JPH1030468A - 筒内噴射エンジンの燃焼制御装置 - Google Patents

筒内噴射エンジンの燃焼制御装置

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JPH1030468A
JPH1030468A JP8184770A JP18477096A JPH1030468A JP H1030468 A JPH1030468 A JP H1030468A JP 8184770 A JP8184770 A JP 8184770A JP 18477096 A JP18477096 A JP 18477096A JP H1030468 A JPH1030468 A JP H1030468A
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JP
Japan
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combustion mode
combustion
fuel
mode
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JP8184770A
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Akira Akimoto
晃 秋本
Fujio Takimoto
藤夫 瀧本
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Priority to DE19729811A priority patent/DE19729811A1/de
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Abstract

(57)【要約】 【課題】燃焼形態を成層燃焼モードと均一燃焼モードと
に選択的に切換えることのできるエンジンにおいて、始
動性の向上、燃費及び排気エミッションの改善を図る。 【解決手段】始動時の冷却水温度Ｔｗが冷態判定用設定
値ＴSET未満のときは燃焼形態を均一燃焼モードに設定
し、始動完爆後（ＮE≧ＮSET）も均一燃焼モードを維持
する(S5)。そして、始動後の冷却水温度Ｔｗが暖機完了
判定用設定値ＴHOTよりも低く、且つ冷態判定用設定値
ＴSET以上のときは、エンジン運転領域が、例えば中、
高負荷領域から低負荷領域へ移行したときに燃焼形態を
成層燃焼モードに設定する(S11)。一方、エンジン停止
直後の再始動などの温態始動時（Ｔｗ≧ＴSET）には、
筒内噴射用インジェクタに印加する燃焼圧力ＰFUが予め
設定した燃料噴射可能判定用設定値ＰSET以上のとき
は、筒内に噴射される燃料の粒径を十分に微粒化させる
ことができるため、成層燃焼モードにて始動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、成層燃焼モードと
均一燃焼モードとからなる燃焼形態をエンジン運転状態
に応じて選択的に切換える筒内噴射エンジンの燃焼制御
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、燃料を直接燃焼室内に噴射する
この種の筒内噴射エンジンは、圧縮行程後期に燃料を筒
内へ直接噴射して混合気を成層化すると共に、点火プラ
グの発火部周囲に着火可能な混合気を形成して、希薄空
燃比下でも安定した燃焼が得られる成層燃焼と、吸気行
程中途に燃料を噴射して、吸入空気と燃料とを均一に混
合させることで、通常の吸気ポート噴射による予混合と
同等の空気利用率が得られる均一燃焼とを選択的に切換
えることが可能である。
【０００３】このような成層燃焼と均一燃焼との双方の
燃焼形態に適した燃焼室構造として、本出願人は、特開
平６−４２３５２号公報において、筒内噴射用インジェ
クタを燃焼室頂部中央に垂立状に配設し、また上記筒内
噴射用インジェクタの噴射方向に対設するピストン頂面
にキャビティを形成し、さらに点火プラグの発火部を上
記インジェクタの噴孔の近傍に臨ませ、低負荷運転では
燃料を圧縮行程後期に噴射して成層燃焼とし、高負荷運
転時には吸気行程中途において燃料を噴射させることで
均一燃焼とする技術を提案した。
【０００４】又、特開平２−１６９８３４号公報には、
低負荷運転においては圧縮行程後期に燃料噴射し、中負
荷或いは高負荷運転では、燃料噴射量を吸気行程前期と
圧縮行程後期に分割して噴射し、圧縮行程後期に噴射し
た燃料により点火プラグに周辺に点火用の比較的濃混合
気を形成し、吸気行程前期に噴射された燃料により火炎
伝播用の均一な希薄混合気を形成する技術が開示されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の筒内噴
射エンジンでは、始動、暖機運転の際に、以下の問題点
がある。
【０００６】１）冷態時の着火性 上述のように、従来の筒内噴射エンジンでは、始動時及
び低負荷運転時には燃焼形態を成層燃焼モードに設定し
ているが、冷態始動時の空気及び燃料の温度は低く、し
かも、燃料ラインに高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプ
がエンジン駆動式の場合には、エンジン始動時に燃料圧
力を直ちに立ち上げることができないため、筒内噴射用
インジェクタからの燃料噴霧の粒径が大きく、圧縮行程
後期に燃料噴射を行う成層燃焼では、点火時期までに燃
料と空気とを着火可能な混合気に生成することができ
ず、しかも燃料噴霧の粒径が大きいため燃料霧化を十分
に進めることができず、その上、冷態始動時における点
火プラグの発火部の温度が低いため、該発火部周囲に安
定着火可能な混合気を形成することが困難で、良好な始
動性能を得ることができない。
【０００７】２）始動着火後の燃焼 成層燃焼は燃料を圧縮行程後期の点火時期直前に噴射終
了し、成層化された混合気中の着火可能な濃混合気を点
火プラグの発火部周辺に導き着火させるようにしている
ため、冷態始動後に成層燃焼を継続させると、点火プラ
グの発火部温度が低いため、該発火部に付着して液状化
した燃料が十分に蒸発する前に点火されてしまうことに
なり、カーボンが堆積したり、点火プラグに燻りが生じ
易くなる。更に、成層燃焼は燃料冷却による熱損失が少
ない反面、エンジン温度の上昇が遅く、暖機に要する時
間が長時間化してしまう。
【０００８】これらに対処するに、例えば、特開昭６１
−２５０３５４号公報では、筒内噴射用インジェクタと
吸気ポート噴射用インジェクタとを併設し、始動時等、
エンジン温度が低いときは吸気ポート噴射用インジェク
タから噴射される燃料割合を多くして、十分に予混合さ
れた混合気を筒内へ供給すると共に、筒内噴射用インジ
ェクタから噴射する燃料により成層化された着火可能な
濃混合気を点火プラグの発火部周囲に導き、この濃混合
気層に火花着火させることで始動性を向上し、更に、エ
ンジン温度の上昇に従い吸気ポート噴射用インジェクタ
から噴射される燃料割合を減少させると共に、筒内噴射
用インジェクタからの燃料割合を相対的に増加させるこ
とで、燃焼形態を均一燃焼から成層燃焼へ徐々に移行さ
せる技術が開示されている。
【０００９】しかし、この先行例では、筒内噴射用イン
ジェクタに加え、噴射燃料の予混合を行うために吸気ポ
ート噴射用インジェクタを備えなければならず、しか
も、筒内噴射用インジェクタと吸気ポート噴射用インジ
ェクタとでは、必要とする燃料圧力が極端に相違するた
め、少なくとも２系統の燃料供給ラインが必要となり構
造が複雑化し、部品点数の増加によりコスト高を招いて
しまう。
【００１０】本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構造で
低コスト化を実現すると共に、良好な冷態始動性能、及
び冷態始動後の燃焼安定性を得ることができるばかりで
なく、暖機時間の短縮化を図り、燃費向上、及び排気エ
ミッションの改善を図ることのできる筒内噴射エンジン
の燃焼制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による第１の筒内噴射エンジンの燃焼制御装置
は、燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射用インジェク
タを備え、該筒内噴射用インジェクタの燃料噴射時期を
エンジン運転状態に応じて可変設定することにより燃焼
形態を成層燃焼モードと均一燃焼モードとの何れかに設
定する筒内噴射エンジンの燃焼制御装置において、始動
時のエンジン温度が冷態判定用設定値以下のときは燃焼
形態を均一燃焼モードに設定すると共に始動後暖機運転
を均一燃焼モードで実行し、又暖機途上の上記エンジン
温度が上記冷態判定用設定値以上で且つエンジン運転状
態が少なくとも高負荷運転から低負荷運転へ移行したと
きは上記燃焼形態を成層燃焼モードに設定することを特
徴とする。
【００１２】本発明による第２の筒内噴射エンジンの燃
焼制御装置は、燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射用
インジェクタを備え、該筒内噴射用インジェクタの燃料
噴射時期をエンジン運転状態に応じて可変設定すること
により燃焼形態を成層燃焼モードと均一燃焼モードとの
何れかに設定する筒内噴射エンジンの燃焼制御装置にお
いて、始動時のエンジン温度が冷態判定用設定値以上
で、且つ上記筒内噴射用インジェクタに印加されている
燃料圧力が設定圧力以上のときは燃焼形態を成層燃焼モ
ードに設定して始動すると共に、始動後の燃焼形態をエ
ンジン運転状態に基づいて設定することを特徴とする。
【００１３】本発明による第３の筒内噴射エンジンの燃
料制御装置は、燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射用
インジェクタを備え、該筒内噴射用インジェクタの燃料
噴射時期をエンジン運転状態に応じて可変設定すること
により燃焼形態を成層燃焼モードと均一燃焼モードとの
何れかに設定する筒内噴射エンジンの燃焼制御装置にお
いて、始動時のエンジン温度が冷態判定用設定値以上
で、且つ上記筒内噴射用インジェクタに印加されている
燃料圧力が燃料噴射可能判定用設定値未満のときは燃焼
形態を均一燃焼モードに設定して始動すると共に、始動
後の燃焼形態をエンジン運転状態に基づいて設定するこ
とを特徴とする。
【００１４】本発明による第４の筒内噴射エンジンの燃
焼制御装置は、前記第２又は第３の燃焼制御装置におい
て、前記エンジン運転状態がエンジン負荷とエンジン回
転数とをパラメータとするマップにより特定されること
を特徴とする。
【００１５】すなわち、本発明による第１の筒内噴射エ
ンジンの燃焼制御装置は、始動時のエンジン温度と予め
設定した冷態判定用設定値とを比較し、エンジン温度が
冷態判定用設定値以下のときは、筒内噴射用インジェク
タから噴射する燃料噴射時期を早期に設定することで、
始動時の燃焼形態を均一燃焼モードとすると共に、始動
後暖機運転を均一燃焼モードで実行する。そして、始動
後暖機途上のエンジン温度が冷態判定用設定値以上とな
り、しかもエンジン運転状態が少なくとも高負荷運転か
ら低負荷運転へ移行したとき、燃焼形態を成層燃焼モー
ドに設定する。
【００１６】本発明による第２の筒内噴射エンジンの燃
焼制御装置は、始動時のエンジン温度と予め設定した冷
態判定用設定値、及び筒内噴射用インジェクタに印加さ
れている燃料圧力と予め設定されている燃料噴射可能判
定用設定値とを比較し、上記エンジン温度が冷態判定用
設定値以上で、且つ上記燃料圧力が燃料噴射可能判定用
設定値以上のとき燃焼形態を成層燃焼モードに設定して
始動し、始動後は、燃焼形態をエンジン運転状態に基づ
いて成層燃焼モードと均一燃焼モードとの何れかに設定
する。
【００１７】本発明による第３の筒内噴射エンジンの燃
焼制御装置は、始動時のエンジン温度と予め設定した冷
態判定用設定値、及び筒内噴射用インジェクタに印加さ
れている燃料圧力と予め設定されている燃料噴射可能判
定用設定値とを比較し、上記エンジン温度が冷態判定用
設定値以上で、且つ上記燃料圧力が燃料噴射可能判定用
設定値未満のとき燃焼形態を均一燃焼モードに設定して
始動し、始動後は、燃焼形態をエンジン運転状態に基づ
いて成層燃焼モードと均一燃焼モードとの何れかに設定
する。
【００１８】本発明による第４の筒内噴射エンジンの燃
焼制御装置は、前記第２又は第３の筒内噴射エンジンの
燃焼制御装置において、前記エンジン運転状態をエンジ
ン負荷とエンジン回転数とをパラメータとするマップに
基づいて特定し、負荷変動に対応した燃焼形態を選択す
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図３にエンジンの概略図を示
す。同図の符号１はエンジン本体で、このエンジン本体
１のシリンダブロック２とシリンダヘッド３及びピスト
ン４とで燃焼室５が形成され、この燃焼室５の頂部のほ
ぼ中央に筒内噴射用インジェクタ６の噴射孔が臨まされ
ており、又、その一側に点火プラグ７の発火部が臨まさ
れている。
【００２０】上記シリンダヘッド３には、上記燃焼室５
に連通する吸気ポート３ａと排気ポート３ｂとが形成さ
れ、上記吸気ポート３ａに連通する吸気通路８にスロッ
トル弁９が介装されている。このスロットル弁９はアク
セルペダルとは機械的に連設しておらず、電動モータ或
いは油圧モータ等のスロットルアクチュエータ１０によ
り開度設定される。
【００２１】上記筒内噴射用インジェクタ６は、図示し
ない内圧保持型の燃料ラインに連通されており、この筒
内噴射用インジェクタ６に対して、上記燃料ラインに介
装した図示しないエンジン駆動式高圧燃料ポンプによっ
て昇圧され、且つ高圧プレッシャレギュレータによって
調圧された高圧燃料が供給される。
【００２２】上記筒内噴射用インジェクタ６に対する燃
料噴射パルス幅、及び上記スロットルアクチュエータ１
０の回動角は、車両に搭載されている電子制御装置（Ｅ
ＣＵ）１１で制御される。この電子制御装置１１は、マ
イクロコンピュータ等、周知のコンピュータを中心に構
成され、入力端子には、上記シリンダブロック２の冷却
水通路に臨まされて、エンジン温度の代表である冷却水
温Ｔｗを検出する冷却水温センサ１２と、クランクシャ
フト１３に軸着されたクランクロータ１４の外周に一定
クランク角毎に形成された突起等を検出してクランクパ
ルスを出力するクランク角センサ１５と、アクセルペダ
ルの踏込み角度を検出するアクセル開度センサ１６、及
び上記筒内噴射用インジェクタ６に印加されている燃料
圧力ＰFUを検出する燃圧センサ１７等の各種センサ、及
びスタータスイッチ１８等のスイッチ類が接続されてお
り、出力端子に上記筒内噴射用インジェクタ６、スロッ
トルアクチュエータ１０等の各種アクチュエータ、及び
上記点火プラグ７に対して点火信号を出力するイグナイ
タ（図示せず）等が接続されている。
【００２３】上記クランクロータ１４の外周には、本実
施の形態では１２個の突起が等間隔毎に形成されてお
り、図５に示すように、圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）の最
初のクランクパルスに対応する突起が固定点火時期（例
えば、ＢＴＤＣ１０゜CA）に設定されている。
【００２４】又、燃料噴射時期は、エンジン運転状態に
基づいて選択する燃焼形態（均一燃焼モードと成層燃焼
モード）に応じて可変設定される。すなわち、均一燃焼
モードは、中、高負荷運転等において、吸気行程中途の
早い時期に燃料噴射を開始し、燃料と空気とを筒内で十
分に混合させて点火させる。又、成層燃焼モードは、低
負荷運転等において、燃料噴射を点火直前に終了させる
ことで、燃料噴霧後端部の着火可能な混合気に火花点火
させる。この成層燃焼では、燃料周辺の空気しか利用し
ないので、充填空気量に比べて極めて少ない燃料量で安
定した燃焼を得ることができる。
【００２５】以下、図１、図２に示すフローチャートに
従い、上記電子制御装置１１で実行する燃焼形態設定ル
ーチンについて説明する。
【００２６】イグニッションスイッチをＯＮして、電子
制御装置１１に電源が投入されると、システムがイニシ
ャライズされ、この際、燃焼形態判別フラグＦｌａｇ１
は０に設定（Ｆｌａｇ←０）され、燃焼形態設定ルーチ
ンが所定周期毎に実行される。先ず、ステップＳ１で、
冷却水温センサ１２からの出力電圧に基づいて算出した
冷却水温Ｔｗと、クランク角センサ１５から出力される
クランクパルスの間隔時間に基づいて算出されるエンジ
ン回転数ＮEとを読込み、ステップＳ２で、冷却水温Ｔ
ｗが予め設定した冷態判定用設定値ＴSET（例えば、６
０℃）以上か未満かを判定する。尚、この冷態判定用設
定値ＴSETは、後述する暖機完了判定用設定値ＴHOT（例
えば、８０℃）より低く設定されている。
【００２７】Ｔｗ＜ＴSETの冷態時には、ステップＳ２
からステップＳ３へ進み、エンジン回転数ＮEが完爆判
定用回転数ＮSET以上か未満かを判定する。イグニッシ
ョンスイッチをＯＮした直後のエンジンは停止状態にあ
るため、ＮE＜ＮSETであり、ステップＳ４へ進み、スタ
ータスイッチ１８がＯＮの始動時か否かを判定する。イ
グニッションスイッチをＯＮした直後のスタータスイッ
チ１８はＯＦＦ状態にあるため、そのままルーチンを抜
ける。
【００２８】そして、運転者がイグニッションスイッチ
をＯＮ後、スタータスイッチ１８をＯＮすると、上記ス
テップＳ４からステップＳ５へ進み、燃焼形態を均一燃
焼モードに設定し、均一燃焼に対応する燃料噴射時期及
び燃料噴射パルス幅等をエンジン運転状態に基づいて設
定した後、ステップＳ６へ進み、燃焼形態判別フラグＦ
ｌａｇ１をセット（Ｆｌａｇ←１）し、ルーチンを抜け
る。
【００２９】また、始動時の点火時期は固定点火時期で
あり、図５に示すように、点火対象気筒の圧縮上死点直
前のクランクパルスが入力されたとき点火プラグに対し
て点火信号を出力する。一方、燃料噴射時期は当該点火
対象気筒が吸気行程にあるときの所定のクランク角、例
えば、吸気行程における最初のクランクパルスが入力さ
れたときに燃料が噴射される。その結果、筒内に噴射さ
れた燃料と吸入空気とが点火時期に達するまでに十分に
均一混合され、冷態時であっても良好に始動させること
ができる。
【００３０】そして、エンジンが完爆し、エンジン回転
数ＮEが完爆判定回転数ＮSET以上（ＮE≧ＮSET）になる
と、ステップＳ３からステップＳ５へジャンプし、燃焼
形態を均一燃焼モードに設定する。従って、冷態始動時
においては始動後の暖機運転においても均一燃焼モード
が継続される。
【００３１】その後、冷却水温度Ｔｗが上昇し、冷態判
定用設定値ＴSET以上になると、ステップＳ２からステ
ップＳ７へ分岐し、燃焼形態判別フラグＦｌａｇ１の値
を参照する。冷態始動後は、ステップＳ６でＦｌａｇ１
が１にセットされているため、ステップＳ８へ進み、エ
ンジン負荷とエンジン回転数ＮEとに基づきマッブ参照
により、現在のエンジン運転状態を調べる。
【００３２】図４に示すように、上記マップは、エンジ
ン負荷とエンジン回転数ＮEをパラメータとする２次元
マップであり、燃焼切換えラインＬを境に均一燃焼モー
ドを選択するＡ領域と成層燃焼モードを選択するＢ領域
とに区画されている。尚、本実施の形態では、エンジン
負荷の代表として吸入空気量とエンジン回転数とにより
求める基本燃料噴射パルス幅Ｔｐを用いている。
【００３３】又、上記マップのＡ領域は、中、高負荷、
或いは中、高回転数領域で、エンジン運転領域がＡ領域
にあるときは冷却水温度Ｔｗに係わらず、燃焼形態が常
に均一燃焼モードが選択される。一方、Ｂ領域は、低負
荷、且つ低回転数領域で、エンジン運転領域がＢ領域に
あるときは、原則的に暖機運転中（Ｔｗ＜ＴHOT）のと
きは、燃焼形態が均一燃焼モードに設定され、又、暖機
完了（Ｔｗ≧ＴHOT）後は成層燃焼モードに設定され
る。但し、例えば、冷態始動後の暖機途上の走行中等に
おいて、冷却水温Ｔｗが上昇し、上記冷態判定用設定値
ＴSET以上となり、エンジン運転領域がＡ領域からＢ領
域へ、上記燃焼切換えラインＬを横切ったときは、燃焼
形態を成層燃焼モードに設定する。
【００３４】尚、図４に、アクセルペダル開度を一定に
したときのエンジン負荷とエンジン回転数ＮEとの変化
特性を示す。例えば、アクセルペダル開度を４０％に保
持した状態での走行中に、エンジン負荷が低下すると、
エンジン運転領域がＡ領域からＢ領域へ燃焼切換えライ
ンＬを横切って移行する。このときの冷却水温度Ｔｗが
冷態判定用設定値ＴSET以上で有れば、燃焼形態が均一
燃焼モードから成層燃焼モードに切換えられる。
【００３５】そして、上記ステップＳ８で、上記燃焼切
換えラインＬをＡ領域からＢ領域へ横切らなかったと
き、すなわち、エンジン運転領域がＡ領域、或いはＢ領
域の状態を維持しており、又は走行によりＢ領域からＡ
領域へ移行したままの状態のときは、ステップＳ５へ進
み、均一燃焼モードを継続する。
【００３６】一方、上述のようにエンジン運転領域が当
初Ａ領域にあり、その後、走行中にＢ領域へ燃焼切換え
ラインＬを横切って移行したときは、ステップＳ９へ進
み、燃焼形態を成層燃焼モードに設定し、成層燃焼モー
ドに対応する点火時期、燃料噴射時期、及び燃料噴射量
等をエンジン運転状態に基づいて設定し、それらを点火
時期タイマ、燃料噴射時期タイマ及び燃料噴射パルス幅
タイマ等にセットした後、ステップＳ１０へ進み、燃焼
形態判別フラグＦｌａｇ１をクリア（Ｆｌａｇ１←０）
して、ルーチンを抜ける。
【００３７】このように、暖機途上の走行中において、
エンジン負荷が中、高負荷域から低負荷域へ移行したと
きに燃焼形態を均一燃焼モードから成層燃焼モードへ移
行するようにしたので、燃焼形態を切換えるときの体積
効率の急激な変化が少なく、その分、走行時の出力変動
が緩和される。
【００３８】ところで、図４に示すように、燃焼形態が
成層燃焼モードに設定されると、燃料噴射時期が圧縮行
程後期に設定される。このときの点火時期はエンジン運
転状態に応じて進角制御されており、一方、燃料噴射時
期タイマは、燃料噴射を点火直前に終了し点火プラグの
発火部に燃料噴霧後端の着火可能な混合気を導くための
燃料噴射開始時期を逆算して設定され、所定クランクパ
ルス、例えば圧縮行程において最初入力されるクランク
パルスが入力されたときにスタートする。
【００３９】そして、始動後暖機運転途上において、燃
焼形態が均一燃焼モードから成層燃焼モードへ移行する
と、ステップＳ１０で燃焼形態判別フラグＦｌａｇ１が
クリアされるため、その後のルーチン実行時には、ステ
ップＳ７からステップＳ１１へ分岐する。ステップＳ１
１では、スタータスイッチ１８がＯＮか否かを調べる。
スタータスイッチ１８がＯＦＦの始動後であるため、ス
テップＳ１２へ進み、エンジン回転数ＮEが完爆判定用
回転数ＮSET以上かを調べる。エンジン回転数ＮEは完爆
判定用回転数ＮSETを越えているため、ステップＳ１３
へ進み、冷却水温度Ｔｗが暖機完了判定用設定値ＴHOT
以上かを調べ、暖機途上（ＴSET≦Ｔｗ＜ＴHOT）である
ため、ステップＳ１８へ進み、成層燃焼モードを継続し
てルーチンを抜ける。
【００４０】又、ステップＳ１３で、Ｔｗ≧ＴHOTの暖
機完了と判定したときはステップＳ１４へ進み、エンジ
ン負荷とエンジン回転数ＮEとに基づきマップ参照によ
り、現在のエンジン運転領域が、Ａ領域にあるか、Ｂ領
域にあるかを調べ、Ａ領域に有るときはステップＳ１７
へ進み、均一燃焼モードを選択してルーチンを抜け、
又、Ｂ領域にあるときはステップＳ１８へ進み、成層燃
焼モードを選択してルーチンを抜ける。
【００４１】又、温態始動時、すなわち、始動時の冷却
水温Ｔｗが未だ冷えておらず、冷態判定用設定値ＴSET
以上のときは、ステップＳ２からステップＳ７へ進み、
燃焼形態判別フラグＦｌａｇ１の値を参照する。この燃
焼形態判別フラグＦｌａｇ１のイニシャル値は０である
ため、ステップＳ１１へ進み、スタータスイッチ１８が
ＯＮかを調べる。イグニッションスイッチＯＮ直後のス
タータスイッチ１８はＯＦＦ状態にあるため、ステップ
Ｓ１２へ進み、エンジン回転数ＮEが完爆判定用回転数
ＮSET以上かを調べる。イグニッションスイッチＯＮ直
後のエンジンは停止しているため、そのままルーチンを
抜ける。
【００４２】そして、スタータスイッチ１８をＯＮする
と、ステップＳ１１からステップＳ１５へ進み、筒内噴
射用インジェクタ６に印加されている燃料圧力ＰFUを読
込み、ステップＳ１６で、この燃料圧力ＰFUが燃料噴射
可能判定用設定値ＰSET以上か未満かを調べ、ＰFU＜ＰS
ETであり燃料圧力ＰFUが低く、筒内噴射用インジェクタ
６からの燃料噴霧粒径が十分に微粒化させることができ
ないときは、ステップＳ１７へ進み、燃焼形態を均一燃
焼モードに設定してルーチンを抜ける。又、ステップＳ
１６で、ＰFU≧ＰSETであり、筒内噴射用インジェクタ
６からの燃料噴霧粒径が十分に微粒化可能なときは、ス
テップＳ１８へ進み、燃焼形態を成層燃焼モードに設定
してルーチンを抜ける。
【００４３】その後、エンジンが起動し、スタータスイ
ッチ１８をＯＦＦすると、ステップＳ１１からステップ
Ｓ１２へ進み、エンジン回転数ＮEが完爆判定用回転数
ＮSET未満かを判定する。
【００４４】そして、ＮE＜ＮSETのときは、そのままル
ーチンを抜け、前回設定した燃焼形態を維持する。一
方、ＮE≧ＮSETのときは、ステップＳ１３へ進み、冷却
水温ＴWが暖機完了判定用設定値ＴHOT以上か未満かを判
定する。ＴW＜ＴHOTであり未だ暖機が完了していないと
きは、ステップＳ１８に進み成層燃焼モードを継続す
る。一方、温態始動後の冷却水温ＴWが暖機完了判定用
設定値ＴHOT以上になると、ステップＳ１３からステッ
プＳ１４へ進み、エンジン負荷とエンジン回転数ＮEと
に基づき、マップを参照して現在のエンジン運転状態が
上記Ａ領域とＢ領域の何れにあるかを調べ、Ａ領域にあ
るときは、ステップＳ１７へ進み、燃焼形態を均一燃焼
モードに設定してルーチンを抜ける。又、Ｂ領域に有る
ときはステップＳ１８へ進み、燃焼形態を成層燃焼モー
ドに設定してルーチンを抜ける。
【００４５】このように、本実施の形態では、冷態始動
時の燃焼形態を均一燃焼モードに設定することで、成層
燃焼モードによるエンジン始動に比べ、始動時間の短
縮、及び、未だ十分に昇温されていない点火プラグ７の
発火部に付着した燃料が液状化されることにより生じる
燻りを防止することができる。又、暖機途上における走
行中に冷却水温度Ｔｗが上昇し、冷態判定用設定温度Ｔ
SET以上になったとき、エンジン負荷が中、高負荷領域
から低負荷領域へ移行したときには、燃焼形態を均一燃
焼モードから成層燃焼モードへ切換えることで、暖機途
上においても希薄燃焼による燃費向上と、排気エミッシ
ョンの改善を図ることができるばかりでなく、体積効率
の大きな変化を生じさせることなく燃焼形態をスムーズ
に切換えることが可能になる。
【００４６】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
以下に示すような効果を奏することができる。
【００４７】請求項１記載の発明によれば、エンジン温
度が冷態判定用設定値以下のときは始動時の燃焼形態を
均一燃焼モードに設定すると共に、始動後の暖機運転を
均一燃焼モードで継続させるようにしたので、従来のよ
うに始動時に吸気ポート噴射用インジェクタを併設し、
予混合された燃料を筒内に供給する必要がなく、吸気ポ
ート噴射用インジェクタ、及び該吸気ポート噴射用イン
ジェクタに連通する燃料ラインが削減でき、その分、燃
料ラインの簡素化、及び部品点数の削減が図れ、コスト
の低減を実現することができる。又、均一燃焼によって
冷態始動、及び暖機運転が行われるので、始動時の着火
性がよく良好な始動性能が得られるばかりでなく、暖機
時間の短縮、及び、着火性の向上により点火プラグの燻
りが防止され、燃費向上、排気エミッションの低減を図
ることができる。
【００４８】更に、暖機途上のエンジン温度が冷態判定
用設定温度以上で且つ少なくともエンジン負荷が高負荷
から低負荷へ移行したとき、燃焼形態を成層燃焼モード
に切換えるようにしたので、燃焼形態を均一燃焼モード
から成層燃焼モードへ切換える際の体積効率が大きく変
動せず、燃焼形態をスムーズに移行させることできる。
従って、従来のような均一燃焼モードから成層燃焼モー
ドへ徐々に移行させるための吸気ポート噴射用インジェ
クタを併設する必要がなく、その分、構造の簡素化が図
れ、部品点数の削減により、低コスト化が実現できる。
【００４９】請求項２記載の発明によれば、始動時のエ
ンジン温度が冷態判定用設定値以上で、且つ筒内噴射用
インジェクタに印加されている燃料圧力が燃料噴射可能
判定用設定値以上のときは燃焼形態を成層燃焼モードと
して始動し、始動後はエンジン運転状態に応じて燃焼形
態を設定することで、始動、及び暖機運転時の燃費、及
び排気エミッションの改善を無理なく実現することがで
きる。
【００５０】請求項３記載の発明によれば、始動時のエ
ンジン温度が冷態判定用設定値以上で、且つ筒内噴射用
インジェクタに印加されている燃料圧力が燃料噴射可能
判定用設定値未満のときは燃焼形態を均一燃焼モードと
して始動し、始動後はエンジン運転状態に応じて燃焼形
態を設定することで、始動時の燃料圧力が低い場合でも
良好な始動性能を得ることができ、始動、及び暖機運転
時の排気エミッションの改善を図ることができるばかり
でなく、着火性の向上により点火プラグの燻りを未然に
防止し、更には暖機時間の短縮を図ることができる。
【００５１】又、請求項４記載の発明のように、前記請
求項２又は３記載の発明において、燃焼形態を、エンジ
ン負荷とエンジン回転数とをパラメータとするマップに
より特定することで、エンジン運転状態を良好に把握す
ることができ、燃焼形態を的確に選択することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃焼形態設定ルーチンを示すフローチャート
【図２】燃焼形態設定ルーチンを示すフローチャート
（続き）
【図３】エンジンの概略図
【図４】燃焼形態を設定するマップの概念図
【図５】クランクパルス、固定点火時期、及び成層燃焼
モード時の燃料噴射時期と均一燃焼モード時の燃料噴射
時期を示すタイムチャート
【符号の説明】
５ 燃焼室 ６ 筒内噴射用インジェクタ ＮE エンジン回転数 ＰFU 燃料圧力 ＰSET 燃料噴射可能判定用設定値 Ｔｐ エンジン負荷（基本燃料噴射量） ＴSET 冷態判定用設定値 Ｔｗ エンジン温度（冷却水温）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 41/06 ３０５ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３０５ 41/34 9523−3Ｇ 41/34 Ｆ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射用
    インジェクタを備え、 該筒内噴射用インジェクタの燃料噴射時期をエンジン運
    転状態に応じて可変設定することにより燃焼形態を成層
    燃焼モードと均一燃焼モードとの何れかに設定する筒内
    噴射エンジンの燃焼制御装置において、 始動時のエンジン温度が冷態判定用設定値未満のときは
    燃焼形態を均一燃焼モードに設定すると共に始動後暖機
    運転を均一燃焼モードで実行し、 又暖機途上の上記エンジン温度が上記冷態判定用設定値
    以上で且つエンジン運転状態が少なくとも高負荷運転か
    ら低負荷運転へ移行したときは上記燃焼形態を成層燃焼
    モードに設定することを特徴とする筒内噴射エンジンの
    燃焼制御装置。
  2. 【請求項２】 燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射用
    インジェクタを備え、 該筒内噴射用インジェクタの燃料噴射時期をエンジン運
    転状態に応じて可変設定することにより燃焼形態を成層
    燃焼モードと均一燃焼モードとの何れかに設定する筒内
    噴射エンジンの燃焼制御装置において、 始動時のエンジン温度が冷態判定用設定値以上で、且つ
    上記筒内噴射用インジェクタに印加されている燃料圧力
    が燃料噴射可能判定用設定値以上のときは燃焼形態を成
    層燃焼モードに設定して始動すると共に、 始動後の燃焼形態をエンジン運転状態に基づいて設定す
    ることを特徴とする筒内噴射エンジンの燃焼制御装置。
  3. 【請求項３】 燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射用
    インジェクタを備え、 該筒内噴射用インジェクタの燃料噴射時期をエンジン運
    転状態に応じて可変設定することにより燃焼形態を成層
    燃焼モードと均一燃焼モードとの何れかに設定する筒内
    噴射エンジンの燃焼制御装置において、 始動時のエンジン温度が冷態判定用設定値以上で、且つ
    上記筒内噴射用インジェクタに印加されている燃料圧力
    が燃料噴射可能判定用設定値未満のときは燃焼形態を均
    一燃焼モードに設定して始動すると共に、 始動後の燃焼形態をエンジン運転状態に基づいて設定す
    ることを特徴とする筒内噴射エンジンの燃焼制御装置。
  4. 【請求項４】 前記エンジン運転状態がエンジン負荷と
    エンジン回転数とをパラメータとするマップにより特定
    されることを特徴とする請求項２又は３記載の筒内噴射
    エンジンの燃焼制御装置。
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