以是，腔室141形成为在其内部容纳在活塞14位于压缩上死点附近的正时被喷射的燃料喷雾的结构。该多喷口型的喷射器67和腔室141的组合是有利于在燃料喷射后缩短混合气形成期间并缩短燃烧期间的结构。另外，喷射器67不限于多喷口型的喷射器，也可以采用外开阀类型的喷射器。

未图示的燃料箱和喷射器67之间通过燃料供给路径相连接。在该燃料供给路径上介设有包含燃料泵63和共轨（common rail）64，且能够以比较高的燃料压力向喷射器67供给燃料的燃料供给系统62。燃料泵63从燃料箱向共轨64压送燃料，并且共轨64能够将被压送的燃料以比较高的燃料压力储存。通过使喷射器67开阀，储存在共轨64中的燃料从喷射器67的喷口喷射。在这里，燃料泵63尽管其图示省略，但是是柱塞式的泵，并且由发动机1驱动。包含该发动机驱动的泵的结构的燃料供给系统62能够将30MPa以上的较高的燃料压力的燃料向喷射器67供给。燃料压力最高也可以设定为120MPa左右。向喷射器67供给的燃料的压力如下所述那样能够根据发动机1的运行状态进行改变。另外，燃料供给系统62并不限于该结构。

又，在汽缸盖12上，如图3所示那样还安装有对燃烧室19内的混合气强制点火的火花塞25。火花塞25在该示例中，配置为以从发动机1的排气侧向斜下方延伸的方式贯通汽缸盖12内。如图3所示，火花塞25的梢端配置为面向位于压缩上死点的活塞14的腔室141内。

发动机1的一侧面，如图1所示，连接有与各汽缸18的进气道16连通的进气通路30。另一方面，发动机1的另一侧面与排出来自各汽缸18的燃烧室19的已燃气体（排气）的排气通路40连接。

在进气通路30的上游端部配设有过滤吸入空气的空气滤清器31。又，在进气通路30中的下游端附近配设有缓冲罐33。比该缓冲罐33靠近下游侧的进气通路30形成为向每个汽缸18分叉的独立通路，并且这些各独立通路的下游端分别与各汽缸18的进气道16连接。

在进气通路30中的空气滤清器31和缓冲罐33之间配设有冷却或加热空气的水冷式的中冷器/加温器34、和调节向各汽缸18的吸入空气量的节气门36。进气通路30又与绕过中冷器/加温器34的中冷器旁通通路35连接，在该中冷器旁通通路35上配设有用于调节通过该通路35的空气流量的中冷器旁通阀351。通过中冷器旁通阀351的开度调节，调节中冷器旁通通路35的通过流量和中冷器/加温器34的通过流量的比例，以此可以调节导入汽缸18的新气的温度。另外，也可以省略中冷器/加温器34及附属于其的构件。

排气通路40的上游侧的部分由具有向各汽缸18分叉而与排气道17的外侧端连接的独立通路、和集合该各独立通路的集合部的排气歧管构成。该排气通路40中的比排气歧管靠近下游侧的部分分别与作为净化排气中的有害成分的排气净化装置的直接催化器（catalyst）41和底板催化器（underfoot catalyst）42相连接。直接催化器41及底板催化器42各自具备筒状壳体、和配置在其壳体内的流路上的例如三元催化器而构成。

进气通路30中的缓冲罐33和节气门36之间的部分与排气通路40中的比直接催化器41靠近上游侧的部分，通过用于将排气的一部分回流至进气通路30的EGR通路50相连接。该EGR通路50包含配设有用于将排气通过发动机冷却水进行冷却的EGR冷却器52的主通路51、和用于绕过EGR冷却器52的EGR冷却器旁通通路53而构成。在主通路51中配设有用于调节排气向进气通路30的回流量的EGR阀511，在EGR冷却器旁通通路53中配设有用于调节在EGR冷却器旁通通路53中流通的排气的流量的EGR冷却器旁通阀531。

又，在进气通路30中的节气门36和缓冲罐33之间介设有在导入至汽缸18内的新气中添加臭氧的臭氧发生器（O₃发生器）76。臭氧发生器76例如图4所示具备在进气管301的横截面上以上下或左右方向隔着规定间隔排列的多个电极而构成。臭氧发生器76将包含在进气中的氧作为原料气体，并且通过无声放电生成臭氧。即，由未图示的电源向电极施加高频率交流高电压，以此在放电间隙产生无声放电，并且使通过此处的空气（即，进气）被臭氧化。这样添加了臭氧的进气从缓冲罐33通过进气歧管导入至各汽缸18内。通过变更对臭氧发生器76的电极的电压的施加形态、和/或变更被施加电压的电极的数量，以此可以调节通过臭氧发生器76后的进气中的臭氧浓度。如下所述，PCM 10通过这样的对臭氧发生器76的控制，以此进行导入至汽缸18内的进气中的臭氧浓度的调节。

这样构成的发动机1通过动力系控制模块（以下称为PCM（powertrain control module））10控制。PCM 10由具有CPU、存储器、计数器定时器（counter timer）群、接口及连接这些单元的总线的微处理器构成。该PCM 10构成控制装置。

对PCM 10如图1、图2所示输入各种传感器SW1～SW16的检测信号。在该各种传感器中包含以下传感器。即、在空气滤清器31的下游侧，检测新气的流量的空气流量传感器SW1及检测新气的温度的进气温度传感器SW2；配置于中冷器/加温器34的下游侧，且检测通过中冷器/加温器34后的新气的温度的第二进气温度传感器SW3；配置于EGR通路50中的与进气通路30的连接部附近，且检测外部EGR气体的温度的EGR气体温度传感器SW4；安装于进气道16上，且检测即将流入汽缸18内之前的进气的温度的进气道温度传感器SW5；安装于汽缸盖12上，且检测汽缸18内的压力的缸内压力传感器SW6；配置于排气通路40中的与EGR通路50的连接部附近，且分别检测排气温度及排气压力的排气温度传感器SW7及排气压力传感器SW8；配置于直接催化器41的上游侧，且检测排气中的氧浓度的线性O₂传感器SW9；配置于直接催化器41和底板催化器42之间，且检测排气中的氧浓度的λ型O₂传感器SW10；检测发动机冷却水的温度的水温传感器SW11；检测曲轴15的旋转角的曲轴角传感器SW12；检测与车辆的加速器踏板（图示省略）的操作量相对应的加速器开度的加速器开度传感器SW13；进气侧及排气侧的凸轮角传感器SW14、SW15；以及安装于燃料供给系统62的共轨64上，且检测向喷射器67供给的燃料压力的燃料压力传感器SW16。

PCM 10基于这些检测信号执行各种运算，以判定发动机1和车辆等的状态，并且根据此状态向喷射器67、火花塞25、进气门侧的VVT 72及VVL 74、排气门侧的VVT 75及VVL 71、燃料供给系统62以及各种阀（节气门36、中冷器旁通阀351、EGR阀511以及EGR冷却器旁通阀531）的执行器、及臭氧发生器76输出控制信号。以此PCM 10运行发动机1。

图6示出发动机1的运行控制映射图的一个示例。该发动机1以燃料消耗量的改善和排气排放性能的改善等为目的，在发动机负荷相对低的低负荷域中，不执行通过火花塞25的点火，而执行通过压缩自动点火进行燃烧的压缩点火燃烧。然而，随着发动机1的负荷增高，在压缩点火燃烧中，燃烧过度急剧地进行，从而引起例如燃烧噪声等的问题。因此，在该发动机1中，在发动机负荷相对高的高负荷域中，停止压缩点火燃烧，而切换为利用火花塞25的强制点火燃烧（在这里是火花点火燃烧）。像这样，该发动机1形成为根据发动机1的运行状态，尤其是根据发动机1的负荷，在执行压缩点火燃烧的CI（compression ignition；压缩点火）模式和执行火花点火燃烧的SI（spark ignition；火花点火）模式之间切换的结构。然而，模式切换的边界线并不限于图中的示例。

CI模式进一步根据发动机负荷的高低分为两个区域。具体地说，在相当于CI模式内的低中负荷的区域（1）中，为了提高压缩点火燃烧的点火性及稳定性，将温度相对高的热EGR气体导入至汽缸18内。这是通过开启排气侧的VVL 71并执行在进气行程中将排气门22开阀的排气的二次打开而实现，详细的在后面叙述。热EGR气体的导入有利于提高汽缸18内的压缩端温度，并且在区域（1）中提高压缩点火的点火性及燃烧稳定性。又，在区域（1）中，如图7（a）所示，至少在从进气行程至压缩行程中期的期间内，喷射器67向汽缸18内喷射燃料，以此形成均质的混合气。均质混合气如图7（a）所示，在压缩上死点附近压缩自动点火。

在CI模式内，包含CI模式与SI模式的切换边界线（即，切换负荷）的高负荷的区域（2）中，汽缸18内的温度环境增高。因此，在为了抑制过早点火而降低热EGR气体量的同时使由于通过EGR冷却器52而被冷却的冷却EGR气体导入至汽缸18内。

又，该发动机1将切换负荷尽可能设定为较高，以此尽可能将CI模式的区域扩大至高负荷侧，在负荷高的区域（2）中，在从进气行程至压缩行程中期的期间内燃料喷射至汽缸18内时，存在发生过早点火等的异常燃烧的担忧。另一方面，在试图大量导入温度低的冷却EGR气体而降低汽缸内的压缩端温度时，导致压缩点火的点火性恶化。即，在区域（2）仅通过汽缸18内的温度控制是无法稳定地执行压缩点火燃烧。因此，在该区域（2）中，除了汽缸18内的温度控制以外，还设法通过燃料喷射形态避免过早点火等的异常燃烧，且谋求压缩点火燃烧的稳定化。具体而言，该燃料喷射形态是如图7（b）所示至少在从压缩行程后期至膨胀行程初期的期间（以下将该期间称为延迟（retard）期间）内，以与以往相比大幅度高压化的燃料压力对汽缸18内执行燃料喷射。将该特征的燃料喷射形态以下称为“高压延迟喷射”或简称为“延迟喷射”。通过这样的高压延迟喷射，避免在区域（2）中的异常燃烧，且谋求压缩点火燃烧的稳定化。关于该高压延迟喷射的详细内容在后面叙述。

相对于这样的CI模式，SI模式尽管在图6中未明确示出，但是关闭排气侧的VVL71，而中止热EGR气体的导入，另一方面继续导入冷却EGR气体。又，在SI模式中，使节气门36全开，另一方面通过EGR阀511的开度调节而调节导入至汽缸18内的新气量及外部EGR气体量，详细的在后面叙述。像这样通过调节导入至汽缸18内的气体比例，以此谋求泵损失的降低、且通过将大量的冷却EGR气体导入至汽缸18内所达到的异常燃烧的避免、通过将火花点火燃烧的燃烧温度抑制为较低所达到的RawNOx的生成抑制及冷却损失的减少。另外，在全开负荷域中，通过使EGR阀511闭阀，以此使外部EGR为零。

该发动机1的几何压缩比如上所述被设定为15以上（例如18）。较高的压缩比提高压缩端温度及压缩端压力，因此在CI模式的、尤其是低负荷的区域（例如，区域（1））中，有利于压缩点火燃烧的稳定化。另一方面，该高压缩比发动机1在作为高负荷域的SI模式中，存在容易发生过早点火和爆震等的异常燃烧的问题。

因此，该发动机1在SI模式中，通过执行上述的高压延迟喷射，以此能够避免异常燃烧。更详细的是，执行在从压缩行程后期至膨胀行程初期的延迟期间内，以30MPa以上的较高的燃料压力向汽缸18内喷射燃料的高压延迟喷射。另外，在SI模式中，除了在延迟期间内的高压延迟喷射以外，还将喷射的燃料的一部分在进气门21处于开阀的进气行程期间内向汽缸18内喷射（即，可以执行分次喷射）。

在这里，简单说明SI模式中的高压延迟喷射，例如像在本申请的申请人之前申请的日本特愿2011-38810号（日本特开2012-172665号公报）中详细记载的那样，高压延迟喷射的目的是谋求从燃料的喷射开始至燃烧结束的可反应时间的缩短，借助于此避免异常燃烧。即，可反应时间是将喷射器67喷射燃料的期间（（1）喷射期间）、喷射结束后直至在火花塞25周围形成可燃混合气的期间（（2）混合气形成期间）、通过点火而开始直至燃烧结束的期间（（3）燃烧期间）相加的时间，即、是（1）+（2）+（3）。高压延迟喷射以较高的压力向汽缸18内喷射燃料以此分别缩短喷射期间及混合气形成期间。喷射期间及混合气形成期间的缩短可以使燃料喷射正时、更正确的是使喷射开始正时成为比较延迟的正时，因此在高压延迟喷射中，在从压缩行程后期至膨胀行程初期的延迟期间内执行燃料喷射。

随着以较高的燃料压力向汽缸18内喷射燃料，该汽缸内的湍流增强，并且汽缸18内的湍流能量增高。这与燃料喷射正时设定为比较延迟的正时的情况相结合，可以在维持较高的湍流能量的状态下进行火花点火而开始燃烧。这将缩短燃烧期间。

像这样，高压延迟喷射分别缩短喷射期间、混合气形成期间以及燃烧期间，其结果是，可以将未燃混合气的可反应时间与现有的在进气行程中执行燃料喷射的情况相比大幅度缩短。缩短该可反应时间的结果是，抑制燃烧结束时的未燃混合气的反应的进行，可以避免异常燃烧。

燃料压力例如设定为30MPa以上，以此可以有效地缩短燃烧期间。又，30MPa以上的燃料压力也可以分别有效地缩短喷射期间及混合气形成期间。另外，优选的是燃料压力根据至少含有汽油的使用燃料的特性适当设定。作为其上限值的一例也可以设定为120MPa。

高压延迟喷射设法通过向汽缸18内的燃料喷射的形态而避免SI模式下的异常燃烧的发生。与此不同的以异常燃烧的避免为目的延迟点火正时的方法是一直以来已知的。点火正时的延迟化导致热效率及转矩的下降，相对于此在进行高压延迟喷射时，设法通过燃料喷射形态避免异常燃烧，与此相应地可以提前点火正时，因此改善热效率及转矩。即，高压延迟喷射不仅可避免异常燃烧，而且与该避免相应地可以提前点火正时，从而有利于燃料消耗量的改善。

如以上已说明那样，在SI模式下的高压延迟喷射可以分别缩短喷射期间、混合气形成期间以及燃烧期间，但是在CI模式的区域（2）中执行的高压延迟喷射可以分别缩短喷射期间及混合气形成期间。即，通过向汽缸18内以较高的燃料压力喷射燃料使汽缸18内的湍流增强，以此微粒化的燃料的混合性提高，并且即使在压缩上死点附近的延迟正时喷射燃料，也可以迅速地形成比较均质的混合气。

CI模式下的高压延迟喷射在负荷较高的区域中，通过在压缩上死点附近的延迟的正时喷射燃料，以此例如防止在汽缸18内未喷射有燃料的压缩行程期间中的过早点火，并且如上所述迅速地形成大致均质的混合气，因此在压缩上死点以后，可以确实地进行压缩点火。像这样，在因发动机运行（motoring）而使汽缸18内的压力逐渐下降的膨胀行程期间内，通过执行压缩点火燃烧，以此使燃烧变得缓慢，从而避免随着压缩点火燃烧引起的汽缸18内的压力上升（dP/dθ）急剧地进行的情况。这样，解除NVH（noise vibration harshness；噪声、振动、声振粗糙度）的制约，因此将CI模式的区域扩大至高负荷侧。

图8示出相对于发动机1的负荷的高低的、EGR率的变化（即，汽缸18内的气体组成的变化）。以下，从高负荷侧向低负荷侧依次说明EGR率的变化。

（从最大负荷T_max至切换负荷T₃）

与切换负荷T₃相比负荷高的区域相当于SI模式。在该SI区域中，如上所述，仅将冷却EGR气体导入至汽缸18内。即，在节气门36的开度维持全开的同时EGR阀511在全开负荷上闭阀，而随着发动机负荷的降低逐渐打开。这样，在SI模式中，在混合气的空燃比设定为理论空燃比（λ≈1）的条件下，将EGR率设定为最大。这有利于泵损失的减少。又，将混合气的空燃比设定为理论空燃比使三元催化器的利用成为可能。随着发动机负荷下降而燃料喷射量下降，因此EGR率连续提高。这在如发动机负荷连续变化等时，使汽缸18内的气体组成连续变化，因此有利于控制性的改善。

（从切换负荷T₃至特定负荷T₁）

切换负荷T₃如上所述与CI模式和SI模式之间的切换相关，在切换负荷T₃以下的低负荷侧上成为CI模式。在夹着CI模式与SI模式的切换负荷T3的低负荷侧和高负荷侧上，混合气的空燃比分别设定为理论空燃比（λ≈1）。因此，EGR率从SI模式至CI模式连续地提高。这在执行燃烧形态的切换的CI模式和SI模式之间的转移时，除了切换火花点火的执行、非执行以外并不引起较大的变化，可以确保从CI模式向SI模式的切换或其相反的切换分别顺利地进行，可以抑制转矩冲击等的发生。

又，在与切换负荷T₃相邻的低负荷侧的区域中，以从与切换负荷T₃相邻的高负荷侧的区域连续的形式将比较大量的EGR气体（冷却EGR气体）导入至汽缸18内的同时执行以前述的30MPa以上的较高的燃料压力并在压缩上死点附近喷射燃料的高压延迟喷射，从而执行压缩点火燃烧。这在对于执行压缩点火燃烧的区域来说发动机1的负荷比较高的区域中，可以缓慢地执行压缩点火燃烧而解除dP/dθ的制约，且可以稳定地执行压缩点火燃烧。

在CI模式中，开启排气侧的VVL 71，从而将内部EGR气体（即，热EGR气体）导入至汽缸18内。因此，以切换负荷T₃为边界，切换排气侧的VVL 71的开启·关闭。热EGR气体及冷却EGR气体加起来的EGR率随着发动机1的负荷下降而连续增高。又，冷却EGR气体和热EGR气体的比例是，随着发动机1的负荷下降而冷却EGR气体比例逐渐减小，且热EGR气体比例逐渐增大。冷却EGR气体的导入量是通过控制EGR阀511的开度而进行调节的。另一方面，热EGR气体的导入量是通过调节相对于在进气行程期间内开阀的排气门22的开阀期间的、进气门21的开阀期间的重叠情况而进行调节。具体而言，通过结合由进气侧的VVT 72及排气侧的VVT 75调节进气门21的开阀时期及排气门22的闭阀时期、和由进气侧的VVL 74将进气门21的升程量以大升程和小升程进行切换这两者，以此调节热EGR气体的导入量。

这样，在切换负荷T₃和特定负荷T₁之间的规定负荷T2，中止冷却EGR气体的导入，在发动机1的负荷低于规定负荷T2时，仅将热EGR气体导入至汽缸18内。这样，随着发动机1的负荷降低而热EGR气体的导入量的增加会提高压缩开始前的汽缸内的气体温度，伴随与此提高压缩端温度。这在发动机1的负荷低的区域提高压缩点火的点火性且提高压缩点火燃烧的稳定性方面是有利的。

随着发动机1的负荷下降而连续增高的EGR率在特定负荷T₁上设定为最高EGR率r_max。

（从特定负荷T₁至最低负荷）

如上所述随着发动机1的负荷下降而将EGR率连续地设定为较高直至到达特定负荷T₁为止，而在发动机1的负荷低于特定负荷T₁时，与发动机1的负荷的高低无关地使EGR率在最高EGR率r_max下保持恒定。借助于此，混合气的空燃比设定为稀空燃比。

在这里，将EGR率以不超过最高EGR率r_max的形式进行设定是因为当提高EGR率而使大量的排气导入至汽缸18内时，汽缸18内的气体的比热比下降，从而尽管压缩开始前的气体温度较高，但是仍然导致压缩端温度反而降低。

对于此，参照图9进行说明。图9（a）示出汽缸18内的气体的比热比与EGR率的高低之间的关系。排气大量含有作为三原子分子的CO₂和H₂O等，并且与含有氮气（N₂）和氧气（O₂）的空气相比，比热比低。因此在提高EGR率而增加导入至汽缸18内的排气时，汽缸18内的气体的比热比下降。

图9（b）示出压缩开始前的汽缸18内的气体温度与EGR率的高低之间的关系。排气的温度比新气高，因此EGR率越高，压缩开始前的气体的温度越高。

图9（c）示出压缩端温度与EGR率的高低之间的关系。如上所述，EGR率越高，压缩开始前的气体的温度越高，而EGR率越高，如图9（a）所示气体的比热比越低，因此即使进行压缩，气体的温度也不会提高很多，其结果是，压缩端温度在规定的EGR率r_max下达到最高，即使比该值进一步提高EGR率，压缩端温度也会降低。

图9（d）示出燃烧重心位置（即，压缩点火燃烧的燃烧重心位置）与EGR率的高低之间的关系。如图9（c）所示，在压缩端温度最高的规定的EGR率r_max下，燃烧重心位置最提前，在使EGR率进一步提高时，燃烧重心位置逐渐延迟。其结果是，如图9（d）所示，在过度提高EGR率时，脱离燃料消耗量良好的带域（band）。

由以上结果，在该发动机1中，将压缩端温度最高的EGR率设定为最高EGR率r_max。而且，在发动机1的负荷低于特定负荷T₁时，将EGR率设定为最高EGR率r_max，借助于此，避免压缩端温度下降。也可以将该最高EGRr_max率设定为50～90%。可以将最高EGR率r_max在能够确保较高的压缩端温度的范围内尽量设定为较高，优选的是设定为70～90%。该发动机1为了得到较高的压缩端温度而将几何压缩比设定为15以上的较高的压缩比。又，为了尽可能将温度高的排气导入至汽缸18内，而采用排气二次打开。即，排气二次打开是将导入至汽缸18内的排气暂时排出至排气道，因此与设置负重叠期间的结构不同，无需在排气行程中压缩排气而增大冷却损失，此外，与将排气排出至温度相对低的进气道的进气二次打开不同，可以抑制排气温度的下降，因此可以将压缩开始前的气体温度提高至最高。这样，在形成为尽量确保较高的压缩端温度的结构的发动机1中，也可以将最高EGR率r_max设定为例如80%左右。尽可能将最高EGR率r_max设定为较高有利于发动机1的未燃损失的减少。即，在发动机1的负荷低时，未燃损失容易提高，因此在发动机1的负荷低于特定负荷T₁时将EGR率尽可能设定为较高对通过未燃损失的减少所实现的燃料消耗量的改善极其有效。

在这里，在发动机1的负荷低于特定负荷T₁时，在通过将EGR率设定为最高EGR率r_max以此能够确保压缩点火的点火性及燃烧稳定性时不需要添加臭氧，但是在压缩点火的点火性及燃烧稳定性降低等时，也可以使臭氧发生器76工作，而在导入至汽缸18内的进气中添加臭氧。向汽缸18内导入臭氧可提高混合气的点火性，提高压缩点火燃烧的稳定性。臭氧浓度如图8的下图所示也可以以根据发动机1的负荷随着负荷下降而连续地提高的形式进行设定。这样，可以确保压缩点火的点火性及燃烧稳定性，而且可以达到必要最低限度的臭氧浓度，并且使臭氧产生所需的电力消耗达到最低限度，有利于燃料消耗量的改善。另外，最大的臭氧浓度例如可以是50～30ppm左右。又，臭氧浓度也可以以根据发动机1的负荷随着负荷下降而阶梯性地提高的形式进行设定。又，臭氧浓度也可以在低于特定负荷T₁的区域上，与发动机1的负荷无关地设定为一定浓度。又，并没有在低于特定负荷T₁的区域的整个区域上导入臭氧，而是仅在该区域内的低负荷侧的区域上导入臭氧。

又，在外气温度较低时，导入至汽缸18内的新气的温度下降，因此如图9（b）中虚线所示压缩开始温度下降，伴随与此压缩端温度也下降（参照图9（c）的虚线）。其结果是，如图9（d）中虚线所示，燃烧重心移动至延迟侧。因此，在外气温度超过规定温度时，使臭氧发生器76处于非工作状态，另一方面，在外气温度为规定以下时，在低于特定负荷T₁的区域上，使臭氧发生器76工作而将臭氧导入至汽缸18内。臭氧的导入如上所述提高压缩点火的点火性及燃烧稳定性，因此使燃烧重心提前。即，即使在外气温度低时，也可以使在图9（d）中虚线所示的特性因臭氧的导入而变更为该图中实线所示的特性。在低外气温度时，尤其是在轻负荷区域上，压缩点火的点火性及燃烧稳定性容易下降，但是通过上述结构可改善压缩点火的点火性及燃烧稳定性。

（与臭氧导入相关的其他形态）

如上所述，排气二次打开可以将导入汽缸18内的排气的温度维持至最高。另一方面，进气二次打开通过使进气门21在排气行程中开阀以此将排气的一部分排出至进气道，之后，在进气形成中将排气与新气一起导入至汽缸18内。进气道与排气道相比温度低，在向进气道排出的期间导致排气的温度下降。因此，压缩开始前的汽缸18内的气体温度与排气的二次打开的情况相比下降。

又，通过设置所谓的负重叠期间，以此可以将内部EGR气体导入至汽缸18内（即，在该情况下将排气密封在汽缸18里面）。然而，根据该结构，因在排气行程中压缩汽缸18内的高温的排气而导致冷却损失增加，其结果是压缩开始前的汽缸18内的气体温度与排气的二次打开的情况相比下降。

像这样，通过设定进气二次打开、和负重叠期间等，以此在形成为导入内部EGR气体的结构的发动机中，压缩开始前的气体温度降低的结果导致尤其在负荷低于特定负荷T₁的轻负荷区域上，压缩端温度下降，压缩点火的点火性下降以及压缩点火燃烧的稳定性下降。其结果是，在这样的发动机中，也同样有在该轻负荷区域以SI模式工作而非以CI模式工作的必要性。然而，在这样的发动机中，通过在该轻负荷区域上将臭氧导入至汽缸18内，以此可以确保压缩点火的点火性及燃烧稳定性。这样可以在负荷低于特定负荷T₁的轻负荷区域中也以CI模式工作。

又，在几何压缩比比较低的发动机（例如15以下，尤其是12～14左右）中，压缩端温度降低的结果是可能产生在负荷低于特定负荷T₁的区域上以SI模式工作而非以CI模式工作的必要性。然而，与上述相同地在这样的发动机中，也通过在该轻负荷区域中将臭氧导入至汽缸18内，以此可以确保压缩点火的点火性及燃烧稳定性，因此可以在负荷低于特定负荷T₁的轻负荷区域上也以CI模式工作。

像这样在负荷低于特定负荷T₁时，在将臭氧导入至汽缸18内的结构中，通过臭氧的导入确保压缩点火的点火性及燃烧稳定性，因此并没有将EGR率设定为一定的最高EGR率r_max，而是如图8的双点划线所示，随着发动机1的负荷降低而使EGR率从最高EGR率r_max开始下降。

另外，在这里公开的技术不限于应用于前述的发动机结构中。例如，也可以是进气行程期间内的燃料喷射并不是通过设置于汽缸18内的喷射器67进行喷射，而是通过另外设置在进气道16上的进气道喷射器向进气道16内喷射燃料。

又，关于发动机1的配气机构，也可以取代进气门21的VVL 74而具备能够连续变更升程量的CVVL（continuously variable valve lift；连续可变气门升程机构）。又，在该情况下也可以省略排气侧的VVT 75。

又，发动机1不限于直列四缸发动机，也可以应用于直列三缸、直列二缸、直列六缸发动机等中。又，还可以应用于V型六缸、V型八缸、水平对置四缸等的各种发动机中。

此外，在前述的说明中，在规定的运行区域将混合气的空燃比设定为理论空燃比（λ≈1），但是也可以将混合气的空燃比设定得稀薄。然而，将空燃比设定为理论空燃比具有可以利用三元催化器的优点。

图6所示的运行控制映射图是例示，除此以外也可以设置各种映射图。

又，高压延迟喷射也可以根据需要进行分次喷射，同样地进气行程喷射也可以根据需要进行分次喷射。这些分次喷射也可以在进气行程和压缩行程中分别喷射燃料。

Claims (11)

1.一种压缩点火式发动机的控制装置，

所述控制装置形成为如下结构：使具备具有汽缸的发动机主体、和形成为将排气导入所述汽缸内的结构的排气回流系统的发动机，在该发动机的运行状态位于设定在低负荷侧的规定的压缩点火区域时，通过使所述汽缸内的混合气进行压缩点火燃烧而运行；

该控制装置在所述发动机的运行状态位于所述压缩点火区域时，

所述发动机的负荷越低，将作为相对于所述汽缸内的总气体量的所述排气的量的比率的EGR率设定为越高，并且在所述压缩点火区域内的低负荷侧的特定负荷时将所述EGR率设定为规定的最高EGR率，且

在所述发动机的负荷低于所述特定负荷时，将所述EGR率设定为所述最高EGR率以下。

2.根据权利要求1所述的压缩点火式发动机的控制装置，其特征在于，该控制装置在所述发动机的负荷低于所述特定负荷时，将所述EGR率设定为所述最高EGR率。

3.根据权利要求1所述的压缩点火式发动机的控制装置，其特征在于，

所述排气回流系统包括形成为通过所述发动机主体的进气门及排气门的开闭控制使所述排气回流至所述汽缸内的结构的内部EGR系统；

所述内部EGR系统在所述发动机的运行状态位于所述压缩点火区域时调节所述EGR率。

4.根据权利要求3所述的压缩点火式发动机的控制装置，其特征在于，所述内部EGR系统形成为通过在进气行程中使所述排气门开阀，以此将在排气行程中排出至排气侧的排气导入至所述汽缸内的结构。

5.根据权利要求1所述的压缩点火式发动机的控制装置，其特征在于，所述最高EGR率设定为50～90%。

6.根据权利要求2所述的压缩点火式发动机的控制装置，其特征在于，所述最高EGR率设定为50～90%。

7.根据权利要求3所述的压缩点火式发动机的控制装置，其特征在于，所述最高EGR率设定为50～90%。

8.根据权利要求4所述的压缩点火式发动机的控制装置，其特征在于，所述最高EGR率设定为50～90%。

9.根据权利要求1所述的压缩点火式发动机的控制装置，其特征在于，

所述发动机还具备形成为将臭氧导入至所述汽缸内的结构的臭氧导入器；

该控制装置在所述发动机的负荷低于所述特定负荷时，通过所述臭氧导入器将臭氧导入至所述汽缸内。

10.根据权利要求3所述的压缩点火式发动机的控制装置，其特征在于，

所述发动机还具备形成为将臭氧导入至所述汽缸内的结构的臭氧导入器；

该控制装置在所述发动机的负荷低于所述特定负荷时，通过所述臭氧导入器将臭氧导入至所述汽缸内。

11.根据权利要求9所述的压缩点火式发动机的控制装置，其特征在于，

所述排气回流系统包括形成为通过所述发动机主体的进气门及排气门的开闭控制使所述排气回流至所述汽缸内的结构的内部EGR系统；

该控制装置在所述发动机的负荷低于所述特定负荷时，将所述EGR率设定为低于所述最高EGR率。