JPH1122534A - 直噴ガソリンエンジンの制御装置 - Google Patents
直噴ガソリンエンジンの制御装置Info
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- JPH1122534A JPH1122534A JP9173945A JP17394597A JPH1122534A JP H1122534 A JPH1122534 A JP H1122534A JP 9173945 A JP9173945 A JP 9173945A JP 17394597 A JP17394597 A JP 17394597A JP H1122534 A JPH1122534 A JP H1122534A
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- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】均質燃焼と成層燃焼との切り換え時に、１サイ
クル中に吸気行程噴射及び圧縮行程噴射を行う２回噴射
モードを実行する直噴ガソリンエンジンにおいて、２回
噴射モード時に最適な噴射タイミング，点火時期に制御
する。 【解決手段】均質燃焼時に噴射タイミングを決定するマ
ップ，成層燃焼時に噴射タイミングを決定するマップと
は別に、２回噴射モード時の吸気行程噴射用のマップ，
圧縮行程噴射用のマップを用意する。そして、２回噴射
モード時には、吸気行程で噴射される燃料量（Ｓ32），
圧縮行程で噴射される燃料量（Ｓ33）に応じてそれぞれ
のマップを参照し、噴射タイミングを決定する（Ｓ34，
Ｓ35）。また、点火時期マップとして、均質燃焼用，成
層燃焼用，２回噴射モード用を用意し、各モード毎に対
応するマップを参照して点火時期を決定する。
クル中に吸気行程噴射及び圧縮行程噴射を行う２回噴射
モードを実行する直噴ガソリンエンジンにおいて、２回
噴射モード時に最適な噴射タイミング，点火時期に制御
する。 【解決手段】均質燃焼時に噴射タイミングを決定するマ
ップ，成層燃焼時に噴射タイミングを決定するマップと
は別に、２回噴射モード時の吸気行程噴射用のマップ，
圧縮行程噴射用のマップを用意する。そして、２回噴射
モード時には、吸気行程で噴射される燃料量（Ｓ32），
圧縮行程で噴射される燃料量（Ｓ33）に応じてそれぞれ
のマップを参照し、噴射タイミングを決定する（Ｓ34，
Ｓ35）。また、点火時期マップとして、均質燃焼用，成
層燃焼用，２回噴射モード用を用意し、各モード毎に対
応するマップを参照して点火時期を決定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は直噴ガソリンエンジ
ンの制御装置に関し、詳しくは、燃料を圧縮行程又は吸
気行程のみで噴射させるモードと、１サイクル中に吸気
行程噴射と圧縮行程噴射とに分けて噴射させるモードと
が切り換えられる直噴ガソリンエンジンにおいて、噴射
タイミング，点火時期を制御する技術に関する。
ンの制御装置に関し、詳しくは、燃料を圧縮行程又は吸
気行程のみで噴射させるモードと、１サイクル中に吸気
行程噴射と圧縮行程噴射とに分けて噴射させるモードと
が切り換えられる直噴ガソリンエンジンにおいて、噴射
タイミング，点火時期を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、筒内に燃料を直接噴射する燃
料噴射弁を備えた直噴ガソリンエンジンにおいて、圧縮
行程のみの噴射により成層燃焼を行わせる成層燃焼モー
ドと、吸気行程のみの噴射により均質燃焼を行わせる均
質燃焼モードと、１サイクル中に吸気行程噴射と圧縮行
程噴射との２回噴射を行う２回噴射モードとが切り換え
る構成が知られている（特開平５−０７１３８３号公報
等参照）。
料噴射弁を備えた直噴ガソリンエンジンにおいて、圧縮
行程のみの噴射により成層燃焼を行わせる成層燃焼モー
ドと、吸気行程のみの噴射により均質燃焼を行わせる均
質燃焼モードと、１サイクル中に吸気行程噴射と圧縮行
程噴射との２回噴射を行う２回噴射モードとが切り換え
る構成が知られている（特開平５−０７１３８３号公報
等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記成層燃
焼モードと均質燃焼モードとでは、当然に要求噴射タイ
ミングが異なり、また、適正点火時期も異なるため、従
来から、各燃焼モード毎に噴射タイミング，点火時期を
設定する構成となっていた。そして、前記２回噴射モー
ドにおいては、吸気行程噴射のタイミングは均質燃焼モ
ードのものを用い、また、圧縮行程噴射のタイミングは
成層燃焼モードのものを用い、点火時期については、成
層燃焼時用の点火時期と均質燃焼時用の点火時期とを選
択的に用いて点火制御を行わせていた。
焼モードと均質燃焼モードとでは、当然に要求噴射タイ
ミングが異なり、また、適正点火時期も異なるため、従
来から、各燃焼モード毎に噴射タイミング，点火時期を
設定する構成となっていた。そして、前記２回噴射モー
ドにおいては、吸気行程噴射のタイミングは均質燃焼モ
ードのものを用い、また、圧縮行程噴射のタイミングは
成層燃焼モードのものを用い、点火時期については、成
層燃焼時用の点火時期と均質燃焼時用の点火時期とを選
択的に用いて点火制御を行わせていた。
【０００４】しかし、前記２回噴射モード時の点火時期
要求は、成層燃焼モード時，均質燃焼モード時のいずれ
とも異なり、また、噴射タイミングの要求も成層燃焼モ
ード，均質燃焼モード時とは異なることが実験的に判明
した。そこで、本発明は、２回噴射モード時における点
火時期，噴射タイミング制御を改善することで、より高
い燃焼安定性が得られる直噴ガソリンエンジンを提供す
ることを目的としてなされたものである。
要求は、成層燃焼モード時，均質燃焼モード時のいずれ
とも異なり、また、噴射タイミングの要求も成層燃焼モ
ード，均質燃焼モード時とは異なることが実験的に判明
した。そこで、本発明は、２回噴射モード時における点
火時期，噴射タイミング制御を改善することで、より高
い燃焼安定性が得られる直噴ガソリンエンジンを提供す
ることを目的としてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのため、請求項１記載
の発明は、筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備え
る一方、圧縮行程のみの噴射により成層燃焼を行わせる
成層燃焼モードと、吸気行程のみの噴射により均質燃焼
を行わせる均質燃焼モードと、１サイクル中に吸気行程
噴射と圧縮行程噴射との２回噴射を行う２回噴射モード
とが切り換えられる構成の直噴ガソリンエンジンの制御
装置であって、前記２回噴射モードにおける吸気行程噴
射，圧縮行程噴射の噴射タイミングを、前記成層燃焼モ
ード，均質燃焼モードにおける噴射タイミングとは異な
るタイミングに制御する構成とした。
の発明は、筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備え
る一方、圧縮行程のみの噴射により成層燃焼を行わせる
成層燃焼モードと、吸気行程のみの噴射により均質燃焼
を行わせる均質燃焼モードと、１サイクル中に吸気行程
噴射と圧縮行程噴射との２回噴射を行う２回噴射モード
とが切り換えられる構成の直噴ガソリンエンジンの制御
装置であって、前記２回噴射モードにおける吸気行程噴
射，圧縮行程噴射の噴射タイミングを、前記成層燃焼モ
ード，均質燃焼モードにおける噴射タイミングとは異な
るタイミングに制御する構成とした。
【０００６】かかる構成によると、噴射タイミングを決
定する運転条件が同じであっても、２回噴射モード時の
吸気行程噴射のタイミングが、均質燃焼モード時とは異
なるタイミングに制御され、同様に、２回噴射モード時
の圧縮行程噴射のタイミングが、成層燃焼モード時とは
異なるタイミングに制御されることになる。請求項２記
載の発明では、燃料噴射量とエンジン回転速度とに応じ
て噴射タイミングが決定される構成であり、前記成層燃
焼モード，均質燃焼モード，２回噴射モードにおける吸
気行程噴射，２回噴射モードにおける圧縮行程噴射それ
ぞれに対応する噴射タイミングマップを備え、前記２回
噴射モードにおける噴射タイミングを、吸気行程噴射，
圧縮行程噴射それぞれでの燃料噴射量に基づき、前記噴
射タイミングマップを参照して決定する構成とした。
定する運転条件が同じであっても、２回噴射モード時の
吸気行程噴射のタイミングが、均質燃焼モード時とは異
なるタイミングに制御され、同様に、２回噴射モード時
の圧縮行程噴射のタイミングが、成層燃焼モード時とは
異なるタイミングに制御されることになる。請求項２記
載の発明では、燃料噴射量とエンジン回転速度とに応じ
て噴射タイミングが決定される構成であり、前記成層燃
焼モード，均質燃焼モード，２回噴射モードにおける吸
気行程噴射，２回噴射モードにおける圧縮行程噴射それ
ぞれに対応する噴射タイミングマップを備え、前記２回
噴射モードにおける噴射タイミングを、吸気行程噴射，
圧縮行程噴射それぞれでの燃料噴射量に基づき、前記噴
射タイミングマップを参照して決定する構成とした。
【０００７】かかる構成によると、２回噴射モードにお
ける吸気行程噴射，圧縮行程噴射それぞれに対応する噴
射タイミングマップが、均質燃焼モード，成層燃焼モー
ドに対応するマップとは個別に設定される。そして、燃
料噴射量とエンジン回転速度とに応じて噴射タイミング
を決定するマップを参照するに当たって、２回噴射モー
ド時には、１サイクル中に噴射される燃料量の総和では
なく、吸気行程噴射においては吸気行程で噴射される燃
料量に基づきマップを参照して噴射タイミングを決定
し、圧縮行程噴射においては圧縮行程で噴射される燃料
量に基づきマップを参照して噴射タイミングを決定す
る。
ける吸気行程噴射，圧縮行程噴射それぞれに対応する噴
射タイミングマップが、均質燃焼モード，成層燃焼モー
ドに対応するマップとは個別に設定される。そして、燃
料噴射量とエンジン回転速度とに応じて噴射タイミング
を決定するマップを参照するに当たって、２回噴射モー
ド時には、１サイクル中に噴射される燃料量の総和では
なく、吸気行程噴射においては吸気行程で噴射される燃
料量に基づきマップを参照して噴射タイミングを決定
し、圧縮行程噴射においては圧縮行程で噴射される燃料
量に基づきマップを参照して噴射タイミングを決定す
る。
【０００８】一方、請求項３記載の発明では、筒内に燃
料を直接噴射する燃料噴射弁を備える一方、圧縮行程の
みの噴射により成層燃焼を行わせる成層燃焼モードと、
吸気行程のみの噴射により均質燃焼を行わせる均質燃焼
モードと、１サイクル中に吸気行程噴射と圧縮行程噴射
との２回噴射を行う２回噴射モードとが切り換えられる
構成の直噴ガソリンエンジンの制御装置であって、前記
２回噴射モードにおける吸気行程噴射の噴射タイミング
を前記均質燃焼モードにおける噴射タイミングと同じに
制御する一方、前記２回噴射モードにおける圧縮行程噴
射の噴射タイミングを、前記成層燃焼モードにおける噴
射タイミングとは異なるタイミングに制御する構成とし
た。
料を直接噴射する燃料噴射弁を備える一方、圧縮行程の
みの噴射により成層燃焼を行わせる成層燃焼モードと、
吸気行程のみの噴射により均質燃焼を行わせる均質燃焼
モードと、１サイクル中に吸気行程噴射と圧縮行程噴射
との２回噴射を行う２回噴射モードとが切り換えられる
構成の直噴ガソリンエンジンの制御装置であって、前記
２回噴射モードにおける吸気行程噴射の噴射タイミング
を前記均質燃焼モードにおける噴射タイミングと同じに
制御する一方、前記２回噴射モードにおける圧縮行程噴
射の噴射タイミングを、前記成層燃焼モードにおける噴
射タイミングとは異なるタイミングに制御する構成とし
た。
【０００９】かかる構成によると、吸気行程噴射のタイ
ミングは、均質燃焼モード時と２回噴射モード時とで同
じに制御されるが、圧縮行程噴射のタイミングは、成層
燃焼モード時と２回噴射モード時とでは異なるタイミン
グに制御される。請求項４記載の発明では、燃料噴射量
とエンジン回転速度とに応じて噴射タイミングが決定さ
れる構成であり、前記成層燃焼モード，均質燃焼モー
ド，２回噴射モードにおける圧縮行程噴射それぞれに対
応する噴射タイミングマップを備え、前記２回噴射モー
ドの圧縮行程噴射における噴射タイミングを、圧縮行程
噴射での燃料噴射量に基づき、前記２回噴射モードにお
ける圧縮行程用の噴射タイミングマップを参照して決定
する一方、前記２回噴射モードの吸気行程噴射における
噴射タイミングを、吸気行程噴射及び圧縮行程噴射で噴
射される燃料の総和に基づいて前記均質燃焼モード用の
マップを参照して決定する構成とした。
ミングは、均質燃焼モード時と２回噴射モード時とで同
じに制御されるが、圧縮行程噴射のタイミングは、成層
燃焼モード時と２回噴射モード時とでは異なるタイミン
グに制御される。請求項４記載の発明では、燃料噴射量
とエンジン回転速度とに応じて噴射タイミングが決定さ
れる構成であり、前記成層燃焼モード，均質燃焼モー
ド，２回噴射モードにおける圧縮行程噴射それぞれに対
応する噴射タイミングマップを備え、前記２回噴射モー
ドの圧縮行程噴射における噴射タイミングを、圧縮行程
噴射での燃料噴射量に基づき、前記２回噴射モードにお
ける圧縮行程用の噴射タイミングマップを参照して決定
する一方、前記２回噴射モードの吸気行程噴射における
噴射タイミングを、吸気行程噴射及び圧縮行程噴射で噴
射される燃料の総和に基づいて前記均質燃焼モード用の
マップを参照して決定する構成とした。
【００１０】かかる構成によると、吸気行程噴射におけ
る噴射タイミングマップは、２回噴射モードにおける吸
気行程噴射と均質燃焼モードとで共用されるが、圧縮行
程噴射の噴射タイミングを決定するマップとして、成層
燃焼モード用のマップと２回噴射モードの圧縮行程噴射
用のマップとの２つが設けられ、２回噴射モードの圧縮
行程噴射のタイミングは、圧縮行程で噴射される燃料量
に基づいて決定され、２回噴射モードの吸気行程噴射の
タイミングは、吸気行程噴射，圧縮行程噴射の総和（分
割前の燃料噴射量）で決定される。
る噴射タイミングマップは、２回噴射モードにおける吸
気行程噴射と均質燃焼モードとで共用されるが、圧縮行
程噴射の噴射タイミングを決定するマップとして、成層
燃焼モード用のマップと２回噴射モードの圧縮行程噴射
用のマップとの２つが設けられ、２回噴射モードの圧縮
行程噴射のタイミングは、圧縮行程で噴射される燃料量
に基づいて決定され、２回噴射モードの吸気行程噴射の
タイミングは、吸気行程噴射，圧縮行程噴射の総和（分
割前の燃料噴射量）で決定される。
【００１１】また、請求項５記載の発明では、筒内に燃
料を直接噴射する燃料噴射弁を備える一方、圧縮行程の
みの噴射により成層燃焼を行わせる成層燃焼モードと、
吸気行程のみの噴射により均質燃焼を行わせる均質燃焼
モードと、１サイクル中に吸気行程噴射と圧縮行程噴射
との２回噴射を行う２回噴射モードとが切り換えられる
構成の直噴ガソリンエンジンの制御装置であって、前記
２回噴射モードにおける点火時期を、前記成層燃焼モー
ド，均質燃焼モードにおける点火時期とは異なる点火時
期に制御する構成とした。
料を直接噴射する燃料噴射弁を備える一方、圧縮行程の
みの噴射により成層燃焼を行わせる成層燃焼モードと、
吸気行程のみの噴射により均質燃焼を行わせる均質燃焼
モードと、１サイクル中に吸気行程噴射と圧縮行程噴射
との２回噴射を行う２回噴射モードとが切り換えられる
構成の直噴ガソリンエンジンの制御装置であって、前記
２回噴射モードにおける点火時期を、前記成層燃焼モー
ド，均質燃焼モードにおける点火時期とは異なる点火時
期に制御する構成とした。
【００１２】かかる構成によると、２回噴射モード時に
おいては、均質燃焼モード時，成層燃焼モード時とは異
なる点火時期に基づいて点火制御される。請求項６記載
の発明では、燃料噴射量とエンジン回転速度とに応じて
点火時期が決定される構成であり、前記成層燃焼モー
ド，均質燃焼モード，２回噴射モードそれぞれに対応す
る点火時期マップを備え、前記２回噴射モードにおける
点火時期を、吸気行程噴射及び圧縮行程噴射で噴射され
る燃料の総和に基づき、２回噴射モードに対応する点火
時期マップを参照して決定する構成とした。
おいては、均質燃焼モード時，成層燃焼モード時とは異
なる点火時期に基づいて点火制御される。請求項６記載
の発明では、燃料噴射量とエンジン回転速度とに応じて
点火時期が決定される構成であり、前記成層燃焼モー
ド，均質燃焼モード，２回噴射モードそれぞれに対応す
る点火時期マップを備え、前記２回噴射モードにおける
点火時期を、吸気行程噴射及び圧縮行程噴射で噴射され
る燃料の総和に基づき、２回噴射モードに対応する点火
時期マップを参照して決定する構成とした。
【００１３】かかる構成によると、成層燃焼モード，均
質燃焼モード，２回噴射モードそれぞれに対応する点火
時期マップが備えられ、燃料噴射量とエンジン回転速度
とに応じて点火時期が決定されるが、２回噴射モード時
には、吸気行程噴射と圧縮行程噴射との総和の燃料量
（分割前の燃料噴射量）に基づきマップを参照して点火
時期を決定する。
質燃焼モード，２回噴射モードそれぞれに対応する点火
時期マップが備えられ、燃料噴射量とエンジン回転速度
とに応じて点火時期が決定されるが、２回噴射モード時
には、吸気行程噴射と圧縮行程噴射との総和の燃料量
（分割前の燃料噴射量）に基づきマップを参照して点火
時期を決定する。
【００１４】
【発明の効果】請求項１記載の発明によると、２回噴射
モードの吸気行程噴射，圧縮行程噴射における噴射タイ
ミングを、均質燃焼モード，成層燃焼モード時とは異な
るタイミングに制御することで、２回噴射モードの吸気
行程噴射，圧縮行程噴射のタイミングを最適に制御で
き、以て、２回噴射モード時の燃焼安定性を向上させる
ことができるという効果がある。
モードの吸気行程噴射，圧縮行程噴射における噴射タイ
ミングを、均質燃焼モード，成層燃焼モード時とは異な
るタイミングに制御することで、２回噴射モードの吸気
行程噴射，圧縮行程噴射のタイミングを最適に制御で
き、以て、２回噴射モード時の燃焼安定性を向上させる
ことができるという効果がある。
【００１５】請求項２記載の発明によると、２回噴射モ
ード時の吸気行程噴射，圧縮行程噴射のタイミングを、
それぞれにおける燃料噴射量に応じて個別に決定させる
ことにより、１サイクル中に噴射される燃料量が同じで
も、吸気行程噴射と圧縮行程噴射との分担率の変化に応
じて適正な噴射タイミングで噴射を行わせることができ
るという効果がある。
ード時の吸気行程噴射，圧縮行程噴射のタイミングを、
それぞれにおける燃料噴射量に応じて個別に決定させる
ことにより、１サイクル中に噴射される燃料量が同じで
も、吸気行程噴射と圧縮行程噴射との分担率の変化に応
じて適正な噴射タイミングで噴射を行わせることができ
るという効果がある。
【００１６】請求項３記載の発明によると、２回噴射モ
ードにおける圧縮噴射のタイミングを、成層燃焼モード
時とは異なる適正なタイミングに制御できる一方、２回
噴射モードの吸気行程噴射のタイミングは圧縮行程噴射
に比して燃焼性に大きな影響を及ぼさないので、２回噴
射モードの吸気行程噴射のタイミングを、均質燃焼モー
ド時と同じに制御することで、噴射タイミングを決定す
るための制御を簡素化できるという効果がある。
ードにおける圧縮噴射のタイミングを、成層燃焼モード
時とは異なる適正なタイミングに制御できる一方、２回
噴射モードの吸気行程噴射のタイミングは圧縮行程噴射
に比して燃焼性に大きな影響を及ぼさないので、２回噴
射モードの吸気行程噴射のタイミングを、均質燃焼モー
ド時と同じに制御することで、噴射タイミングを決定す
るための制御を簡素化できるという効果がある。
【００１７】請求項４記載の発明によると、２回噴射モ
ード時の圧縮行程噴射のタイミングを、該圧縮行程噴射
における燃料量に応じて決定させることにより、１サイ
クル中に噴射される燃料量が同じでも、圧縮行程噴射の
分担率の変化に応じて適正な噴射タイミングで噴射を行
わせることができるという効果がある。請求項５記載の
発明によると、２回噴射モードにおける点火時期を，均
質燃焼モード，成層燃焼モードにおける点火時期とは異
なる適正な点火時期に制御できるという効果がある。
ード時の圧縮行程噴射のタイミングを、該圧縮行程噴射
における燃料量に応じて決定させることにより、１サイ
クル中に噴射される燃料量が同じでも、圧縮行程噴射の
分担率の変化に応じて適正な噴射タイミングで噴射を行
わせることができるという効果がある。請求項５記載の
発明によると、２回噴射モードにおける点火時期を，均
質燃焼モード，成層燃焼モードにおける点火時期とは異
なる適正な点火時期に制御できるという効果がある。
【００１８】請求項６記載の発明によると、２回噴射モ
ード時であって、吸気行程噴射と圧縮行程噴射とに分け
て燃料噴射される構成であっても、１サイクル中の噴射
量に対応する適正な点火時期を設定できるという効果が
ある。
ード時であって、吸気行程噴射と圧縮行程噴射とに分け
て燃料噴射される構成であっても、１サイクル中の噴射
量に対応する適正な点火時期を設定できるという効果が
ある。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図１は、実施の形態におけるエンジンのシステム
構成図であり、この図１に示すエンジン１は、各気筒毎
に筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁２を備えると共
に、各気筒毎に点火プラグ３を備えた直噴ガソリンエン
ジンである。
する。図１は、実施の形態におけるエンジンのシステム
構成図であり、この図１に示すエンジン１は、各気筒毎
に筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁２を備えると共
に、各気筒毎に点火プラグ３を備えた直噴ガソリンエン
ジンである。
【００２０】前記燃料噴射弁２は、マイクロコンピュー
タを内蔵したコントロールユニット３からの噴射パルス
信号に応じて各気筒毎に制御されるようになっている。
また、各点火プラグ４にはそれぞれにイグニッションコ
イル５が備えられ、前記コントロールユニット３からの
点火信号に応じてパワトラユニット６が各イグニッショ
ンコイル５の１次側への通電をオン・オフして各気筒毎
に点火時期が制御されるようになっている。
タを内蔵したコントロールユニット３からの噴射パルス
信号に応じて各気筒毎に制御されるようになっている。
また、各点火プラグ４にはそれぞれにイグニッションコ
イル５が備えられ、前記コントロールユニット３からの
点火信号に応じてパワトラユニット６が各イグニッショ
ンコイル５の１次側への通電をオン・オフして各気筒毎
に点火時期が制御されるようになっている。
【００２１】前記コントロールユニット３には、燃料噴
射量，燃料噴射時期，点火時期制御のために各種センサ
から検出信号が入力される。前記各種センサとしては、
吸入空気流量を検出するエアフローメータ７，スロット
ル弁８の開度を検出するスロットルセンサ９，クランク
角を検出するクランク角センサ10，冷却水温度を検出す
る水温センサ11，排気中の酸素濃度に基づいて燃焼混合
気の平均空燃比を検出する酸素センサ12などが設けられ
ている。
射量，燃料噴射時期，点火時期制御のために各種センサ
から検出信号が入力される。前記各種センサとしては、
吸入空気流量を検出するエアフローメータ７，スロット
ル弁８の開度を検出するスロットルセンサ９，クランク
角を検出するクランク角センサ10，冷却水温度を検出す
る水温センサ11，排気中の酸素濃度に基づいて燃焼混合
気の平均空燃比を検出する酸素センサ12などが設けられ
ている。
【００２２】一方、前記コントロールユニット３は、例
えば目標の出力トルク及びエンジン回転速度に応じて目
標当量比と燃焼モードとを予め設定した目標当量比マッ
プを複数備え、該複数の目標当量比マップを水温，始動
後時間，車速，加速度などの条件に応じて切り換えて参
照し、目標当量比及び燃焼モードの要求を判別する。前
記燃焼モードとしては、吸気行程においてのみ燃料を噴
射させることで均質燃焼を行わせる均質燃焼モード、圧
縮行程においてのみ燃料を噴射させることで点火プラグ
４近傍に濃い混合気を形成させて成層燃焼を行わせる成
層燃焼モード、均質燃焼モード，成層燃焼モードの切り
換え時に１サイクル中に吸気行程噴射と圧縮行程噴射と
を行わせる２回噴射モードが設定されている。
えば目標の出力トルク及びエンジン回転速度に応じて目
標当量比と燃焼モードとを予め設定した目標当量比マッ
プを複数備え、該複数の目標当量比マップを水温，始動
後時間，車速，加速度などの条件に応じて切り換えて参
照し、目標当量比及び燃焼モードの要求を判別する。前
記燃焼モードとしては、吸気行程においてのみ燃料を噴
射させることで均質燃焼を行わせる均質燃焼モード、圧
縮行程においてのみ燃料を噴射させることで点火プラグ
４近傍に濃い混合気を形成させて成層燃焼を行わせる成
層燃焼モード、均質燃焼モード，成層燃焼モードの切り
換え時に１サイクル中に吸気行程噴射と圧縮行程噴射と
を行わせる２回噴射モードが設定されている。
【００２３】尚、前記２回噴射モードにおいては、目標
当量比に応じた分担率（分割比）で、吸気行程で噴射さ
せる燃料量と圧縮行程で噴射させる燃料量とが決定され
る。コントロールユニット３は、前記目標当量比マップ
を参照して目標当量比及び燃焼モードを決定すると、吸
入空気流量，エンジン回転速度等に基づいて目標当量比
相当の燃料噴射量（噴射パルス幅）を演算すると共に、
噴射タイミングを決定し、前記噴射タイミングになった
ときに前記噴射パルス幅の噴射パルス信号を燃料噴射弁
２に出力する。
当量比に応じた分担率（分割比）で、吸気行程で噴射さ
せる燃料量と圧縮行程で噴射させる燃料量とが決定され
る。コントロールユニット３は、前記目標当量比マップ
を参照して目標当量比及び燃焼モードを決定すると、吸
入空気流量，エンジン回転速度等に基づいて目標当量比
相当の燃料噴射量（噴射パルス幅）を演算すると共に、
噴射タイミングを決定し、前記噴射タイミングになった
ときに前記噴射パルス幅の噴射パルス信号を燃料噴射弁
２に出力する。
【００２４】また、コントロールユニット３は、予め設
定されている点火時期マップを参照して点火時期を決定
すると共に、バッテリ電圧等に応じて通電時間（通電
角）を決定し、該点火時期，通電時間（通電角）に基づ
いて点火信号をパワトラユニット６に出力し、各点火プ
ラグ４の点火時期を制御する。前記噴射タイミングは、
燃料噴射量とエンジン回転速度とに応じて決定されるよ
うになっており、燃料噴射量とエンジン回転速度とに対
応して噴射タイミングを記憶した噴射タイミングマップ
として、均質燃焼モード用，成層燃焼モード用のものを
備えると共に、２回噴射モード時の吸気行程噴射用と圧
縮行程噴射用のマップを備え、噴射タイミングマップと
して計４つのマップが用意されている。
定されている点火時期マップを参照して点火時期を決定
すると共に、バッテリ電圧等に応じて通電時間（通電
角）を決定し、該点火時期，通電時間（通電角）に基づ
いて点火信号をパワトラユニット６に出力し、各点火プ
ラグ４の点火時期を制御する。前記噴射タイミングは、
燃料噴射量とエンジン回転速度とに応じて決定されるよ
うになっており、燃料噴射量とエンジン回転速度とに対
応して噴射タイミングを記憶した噴射タイミングマップ
として、均質燃焼モード用，成層燃焼モード用のものを
備えると共に、２回噴射モード時の吸気行程噴射用と圧
縮行程噴射用のマップを備え、噴射タイミングマップと
して計４つのマップが用意されている。
【００２５】また、点火時期も、燃料噴射量とエンジン
回転速度に応じて決定されるようになっており、点火時
期マップとして、均質燃焼モード用，成層燃焼モード
用，２回噴射モード用の計３つのマップが用意されてい
る。上記のようにして、２回噴射モード時に、均質燃焼
モード，成層燃焼モート時とは異なるマップを参照して
噴射タイミング，点火時期を決定させることにより、均
質燃焼モード時或いは成層燃焼モード時と異なる２回噴
射モード時の噴射タイミング，点火時期の要求に対応で
き、以て、２回噴射モード時において高い燃焼安定性を
確保できるものである。
回転速度に応じて決定されるようになっており、点火時
期マップとして、均質燃焼モード用，成層燃焼モード
用，２回噴射モード用の計３つのマップが用意されてい
る。上記のようにして、２回噴射モード時に、均質燃焼
モード，成層燃焼モート時とは異なるマップを参照して
噴射タイミング，点火時期を決定させることにより、均
質燃焼モード時或いは成層燃焼モード時と異なる２回噴
射モード時の噴射タイミング，点火時期の要求に対応で
き、以て、２回噴射モード時において高い燃焼安定性を
確保できるものである。
【００２６】次に、前記噴射タイミング制御，点火時期
制御を、図２〜図４のフローチャートに従って詳細に説
明する。尚、均質燃焼モード時，成層燃焼モード時に
は、そのときの燃料噴射量，エンジン回転速度に基づい
て、燃焼モード毎のマップを参照し、噴射タイミング，
点火時期を決定することになるので、前記図２〜図４の
フローチャートには２回噴射モード時における噴射タイ
ミング，点火時期の決定についてのみ示してある。
制御を、図２〜図４のフローチャートに従って詳細に説
明する。尚、均質燃焼モード時，成層燃焼モード時に
は、そのときの燃料噴射量，エンジン回転速度に基づい
て、燃焼モード毎のマップを参照し、噴射タイミング，
点火時期を決定することになるので、前記図２〜図４の
フローチャートには２回噴射モード時における噴射タイ
ミング，点火時期の決定についてのみ示してある。
【００２７】図２のフローチャートは、２回噴射モード
用のメインルーチンを示し、まず、ステップ１（図中に
はＳ１と記してある。以下同様）では、２回噴射モード
の許可フラグを読み込み、次のステップ２で前記フラグ
に基づいて２回噴射モードが実行されているか否かを判
別する。２回噴射モードが実行されていないとき、即
ち、均質燃焼モード或いは成層燃焼モードであるときに
は、各燃焼モード毎に設定されている噴射タイミングマ
ップ，点火時期マップを参照して、噴射タイミング，点
火時期を決定する。
用のメインルーチンを示し、まず、ステップ１（図中に
はＳ１と記してある。以下同様）では、２回噴射モード
の許可フラグを読み込み、次のステップ２で前記フラグ
に基づいて２回噴射モードが実行されているか否かを判
別する。２回噴射モードが実行されていないとき、即
ち、均質燃焼モード或いは成層燃焼モードであるときに
は、各燃焼モード毎に設定されている噴射タイミングマ
ップ，点火時期マップを参照して、噴射タイミング，点
火時期を決定する。
【００２８】一方、２噴射モードの実行時であるときに
は、ステップ３へ進み、２回噴射モード時用の噴射タイ
ミングを決定し、次のステップ４では、２回噴射モード
時用の点火時期を決定する。前記ステップ３における噴
射タイミング（Ｉ／Ｔ）の決定については、図３のフロ
ーチャートに詳細に示してある。
は、ステップ３へ進み、２回噴射モード時用の噴射タイ
ミングを決定し、次のステップ４では、２回噴射モード
時用の点火時期を決定する。前記ステップ３における噴
射タイミング（Ｉ／Ｔ）の決定については、図３のフロ
ーチャートに詳細に示してある。
【００２９】図３のフローチャートにおいて、ステップ
31では、エンジン回転速度，燃料噴射量（分割前の燃料
噴射量），該燃料噴射量を吸気行程噴射と圧縮行程噴射
との２回に分けて噴射するときの分担率（分割比）を読
み込む。ステップ32では、前記燃料噴射量と分担率とに
基づいて吸気行程噴射における燃料噴射量を演算する。
31では、エンジン回転速度，燃料噴射量（分割前の燃料
噴射量），該燃料噴射量を吸気行程噴射と圧縮行程噴射
との２回に分けて噴射するときの分担率（分割比）を読
み込む。ステップ32では、前記燃料噴射量と分担率とに
基づいて吸気行程噴射における燃料噴射量を演算する。
【００３０】同様に、次のステップ33では、前記燃料噴
射量と分担率とに基づいて圧縮行程噴射における燃料噴
射量を演算する。ステップ34では、予め燃料噴射量とエ
ンジン回転速度とに応じて噴射タイミングを記憶した２
回噴射モード時の吸気行程噴射時用のマップを、前記ス
テップ32で演算した吸気行程噴射時の燃料噴射量とその
ときのエンジン回転速度とに基づいて参照し、２回噴射
モードの吸気行程噴射における噴射タイミングを決定す
る。
射量と分担率とに基づいて圧縮行程噴射における燃料噴
射量を演算する。ステップ34では、予め燃料噴射量とエ
ンジン回転速度とに応じて噴射タイミングを記憶した２
回噴射モード時の吸気行程噴射時用のマップを、前記ス
テップ32で演算した吸気行程噴射時の燃料噴射量とその
ときのエンジン回転速度とに基づいて参照し、２回噴射
モードの吸気行程噴射における噴射タイミングを決定す
る。
【００３１】また、ステップ35では、予め燃料噴射量と
エンジン回転速度とに応じて噴射タイミングを記憶した
２回噴射モード時の圧縮行程噴射時用のマップを、前記
ステップ33で演算した圧縮行程噴射時の燃料噴射量とそ
のときのエンジン回転速度とに基づいて参照し、２回噴
射モードの圧縮行程噴射における噴射タイミングを決定
する。
エンジン回転速度とに応じて噴射タイミングを記憶した
２回噴射モード時の圧縮行程噴射時用のマップを、前記
ステップ33で演算した圧縮行程噴射時の燃料噴射量とそ
のときのエンジン回転速度とに基づいて参照し、２回噴
射モードの圧縮行程噴射における噴射タイミングを決定
する。
【００３２】このように、２回噴射モード時の吸気行程
噴射，圧縮行程噴射のタイミングを、それぞれにおける
燃料噴射量に応じて個別に決定すれば、１サイクル中に
噴射される燃料量が同じでも、吸気行程噴射と圧縮行程
噴射との分担率の変化に応じて適正な噴射タイミングで
噴射を行わせることができる。一方、前記ステップ４に
おける点火時期の決定については、図４のフローチャー
トに詳細に示してある。
噴射，圧縮行程噴射のタイミングを、それぞれにおける
燃料噴射量に応じて個別に決定すれば、１サイクル中に
噴射される燃料量が同じでも、吸気行程噴射と圧縮行程
噴射との分担率の変化に応じて適正な噴射タイミングで
噴射を行わせることができる。一方、前記ステップ４に
おける点火時期の決定については、図４のフローチャー
トに詳細に示してある。
【００３３】図４のフローチャートにおいて、ステップ
41では、エンジン回転速度，燃料噴射量（分割前の燃料
噴射量）を読み込む。そして、ステップ42では、予め燃
料噴射量とエンジン回転速度とに応じて点火時期を記憶
した２回噴射モード時用の点火時期マップを、前記ステ
ップ41で読み込んだエンジン回転速度と燃料噴射量（分
割前の燃料噴射量）とに基づいて参照し、２回噴射モー
ドにおける点火時期を決定する。
41では、エンジン回転速度，燃料噴射量（分割前の燃料
噴射量）を読み込む。そして、ステップ42では、予め燃
料噴射量とエンジン回転速度とに応じて点火時期を記憶
した２回噴射モード時用の点火時期マップを、前記ステ
ップ41で読み込んだエンジン回転速度と燃料噴射量（分
割前の燃料噴射量）とに基づいて参照し、２回噴射モー
ドにおける点火時期を決定する。
【００３４】上記実施の形態によると、図５に示すよう
に、成層燃焼モード時には、成層燃焼モード用のマップ
を参照して噴射タイミング，点火時期が決定され、均質
燃焼モード時には、均質燃焼モード用のマップを参照し
て噴射タイミング，点火時期が決定される。そして、前
記成層燃焼モードと均質燃焼モードとの切り換え時に行
われる２回噴射モード時には、２回噴射モード時用のマ
ップを参照して噴射タイミング，点火時期が決定され、
然も、噴射タイミングのマップとして吸気行程噴射用と
圧縮行程噴射用との２つが用意されており、分担率（分
割比）で応じたそれぞれでの燃料噴射量に基づいてそれ
ぞれのマップを参照して噴射タイミングを決定する。
に、成層燃焼モード時には、成層燃焼モード用のマップ
を参照して噴射タイミング，点火時期が決定され、均質
燃焼モード時には、均質燃焼モード用のマップを参照し
て噴射タイミング，点火時期が決定される。そして、前
記成層燃焼モードと均質燃焼モードとの切り換え時に行
われる２回噴射モード時には、２回噴射モード時用のマ
ップを参照して噴射タイミング，点火時期が決定され、
然も、噴射タイミングのマップとして吸気行程噴射用と
圧縮行程噴射用との２つが用意されており、分担率（分
割比）で応じたそれぞれでの燃料噴射量に基づいてそれ
ぞれのマップを参照して噴射タイミングを決定する。
【００３５】尚、成層燃焼モードから均質燃焼モードへ
の移行時には、前記分担率（分割比）が、圧縮行程噴射
の割合を徐々に減らして吸気行程噴射での燃料噴射量を
相対的に増大させるように設定され、均質燃焼モードか
ら成層燃焼モードへの移行時には、前記分担率（分割
比）が、吸気行程噴射の割合を徐々に減らして圧縮行程
噴射での燃料噴射量を相対的に増大させるように設定さ
れる。
の移行時には、前記分担率（分割比）が、圧縮行程噴射
の割合を徐々に減らして吸気行程噴射での燃料噴射量を
相対的に増大させるように設定され、均質燃焼モードか
ら成層燃焼モードへの移行時には、前記分担率（分割
比）が、吸気行程噴射の割合を徐々に減らして圧縮行程
噴射での燃料噴射量を相対的に増大させるように設定さ
れる。
【００３６】ところで、上記実施の形態においては、２
回噴射モード時に、吸気行程噴射と圧縮行程噴射との双
方で、均質燃焼モード，成層燃焼モードとは異なるマッ
プを参照して異なる噴射タイミングを設定させる構成と
したが、吸気行程噴射の噴射タイミングが最適タイミン
グからずれても、圧縮行程噴射時ほどには燃焼安定性に
影響を与えない。
回噴射モード時に、吸気行程噴射と圧縮行程噴射との双
方で、均質燃焼モード，成層燃焼モードとは異なるマッ
プを参照して異なる噴射タイミングを設定させる構成と
したが、吸気行程噴射の噴射タイミングが最適タイミン
グからずれても、圧縮行程噴射時ほどには燃焼安定性に
影響を与えない。
【００３７】そこで、図６のフローチャートに示すよう
に、２回噴射モードの吸気行程噴射においては、同じ吸
気行程噴射を行う均質燃焼モード時の噴射タイミングマ
ップを参照して噴射タイミングを決定し、２回噴射モー
ドの圧縮行程噴射における噴射タイミングは、該２回噴
射モード用に設定されたマップを参照して決定させる構
成としても良い。
に、２回噴射モードの吸気行程噴射においては、同じ吸
気行程噴射を行う均質燃焼モード時の噴射タイミングマ
ップを参照して噴射タイミングを決定し、２回噴射モー
ドの圧縮行程噴射における噴射タイミングは、該２回噴
射モード用に設定されたマップを参照して決定させる構
成としても良い。
【００３８】図６のフローチャートにおいて、ステップ
301 では、エンジン回転速度，燃料噴射量（分割前の燃
料噴射量），分担率（分割比）を読み込む。そして、ス
テップ302 では、前記読み込んだ分割前の燃料噴射量、
即ち、吸気行程噴射と圧縮行程噴射とで噴射される燃料
の総量とエンジン回転速度とに基づいて均質燃焼モード
用に設定された噴射タイミングマップを参照し、２回噴
射モードの吸気行程噴射における噴射タイミングを決定
する。
301 では、エンジン回転速度，燃料噴射量（分割前の燃
料噴射量），分担率（分割比）を読み込む。そして、ス
テップ302 では、前記読み込んだ分割前の燃料噴射量、
即ち、吸気行程噴射と圧縮行程噴射とで噴射される燃料
の総量とエンジン回転速度とに基づいて均質燃焼モード
用に設定された噴射タイミングマップを参照し、２回噴
射モードの吸気行程噴射における噴射タイミングを決定
する。
【００３９】次のステップ303 では、前記分割前の燃料
噴射量と前記分担率（分割比）に基づいて圧縮行程噴射
における燃料噴射量を演算する。そして、ステップ304
では、２回噴射モードの圧縮行程噴射に適合して設定さ
れた噴射タイミングマップを、前記ステップ303 で演算
した圧縮行程で噴射する燃料量とエンジン回転速度とに
基づいて参照し、噴射タイミングを決定する。
噴射量と前記分担率（分割比）に基づいて圧縮行程噴射
における燃料噴射量を演算する。そして、ステップ304
では、２回噴射モードの圧縮行程噴射に適合して設定さ
れた噴射タイミングマップを、前記ステップ303 で演算
した圧縮行程で噴射する燃料量とエンジン回転速度とに
基づいて参照し、噴射タイミングを決定する。
【００４０】上記のように、２回噴射モード時の吸気行
程噴射のタイミングを、同じく吸気行程噴射を行う均質
燃焼モードと同じにすれば、噴射タイミングマップの数
が減少すると共に、マップの適合工数を減らすことがで
き、システム構成を簡素化できる。
程噴射のタイミングを、同じく吸気行程噴射を行う均質
燃焼モードと同じにすれば、噴射タイミングマップの数
が減少すると共に、マップの適合工数を減らすことがで
き、システム構成を簡素化できる。
【図１】実施の形態におけるエンジンのシステム構成
図。
図。
【図２】２回噴射モードの噴射タイミング，点火時期の
決定を行うメインルーチンを示すフローチャート。
決定を行うメインルーチンを示すフローチャート。
【図３】２回噴射モードの噴射タイミングを決定するル
ーチンを示すフローチャート。
ーチンを示すフローチャート。
【図４】２回噴射モードの点火時期を決定するルーチン
を示すフローチャート。
を示すフローチャート。
【図５】実施の形態における噴射タイミング，点火時期
の決定とモード切り換えとの相関を示すタイムチャー
ト。
の決定とモード切り換えとの相関を示すタイムチャー
ト。
【図６】２回噴射モードの噴射タイミングを決定するル
ーチンを示すフローチャート。
ーチンを示すフローチャート。
１ エンジン ２ 燃料噴射弁 ３ コントロールユニット ４ 点火プラグ ７ エアフローメータ ８ スロットル弁 ９ スロットルセンサ 10 クランク角センサ 11 水温センサ 12 酸素センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｊ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ (72)発明者 大羽 拓 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 中島 祐樹 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 上田 隆正 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備
える一方、圧縮行程のみの噴射により成層燃焼を行わせ
る成層燃焼モードと、吸気行程のみの噴射により均質燃
焼を行わせる均質燃焼モードと、１サイクル中に吸気行
程噴射と圧縮行程噴射との２回噴射を行う２回噴射モー
ドとが切り換えられる構成の直噴ガソリンエンジンの制
御装置であって、 前記２回噴射モードにおける吸気行程噴射，圧縮行程噴
射の噴射タイミングを、前記成層燃焼モード，均質燃焼
モードにおける噴射タイミングとは異なるタイミングに
制御することを特徴とする直噴ガソリンエンジンの制御
装置。 - 【請求項２】燃料噴射量とエンジン回転速度とに応じて
噴射タイミングが決定される構成であり、前記成層燃焼
モード，均質燃焼モード，２回噴射モードにおける吸気
行程噴射，２回噴射モードにおける圧縮行程噴射それぞ
れに対応する噴射タイミングマップを備え、前記２回噴
射モードにおける噴射タイミングを、吸気行程噴射，圧
縮行程噴射それぞれでの燃料噴射量に基づき、前記噴射
タイミングマップを参照して決定することを特徴とする
請求項１記載の直噴ガソリンエンジンの制御装置。 - 【請求項３】筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備
える一方、圧縮行程のみの噴射により成層燃焼を行わせ
る成層燃焼モードと、吸気行程のみの噴射により均質燃
焼を行わせる均質燃焼モードと、１サイクル中に吸気行
程噴射と圧縮行程噴射との２回噴射を行う２回噴射モー
ドとが切り換えられる構成の直噴ガソリンエンジンの制
御装置であって、 前記２回噴射モードにおける吸気行程噴射の噴射タイミ
ングを前記均質燃焼モードにおける噴射タイミングと同
じに制御する一方、前記２回噴射モードにおける圧縮行
程噴射の噴射タイミングを、前記成層燃焼モードにおけ
る噴射タイミングとは異なるタイミングに制御すること
を特徴とする直噴ガソリンエンジンの制御装置。 - 【請求項４】燃料噴射量とエンジン回転速度とに応じて
噴射タイミングが決定される構成であり、前記成層燃焼
モード，均質燃焼モード，２回噴射モードにおける圧縮
行程噴射それぞれに対応する噴射タイミングマップを備
え、前記２回噴射モードの圧縮行程噴射における噴射タ
イミングを、圧縮行程噴射での燃料噴射量に基づき、前
記２回噴射モードにおける圧縮行程用の噴射タイミング
マップを参照して決定する一方、前記２回噴射モードの
吸気行程噴射における噴射タイミングを、吸気行程噴射
及び圧縮行程噴射で噴射される燃料の総和に基づいて前
記均質燃焼モード用の噴射タイミングマップを参照して
決定することを特徴とする請求項３記載の直噴ガソリン
エンジンの制御装置。 - 【請求項５】筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備
える一方、圧縮行程のみの噴射により成層燃焼を行わせ
る成層燃焼モードと、吸気行程のみの噴射により均質燃
焼を行わせる均質燃焼モードと、１サイクル中に吸気行
程噴射と圧縮行程噴射との２回噴射を行う２回噴射モー
ドとが切り換えられる構成の直噴ガソリンエンジンの制
御装置であって、 前記２回噴射モードにおける点火時期を、前記成層燃焼
モード，均質燃焼モードにおける点火時期とは異なる点
火時期に制御することを特徴とする直噴ガソリンエンジ
ンの制御装置。 - 【請求項６】燃料噴射量とエンジン回転速度とに応じて
点火時期が決定される構成であり、前記成層燃焼モー
ド，均質燃焼モード，２回噴射モードそれぞれに対応す
る点火時期マップを備え、前記２回噴射モードにおける
点火時期を、吸気行程噴射及び圧縮行程噴射で噴射され
る燃料の総和に基づき、２回噴射モードに対応する点火
時期マップを参照して決定することを特徴とする請求項
５記載の直噴ガソリンエンジンの制御装置。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040525 |
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