JP4877857B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、燃焼モードとして圧縮着火燃焼モードを有する内燃機関の制御装置に関し、特に、圧縮着火燃焼モードにおいて、低温ガスおよび高温ガスを成層化し、自己着火によって燃焼させる内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine having a compression ignition combustion mode as a combustion mode, and more particularly to a control device for an internal combustion engine in which a low temperature gas and a high temperature gas are stratified and burned by self ignition in the compression ignition combustion mode.
従来のこの種の制御装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この制御装置では、圧縮着火燃焼モード時に、排気弁の閉弁タイミングを進角側に変更するとともに、吸気弁の開弁タイミングを遅角側に変更することにより、排気弁が完全に閉弁した後に吸気弁が開弁する、いわゆる排気弁と吸気弁との負のオーバーラップによって、気筒内に既燃ガスを高温ガスとして残留させる。また、圧縮着火燃焼モード時には、吸気通路に設けられたスワール弁を全閉に制御し、気筒内に新気のスワールを発生させる。これにより、既燃ガスを気筒内の中央に分布させ、それを取り囲むように、新気を既燃ガスよりも低温の低温ガスとして分布させ、既燃ガスと新気が成層化される。
As this type of conventional control device, for example, one disclosed in
また、この制御装置では、吸気行程の初期または圧縮行程の初期において、新気の層に燃料を噴射するとともに、圧縮上死点付近において、既燃ガスの層に燃料を噴射する。この既燃ガス層への燃料の噴射に伴い、まず既燃ガス層内の燃料が噴射された付近から自己着火による燃焼が開始され、それにより新気層の圧力および温度が上昇することによって、その後、新気層においても自己着火による燃焼が開始される。 Further, in this control device, fuel is injected into the fresh air layer at the beginning of the intake stroke or the compression stroke, and fuel is injected into the burned gas layer near the compression top dead center. Along with the injection of fuel into the burned gas layer, first, combustion by self-ignition is started from the vicinity where the fuel in the burned gas layer is injected, thereby increasing the pressure and temperature of the fresh air layer, Thereafter, combustion by self-ignition is also started in the fresh air layer.
以上のように、従来の内燃機関の制御装置では、既燃ガス層への燃料の噴射を圧縮上死点付近で行っている。圧縮上死点付近では、既燃ガス層の温度が極めて高い温度まで上昇するため、既燃ガス層に噴射された燃料の燃焼がすぐに開始される。このため、燃焼状態が急激に変化しやすく、ドライバビリティが悪化する。また、気筒内が非常に高温の状態で燃料が噴射されるので、燃焼温度が高くなりやすく、その場合には、排ガス特性が悪化する。 As described above, in the conventional control device for an internal combustion engine, the fuel is injected into the burned gas layer near the compression top dead center. In the vicinity of the compression top dead center, the temperature of the burned gas layer rises to an extremely high temperature, so that the combustion of the fuel injected into the burned gas layer starts immediately. For this reason, the combustion state is likely to change rapidly, and drivability deteriorates. In addition, since the fuel is injected while the inside of the cylinder is very hot, the combustion temperature tends to be high, and in this case, the exhaust gas characteristics deteriorate.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、圧縮着火燃焼モードにおいて、気筒内の燃料の濃度を適切に制御し、自己着火による燃焼を安定して行うことによって、ドライバビリティおよび排ガス特性を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and in the compression ignition combustion mode, the concentration of the fuel in the cylinder is appropriately controlled, and the combustion by the self-ignition is stably performed. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can improve the performance and exhaust gas characteristics.
上記の目的を達成するため、請求項1に係る発明は、燃焼モードとして圧縮着火燃焼モードを有するとともに、圧縮着火燃焼モードにおいて内燃機関3を制御する内燃機関3の制御装置1であって、排気行程中に燃料を気筒C内に供給する第1燃料供給手段(実施形態における(以下、本項において同じ)筒内燃料噴射弁10)と、吸気行程中に、吸気弁12を介して新気を気筒C内に吸入する吸気手段(吸気側動弁機構40)と、吸気行程中に気筒C内に燃料を供給することによって、燃料と混合された新気を低温ガスとして生成する第2燃料供給手段(ポート燃料噴射弁9、筒内燃料噴射弁10)と、吸気行程の終期に排気弁13の動作を制御することによって、排気通路5に排出された排ガスを、第1燃料供給手段によって供給された燃料とともに、高温ガスとして気筒C内に再度、吸入する高温ガス吸入手段(ECU2、EGR吸入機構80、図8のステップ11)と、気筒C内において低温ガスと高温ガスを成層化させる成層化手段(ガイド壁3d、凸部3e)と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
本発明によれば、圧縮着火燃焼モードにおいて、内燃機関が次のように制御される。まず、第1燃料供給手段によって、排気行程中に燃料を気筒内に供給する。これにより、排気行程中に供給された燃料は、排ガスとともに一旦、排気通路に排出され、排気通路において、排ガスの熱によって十分に暖められ、蒸発し、排ガスに混合される。 According to the present invention, in the compression ignition combustion mode, the internal combustion engine is controlled as follows. First, fuel is supplied into the cylinder during the exhaust stroke by the first fuel supply means. Thereby, the fuel supplied during the exhaust stroke is once discharged to the exhaust passage together with the exhaust gas, and is sufficiently warmed by the heat of the exhaust gas in the exhaust passage, evaporated, and mixed with the exhaust gas.
また、吸気行程中に、吸気手段によって吸気弁を介して気筒内に新気を吸入するとともに、第2燃料供給手段で気筒内に燃料を供給することによって、燃料と混合された新気を低温ガスとして生成する。さらに、吸気行程の終期には、高温ガス吸入手段で排気弁の動作を制御することによって、排気通路に排出され、燃料が混合された排ガスを高温ガスとして気筒内に再度、吸入する。これらの低温ガスと高温ガスは、成層化手段によって成層化される。そして、成層化された低温ガスおよび高温ガスは、その後の圧縮行程において、自己着火により燃焼する。この燃焼は、より高温の高温ガス層から開始され、それに伴い、低温ガス層の圧力および温度が高められることによって、低温ガス層に至る。このように、圧縮着火燃焼モードでは、自己着火による燃焼が高温ガス層から低温ガス層に伝播するので、自己着火による燃焼を緩慢に行わせることができる。その結果、気筒内の圧力および温度の急激な上昇を回避でき、それにより、排ガス特性を向上させることができる。 Also, during the intake stroke, fresh air is sucked into the cylinder by the intake means via the intake valve, and fuel is supplied into the cylinder by the second fuel supply means, so that the fresh air mixed with the fuel is cooled to a low temperature. Produced as a gas. Further, at the end of the intake stroke, the operation of the exhaust valve is controlled by the high temperature gas suction means, and the exhaust gas discharged into the exhaust passage and mixed with the fuel is again sucked into the cylinder as a high temperature gas. These low temperature gas and high temperature gas are stratified by the stratification means. Then, the stratified low temperature gas and high temperature gas burn by self-ignition in the subsequent compression stroke. This combustion is started from a higher temperature hot gas layer, and accordingly, the pressure and temperature of the low temperature gas layer are increased to reach the low temperature gas layer. Thus, in the compression ignition combustion mode, combustion by self-ignition propagates from the high-temperature gas layer to the low-temperature gas layer, so that the combustion by self-ignition can be performed slowly. As a result, it is possible to avoid a sudden increase in pressure and temperature in the cylinder, thereby improving exhaust gas characteristics.
さらに、吸気行程における新気の吸入の前の排気行程中に、あらかじめ、第1燃料供給手段からの燃料を排ガスに直接、供給し、排ガスに混合させるので、燃料と排ガスとの混合時間が長く確保されることで、高温ガス層中の燃料の濃度を、より均一化できるとともに、精度良く制御することができる。さらに、第1燃料供給手段からの燃料を排気行程中に供給するので、例えば、この燃料の供給を排気上死点付近で行うことによって、ピストンに付着する燃料の量が多くなる。これにより、燃料が気化するときに発生する潜熱をより多く得ることができ、燃料による排ガスの温度低下を抑制することができる。以上のように、高温ガス層における自己着火による燃焼を適切に制御できる結果、安定した燃焼状態が得られ、それにより、ドライバビリティを向上させることができる。 Further, since the fuel from the first fuel supply means is directly supplied to the exhaust gas and mixed with the exhaust gas in advance during the exhaust stroke before the intake of fresh air in the intake stroke, the mixing time of the fuel and the exhaust gas is long. By ensuring, the concentration of the fuel in the high temperature gas layer can be made more uniform, and can be controlled with high accuracy. Furthermore, since the fuel from the first fuel supply means is supplied during the exhaust stroke, the amount of fuel adhering to the piston is increased by supplying the fuel near the exhaust top dead center, for example. Thereby, more latent heat generated when the fuel is vaporized can be obtained, and the temperature reduction of the exhaust gas due to the fuel can be suppressed. As described above, as a result of appropriately controlling the combustion due to self-ignition in the high-temperature gas layer, a stable combustion state can be obtained, and thereby drivability can be improved.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の内燃機関3の制御装置1において、第2燃料供給手段は、気筒C内に直接、燃料を噴射する筒内燃料噴射弁10と、筒内燃料噴射弁10および吸気通路4に燃料を噴射するポート燃料噴射弁9との一方であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the
この構成によれば、吸気行程中に、筒内燃料噴射弁によって、気筒内に直接、燃料を噴射するか、これに加えて、ポート燃料噴射弁によって、吸気通路に燃料を噴射することによって、噴射された燃料が新気に混合される。特に、ポート燃料噴射弁が併用される場合には、燃料と新気との混合時間が長く確保されることで、低温ガス層中の燃料の濃度をより均一化できる結果、自己着火による燃焼をより安定して行うことができる。 According to this configuration, during the intake stroke, fuel is directly injected into the cylinder by the in-cylinder fuel injection valve, or in addition, fuel is injected into the intake passage by the port fuel injection valve, The injected fuel is mixed with fresh air. In particular, when a port fuel injection valve is used in combination, the fuel and fresh air mixing time is ensured for a long time, so that the fuel concentration in the low temperature gas layer can be made more uniform. It can be performed more stably.
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の内燃機関3の制御装置1において、第1燃料供給手段により供給されると仮定したときに、高温ガスによる高温ガス層T1中の燃料の濃度が低温ガスによる低温ガス層T2中の燃料の濃度に等しくなるような燃料量を、第1燃料供給量(第1燃料噴射量QEX1)として算出する第1燃料供給量算出手段(ECU2、図9のステップ22)と、第1燃料供給手段により供給されると仮定したときに、高温ガス層T1中に高温ガスの燃焼に必要な最少限の酸素が存在するような燃料量を、第2燃料供給量(第2燃料噴射量QEX2)として算出する第2燃料供給量算出手段(ECU2、図9のステップ23)と、第1燃料供給手段により供給される燃料供給量(排気燃料噴射量QINJEX)を、第1燃料供給量および第2燃料供給量のより小さな一方に決定する燃料供給量決定手段(ECU2、図9のステップ24〜26)と、をさらに備えることを特徴とする。
According to a third aspect of the invention, in the
この構成によれば、排気行程中に第1燃料供給手段により供給される燃料量として、第1燃料供給量および第2燃料供給量が算出される。第1燃料供給量は、高温ガス層中の燃料の濃度が低温ガス層中の燃料の濃度に等しくなるような燃料量であり、第2燃料供給量は、高温ガスの燃焼に必要な最少限の酸素が存在するような燃料量である。 According to this configuration, the first fuel supply amount and the second fuel supply amount are calculated as the fuel amount supplied by the first fuel supply means during the exhaust stroke. The first fuel supply amount is a fuel amount such that the concentration of fuel in the high temperature gas layer is equal to the concentration of fuel in the low temperature gas layer, and the second fuel supply amount is the minimum required for combustion of the high temperature gas. The amount of fuel is such that there is oxygen present.
気筒内の燃料の濃度が均一であれば、安定した燃焼状態が得られるものの、例えば燃焼前の気筒内の空燃比が理論空燃比に近い場合には、燃焼後における排ガス中の酸素は少なくなる。このような場合に、例えば、燃料の濃度を均一にするために燃料を排ガスにより多く供給すると、燃焼に必要な酸素が不足することがあり、その場合には、排出される未燃燃料が多くなることで、排ガス特性が悪化する。このような観点に基づき、本発明によれば、排気行程中に気筒内に供給される燃料供給量を、前述したようにして算出した第1燃料供給量および第2燃料供給量のうちの小さな一方に決定する。このため、酸素が不足するような状況においても、燃焼に必要な最少限の酸素を確保でき、未燃燃料の排出を抑制することができる。 If the fuel concentration in the cylinder is uniform, a stable combustion state can be obtained. However, for example, when the air-fuel ratio in the cylinder before combustion is close to the stoichiometric air-fuel ratio, the oxygen in the exhaust gas after combustion decreases. . In such a case, for example, if a large amount of fuel is supplied to the exhaust gas in order to make the fuel concentration uniform, oxygen necessary for combustion may be insufficient, and in that case, a large amount of unburned fuel is discharged. As a result, the exhaust gas characteristics deteriorate. Based on this point of view, according to the present invention, the fuel supply amount supplied into the cylinder during the exhaust stroke is the smaller of the first fuel supply amount and the second fuel supply amount calculated as described above. Decide on one side. For this reason, even in a situation where oxygen is insufficient, the minimum oxygen necessary for combustion can be secured, and the discharge of unburned fuel can be suppressed.
請求項4に係る発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の内燃機関3の制御装置1において、気筒C内に吸入する高温ガスの量(再吸入EGR量GE)が少ないほど、第1燃料供給手段による燃料の供給時期(排気噴射時期TINJEX)をより遅いタイミングに設定する燃料供給時期設定手段(ECU2、図8のステップ13)をさらに備えることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the
気筒内に再吸入する高温ガスの量が多い場合、排気行程中の早いタイミングで燃料を供給しても、排気通路に排出された燃料は、排気通路から排出されることなく、気筒内に再吸入される。これに対して、再吸入される高温ガスの量が少ない場合において、より早いタイミングで燃料を供給したときには、燃料は、排ガスと一緒に再吸入されることなく、排気通路から大気中に排出されてしまう。このような観点に基づき、本発明によれば、気筒内に吸入される高温ガスの量が少ないほど、排気行程中に供給される燃料の供給時期をより遅いタイミングに設定するので、燃料の大気中への流出を抑制し、燃費および排ガス特性を向上させることができる。 When the amount of hot gas re-intaked into the cylinder is large, even if fuel is supplied at an early timing during the exhaust stroke, the fuel discharged into the exhaust passage is not discharged from the exhaust passage and re-entered into the cylinder. Inhaled. On the other hand, when the amount of hot gas to be re-inhaled is small and the fuel is supplied at an earlier timing, the fuel is discharged into the atmosphere from the exhaust passage without being re-inhaled along with the exhaust gas. End up. From this point of view, according to the present invention, as the amount of the high-temperature gas sucked into the cylinder is smaller, the supply timing of the fuel supplied during the exhaust stroke is set to a later timing. Spilling into the inside can be suppressed, and fuel consumption and exhaust gas characteristics can be improved.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図1は、本発明の実施形態による制御装置1、およびこれを適用した内燃機関(以下「エンジン」という)3の概略構成を示している。このエンジン3は、#1〜#4(1番〜4番)気筒Cを有する4気筒のディーゼルエンジンであり、車両(図示せず)に搭載されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a
このエンジン3では、燃焼サイクルの位相が、#1気筒C→#3気筒C→#4気筒C→#2気筒C→#1気筒Cの順序で180°ずつずれており、気筒Cでの燃焼がこの順序で行われる。
In this
エンジン3のシリンダヘッド3aには、吸気通路4および排気通路5が接続されるとともに、気筒Cごとに、筒内燃料噴射弁10および点火プラグ11が、燃焼室3bに臨むように取り付けられている。この筒内燃料噴射弁10は、吸気ポート4aの下側に設けられており、燃焼室3b内に燃料を直接、噴射するように構成された直噴タイプのものである。筒内燃料噴射弁10の開弁時間および開弁時期は、後述するECU2によって制御され、それにより、筒内燃料噴射弁10による燃料噴射量および燃料噴射時期が制御される。点火プラグ11の点火時期もまた、ECU2によって制御される。
An
また、エンジン3には、筒内燃料噴射弁10に加え、ポート燃料噴射弁9が気筒Cごとに設けられている。各ポート燃料噴射弁9は、吸気マニホルドの各分岐通路4bに取り付けられ、吸気ポート4aに臨んでいる。このポート燃料噴射弁9の開弁時間および開弁時期もまた、ECU2によって制御され、それにより、ポート燃料噴射弁9による燃料噴射量および燃料噴射時期が制御される。
The
また、このエンジン3では、燃焼モードとして、ポート燃料噴射弁9および筒内燃料噴射弁10から燃料を吸気行程中に噴射することにより生成された均質混合気を、点火プラグ11による火花点火によって燃焼させる火花点火燃焼モード(以下「SI燃焼モード」という)と、後述するように生成された成層混合気を、自己着火によって燃焼させる圧縮着火燃焼モード(以下「CI燃焼モード」という)とを有し、その切替は、ECU2によって制御される。
In this
図1に示すように、排気通路5は、#1〜#4気筒Cにそれぞれ接続された#1〜#4第1排気通路5a〜5dと、#1および#4第1排気通路5a,5dの合流部と#2および#3第1排気通路5b,5cの合流部にそれぞれ接続された第2排気通路6a,6bと、これらの第2排気通路6a,6bの合流部に接続された第3排気通路7で構成されている。
As shown in FIG. 1, the
これらの第2排気通路6a,6bおよび第3排気通路7にはそれぞれ、フィルタ14が設けられている。フィルタ14は、排ガス中の煤などのPMを捕集することによって、大気中に排出されるPMの量を低減する。
A
図3に示すように、気筒Cには、一対の吸気弁12,12および一対の排気弁13,13(ともに1つのみ図示)が設けられている。吸気弁12は、吸気側動弁機構40によって開閉され、排気弁13は、排気側動弁機構60によって開閉される。これらの吸気側動弁機構40および排気側動弁機構60の構成は、本出願人が特願2009−168228号ですでに提案したものと同様であるので、以下、その概略を簡単に説明する。
As shown in FIG. 3, the cylinder C is provided with a pair of
吸気側動弁機構40は、吸気弁12のリフトおよびバルブタイミングを変更する可変機構で構成されている。なお、吸気弁12のリフトおよび後述する排気弁13のリフトはそれぞれ、吸気弁12および排気弁13の最大揚程を表すものとする。
The intake
吸気側動弁機構40は、回転自在の吸気カムシャフト41、吸気カムシャフト41に一体に設けられた一対の吸気カム42,42(1つのみ図示)、吸気コントロールシャフト43、この吸気コントロールシャフト43を駆動するアクチュエータ44(図2参照)、支持軸47に揺動自在に支持された一対の揺動カム45,45(1つのみ図示)、コントロールアーム機構46、および吸気カム位相可変機構50などを備えている。この吸気カム位相可変機構50は、吸気カムシャフト41のクランクシャフト(図示せず)に対する相対的な位相を無段階に変更するものである。
The intake
吸気カムシャフト41は、吸気スプロケットおよびタイミングチェーン(いずれも図示せず)を介して、クランクシャフトに連結されており、クランクシャフトが2回転するごとに1回転する。
The
コントロールアーム機構46は、コントロールアーム46a、ローラ46bおよび吸気ロッカアーム46cなどを備えている。コントロールアーム46aは、基端部において、吸気コントロールシャフト43の偏心軸43aに回動自在に支持されている。コントロールアーム46aの他端部には、ローラ46bが設けられている。コントロールアーム46aは、ローラ46bを介して揺動カム45に当接している。
The
吸気ロッカアーム46cは、吸気コントロールシャフト43に回動自在に支持された本体部46dと、本体部46dから延びる延出部46eなどを備えており、延出部46eにおいて、ローラ46bと吸気弁12に当接している。
The
以上の構成により、揺動カム45が吸気カム42で押圧されていない状態では、吸気弁12は図3に示す閉弁位置に保持される。また、吸気カムシャフト41の回転に伴い、揺動カム45が吸気カム42で押圧されると、揺動カム45は、支持軸47を中心として、図3の反時計方向に回動する。その際、ローラ46bが揺動カム45で押圧されることによって、ローラ46bを介して吸気ロッカアーム46cが吸気コントロールシャフト43を中心として、図3の反時計方向に回動し、吸気弁12を下方に押し下げることによって、吸気弁12が開弁する。
With the above configuration, when the
また、前述したアクチュエータ44を介して吸気コントロールシャフト43を回動させると、コントロールアーム46aが、偏心軸43を中心として図3の左右方向に移動する。この移動に伴い、コントロールアーム46aの揺動カム45への当接位置が変更され、それにより、吸気弁12のリフトおよびバルブタイミングが無段階に変更される。
When the
前述した排気側動弁機構60は、回転自在の排気カムシャフト61、排気カムシャフト61に一体に設けられた一対の排気カム62,62(1つのみ図示)、排気コントロールシャフト63、この排気コントロールシャフト63に回動自在に支持されるとともに、排気弁13,13の上端にそれぞれ当接する一対のロッカアーム64,64(1つのみ図示)、ロッカアーム64に設けられたローラ65、および排気カム位相可変機構70などを備えている。この排気カム位相可変機構70は、排気カムシャフト61のクランクシャフトに対する相対的な位相を無段階に変更するものである。
The exhaust
排気カムシャフト61は、排気スプロケットおよびタイミングチェーンを介して、クランクシャフト(いずれも図示せず)に連結されており、クランクシャフトが2回転するごとに1回転する。排気カムシャフト61が回転すると、ロッカアーム64,64が排気カム62で押圧され、排気コントロールシャフト63を中心として、図3の時計方向に回動することにより、排気弁13,13が開弁する。
The
また、エンジン3は、排ガスを気筒C内に再度、吸入させるためのEGR吸入機構80を備えている。
Further, the
このEGR吸入機構80は、吸気行程から圧縮行程までの間の所定期間において、排気弁13を開弁することによって、排気通路5の第1排気通路5a〜5dに一旦、排出された排ガスを気筒C内に再吸入するものである。図3および図4に示すように、EGR吸入機構80は、2つの吸気カム42,42の間に設けられ、吸気カムシャフト41と一体のEGRカム81、支持軸47に回動自在に支持されたロッカカム82、コントロールアーム83、レバー84、および切替機構85などを備えている。EGRカム81は、ロッカカム82のローラ82aに当接している。
The
コントロールアーム83は、基端部において、排気コントロールシャフト63の偏心軸63aに回動自在に支持されている。コントロールアーム83の他端部には、ローラ83aが設けられている。コントロールアーム83は、ローラ83aを介してロッカカム82に当接している。
The
レバー84は、2つのロッカアーム64,64の間に設けられている。レバー84は、三角形状を有しており、その頂角部において、排気コントロールシャフト63に回動自在に支持されており、一方の底角部において、コントロールアーム83の押圧部83bに当接している。
The
以上の構成により、吸気カムシャフト41の回転に伴い、ローラ82aがEGRカム81で押圧されると、ロッカカム82は、支持軸47を中心として、図3の時計方向に回動する。その際、コントロールアーム83のローラ83aがロッカカム82で押圧されることによって、コントロールアーム83が排気コントロールシャフト63を中心として、図3の時計方向に回動し、それに伴って、押圧部83bがレバー84を押圧する。これにより、レバー84は、排気コントロールシャフト63を中心として、図3の時計方向に回動する。
With the above configuration, when the
図4に示すように、切替機構85は、ロッカアーム64,64およびレバー84に形成されたシリンダ86a〜86c、シリンダ86a〜86cに収容された連結ピストン87,88などで構成されている。シリンダ86aには、連結ピストン87,88を反対側のシリンダ86c側に付勢する戻しばね89が設けられている。さらに、シリンダ86cには、排気コントロールシャフト63に形成された油路(図示せず)を介して、油圧が供給される。このシリンダ86cへの油圧の供給は、ECU2により、ポンプ(図示せず)から油路への油圧の供給・停止を制御することによって、行われる。
As shown in FIG. 4, the
以上の構成により、シリンダ86cに油圧が供給されていない状態では、戻しばね89の付勢力によって、連結ピストン87がシリンダ86bに収容され、連結ピストン88がシリンダ86cに収容される(図4(a))。これにより、ロッカアーム64とレバー84が互いに遮断され、フリーな状態になることによって、レバー84の動きは、ロッカアーム64には伝達されず、レバー84のみがEGRカム81によって駆動される。
With the above configuration, when no hydraulic pressure is supplied to the
一方、シリンダ86cに油圧が供給されると、この油圧により、連結ピストン87,88が戻しばね89の付勢力に抗してシリンダ86a側に移動することによって、連結ピストン87がシリンダ86aとシリンダ86bにまたがった状態で係合し、連結ピストン88がシリンダ86bとシリンダ86cにまたがった状態で係合する(図4(b))。これにより、レバー84とロッカアーム64が連結され、EGRカム81の動きがレバー84を介してロッカアーム64に伝達されることによって、排気弁13が開弁される。
On the other hand, when the hydraulic pressure is supplied to the
このEGR吸入機構80による排気弁13のリフトおよびバルブタイミングは、吸気弁12のリフトおよびバルブタイミングに連動している。より詳細には、吸気弁12のリフトが大きいほど、排気弁13のリフトはより小さくなり、また、吸気弁12の閉弁タイミングが遅いほど、排気弁13の開弁タイミングはより遅くなる(図13参照)。さらに、後述する要求トルクPMCMDが大きいほど、吸気弁12のリフトはより大きくなり、また吸気弁12の閉弁タイミングはより遅くなる。
The lift and valve timing of the
また、排気弁13のリフトLFTは、リフトセンサ26によって検出され、それを表す検出信号がECU2に出力される。
Further, the lift LFT of the
また、シリンダヘッド3aには、複数のガイド壁3dが取り付けられている。図3に示すように、ガイド壁3dは、#1〜#4排気ポート8a〜8dのそれぞれの開口にその周方向の一部にわたって延びるとともに、燃焼室3b内に突出している。各ガイド壁3dは、吸気ポート4a側に配置されており、その長さは#1〜#4排気ポート8a〜8dの開口の半径よりも小さい。また、ガイド壁3dの突出高さは、排気弁13のリフトとほぼ同じであり、例えば2〜3mmに設定されている。
A plurality of
図5に示すように、ピストン3cの頂面には、凸部3eが形成されている。この凸部3eは、その中心が吸気弁12側になるように配置されている。また、凸部3eの吸気弁12側の縁部3gはほぼ直線状に形成されているのに対して、排気弁13側の縁部3hは、吸気弁12側にくぼんだ状態で湾曲している。
As shown in FIG. 5, a
以上の構成により、CI燃焼モードにおいて、EGR吸入機構80により排気弁13が開弁されると、排気通路5に排出された排ガスは、排気弁13を介して気筒C内に再吸入される。このとき、排ガスは、ガイド壁3dによって、排気弁13側の内壁に沿うように下方に案内されながら気筒C内に吸入されるとともに、ピストン3cの凸部3eによって、吸入された排ガスの吸気弁12側への流出が阻止される。その結果、排ガスは、図1に実線Aで示すように気筒C内に流入する。これにより、気筒C内の排気弁13側には、より高温の排ガスによる高温ガス層T1が形成され、吸気弁12側には、より低温の新気による低温ガス層T2が形成されることによって、新気と排ガスが成層化される。
With the above configuration, when the
また、EGR吸入機構80によって排気弁13が開弁する気筒Cに対して燃焼サイクルの位相が360°ずれた、排気行程にある気筒Cから、第1排気通路5a〜5dを介して圧力が導入される。例えば、#1気筒Cと#4気筒Cの位相が互いに360°ずれているため、#1気筒Cが吸気行程から圧縮行程の間にあるときに、#4気筒Cは、膨張行程から排気行程の間にある。このため、#1気筒Cに排ガスを再吸入する場合、#4気筒Cから排出される排ガスの圧力によって、#1気筒Cへの排ガスの再吸入を適切に行わせることができる。
In addition, pressure is introduced through the
また、エンジン3には、クランク角センサ21が設けられている。このクランク角センサ21は、クランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるCKR信号およびTDC信号をECU2に出力する。
The
CRK信号は、所定クランク角(例えば30°)ごとに出力される。ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを算出する。また、TDC信号は、いずれかの気筒Cにおいてピストン3cが吸気行程の開始時の上死点よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、本実施形態のようにエンジン3が4気筒の場合には、クランク角180゜ごとに出力される。
The CRK signal is output every predetermined crank angle (for example, 30 °). The
吸気通路4には、上流側から順に、吸気温センサ22およびエアフローセンサ23が設けられている。吸気温センサ22は、吸気通路4内の温度(以下「吸気温」という)TAを検出し、それを表す検出信号をECU2に出力する。エアフローセンサ23は、エンジン3に吸入される新気量GAIRを検出し、それを表す検出信号をECU2に出力する。
An intake
また、エンジン3の本体には、水温センサ24が設けられている。この水温センサ24は、エンジン3のシリンダブロック3f内を循環する冷却水の温度(以下「エンジン水温」という)TWを検出し、それを表す検出信号をECU2に出力する。
A
ECU2には、アクセル開度センサ25から、車両のアクセルペダル(図示せず)の踏み込み量(以下「アクセル開度」という)APを表す検出信号が出力される。
The
ECU2は、CPU、RAM、ROMおよびI/Oインターフェース(いずれも図示せず)などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ECU2は、前述した各種のセンサ21〜25の検出信号などに応じて、エンジン3の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、エンジン3の燃焼モードを、SI燃焼モードまたはCI燃焼モードに決定するとともに、決定した燃焼モードに応じて、燃焼制御を実行する。
The
なお、本実施形態では、ECU2が、高温ガス吸入手段、第1燃料供給量算出手段、第2燃料供給量算出手段、燃料供給量決定手段および燃料供給時期設定手段に相当する。
In the present embodiment, the
図6は、上述した燃焼制御処理を示すフローチャートである。本処理は、TDC信号の発生に同期して実行される。本処理では、まずステップ1(「S1」と図示。以下同じ)において、環境条件フラグF_ENVが「1」であるか否かを判別する。この環境条件フラグF_ENVは、自己着火による燃焼に適した温度状態が燃焼室3b内に確保されていると判定されているときに「1」にセットされるものであり、吸気温TAおよびエンジン水温TWがそれぞれの所定温度以上のときに、そのような温度状態が確保されていると判定される。
FIG. 6 is a flowchart showing the combustion control process described above. This process is executed in synchronization with the generation of the TDC signal. In this process, first, in step 1 (illustrated as “S1”, the same applies hereinafter), it is determined whether or not the environmental condition flag F_ENV is “1”. This environmental condition flag F_ENV is set to “1” when it is determined that a temperature state suitable for combustion by self-ignition is secured in the
このステップ1の判別結果がNOのときには、自己着火に適した燃焼室3b内の温度状態が確保されていないとして、燃焼モードをSI燃焼モードに決定し、SI燃焼制御を実行した(ステップ3)後、本処理を終了する。
When the determination result in
一方、ステップ1の判別結果がYESのときには、エンジン3がCI燃焼を実行すべき運転領域(以下「HCCI領域」という)にあるか否かを判別する(ステップ2)。この判別は、図7に示すマップに基づき、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じて行われる。このマップでは、HCCI領域は、エンジン回転数NEが低〜中回転域にあり、かつ要求トルクPMCMDが低〜中負荷域にある運転領域に設定されている。
On the other hand, when the determination result in
このステップ2の判別結果がNOで、エンジン3がHCCI領域にないときには、燃焼モードをSI燃焼モードに決定し、前記ステップ3でSI燃焼制御を実行した後、本処理を終了する。
If the determination result in
このSI燃焼制御は、以下のようにして行われる。まず、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって、燃料噴射量QINJを算出する。次に、エンジン回転数NEが所定値以下で、かつ要求トルクPMCMDが所定値以下のときには、燃料噴射量QINJの燃料を筒内燃料噴射弁10から気筒Cに噴射する。一方、それ以外のときには、燃料噴射量QINJに対して所定割合(例えば80%)の燃料をポート燃料噴射弁9から吸気ポート4aに噴射し、残りの割合の燃料を筒内燃料噴射弁10から気筒Cに噴射する。なお、要求トルクPMCMDは、エンジン回転数NEおよびアクセル開度APに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。
This SI combustion control is performed as follows. First, the fuel injection amount QINJ is calculated by searching a predetermined map (not shown) according to the engine speed NE and the required torque PMCMD. Next, when the engine speed NE is equal to or lower than a predetermined value and the required torque PMCMD is equal to or lower than the predetermined value, fuel of the fuel injection amount QINJ is injected from the in-cylinder
一方、ステップ2の判別結果がYESで、エンジン3がHCCI領域にあるときには、燃焼モードをCI燃焼モードに決定し、CI燃焼制御を実行した(ステップ4)後、本処理を終了する。
On the other hand, if the determination result in
図8は、このCI燃焼制御処理のサブルーチンを示している。本処理では、まずステップ11において、切替機構85を駆動し、レバー84とロッカアーム64を連結することによって、吸気行程において排気弁13を開弁可能な状態にする。
FIG. 8 shows a subroutine of this CI combustion control process. In this process, first, in
次に、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じ、それぞれの所定のマップ(図示せず)を検索することによって、吸気行程中に噴射する燃料噴射量QINJおよび燃料噴射時期TINJをそれぞれ算出する(ステップ12,13)。この燃料噴射時期TINJは、クランク角CAで表される。上記のようにして算出された燃料噴射量QINJは、前述したSI燃焼モードにおける、低回転・低負荷以外の運転状態の場合と同様、ポート燃料噴射弁9および筒内燃料噴射弁10から所定割合に分けて噴射される。
Next, by searching respective predetermined maps (not shown) according to the engine speed NE and the required torque PMCMD, the fuel injection amount QINJ and the fuel injection timing TINJ to be injected during the intake stroke are respectively calculated (
次いで、排気燃料噴射量QINJEXを算出する(ステップ14)。この排気燃料噴射量QINJEXは、排気行程中に噴射する燃料量であり、その算出処理については後述する。次に、排気噴射時期TINJEXを算出し(ステップ15)、本処理を終了する。この排気噴射時期TINJEXもまた、クランク角CAで表され、その算出処理については後述する。 Next, an exhaust fuel injection amount QINJEX is calculated (step 14). The exhaust fuel injection amount QINJEX is a fuel amount injected during the exhaust stroke, and the calculation process will be described later. Next, the exhaust injection timing TINJEX is calculated (step 15), and this process is terminated. The exhaust injection timing TINJEX is also represented by a crank angle CA, and the calculation process will be described later.
図9は、排気燃料噴射量QINJEXの算出処理のサブルーチンを示している。本処理ではまず、ステップ21において、次式(1)に従って、再吸入EGR量GEを算出する。
次に、吸気量GAIR、ステップ12で算出した燃料噴射量QINJ、およびステップ21で算出した再吸入EGR量GEを用い、次式(2)に従って、第1燃料噴射量QEX1を算出する(ステップ22)。
次に、再吸入EGR量GEを用い、次式(3)に従って、第2燃料噴射量QEX2を算出する(ステップ23)。
次に、上記のようにして算出した第1燃料噴射量QEX1が第2燃料噴射量QEX2よりも小さいか否かを判別する(ステップ24)。この判別結果がYESのときには、第1燃料噴射量QEX1を排気燃料噴射量QINJEXとして設定し(ステップ25)、本処理を終了する。 Next, it is determined whether or not the first fuel injection amount QEX1 calculated as described above is smaller than the second fuel injection amount QEX2 (step 24). When the determination result is YES, the first fuel injection amount QEX1 is set as the exhaust fuel injection amount QINJEX (step 25), and this process is terminated.
一方、ステップ24の判別結果がNOで、QEX1≧QEX2のときには、第2燃料噴射量QEX2を排気燃料噴射量QINJEXとして設定し(ステップ26)、本処理を終了する。
On the other hand, if the determination result in
図10は、前述した排気噴射時期TINJEXの算出処理のサブルーチンを示している。本処理ではまず、ステップ31において、前記ステップ21で算出した再吸入EGR量GEに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって、排気噴射時期TINJEXを算出する。
FIG. 10 shows a subroutine for calculating the exhaust injection timing TINJEX. In this process, first, in step 31, the exhaust injection timing TINJEX is calculated by searching a predetermined map (not shown) according to the re-intake EGR amount GE calculated in
次に、要求トルクPMCMDに応じ、図11に示すマップを検索することによって、排気噴射時期TINJEXの進角側のリミット値TLMTを算出する(ステップ32)。このリミット値TLMTは、燃料の大気中への流出を抑制するために排気噴射時期TINJEXを制限するためのものである。このマップでは、リミット値TLMTは、要求トルクPMCMDが大きいほど、排気弁13のリフトが小さく、再吸入EGR量GEが少なくなるため、燃料の大気中への流出を抑制するために、より大きな値、すなわちより遅角側に設定されている。これにより、排気噴射時期TINJEXは、より遅いタイミングに設定される。
Next, the limit value TLMT on the advance side of the exhaust injection timing TINJEX is calculated by searching the map shown in FIG. 11 according to the required torque PMCMD (step 32). This limit value TLMT is for limiting the exhaust injection timing TINJEX in order to suppress the outflow of fuel into the atmosphere. In this map, the limit value TLMT is larger in order to suppress the outflow of fuel into the atmosphere because the lift of the
次いで、上記のようにして算出した排気噴射時期TINJEXがリミット値TLMTよりも小さいか否かを判別する(ステップ33)。この判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。 Next, it is determined whether or not the exhaust injection timing TINJEX calculated as described above is smaller than the limit value TLMT (step 33). When this determination result is NO, this process is terminated as it is.
一方、ステップ33の判別結果がYESで、TINJEX<TLMTのときには、リミット値TLMTを排気噴射時期TINJEXとして設定し(ステップ34)、本処理を終了する。以上により、排気噴射時期TINJEXは、リミット値TLMTと排気上死点との間(図11のハッチングで示す領域)に設定され、この領域内で燃料が噴射される。
On the other hand, if the determination result in
次に、図12を参照しながら、CI燃焼モードにおいて得られる動作をとりまとめて説明する。まず、排気行程において、排気側動弁機構60によって排気弁13が開弁され、排ガスが排気通路5に排出される。また、この排気行程中に、筒内燃料噴射弁10から気筒C内に燃料が噴射される。この燃料は、排ガスとともに排気通路5に排出される。そして、排出された燃料が、排気通路5において、排ガスの熱によって十分に暖められ、蒸発し、排ガスに混合されることによって、高温ガスが生成される。
Next, the operations obtained in the CI combustion mode will be collectively described with reference to FIG. First, in the exhaust stroke, the
その後の吸気行程において、吸気側動弁機構40によって吸気弁12が開弁され、新気が気筒C内に吸入される。また、この吸気行程中に、ポート燃料噴射弁9および筒内燃料噴射弁10から気筒C内に燃料が供給され、この燃料が新気と混合されることによって、低温ガスが生成される。
In the subsequent intake stroke, the
また、吸気行程の終期にEGR吸入機構80によって排気弁13が開弁されることによって、排気通路5において生成された高温ガスが気筒C内に再吸入される(同図のハッチング)。以上のようにして生成された低温ガスおよび高温ガスは、ガイド壁3dおよび凸部3eによって、気筒C内で高温ガス層T1と低温ガス層T2に成層化される。高温ガス層T1は排気弁13側に分布し、低温ガス層T2は吸気弁12側に分布する。また、その後の圧縮行程において、高温ガス層T1および低温ガス層T2が自己着火により燃焼する。この燃焼は、より高温の高温ガス層T1から開始され、低温ガス層T2に至る。
Further, when the
以上のように、本実施形態によれば、CI燃焼モードでは、自己着火による燃焼が高温ガス層T1から低温ガス層T2に伝播するので、自己着火による燃焼を緩慢に行わせることができる。その結果、気筒C内の圧力および温度の急激な上昇を回避でき、それにより、排ガス特性を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, in the CI combustion mode, combustion due to self-ignition propagates from the high-temperature gas layer T1 to the low-temperature gas layer T2, so that the combustion due to self-ignition can be performed slowly. As a result, it is possible to avoid a sudden increase in the pressure and temperature in the cylinder C, thereby improving the exhaust gas characteristics.
また、吸気行程における新気の吸入の前の排気行程中に、あらかじめ、筒内燃料噴射弁10からの燃料を排ガスに直接、供給し、混合させるので、燃料と排ガスとの混合時間が長く確保されることで、高温ガス層T1中の燃料の濃度を、より均一化できるとともに、精度良く制御することができる。さらに、筒内燃料噴射弁10からの燃料の噴射を排気上死点側で行うので、ピストン3cに付着する燃料の量が多くなる。これにより、燃料が気化するときに発生する潜熱をより多く得ることができ、燃料による排ガスの温度低下を抑制することができる。以上のように、高温ガス層T1における自己着火による燃焼を適切に制御できる結果、安定した燃焼状態が得られ、それにより、ドライバビリティを向上させることができる。
In addition, during the exhaust stroke before the intake of fresh air in the intake stroke, the fuel from the in-cylinder
さらに、吸気行程中には、筒内燃料噴射弁10に加えて、ポート燃料噴射弁9を併用するので、燃料と新気との混合時間が長く確保されることで、低温ガス層T2中の燃料の濃度をより均一化できる結果、自己着火による燃焼をより安定して行うことができる。
Further, since the port
また、排気行程中に筒内燃料噴射弁10から噴射される燃料量として、第1燃料噴射量QEX1および第2燃料噴射量QEX2を算出する(ステップ22,23)とともに、排気燃料噴射量QINJEXを、これらの第1燃料噴射量QEX1および第2燃料噴射量QEX2のうちの小さな一方に決定するので、燃焼に必要な最少限の酸素を確保でき、未燃燃料の排出を抑制することができる。
Further, the first fuel injection amount QEX1 and the second fuel injection amount QEX2 are calculated as the fuel amount injected from the in-cylinder
また、再吸入EGR量GEが少ないほど、リミット値TLMTをより進角側に設定する。このため、このリミット値TLMTを用いて排気噴射時期TINJEXを制限することによって、燃料の大気中への流出を抑制し、燃費および排ガス特性を向上させることができる。 Further, the limit value TLMT is set to a more advanced side as the re-inhalation EGR amount GE is smaller. Therefore, by limiting the exhaust injection timing TINJEX using the limit value TLMT, it is possible to suppress the outflow of fuel into the atmosphere and improve the fuel consumption and exhaust gas characteristics.
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、高温ガス層T1と低温ガス層T2を成層化させるためのガイド壁3dを、シリンダヘッド3aに取り付けているが、これに代えて、排気弁に取り付けてもよい。
In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, in the embodiment, the
また、実施形態では、気筒C内の排気弁13側に高温ガス層T1を形成し、吸気弁12側に低温ガス層T2を形成しているが、これに限らず、ガイド壁3dなどの構成を変更することにより、例えばシリンダヘッドと反対側に高温ガス層T1を形成し、シリンダヘッド側に低温ガス層T2を形成してもよい。
In the embodiment, the high-temperature gas layer T1 is formed on the
さらに、実施形態では、吸気行程中の燃料の噴射を、筒内燃料噴射弁10およびポート燃料噴射弁9を併用して行っているが、筒内燃料噴射弁10のみで行ってもよい。
Furthermore, in the embodiment, the fuel injection during the intake stroke is performed by using the in-cylinder
また、実施形態は、本発明を車両に搭載されたディーゼルエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ディーゼルエンジン以外のガソリンエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。 Moreover, although embodiment is an example which applied this invention to the diesel engine mounted in the vehicle, this invention is not restricted to this, You may apply to various engines, such as gasoline engines other than a diesel engine. Also, the present invention can be applied to engines other than those for vehicles, for example, engines for marine propulsion devices such as outboard motors having a crankshaft arranged vertically. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.
1制御装置
2 ECU(高温ガス吸入手段、第1燃料供給量算出手段、第2燃料供給量算出手段、
燃料供給量決定手段および燃料供給時期設定手段)
3 エンジン
3d ガイド壁(成層化手段)
3e 凸部(成層化手段)
4 吸気通路
5 排気通路
9 ポート燃料噴射弁(第2燃料供給手段)
10 筒内燃料噴射弁(第1燃料供給手段および第2燃料供給手段)
12 吸気弁
13 排気弁
40 吸気側動弁機構(吸気手段)
80 EGR吸入機構(高温ガス吸入手段)
C 気筒
QEX1 第1燃料噴射量(第1燃料供給量)
QEX2 第2燃料噴射量(第2燃料供給量)
QINJEX 排気燃料噴射量(燃料供給量)
TINJEX 排気噴射時期(燃料の供給時期)
T1 高温ガス層
T2 低温ガス層
GE 再吸入EGR量(気筒内に吸入する高温ガスの量)
1
Fuel supply amount determination means and fuel supply timing setting means)
3
3e Convex (stratification means)
4
10 In-cylinder fuel injection valve (first fuel supply means and second fuel supply means)
12
80 EGR suction mechanism (hot gas suction means)
C cylinder QEX1 first fuel injection amount (first fuel supply amount)
QEX2 Second fuel injection amount (second fuel supply amount)
QINJEX Exhaust fuel injection amount (fuel supply amount)
TINJEX Exhaust injection timing (fuel supply timing)
T1 Hot gas layer T2 Low temperature gas layer GE Re-intake EGR amount (amount of hot gas sucked into the cylinder)
Claims (4)
排気行程中に燃料を気筒内に供給する第1燃料供給手段と、
吸気行程中に、吸気弁を介して新気を気筒内に吸入する吸気手段と、
前記吸気行程中に前記気筒内に燃料を供給することによって、当該燃料と混合された新気を低温ガスとして生成する第2燃料供給手段と、
前記吸気行程の終期に排気弁の動作を制御することによって、排気通路に排出された排ガスを、前記第1燃料供給手段によって供給された燃料とともに、高温ガスとして前記気筒内に再度、吸入する高温ガス吸入手段と、
前記気筒内において前記低温ガスと前記高温ガスを成層化させる成層化手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine that has a compression ignition combustion mode as a combustion mode and controls the internal combustion engine in the compression ignition combustion mode,
First fuel supply means for supplying fuel into the cylinder during the exhaust stroke;
An intake means for sucking fresh air into the cylinder through the intake valve during the intake stroke;
Second fuel supply means for generating fresh air mixed with the fuel as a low-temperature gas by supplying fuel into the cylinder during the intake stroke;
By controlling the operation of the exhaust valve at the end of the intake stroke, the exhaust gas discharged into the exhaust passage together with the fuel supplied by the first fuel supply means is re-intaken into the cylinder as a high temperature gas. Gas suction means;
Stratification means for stratifying the low temperature gas and the high temperature gas in the cylinder;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記第1燃料供給手段により供給されると仮定したときに、前記高温ガス層中に当該高温ガスの燃焼に必要な最少限の酸素が存在するような燃料量を、第2燃料供給量として算出する第2燃料供給量算出手段と、
前記第1燃料供給手段により供給される燃料供給量を、前記第1燃料供給量および前記第2燃料供給量のより小さな一方に決定する燃料供給量決定手段と、をさらに備えることを特徴とする、請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。 Assuming that the fuel is supplied by the first fuel supply means, the amount of fuel is such that the concentration of the fuel in the high temperature gas layer by the high temperature gas becomes equal to the concentration of the fuel in the low temperature gas layer by the low temperature gas. First fuel supply amount calculating means for calculating the fuel supply amount;
When it is assumed that the fuel is supplied by the first fuel supply means, a fuel amount such that a minimum amount of oxygen necessary for combustion of the hot gas is present in the hot gas layer is calculated as the second fuel supply amount. Second fuel supply amount calculating means for
And a fuel supply amount determining means for determining a fuel supply amount supplied by the first fuel supply means as a smaller one of the first fuel supply amount and the second fuel supply amount. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
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