发动机控制装置以及发动机控制方法与流程

本发明涉及对缸内直接喷射燃料式火花点火发动机进行控制的发动机控制装置以及发动机控制方法。

背景技术：

为了抑制发动机的冷机运转时的废气的恶化，日本特开2006-329144号公报公开了如下控制，即，根据内燃机启动时的运转状态而使阀重叠期间变化。该控制是在端口喷射式发动机中，在阀重叠期间中利用向进气端口吹回的已燃烧气体，促进附着于进气端口壁而液化的燃料的气化。进气端口因冷却水温而升温，因此如果随着内燃机启动之后的时间的经过而冷却水温升高，则进气端口的温度也升高。因此，在上述文献的控制中，随着冷却水温的升高而将阀重叠期间控制为逐渐缩短。

技术实现要素：

但是，在直接向缸内喷射燃料的缸内直接喷射式火花点火发动机的情况下，在端口内未产生壁流，但有时与活塞冠面碰撞的燃料的一部分会液化。特别是在冷机运转时利用设置于活塞冠面的腔室而在火花塞周围形成分层混合气体、并在压缩上止点之后的点火定时执行分层燃烧的发动机中，有时在腔室中变为液态的燃料在该燃烧周期中并不燃烧而是逐渐蓄积。如果这样蓄积的液态燃料在此后的发动机运转中被燃烧火焰点火，则会导致废气微粒(pm：particulatematter)的排出量(下面，也称为pn：particulatenumber)的增大。因此，为了抑制缸内直接喷射式火花点火发动机的冷机运转时的废气的恶化，需要抑制液态化燃料蓄积于活塞冠面。这样，在端口喷射式发动机和缸内直接喷射式火花点火发动机中，在冷机运转时应当升温的部位、升温的目的不同。因此，在上述文献的控制中，有可能无法获得抑制缸内直接喷射式火花点火发动机的冷机运转时的液态燃料的蓄积的效果、即无法抑制pn的增大。

因此，本发明的目的在于，将缸内直接喷射式火花点火控制为能够抑制pn的增大。

根据本发明的某个方式，提供一种发动机控制装置，对缸内直接喷射燃料式火花点火发动机进行控制，该缸内直接喷射燃料式火花点火发动机具有：燃料喷射阀，其将燃料直接喷射至缸内；以及火花塞，其对缸内的混合气体进行火花点火。在需要对安装于排气通路的废气净化催化剂进行暖机的情况下，发动机控制装置执行使点火定时滞后的催化剂暖机运转。而且，发动机控制装置在催化剂暖机运转的执行过程中根据活塞冠面温度而使阀重叠量增大。

附图说明

图1是应用第1实施方式的发动机的概略结构图。

图2是表示用于抑制pn的增加的控制流程的流程图。

图3是第1实施方式的控制中使用的、对燃料喷射定时提前量进行设定的表。

图4是表示执行第1实施方式的控制的情况下的燃料喷射定时的图。

图5是第1实施方式的控制中使用的、对阀重叠期间的长度进行设定的表。

图6是对用于实现根据图5的表而计算出的阀重叠期间的阀定时进行设定的表。

图7是点火定时校正用的对应图。

图8是执行第1实施方式的控制的情况下的时序图。

图9是表示气缸壁面温度、阀重叠量以及燃烧稳定度的关系的对应图。

图10是在第2实施方式的控制中使用的、设定阀重叠期间的长度的表。

图11是设定用于实现根据图10的表而计算出的阀重叠期间的阀定时的表。

图12是表示未设置缓冲期间的情况下的燃料喷射定时的图。

图13是表示燃料喷射定时的其他实施例的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是应用本实施方式的缸内直接喷射燃料式火花点火发动机(下面，也称为“发动机”)1的燃烧室周围的概略结构图。此外，图1仅示出一个气缸，但本实施方式也能够应用于多气缸发动机。

发动机1的气缸体1b具有气缸2。活塞3以能够往返移动的方式收纳于气缸2。活塞3经由连杆12与未图示的曲轴连结，因曲轴旋转而进行往返移动。另外，活塞3在冠面3a(下面，也称为活塞冠面3a)具有后述的腔室10。

发动机1的气缸盖1a具有凹状的燃烧室11。燃烧室11构成为所谓的屋顶型(pent-rooftype)，在进气侧的倾斜面配置有一对进气阀6，在排气侧的倾斜面配置有一对排气阀7。而且，在由上述一对进气阀6以及一对排气阀7包围的燃烧室11的大致中心位置，火花塞8配置为沿着缸体2的轴线。

另外，在气缸盖1a的夹于一对进气阀6之间的位置，燃料喷射阀9配置为面对燃烧室11。后文中对从燃料喷射阀9喷射的燃料喷雾的指向性进行叙述。

进气阀6以及排气阀7由未图示的可变动阀机构驱动。可变动阀机构只要能够使进气阀6以及排气阀7的阀定时、即开阀定时以及闭阀定时以使得进气阀6以及排气阀7均产生开阀的阀重叠期间的方式变化即可。此外，开阀定时是指开始进行开阀动作的定时，闭阀定时是指结束闭阀动作的定时。在本实施方式中，采用使对进气阀6进行驱动的凸轮轴以及对排气阀7进行驱动的凸轮轴的、相对于曲轴的旋转相位变化的公知的可变动阀机构。此外，也可以使用不仅能使旋转相位变化，而且还能使进气阀以及排气阀的工作角变化的公知的可变动阀机构。

在排气通路5的废气流下游侧安装有用于对发动机1的废气进行净化的废气净化催化剂。废气净化催化剂例如是三元催化剂。

如上所述，活塞3在活塞冠面3a具有腔室10。腔室10在活塞冠面3a设置于偏向进气侧的位置。而且，将燃料喷射阀9配置为，如果在活塞3处于上止点附近时喷射燃料，则使得燃料喷雾指向该腔室10。与腔室10碰撞的燃料喷雾沿着腔室10的壁面向上翻卷而形成为朝向火花塞8的方向的形状。

由控制器100根据发动机1的运转状态而对发动机1的燃料喷射量、燃料喷射定时以及点火时机等进行控制。此外，燃料喷射定时是指开始喷射燃料的定时。另外，为了执行上述控制，发动机1具有曲轴转角传感器、冷却水温传感器、对吸入空气量进行检测的空气流量计等各种检测装置。

下面，对控制器100所执行的发动机1启动时的控制进行说明。在本实施方式中，进行分为2次而喷射每1个燃烧周期中所需的燃料量的所谓2阶段喷射。

废气净化催化剂在比活性化温度低的温度下无法发挥充分的净化性能。因此，在废气净化催化剂的温度比活性化温度低的冷机启动时，需要使废气净化催化剂尽快升温。因此，在废气净化催化剂在刚冷启动之后的怠速状态下处于非活性状态的情况下，控制器100为了使废气净化催化剂尽快实现活性化而执行超滞后分层燃烧。此外，超滞后分层燃烧本身是公知的(参照日本特开2008-25535号公报)。

在超滞后分层燃烧中，控制器100将点火定时设定为膨胀行程的前半段的、例如压缩上止点之后15-30deg。另外，控制器100将第1次的燃料喷射定时设定于进气行程的前半段，将第2次的燃料喷射定时设定为压缩行程的后半段的、燃料喷雾在点火定时之前能到达火花塞8的周围的定时，例如压缩上止点之前50-60deg。

这里，对第1次的喷射燃料量和第2次的喷射燃料量进行说明。

在上述的超滞后分层燃烧中排出的废气的空燃比是均质化学计量(理论空燃比)。与通常的喷射燃料量设定方法相同，控制器100对以每1个燃烧周期的吸入空气量能够完全燃烧的燃料量(下面，也称为总燃料量)进行计算。将该总燃烧量中的一部分、例如50-90重量％设为第1次的喷射量，并将剩余部分设为第2次的喷射量。

如果如上述所示设定喷射燃料量，则在第1次的喷射燃料中喷射的燃料喷雾不会与腔室10碰撞，而是在缸体2内扩散，与空气混合而在燃烧室11的整个区域形成与均质化学计量相比而稀薄的均质混合气体。而且，在第2次的喷射燃料中喷射的燃料喷雾与腔室10碰撞而向上翻卷，由此到达火花塞8的附近，在火花塞8的周围集中地形成与均质化学计量相比而浓厚的混合气体。由此，燃烧室11内的混合气体变为分层状态。如果在该状态下利用火花塞8进行火花点火，则进行抑制失火、烟的产生的抗外部干扰能力较强的燃烧。但是，上述的燃烧是分层燃烧，为了与点火定时与压缩上止之前的通常的分层燃烧区分开，将其称为超滞后分层燃烧。

根据上述这样的超滞后分层燃烧，与当前的均质化学计量燃烧相比，不仅能够使排气温度升高，而且还能够减少从燃烧室11向排气通路5的碳氢化合物(hc)排出量。即，根据超滞后分层燃烧，与仅通过当前的均质化学计量燃烧、仅通过分层燃烧、或者与此相对地在燃烧后期以后(膨胀行程以后、排气行程中)进一步喷射追加燃料的燃烧方式等进行暖机的情况相比，能够抑制从启动开始起直至废气净化催化剂实现了活性化为止的期间内的hc向大气中的排出，并能够实现废气净化催化剂的早期活性化。

但是，在超滞后分层燃烧的执行过程中与活塞冠面3a碰撞的燃料的一部分不会朝火花塞8的方向翻卷，而是附着于活塞冠面3a。即使在燃料附着于活塞冠面3a的情况下，如果附着的燃料气化而在该燃烧周期中燃烧，则燃料也不会残留于活塞冠面3a。然而，执行超滞后分层燃烧是在冷机启动时，因此直至活塞冠面温度(下面，也称为活塞冠面温度)升高为止，附着的燃料难以气化。另外，如果附着的燃料因该燃烧周期中的燃烧火焰传播而燃烧，则燃料不会残留于活塞冠面3a。然而，在超滞后分层燃烧中在膨胀行程中开始燃烧，因此燃烧火焰不会到达活塞冠面3a、或者在膨胀行程后半段以温度降低后的状态而到达活塞冠面3a，因此难以使附着的燃料在该周期中燃尽。此外，将残留于活塞冠面3a的液态燃料被燃烧火焰点火而燃烧的现象称为池火(poolfire)。

因此，在冷机启动之后的规定期间内，残留于活塞冠面3a的液态燃料持续增加。这里所说的规定期间是指直至残留于活塞冠面3a的液态燃料在1个燃烧周期中气化的量多于在1个燃烧周期中附着于活塞冠面3a的量为止的期间。

即，如果超过规定期间而持续进行超滞后分层燃烧，则残留于活塞冠面3a的液态燃料逐渐减少。然而，在经过规定期间之前，有时在液态燃料残留于活塞冠面3a的状态下从超滞后分层燃烧切换为均质化学计量燃烧。例如，废气净化催化剂实现了活性化的情况、加速器踏板被踏入而加速的情况。此外，这里所说的均质化学计量燃烧是指在整个燃烧室11中形成理论空燃比的混合气体而在最佳点火时机(mbt：minimumadvanceforbesttorque)进行火花点火的燃烧方式。

如果在液态燃料残留于活塞冠面3a的状态下切换为均质化学计量燃烧，则燃烧火焰在高温的状态下到达活塞冠面3a而产生池火，残留的液态燃料燃烧。这样，如果直至此次的燃烧周期为止而蓄积的液态燃料燃烧，则呈现出pn增加的趋势。

因此，在本实施方式中，为了抑制由液态燃料燃烧而引起的pn的增加，控制器100执行下面说明的控制。

图2是表示控制器100所执行的用于抑制pn的增加的控制流程的流程图。此外，例如以10毫秒左右的较短间隔而反复执行本流程。

本流程是为了抑制残留于活塞冠面3a的液态燃料量(下面，也简称为“液态燃料量”)而根据残留于活塞冠面3a的液态燃料量来对2阶段喷射的第2次的喷射定时进行变更。下面，根据流程图的步骤进行说明。

在步骤s101中，控制器100判定是否处于超滞后分层燃烧的执行过程中。如果处于执行过程中则执行步骤s102的处理，如果未处于执行过程中则在步骤s110中进行向均质化学计量燃烧(下面，也称为正常控制)的切换处理。基于废气净化催化剂的温度而判定是否处于超滞后分层燃烧的执行过程中。具体而言，如果废气净化催化剂的温度小于活性温度则判定为处于执行过程中，如果大于或等于活性温度则判定为未处于执行过程中。

在步骤s102中，控制器100对液态燃料量进行推定。在本实施方式中，基于气缸2的壁温(下面，也称为气缸壁温)和发动机启动之后的经过时间而对液态燃料量进行推定。具体而言，首先，基于气缸壁温越低则液态燃料越容易残留于活塞冠面3a的特性，预先针对每个气缸壁温而规定每单位时间的残留量，通过在发动机启动之后的经过时间内对该值进行累计而计算出附着于活塞冠面3a的累计量。然后，从该累计量中减去后述的气化量，将其结果作为液态燃料的推定量。

此外，与液态燃料的残留容易度直接相关的是活塞冠面温度，但这里使用与活塞冠面温度相关、且能够根据已有的冷却水温传感器的检测值推定的气缸壁温。

上述气化量是指附着于活塞冠面3a的燃料中的气化的量。温度越高则燃料越容易气化，因此活塞冠面温度越高则气化量越多。

在步骤s103中，控制器100判定在步骤s102中推定出的液态燃料量(下面，也称为液态燃料推定量)是否小于预先设定的阈值l2。控制器100在液态燃料推定量小于阈值l2的情况下执行步骤s104的处理，在大于或等于阈值l2的情况下执行步骤s110的处理。

对于本步骤中所使用的阈值l2，设定为即使从超滞后分层燃烧切换为均质化学计量燃烧，也能够满足pn的排出限制值的值。

在步骤s104中，控制器100以后述的方式对2阶段喷射中的第2次的燃料喷射定时相对于基本燃料喷射定时的提前量(下面，也称为燃料喷射定时提前量adv)进行计算。基本燃料喷射定时是处于压缩行程过程中且燃料喷雾与腔室10碰撞的定时。基本燃料喷射定时的具体值是通过适合于应用本实施方式的车辆的每种规格的作业而设定的，在本实施方式中，如上所述，设为压缩上止点之前50-60°之间的值。此外，本实施方式中的“提前量”以及“滞后量”的单位是曲轴转角。

例如预先制作图3所示的表并存储于控制器100，以液态燃料推定量对该表进行检索，由此计算出燃料喷射定时提前量adv。

图3中，纵轴表示燃料喷射定时提前量adv，横轴表示液态燃料推定量l。在液态燃料推定量l为零≤l＜阈值l1的情况下，燃料喷射定时提前量adv为零，在阈值l1≤l＜阈值l2的情况下，燃料喷射定时提前量adv为adv1，在l≥阈值l2的情况下，燃料喷射定时提前量adv为adv2。燃料喷射定时提前量adv1是燃料喷射定时处于压缩行程中且成为燃料喷雾的一部分与腔室10碰撞的定时的大小。燃料喷射定时提前量adv2是燃料喷射定时处于进气行程中且成为燃料喷雾未与腔室10碰撞的定时的大小。阈值l1是预先设定的值。具体的数值根据应用本实施方式的车辆的规格而设定。

此外，预先针对每个活塞冠面温度而制作燃料喷射定时提前量的表，在步骤s104中对燃料喷射定时提前量进行计算时，可以选择与活塞冠面温度相应的表。在该情况下，越是活塞冠面温度较低的情况下的表，预先将燃料喷射定时提前量设定为越大。即，活塞冠面温度越低，则变为图3的燃料喷射定时提前量越向上偏移的表。活塞冠面温度越低，则碰撞后的燃料越容易作为液态燃料而残留，因此通过以上述方式对燃料喷射定时提前量adv1进行计算，能够更可靠地抑制残留于活塞冠面3a的液态燃料量的增加。

在步骤s105中，控制器100对燃料喷射定时进行设定。具体而言，根据超滞后分层燃烧用的基本燃料喷射定时和在步骤s104中计算出的燃料喷射定时提前量adv而对新的燃料喷射定时进行计算。

图4是表示执行上述步骤s104以及s105的处理的情况下的燃料喷射定时的一个例子的图。图4中的纵轴表示曲轴转角，横轴表示液态燃料推定量l。在液态燃料推定量l小于阈值l1的情况下，燃料喷射定时保持基本喷射定时不变。

在液态燃料推定量l大于或等于阈值l1且小于阈值l2的情况下，燃料喷射定时相对于基本喷射定时以燃料喷射定时提前量adv1而提前。在该情况下，燃料喷雾的一部分以上述方式与腔室10碰撞，因此与基本燃料喷射定时的情况相比减少，但在火花塞8的周围形成分层混合气体。将在该状态下以火花点火的方式进行的燃烧称为弱分层燃烧。

在液态燃料推定量l大于或等于阈值l2的情况下，燃料喷射定时相对于基本喷射定时以燃料喷射定时提前量adv2而提前，变为进气行程喷射。如果变为进气行程喷射，则直至点火定时为止，燃料喷雾扩散、混合而在整个缸内形成均质的混合气体。因此，燃烧方式变为均质化学计量燃烧。

如上所述，控制器100相应于液态燃料推定量l的增加而使燃料喷射定时提前。更详细而言，如果液态燃料推定量l大于或等于阈值l1，则控制器100使燃料喷射定时提前而切换为弱分层燃烧。由此，与超滞后分层燃烧的情况相比，与腔室10碰撞的燃料量减少，因此能够抑制残留于活塞冠面3a的燃料量的增加。如果液态燃料推定量l大于或等于阈值l2，则直至进气行程为止，控制器100使燃料喷射定时提前而切换为均质化学计量燃烧。由此，燃料喷雾不会附着于腔室10，因此能够进一步抑制残留于冠面的燃料量的增加。

此外，控制器100通过未图示的其他流程并根据运转状态而控制点火定时。而且，在超滞后分层燃烧的情况下，控制器100使点火定时比mbt滞后，但与上述的新的燃料喷射定时相应地使点火定时也提前。

返回至对流程图的说明。

在步骤s106中，控制器100获取活塞冠面温度。具体而言，控制器100基于上述的气缸壁温而对活塞冠面温度进行推定。

在步骤s107中，控制器100基于活塞冠面温度而对阀重叠量进行计算。这里所说的阀重叠期间是指由曲轴转角来表示进气阀6以及排气阀7打开的的状态持续的期间。

图5是用于在步骤s107中对阀重叠量进行计算的表，纵轴表示阀重叠期间，横轴表示活塞冠面温度。另外，图5中的曲线b是表示如果阀重叠期间进一步变长则发动机的燃烧变得不稳定的燃烧稳定边界线。

在图5中，在活塞冠面温度高于t2的情况下，活塞冠面温度越低，则阀重叠期间沿着直线a越变长。另一方面，在活塞冠面温度小于或等于t2的情况下，活塞冠面温度越低，则阀重叠期间沿着曲线b越缩短。

如果阀重叠期间变长，则所谓的内部egr气体量增加，因此从进气进程至点火定时的缸内温度升高。如果缸内温度升高，则活塞冠面温度也升高，因此与活塞冠面碰撞的燃料难以实现液态化，另外，附着于腔室的液态燃料的气化得到促进。因此，原本即使在如图5中的虚线所示活塞冠面温度小于或等于t2的情况下，也要使活塞冠面温度越低则使阀重叠期间越变长。然而，阀重叠期间越长则缸内的惰性气体的比例越高，因此燃烧变得不稳定。因此，针对图5中的活塞冠面温度小于或等于t2的部分在未超过燃烧稳定边界的范围内而设定尽量较长的阀重叠期间。

因此，例如在发动机启动时的活塞冠面温度处于t1与t2之间的情况下，活塞冠面温度随着发动机启动之后的时间的经过而升高，与此相伴，阀重叠期间逐渐变长。而且，如果活塞冠面温度超过t2，则阀重叠期间随着活塞冠面温度的升高而缩短。

在步骤s108中，控制器100设定用于实现在步骤s107中计算出的阀重叠期间的可变动阀机构的变换角，变更阀重叠量。更详细而言，通过后述的方法对进气阀6以及排气阀7的阀定时进行计算，基于计算结果而对进气侧以及排气侧的可变动阀机构的变换角进行变更。

图6是用于对用于实现步骤s107中计算出的阀重叠期间的、进气阀6的打开定时(图中的ivo)、以及排气阀7的关闭定时(图中的evc)进行计算的表。图6中的纵轴表示阀定时，横轴表示阀重叠量。

进气阀6以及排气阀7的阀定时与阀重叠期间存在比例关系。即，与阀重叠期间的变长成正比地，进气阀6的打开定时的提前量和排气阀7的关闭定时的滞后量增大。而且，无论阀重叠期间的长度如何，都将进气阀打开定时和排气阀关闭定时设定为隔着排气上止点。

另外，进气阀6的打开定时的提前量比排气阀7的关闭定时的滞后量大。这是因为，排气阀7的关闭定时越滞后，则吸入空气的漏气量越增加，缸体体积效率越降低。即，如果如本实施方式这样主要通过使进气阀6的打开定时提前而延长阀重叠期间，则能够抑制缸体体积效率的降低。

在步骤s109中，控制器100执行点火定时校正。该点火定时校正用于对因变更阀重叠期间而引起的扭矩的降低进行补偿。即，越延长阀重叠期间，则缸内的惰性气体的比例越增加而发动机扭矩越降低，因此，为了对降低的扭矩进行补偿而使点火定时提前。对于校正量，基于阀重叠期间以及吸入空气量而使用后述的对应图。此外，根据未图示的空气流量计的检测值而对吸入空气量进行计算。

图7是用于在步骤s109中对点火定时的校正量进行计算的对应图。如图7所示，吸入空气量越少，另外，阀重叠期间越长，则点火定时的提前量越大。

下面，对执行上述控制的情况下的活塞冠面温度等的变动进行说明。

图8是执行上述控制的情况下的、从发动机启动起直至活塞冠面温度达到t2为止的时序图。

图中的实线是执行本实施方式的控制的情况下的图表。图中的虚线是对比例，且是未对发动机启动时所设定的冷机运转用的阀重叠以及点火定时进行变更的情况下的图表。但是，对比例的发动机启动时的阀重叠量以及点火定时与本实施方式的控制相同。

活塞冠面温度与冷却水温、气缸壁面温度相关，因此还可以将图中的活塞冠面温度视为冷却水温或者气缸壁面温度。

燃烧稳定度的阈值(图中的“criteria”)主要是基于乘坐舒适度而设定的。发动机的燃烧越不稳定而振动越增大，则乘坐舒适度越恶化。因此，将乘坐舒适度变为可以允许的水平时的燃烧稳定度设为燃烧稳定度的阈值。

累计hc是指发动机运转中的未燃hc排出量的累计值。此外，发动机运转中的pn的累计值也显示出与累计hc的图表同样的变动，还可以视为累计hc的图表。

活塞冠面温度随着发动机启动后的时间的经过而逐渐升高。与此相伴，在本实施方式中逐渐增大阀重叠量。

如图9所示，气缸壁面温度越高，则燃烧稳定度越提高。另一方面，如果气缸壁面温度恒定，则如图9所示所示阀重叠量越大则燃烧稳定度越降低。因此，如果如对比例所示阀重叠量恒定，则燃烧稳定度也随着气缸壁面温度的升高而提高。与此相伴，在本实施方式中，在燃烧稳定的范围内逐渐增大阀重叠量，因此气缸壁面温度的升高而引起的燃烧稳定度的提高与阀重叠量的增大而引起的燃烧稳定度的恶化相互抵消，燃烧稳定度保持阈值不变。

累计hc(累计pn)在本实施方式以及对比例中均随着时间的经过而增大，但本实施方式与对比例相比，其累计量减小。这是因为，内部egr量因使阀重叠量增大而增加，燃料的气化得到促进。

此外，阀重叠量的增大是发动机扭矩降低的主要原因，但在本实施方式中通过使点火定时提前而将发动机扭矩保持恒定。

下面，对本实施方式的效果进行说明。

在本实施方式中，在需要对安装于排气通路5的废气净化催化剂进行暖机的情况下，控制器100执行如下催化剂暖机运转(超滞后分层燃烧)，即，处于压缩行程中、且燃料喷雾与活塞冠面3a碰撞，在碰撞后的燃料喷雾沿着活塞冠面3a的形状而朝向火花塞8的燃料喷射定时喷射燃料，在压缩上止点以后进行火花点火。而且，在超滞后分层燃烧的执行过程中，控制器100根据活塞冠面温度而使阀重叠量增大。阀重叠期间越长则内部egr量越增加，缸内温度从进气进程的阶段开始升高，因此根据本实施方式，能够促进液态燃料的气化。其结果，能够减少pn。

此外，如果使内部egr量增加，则向进气端口吹回并再次向缸内流入的废气量增加。其结果，被封入缸内的未燃hc等增加。而且，通过使封入的未燃hc等在下一个周期内燃烧，使得未燃hc、pn的排出量降低。即，在本实施方式中，还能够获得如上所述所示将未燃hc等封入缸内而引起的废气减少效果。

在本实施方式中，活塞冠面温度越低，越限制阀重叠量的增大量。活塞冠面温度越低，碰撞后的燃料喷雾越容易残留于活塞冠面3a。因此，根据本实施方式，能够更可靠地减少残留于活塞冠面3a的液态燃料量。

在本实施方式中，至少在暖机运转(超滞后分层燃烧)的执行过程中，在进气行程中也喷射一部分燃料。即，进行在进气行程以及压缩行程中喷射燃料的2阶段喷射。在进气行程中喷射的燃料在燃烧室11内均质地形成比理论空燃比稀薄的混合气体。如果在该状态下进行火花点火，则进行抗外部干扰能力较强的燃烧。

在本实施方式中，在超滞后分层燃烧的执行过程中，控制器100根据残存于活塞冠面3a的液态燃料的推定量的增加状况而使燃料喷射定时提前。通过使燃料喷射定时提前而使得与活塞冠面3a碰撞的燃料量减小，因此残留于活塞冠面3a的液态燃料量减小。由此，能够减少pn。

在本实施方式中，在残留于活塞冠面3a的液态燃料的推定量超过基于废气微粒的排出限制值而设定的阈值的情况下，则燃料喷射定时从上述的燃料喷雾朝向火花塞的定时的喷射向进气进程喷射进行切换。通过切换为进气进程喷射，燃料喷雾不会与活塞冠面碰撞，因此能够抑制残留于活塞冠面3a的液态燃料的增加。

在本实施方式中，根据残留于活塞冠面3a的液态燃料的推定量的增加状况而使燃料喷射定时逐渐接近进气进程。即，如果液态燃料推定量增加，则从超滞后分层燃烧切换为弱分层燃烧。由此，能够抑制残留于活塞冠面3a的液态燃料的增加，并能够通过弱分层燃烧而促进废气净化催化剂的暖机。

在本实施方式中，活塞冠面温度越低，越增大上述的燃料喷射定时的提前量。活塞冠面温度越低，碰撞后的燃料喷雾越容易残留于活塞冠面3a。因此，根据本实施方式，能够更可靠地减少残留于活塞冠面3a的液态燃料量。

此外，在图2的流程图中，与步骤s104-s105的处理相比，可以先执行步骤s106的处理。

另外，可以代替图5、图6的表而使用图10、图11的表。

即，如图10所示，可以使阀重叠期间阶段式地变化。在该情况下，如图11所示，进气阀6以及排气阀7的阀定时也阶段式地变化。

另外，上述实施方式也不限定于通过2次的分割喷射而进行分层燃烧。例如，可以设为将上述的2次的喷射燃料中的第1次的燃料喷射省略的单阶段喷射，仅通过第2次的燃料喷射来进行分层燃烧。

另外，如图12所示，如果在超滞后分层燃烧的执行过程中液态燃料推定量变得大于或等于规定的阈值，则控制器100可以向均质化学计量燃烧切换。

另外，上述的“根据液态燃料的推定量的增加状况而使燃料喷射定时逐渐接近进气进程”，并不限定于如图4、图12所示使燃料喷射定时阶段式地提前。例如，如图13中的实线或者虚线所示，可以使液态燃料推定量小于阈值l2的情况下的燃料喷射定时的提前量根据液态燃料推定量的增加状况而连续地增加。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式不过表示本发明的应用例的一部分而已，其主旨并非将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构。