JP2001098972A - 火花点火式直噴エンジンの制御装置 - Google Patents

火花点火式直噴エンジンの制御装置

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JP2001098972A JP28062299A JP28062299A JP2001098972A JP 2001098972 A JP2001098972 A JP 2001098972A JP 28062299 A JP28062299 A JP 28062299A JP 28062299 A JP28062299 A JP 28062299A JP 2001098972 A JP2001098972 A JP 2001098972A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成層燃焼領域で吸気量制御手段により吸気量
を低減させる制御が実行されたときに、燃焼性が悪化す
るのを効果的に防止する。 【解決手段】 排気通路３に設けられた排気ガス浄化触
媒１１と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁５
と、燃焼室内に導入される吸気量を制御する吸気量制御
手段１８とを備え、エンジンの低負荷領域を圧縮行程噴
射の成層燃焼領域とし、それよりも高負荷領域を吸気行
程噴射の均一燃焼領域とするように構成された火花点火
式直噴エンジンの制御装置において、成層燃焼領域で上
記吸気量制御手段１８により吸気量を低減させる制御が
実行されたときに、燃料の噴射開始時期を圧縮行程内で
進角させるとともに、この進角量を、成層燃焼を持続さ
せることが可能な範囲内に設定する燃料噴射制御手段１
９を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に搭載さ
れる火花点火式直噴エンジンの制御装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特公平５−８３７３０号公
報に示されるように、燃焼室内へ負荷に対応した出力制
御用の燃料を供給する燃料供給手段と、燃焼室内に配設
された着火装置と、吸気通路の開口面積をアクセル操作
とは機械的に連係せずに制御する吸気絞り手段と、排気
通路に配設された触媒装置と、排気系の温度を検出する
排気温度検出手段とを備え、少なくとも低負荷時は燃料
供給手段から着火装置の回りに偏在させるように燃料を
供給して着火させることにより層状燃焼（成層燃焼）を
行うとともに、上記吸気絞り手段によって上記燃料量に
比して吸気通路の開口面積を増大して希薄燃焼（リーン
燃焼）を行う一方、高負荷時には燃焼室内に分散して燃
料を供給して着火させることにより均一燃料を行うよう
にした層状吸気エンジンであって、上記排気温度検出手
段からの出力を受け、排気系の温度が設定値以下に低下
したときには、吸気絞り手段により吸気通路の開口面積
を減少させて吸気量を低減することにより、上記触媒装
置の過冷却を抑制して早期に触媒温度を上昇させること
が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように排気温度
が低いときに、吸気絞り手段により吸気通路を絞って吸
気量を低減させるように構成した場合には、多量の吸気
が燃焼室内に導入されることによる排気温度の低下を防
止して、排気ガス浄化触媒の過冷却を抑制できるという
利点を有する反面、成層燃焼領域で上記吸気量を低減さ
せる制御が実行されると、点火プラグ回りが過度にリッ
チ化し易いために、燃焼性が悪化することが避けられな
いという問題がある。
【０００４】本発明は、このような事情に鑑み、成層燃
焼領域で吸気量制御手段により吸気量を低減させる制御
が実行されたときに、燃焼性が悪化するのを効果的に防
止することができる火花点火式直噴エンジンの制御装置
を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
排気通路に設けられた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に
燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、燃焼室内に導入され
る吸気量を制御する吸気量制御手段とを備え、エンジン
の温間時に低負荷領域を圧縮行程噴射の成層燃焼領域と
するように構成された火花点火式直噴エンジンの制御装
置において、成層燃焼領域で上記吸気量制御手段により
吸気量を低減させる制御が実行されたときに、燃料の噴
射開始時期を圧縮行程内で進角させるとともに、この進
角量を、成層燃焼を持続させることが可能な範囲内に設
定する燃料噴射制御手段を備えたものである。
【０００６】上記構成によれば、例えば排気ガス温度を
上昇させて排気ガス浄化触媒が非活性化するのを防止す
るために、成層燃焼領域で吸気量を低減させる制御が実
行されたときに、燃料の噴射開始時期を圧縮行程内で所
定量だけ進角させることにより、成層燃焼状態を持続し
つつ、点火プラグ回りが過度にリッチ化するのを防止し
て燃焼性を良好状態に維持することができる。
【０００７】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
の火花点火式直噴エンジンの制御装置において、成層燃
焼領域で吸気量制御手段により吸気量を低減させる制御
が実行されたときに、圧縮行程後半の期間内で燃料の噴
射開始時期を進角させるように構成したものである。
【０００８】上記構成によれば、成層燃焼領域で吸気量
を低減させる上記制御の実行時に、燃料の噴射開始時期
を圧縮行程後半の期間内で進角させることにより、成層
燃焼状態を持続しつつ、点火プラグ回りが過度にリッチ
化するのを防止して燃焼性を良好状態に維持することが
できる。
【０００９】請求項３に係る発明は、上記請求項１また
２記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置において、
成層燃焼領域で吸気量制御手段により吸気量を低減させ
る制御が実行されたときに、燃焼室内全体の空燃比を理
論空燃比よりもリーンに設定するように構成したもので
ある。
【００１０】上記構成によれば、排気ガス温度の低下を
防止する等の理由により成層燃焼領域で吸気量を低減さ
せる制御の実行時に、燃料の噴射開始時期を圧縮行程内
で所定量だけ進角させるとともに、燃焼室内全体の空燃
比を理論空燃比よりもリーンに設定することにより、成
層燃焼状態を持続して燃費を改善しつつ、燃焼性を良好
状態に維持することができる。
【００１１】請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３
のいずれかに記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置
において、排気ガス浄化触媒の温度を判別する触媒温度
判別手段を備え、成層燃焼領域で上記触媒温度判別手段
により排気ガス浄化触媒が低温状態にあることが確認さ
れた場合に、吸気量制御手段により吸気量を低減させる
制御を実行するように構成したものである。
【００１２】上記構成によれば、成層燃焼領域で排気ガ
ス浄化触媒が低温状態にあることが確認された場合に、
上記吸気量制御手段により吸気量を低減させる制御が実
行されることにより、燃焼室内に導入される吸気量が過
多になることに起因した排気ガス温度の低下が防止さ
れ、上記触媒が非活性化した状態となることが効果的に
防止されることになる。
【００１３】請求項５に係る発明は、上記請求項１〜４
のいずれかに記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置
において、エンジンの運転状態を判別する運転状態判別
手段を備え、成層燃焼領域で上記運転状態判別手段によ
りエンジンのアイドル運転状態が所定時間以上に亘って
継続されたことが確認された場合に、吸気量制御手段に
より吸気量を低減させる制御を実行するように構成した
ものである。
【００１４】上記構成によれば、成層燃焼領域でエンジ
ンのアイドル運転状態が所定時間以上に亘って継続され
た場合に、吸気量制御手段により吸気量を低減させる制
御が実行されることにより、燃焼室内に導入される吸気
量が過多になることに起因した排気ガス温度の低下が防
止され、上記触媒が非活性化した状態となることが効果
的に防止されることになる。
【００１５】請求項６に係る発明は、上記請求項４また
は５記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置におい
て、エンジンの運転状態を判別する運転状態判別手段
と、外気温度を検出する外気温度検出手段とを備え、成
層燃焼領域で上記運転状態判別手段及び外気温度検出手
段によりエンジンが軽負荷領域にあるとともに、外気温
度が低いことが確認された場合に、吸気行程で燃料噴射
を開始するように構成したものである。
【００１６】上記構成によれば、成層燃焼領域で上記運
転状態判別手段及び外気温度検出手段によりエンジンが
軽負荷領域にあるとともに、外気温度が低いことが確認
された場合には、排気ガス浄化触媒が低温状態となって
非活性化し易い状態にあると考えられるため、吸気行程
で燃料噴射を開始して均一燃焼状態とすることにより、
排気ガスの温度を上昇させて上記触媒が非活性化した状
態となるのを効果的に防止することができる。
【００１７】請求項７に係る発明は、上記請求項６記載
の火花点火式直噴エンジンの制御装置において、成層燃
焼領域でエンジンが軽負荷領域にあるとともに、外気温
度が低いことが確認された場合に、吸気行程で燃料噴射
を開始するとともに、燃焼室内全体の空燃比を略理論空
燃比に設定するように構成したものである。
【００１８】上記構成によれば、成層燃焼領域でエンジ
ンが軽負荷領域にあるとともに、外気温度が低いことが
確認されて吸気行程で燃料噴射を開始する制御が実行さ
れる際に、燃焼室内全体の空燃比を略理論空燃比となる
ように設定することにより、適正な燃焼状態として空燃
比がリッチになることを防止しつつ、排気ガスの温度を
効果的に上昇させることができる。
【００１９】請求項８に係る発明は、上記請求項１〜７
いずれかに記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置に
おいて、エンジンの排気マニホールドに接続された上流
側排気通路の下流に排気ガス浄化触媒を配設したもので
ある。
【００２０】上記構成によれば、エンジンから排気ガス
浄化触媒までの排気通路長が比較的長いことにより、高
負荷高回転時に触媒温度が過度に上昇することが避けら
れ、その一方で低負荷時に触媒温度が低下し易くなる
が、これに対しては吸気量の低減等で対処することが可
能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る火花点火式
直噴エンジンの制御装置の実施形態を示している。この
エンジンの制御装置は、自動車に搭載される筒内噴射型
のガソリンエンジンのエンジン本体１に接続された吸気
通路２および排気通路３と、上記エンジン本体１の燃焼
室の頂部に設けられた点火プラグ４と、燃焼室内に燃料
を直接噴射する燃料噴射弁５とを有している。
【００２２】上記吸気通路２には、サージタンク６が設
けられるとともに、その上流側にスロットル弁７が設け
られている。このスロットル弁７は、エンジンコントロ
ールユニット（ＥＣＵ）８から出力される制御信号に応
じて作動する電気的なアクチュエータ９によって駆動さ
れることにより、吸気量を調節する吸気量調節手段とし
ての機能を有している。
【００２３】また、上記排気通路３には、排気ガスの空
燃比を検出するＯ2センサ１０が配設されるとともに、
エンジンの排気マニホールドに接続された上流側排気通
路３の下流側に、排気ガスを浄化する排気ガス浄化触媒
１１が配設されている。この排気ガス浄化触媒１１は、
三元触媒により構成してもよいが、暖機後に空燃比をリ
ーンにして成層運転を行う場合の浄化性能を高めるた
め、空燃比が理論空燃比よりもリーンな条件下にある場
合でも、ＮＯｘを効果的に浄化することができる触媒を
用いることが望ましい。
【００２４】上記エンジンには、吸気通路２内を通過す
る吸気量を検出するエアフローセンサ１２、エンジン回
転数を検出するためのクランク角センサ１３、アクセル
開度センサ１４およびエンジン水温センサ１５等の各種
センサ類が装備され、これらの検出信号がエンジンコン
トロールユニット（ＥＣＵ）８に入力されるようになっ
ている。
【００２５】このエンジンコントロールユニット８に
は、排気ガス浄化触媒１１の温度状態を判別する触媒温
度判別手段１６と、エンジンの運転状態を判別する運転
状態判別手段１７と、上記スロットル弁７の開度を制御
して燃焼室内に導入される吸気量を制御する吸気量制御
手段１８と、燃料の噴射量および噴射時期を制御する燃
料噴射制御手段１９とが設けられている。
【００２６】上記触媒温度判別手段１６は、例えば上記
エンジン水温センサ１５の検出信号に応じて排気ガス浄
化触媒１１の温度状態を推定することにより、この排気
ガス浄化触媒１１が所定温度以下の低温で、非活性化し
易い状態にあるか否かを判別するように構成されてい
る。なお、上記エンジン水温センサ１５の検出値と、エ
ンジン始動時からの時間の経過とに基づいて上記排気ガ
ス浄化触媒１１の温度状態を判別し、あるいは排気ガス
浄化触媒１１の温度を直接検出することにより、その温
度状態を判別するように構成してもよい。
【００２７】上記運転状態判別手段１７は、クランク角
センサ１３により検出されたエンジン回転数の検出値
と、アクセル開度センサ１４により検出されたエンジン
負荷の検出値とに基づき、エンジンが図２に示す低負荷
低回転の運転領域Ａにあるか、それよりも高負荷高回転
の運転領域Ｂにあるかを判別し、この判別データを上記
吸気量制御手段１８及び燃料噴射制御手段１９に出力す
るように構成されている。
【００２８】上記吸気量制御手段１８は、後述する圧縮
行程噴射の成層燃焼領域で、上記触媒温度検出手段１６
により排気ガス浄化触媒１１が所定温度以下の低温状態
にあることが確認された場合に、燃焼室内に導入される
吸気量を、通常時よりも低減させる制御信号を上記スロ
ットル弁７のアクチュエータ９に出力するように構成さ
れている。
【００２９】上記燃料噴射制御手段１９は、アクセル開
度を検出するアクセル開度センサ１４によって検出され
たアクセル開度と、上記クランク角センサ１５によって
検出されたエンジン回転数とに基づき、予め設定された
マップからエンジンの目標トルクを読み出すとともに、
この目標トルクと、上記エアフローセンサ７によって検
出された実吸気量とに基づき、予め設定されたマップか
ら目標燃料噴射量を読み出し、この目標燃料噴射量に対
応した制御信号を上記燃料噴射弁５に出力するように構
成されている。
【００３０】また、上記燃料噴射制御手段１９は、運転
状態判別手段１７により判別されたエンジンの運転状態
に応じて燃料の噴射時期を制御するように構成されてい
る。すなわち、図２に示すように、エンジンの温間時に
低負荷低回転の成層燃焼領域Ａにある場合には、原則と
して上記燃料噴射制御手段１９により圧縮行程で燃料を
一括噴射して成層燃焼を行わせる制御を実行し、高負荷
低回転の均一燃焼領域Ｂにある場合には、上記燃料噴射
制御手段１９により吸気行程で燃料を一括噴射して均一
燃焼を行わせる制御を実行するように構成されている。
【００３１】さらに、燃料噴射制御手段１９は、成層燃
焼領域で上記触媒温度判別手段１６により排気ガス浄化
触媒１１が低温状態にあることが確認されることによ
り、上記吸気量制御手段１８によって吸気量を低減させ
る制御が実行されたときに、排気ガス中の空燃比が理論
空燃比よりもリーンとなる条件下で、燃料の噴射開始時
期を圧縮行程後半の期間内、つまりＢＴＤＣ９０°から
ＴＤＣの範囲内で通常時よりも進角させるように構成さ
れている。
【００３２】上記火花点火式直噴エンジンの制御装置に
おいて実行される制御動作を、図３に示すフローチャー
トに基づいて説明する。上記制御動作がスタートする
と、まず上記運転状態判別手段１７においてエンジンの
運転領域が図２に示す低負荷低回転の成層燃焼領域Ａに
あるか否かを判定し（ステップＳ１）、ＮＯと判定され
て高負荷高回転の均一燃焼領域Ｂにあることが確認され
た場合には、吸気行程で燃料噴射を行う均一燃焼モード
の制御を実行する（ステップＳ２）。
【００３３】また、上記ステップＳ１でＹＥＳと判定さ
れてエンジンの運転領域が低負荷低回転の成層燃焼領域
Ａにあることが確認された場合には、上記触媒温度判別
手段１６において排気ガス浄化触媒１１の温度が所定値
以下の低温状態にあるか否かを判定し（ステップＳ
３）、ＮＯと判定された場合には、圧縮行程で燃料噴射
を行う成層燃焼モードの制御を実行する（ステップＳ
４）。
【００３４】一方、上記ステップＳ３でＹＥＳと判定さ
れ、成層燃焼領域で触媒温度が低いことが確認された場
合には、上記吸気量制御手段１８により吸気量を低減さ
せる補正を行うとともに（ステップＳ５）、上記燃料噴
射制御手段１９により燃料の噴射開始時期を圧縮行程後
半の期間内で通常時よりも進角させる補正を行う（ステ
ップＳ６）。
【００３５】上記のようにエンジンの低負荷領域を圧縮
行程噴射の成層燃焼領域とし、それよりも高負荷領域を
吸気行程噴射の均一燃焼領域とするように構成された火
花点火式直噴エンジンの制御装置において、成層燃焼領
域で上記吸気量制御手段１８により吸気量を低減させる
制御が実行されたときに、上記燃料噴射制御手段１９に
より燃料の噴射開始時期を圧縮行程後半の期間内で進角
させるように構成したため、排気ガス温度の低下を防止
する等の理由により成層燃焼領域で吸気量を低減させる
上記制御の実行時に、成層燃焼を持続して空燃比がリッ
チになることを防止しつつ、燃焼性を良好状態に維持す
ることができる。
【００３６】すなわち、上記のように空燃比がリッチに
なるのを防止して燃費を良好状態に維持するために成層
燃焼状態を持続しつつ、吸気量を低減させる上記制御を
実行すると、点火プラグ回りが過度にリッチ化して燃焼
性が悪化し易い傾向が生じるので、このような場合に燃
料の噴射開始時期を圧縮行程内で所定量だけ進角させ
て、燃料を充分に気化及び霧化させるための時間を確保
して点火プラグ回りが過度にリッチ化するのを防止する
ことにより、燃焼性を良好状態に維持することが可能と
なる。
【００３７】したがって、上記実施形態に示すように触
媒温度判別手段１６において排気ガス浄化触媒１１が低
温状態にあることが確認された場合に、上記成層燃焼領
域で吸気量を低減させる制御を実行することにより、吸
気量が過多になることに起因する排気ガス温度の低下を
防止できる。このため、上記排気ガス浄化触媒１１が非
活性化した状態となるのを防止して排気ガスの浄化性能
を適性に維持することができる。
【００３８】また、上記実施形態では、成層燃焼領域で
吸気量制御手段１８により吸気量を低減させる制御が実
行されたときに、上記燃料噴射制御手段１９によって圧
縮行程後半の期間内、つまりＢＴＤＣ９０°からＴＤＣ
の範囲内で燃料の噴射開始時期を進角させることによ
り、成層燃焼状態を持続させることができるように構成
したため、燃費の改善効果が損なわれるのを防止しつ
つ、燃焼性を良好状態に維持することができる。
【００３９】そして、上記のように成層燃焼領域で吸気
量制御手段１８により吸気量を低減させる制御が実行さ
れたときに、燃焼室内全体の空燃比を理論空燃比よりも
リーンに設定するように構成した場合には、成層燃焼を
持続して燃焼室内全体の空燃比がリッチになることを防
止することができるため、燃費及び燃焼性の双方を良好
状態に維持することができる。
【００４０】なお、上記燃料噴射開始時期の進角量は、
成層燃焼状態を持続させることが可能な範囲内であれ
ば、上記実施形態に限定されることなく、例えば圧縮行
程の中期から後期までの期間、つまりＢＴＤＣ１２０°
からＢＴＤＣ６０°の範囲内で燃料の噴射開始時期を進
角させることにより、成層燃焼状態を持続させることが
できるように構成してもよい。
【００４１】また、成層燃焼領域で上記触媒温度判別手
段１６において排気ガス浄化触媒１１が低温状態にある
ことが確認された場合に、吸気量を低減させるように構
成した上記実施形態に代え、成層燃焼領域で上記運転状
態判別手段１７によりエンジンのアイドル運転状態が所
定時間、例えば２分以上に亘って継続されたことが確認
された場合に、上記吸気量制御手段１８により吸気量を
低減させる制御を実行するように構成してもよい。
【００４２】このように構成した場合には、成層燃焼領
域で負荷の小さいアイドル運転状態が継続されて排気ガ
ス温度が低下することにより、排気ガス浄化触媒１１が
非活性化し易い状態となったことが確認された時点で、
上記吸気量制御手段１８により吸気量を低減させる制御
を実行するとともに、燃料の噴射開始時期を圧縮行程内
で所定量だけ進角させることにより、吸気量が過多にな
ることに起因する排気ガス温度の低下を防止して排気ガ
ス浄化触媒１１が非活性化した状態となるのを防止しつ
つ、燃焼性を良好状態に維持することができる。
【００４３】また、成層燃焼領域で上記運転状態判別手
段１７によりエンジンがアンドル運転領域等の軽負荷領
域にあることが確認されるとともに、外気温度を検出す
る外気温度検出手段により外気温度が低いことが確認さ
れた場合に、吸気行程で燃料噴射を開始する均一燃焼状
態とし、それ以外の場合に、必要に応じて上記吸気量制
御手段１８により吸気量を低減させるとともに、圧縮行
程内で燃料の噴射開始時期を進角させる上記制御を実行
するように構成してもよい。
【００４４】すなわち、図４に示すように、上記運転状
態判別手段１７においてエンジンの運転領域が図２に示
す低負荷低回転の成層燃焼領域Ａにあるか否かを判定し
（ステップＳ１１）、ＮＯと判定されて高負荷高回転の
均一燃焼領域Ｂにあることが確認された場合には、吸気
行程で燃料噴射を行う均一燃焼モードの制御を実行する
（ステップＳ１２）。
【００４５】また、上記ステップＳ１１でＹＥＳと判定
されてエンジンの運転領域が低負荷低回転の成層燃焼領
域Ａにあることが確認された場合には、エンジンがアイ
ドル運転状態にあるか否かを判定し（ステップＳ１
３）、このステップＳ１３でＹＥＳと判定された場合に
は、外気温度が所定値以下の低温状態にあるか否かを判
定する（ステップＳ１４）。
【００４６】上記ステップＳ１４でＹＥＳと判定され、
エンジンがアイドル運転状態にあるとともに、外気温度
が低温状態にあることが確認された場合には、上記ステ
ップＳ１２に移行して吸気行程で燃料噴射を行う均一燃
焼モードの制御を実行する。
【００４７】また、上記ステップＳ１３またはステップ
Ｓ１４のいずれかにおいてＮＯと判定された場合には、
上記触媒温度判別手段１６において排気ガス浄化触媒１
１の温度が所定値以下の低温状態にあるか否かを判定し
（ステップＳ１５）、ＮＯと判定された場合には、圧縮
行程で燃料噴射を行う成層燃焼モードの制御を実行する
（ステップＳ１６）。
【００４８】一方、上記ステップＳ１５でＹＥＳと判定
され、成層燃焼領域で触媒温度が低いことが確認された
場合には、上記吸気量制御手段１８により吸気量を低減
させる補正を行うとともに（ステップＳ１７）、上記燃
料噴射制御手段１９により燃料の噴射開始時期を圧縮行
程後半の期間内で通常時よりも進角させるように補正を
行う（ステップＳ１８）。
【００４９】上記のように成層燃焼領域で上記運転状態
判別手段１７によりエンジンがアンドル運転領域等の軽
負荷領域にあることが確認されるとともに、外気温度を
検出する外気温度検出手段により外気温度が低いことが
確認されたときに、吸気行程で燃料噴射を開始する均一
燃焼状態とするように構成した場合には、排気ガスの温
度を効果的に上昇させることができるため、排気ガス浄
化触媒１１が低温状態となって非活性化するのを確実に
防止することができる。
【００５０】なお、上記のように成層燃焼領域でエンジ
ンが軽負荷領域にあるとともに、外気温度が低いことが
確認された場合には、吸気行程で燃料噴射を開始すると
ともに、燃焼室内全体の空燃比を略理論空燃比に設定す
るように構成することが好ましく、これによって燃焼性
を適正状態として空燃比がリッチになることを防止しつ
つ、排気ガスの温度を効果的に上昇させることができ
る。
【００５１】また、上記成層燃焼領域で上記触媒温度判
別手段１６において排気ガス浄化触媒１１が低温状態に
あることが確認された場合に、吸気量を低減させるよう
に構成した上記実施形態に代え、成層燃焼領域で上記運
転状態判別手段１７によりエンジンのアイドル運転状態
が所定時間、例えば２分以上に亘って継続されたことが
確認された場合に、上記吸気量制御手段１８により吸気
量を低減させる制御を実行するように構成してもよいこ
とは勿論である。
【００５２】さらに、上記実施形態に示すようにエンジ
ンの排気マニホールドに接続された上流側排気通路３の
下流に排気ガス浄化触媒１１を配設した場合には、排気
通路３の上流部に排気ガス浄化触媒１１を配設した場合
に比べて排気ガス温度の低下に起因して非活性化し易い
という問題がある。このため、上記のように成層燃焼領
域で上記吸気量制御手段１８により吸気量を低減させる
制御が実行されたときに、燃料の噴射開始時期を圧縮行
程内で進角させるとともに、この進角量を、成層燃焼を
持続させることが可能な範囲内に設定することによる効
果が顕著に得られることになる。
【００５３】なお、上記実施形態では、吸気量制御手段
１８によってスロットル弁７の開度を調節することによ
り燃焼室内に導入される吸気量を制御するようにした例
について説明したが、これに代えて吸気通路２をバイパ
スするバイパス通路に設けられたアイドルスピードコン
トロールバルブの開度を調節し、あるいはバルブタイン
ミング調節手段（ＶＶＴ）によってバルブタイミングを
調節する等により、燃焼室内に導入される吸気量を制御
するように構成してもよい。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、排気通
路に設けられた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に燃料を
直接噴射する燃料噴射弁と、燃焼室内に導入される吸気
量を制御する吸気量制御手段とを備え、エンジンの低負
荷領域を圧縮行程噴射の成層燃焼領域とし、それよりも
高負荷領域を吸気行程噴射の均一燃焼領域とするように
構成された火花点火式直噴エンジンの制御装置におい
て、成層燃焼領域で上記吸気量制御手段により吸気量を
低減させる制御が実行されたときに、燃料の噴射開始時
期を圧縮行程内で進角させるとともに、この進角量を、
成層燃焼を持続させることが可能な範囲内に設定する燃
料噴射制御手段を設けたため、排気ガス温度の低下を防
止する等の理由により成層燃焼領域で吸気量を低減させ
る制御の実行時に、成層燃焼を持続して空燃比がリッチ
になることを防止しつつ、燃焼性を良好状態に維持でき
るという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る火花点火式直噴エンジンの制御装
置の実施形態を示す説明図である。
【図２】エンジンの運転領域を示すグラフである。
【図３】上記制御装置による制御動作を示すフローチャ
ートである。
【図４】上記制御装置による制御動作の別の例を示すフ
ローチャートである。
【符号の説明】 ３ 排気通路 １０ Ｏ2センサ １１ 排気ガス浄化触媒 １６ 触媒温度判別手段 １７ 運転状態判別手段 １８ 吸気量制御手段 １９ 燃料噴射制御手段
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G091 AB03 AB05 BA00 CB02 CB03 EA01 EA05 EA07 EA16 EA18 EA34 FA12 FA13 FA14 FB10 FB11 HA36 3G301 HA04 HA16 JA28 KA07 KA08 KA09 LA03 LB04 MA12 MA19 NE11 NE14 NE15 NE23 PA01Z PA10Z PD03Z PD12Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触媒
    と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、燃焼
    室内に導入される吸気量を制御する吸気量制御手段とを
    備え、エンジンの温間時に低負荷領域を圧縮行程噴射の
    成層燃焼領域とし、それよりも高負荷領域を吸気行程噴
    射の均一燃焼領域とするように構成された火花点火式直
    噴エンジンの制御装置において、成層燃焼領域で上記吸
    気量制御手段により吸気量を低減させる制御が実行され
    たときに、燃料の噴射開始時期を圧縮行程内で進角させ
    るとともに、この進角量を、成層燃焼を持続させること
    が可能な範囲内に設定する燃料噴射制御手段を備えたこ
    とを特徴とする火花点火式直噴エンジンの制御装置。
  2. 【請求項２】 成層燃焼領域で吸気量調節手段により吸
    気量を低減させる制御が実行されたときに、圧縮行程後
    半の期間内で燃料の噴射開始時期を進角させるように構
    成したことを特徴とする請求項１記載の火花点火式直噴
    エンジンの制御装置。
  3. 【請求項３】 成層燃焼領域で吸気量制御手段により吸
    気量を低減させる制御が実行されたときに、燃焼室内全
    体の空燃比を理論空燃比よりもリーンに設定するように
    構成したことを特徴とする請求項１または２記載の火花
    点火式直噴エンジンの制御装置。
  4. 【請求項４】 排気ガス浄化触媒の温度を判別する触媒
    温度判別手段を備え、成層燃焼領域で上記触媒温度判別
    手段により上記触媒が低温状態にあることが確認された
    場合に、吸気量制御手段により吸気量を低減させる制御
    を実行するように構成したことを特徴とする請求項１〜
    ３のいずれかに記載の火花点火式直噴エンジンの制御装
    置。
  5. 【請求項５】 エンジンの運転状態を判別する運転状態
    判別手段を備え、成層燃焼領域で上記運転状態判別手段
    によりエンジンのアイドル運転状態が所定時間以上に亘
    って継続されたことが確認された場合に、吸気量制御手
    段により吸気量を低減させる制御を実行するように構成
    したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
    火花点火式直噴エンジンの制御装置。
  6. 【請求項６】 エンジンの運転状態を判別する運転状態
    判別手段と、外気温度を検出する外気温度検出手段とを
    備え、成層燃焼領域で上記運転状態判別手段及び外気温
    度検出手段によりエンジンが軽負荷領域にあるととも
    に、外気温度が低いことが確認された場合に、吸気行程
    で燃料噴射を開始するように構成したことを特徴とする
    請求項４または５記載の火花点火式直噴エンジンの制御
    装置。
  7. 【請求項７】 成層燃焼領域でエンジンが軽負荷領域に
    あるとともに、外気温度が低いことが確認された場合
    に、吸気行程で燃料噴射を開始するとともに、燃焼室内
    全体の空燃比を略理論空燃比に設定するように構成した
    ことを特徴とする請求項６記載の火花点火式直噴エンジ
    ンの制御装置。
  8. 【請求項８】 エンジンの排気マニホールドに接続され
    た上流側排気通路の下流に排気ガス浄化触媒を配設した
    ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の火花
    点火式直噴エンジンの制御装置。
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