JP2001355488A - 内燃機関の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均質燃焼運転中に、点火プラグ回りの混合気
が希薄となることによる燃焼不良を排気エミッションを
悪化させることなく防止する。 【解決手段】 吸気行程のみで燃料噴射を行う均質スト
イキオ燃焼での運転中に、各シリンダ１４ａ間の圧縮上
死点の移行時間から、点火プラグ３３の周囲の混合気が
希薄となることによる失火の発生、又は、失火が発生し
そうな燃焼悪化状態を検出する。この燃焼悪化状態を検
出したとき、エンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量に対応
して決定されている燃圧ＰF を一時的に低くするととも
に燃料噴射時間を一時的に長くする。このことにより、
吸気行程で燃焼室１８に噴射される燃料を吸気ポート２
０から導入される空気によってより拡散させ、点火時点
での点火プラグ３３の周囲の混合気の空燃比を理論空燃
比に近くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、均質燃焼を行う筒
内噴射型の内燃機関の運転制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、点火式内燃機関として、各シ
リンダ内に直接燃料を噴射する筒内噴射型エンジンが知
られている。そして、この筒内噴射型エンジンにおい
て、ピストンの圧縮行程で燃料を噴射することによっ
て、低負荷低回転領域において理論空燃比よりも大幅に
薄い空燃比での希薄燃焼を可能とする成層燃焼を行って
いる。この成層燃焼によって、燃費の向上や、排気ガス
中の有害物質の低減を達成している。

【０００３】さらに、成層燃焼を行なうことができない
負荷及び回転領域にあるときや、成層燃焼が好ましくな
い運転状態では、ピストンの吸気行程で燃料を噴射する
ことによって、混合気を均質化させた状態で燃焼を行う
均質燃焼を行なっている。

【０００４】ところで、均質燃焼を行うために、吸気行
程で燃料を噴射したとき、噴射された燃料が点火時点ま
でに筒内全体に十分に均質に拡散しないことがある。即
ち、低負荷時であって燃料噴射量が少ないときには、燃
料の噴射時間が短いことから、噴射された燃料が筒内に
十分に拡散しない傾向となる。その結果、均質燃焼時で
の低負荷時に、点火時点で点火プラグの周囲に生成され
た混合気の空燃比が薄くなり、燃焼不良（失火）が発生
することがあった。

【０００５】このような問題を解消するため、特開平１
０−６１４８３号公報で開示された内燃機関の制御装置
では、均質燃焼時でのエンジンの燃焼状態を検出し、燃
焼状態が悪化したときに燃料噴射量を一時的に多くし、
燃焼室全体の空燃比をリッチ化することにより燃焼悪化
を防止するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本来、
エンジンの運転状態に応じて、排気エミッションが最適
となるように設定されている燃料噴射量を多くすること
は、一時的にせよ排気エミッションを悪化させることに
なる。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、均質燃焼での運転時
に、点火プラグの周囲の混合気が希薄となることによる
燃焼不良を排気エミッションを悪化させることなく防止
することができる内燃機関の運転制御装置を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、気筒内に燃料を直接噴射
して点火する内燃機関の運転制御装置において、均質燃
焼での運転中に、燃焼状態が悪化したことを検出する燃
焼悪化検出手段と、前記燃焼状態の悪化が検出されたこ
とに基づき、前記燃料を噴射するときに、燃料噴射圧を
一時的に低減するとともに燃料噴射時間を一時的に長く
する燃料噴射制御手段とを備えたことを要旨とする。

【０００９】この構成によれば、均質燃焼運転中に点火
プラグの周囲の燃料濃度が希薄となって燃焼状態が悪化
したとき、燃料が一時的により低い燃料噴射圧でより長
い噴射時間で噴射されるので、噴射された燃料が吸入空
気によってより拡散され燃料の均質化が促進される。こ
のため、点火時点での点火プラグの周囲の混合気が希薄
となるのが抑制される。従って、燃焼悪化が起き難くな
る。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記燃料噴射制御手段は、燃料噴射量
を変えることなく前記燃料噴射圧及び燃料噴射時間を変
更することを要旨とする。

【００１１】この構成によれば、請求項１に記載の発明
の作用に加えて、燃料噴射量を変えることなく燃料悪化
が起き難くなる。請求項３に記載の発明は、気筒内に燃
料を直接噴射して点火する内燃機関の運転制御装置にお
いて、均質燃焼での運転中に、燃焼状態が悪化したこと
を検出する燃焼悪化検出手段と、前記燃焼状態の悪化が
検出されたことに基づき、均質燃焼運転を成層燃焼運転
に一時的に切り換える燃焼制御手段とを備えたことを要
旨とする。

【００１２】この構成によれば、均質燃焼運転中に点火
プラグの周囲の燃料濃度が希薄となって燃焼状態が悪化
したとき、均質燃焼運転から成層燃焼運転に一時的に切
り換えられるので、点火時点での点火プラグの周囲の混
合気が希薄となるのが抑制される。従って、燃焼悪化が
起き難くなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
自動車用のエンジンシステムに具体化した第１実施形態
を図１〜図４に従って説明する。

【００１４】図１に示すように、エンジンシステム１０
は、内燃機関としての直列型エンジン１１、電子制御装
置（以下、ＥＣＵという）１２、電子駆動装置（以下、
ＥＤＵという）１３等からなる。

【００１５】エンジン１１のシリンダブロック１４に形
成された複数のシリンダ１４ａにはそれぞれピストン１
５が収容され、各ピストン１５はコンロッド１６を介し
てシリンダブロック１４のクランク室１４ｂ内に支持さ
れたクランクシャフト１７に連結されている。

【００１６】各シリンダ１４ａに形成された燃焼室１８
には、シリンダヘッド１９に形成された吸気ポート２０
及び排気ポート２１がそれぞれ連通されている。吸気ポ
ート２０は、シリンダヘッド１９に支持された吸気バル
ブ２２によって開閉され、排気ポート２１は、同じく排
気バルブ２３によって開閉される。各吸気バルブ２２
は、シリンダヘッド１９の上側に設けられた吸気カムシ
ャフト２４によって駆動され、各排気バルブ２３は、同
じく排気カムシャフト２５によって駆動される。吸気カ
ムシャフト２４及び排気カムシャフト２５は、図示しな
いタイミングベルトによってそれぞれクランクシャフト
１７に連結されている。クランク室１４ｂ内には、クラ
ンクシャフト１７のクランク角ＣＡと、エンジン回転数
ＮＥとを検出するためのクランク位置センサ２６が設け
られている。

【００１７】シリンダヘッド１９には、各シリンダ１４
ａ毎に、その燃焼室１８に直接燃料を噴射する高圧イン
ジェクタ２７が設けられている。高圧インジェクタ２７
はＥＣＵ１２がＥＤＵ１３を介して出力する駆動電流Ｓ
１によって駆動制御され、所定範囲の高圧で供給される
燃料を駆動電流Ｓ１が入力されるタイミングに応じて微
粒化して噴射する。

【００１８】また、シリンダヘッド１９には、各高圧イ
ンジェクタ２７に高圧燃料を供給する燃料デリバリパイ
プ２８が設けられている。さらに、シリンダヘッド１９
には、燃料デリバリパイプ２８に高圧燃料を供給する高
圧燃料ポンプ２９が設けられている。高圧燃料ポンプ２
９は排気カムシャフト２５によって駆動されるとともに
ＥＣＵ１２が出力する電気信号Ｓ２によって吐出量が制
御される電子制御式プランジャポンプである。高圧燃料
ポンプ２９は、燃料タンク３０から低圧フューエルポン
プ３１が低圧で供給する燃料を電気信号Ｓ２にて指令さ
れる範囲の高圧まで昇圧して燃料デリバリパイプ２８に
供給する。燃料デリバリパイプ２８には、燃圧ＰF を検
出する燃圧センサ３２が設けられている。本実施形態で
は、ＥＣＵ１２及びクランク位置センサ２６が燃焼悪化
検出手段を構成する。また、ＥＣＵ１２、ＥＤＵ１３、
高圧インジェクタ２７及び高圧燃料ポンプ２９が燃料噴
射制御手段を構成する。

【００１９】また、シリンダヘッド１９には、各シリン
ダ１４ａ毎に、点火プラグ３３と、イグナイタ一体型イ
グニッションコイル３４とが設けられている。イグナイ
タ一体型イグニッションコイル３４は、ＥＣＵ１２が出
力する電気信号Ｓ３に基づいて高電圧を生成し、点火プ
ラグ３３に供給する。

【００２０】前記吸気ポート２０には吸気マニホルド３
５が接続され、吸気マニホルド３５にはサージタンク３
６が接続されている。サージタンク３６の上流側には、
電子制御スロットルユニット３７のスロットルボディ３
８が設けられている。電子制御スロットルユニット３７
は、ＥＣＵ１２が出力する電気信号Ｓ４で制御されるス
ロットルモータ３９を備え、このスロットルモータ３９
によってスロットルボディ３８内のスロットルバルブ４
０を開閉駆動する。電子制御スロットルユニット３７
は、スロットルバルブ４０のスロットル開度ＴＨを検出
するスロットル開度センサ４１と、車室内に設けられる
アクセルペダル４２に連結されてそのアクセル開度（踏
込み量）ＡCCを検出するアクセル開度センサ４３とを備
えている。尚、サージタンク３６には、吸気圧ＰA を検
出するバキュームセンサ４４が設けられている。

【００２１】また、前記排気ポート２１には排気マニホ
ルド４５を介して排気管４６が接続されている。排気管
４６には、排気ガス中の酸素濃度ＯD を検出するための
酸素センサ４７が設けられている。

【００２２】次に、上記のように構成されたエンジンの
運転制御装置の電気的構成を図２の電気ブロック図に従
って説明する。クランク位置センサ２６、燃圧センサ３
２、スロットル開度センサ４１、アクセル位置センサ４
３、バキュームセンサ４４及び酸素センサ４７は、ＥＣ
Ｕ１２の入力側にそれぞれ電気的に接続されている。各
高圧インジェクタ２７はＥＤＵ１３を介してＥＣＵ１２
の出力側に電気的にそれぞれ接続され、高圧燃料ポンプ
２９、各イグニッションコイル３４及びスロットルモー
タ３９は直接にＥＣＵ１２の出力側にそれぞれ電気的に
接続されている。

【００２３】ＥＣＵ１２は、マイクロコンピュータ４
８、駆動回路４９等からなる。そして、予め記憶されて
いる制御プログラムをマイクロコンピュータ４８が実行
することで、エンジンを運転するための運転制御を行
う。ＥＣＵ１２は、運転制御として、公知の燃料噴射制
御、点火時期制御及びスロットル制御等を行う。また、
ＥＣＵ１２は、新たな制御である燃焼補正制御を行う。

【００２４】燃料噴射制御として、エンジンの運転状態
に応じて燃料噴射量、燃料噴射圧、噴射時間及び噴射時
期を制御する。また、点火時期制御として点火時期を制
御し、スロットル制御としてスロットル開度を制御す
る。さらに、噴射補正制御として、混合気が希薄である
ことによって失火が発生したか、又は、失火が発生しそ
うな燃焼状態の悪化が検出されたときに、燃焼噴射制御
における制御内容を一時的に変更する。

【００２５】ＥＣＵ１２は、前記燃料噴射制御を、アク
セル開度ＡCC、エンジン回転数ＮＥ、吸気圧ＰA に基づ
いて各高圧インジェクタ２７及び高圧燃料ポンプ２９を
駆動制御することで行う。

【００２６】燃料噴射制御として、ＥＣＵ１２は、アク
セル開度ＡCC及びエンジン回転数ＮＥから、エンジン１
１のトルクＴを推定し、又、燃料噴射量ＱF を決定す
る。また、ＥＣＵ１２は、予め設定されている図３に示
すマップを用いて、トルクＴ及びエンジン回転数ＮＥか
ら、そのときの燃焼制御方式を決定する。ＥＣＵ１２
は、燃焼運転方式として、成層燃焼、弱成層燃焼、均質
リーン燃焼及び均質ストイキオ燃焼の内のいずれかを決
定する。また、ＥＣＵ１２は、トルクＴ及びエンジン回
転数ＮＥから、各燃焼運転方式に対応して設定されてい
る燃料噴射時期と、燃料噴射量ＱF に対応した燃料噴射
圧（即ち、燃圧ＰF ）及び燃料噴射時間を決定する。な
お、トルクＴ及びエンジン回転数ＮＥが成層燃焼が設定
される領域にあったとしても、例えば、燃焼音や触媒温
度などの点から、成層燃焼運転よりも、均質ストイキオ
燃焼運転の方が好ましい運転状態にあるときには、トル
クＴ及びエンジン回転数ＮＥに係わらず均質ストイキオ
燃焼運転が行われる。

【００２７】燃圧ＰF は、噴射した燃料を微粒化させる
ようにある程度以上の大きさに設定されるとともに、燃
料消費率が良好となる大きさに設定されている。例え
ば、低回転領域では、噴射された燃料の集中を防ぐため
に相対的に低い燃圧ＰF での長い噴射時間が設定され、
高回転領域では、噴射された燃料の過度の分散を抑制す
るために相対的に高い燃圧ＰF での短い噴射時間が設定
されている。

【００２８】成層燃焼運転は、燃焼室１８全体での混合
気の空燃比Ａ／Ｆを超希薄域（例えばＡ／Ｆ＝２５〜５
０）とするための燃焼運転であって、ＥＣＵ１２は、各
シリンダ１４ａ毎に、クランク角ＣＡに基づき、その圧
縮行程中に燃料噴射時期を設定して高圧インジェクタ２
７を駆動制御する。

【００２９】また、弱成層燃焼運転は、燃焼室１８全体
での混合気の空燃比Ａ／Ｆを高希薄域（例えばＡ／Ｆ＝
２０〜３０）とするための燃焼運転であって、ＥＣＵ１
２は、各シリンダ１４ａ毎に、クランク角ＣＡに基づ
き、その吸気行程中と圧縮行程中の２回に分けて燃料噴
射時期を設定して高圧インジェクタ２７を駆動制御す
る。

【００３０】また、均質リーン燃焼運転は、燃焼室１８
全体での混合気の空燃比Ａ／Ｆを弱希薄域（例えばＡ／
Ｆ＝１５〜２３）とするための燃焼運転であって、ＥＣ
Ｕ１２は、各シリンダ１４ａ毎に、クランク角ＣＡに基
づき、その吸気行程中に燃料噴射時期を設定して高圧イ
ンジェクタ２７を駆動制御する。

【００３１】均質ストイキオ燃焼運転は、燃焼室１８全
体での混合気の空燃比Ａ／Ｆを理論空燃比とするための
燃焼運転であって、ＥＣＵ１２は、吸気圧ＰA 及びエン
ジン回転数ＮＥから改めて燃料噴射量ＱF を求め、各シ
リンダ１４ａ毎に、クランク角ＣＡに基づきその吸気行
程中に燃料噴射時期を設定して高圧インジェクタ２７を
駆動制御する。また、ＥＣＵ１２は、酸素濃度ＯD に基
づき理論空燃比での燃焼が行われるように燃料噴射量Ｑ
F を補正するフィードバック制御を行う。

【００３２】また、ＥＣＵ１２は、前記点火時期制御
を、吸気圧ＰA 、エンジン回転数ＮＥ、クランク角ＣＡ
及び燃料噴射量ＱF に基づいて各イグニッションコイル
３４を駆動制御することで行う。ＥＣＵ１２は、成層燃
焼運転時、弱成層燃焼運転時及び均質リーン燃焼運転時
には、各シリンダ１４ａ毎に、燃料噴射量ＱF 及びエン
ジン回転数ＮＥに基づいて点火時期を設定し、この点火
時期に点火プラグ３３を点火させるようにクランク角Ｃ
Ａに基づいてイグニッションコイル３４を制御する。ま
た、ＥＣＵ１２は、均質ストイキオ燃焼運転時には、各
シリンダ１４ａ毎に、吸気圧ＰA 及びエンジン回転数Ｎ
Ｅに基づいて点火時期を設定し、この点火時期に点火プ
ラグ３３を点火させるようにクランク角ＣＡに基づいて
イグニッションコイル３４を制御する。

【００３３】また、ＥＣＵ１２は、前記スロットル制御
を、アクセル開度ＡCC、スロットル開度ＴＨ、エンジン
回転数ＮＥ及び燃料噴射量ＱF に基づいてスロットルモ
ータ３９を駆動制御することで行う。ＥＣＵ１２は、成
層燃焼運転時、弱成層燃焼運転時及び均質リーン燃焼運
転時には、燃料噴射量ＱF 及びエンジン回転数ＮＥに基
づいて目標スロットル開度を設定し、スロットルモータ
３９を制御してスロットル開度ＴＨをこの目標スロット
ル開度に制御する。また、ＥＣＵ１２は、均質ストイキ
オ燃焼運転時には、アクセル開度ＡCCに基づいて目標ス
ロットル開度を設定し、スロットルモータ３９を制御し
てスロットル開度ＴＨを設定した目標スロットル開度に
制御する。

【００３４】ＥＣＵ１２は、前記噴射補正制御を、燃料
噴射制御において均質ストイキオ燃焼運転を行なってい
るときに、クランク角ＣＡに基づいて各高圧インジェク
タ２７を駆動制御することで行う。ＥＣＵ１２は、この
噴射補正制御を、図４のフローチャートで示すルーチン
で行う。

【００３５】噴射補正制御において、ＥＣＵ１２は、先
ず、ステップ（以下、Ｓと略記する）１００で、クラン
ク角ＣＡから、各シリンダ１４ａ間の圧縮時上死点の移
行時間を求め、この移行時間の変動から、燃焼状態の悪
化、即ち、失火が発生した状態、又は、失火が発生しそ
うな状態を検出する。

【００３６】即ち、均質ストイキオ燃焼運転では、吸気
行程中に、吸気圧ＰＡ及びエンジン回転数ＮＥに対応し
た燃料噴射量ＱF の燃料が、所定の燃圧ＰＦ及び噴射時
間で噴射される。このとき、アクセル開度ＡCCが小さい
状態、即ち、低負荷のときには燃料噴射量ＱＦが相対的
に少なくされているため、燃料噴射時間が短くなる。こ
のため、吸気行程中に燃焼室１８内に噴射された燃料
は、吸気行程で吸気ポート２０から導入される空気によ
って拡散され難い傾向となる。その結果、点火時点で点
火プラグ３３の周囲にある混合気の濃度が理論空燃比よ
りも薄くなり、失火が発生することがある。ＥＣＵ１２
は、Ｓ１００で、このような状況で発生する失火を検出
する。

【００３７】Ｓ１００で失火を検出しないときには、Ｓ
１１０で燃焼カウンタＣをカウントアップした後、Ｓ１
２０で燃焼カウンタＣが予め設定された判定値Ｃ０を超
えたか否かを判断する。この判定値Ｃ０は、失火が発生
していない状態が一定期間継続したことを判断するため
に設定された値であって、Ｓ１１０及びＳ１２０の実行
によってこのことが判断される。

【００３８】Ｓ１２０で燃焼カウンタＣが判定値Ｃ０を
超えていたときには、Ｓ１３０で、均質ストイキオ燃焼
運転で通常行う燃圧ＰＦ及び燃料噴射時間での燃料噴射
制御を指令する。

【００３９】一方、Ｓ１１０で燃焼状態の悪化を検出し
たときには、Ｓ１４０で燃焼カウンタＣをクリアした
後、Ｓ１５０で、均質ストイキオ燃焼運転で通常行う燃
圧ＰＦよりも低い燃圧ＰＦでの燃料噴射制御を指令す
る。このとき、燃料噴射量ＱF を変更せず、通常よりも
長い噴射時間での燃料噴射制御を指令する。

【００４０】即ち、均質ストイキオ燃焼運転で、点火時
点で点火プラグ３３の周囲の混合気が理論空燃比よりも
希薄となって失火が発生したときには、通常よりもより
低い燃圧ＰＦでより長い噴射時間で燃料噴射を行う。こ
のことにより、吸気行程で噴射される燃料が、吸気ポー
ト２０から燃焼室１８内に導入される空気によってより
拡散され均質化が促進されるようにする。その結果、点
火時点で点火プラグ３３の周囲の混合気の濃度が理論空
燃比に近くなり、失火が発生し難い状態となる。

【００４１】詳述すると、前述のように、燃圧ＰＦは、
燃料を微粒化して燃料消費率が良好となる大きさに設定
されている。この噴射補正制御では、このようにして設
定されている燃圧ＰＦを一時的により低く設定し、ま
た、噴射時間を一時的により長く設定することで、吸気
行程で噴射された燃料がより拡散され均質化がより促進
されるようにする。このことにより、点火時点で点火プ
ラグ３３の周囲の混合気の空燃比Ａ／Ｆがより確実に理
論空燃比に近い値となるようにする。言い換えると、燃
圧ＰＦをより低くすることで噴射された燃料が微粒化し
難くなることよりも、噴射時間をより長くすることで噴
射された燃料の均質化が促進されることを優先した制御
を行う。ＥＣＵ１２は、Ｓ１５０で、このようにして失
火を防止する。

【００４２】また、Ｓ１００で失火を検出しないときに
Ｓ１２０で燃焼カウンタＣが判定値Ｃ０以下であったと
きには、Ｓ１５０で通常の燃圧ＰＦよりも低い燃圧Ｐ
Ｆ、及び、通常の燃料噴射時間よりも長い噴射時間での
燃料噴射制御を継続する。これは、燃焼状態が良好及び
不良の臨界状態にあるときの制御の安定化を図るためで
ある。

【００４３】以上詳述した本実施形態によれば、以下に
記載する各効果を得ることができる。 （１） 吸気行程のみで燃料噴射を行う均質ストイキオ
燃焼運転時に、低負荷低回転状態で燃料噴射量が少な
く、噴射された燃料が拡散し難く点火時点で点火プラグ
３３の周囲の混合気が理論空燃比よりも薄くなることに
よる燃焼状態の悪化を検出する。そして、このとき、一
時的に通常よりも低い燃圧ＰＦによって長い噴射時間で
燃料噴射を行うことによって混合気の均質化を促進する
ようにした。

【００４４】従って、従来の場合と異なり、燃焼状態の
悪化を防止するために燃料噴射量を一時的に多くしない
ので、燃焼室１８全体での空燃比Ａ／Ｆが濃くなること
がない。このため、均質ストイキオ燃焼での運転時に、
排気エミッションを悪化させることなく燃焼不良を防止
することができる。

【００４５】（２） 吸気圧ＰＡ及びエンジン回転数Ｎ
Ｅから決定した通常の燃料噴射量ＱF を変えることな
く、燃圧ＰＦ及び噴射時間を変更するようにした。従っ
て、点火時点での点火プラグ３３の周囲の混合気の空燃
比Ａ／Ｆが、理論空燃比により一層近くなる。従って、
燃焼悪化がより確実に解消される。

【００４６】（第２の実施形態）次に、本発明を具体化
した第２実施形態を図５に従って説明する。尚、本実施
形態は、前記第１実施形態においてＥＣＵ１２が実行す
る噴射補正制御に代えて燃焼切換制御を行うようにした
ことのみが第１実施形態と異なる。従って、第１実施形
態と同じ構成については、符号を同じにしてその説明を
省略し、燃焼切換制御のみについて詳述する。なお、本
実施形態では、ＥＣＵ１２及びクランク位置センサ２６
が燃焼悪化検出手段を構成し、ＥＣＵ１２、ＥＤＵ１
３、高圧インジェクタ２７及び高圧燃料ポンプ２９が燃
焼制御手段を構成する。

【００４７】ＥＣＵ１２は、運転制御として、前記噴射
補正制御に代わる燃焼切換制御を行う。燃焼切換制御と
して、均質ストイキオ燃焼運転中に、混合気が希薄であ
ることによる失火が検出されたときに、燃焼運転方式を
均質ストイキオ燃焼運転から成層燃焼運転に一時的に切
り換える。

【００４８】ＥＣＵ１２は、燃焼切換制御を、均質スト
イキオ燃焼運転を行なっているときに、クランク角ＣＡ
に基づいて各高圧インジェクタ２７、イグニッションコ
イル３４、スロットルモータ３９等を駆動制御すること
で行う。ＥＣＵ１２は、この燃焼切換制御を、図５のフ
ローチャートで示すルーチンで行う。

【００４９】燃焼切換制御において、ＥＣＵ１２は、先
ずＳ２００で、クランク角ＣＡから各シリンダ１４ａ間
の圧縮時上死点の移行時間を求め、この移行時間の変動
から燃焼状態の悪化を検出する。

【００５０】Ｓ２００で燃焼状態の悪化を検出しないと
きには、Ｓ２１０で燃焼カウンタＣをカウントアップし
た後、Ｓ２２０で燃焼カウンタＣが予め設定された前記
判定値Ｃ０を超えたか否かを判断する。Ｓ２２０で燃焼
カウンタＣが判定値Ｃ０を超えていたときには、Ｓ２３
０で、均質ストイキオ燃焼運転を指令する。

【００５１】一方、Ｓ２１０で燃焼状態の悪化を検出し
たときには、Ｓ２４０で燃焼カウンタＣをクリアした
後、Ｓ２５０で成層燃焼運転を指令する。この成層燃焼
運転は、そのときのトルクＴ及びエンジン回転数ＮＥに
基づいて本来は成層燃焼運転を行うことができる運転状
態であるときに切り換えられ、その運転状態に対応する
トルクＴが得られるように、燃料噴射量ＱF 、燃料噴射
時期、点火時期、スロットル開度ＴＨ等が制御される。

【００５２】詳述すると、燃焼切換制御では、均質スト
イキオ燃焼運転を行うところを成層燃焼運転に一時的に
切り換えることで、点火時点で点火プラグ３３の周囲の
混合気の空燃比Ａ／Ｆが可燃空燃比に近い値となるよう
にする。言い換えると、そのときのエンジンの運転状態
に応じてより適切な燃焼運転方式で運転することより
も、燃焼状態の悪化を解消することを優先した運転制御
を行う。ＥＣＵ１２は、Ｓ２５０で、このようにして燃
焼状態の悪化を防止する。

【００５３】また、Ｓ２００で燃焼状態の悪化を検出し
ないときにＳ２２０で燃焼カウンタＣが判定値Ｃ０以下
であったときには、Ｓ２５０で成層燃焼での運転制御を
指令する。

【００５４】以上詳述した本実施形態によれば、以下に
記載する効果を得ることができる。 （１） 均質ストイキオ燃焼運転中に、点火プラグ３３
の周囲の混合気の空燃比Ａ／Ｆが薄くなって燃焼状態が
悪化したときに、成層燃焼運転に一時的に切り換えるこ
とによって燃焼状態の悪化を防止するようにした。従っ
て、第１実施形態と同じ理由により、均質ストイキオ燃
焼運転中に、排気エミッションを悪化させることなく燃
焼不良を防止することができる。

【００５５】以下、上記各実施形態以外の実施形態を記
載する。 ・ 上記第１実施形態では、燃焼悪化が検出されたとき
に、吸気圧ＰＡ及びエンジン回転数ＮＥに基づいて設定
した燃料噴射量ＱF を変えないままで、燃圧ＰF 及び燃
料噴射時間を変更したが、排気エミッションが悪化しな
い範囲で燃料噴射量ＱF を多くしてもよい。この場合に
は、点火プラグ３３の周囲の混合気の空燃比がより確実
に濃くなるので、燃焼不良をより確実に防止することが
できる。

【００５６】・ 上記各実施形態では、均質ストイキオ
燃焼運転が行われているときに上記噴射補正制御や燃焼
切換制御を実施したが、上記噴射補正制御あるいは燃焼
切換制御を均質リーン燃焼運転が行われているときに実
施してもよい。

【００５７】

【発明の効果】請求項１〜請求項３に記載の発明によれ
ば、均質燃焼運転中に、点火プラグの周囲の混合気が希
薄となることによる燃焼不良を排気エミッションを悪化
させることなく防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の運転制御装置を備えたエンジ
ンシステムの構成図。

【図２】 運転制御装置の電気ブロック図。

【図３】 燃焼方式切り換え用のマップ。

【図４】 噴射補正制御ルーチンのフローチャート。

【図５】 第２実施形態の燃焼切換制御ルーチンのフロ
ーチャート。

【符号の説明】

１１…内燃機関としてのエンジン、１２…燃焼悪化検出
手段、燃料噴射制御手段及び燃焼制御手段を構成する電
子制御装置、１３…燃料噴射制御手段及び燃焼制御手段
を構成する電子駆動装置、１４ａ…シリンダ（気筒）、
２６…燃焼悪化検出手段を構成するクランク位置セン
サ、２７…燃料噴射制御手段及び燃焼制御手段を構成す
る高圧インジェクタ、２９…同じく高圧燃料ポンプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G084 AA04 BA05 BA09 BA11 BA14 DA04 DA10 FA10 FA11 FA13 FA17 FA29 FA32 FA33 FA38 3G301 HA01 HA04 HA16 JA21 LA03 LB04 LC03 MA01 MA11 MA26 MA28 NE15 NE16 PA07Z PA11Z PB03A PB03Z PB05Z PB08Z PD02A PD02Z PE01Z PE03Z PE06Z PF03Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気筒内に燃料を直接噴射して点火する内
   燃機関の運転制御装置において、 均質燃焼での運転中に、燃焼状態が悪化したことを検出
   する燃焼悪化検出手段と、 前記燃焼状態の悪化が検出されたことに基づき、前記燃
   料を噴射するときの燃料噴射圧を一時的に低減するとと
   もに燃料噴射時間を一時的に長くする燃料噴射制御手段
   とを備えたことを特徴とする内燃機関の運転制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の内燃機関の運転制御装
   置において、 前記燃料噴射制御手段は、燃料噴射量を変えることなく
   前記燃料噴射圧及び燃料噴射時間を変更することを特徴
   とする内燃機関の運転制御装置。
3. 【請求項３】 気筒内に燃料を直接噴射して点火する内
   燃機関の運転制御装置において、 均質燃焼での運転中に、燃焼状態が悪化したことを検出
   する燃焼悪化検出手段と、 前記燃焼状態の悪化が検出されたことに基づき、均質燃
   焼運転を成層燃焼運転に一時的に切り換える燃焼制御手
   段とを備えたことを特徴とする内燃機関の運転制御装
   置。