JP2016031067A - Compression ignition engine control device - Google Patents
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Abstract
Description
ここに開示する技術は、圧縮着火式エンジンの制御装置に関する。 The technology disclosed herein relates to a control device for a compression ignition engine.
例えば特許文献1には、低負荷側に設定された圧縮着火燃焼領域において、気筒内の混合気を圧縮着火燃焼させるエンジンが記載されている。このエンジンは、気筒内に燃料を直接噴射する、いわゆる直噴インジェクタを備えており、圧縮着火燃焼領域における負荷の低い領域では、吸気行程中に気筒内に燃料噴射を行うことで、気筒内に均質な混合気を形成するようにしている。
For example,
また、特許文献2には、直噴インジェクタと、吸気ポート内に燃料を噴射するポートインジェクタとを備えたエンジンが記載されている。このエンジンでは、低負荷運転領域では、ポートインジェクタのみから吸気ポート内に燃料を噴射しており、少量燃料噴射の安定化を図ることで、低負荷運転領域における回転安定化を図っている。
特許文献1に記載されているような直噴インジェクタを備えかつ、気筒内に形成した混合気を、圧縮着火(Compression Ignition:CI)、又は、制御自着火(Controlled Auto Ignition:CAI)により燃焼させるエンジンにおいて、気筒内への燃料噴射を1回の噴射で行う、いわゆる単段噴射は、気筒内に、局所当量比の低い(当量比φが1未満の)混合気が多く形成されるようになり、圧縮着火の着火性が低下する上に、燃焼温度が低くなって、HC及びCOが増大してしまうという問題がある。これに対し、気筒内への燃料噴射を複数回に分けて行う、いわゆる多段噴射は単段噴射に比べ、当量比φが1を超えるような、局所当量比の高い領域まで混合気の分布を広げることができ、圧縮着火の着火性が高まるという利点がある。しかしながら、局所当量比の分布が高いところから、低いところまで分布する混合気が形成されることに伴い、過濃な部分から煤が生じたり、ストイキ付近のリーン領域で燃焼温度が高く酸素過剰になってNOxが発生したりするという新たな問題が生じる。
An air-fuel mixture provided with a direct injection injector as described in
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮着火式エンジンにおいて、圧縮着火の着火性の向上と、排気エミッション性能の向上とを両立させることにある。 The technology disclosed herein has been made in view of the above points, and the object of the technology is to achieve both improvement in ignitability of compression ignition and improvement in exhaust emission performance in a compression ignition type engine. It is in.
ここに開示する技術は、直噴インジェクタによって気筒内に燃料を直接噴射するのではなく、いわゆるポートインジェクタを用い、気筒に接続される複数の吸気路の内の、1つ又は複数(但し、気筒に接続される吸気路の全てではない)の特定吸気路内に所定量の燃料を噴射すると共に、燃料を噴射した特定吸気路については吸気弁の開弁動作を制御することによって、燃料量に対応した新気量を気筒内に導入することにした。こうすることで、特定吸気路を通じて、当量比φが1以上の均質な混合気を気筒内に導入して、気筒18内に、均質化した混合気の層を形成することができ、圧縮着火の着火性が向上すると共に、燃焼温度の適正化により排気エミッション性能の向上が図られる。
The technique disclosed here uses a so-called port injector instead of directly injecting fuel into a cylinder by a direct injection injector, and uses one or a plurality of intake passages connected to the cylinder (however, the cylinder A predetermined amount of fuel is injected into a specific intake passage (not all of the intake passages connected to the engine), and the amount of fuel is controlled by controlling the valve opening operation of the intake valve for the specific intake passage injected with fuel. It was decided to introduce a corresponding amount of fresh air into the cylinder. In this way, a homogeneous mixture having an equivalence ratio φ of 1 or more can be introduced into the cylinder through the specific intake passage, and a homogeneous mixture layer can be formed in the
具体的に、ここに開示する技術は、圧縮着火式エンジンの制御装置に係り、この装置は、複数の吸気路のそれぞれが接続される気筒を有しかつ、予め設定された圧縮着火燃焼領域において、前記気筒内の混合気を圧縮着火燃焼させるよう構成されたエンジン本体と、前記複数の吸気路のそれぞれに設けられかつ、当該吸気路を開閉するよう構成された吸気弁と、少なくともリフト量を変更可能に、前記吸気弁を駆動するよう構成された吸気弁駆動機構と、前記1つの気筒に接続される複数の吸気路の内の一部である特定吸気路に配設されかつ、当該特定吸気路内に燃料を噴射するよう構成されたインジェクタと、前記吸気弁の開弁制御及び前記インジェクタの噴射制御を通じて、前記エンジン本体を運転するように構成された制御部と、を備える。 Specifically, the technology disclosed herein relates to a control device for a compression ignition engine, and the device includes a cylinder to which each of a plurality of intake passages is connected, and in a preset compression ignition combustion region. An engine body configured to perform compression ignition combustion of the air-fuel mixture in the cylinder, an intake valve provided in each of the plurality of intake paths and configured to open and close the intake path, and at least a lift amount An intake valve drive mechanism configured to drive the intake valve, and a specific intake passage that is a part of a plurality of intake passages connected to the one cylinder, and the specific An injector configured to inject fuel into the intake passage; and a control unit configured to operate the engine body through valve opening control of the intake valve and injection control of the injector. That.
そして、前記制御部は、前記エンジン本体の運転状態が前記圧縮着火燃焼領域にあるときに、前記インジェクタから前記特定吸気路内に所定量の燃料を噴射すると共に、当該特定吸気路から前記気筒内に導入される混合気の当量比が1.0〜1.4の範囲となるように前記吸気弁のリフト量を調整する一方、前記特定吸気路以外の吸気路から前記気筒には、前記燃料を含まない吸気を導入する。 The control unit injects a predetermined amount of fuel from the injector into the specific intake passage when the operating state of the engine body is in the compression ignition combustion region, and from the specific intake passage to the inside of the cylinder. The lift amount of the intake valve is adjusted so that the equivalence ratio of the air-fuel mixture introduced into the exhaust gas is in the range of 1.0 to 1.4, while the fuel is introduced into the cylinder from the intake passage other than the specific intake passage. Introducing air intake that does not contain
ここで、吸気路は、1つの気筒に対して複数、接続される通路であり、シリンダヘッドに設けられた吸気ポート、及び、吸気ポートに連続する、吸気マニホールドの独立通路を含む。 Here, a plurality of intake passages are passages connected to one cylinder, and include an intake port provided in the cylinder head and an independent passage of the intake manifold continuous to the intake port.
また、特定吸気路は、1つの気筒に接続される複数の吸気路の内の一部の吸気路であり、特定吸気路は、1つ又は複数の吸気路からなる。1つの気筒に接続される全ての吸気路が特定吸気路になる訳ではない。例えば1つの気筒に接続される吸気路が2つの場合、特定吸気路は1つである。また、1つの気筒に接続される吸気路が3つの場合、特定吸気路は1つ又は2つである。 The specific intake path is a partial intake path among a plurality of intake paths connected to one cylinder, and the specific intake path includes one or a plurality of intake paths. Not all intake passages connected to one cylinder become specific intake passages. For example, when there are two intake passages connected to one cylinder, there is one specific intake passage. In addition, when there are three intake passages connected to one cylinder, there are one or two specific intake passages.
インジェクタは、複数の吸気路の内の特定吸気路にのみ配設してもよいし、複数の吸気路の全てに配設してもよい。 The injector may be disposed only in a specific intake path among the plurality of intake paths, or may be disposed in all of the plurality of intake paths.
この構成によると、エンジン本体の運転状態が圧縮着火燃焼領域にあるときには、制御部は、インジェクタから特定吸気路内に、所定量の燃料を噴射する。燃料噴射量は、エンジン本体の運転状態に応じて設定される。吸気路内に燃料を噴射することによって、気筒内に導入される混合気の均質化が図られる。 According to this configuration, when the operating state of the engine body is in the compression ignition combustion region, the control unit injects a predetermined amount of fuel from the injector into the specific intake passage. The fuel injection amount is set according to the operating state of the engine body. By injecting fuel into the intake passage, the air-fuel mixture introduced into the cylinder is homogenized.
制御部はまた、燃料が噴射された特定吸気路から気筒内に導入される混合気の当量比が1.0〜1.4の範囲となるように、吸気弁のリフト量を調整する。吸気弁駆動機構は、公知の、機械式又は油圧式の可変駆動機構を採用することが可能である。これにより、リッチで均質な混合気を、気筒内に形成することが可能になる。 The control unit also adjusts the lift amount of the intake valve so that the equivalence ratio of the air-fuel mixture introduced into the cylinder from the specific intake passage into which the fuel is injected is in the range of 1.0 to 1.4. A known mechanical or hydraulic variable drive mechanism can be adopted as the intake valve drive mechanism. Thereby, a rich and homogeneous air-fuel mixture can be formed in the cylinder.
一方、特定吸気路以外の吸気路から気筒内には、燃料を含まない吸気を導入する。これにより、気筒内では、前述したリッチで均質な混合気の成層化が図られる。混合気の成層化を強める上では、気筒内のガス流動、特に気筒の軸を中心とした回転方向の流動(つまり、スワール)は弱い方が好ましい。 On the other hand, intake air that does not contain fuel is introduced into the cylinder from intake passages other than the specific intake passage. As a result, the above-mentioned rich and homogeneous air-fuel mixture is stratified in the cylinder. In order to increase the stratification of the air-fuel mixture, it is preferable that the gas flow in the cylinder, particularly the flow in the rotation direction around the cylinder axis (that is, swirl) is weak.
この均質混合気は、当量比がリッチであるため、圧縮着火の着火性が高まる。また、均質混合気は、局所当量比の過剰に高いリッチな混合気やストイキ未満の低いリーンな混合気を含まず、燃焼温度を適切な範囲に収めることが可能になる。その結果、排気エミッション性能が向上する。 Since this homogeneous mixture has a rich equivalence ratio, the ignitability of compression ignition increases. Further, the homogeneous mixture does not include a rich mixture having an excessively high local equivalent ratio or a lean mixture having a low stoichiometric ratio, and the combustion temperature can be kept within an appropriate range. As a result, exhaust emission performance is improved.
また、エンジン本体の運転状態に応じて要求される燃料噴射量が変更しても、特定吸気路内において要求噴射量に対応する量の燃料を噴射すると共に、その特定吸気路から気筒内に、噴射した燃料量に応じた量の新気を導入することによって、当量比が1以上のリッチな均質混合気の層を気筒内に形成することが可能になる。つまり、エンジンの負荷が低くて、燃料噴射量が比較的少ないときには、特定吸気路から気筒内に導入する新気量を減らすことで、当量比が1以上のリッチな均質混合気層を気筒内に形成することが可能であり、逆に、エンジンの負荷が高くて、燃料噴射量が比較的多いときには、特定吸気路から気筒内に新気量を増やすことで、当量比が1以上のリッチな均質混合気層を気筒内に形成することが可能である。 Further, even if the required fuel injection amount changes according to the operating state of the engine body, the fuel corresponding to the required injection amount is injected in the specific intake passage, and from the specific intake passage into the cylinder, By introducing a quantity of fresh air corresponding to the amount of fuel injected, a rich homogeneous mixture layer having an equivalence ratio of 1 or more can be formed in the cylinder. In other words, when the engine load is low and the fuel injection amount is relatively small, by reducing the amount of fresh air introduced into the cylinder from the specific intake passage, a rich homogeneous mixture layer with an equivalence ratio of 1 or more is created in the cylinder. Conversely, when the engine load is high and the fuel injection amount is relatively large, increasing the amount of fresh air from the specific intake passage into the cylinder increases the equivalence ratio to 1 or more. It is possible to form a uniform homogeneous mixture layer in the cylinder.
前記吸気弁駆動機構は、膨張行程から排気行程の期間において前記吸気弁を開弁する先行開弁を行うことにより、前記気筒内の燃焼ガスの一部を前記吸気路内に導入すると共に、少なくとも吸気行程において前記吸気弁を開弁することにより、燃焼ガスと新気とを前記気筒内に導入するよう構成されており、前記制御部は、前記特定吸気路の吸気弁を先行開弁させることによって、前記特定吸気路内に前記気筒内の燃焼ガスの一部を導入する一方、前記特定吸気路以外の吸気路の吸気弁は前記先行開弁を行わない、としてもよい。 The intake valve drive mechanism introduces a part of the combustion gas in the cylinder into the intake passage by performing a prior valve opening that opens the intake valve during a period from an expansion stroke to an exhaust stroke, and at least Combustion gas and fresh air are introduced into the cylinder by opening the intake valve in the intake stroke, and the control unit opens the intake valve in the specific intake passage in advance. Accordingly, a part of the combustion gas in the cylinder may be introduced into the specific intake path, while the intake valves other than the specific intake path may not perform the preceding valve opening.
こうすることで、燃料を噴射する特定吸気路内には、気筒内の燃焼ガス(既燃ガス)の一部が導入される。このため、この特定吸気路から気筒内に導入される混合気は、前述したように、当量比が1以上のリッチの均質でかつ、高温の混合気となる。こうして、気筒内で成層化した均質混合気層の付近の温度が高くなることで、圧縮着火の着火性がさらに高まる。 By doing so, a part of the combustion gas (burned gas) in the cylinder is introduced into the specific intake passage for injecting the fuel. For this reason, the air-fuel mixture introduced into the cylinder from this specific intake passage becomes a rich homogeneous and high-temperature air-fuel mixture having an equivalence ratio of 1 or more as described above. In this way, the temperature in the vicinity of the homogeneous air-fuel mixture layer stratified in the cylinder is increased, so that the ignitability of compression ignition is further enhanced.
また、特定吸気路から気筒内に導入されるガスには、燃料、新気及び燃焼ガスが含まれる一方、特定吸気路以外の吸気路から気筒内に導入されるガスには、新気が含まれる。ここで、特定吸気路では、燃料量に対応するように気筒内に導入する新気量が制限されることから、燃焼ガスを含まない場合は、特定吸気路から気筒内に導入するガス量が相対的に少なくなって、特定吸気路以外の吸気路から気筒内に導入するガス量との間に差が生じ、このガス量差に起因して、気筒内で、スワールが生じる可能性がある。スワールは、当量比が1以上のリッチの均質混合気の層を攪拌してしまう。これは、気筒内の混合気を全体的にリーンにして、着火性の低下や、排気エミッション性能の低下を招き得る。 The gas introduced into the cylinder from the specific intake passage includes fuel, fresh air, and combustion gas, while the gas introduced into the cylinder from the intake passage other than the specific intake passage includes fresh air. It is. Here, in the specific intake passage, the amount of fresh air introduced into the cylinder is limited so as to correspond to the fuel amount. Therefore, when the combustion gas is not included, the amount of gas introduced into the cylinder from the specific intake passage is There is a difference between the amount of gas introduced into the cylinder from the intake passage other than the specific intake passage, and swirl may occur in the cylinder due to this gas amount difference. . The swirl stirs a layer of a rich homogeneous mixture having an equivalence ratio of 1 or more. This can make the air-fuel mixture in the cylinder as a whole lean, leading to a decrease in ignitability and exhaust emission performance.
これに対し、特定吸気路から気筒内に導入されるガスに、燃料、新気及び燃焼ガスが含まれる場合は、当該特定吸気路から気筒内に導入されるガス量が増えるため、特定吸気路以外の吸気路から気筒内に導入するガス量との差が小さくなる、又は、差がなくなる。その結果、スワールを抑制して、前述の通り、当量比が1以上のリッチの均質でかつ高温の混合気層を形成することが可能になり、圧縮着火の着火性の向上と、排気エミッション性能の向上との両立に有利になる。 On the other hand, when the gas introduced into the cylinder from the specific intake path includes fuel, fresh air, and combustion gas, the amount of gas introduced into the cylinder from the specific intake path increases. The difference from the amount of gas introduced into the cylinder from other intake passages becomes smaller or disappears. As a result, it is possible to suppress swirl and to form a rich homogeneous and high-temperature air-fuel mixture layer with an equivalence ratio of 1 or more as described above, improving the ignitability of compression ignition, and exhaust emission performance It is advantageous for the improvement of both.
前記制御部は、前記圧縮着火燃焼領域における負荷の低い低負荷領域では、前記特定吸気路から前記気筒に、当量比が1.0〜1.4の範囲となるように混合気を導入すると共に、前記特定吸気路以外の吸気路から前記気筒には、前記燃料を含まない吸気を導入し、前記制御部はまた、前記圧縮着火燃焼領域における前記低負荷領域よりも負荷の高い高負荷領域では、前記特定吸気路において所定量の燃料を噴射しかつ、前記吸気弁のリフト量を調整することで、所定当量比となるように、前記気筒内に混合気を導入する一方、前記特定吸気路以外の吸気路において残りの燃料を噴射することで、当該吸気路から前記気筒内に、前記所定当量比よりもリーンな混合気を導入する、としてもよい。 The control unit introduces the air-fuel mixture so that the equivalence ratio is in the range of 1.0 to 1.4 from the specific intake passage to the cylinder in the low load region where the load in the compression ignition combustion region is low. The intake air that does not contain the fuel is introduced into the cylinder from the intake passages other than the specific intake passage, and the control unit also has a high load region that is higher in load than the low load region in the compression ignition combustion region. Injecting a predetermined amount of fuel in the specific intake passage and adjusting the lift amount of the intake valve to introduce an air-fuel mixture into the cylinder so as to achieve a predetermined equivalence ratio, while the specific intake passage By injecting the remaining fuel in the intake passage other than the above, an air-fuel mixture leaner than the predetermined equivalent ratio may be introduced from the intake passage into the cylinder.
エンジン本体の負荷が低い低負荷領域では、燃料噴射量が相対的に少ないため、特定吸気路にのみ燃料を噴射しても、当該特定吸気路から気筒内に導入される混合気の当量比を1.0〜1.4の範囲に収めることが可能である。従って、前述したように、特定吸気路以外の吸気路には燃料を噴射しないことで、気筒内に、リッチで均質な混合気の層を形成することが可能になる。 Since the fuel injection amount is relatively small in the low load region where the load on the engine body is low, even if the fuel is injected only into the specific intake passage, the equivalent ratio of the air-fuel mixture introduced into the cylinder from the specific intake passage It is possible to fall within the range of 1.0 to 1.4. Therefore, as described above, by not injecting fuel into the intake passages other than the specific intake passage, it becomes possible to form a rich and homogeneous mixture layer in the cylinder.
これに対し、エンジン本体の負荷が高い高負荷領域では、燃料噴射量が相対的に多いため、特定吸気路にのみ燃料を噴射すれば、当量比を1.0〜1.4の範囲に収めることが難しくなる。そこで、エンジン本体の負荷が高い高負荷領域では、特定吸気路以外の吸気路にも燃料を噴射する。 On the other hand, since the fuel injection amount is relatively large in a high load region where the load of the engine body is high, if the fuel is injected only into the specific intake passage, the equivalent ratio falls within the range of 1.0 to 1.4. It becomes difficult. Therefore, in a high load region where the load on the engine body is high, fuel is also injected into the intake passage other than the specific intake passage.
具体的には、特定吸気路において所定量の燃料を噴射しかつ、吸気弁のリフト量を調整する。これにより、所定当量比となるように、気筒内に混合気を導入する。所定量の燃料は、圧縮着火が可能となる最小限の燃料として、設定すればよい。また、燃料噴射量は、圧縮着火燃焼に伴う燃焼騒音を考慮し、燃焼騒音が増大しない範囲で設定してもよい。所定当量比は、前述したように、1.0〜1.4の範囲としてもよいし、エンジン本体の負荷が高いときには、気筒内の温度状態が高くて圧縮着火の着火性が高まることを考慮して、所定当量比を当該範囲よりも低く設定してもよい。 Specifically, a predetermined amount of fuel is injected in the specific intake passage, and the lift amount of the intake valve is adjusted. As a result, the air-fuel mixture is introduced into the cylinder so as to obtain a predetermined equivalent ratio. The predetermined amount of fuel may be set as the minimum fuel capable of compression ignition. Further, the fuel injection amount may be set in a range in which the combustion noise does not increase in consideration of the combustion noise accompanying the compression ignition combustion. As described above, the predetermined equivalence ratio may be in the range of 1.0 to 1.4, and when the load on the engine body is high, the temperature state in the cylinder is high and the ignitability of compression ignition is increased. Then, the predetermined equivalent ratio may be set lower than the range.
一方、特定吸気路以外の吸気路には、残りの燃料を噴射する。また、特定吸気路以外の吸気路では、新気量の調整は不要である。当該運転状態において設定されているリフト量で吸気弁を開弁すればよい。 On the other hand, the remaining fuel is injected into intake passages other than the specific intake passage. Further, in the intake passages other than the specific intake passage, it is not necessary to adjust the fresh air amount. The intake valve may be opened with the lift amount set in the operation state.
こうして、特定吸気路から気筒内に導入される混合気は、相対的にリッチな均質混合気となり、特定吸気路以外の吸気路から気筒内に導入される混合気は、相対的にリーンな均質混合気となり、気筒内で、混合気の濃度成層化が図られる。相対的にリッチな均質混合気は着火性が高いため、早期に圧縮着火し、それによって発生する熱や、筒内圧の上昇を受けて、相対的にリッチな均質混合気も、順次圧縮着火する。こうして、エンジン本体の負荷が高いときに、着火性を確保しながら、気筒内の混合気を逐次着火させることが可能になり、圧縮着火燃焼が緩慢化する。これは、気筒内の圧力上昇が急峻になることを抑制して、燃焼騒音の増大を回避する上で有利になる。 Thus, the air-fuel mixture introduced into the cylinder from the specific intake passage becomes a relatively rich homogeneous air-fuel mixture, and the air-fuel mixture introduced into the cylinder from the intake passage other than the specific air intake passage is relatively lean and homogeneous. The mixture becomes a mixture, and concentration stratification of the mixture is achieved in the cylinder. Since a relatively rich homogeneous mixture has high ignitability, it is ignited at an early stage, and the relatively rich homogeneous mixture is also sequentially ignited by the heat generated by it and the rise in cylinder pressure. . Thus, when the load on the engine body is high, it becomes possible to sequentially ignite the air-fuel mixture in the cylinder while ensuring ignitability, and compression ignition combustion is slowed down. This is advantageous in preventing an increase in combustion noise by suppressing a sharp increase in pressure in the cylinder.
以上説明したように、前記の圧縮着火式エンジンの制御装置によると、エンジン本体の運転状態が圧縮着火燃焼領域にあるときに、特定吸気路内に、所定量の燃料を噴射しかつ、特定吸気路から気筒内に導入される混合気の当量比が1.0〜1.4の範囲となるように、吸気弁のリフト量を調整する一方、特定吸気路以外の吸気路から気筒内には、燃料を含まない吸気を導入することで、気筒内で、リッチで均質な混合気層を形成することが可能になるから、圧縮着火の着火性が高まると共に、排気エミッション性能が向上する。 As described above, according to the control apparatus for a compression ignition engine, when the operating state of the engine body is in the compression ignition combustion region, a predetermined amount of fuel is injected into the specific intake passage and the specific intake air is injected. While adjusting the lift amount of the intake valve so that the equivalence ratio of the air-fuel mixture introduced from the road into the cylinder is in the range of 1.0 to 1.4, from the intake path other than the specific intake path to the cylinder By introducing the intake air that does not contain fuel, it becomes possible to form a rich and homogeneous air-fuel mixture layer in the cylinder, so that the ignitability of compression ignition is enhanced and the exhaust emission performance is improved.
以下、圧縮着火式エンジンの制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、例示である。 Hereinafter, an embodiment of a control device for a compression ignition engine will be described with reference to the drawings. The following description of preferred embodiments is exemplary.
(エンジンの全体構成)
図1,2は、エンジン(エンジン本体)1の概略構成を示す。このエンジン1は、車両に搭載されると共に、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が設けられたシリンダブロック11(尚、図1では、1つの気筒のみを図示するが、例えば4つの気筒が直列に設けられる)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、潤滑油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の上面には、ディーゼルエンジンでのリエントラント型のようなキャビティ141が形成されている。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、後述する直噴インジェクタ67に相対する。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とは、燃焼室を区画する。尚、燃焼室の形状は、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の上面形状、及び、燃焼室の天井部の形状等は、適宜変更することが可能である。
(Entire engine configuration)
1 and 2 show a schematic configuration of an engine (engine body) 1. The
このガソリンエンジン1は、理論熱効率の向上や、後述する圧縮自着火による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。尚、幾何学的圧縮比は15以上20以下程度の範囲で、適宜設定すればよく、例えば18としてもよい。
The
シリンダヘッド12には、気筒18毎に、吸気ポート16及び排気ポート17が形成されていると共に、これら吸気ポート16及び排気ポート17には、燃焼室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。図6等に概略的に示すように、このエンジン1は、1つの気筒18に対して、第1及び第2の2つ吸気ポート161、162及び排気ポート171、172が接続されており、それに伴い、吸気弁21及び排気弁22も、1つの気筒18に対して、それぞれ2つずつ設けられている。以下において、2つの吸気ポートを区別せずに総称するときには、符号16を付し、2つの吸気ポートを区別するときには、符号161、162を付す。
The
吸気弁21及び排気弁22をそれぞれ駆動する動弁系の内、吸気側には、クランクシャフト15に対する吸気カムシャフトの回転位相を変更することが可能な位相可変機構(以下、VVT(Variable ValveTiming)と称する)71と、吸気弁21の開弁態様を変更可能な油圧式の可変駆動機構72が設けられている。VVT71は、液圧式、又は、電動式の公知の構造を適宜採用すればよく、その詳細な構造についての図示は省略する。可変駆動機構72の詳細は、後述する。吸気弁21の駆動機構は、VVT71と可変駆動機構72とを含んで構成される。
Among the valve systems that drive the
これに対し、排気側には、クランクシャフト15に対する排気カムシャフトの回転位相を変更することが可能なVVT73が設けられている。排気側のVVT73も、液圧式、又は、電動式の公知の構造を適宜採用すればよく、その詳細な構造についての図示は省略する。排気弁22の駆動機構は、VVT73を含んで構成される。
On the other hand, a
図3は、吸気弁21の可変駆動機構72の構成を示している。可変駆動機構72は、カムシャフト721と、カムシャフト721に設けられたカム722と、カム722が摺動するタペット723と、タペット723に結合されたポンプ部724と、ポンプ部724に連通する油圧排出路725とを備えている。可変駆動機構72は、1つの気筒18に設けられた2つの吸気弁21を、互いに独立して駆動することが可能に構成されている。
FIG. 3 shows the configuration of the
吸気弁21を駆動するためのカム722は、この構成例では、2つのカムローブ7221、7222を有している。カム722は、一回転をする間に、言い換えると吸気、圧縮、膨張及び排気の一燃焼サイクルの間に、2つのカムローブ7221、7222によってタペット723を2回押し下げる。
The
ポンプ部724は、作動油が充填されるシリンダ7241と、シリンダ7241内に内挿されかつ、シリンダ7241内を往復動可能なプランジャー7242とを備えている。プランジャー7242はまた、タペット723に結合されていると共に、プランジャー7242及びタペット723は、ばね726によって、カム722側に付勢されている。タペット723がカムローブ7221、7222によって押し下げられると、プランジャー7242がシリンダ7241内を下降し、作動油の圧力が高まる。作動油の圧力は、カム722のプロフィールに対応するように、クランク角の進行に従い上昇した後、下降をする。前述したように、カム722は、2つのカムローブ7221、7222を有しているため、作動油の圧力は、一燃焼サイクルの間に2回上昇する。
The
油圧排出路725は、ポンプ部724のシリンダ7241に連通しており、油圧排出路725の途中には、ソレノイドバルブ7251が介設している。ソレノイドバルブ7251は、後述するPCM10によって制御される流量調整弁であり、その開度が全閉から全開の間で任意に設定可能である。ソレノイドバルブ7251を全開にしたときには、前述の通りプランジャー7242が下降をしても油圧排出路725を通じて作動油が排出されることから、作動油の圧力が実質的に高まらない。これに対し、ソレノイドバルブ7251を全閉にしたときには、油圧排出路725を通じた作動油の排出がないため、作動油の圧力が高まるようになる。さらに、詳細は後述するが、カム722の駆動に合わせてソレノイドバルブ7251の開度の調整を行うことによって、作動油の圧力の調整が可能になる。
The hydraulic
ポンプ部724のシリンダ7241はまた、チャンバ727に連通しており、このチャンバ727には、吸気弁21のステム上端に連結されたピストン728が配設されている。ピストン728は、チャンバ727を往復動可能に配設されており、ポンプ部724によって昇圧された作動油が供給されたときにチャンバ727内を下降し、ばね729によって閉弁方向に付勢されている吸気弁21を押し下げて、この吸気弁21を開弁する。
The
図4は、吸気弁21が取り得るリフトカーブの一例を示している。図4における実線L1、L2は、ソレノイドバルブ7251が常時全閉のときの、吸気弁21のリフトカーブに相当する。ソレノイドバルブ7251が全閉であれば、2つのカムローブ7221、7222によって昇圧された作動油が、そのままチャンバ727に供給されるため、吸気弁21は、クランク角の進行に伴い、2回開弁することになる。
FIG. 4 shows an example of a lift curve that the
吸気弁21が、一燃焼サイクルの間に2回開弁することは、このエンジン1では内部EGRに係る制御の際に利用される。このエンジン1において「内部EGR」とは、気筒18内から吸気ポート16側に排出された燃焼ガスを、気筒18内に再導入することを意味する。つまり、吸気弁21は、膨張行程から排気行程の期間において開弁する(つまり、先行開弁L1)と共に、少なくとも吸気行程においても開弁する(つまり、主開弁L2)。先行開弁時に、気筒18内の燃焼ガスの一部が吸気ポート16側に排出されると共に、主開弁時に、その燃焼ガスと新気とが気筒18内に導入される。
The fact that the
また、2つのカムローブ7221、7222の内、カムローブ7221がタペット723を押し下げている間(言い換えると、カムローブ7221が作動している間)に、ソレノイドバルブ7251を全開にすれば、昇圧された作動油がチャンバ727に供給されないため、吸気弁21は開弁しない。その後、カムローブ7222がタペット723を押し下げている間(言い換えると、カムローブ7222が作動している間)に、ソレノイドバルブ7251を全閉にすれば、前述したように、吸気弁21は開弁する(つまり、主開弁L2)。こうして、カムローブ7221を実質的に機能させず、カムローブ7222のみを機能させるようにすれば、一燃焼サイクルの間に、吸気弁21を1回だけ開弁することが可能になる。これは、内部EGR制御を行わない通常のエンジン運転時に利用される。従って、吸気弁21の可変駆動機構72は、内部EGR制御の実行・非実行の切り替えを行うことが可能である。
Further, if the
また、先行開弁の際のソレノイドバルブ7251の開閉を制御することによって、先行開弁のリフト量及び開弁時期が変更され、気筒18内に導入される内部EGR量を調整することが可能になる。具体的に、カムローブ7221の作動が開始した当初に、ソレノイドバルブ7251を全開にすれば、吸気弁21を閉弁状態に維持することができる一方で、カムローブ7221の作動中(より正確には、カムローブ7221のノーズに至るまで)にソレノイドバルブ7251を閉じることで、作動油の昇圧が開始してピストン728を押すようになるから、吸気弁21が開弁する。こうして、吸気弁21の開弁時期を遅くすることができると共に、リフト量を小さくすることが可能になる(図4のL11参照)。ソレノイドバルブ7251の開から閉への切り替えタイミングをさらに遅くすることで、吸気弁21の開弁時期をさらに遅くすることができると共に、リフト量をさらに小さくすることも可能になる(図4のL12参照)。
Further, by controlling the opening and closing of the
さらに、カムローブ7221の作動が開始した当初は、ソレノイドバルブ7251を全閉にすれば、前述したように、吸気弁21は作動油の圧力上昇に従って開弁する一方で、カムローブ7221の作動中にソレノイドバルブ7251を開くことによって、作動油の圧力が低下するから、吸気弁21は、ばね729の付勢力によって閉弁するようになる。こうして、吸気弁21の閉弁時期を進めることが可能になって、吸気弁21のリフト量及び作動角がそれぞれ小さくなる(図4のL13参照)。ソレノイドバルブ7251の閉から開への切り替えタイミングに応じて、吸気弁21の閉弁時期及びリフト量がそれぞれ変更される。例えば図4のL12とL13とを比較すれば、吸気弁21のリフト量が実質的に同じである一方で、その開弁時期を変更していることと等価である。これは、主開弁L2の位相を変更せずに、先行開弁の位相のみを変更することを可能にする。
Furthermore, when the operation of the
また、ソレノイドバルブ7251のバルブ開度を全閉から全開にするまでの開度変化率を高くすれば、吸気弁21の閉弁動作を素早くすることが可能になり、逆に、ソレノイドバルブ7251の開度変化率を低くすれば、吸気弁21をゆっくりと閉弁させることも可能になる。可変駆動機構72は、吸気弁21の閉弁時期を調整することも可能である。
Further, if the rate of change of the opening of the
先行開弁と同様に、主開弁の際のソレノイドバルブ7251の開閉を制御することによって、主開弁のリフト量及び開弁時期を変更することが可能である(例えば図4のL21、L22、L23参照)。
Similarly to the preceding valve opening, it is possible to change the lift amount and valve opening timing of the main valve by controlling the opening and closing of the
前述したように、可変駆動機構72は、1つの気筒18に対して設けられた2つの吸気弁21を独立して駆動することが可能であるため、一方の吸気弁21を先行開弁させ、他方の吸気弁21を先行開弁させないことが可能である。また、両方の吸気弁21を先行開弁させる場合でも、その先行開弁のリフト量及び開弁期間を互いに異ならせることが可能である。
As described above, since the
シリンダヘッド12にはまた、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と、吸気ポート16内に燃料を噴射するポートインジェクタ68とがそれぞれ取り付けられている。
Further, for each
直噴インジェクタ67は、その噴口が燃焼室の天井面の中央部分から、その燃焼室内に臨むように配設されている。直噴インジェクタ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、燃焼室内に直接噴射する。この例において、直噴インジェクタ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、直噴インジェクタ67は、燃料噴霧が、燃焼室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、ピストン上面に形成されたキャビティ141の壁面に沿って流動する。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、と言い換えることが可能である。この多噴口型の直噴インジェクタ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。尚、直噴インジェクタ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。
The
ポートインジェクタ68は、図1に示すように、吸気ポート16又は吸気ポート16に連通する独立通路に臨んで配置されかつ、吸気ポート16内に燃料を噴射する。ポートインジェクタ68は、図8、9に概念的に示すように、二つの吸気ポート161、162のそれぞれに設けられている。ポートインジェクタ68の形式は特定の形式の限定されるものではなく、種々の形式のインジェクタを、適宜採用することが可能である。
As shown in FIG. 1, the
図外の燃料タンクと直噴インジェクタ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、直噴インジェクタ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高圧燃料供給システム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。直噴インジェクタ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直噴インジェクタ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高圧燃料供給システム62は、30MPa以上の高い燃料圧力の燃料を、直噴インジェクタ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。直噴インジェクタ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。尚、高圧燃料供給システム62は、この構成に限定されるものではない。
The fuel tank (not shown) and the
同様に、図外の燃料タンクとポートインジェクタ68との間は、低圧燃料供給経路によって互いに連結されている。この低圧燃料供給経路上には、ポートインジェクタ68に対し、相対的に低い燃料圧力の燃料を供給する低圧燃料供給システム66が介設されている。低圧燃料供給システム66は、詳細な図示は省略するが、電動又はエンジン駆動の低圧燃料ポンプとレギュレータとを備えており、所定圧力の燃料を、各ポートインジェクタ68に供給するように構成されている。ポートインジェクタ68は、吸気ポートに燃料を噴射するため、低圧燃料供給システム66が供給する燃料の圧力は、高圧燃料供給システム62が供給する燃料の圧力に比べて、低い圧力に設定されている。
Similarly, the fuel tank (not shown) and the
シリンダヘッド12にはまた、燃焼室内の混合気に強制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。
A
エンジン1の一側面には、図1に示すように、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。
As shown in FIG. 1, an
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。
An
吸気通路30におけるエアクリーナ31とサージタンク33との間には、空気を冷却又は加熱する、水冷式のインタークーラ/ウォーマ34と、各気筒18への吸入空気量を調節するスロットル弁36とが配設されている。吸気通路30にはまた、インタークーラ/ウォーマ34をバイパスするインタークーラバイパス通路35が接続されており、このインタークーラバイパス通路35には、当該通路35を通過する空気流量を調整するためのインタークーラバイパス弁351が配設されている。インタークーラバイパス弁351の開度調整を通じて、インタークーラバイパス通路35の通過流量とインタークーラ/ウォーマ34の通過流量との割合を調整することにより、気筒18に導入する新気の温度を調整することが可能である。尚、インタークーラ/ウォーマ34及びそれに付随する部材は、省略することも可能である。
Between the
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。尚、このエンジン1は、NOx浄化触媒を備えていない。
The upstream portion of the
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と、EGRクーラ52をバイパスするためのEGRクーラバイパス通路53と、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、EGRクーラバイパス通路53には、EGRクーラバイパス通路53を流通する排気ガスの流量を調整するためのEGRクーラバイパス弁531が配設されている。
A portion between the
エンジン1は、パワートレイン・コントロール・モジュール(以下、PCMという)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いる。このPCM10が制御部を構成する。
The
PCM10には、図1,2に示すように、各種のセンサSW1〜SW16の検出信号が入力される。この各種のセンサには、次のセンサが含まれる。すなわち、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及び新気の温度を検出する吸気温度センサSW2、インタークーラ/ウォーマ34の下流側に配置されかつ、インタークーラ/ウォーマ34を通過した後の新気の温度を検出する、第2吸気温度センサSW3、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、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、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、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、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、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、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサSW11、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、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、吸気側及び排気側のカム角センサSW14,SW15、及び、高圧燃料供給システム62のコモンレール64に取り付けられかつ、直噴インジェクタ67に供給する燃料圧力を検出する燃圧センサSW16である。
As shown in FIGS. 1 and 2, detection signals from various sensors SW <b> 1 to SW <b> 16 are input to the
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、ポートインジェクタ68、点火プラグ25、吸気側のVVT71及び可変駆動機構72、排気側のVVT73、高圧燃料供給システム62、並びに、各種の弁(スロットル弁36、インタークーラバイパス弁351、EGR弁511、EGRクーラバイパス弁531)のアクチュエータへ制御信号を出力する。PCM10は、予め設定されたモデルと、前述した各種の検出信号等とに基づいて、燃焼室内の温度や圧力を含む燃焼状態を推定し、その燃焼状態に基づいて各制御信号を出力することにより、エンジン1を運転する。
The
(エンジンの運転制御)
図5は、エンジン1の運転制御マップの一例を示している。このエンジン1は、燃費の向上や排気エミッション性能の向上を目的として、エンジン負荷が相対的に低い低負荷域では、点火プラグ25による点火を行わずに、制御自着火(Controlled Auto Ignition:CAI)によって燃焼を行う。図5の例では、実線で示す燃焼切替負荷よりも低い領域が、CAI燃焼を行う自着火領域(CAI)に対応する。
(Engine operation control)
FIG. 5 shows an example of the operation control map of the
エンジン1の負荷が高くなるに従って、CAI燃焼では、燃焼が急峻になりすぎてしまい、例えば燃焼騒音等の問題を引き起こすことになる。そのため、このエンジン1では、エンジン負荷が相対的に高い高負荷域では、CAI燃焼を止めて、点火プラグ25を利用した強制点火(ここでは火花点火Spark Ignition:SI)による燃焼に切り替える。図5の例では、実線で示す燃焼切替負荷以上の領域が、火花点火燃焼を行う火花点火領域(SI)に対応する。このように、このエンジン1は、エンジン1の運転状態、特にエンジン1の負荷に応じて、CAIモードと、SIモードとを切り替えるように構成されている。但し、モード切り替えの境界線は、図例に限定されるものではない。
As the load on the
CAIモードでは、低負荷域から高負荷域までの全域において、CAI燃焼の着火性及び安定性を高めるために、相対的に温度の高いホットEGRガスを気筒18内に導入する。これは、内部EGRガスを気筒18内に導入することによる。ホットEGRガスの導入は、気筒18内の圧縮端温度(つまり、ピストン14が圧縮上死点に至ったときの気筒18内の温度)を高め、低負荷域におけるCAI燃焼の着火性及び安定性を高める。
In the CAI mode, hot EGR gas having a relatively high temperature is introduced into the
CAIモードにおいては、スロットル弁36の開度を全開に維持した状態で、内部EGRガス量の調整を行い、それと共に新気量も調整する。これは、ポンプ損失の低減に有利である。CAIモードではまた、内部EGR率を、エンジン1の負荷の高低に応じて変更しており、具体的には、エンジン1の負荷が低いときには内部EGR率を高め、エンジン1の負荷が高いときには内部EGR率を下げる。低負荷域では、ホットEGRガスの導入量を増やすことによって圧縮開始時の気筒18内の温度を高め、それに伴い圧縮端温度を高くする。圧縮自着火の着火性が高まると共に、圧縮自着火燃焼の安定性が高まる。一方、エンジン1の負荷が高くなれば、燃料噴射量が増えることに伴い燃焼ガス温度が高くなり、気筒18内の温度状態と共に排気ガス温度が高まる。そのため、ホットEGRガスの導入量を少なくしても、圧縮自着火の着火性及び安定性は確保可能である。尚、気筒18内に大量の排気ガスを導入してしまうと、気筒18内のガスの比熱比が低くなることで、圧縮開始時のガス温度が高くても、圧縮端温度が逆に低くなってしまうことから、内部EGR率は、予め設定した最高EGR率に制限してもよい。
In the CAI mode, the internal EGR gas amount is adjusted while keeping the
このCAI領域における、エンジン1の負荷に対応したホットEGRガスの導入量の調整は、吸気弁21の先行開弁のリフト量を調整することによって行われる。すなわち、エンジン1の負荷が上昇するに従い、EGR率を高から低へ変更するときには、先行開弁のリフト量を小さくする。逆に、エンジン1の負荷が低下するに従い、EGR率を低から高へ変更するときには、吸気弁21の先行開弁のリフト量を大きくする。これは、前述したように、可変駆動機構72のソレノイドバルブ7251の開閉を調整することにより行う。つまり、エンジン1の負荷が上昇するに従い、EGR率を高から低へ変更するときには、ソレノイドバルブ7251の開から閉への切り替えタイミングを、カムローブ7221の作動開始に対して遅くすることにより先行開弁のリフト量を小さくする。逆に、エンジン1の負荷が低下するに従い、EGR率を低から高へ変更するときには、ソレノイドバルブ7251の開から閉への切り替えタイミングをカムローブ7221の作動開始に近づけることにより先行開弁のリフト量を大きくする。
In this CAI region, the amount of hot EGR gas introduced corresponding to the load of the
CAIモードにおける低/中負荷域では、混合気の空気過剰率λを1よりも大きくする。混合気の空気過剰率λは、2.4以上のリーンにすることが好ましい。混合気をリーンにすることは、熱効率を高めて燃費の向上に有利になると共に、空気過剰率λを2.4以上にすることで、RawNOxの生成が抑制される。これは、NOx浄化触媒を備えていない本エンジン1において、排気エミッション性能を確保することを可能にする。
In the low / medium load range in the CAI mode, the excess air ratio λ of the air-fuel mixture is made larger than 1. The excess air ratio λ of the air-fuel mixture is preferably made to be lean at least 2.4. Making the air-fuel mixture lean is advantageous for improving the fuel efficiency by improving the thermal efficiency, and by making the excess air ratio λ 2.4 or more, the generation of RawNOx is suppressed. This makes it possible to ensure the exhaust emission performance in the
CAIモードにおける高負荷域では、混合気の空燃比を理論空燃比(λ≒1)に設定する。これにより、三元触媒の利用が可能になり、排気エミッション性能を確保することが可能になる。 In the high load range in the CAI mode, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is set to the stoichiometric air-fuel ratio (λ≈1). As a result, a three-way catalyst can be used, and exhaust emission performance can be ensured.
この高負荷側の領域では、気筒18内の温度状態がさらに高くなる。そのため、混合気の空燃比を理論空燃比(λ≒1)に維持しつつ、気筒18内にホットEGRガスを導入したのでは、気筒18内の温度状態が高くなりすぎて、過早着火等の異常燃焼が生じたり、CAI燃焼時に気筒18内の圧力上昇(dP/dθ)が急峻になって燃焼騒音の問題が生じたりする虞がある。そこで、CAIモードの高負荷域では、ホットEGRガスと共に、クールドEGRガスを気筒18内に導入する。クールドEGRガスは、基本的には、EGRクーラ52を通過することによって冷却された外部EGRガスである。尚、EGRクーラ52をバイパスした外部EGRガスを、クールドEGRガスに含んでもよい。
In this high load region, the temperature state in the
こうして、CAIモードの高負荷側の領域では、ホットEGRガス量が少なくかつ、温度が低下することと、クールドEGRガスを気筒18内に導入することとが組み合わさって、気筒18内の温度状態が高くなりすぎることが回避され、異常燃焼や燃焼騒音の回避に有利になる。尚、CAIモードにおいては、後述するSIモードとは異なり、燃焼安定性に関連するEGR率の制限が無い。そのため、混合気の空気過剰率λを実質的に1に設定しつつ、EGR率を可能な限り高くすることが可能である。EGR率を高くすることはまた、CAIモードの高負荷側の領域において、異常燃焼や燃焼騒音の回避に有利になる。
Thus, in the region on the high load side of the CAI mode, the temperature state in the
CAIモードにおいては、基本的には、ポートインジェクタ68を利用して、吸気ポート16内に燃料を噴射する。このことにより、気筒18内に均質な混合気を形成する。尚、燃料噴射制御を含む、気筒内の混合気形成については、詳細を後述する。CAIモードにおいても、特に負荷の高い領域では、直噴インジェクタ67を利用して、気筒18内に燃料を噴射する場合もある。
In the CAI mode, basically, the
SIモードでは、ホットEGRガスを実質的にゼロにし、クールドEGRガスのみを気筒18内に導入する。尚、ホットEGRガスを実質的にゼロにするとは、内部EGR制御を行わない意味である。構造上、気筒18内には燃焼ガスの一部が残留するため、SIモードにおいてもホットEGRガスは、気筒18内に残留し得る。
In the SI mode, the hot EGR gas is substantially zero and only the cooled EGR gas is introduced into the
SIモードでは、基本的には、スロットル弁36の開度を全開に維持しかつ、EGR弁511の開度を、エンジン負荷に応じて変更する。こうして、SIモードにおいては、混合気の空燃比を理論空燃比(λ≒1)に設定する条件下でEGR率を最大に設定している。これは、ポンプ損失の低減に有利である。また、混合気の空燃比を理論空燃比に設定することは、三元触媒の利用を可能にする。EGR弁511は、具体的には、エンジン負荷の上昇に従い次第に閉じ、全開負荷では閉弁する。このことは、エンジン負荷が連続的に変化するようなときには、気筒18内のガス組成を連続的に変化させることになるから、制御性の向上に有利である。
In the SI mode, basically, the opening of the
SI燃焼においては、気筒18内に導入する排気ガスの量が多すぎると燃焼安定性が低下してしまう。そのため、SI燃焼において設定可能な最高のEGR率(つまり、EGR限界)が存在する。前述の通り、混合気の空燃比を理論空燃比(λ≒1)に設定するため、エンジン負荷の高低に応じてEGR率は連続的に変化し、SIモードにおいてエンジン負荷が低いときには、燃料量が少なくかつ、新気量が少なくなることで、EGR率は高くなり得るものの、SIモードの低負荷域では、EGR率がEGR限界によって制限される。
In SI combustion, if the amount of exhaust gas introduced into the
SIモードでは主に、直噴インジェクタ67を用いて、気筒18内に燃料を直接噴射する。前述したように、このエンジン1は幾何学的圧縮比が比較的高くて、SI燃焼時には、過早着火等の異常燃焼を招く虞があるが、圧縮行程から膨張行程にかけての遅い時期に、気筒18内に、高い燃料圧力で燃料を噴射することにより、そうした異常燃焼を回避することが可能になる。
In the SI mode, fuel is directly injected into the
(CAIモードにおける混合気形成の態様)
このエンジン1は、前述した吸気弁21の可変駆動機構72と、ポートインジェクタ68との組み合わせを利用して、気筒18内に形成する混合気の濃度成層化を図り、それによって、圧縮着火燃焼の着火性の向上と、排気エミッション性能の向上とを両立させる。以下、この構成について、図を参照しながら詳細に説明する。
(Mode of mixture formation in CAI mode)
The
図6は、気筒18内の混合気の形成手順の基本的な考え方を示してしている。同図に示すように、1つの気筒18に対して、第1及び第2の2つの吸気ポート161、162が連通している。その内の第1の吸気ポート161にのみ、ポートインジェクタ68が配設され、第2の吸気ポート162には、ポートインジェクタ68は配設されていない。図6は特に、エンジン1の負荷が低くて燃料噴射量が比較的少ない場合を示している。
FIG. 6 shows the basic concept of the procedure for forming the air-fuel mixture in the
先ず、図6の工程P61に示すように、ポートインジェクタ68を通じて、所定量の燃料を第1の吸気ポート161に噴射する。ここでの所定量の燃料は、エンジン1の負荷に対応する。
First, as shown in step P61 of FIG. 6, a predetermined amount of fuel is injected into the
続く工程P62では、可変駆動機構72を利用して、燃料が噴射された第1の吸気ポート161を開閉する吸気弁21については、そのリフト量を調整することによって、当該第1の吸気ポート161を通じて気筒18内に流入する混合気の当量比φが1付近となるように、その新気量を調整する(つまり、新気量を減量する)。混合気の当量比φは、例えば1.0〜1.4の範囲に収まるようにしてもよい。一方、第2の吸気ポート162を開閉する吸気弁21については、リフト量の調整を行わない。つまり、第2の吸気ポート162を開閉する吸気弁21は、当該運転状態において設定されている新気量が気筒18内に導入されるように、予め設定されているリフト量で開弁をする。
In the subsequent process P62, the
こうして、気筒18内に、リッチで均質な混合気の層181を形成する。こうした成層化を実現する上で、気筒18内でのスワールは、できるだけ回避することが望ましい。例えば吸気ポート16は、気筒18内に流入するガスに角運動量を付与するような、いわゆるスワールポートではなく、気筒18内に流入するガスに角運動量を付与しないような形状(例えばストレートポート)とすることが好ましい。尚、混合気の濃度成層化が維持される限度において、気筒18内でタンブルが生じることは許容される。
Thus, a rich and
そうして、ピストン14が圧縮上死点付近に至ることで、当量比φが1付近の均質な混合気が、圧縮着火し、燃焼する(工程P63)。当該混合気層は、当量比φがリッチであるため、圧縮着火の着火性が高まる。また、当該混合気層は、ポート噴射を利用することで均質であり、局所的に当量比が高い混合気や局所的に当量比が低い混合気を含まない。その結果、燃焼温度が適正化して、燃焼温度が低いときに発生し得るHC及びCOや、酸素過剰で燃焼温度が高いときに発生し得るNOx、また局所当量比が高すぎるとき等に発生し得る煤を抑制することができる。
Then, when the
図7は、燃料噴射形態が相違するときに、気筒18内に形成される混合気の局所当量比の分布頻度を比較する図である。図7の左上の図は、直噴インジェクタ67を用いて、気筒18内に1回の燃料噴射を行って混合気を形成したときの、局所当量比の分布頻度を示している。噴射回数が1回であるときには、噴射した燃料が分散する結果、局所当量比φが1よりも小さい、局所的にリーンな混合気が多く形成される。これは、圧縮着火の着火性を低下させると共に、燃焼温度が比較的低くなる結果、HCやCOを発生させて排気エミッション性能の低下を招き得る。
FIG. 7 is a diagram for comparing the distribution frequency of the local equivalence ratio of the air-fuel mixture formed in the
圧縮着火の着火性を改善するために、図7の右上に示すように、直噴インジェクタ67を用いて、気筒18内に複数回の燃料噴射を行って混合気を形成することが考えられる。多段噴射は、1回当たりの燃料噴射量が少なくなると共に、先に噴射した燃料噴霧に、後から噴射した燃料噴霧が衝突するようになる結果、当量比が局所的に高くなると考えられる。このように、当量比φの高い混合気が局所的に形成されることは、圧縮着火の着火性を高める上で有利になる。しかしながら、当量比φの高い混合気が多く形成される結果、局所的に過剰にリッチな混合気は煤を発生しやすく、ストイキ付近でリーンな領域は酸素過剰雰囲気での燃焼温度上昇によりNOxが発生しやすい。 In order to improve the ignitability of compression ignition, as shown in the upper right of FIG. In the multi-stage injection, the fuel injection amount per one time is decreased, and the fuel spray injected later collides with the fuel spray injected earlier, so that the equivalence ratio is considered to be locally increased. As described above, locally forming an air-fuel mixture having a high equivalence ratio φ is advantageous in improving the ignitability of compression ignition. However, as a result of the formation of a large amount of air-fuel mixture with a high equivalence ratio φ, a locally excessively rich air-fuel mixture tends to generate soot, and the lean region near the stoichiometric region has NOx generated due to an increase in combustion temperature in an oxygen-excess atmosphere. Likely to happen.
このように、直噴インジェクタ67を利用する構成では、圧縮着火の着火性が低くて、排気エミッション性能が低下してしまう一方で、圧縮着火の着火性を高めたとしても、排気エミッション性能の低下を免れない。
As described above, in the configuration using the
これに対し、前述した、吸気ポート噴射を利用して、気筒18内で混合気の濃度成層化を図ることにより、図7の右下に示すように、第1の吸気ポート161を通じて気筒18内に導入される混合気によって、当量比φがリッチで均質な混合気の層を形成することが可能になり、局所的にストイキ付近のリーンな混合気や局所的に過剰にリッチな混合気の形成を回避することが可能になる。これにより、圧縮着火の着火性の向上と、排気エミッション性能の向上とを両立することができる。尚、同図では、第2の吸気ポート162を通じて気筒18内に導入される新気を当量比が0として示している。ここで、均質混合気の当量比φは、1.0〜1.4が望ましく、こうすることで、圧縮着火の着火性を良好にしつつ、燃焼温度の上昇を抑制することが可能になる。これは、NOxの生成を抑制する上で有利になる。
On the other hand, by using the intake port injection described above and stratifying the concentration of the air-fuel mixture in the
次に、図8、9を参照しながら、前記エンジン1に適用した場合の、混合気の形成手順について説明する。図8は、エンジン1の運転状態が、CAIモードの低負荷側にあるときの混合気の形成手順を示し、図9は、エンジン1の運転状態が、CAIモードの高負荷側にあるときの混合気の形成手順を示している。図6と比較して、第1及び第2の吸気ポート161、162のそれぞれに、ポートインジェクタ68が配設されている点が異なる。
Next, a procedure for forming an air-fuel mixture when applied to the
先ず図8の工程P81では、可変駆動機構72によって吸気弁21を先行開弁させる。先行開弁させる吸気弁21は、後述の通り燃料噴射を行う第1の吸気ポート161の吸気弁21のみである。これにより、気筒18内の燃焼ガスの一部が、第1の吸気ポート161に排出される。尚、設定されている内部EGR率が高く、比較的大量の燃焼ガスを吸気ポートに排出しなければならないときには、第1及び第2の吸気ポート161、162の双方の吸気弁21を先行開弁させてもよい。その場合に、先行開弁のリフト量は、第1及び第2の吸気ポート161、162で同じにしてもよいし、第1の吸気ポート161の方を、相対的に大きくしてもよいし、第1の吸気ポート161の方を、相対的に小さくしてもよい。
First, in step P81 of FIG. 8, the
続く工程P82では、第1の吸気ポート161に配設されたポートインジェクタ68から、所定量の燃料を噴射する。エンジン1の負荷が比較的低く、それに伴い燃料量も少ないことから、1つのポートインジェクタ68から、一方の吸気ポート161に燃料を噴射することが可能である。こうして、燃焼ガスの導入によって温度が高められた第1の吸気ポート161に、燃料が噴射される。
In the subsequent process P82, a predetermined amount of fuel is injected from the
工程P82ではまた、第1の吸気ポート161の吸気弁21、及び、第2の吸気ポート162の吸気弁21のそれぞれを開弁(つまり、主開弁)する。このときに、第1の吸気ポート161の吸気弁21は、当該吸気ポート161から気筒18内に導入される混合気の当量比φが、1.0〜1.4の範囲に収まるように、そのリフト量を調整する(リフト量を減少する)。尚、エンジン1の負荷が低いときには、気筒18内に形成する混合気の当量比φを高めに設定しても、燃焼温度が高くなることは抑制される。一方、第2の吸気ポート162の吸気弁21は、リフト量の調整を行わない。つまり、このエンジン1の運転状態において設定されているリフト量で、吸気弁21を開弁する。これにより、必要量の新気が気筒18内に導入される。
In step P82, each of the
こうして、工程P83では、気筒18内に当量比φが1付近の、均質かつ高温の混合気の層181を形成することが可能になる。第1の吸気ポート161から気筒18には、内部EGRガス、新気及び燃料が導入される一方、第2の吸気ポート162から気筒18には、新気のみ(又は、新気及び内部EGRガス)が導入される。第1の吸気ポート161から気筒18に導入される新気量は制限されるものの、内部EGRガスを導入することで、第1の吸気ポート161から気筒18内に導入されるガス量と、第2の吸気ポート162から気筒18内に導入されるガス量との差は小さくなる、又は、無くなる。2つの吸気ポート161、162から導入されるガス量の差に起因して、気筒18内にスワールが発生することが回避される。その結果、気筒18内で、混合気の濃度成層化が可能になる。
Thus, in the process P83, it is possible to form a homogeneous and high-temperature air-
そうして工程P84において、圧縮着火燃焼に至る。混合気層は、前述したように、当量比φが1以上のリッチであることから、圧縮着火の着火性がさらに高まる。また、局所的に過剰にリッチな混合気や局所的に、ストイキ付近、あるいは過剰な、リーンな混合気が生成されずに、排気エミッション性能の向上が図られる点は、図6を参照して前述した通りである。 Thus, in the process P84, compression ignition combustion is reached. As described above, since the air-fuel mixture layer is rich with an equivalence ratio φ of 1 or more, the ignitability of compression ignition is further enhanced. Further, referring to FIG. 6, the exhaust emission performance can be improved without generating a locally excessively rich mixture, locally, in the vicinity of stoichiometric, or excessively, lean mixture. As described above.
図9は、前述したように、エンジン1の運転状態が、CAIモードの高負荷側にあるときの混合気の形成手順を示している。エンジン1の負荷が高まるに従い、燃料噴射量が増大する結果、第1の吸気ポート161のみに燃料を噴射することが困難になる。そこで、CAIモードの高負荷側にあるときには、第1の吸気ポート161と、第2の吸気ポート162との双方において、燃料を噴射する。
FIG. 9 shows an air-fuel mixture formation procedure when the operating state of the
先ず、工程P91では、前記と同様に、可変駆動機構72によって吸気弁21を先行開弁させる。先行開弁させる吸気弁21は、第1の吸気ポート161の吸気弁21のみである。エンジン1の負荷が高いため、内部EGR率は比較的低く設定される。必要に応じて、第2の吸気ポート162の吸気弁21も、先行開弁させてもよい。
First, in step P91, the
続く工程P92では、第1の吸気ポート161に配設されたポートインジェクタ68から、所定量の燃料を噴射すると共に、第2の吸気ポート162に配設されたポートインジェクタ68から、残りの燃料を噴射する。第1の吸気ポート161の燃料噴射量は、圧縮着火に必要な最小限の噴射量である。噴射量は、燃焼騒音が増大しない範囲で設定される。結果的に、第1の吸気ポート161に噴射される燃料量は、第2の吸気ポート162に噴射される燃料量よりも少なくなる。
In the subsequent process P92, a predetermined amount of fuel is injected from the
工程P92ではまた、第1の吸気ポート161の吸気弁21、及び、第2の吸気ポート162の吸気弁21のそれぞれを開弁(つまり、主開弁)する。このときに、第1の吸気ポート161の吸気弁21は、当該吸気ポート161から気筒18内に導入される混合気の当量比φが、1.0〜1.4の範囲に収まるように、そのリフト量を調整する(リフト量を減少する)。エンジン1の負荷が比較的高くて着火性が確保できることを考慮して、当量比φを前記範囲よりも低く設定してもよい。一方、第2の吸気ポート162の吸気弁21は、リフト量の調整を行わない。つまり、このエンジン1の運転状態において設定されているリフト量で、吸気弁21を開弁する。これにより、必要量の新気を気筒18に導入する。
In step P92, each of the
CAIモードの高負荷域では、前述したように、クールドEGRガス(つまり、外部EGRガス)が気筒18内に導入される。クールドEGRガスは、図9に白抜きの矢印で示すように、第1の吸気ポート161及び第2の吸気ポート162のそれぞれに流入する。従って、第1の吸気ポート161から気筒18内には、内部EGRガス、外部EGRガス、新気及び燃料が導入され、第2の吸気ポート162から気筒18内には、外部EGRガス、新気及び燃料が導入される。
In the high load region of the CAI mode, as described above, the cooled EGR gas (that is, the external EGR gas) is introduced into the
そうして工程P93では、気筒18内に当量比φが1以上のリッチの、均質かつ高温の混合気の層(第1層)181と、当量比φが第1層181よりもリーンの、均質かつ低温の混合気の層(第2層)182とを形成することが可能になる。
Thus, in step P93, a rich, homogeneous and high-temperature air-fuel mixture layer (first layer) 181 having an equivalent ratio φ of 1 or more in the
第1層181は、相対的に当量比が高くかつ高温であるため、先に圧縮着火するようになり、それによって発生する熱及び筒内圧の上昇を受けて、相対的に当量比が低くかつ低温の第2層182も順次圧縮着火するようになる。こうして、エンジン1の負荷が高いときに、着火性を確保しながら、逐次着火が可能になるから、燃焼が緩慢化する。これは、燃焼時に気筒18内の圧力上昇が急峻になることを抑制して、燃焼騒音が増大してしまうことが回避される。
Since the
尚、ここに開示する技術は、前述したエンジン構成への適用に限定されるものではない。 The technique disclosed here is not limited to application to the engine configuration described above.
吸気弁21の駆動機構は、VVT71と可変駆動機構72とを含む構成に限定されない。1つの気筒18に設けられた複数の吸気弁21のリフト量を、独立に調整可能な構成であれば、様々な機構を採用することが可能である。例えば、吸気弁21の駆動機構は、吸気弁のリフト量を連続的に変更可能な、機械式のリフト可変機構(Continuously Variable Valve Lift:CVVL)と、VVTとを含んで構成してもよい。
The drive mechanism of the
図5に示す運転制御マップは例示であり、これ以外にも様々なマップを設けることが可能である。 The operation control map shown in FIG. 5 is an example, and various other maps can be provided.
また、排気通路には三元触媒のみを備えたが、NOx浄化触媒を備えて、空気過剰率λが2.4よりも小さく1.0よりも大きい、A/FがLeanの運転を可能にしてもよい。 In addition, the exhaust passage is provided with only a three-way catalyst, but it is provided with a NOx purification catalyst, so that the excess air ratio λ is smaller than 2.4 and larger than 1.0, and A / F can be operated with Lean. May be.
さらに、ここに開示する技術は、ディーゼルエンジンに適用することも可能である。 Furthermore, the technology disclosed herein can be applied to a diesel engine.
1 エンジン(エンジン本体)
10 PCM(制御部)
16 吸気ポート(吸気路)
161 第1の吸気ポート
162 第2の吸気ポート
18 気筒
21 吸気弁
22 排気弁
62 燃料供給システム
67 インジェクタ
72 可変駆動機構(吸気弁駆動機構)
L11、L12、L13 先行開弁
1 Engine (Engine body)
10 PCM (control unit)
16 Intake port (intake path)
161
L11, L12, L13 Advance valve opening
Claims (3)
前記複数の吸気路のそれぞれに設けられかつ、当該吸気路を開閉するよう構成された吸気弁と、
少なくともリフト量を変更可能に、前記吸気弁を駆動するよう構成された吸気弁駆動機構と、
前記1つの気筒に接続される複数の吸気路の内の一部である特定吸気路に配設されかつ、当該特定吸気路内に燃料を噴射するよう構成されたインジェクタと、
前記吸気弁の開弁制御及び前記インジェクタの噴射制御を通じて、前記エンジン本体を運転するように構成された制御部と、を備え、
前記制御部は、前記エンジン本体の運転状態が前記圧縮着火燃焼領域にあるときに、前記インジェクタから前記特定吸気路内に所定量の燃料を噴射すると共に、当該特定吸気路から前記気筒内に導入される混合気の当量比が1.0〜1.4の範囲となるように前記吸気弁のリフト量を調整する一方、前記特定吸気路以外の吸気路から前記気筒には、前記燃料を含まない吸気を導入する圧縮着火式エンジンの制御装置。 An engine main body having a cylinder to which each of a plurality of intake passages is connected, and configured to perform compression ignition combustion of an air-fuel mixture in the cylinder in a preset compression ignition combustion region;
An intake valve provided in each of the plurality of intake passages and configured to open and close the intake passage;
An intake valve drive mechanism configured to drive the intake valve so that at least a lift amount can be changed; and
An injector disposed in a specific intake path that is a part of a plurality of intake paths connected to the one cylinder, and configured to inject fuel into the specific intake path;
A control unit configured to operate the engine body through valve opening control of the intake valve and injection control of the injector; and
The control unit injects a predetermined amount of fuel into the specific intake passage from the injector and introduces the specific intake passage into the cylinder when the operating state of the engine body is in the compression ignition combustion region. The lift amount of the intake valve is adjusted so that the equivalent ratio of the air-fuel mixture is in the range of 1.0 to 1.4, while the cylinder contains the fuel from the intake passage other than the specific intake passage Control device for a compression ignition engine that introduces no intake air.
前記吸気弁駆動機構は、膨張行程から排気行程の期間において前記吸気弁を開弁する先行開弁を行うことにより、前記気筒内の燃焼ガスの一部を前記吸気路内に導入すると共に、少なくとも吸気行程において前記吸気弁を開弁することにより、燃焼ガスと新気とを前記気筒内に導入するよう構成されており、
前記制御部は、前記特定吸気路の吸気弁を先行開弁させることによって、前記特定吸気路内に前記気筒内の燃焼ガスの一部を導入する一方、前記特定吸気路以外の吸気路の吸気弁は前記先行開弁を行わない圧縮着火式エンジンの制御装置。 The control apparatus for a compression ignition engine according to claim 1,
The intake valve drive mechanism introduces a part of the combustion gas in the cylinder into the intake passage by performing a prior valve opening that opens the intake valve during a period from an expansion stroke to an exhaust stroke, and at least It is configured to introduce combustion gas and fresh air into the cylinder by opening the intake valve in the intake stroke.
The control unit introduces a part of the combustion gas in the cylinder into the specific intake path by opening the intake valve of the specific intake path in advance, while intake air in intake paths other than the specific intake path A valve is a control device for a compression ignition engine that does not perform the preceding valve opening.
前記制御部は、前記圧縮着火燃焼領域における負荷の低い低負荷領域では、前記特定吸気路から前記気筒に、当量比が1.0〜1.4の範囲となるように混合気を導入すると共に、前記特定吸気路以外の吸気路から前記気筒には、前記燃料を含まない吸気を導入し、
前記制御部はまた、前記圧縮着火燃焼領域における前記低負荷領域よりも負荷の高い高負荷領域では、前記特定吸気路において所定量の燃料を噴射しかつ、前記吸気弁のリフト量を調整することで、所定当量比となるように、前記気筒内に混合気を導入する一方、前記特定吸気路以外の吸気路において残りの燃料を噴射することで、当該吸気路から前記気筒内に、前記所定当量比よりもリーンな混合気を導入する圧縮着火式エンジンの制御装置。 The control apparatus for a compression ignition engine according to claim 1 or 2,
The control unit introduces the air-fuel mixture so that the equivalence ratio is in the range of 1.0 to 1.4 from the specific intake passage to the cylinder in the low load region where the load in the compression ignition combustion region is low. Introducing intake air that does not contain the fuel into the cylinder from intake passages other than the specific intake passage,
The control unit also injects a predetermined amount of fuel in the specific intake passage and adjusts a lift amount of the intake valve in a high load region where the load is higher than the low load region in the compression ignition combustion region. Then, while introducing the air-fuel mixture into the cylinder so as to achieve a predetermined equivalence ratio, the remaining fuel is injected into the intake passage other than the specific intake passage, so that the predetermined fuel is injected into the cylinder from the intake passage. A control device for a compression ignition engine that introduces an air-fuel mixture leaner than the equivalent ratio.
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