JP2001090578A - 筒内噴射式エンジンの制御装置 - Google Patents
筒内噴射式エンジンの制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】圧縮行程で燃料噴射を行うエンジン運転状態に
おいて点火時期変化制御を安定に実現する。 【解決手段】圧縮行程で燃料噴射を行うエンジン運転状
態において点火時期を変化させるときには、エンジン回
転速度および燃料供給圧力に応じて燃料噴射時期を変化
させる。
おいて点火時期変化制御を安定に実現する。 【解決手段】圧縮行程で燃料噴射を行うエンジン運転状
態において点火時期を変化させるときには、エンジン回
転速度および燃料供給圧力に応じて燃料噴射時期を変化
させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内噴射式エンジ
ンの制御装置に係り、特に圧縮行程で燃料噴射と点火を
行う筒内噴射式エンジンの制御装置に関する。
ンの制御装置に係り、特に圧縮行程で燃料噴射と点火を
行う筒内噴射式エンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】筒内燃料噴射式エンジンの燃料噴射およ
び点火の制御方法として、例えば特開平１１−３０１７
７号公報には、成層燃焼時にトルク操作等のための点火
時期操作を行ったときの燃焼の悪化を防止するために、
点火時期補正量に対応させて圧縮行程における燃料の噴
射時期を補正するようにすることを提案している。
び点火の制御方法として、例えば特開平１１−３０１７
７号公報には、成層燃焼時にトルク操作等のための点火
時期操作を行ったときの燃焼の悪化を防止するために、
点火時期補正量に対応させて圧縮行程における燃料の噴
射時期を補正するようにすることを提案している。
【０００３】しかし、このエンジン制御装置は、点火時
期の補正に対する燃料噴射時期の補正方法に対して具体
的な補正方法（手段）を提案していない。
期の補正に対する燃料噴射時期の補正方法に対して具体
的な補正方法（手段）を提案していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、圧縮
行程で燃料噴射および点火を行う筒内噴射式エンジンに
おける点火時期変化に対して良好な燃焼状態を維持する
ための好ましい燃料噴射時期制御を実現することができ
る具体的な制御手段を提案することにある。
行程で燃料噴射および点火を行う筒内噴射式エンジンに
おける点火時期変化に対して良好な燃焼状態を維持する
ための好ましい燃料噴射時期制御を実現することができ
る具体的な制御手段を提案することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンの筒
内に圧縮行程で燃料噴射を行う手段と、圧縮行程で点火
を行う手段と、エンジンの回転速度と負荷の条件により
燃料噴射時期と点火時期を決定する手段と、点火時期を
エンジンの回転速度と負荷の条件以外の条件により補正
する手段と、燃料噴射時期を補正する手段を備えた筒内
噴射式エンジンの制御装置において、前記燃料噴射時期
を補正する手段は、点火時期の補正により生じる燃焼室
内の挙動の変化に適応するようにエンジンの回転速度に
応じて前記燃料噴射時期を補正するようにすることによ
り、点火時期変化に対して良好な燃焼状態を維持するた
めの好ましい燃料噴射時期制御を実現するものである。
内に圧縮行程で燃料噴射を行う手段と、圧縮行程で点火
を行う手段と、エンジンの回転速度と負荷の条件により
燃料噴射時期と点火時期を決定する手段と、点火時期を
エンジンの回転速度と負荷の条件以外の条件により補正
する手段と、燃料噴射時期を補正する手段を備えた筒内
噴射式エンジンの制御装置において、前記燃料噴射時期
を補正する手段は、点火時期の補正により生じる燃焼室
内の挙動の変化に適応するようにエンジンの回転速度に
応じて前記燃料噴射時期を補正するようにすることによ
り、点火時期変化に対して良好な燃焼状態を維持するた
めの好ましい燃料噴射時期制御を実現するものである。
【０００６】更に具体的には、前記燃料噴射時期の補正
値は、点火時期の補正値とエンジン回転速度に基づいて
求めるようにする。
値は、点火時期の補正値とエンジン回転速度に基づいて
求めるようにする。
【０００７】また、燃料噴射時期の補正値は、点火時期
の補正値とエンジン回転速度と燃料供給圧力に基づいた
求めるようにる。
の補正値とエンジン回転速度と燃料供給圧力に基づいた
求めるようにる。
【０００８】また、点火時期を変化させる手段は、変化
させる量に許容限界値を持つようにする。
させる量に許容限界値を持つようにする。
【０００９】また、燃料噴射時期を補正する手段は、補
正する量に許容限界値を持つようにする。
正する量に許容限界値を持つようにする。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の筒内噴射式エンジンの制
御装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
御装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】図１は、この実施の形態における筒内噴射
式エンジンシステムの全体構成を示す模式図である。
式エンジンシステムの全体構成を示す模式図である。
【００１２】エンジン１に吸入する空気量の制御は、エ
ンジンコントロールユニット２がアクセルペダルセンサ
３からのアクセルペダル操作量信号に基づいて電子制御
式スロットル弁装置（ＥＴＣ）４を制御することにより
行う。エンジン１に吸入される空気は、エアクリーナ５
の入口部６から取り入れられ、吸気流量を計測する手段
であるエアフローメータ７を通ってコレクタ８に入る。
そして、コレクタ８に吸入された空気は、エンジン１の
各シリンダ９に接続された各吸気管１０に分配されて各
シリンダ９内の燃焼室９ａ内（筒内）に吸入される。
ンジンコントロールユニット２がアクセルペダルセンサ
３からのアクセルペダル操作量信号に基づいて電子制御
式スロットル弁装置（ＥＴＣ）４を制御することにより
行う。エンジン１に吸入される空気は、エアクリーナ５
の入口部６から取り入れられ、吸気流量を計測する手段
であるエアフローメータ７を通ってコレクタ８に入る。
そして、コレクタ８に吸入された空気は、エンジン１の
各シリンダ９に接続された各吸気管１０に分配されて各
シリンダ９内の燃焼室９ａ内（筒内）に吸入される。
【００１３】一方、ガソリンなどの燃料は、燃料タンク
１１から燃料ポンプ１２により吸引して加圧し、インジ
ェクタ１３が配管されている燃料系に供給する。加圧し
た燃料は、燃圧レギュレータ１４により一定の燃料圧力
（例えば５ＭＰａ）に調圧し、それぞれのシリンダ９に
設けた前記インジェクタ１３からシリンダ９内に噴射す
る。シリンダ９内に噴射した燃料は、点火コイル１５で
高電圧化した点火電圧により点火プラグ１６に火花を発
生させて点火する。
１１から燃料ポンプ１２により吸引して加圧し、インジ
ェクタ１３が配管されている燃料系に供給する。加圧し
た燃料は、燃圧レギュレータ１４により一定の燃料圧力
（例えば５ＭＰａ）に調圧し、それぞれのシリンダ９に
設けた前記インジェクタ１３からシリンダ９内に噴射す
る。シリンダ９内に噴射した燃料は、点火コイル１５で
高電圧化した点火電圧により点火プラグ１６に火花を発
生させて点火する。
【００１４】コントロールユニット２は、前記アクセル
ペダル操作量センサ３からのアクセルペダル踏量信号
と、前記エアフローメータ７からの吸気流量を示す信号
と、クランク角センサ１８からのクランク軸１９の角度
信号ＰＯＳと、排気管２０中の触媒式排気浄化装置２１
の前に設けたＡ／Ｆセンサ２２からの排気ガスの空燃比
検出信号と、エンジン冷却水温センサ２３からの水温検
出信号を入力する。
ペダル操作量センサ３からのアクセルペダル踏量信号
と、前記エアフローメータ７からの吸気流量を示す信号
と、クランク角センサ１８からのクランク軸１９の角度
信号ＰＯＳと、排気管２０中の触媒式排気浄化装置２１
の前に設けたＡ／Ｆセンサ２２からの排気ガスの空燃比
検出信号と、エンジン冷却水温センサ２３からの水温検
出信号を入力する。
【００１５】エアフローメータ７で検出した吸気流量信
号は、フィルタ処理手段等の処理を施して吸入空気量に
換算演算した後に、この吸入空気量をエンジン回転数
（回転速度）で割って、空燃比がストイキ（Ａ／Ｆ＝１
４．７ 論理空燃比）となるような係数ｋを乗じて１シ
リンダ当たりの基本燃料噴射パルス幅、即ち、基本燃料
噴射量を求める。その後、この基本燃料噴射量をもとに
してエンジンの運転状態に応じた様々な燃料量補正を施
して燃料噴射量を求めた後にインジェクタ１３を駆動し
て各シリンダ９内に燃料を供給する。
号は、フィルタ処理手段等の処理を施して吸入空気量に
換算演算した後に、この吸入空気量をエンジン回転数
（回転速度）で割って、空燃比がストイキ（Ａ／Ｆ＝１
４．７ 論理空燃比）となるような係数ｋを乗じて１シ
リンダ当たりの基本燃料噴射パルス幅、即ち、基本燃料
噴射量を求める。その後、この基本燃料噴射量をもとに
してエンジンの運転状態に応じた様々な燃料量補正を施
して燃料噴射量を求めた後にインジェクタ１３を駆動し
て各シリンダ９内に燃料を供給する。
【００１６】また、コントロールユニット２は、排気管
２０に設置したＡ／Ｆセンサ２２から出力される空燃比
検出信号から排気ガスの実際の空燃比を検出し、所望の
空燃比を得たいときには、このＡ／Ｆセンサ２２の検出
信号により供給燃料量を調整する閉ループ制御を行うこ
とで所望の空燃比状態を得ることができるようにしてい
る。
２０に設置したＡ／Ｆセンサ２２から出力される空燃比
検出信号から排気ガスの実際の空燃比を検出し、所望の
空燃比を得たいときには、このＡ／Ｆセンサ２２の検出
信号により供給燃料量を調整する閉ループ制御を行うこ
とで所望の空燃比状態を得ることができるようにしてい
る。
【００１７】更に、コントロールユニット２は、排気再
循環（ＥＧＲ）路２４に設置した排気再循環制御弁２５
を制御して排気再循環制御を実行する。
循環（ＥＧＲ）路２４に設置した排気再循環制御弁２５
を制御して排気再循環制御を実行する。
【００１８】次に、コントロールユニット２と、それに
接続した各センサと各アクチュエータについて、図２を
参照して説明する。
接続した各センサと各アクチュエータについて、図２を
参照して説明する。
【００１９】各センサからの電気的信号は、コントロー
ルユニット２の中にある演算手段１００に入力する。こ
の演算手段１００は、これらの各信号によりエンジンお
よびその周辺の状態を認識し、認識した状態に応じて適
宜な演算処理を行って、アクチュエータを駆動する指令
信号を出力する。
ルユニット２の中にある演算手段１００に入力する。こ
の演算手段１００は、これらの各信号によりエンジンお
よびその周辺の状態を認識し、認識した状態に応じて適
宜な演算処理を行って、アクチュエータを駆動する指令
信号を出力する。
【００２０】図２には、代表的な例として、インジェク
タ１３と点火コイル１５に対する指令信号および駆動信
号を示している。インジェクタ１３および点火コイル１
５に対する指令信号は、何れも、ハイレベルとローレベ
ルに変化する電気的信号であり、各々駆動回路２０１，
２０２によってアクチュエータの駆動に十分な電気的エ
ネルギを持つ駆動信号に増幅してインジェクタ１３およ
び点火コイル１５に供給する。
タ１３と点火コイル１５に対する指令信号および駆動信
号を示している。インジェクタ１３および点火コイル１
５に対する指令信号は、何れも、ハイレベルとローレベ
ルに変化する電気的信号であり、各々駆動回路２０１，
２０２によってアクチュエータの駆動に十分な電気的エ
ネルギを持つ駆動信号に増幅してインジェクタ１３およ
び点火コイル１５に供給する。
【００２１】インジェクタ１３は、指令信号のハイレベ
ル期間に内部のコイルに通電して燃料通路開閉部を開放
することにより燃料を噴射する。単位時間当りの燃料噴
射流量は、インジェクタ１３の燃料通路開閉部の上流側
の燃圧によって決まるので、燃料噴射量の制御は、この
インジェクタ１３の開弁時間を制御することにより行
う。
ル期間に内部のコイルに通電して燃料通路開閉部を開放
することにより燃料を噴射する。単位時間当りの燃料噴
射流量は、インジェクタ１３の燃料通路開閉部の上流側
の燃圧によって決まるので、燃料噴射量の制御は、この
インジェクタ１３の開弁時間を制御することにより行
う。
【００２２】点火コイル１５は、指令信号のハイレベル
期間に内部の１次側コイルに通電し、ハイレベル期間終
了時に１次側コイルの通電を止めることで２次側コイル
に高い誘導電圧を発生させて点火プラグに放電を発生さ
せることによりシリンダ内の混合気に点火する。
期間に内部の１次側コイルに通電し、ハイレベル期間終
了時に１次側コイルの通電を止めることで２次側コイル
に高い誘導電圧を発生させて点火プラグに放電を発生さ
せることによりシリンダ内の混合気に点火する。
【００２３】ここで、シリンダ９内への燃料供給は、燃
料をインジェクタ１３からシリンダ９内に直に噴射する
ことにより行うので、燃焼に供する燃料の噴射時期は、
吸気行程か圧縮行程の間に限られる。吸気行程で燃料噴
射を行う場合のタイミングの一例を図３に示し、圧縮行
程で燃料噴射を行う場合のタイミングの一例を図４に示
す。何れの場合も、点火時期は、圧縮行程後半の混合気
が圧縮されて点火し易い状況にあるときである。吸気行
程または圧縮行程での燃料噴射による燃焼の挙動は後述
するが、違いがあり、それぞれに得失があるために、エ
ンジンの運転状況によって両者を使い分けるのが該エン
ジンの運転において効率的である。
料をインジェクタ１３からシリンダ９内に直に噴射する
ことにより行うので、燃焼に供する燃料の噴射時期は、
吸気行程か圧縮行程の間に限られる。吸気行程で燃料噴
射を行う場合のタイミングの一例を図３に示し、圧縮行
程で燃料噴射を行う場合のタイミングの一例を図４に示
す。何れの場合も、点火時期は、圧縮行程後半の混合気
が圧縮されて点火し易い状況にあるときである。吸気行
程または圧縮行程での燃料噴射による燃焼の挙動は後述
するが、違いがあり、それぞれに得失があるために、エ
ンジンの運転状況によって両者を使い分けるのが該エン
ジンの運転において効率的である。
【００２４】この吸気行程燃料噴射と圧縮行程燃料噴射
の使い分けの制御の一例を図５を参照して説明する。こ
の使い分けの制御は、コントロールユニット２の演算手
段１００における演算処理によって実行する。ブロック
２１１では、エンジンの回転数（回転速度）と、アクセ
ルペダル操作量とエンジン回転速度に応じて求めたエン
ジンが出力すべきトルクと、エンジンの冷却水温などの
エンジンの運転条件から、成層燃焼を行うか、均質燃焼
を行うかを判定する。成層燃焼と均質燃焼は、後述する
が、燃焼室内部の混合気の分散度を意味し、これは燃料
の噴射時期で操作することができる。成層燃焼にするか
均質燃焼にするかの判定は、図示した信号以外にも、両
者を使い分けるために適切な情報を適宜入力することに
より、一層きめの細かい判定を行うことが可能となる。
の使い分けの制御の一例を図５を参照して説明する。こ
の使い分けの制御は、コントロールユニット２の演算手
段１００における演算処理によって実行する。ブロック
２１１では、エンジンの回転数（回転速度）と、アクセ
ルペダル操作量とエンジン回転速度に応じて求めたエン
ジンが出力すべきトルクと、エンジンの冷却水温などの
エンジンの運転条件から、成層燃焼を行うか、均質燃焼
を行うかを判定する。成層燃焼と均質燃焼は、後述する
が、燃焼室内部の混合気の分散度を意味し、これは燃料
の噴射時期で操作することができる。成層燃焼にするか
均質燃焼にするかの判定は、図示した信号以外にも、両
者を使い分けるために適切な情報を適宜入力することに
より、一層きめの細かい判定を行うことが可能となる。
【００２５】成層燃焼にするか均質燃焼にするかの判定
結果は、それぞれブロック２１２，ブロック２１３に引
き渡す。ブロック２１２では、成層燃焼または均質燃焼
を行うのに適する燃料噴射時期を演算し、ブロック２１
３では、成層燃焼または均質燃焼を行うのに適する点火
時期を演算する。
結果は、それぞれブロック２１２，ブロック２１３に引
き渡す。ブロック２１２では、成層燃焼または均質燃焼
を行うのに適する燃料噴射時期を演算し、ブロック２１
３では、成層燃焼または均質燃焼を行うのに適する点火
時期を演算する。
【００２６】このようなエンジンにおいて、圧縮行程中
に燃料噴射を行って燃焼させる成層燃焼の挙動を、図６
を用いて説明する。図６の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、
圧縮行程中の燃焼室９ａ内の様子を時系列に示したもの
である。（Ａ）は、インジェクタ１３からシリンダ９内
へ燃料ｘｘの噴射を完了したところである。（Ｂ）に至
ると、ピストンが（Ａ）時点より上昇しており、燃料ｘ
ｘはピストンの冠面に至る。ピストンには、燃料の拡散
を防止し、かつ上部へ搬送するような凹部が設けられて
いる。従って、（Ｃ）に至ると、燃料ｘｘは空気と適度
に混合した形で点火プラグ１６の近傍に集積することに
なる。この時点で点火を行うと、点火プラグ１６の近傍
の適度な空燃比の混合気に確実に点火することができ、
良好な燃焼が得られる。
に燃料噴射を行って燃焼させる成層燃焼の挙動を、図６
を用いて説明する。図６の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、
圧縮行程中の燃焼室９ａ内の様子を時系列に示したもの
である。（Ａ）は、インジェクタ１３からシリンダ９内
へ燃料ｘｘの噴射を完了したところである。（Ｂ）に至
ると、ピストンが（Ａ）時点より上昇しており、燃料ｘ
ｘはピストンの冠面に至る。ピストンには、燃料の拡散
を防止し、かつ上部へ搬送するような凹部が設けられて
いる。従って、（Ｃ）に至ると、燃料ｘｘは空気と適度
に混合した形で点火プラグ１６の近傍に集積することに
なる。この時点で点火を行うと、点火プラグ１６の近傍
の適度な空燃比の混合気に確実に点火することができ、
良好な燃焼が得られる。
【００２７】このとき、点火プラグ１６の近傍以外の燃
焼室９ａ内は、燃料ｘｘが存在しないために、燃焼室全
体では、空燃比は大幅にリーン状態であり、かかる燃焼
では、エンジンのポンピングロスを低減することができ
るために、均質な状態の混合気を燃焼させる均質燃焼の
ときよりも良好な燃費を得ることができる。
焼室９ａ内は、燃料ｘｘが存在しないために、燃焼室全
体では、空燃比は大幅にリーン状態であり、かかる燃焼
では、エンジンのポンピングロスを低減することができ
るために、均質な状態の混合気を燃焼させる均質燃焼の
ときよりも良好な燃費を得ることができる。
【００２８】一方、図示説明は省略するが、吸気行程で
燃料噴射を行う均質燃焼においては、ピストンの下降に
伴って空気が吸気弁から吸入され、この吸気行程で噴射
された燃料は、吸入空気に乗って燃焼室内に均質に分散
する。しかる後に圧縮行程に移行して、混合気は空気と
燃料が均質に混合した形で圧縮されて点火される。この
場合の空燃比は、前述の圧縮行程での燃料噴射の場合に
比べてリッチ状態とすることで良好な燃焼を得ることが
できる。
燃料噴射を行う均質燃焼においては、ピストンの下降に
伴って空気が吸気弁から吸入され、この吸気行程で噴射
された燃料は、吸入空気に乗って燃焼室内に均質に分散
する。しかる後に圧縮行程に移行して、混合気は空気と
燃料が均質に混合した形で圧縮されて点火される。この
場合の空燃比は、前述の圧縮行程での燃料噴射の場合に
比べてリッチ状態とすることで良好な燃焼を得ることが
できる。
【００２９】以上に説明したように、圧縮行程で燃料を
噴射して燃焼させることで、燃焼室内の混合気を成層化
することができ、その結果、良好な燃費を得ることがで
きるが、この成層燃焼を成立させるためには、燃料噴射
のタイミングと点火時期が相互に密接な関係で制御され
る必要があることが判る。
噴射して燃焼させることで、燃焼室内の混合気を成層化
することができ、その結果、良好な燃費を得ることがで
きるが、この成層燃焼を成立させるためには、燃料噴射
のタイミングと点火時期が相互に密接な関係で制御され
る必要があることが判る。
【００３０】図７は、圧縮行程噴射でエンジンを運転す
るときの燃料噴射開始時期と点火時期によるエンジン性
能の一例を示す特性図である。図中の閉曲線ｗｗは、燃
焼が安定している範囲を示したもので、閉曲線ｗｗの内
側では燃焼が安定し、外側では燃焼が不安定であること
を意味する。破線で示す直線ｙｙは、安定した燃焼が得
られる範囲の略中心を示したもので、燃料噴射開始時期
と点火時期が所定の関係で共に進角または遅角する条件
において良好な燃焼が得られることを示している。この
特性によれば、点火に先立って、点火時期に点火プラグ
の近傍に燃料が到達するタイミングで燃料噴射を開始す
るようにすれば良好な燃焼が得られ、点火時期を進角さ
せたときにはそれに伴って噴射開始時期も進角させ、点
火時期を遅角させたときにはそれに伴って噴射開始時期
も遅角させれば良いことが判る。
るときの燃料噴射開始時期と点火時期によるエンジン性
能の一例を示す特性図である。図中の閉曲線ｗｗは、燃
焼が安定している範囲を示したもので、閉曲線ｗｗの内
側では燃焼が安定し、外側では燃焼が不安定であること
を意味する。破線で示す直線ｙｙは、安定した燃焼が得
られる範囲の略中心を示したもので、燃料噴射開始時期
と点火時期が所定の関係で共に進角または遅角する条件
において良好な燃焼が得られることを示している。この
特性によれば、点火に先立って、点火時期に点火プラグ
の近傍に燃料が到達するタイミングで燃料噴射を開始す
るようにすれば良好な燃焼が得られ、点火時期を進角さ
せたときにはそれに伴って噴射開始時期も進角させ、点
火時期を遅角させたときにはそれに伴って噴射開始時期
も遅角させれば良いことが判る。
【００３１】一方、各曲線ｚｚは、それぞれの点火時期
および噴射開始時期での排気温度等高線を示しており、
点火時期が進角側のときに低い排気温度、遅角側のとき
に高い排気温度となっている。燃焼が不安定な範囲で
は、燃焼による熱発生自体が少ないので、低い排気温度
となっている。一般に、点火時期が遅角するとＴＤＣ
（ピストンの上死点）付近の高圧縮比下での燃焼が完全
に終了せずに排気行程までも燃焼が持続するために排気
温度が高くなる。この現象は、圧縮行程噴射（成層燃
焼）時に限らず、均質な混合気による燃焼（均質燃焼）
時でも同様である。
および噴射開始時期での排気温度等高線を示しており、
点火時期が進角側のときに低い排気温度、遅角側のとき
に高い排気温度となっている。燃焼が不安定な範囲で
は、燃焼による熱発生自体が少ないので、低い排気温度
となっている。一般に、点火時期が遅角するとＴＤＣ
（ピストンの上死点）付近の高圧縮比下での燃焼が完全
に終了せずに排気行程までも燃焼が持続するために排気
温度が高くなる。この現象は、圧縮行程噴射（成層燃
焼）時に限らず、均質な混合気による燃焼（均質燃焼）
時でも同様である。
【００３２】以上のことから、図７の直線ｙｙ上の条件
での排気温度の分布の一例を図８に示す。点火時期およ
び燃料噴射時期の条件が共に進角側から遅角側に移行す
るにつれて、先ず、良好な燃焼が得られる条件で排気温
度が高くなり、以後、遅角するにつれ単調に排気温度が
上昇し、良好な燃焼が得られなくなる条件になると排気
温度が低下する関係となる。
での排気温度の分布の一例を図８に示す。点火時期およ
び燃料噴射時期の条件が共に進角側から遅角側に移行す
るにつれて、先ず、良好な燃焼が得られる条件で排気温
度が高くなり、以後、遅角するにつれ単調に排気温度が
上昇し、良好な燃焼が得られなくなる条件になると排気
温度が低下する関係となる。
【００３３】また、一方、排気浄化装置２１の触媒は、
エンジン停止中は周囲の環境の温度と同等の温度であ
り、エンジン始動後に排気ガスの熱により加熱されて昇
温する。また、触媒は、排気ガス中の還元剤および酸化
剤をそれぞれ酸化および還元して排出する機能を持つ
が、酸化および還元の能力は、例えば、図９に示すよう
に、触媒の温度が所定値以上のときに高い値を示す。従
って、エンジン始動直後の触媒の温度が低いときには、
排気ガスの温度を高くすることによって該触媒の昇温を
早めることにより該触媒を早期に活性化することができ
るようになる。
エンジン停止中は周囲の環境の温度と同等の温度であ
り、エンジン始動後に排気ガスの熱により加熱されて昇
温する。また、触媒は、排気ガス中の還元剤および酸化
剤をそれぞれ酸化および還元して排出する機能を持つ
が、酸化および還元の能力は、例えば、図９に示すよう
に、触媒の温度が所定値以上のときに高い値を示す。従
って、エンジン始動直後の触媒の温度が低いときには、
排気ガスの温度を高くすることによって該触媒の昇温を
早めることにより該触媒を早期に活性化することができ
るようになる。
【００３４】排気ガスの温度を高める１つの方法は、圧
縮行程で燃料噴射を行う成層燃焼時においては、図７を
参照して説明したように、排気温度が高くなるように点
火時期および燃料噴射時期を遅角側で運転することによ
り実現することができる。
縮行程で燃料噴射を行う成層燃焼時においては、図７を
参照して説明したように、排気温度が高くなるように点
火時期および燃料噴射時期を遅角側で運転することによ
り実現することができる。
【００３５】図１０は、成層燃焼運転において、エンジ
ン始動後の触媒温度，ＨＣ排出濃度，エンジン冷却水温
の推移の一例を示した特性図である。点火時期の遅角運
転を行うことにより、触媒の温度が早期に上昇し、その
結果、還元剤であるＨＣの排出濃度が早期に低い値にな
ることが判る。
ン始動後の触媒温度，ＨＣ排出濃度，エンジン冷却水温
の推移の一例を示した特性図である。点火時期の遅角運
転を行うことにより、触媒の温度が早期に上昇し、その
結果、還元剤であるＨＣの排出濃度が早期に低い値にな
ることが判る。
【００３６】このような燃焼を実現させるために必要な
点火時期と燃料噴射時期の制御は、図７を参照して説明
した直線ｙｙの線上の点火時期と燃料噴射時期を選択す
ることにより実現することができる。すなわち、触媒の
温度を昇温させるときのように点火時期の遅角要求があ
る場合は、点火時期を遅角させると共に直線ｙｙの関係
から得ることができる燃料噴射時期を与えることで、燃
焼が安定している運転条件を外れることなく点火時期の
遅角を実現することができ、従って、燃焼状態を悪化さ
せることなく触媒を昇温することができる。また、触媒
温度が目標に到達したときは、もはや点火時期を遅角さ
せる必要はなくなるために、点火時期を進角側へ移動さ
せるのが良い。かかる場合も、同様に、直線ｙｙの関係
から得ることができる燃料噴射時期を与えることで、燃
焼が安定している運転条件を外れることなく点火時期の
進角を実現することができる。
点火時期と燃料噴射時期の制御は、図７を参照して説明
した直線ｙｙの線上の点火時期と燃料噴射時期を選択す
ることにより実現することができる。すなわち、触媒の
温度を昇温させるときのように点火時期の遅角要求があ
る場合は、点火時期を遅角させると共に直線ｙｙの関係
から得ることができる燃料噴射時期を与えることで、燃
焼が安定している運転条件を外れることなく点火時期の
遅角を実現することができ、従って、燃焼状態を悪化さ
せることなく触媒を昇温することができる。また、触媒
温度が目標に到達したときは、もはや点火時期を遅角さ
せる必要はなくなるために、点火時期を進角側へ移動さ
せるのが良い。かかる場合も、同様に、直線ｙｙの関係
から得ることができる燃料噴射時期を与えることで、燃
焼が安定している運転条件を外れることなく点火時期の
進角を実現することができる。
【００３７】以上に説明した制御の一実施の形態を図１
１に示す。この制御もコントロールユニット２の演算手
段１００における演算処理により実行する。ブロック１
２１，１２２は、それぞれ、エンジン回転数，トルク，
冷却水温という同じパラメータをもとにしてこれらの３
軸からなるマップを検索する。ここで、マップ内に格納
するパラメータが、ブロック１２１では点火時期、ブロ
ック１２２では燃料の噴射時期である。マップに格納し
てあるパラメータの数値は、予め３軸の各格子点で点火
時期と噴射時期を図７に示した関係のように整合するよ
う設定しておく。ブロック１２１，１２２で参照するパ
ラメータは同じであるから、それらの条件の如何に拘ら
ず、点火時期と燃料噴射時期は１組の整合した値が検索
されることとなる。更に、マップに格納してある数値
は、冷却水温が低いときは点火時期および噴射時期を共
に遅角側の数値を、冷却水温が高いときには進角側の数
値を設定しておく。このようにすることにより、冷却水
温が低いとき（エンジン始動直後で触媒の温度も低く該
触媒を昇温したいとき）には排気温度を高くすることが
できる点火時期と噴射時期を選択し、冷却水温が高くな
ったとき（触媒も昇温の必要がなくなったとき）には排
気温度が高くならない点火時期および燃料噴射時期を設
定することができる。
１に示す。この制御もコントロールユニット２の演算手
段１００における演算処理により実行する。ブロック１
２１，１２２は、それぞれ、エンジン回転数，トルク，
冷却水温という同じパラメータをもとにしてこれらの３
軸からなるマップを検索する。ここで、マップ内に格納
するパラメータが、ブロック１２１では点火時期、ブロ
ック１２２では燃料の噴射時期である。マップに格納し
てあるパラメータの数値は、予め３軸の各格子点で点火
時期と噴射時期を図７に示した関係のように整合するよ
う設定しておく。ブロック１２１，１２２で参照するパ
ラメータは同じであるから、それらの条件の如何に拘ら
ず、点火時期と燃料噴射時期は１組の整合した値が検索
されることとなる。更に、マップに格納してある数値
は、冷却水温が低いときは点火時期および噴射時期を共
に遅角側の数値を、冷却水温が高いときには進角側の数
値を設定しておく。このようにすることにより、冷却水
温が低いとき（エンジン始動直後で触媒の温度も低く該
触媒を昇温したいとき）には排気温度を高くすることが
できる点火時期と噴射時期を選択し、冷却水温が高くな
ったとき（触媒も昇温の必要がなくなったとき）には排
気温度が高くならない点火時期および燃料噴射時期を設
定することができる。
【００３８】点火時期の遅角要求がない場合は、ブロッ
ク１２１，１２２は、共に、冷却水温を入力する必要は
なく、エンジン回転数とトルクから点火時期および燃料
噴射時期を求めることにより良好な燃焼を得ることがで
きるが、冷却水温を点火時期および燃料噴射時期の決定
因子に加えることで、前述したように排気温度制御が可
能となる。
ク１２１，１２２は、共に、冷却水温を入力する必要は
なく、エンジン回転数とトルクから点火時期および燃料
噴射時期を求めることにより良好な燃焼を得ることがで
きるが、冷却水温を点火時期および燃料噴射時期の決定
因子に加えることで、前述したように排気温度制御が可
能となる。
【００３９】ここで、燃料を噴射してから点火するまで
の時間について、より詳細に説明する。図６の（Ｂ）に
示す位置に燃料ｘｘが到達するために必要な時間は、噴
射した燃料の速度により決定される。燃料の噴射速度が
一定であるとすると、（Ｂ）において、燃料ｘｘが図示
の位置に到達するのに必要な時間は一定である。燃料の
噴射時期は、クランク角度に基づいて制御するのが点火
時期との整合のために好都合であるので、クランク角度
で整理すると、図１２に示すように、エンジン回転数が
高くなるにつれ大きなクランク角度を必要とする。
の時間について、より詳細に説明する。図６の（Ｂ）に
示す位置に燃料ｘｘが到達するために必要な時間は、噴
射した燃料の速度により決定される。燃料の噴射速度が
一定であるとすると、（Ｂ）において、燃料ｘｘが図示
の位置に到達するのに必要な時間は一定である。燃料の
噴射時期は、クランク角度に基づいて制御するのが点火
時期との整合のために好都合であるので、クランク角度
で整理すると、図１２に示すように、エンジン回転数が
高くなるにつれ大きなクランク角度を必要とする。
【００４０】一方、図６の（Ｂ）から（Ｃ）の状態に移
行するのに必要なクランク角度は、燃料ｘｘをピストン
により跳ね上げるのに必要な時間であるから、図１３に
示すように、エンジン回転数に多少の感度を持ち（影響
され）、エンジン回転数が低いときには大きなクランク
角度を必要とする。
行するのに必要なクランク角度は、燃料ｘｘをピストン
により跳ね上げるのに必要な時間であるから、図１３に
示すように、エンジン回転数に多少の感度を持ち（影響
され）、エンジン回転数が低いときには大きなクランク
角度を必要とする。
【００４１】すなわち、ある点火時期に先立って燃料噴
射を行うについては、主にエンジン回転数により定まる
クランク角度だけ先立って燃料噴射を開始することで良
好な燃焼を得ることができる。
射を行うについては、主にエンジン回転数により定まる
クランク角度だけ先立って燃料噴射を開始することで良
好な燃焼を得ることができる。
【００４２】以上のことから、点火時期に応じた燃料噴
射時期を与える制御方法の一実施の形態を、図１４を参
照して説明する。この制御もコントロールユニット２の
演算手段１００における演算処理により実行する。前提
として、点火時期は、点火時期遅角の要求がない前提で
制御部分（図示省略）により演算されているものを示
す。先ず、ブロック１３１で、点火時期遅角要求がない
前提での燃料噴射時期を基本値として求める。一方、ブ
ロック１３２では、点火時期のリタード量、すなわち、
遅角の要求量を例えば触媒の温度上昇要求などから求め
る。ここで、図１２および図１３を参照して説明したよ
うに、点火時期を遅角要求に伴って遅角したときには、
エンジン回転数に応じて点火時期遅角量と相関して燃料
噴射時期を遅角すれば良いので、ブロック１３３でエン
ジン回転数に応じて求められる係数を検索し、検索した
係数を点火時期の遅角量に掛けることにより、燃料噴射
時期の移動量を求める。この移動量は、ブロック１３１
で求めた燃料噴射時期基本値に加算して噴射時期として
出力する。ブロック１３３で求める係数は、図７に示し
た直線ｙｙの傾きであり、その値は、図１２および図１
３の関係から求めることができる。
射時期を与える制御方法の一実施の形態を、図１４を参
照して説明する。この制御もコントロールユニット２の
演算手段１００における演算処理により実行する。前提
として、点火時期は、点火時期遅角の要求がない前提で
制御部分（図示省略）により演算されているものを示
す。先ず、ブロック１３１で、点火時期遅角要求がない
前提での燃料噴射時期を基本値として求める。一方、ブ
ロック１３２では、点火時期のリタード量、すなわち、
遅角の要求量を例えば触媒の温度上昇要求などから求め
る。ここで、図１２および図１３を参照して説明したよ
うに、点火時期を遅角要求に伴って遅角したときには、
エンジン回転数に応じて点火時期遅角量と相関して燃料
噴射時期を遅角すれば良いので、ブロック１３３でエン
ジン回転数に応じて求められる係数を検索し、検索した
係数を点火時期の遅角量に掛けることにより、燃料噴射
時期の移動量を求める。この移動量は、ブロック１３１
で求めた燃料噴射時期基本値に加算して噴射時期として
出力する。ブロック１３３で求める係数は、図７に示し
た直線ｙｙの傾きであり、その値は、図１２および図１
３の関係から求めることができる。
【００４３】図１４のブロック１３２において求めるリ
タード要求量算出方法の一例を図１５を参照して説明す
る。ブロック１４１で、成層燃焼の運転条件によって定
まるリタード量の基本値を求める。この基本値は、図７
を参照して説明した燃焼が安定な範囲ｗｗの広さといっ
た、燃焼の性能によって定められるリタードが可能な値
であり、エンジン回転数とトルクによって定まる運転条
件から求める。
タード要求量算出方法の一例を図１５を参照して説明す
る。ブロック１４１で、成層燃焼の運転条件によって定
まるリタード量の基本値を求める。この基本値は、図７
を参照して説明した燃焼が安定な範囲ｗｗの広さといっ
た、燃焼の性能によって定められるリタードが可能な値
であり、エンジン回転数とトルクによって定まる運転条
件から求める。
【００４４】一方、エンジン冷却水温および始動時のエ
ンジン冷却水温から触媒の昇温要求を決めることができ
るので、それぞれ、ブロック１４２，１４３からリター
ド基本値に対してどれほどのリタード量を与えるかの係
数を求める。そして、それぞれ求めた係数を、リタード
基本値に掛けることにより、エンジンの暖機過程におけ
る所望のリタード量を得る。
ンジン冷却水温から触媒の昇温要求を決めることができ
るので、それぞれ、ブロック１４２，１４３からリター
ド基本値に対してどれほどのリタード量を与えるかの係
数を求める。そして、それぞれ求めた係数を、リタード
基本値に掛けることにより、エンジンの暖機過程におけ
る所望のリタード量を得る。
【００４５】このような制御を行うことにより、図１１
を参照して説明した例よりも点火時期リタード量をきめ
こまかく制御することが可能となる。また、燃焼を成立
させるために、燃焼室内にスワールを生成させる機構を
採用している場合には、図１６に示すように、スワール
生成機構が正常に作動しているときは、図中の特性ａａ
で示すように良好な燃焼安定性を示す。ところが、スワ
ール生成機構が故障している場合は、図中の特性ｂｂで
示すように燃焼安定性が悪化する。このような状態のと
きには、図１４を参照して説明した実施の形態では、ス
ワール生成機構の故障を検出した場合は、リタード要求
量を０とすることで、燃焼が成立しないようなリタード
制御を施すことがなくなり、また、燃料噴射時期も点火
時期に整合した値とすることができる。
を参照して説明した例よりも点火時期リタード量をきめ
こまかく制御することが可能となる。また、燃焼を成立
させるために、燃焼室内にスワールを生成させる機構を
採用している場合には、図１６に示すように、スワール
生成機構が正常に作動しているときは、図中の特性ａａ
で示すように良好な燃焼安定性を示す。ところが、スワ
ール生成機構が故障している場合は、図中の特性ｂｂで
示すように燃焼安定性が悪化する。このような状態のと
きには、図１４を参照して説明した実施の形態では、ス
ワール生成機構の故障を検出した場合は、リタード要求
量を０とすることで、燃焼が成立しないようなリタード
制御を施すことがなくなり、また、燃料噴射時期も点火
時期に整合した値とすることができる。
【００４６】また、図８に示した特性から判るように、
点火時期を過度に遅角させると良好な燃焼が得られなく
なり、従って、エンジンの出力が不安定となるばかり
か、排気温度も低くなり点火時期遅角の目的を果たさな
くなる。一方、図１５を参照して説明したリタード要求
量算出処理で、リタード量基本値より大きいリタード量
が演算された場合には、前述したような現象が生じる。
これを避けるために、図１７に示すように、図１５に示
す算出処理に対してリミッタ処理１５１を追加すると有
効である。すなわち、演算したリタード量がリタード量
基本値を超えないような制限処理を行うリミッタ処理ブ
ロック１５１を追加すれば、前述したような過度の遅角
による現象は生じなくなる。この処理もコントロールユ
ニット２の演算手段１００により実行する。
点火時期を過度に遅角させると良好な燃焼が得られなく
なり、従って、エンジンの出力が不安定となるばかり
か、排気温度も低くなり点火時期遅角の目的を果たさな
くなる。一方、図１５を参照して説明したリタード要求
量算出処理で、リタード量基本値より大きいリタード量
が演算された場合には、前述したような現象が生じる。
これを避けるために、図１７に示すように、図１５に示
す算出処理に対してリミッタ処理１５１を追加すると有
効である。すなわち、演算したリタード量がリタード量
基本値を超えないような制限処理を行うリミッタ処理ブ
ロック１５１を追加すれば、前述したような過度の遅角
による現象は生じなくなる。この処理もコントロールユ
ニット２の演算手段１００により実行する。
【００４７】図１７に示す実施の形態と同様な制限機能
を持つ別の実施の形態を図１８に示す。この実施の形態
は、基本リタード量に掛ける係数を１．０に制限する制
限処理を行うブロック１６１を付加したものである。こ
の処理も演算手段１００により実行する。
を持つ別の実施の形態を図１８に示す。この実施の形態
は、基本リタード量に掛ける係数を１．０に制限する制
限処理を行うブロック１６１を付加したものである。こ
の処理も演算手段１００により実行する。
【００４８】また、インジェクタ１３への燃料の供給圧
力を所定値に保つレギュレータ１４が、燃料圧力を調整
（可変）することができる機能を持つ場合がる。インジ
ェクタ１３から噴射する燃料の粒径は、燃料圧力の高低
によって変化する。図１９は、燃料圧力とインジェクタ
１３から噴射する燃料の粒径と燃焼安定性の関係の一例
を示している。燃料圧力が高いと、インジェクタ１３か
ら噴射する燃料の粒径は小さくなり、燃焼安定性が良く
なる。しかしながら、高い燃料圧力を得るには大きいエ
ネルギを必要とするために、燃料圧力を運転条件に応じ
て調整するようにすることにより、燃料圧力を高めるた
めのエネルギ消費量と燃焼安定性をバランス良く両立さ
せることができる。
力を所定値に保つレギュレータ１４が、燃料圧力を調整
（可変）することができる機能を持つ場合がる。インジ
ェクタ１３から噴射する燃料の粒径は、燃料圧力の高低
によって変化する。図１９は、燃料圧力とインジェクタ
１３から噴射する燃料の粒径と燃焼安定性の関係の一例
を示している。燃料圧力が高いと、インジェクタ１３か
ら噴射する燃料の粒径は小さくなり、燃焼安定性が良く
なる。しかしながら、高い燃料圧力を得るには大きいエ
ネルギを必要とするために、燃料圧力を運転条件に応じ
て調整するようにすることにより、燃料圧力を高めるた
めのエネルギ消費量と燃焼安定性をバランス良く両立さ
せることができる。
【００４９】燃料噴射時期の演算は、図１４を参照して
説明した例では係数により演算して行っているために、
同様の理由で、リミッタを設けるのが望ましい。その一
例を図２０を参照して説明する。この例は、図１４を参
照して説明した例に対して、ブロック１７１，１７２を
追加している。このブロック１７１，１７２もコントロ
ールユニット２の演算手段１００における演算処理によ
り実行する。ブロック１７１では、エンジン回転数とト
ルクから求める燃料噴射時期の制限値を演算し、ブロッ
ク１７２で、最終的に、燃料噴射時期に対して制限を加
えている。これにより、安定した燃焼が成立しなくなる
ような燃料噴射時期での燃料噴射を防止することができ
るようになる。
説明した例では係数により演算して行っているために、
同様の理由で、リミッタを設けるのが望ましい。その一
例を図２０を参照して説明する。この例は、図１４を参
照して説明した例に対して、ブロック１７１，１７２を
追加している。このブロック１７１，１７２もコントロ
ールユニット２の演算手段１００における演算処理によ
り実行する。ブロック１７１では、エンジン回転数とト
ルクから求める燃料噴射時期の制限値を演算し、ブロッ
ク１７２で、最終的に、燃料噴射時期に対して制限を加
えている。これにより、安定した燃焼が成立しなくなる
ような燃料噴射時期での燃料噴射を防止することができ
るようになる。
【００５０】ここで、燃料圧力と噴射（噴霧）の速度お
よび図６の(Ａ)から（Ｂ）までの所要時間の関係を図２
１を参照して説明する。燃料圧力が高いと噴射の速度は
早くなり、従って、所要時間は短くなる。この現象は、
図１２を参照して説明した関係が、燃料圧力により異な
るということを意味する。従って、燃料圧力を調整する
手段を備えた装置では、図２２に示す制御方法により燃
料噴射時期を演算するようにすると良い。
よび図６の(Ａ)から（Ｂ）までの所要時間の関係を図２
１を参照して説明する。燃料圧力が高いと噴射の速度は
早くなり、従って、所要時間は短くなる。この現象は、
図１２を参照して説明した関係が、燃料圧力により異な
るということを意味する。従って、燃料圧力を調整する
手段を備えた装置では、図２２に示す制御方法により燃
料噴射時期を演算するようにすると良い。
【００５１】図２２に示した燃料噴射時期制御方法は、
図１４を参照して説明した制御方法に対して、燃料圧力
による係数の演算と、算出した係数を掛けることによる
燃料噴射時期演算への反映を、ブロック１８１の追加に
より変化させるようにしたものである。これにより、燃
料圧力が調整されることにより燃料噴射速度が変化する
場合でも、点火時期の変化に応じた適正な燃料噴射時期
を演算することができるようになる。ブロック１８１に
おける演算処理もコントロールユニット２の演算手段１
００により実行する。
図１４を参照して説明した制御方法に対して、燃料圧力
による係数の演算と、算出した係数を掛けることによる
燃料噴射時期演算への反映を、ブロック１８１の追加に
より変化させるようにしたものである。これにより、燃
料圧力が調整されることにより燃料噴射速度が変化する
場合でも、点火時期の変化に応じた適正な燃料噴射時期
を演算することができるようになる。ブロック１８１に
おける演算処理もコントロールユニット２の演算手段１
００により実行する。
【００５２】また、圧縮行程における燃料噴射による成
層燃焼では、ポンピングロスが低下することにより排気
ガスへの熱流出が少なく、また、リーンな空燃比とする
ことで排気ガスの量は多くなるが燃焼発熱量は減少する
ために、排気温度は、リッチな空燃比で燃焼を行う場合
よりも低くなる。
層燃焼では、ポンピングロスが低下することにより排気
ガスへの熱流出が少なく、また、リーンな空燃比とする
ことで排気ガスの量は多くなるが燃焼発熱量は減少する
ために、排気温度は、リッチな空燃比で燃焼を行う場合
よりも低くなる。
【００５３】図２３は、エンジン回転数とトルクの各条
件における排気ガス温度の分布の一例を示している。低
いエンジン回転数およびトルクの条件では、排気ガスの
温度は低い。従って、アイドル状態などのように低いエ
ンジン回転数およびトルクの条件で成層燃焼を持続させ
ると、エンジン冷却水温は高いにも拘らずに触媒の温度
が低下する。
件における排気ガス温度の分布の一例を示している。低
いエンジン回転数およびトルクの条件では、排気ガスの
温度は低い。従って、アイドル状態などのように低いエ
ンジン回転数およびトルクの条件で成層燃焼を持続させ
ると、エンジン冷却水温は高いにも拘らずに触媒の温度
が低下する。
【００５４】従って、このような場合には、点火時期を
遅角させて触媒の温度を該触媒が活性状態を維持するよ
うに維持させるのが良い。しかし、図１８を参照して説
明したように、エンジン冷却水温によりリタード量を求
める制御では、このような状態のときにはエンジン冷却
水温が低くならないために点火時期に遅角を与えること
ができない。
遅角させて触媒の温度を該触媒が活性状態を維持するよ
うに維持させるのが良い。しかし、図１８を参照して説
明したように、エンジン冷却水温によりリタード量を求
める制御では、このような状態のときにはエンジン冷却
水温が低くならないために点火時期に遅角を与えること
ができない。
【００５５】そこで、例えば図２４に示すように、触媒
の温度が低下したときには点火時期を遅角させるリター
ド要求量演算方法を適用することで、触媒の温度を良好
な活性状態に維持することができる。
の温度が低下したときには点火時期を遅角させるリター
ド要求量演算方法を適用することで、触媒の温度を良好
な活性状態に維持することができる。
【００５６】図２４において、ブロック１４１〜１４３
およびブロック１６１は、図１８を参照して説明した例
と同等の機能手段である。そして、ブロック１９１は、
エンジンの運転条件から排気温度を求める。ブロック１
９２は、排気温度と運転状態の経過時間などから触媒の
温度を推定する。ブロック１９３は、推定した触媒温度
から遅角する割合を検索して求め、求めた係数をリター
ド量基本値に掛ける係数に加えるようにしている。これ
らの各ブロック１９１〜１９３における演算処理もコン
トロールユニット２の演算手段１００において実行す
る。
およびブロック１６１は、図１８を参照して説明した例
と同等の機能手段である。そして、ブロック１９１は、
エンジンの運転条件から排気温度を求める。ブロック１
９２は、排気温度と運転状態の経過時間などから触媒の
温度を推定する。ブロック１９３は、推定した触媒温度
から遅角する割合を検索して求め、求めた係数をリター
ド量基本値に掛ける係数に加えるようにしている。これ
らの各ブロック１９１〜１９３における演算処理もコン
トロールユニット２の演算手段１００において実行す
る。
【００５７】この例では、排気ガスおよび触媒の温度を
推定するようにしたが温度センサで直接的に計測する方
法によってこれらの温度情報を直に取得することも可能
である。
推定するようにしたが温度センサで直接的に計測する方
法によってこれらの温度情報を直に取得することも可能
である。
【００５８】また、触媒の温度制御を行うための点火時
期遅角制御を行う例を説明したが、他の点火時期遅角要
求、例えばエンジンの騒音低下、出力トルク制御、ノッ
キングの回避制御など、様々な点火時期遅角の要求に対
しても本発明を適用することができる。
期遅角制御を行う例を説明したが、他の点火時期遅角要
求、例えばエンジンの騒音低下、出力トルク制御、ノッ
キングの回避制御など、様々な点火時期遅角の要求に対
しても本発明を適用することができる。
【００５９】更に、以上の説明では、点火時期を遅角さ
せる場合を説明したが、点火時期を進角させる要求に対
しても、図７における直線ｙｙ上で条件を移動すること
で、燃焼を良好にすることができる点において、遅角要
求の実現と動作原理は同様であり、本発明を適用するこ
とができる。
せる場合を説明したが、点火時期を進角させる要求に対
しても、図７における直線ｙｙ上で条件を移動すること
で、燃焼を良好にすることができる点において、遅角要
求の実現と動作原理は同様であり、本発明を適用するこ
とができる。
【００６０】以上、本発明のエンジン制御装置のいくつ
かの実施の形態について詳述したが、本発明は、これら
の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範
囲に記載した発明の精神を逸脱しない範囲で、設計にお
いて種々の変更を施すことが可能である。
かの実施の形態について詳述したが、本発明は、これら
の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範
囲に記載した発明の精神を逸脱しない範囲で、設計にお
いて種々の変更を施すことが可能である。
【００６１】
【発明の効果】本発明の筒内噴射式エンジンの制御装置
は、圧縮行程で燃料噴射と点火を行う筒内噴射式エンジ
ンの制御において、安定な燃焼状態を維持しながら点火
時期と燃料噴射時期を変化させることができる。
は、圧縮行程で燃料噴射と点火を行う筒内噴射式エンジ
ンの制御において、安定な燃焼状態を維持しながら点火
時期と燃料噴射時期を変化させることができる。
【図１】本発明の一実施の形態である筒内噴射式エンジ
ンシステムの模式図である。
ンシステムの模式図である。
【図２】図１に示した筒内噴射式エンジンシステムにお
けるコントロールユニットとセンサおよびアクチュエー
タ（インジェクタおよび点火コイル）の関係を示すブロ
ック図である。
けるコントロールユニットとセンサおよびアクチュエー
タ（インジェクタおよび点火コイル）の関係を示すブロ
ック図である。
【図３】吸気行程で燃料噴射を行う場合のタイムチャー
トである。
トである。
【図４】圧縮行程で燃料噴射を行う場合のタイムチャー
トである。
トである。
【図５】吸気行程燃料噴射と圧縮行程燃料噴射の使い分
けの制御手段のブロック図である。
けの制御手段のブロック図である。
【図６】圧縮行程中に燃料噴射を行って燃焼させる成層
燃焼運転における挙動を示す模式図である。
燃焼運転における挙動を示す模式図である。
【図７】圧縮行程噴射でエンジンを運転するきの燃料噴
射開始時期と点火時期によるエンジン性能の一例を示す
特性図である。
射開始時期と点火時期によるエンジン性能の一例を示す
特性図である。
【図８】圧縮行程噴射でエンジンを運転するきの点火時
期および燃料噴射時期と排気温度の関係を示す特性図で
ある。
期および燃料噴射時期と排気温度の関係を示す特性図で
ある。
【図９】排気浄化装置における触媒の温度と転換効率
（酸化および還元能力）の関係を示す特性図である。
（酸化および還元能力）の関係を示す特性図である。
【図１０】成層燃焼運転におけるエンジン始動後の触媒
温度，ＨＣ排出濃度，エンジン冷却水温の推移の一例を
示した特性図である。
温度，ＨＣ排出濃度，エンジン冷却水温の推移の一例を
示した特性図である。
【図１１】図１に示した筒内噴射式エンジンシステムに
おけるコントロールユニットの演算手段が実行する点火
時期および燃料噴射時期制御の演算処理のブロック図で
ある。
おけるコントロールユニットの演算手段が実行する点火
時期および燃料噴射時期制御の演算処理のブロック図で
ある。
【図１２】噴射燃料を所定の位置に到達させるため必要
なクランク角度とエンジン回転数の関係を示す特性図で
ある。
なクランク角度とエンジン回転数の関係を示す特性図で
ある。
【図１３】噴射燃料を所定の位置に到達させるため影響
するクランク角度とエンジン回転数の関係を示す特性図
である。
するクランク角度とエンジン回転数の関係を示す特性図
である。
【図１４】図１に示した筒内噴射式エンジンシステムに
おけるコントロールユニットの演算手段が実行する燃料
噴射時期制御の演算処理の一例を示すブロック図であ
る。
おけるコントロールユニットの演算手段が実行する燃料
噴射時期制御の演算処理の一例を示すブロック図であ
る。
【図１５】図１４に示した燃料噴射時期制御の演算処理
におけるリタード要求量算出処理の一例を示すブロック
図である。
におけるリタード要求量算出処理の一例を示すブロック
図である。
【図１６】点火時期および燃料噴射時期とスワール生成
有無と燃焼安定度の関係を示す特性図である。
有無と燃焼安定度の関係を示す特性図である。
【図１７】図１４に示した燃料噴射時期制御の演算処理
におけるリタード要求量算出処理の他の例を示すブロッ
ク図である。
におけるリタード要求量算出処理の他の例を示すブロッ
ク図である。
【図１８】図１４に示した燃料噴射時期制御の演算処理
におけるリタード要求量算出処理の更に他の例を示すブ
ロック図である。
におけるリタード要求量算出処理の更に他の例を示すブ
ロック図である。
【図１９】燃料圧力とインジェクタから噴射する燃料の
粒径と燃焼安定性の関係の一例を示す特性図である。
粒径と燃焼安定性の関係の一例を示す特性図である。
【図２０】図１に示した筒内噴射式エンジンシステムに
おけるコントロールユニットの演算手段が実行する燃料
噴射時期制御の演算処理の他の例を示すブロック図であ
る。
おけるコントロールユニットの演算手段が実行する燃料
噴射時期制御の演算処理の他の例を示すブロック図であ
る。
【図２１】燃料圧力と噴射（噴霧）の速度と噴射燃料が
所定の位置に到達するまでの所要時間の関係を示す特性
図である。
所定の位置に到達するまでの所要時間の関係を示す特性
図である。
【図２２】図１に示した筒内噴射式エンジンシステムに
おけるコントロールユニットの演算手段が実行する燃料
噴射時期制御の演算処理の更に他の例を示すブロック図
である。
おけるコントロールユニットの演算手段が実行する燃料
噴射時期制御の演算処理の更に他の例を示すブロック図
である。
【図２３】エンジン回転数およびトルクの各条件におけ
る排気ガス温度の分布の一例を示す特性図である。
る排気ガス温度の分布の一例を示す特性図である。
【図２４】図１４に示した燃料噴射時期制御の演算処理
におけるリタード要求量算出処理の更に他の例を示すブ
ロック図である。
におけるリタード要求量算出処理の更に他の例を示すブ
ロック図である。
１…エンジン、２…エンジンコントロールユニット、３
…アクセルペダルセンサ、４…電子制御式スロットル弁
装置（ＥＴＣ）、７…エアフローメータ、９…シリン
ダ、９ａ…燃焼室、１３…インジェクタ、１４…燃圧レ
ギュレータ、１５…点火コイル、１６…点火プラグ、１
８…クランク角センサ、２１…触媒式排気浄化装置、２
２…Ａ／Ｆセンサ、２３…冷却水温センサ、２５…排気
再循環制御弁。
…アクセルペダルセンサ、４…電子制御式スロットル弁
装置（ＥＴＣ）、７…エアフローメータ、９…シリン
ダ、９ａ…燃焼室、１３…インジェクタ、１４…燃圧レ
ギュレータ、１５…点火コイル、１６…点火プラグ、１
８…クランク角センサ、２１…触媒式排気浄化装置、２
２…Ａ／Ｆセンサ、２３…冷却水温センサ、２５…排気
再循環制御弁。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G022 AA07 AA08 AA10 BA01 CA01 DA01 DA02 DA10 EA02 EA08 FA06 GA00 GA01 GA05 GA06 GA08 GA09 GA10 3G084 AA04 BA09 BA13 BA15 BA17 BA20 BA21 CA01 DA02 DA25 DA27 DA33 DA38 EA01 EB08 EC02 EC03 FA07 FA10 FA18 FA20 FA27 FA29 FA32 FA33 FA35 FA38 3G301 HA04 HA13 HA16 HA17 JA02 JA22 JA37 JB02 JB09 KA01 LA00 LA03 LA05 LB04 MA01 MA11 MA19 NB02 NB07 NC02 NE12 NE14 NE15 NE17 NE19 PA01Z PA17Z PB08Z PD03A PD12Z PE01Z PE03Z PE06Z PE08Z PE09Z PF03Z
Claims (5)
- 【請求項１】エンジンの筒内に圧縮行程で燃料噴射を行
う手段と、圧縮行程で点火を行う手段と、エンジンの回
転速度と負荷の条件により燃料噴射時期と点火時期を決
定する手段と、点火時期をエンジンの回転速度と負荷の
条件以外の条件により補正する手段と、燃料噴射時期を
補正する手段を備えた筒内噴射式エンジンの制御装置に
おいて、 前記燃料噴射時期を補正する手段は、点火時期の補正に
より生じる燃焼室内の挙動の変化に適応するようにエン
ジンの回転速度に応じて前記燃料噴射時期を補正するよ
うにしたことを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装
置。 - 【請求項２】請求項１において、燃料噴射時期の補正値
は、点火時期の補正値とエンジン回転速度に基づいて求
めるようにしたことを特徴とする筒内噴射式エンジンの
制御装置。 - 【請求項３】請求項１において、燃料噴射時期の補正値
は、点火時期の補正値とエンジン回転速度と燃料供給圧
力に基づいて求めるようにしたことを特徴とする筒内噴
射式エンジンの制御装置。 - 【請求項４】請求項１において、点火時期を変化させる
手段は、変化させる量に許容限界値を持つことを特徴と
する筒内噴射式エンジンの制御装置。 - 【請求項５】請求項１において、燃料噴射時期を補正す
る手段は、補正する量に許容限界値を持つことを特徴と
する筒内噴射式エンジンの制御装置。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP26624499A JP3799898B2 (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | 筒内噴射式エンジンの制御装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26624499A JP3799898B2 (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | 筒内噴射式エンジンの制御装置 |
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|---|---|
| JP2001090578A true JP2001090578A (ja) | 2001-04-03 |
| JP3799898B2 JP3799898B2 (ja) | 2006-07-19 |
Family
ID=17428286
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26624499A Expired - Fee Related JP3799898B2 (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | 筒内噴射式エンジンの制御装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3799898B2 (ja) |
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| US9284906B2 (en) | 2011-06-08 | 2016-03-15 | GM Global Technology Operations LLC | Combustion phasing control methodology in HCCI combustion |
| CN105508117A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-04-20 | 苏州科瓴精密机械科技有限公司 | 便携式汽油工具及其电子点火系统 |
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| US4941445A (en) * | 1988-05-16 | 1990-07-17 | Motorola, Inc. | Electronic position sensor assembly and engine control system |
| US5069182A (en) * | 1989-05-22 | 1991-12-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Ignition timing control apparatus for an engine |
| US5190008A (en) * | 1990-02-15 | 1993-03-02 | Fujitsu Ten Limited | Lean burn internal combustion engine |
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-
1999
- 1999-09-20 JP JP26624499A patent/JP3799898B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-09-08 US US09/658,157 patent/US6397817B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-09-20 DE DE10046597A patent/DE10046597B4/de not_active Expired - Fee Related
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