JP2003161190A - 火花点火式直噴エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストン５冠面に設けたキャビティ５ａの壁
面により燃料噴霧を点火プラグ１６周りに案内して、成
層化させるようにした火花点火式直噴エンジン１におい
て、アイドル運転時等の低速域においても良好な燃焼性
を確保して、燃費を改善しかつ排気状態の悪化を防止す
る。 【解決手段】 制御装置Ａに、エンジン１が成層燃焼領
域（イ）にあるときに基本的にエンジン回転速度の上昇
に応じて燃圧を徐々に高めるとともに、そのうちの低速
域では筒内流動の弱化による燃料微粒化特性の低下を補
完するように燃料の噴射圧力を高める燃圧制御部５０ｃ
を備える。低速域における燃圧の増加に対して燃料噴霧
のピストンキャビティ５ａへのトラップ性を確保できる
よう、燃料噴射開始時期をＢＴＤＣ４０°ＣＡよりも遅
角側に設定する噴射制御部５０ａを備える。低速域にお
いて排気の還流率が略４０％以上となるようにＥＧＲ弁
４４を制御するＥＧＲ制御部５０ｂを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気筒内の燃焼室に
対し燃料噴射弁により燃料を直接噴射して、点火プラグ
周りに成層化させるようにした火花点火式エンジンの制
御装置に関し、特に、筒内流動の弱い低速域での燃料噴
射圧力の制御（燃圧制御）の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の火花点火式直噴エン
ジンでは、ピストンの冠面にキャビティを設けており、
このキャビティにより燃料噴霧をトラップして混合気を
点火プラグ周りに成層化させるようにしている。すなわ
ち、気筒の圧縮行程で上死点に向かい上昇するピストン
に対して、当該気筒内の燃焼室天井部の周縁に臨む燃料
噴射弁から燃料が噴射されると、この燃料の噴霧は気筒
内の空気との摩擦によって微粒化しかつ蒸発しながら移
動して、キャビティの底壁面に衝突し、さらに、該キャ
ビティ底壁面に沿って点火プラグ側に移動しながら蒸発
して、気筒の点火時期近傍において点火プラグの電極の
周囲に混合気塊を形成する。

【０００３】そのように、上昇するピストンに対して所
定のタイミングで噴射される燃料噴霧が該ピストンのキ
ャビティにトラップされて、ちょうど点火時期近傍にて
プラグの付近に到達するためには、ピストンの上昇する
速度と燃料噴霧の移動速度との間に所定の関係が満たさ
れていることが望ましい。この関係は、厳密には気筒内
の空気密度や空気流動の強さ等にも影響されるが、おお
よそ、成層燃焼領域でも相対的にエンジン回転速度が低
いときには、ピストンの上昇が遅い分だけ燃料噴霧の移
動も遅い方が良く、一方、相対的にエンジン回転速度が
高いときには、その分、燃料噴霧の移動速度も高い方が
良いという傾向がある。

【０００４】このため、従来より、火花点火式直噴エン
ジンにおいて燃料噴射弁による燃料の噴射圧力を変更可
能としたものでは、一般的に、成層燃焼領域においてエ
ンジン回転速度が低くなるほど、徐々に燃料噴射圧力を
低下させて、燃料噴射弁からの燃料噴霧の初速度（燃料
の噴射速度）を低下させるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の如く、
成層燃焼領域の低速側で徐々に燃料噴射圧力（燃圧）を
低下させるようにした場合、エンジン回転速度の低下に
伴い気筒内の空気流動が弱くなることに加えて、燃料噴
霧と空気との衝突の勢いも弱くなって、相乗的に燃料噴
霧の微粒化や蒸発が行われ難い状態になるから、アイド
ル運転時等のようにエンジン回転速度が特に低いとき
に、混合気の燃焼性が大幅に悪化するという不具合が生
じる。

【０００６】そして、そのように燃焼性が悪化すると、
混合気中に含まれる燃料の過濃部分ではすすが発生し易
くなり、また、燃焼室への排気の還流によってＮＯｘの
生成を抑制することが難しくなるため、排気中の有害成
分の増大が避けられず、しかも、アイドル安定性を確保
するために燃料を余計に供給せざるを得ないから、燃費
率の増大を招くことにもなる。

【０００７】つまり、火花点火式直噴エンジンにおいて
点火プラグ周りの混合気の成層化を促すべく、エンジン
回転速度に応じて燃圧を変更するようにした場合、特に
筒内流動の弱い低速域において燃焼性が大幅に低下し
て、燃費率や排気有害成分の増大を招くという問題が生
じるのである。

【０００８】本発明は斯かる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、火花点火式直噴エ
ンジンの成層燃焼領域における燃圧制御の手順に工夫を
凝らし、エンジン回転速度の低い低速域においても良好
な燃焼性を確保して、燃費を改善しかつ排気状態の悪化
を防止することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本願発明では、成層燃焼領域の低速域において気
筒内の流動が弱くなることに対応して、これによる燃料
の微粒化特性の低下を補完するように燃料の噴射圧力を
高めるとともに、燃料の噴射開始時期を相対的に遅角側
とするようにした。

【００１０】具体的に、請求項１の発明では、エンジン
の気筒内燃焼室にその周縁部から燃料を直接、噴射供給
する燃料噴射弁と、該燃焼室の混合気に点火する点火プ
ラグとを備えるとともに、ピストンの冠面にキャビティ
を設けて、エンジンが成層燃焼領域にあるときに前記燃
料噴射弁により噴射した燃料噴霧を前記キャビティの壁
面により点火プラグ側に案内して成層化させるようにし
た火花点火式直噴エンジンの制御装置を前提とする。そ
して、前記燃料噴射弁による燃料の噴射圧力を調整する
燃圧調整手段と、エンジン回転速度が設定回転速度より
も低い低速域において燃料噴射圧力が該設定回転速度以
上のときの最低値よりも高くなるように、前記燃圧調整
手段を制御する燃圧制御手段と、前記燃料噴射弁による
燃料の噴射開始時期を、エンジンが前記低速域にあると
きに成層燃焼領域全体で見て相対的に遅角側となるよう
に制御する噴射時期制御手段とを備える構成とする。

【００１１】前記の構成により、エンジンが成層燃焼領
域にあるときには、燃料噴射弁により気筒内燃焼室に噴
射された燃料噴霧がピストン冠面のキャビティ壁面によ
り点火プラグ側に案内されて、成層化される。その際、
エンジン回転速度が設定回転速度よりも低い低速域であ
れば、燃圧制御手段による燃圧調整手段の制御によっ
て、燃料の噴射圧力が設定回転速度以上のときの最低値
よりも高い圧力とされる。つまり、低速域における筒内
流動の低下に対応して燃料噴射圧力が相対的に高めら
れ、燃料噴霧が空気と強く衝突してその微粒化や蒸発が
促進されることで、良好な燃焼性が確保される。

【００１２】また、エンジンが前記低速域にあるときに
は、噴射時期制御手段により、前記燃料噴射弁による燃
料の噴射時期が相対的に遅角側となるようにに制御され
る。すなわち、相対的にピストンの上昇速度が低い低速
域において、該ピストンが相対的に上死点寄りの位置ま
で上昇してから燃料を噴射させることで、初速度の大き
な燃料噴霧をピストンのキャビティにトラップさせて、
プラグ周りに成層化させることができる。

【００１３】しかも、気筒の圧縮行程では相対的に遅角
側になるほど、気筒内の空気密度が高くなって空気抵抗
が大きくなるので、燃料噴射時期が遅角側になるほど、
燃料噴霧の微粒化や蒸発が促進されて燃焼性が向上する
とともに、初速度の大きい燃料噴霧も速やかに減速され
ることになり、このことによっても燃料噴霧をピストン
のキャビティにトラップさせ易くなる。

【００１４】請求項２の発明では、燃圧制御手段は、エ
ンジンのアイドル運転時に燃料噴射圧力を略６ＭＰａ以
上とするものとする。こうすることで、気筒内の空気流
動が最も弱くなるアイドル運転時であっても、空気との
強い摩擦によって燃料噴霧の微粒化及び蒸発を十分に促
進して、所要の燃焼性を確保できる。

【００１５】請求項３の発明では、噴射時期制御手段
は、エンジンのアイドル運転時に燃料噴射開始時期を気
筒の上死点前略４０°ＣＡ（上死点よりもクランク角度
で略４０度手前：以下、ＢＴＤＣ４０°ＣＡともいう）
よりも遅角側とするものとする。このことで、燃料噴射
圧力の上昇に対応する適切な噴射タイミングの設定によ
り、燃料噴霧をピストンのキャビティにトラップさせ
て、プラグ周りに良好に成層化させることができる。ま
た、ＢＴＤＣ４０°ＣＡ以降であれば、気筒内の空気密
度の増大によって燃料の微粒化を一層、促進できる。

【００１６】請求項４の発明では、燃圧制御手段とし
て、成層燃焼領域の略全域でエンジン回転速度が高いほ
ど燃料噴射圧力が高くなるように設定した基本的な燃圧
制御特性を有するとともに、エンジン回転速度が設定回
転速度よりも低い低速域においては燃料噴射圧力を前記
基本的な燃圧制御特性よりも高くなるように変更して制
御するものとする。また、噴射時期制御手段は、前記低
速域において燃料噴射時期を前記基本的な燃圧制御特性
に対応する燃料噴射時期に比較して遅角側となるように
制御するものとする。

【００１７】すなわち、成層燃焼領域の略全域において
基本的には、燃圧制御手段により、燃料の噴射圧力がエ
ンジン回転速度に応じて制御されることで、気筒の圧縮
行程におけるピストンの上昇速度と燃料噴霧の移動速度
との関係が望ましいものとなり、これにより、混合気の
良好な成層化を実現できる。一方、低速域では、燃圧制
御手段によって燃料噴射圧力が前記基本的な燃圧制御特
性よりも高くなるように制御されるとともに、噴射時期
制御手段によって燃料の噴射開始時期が遅角側に制御さ
れることで、請求項１の発明の作用効果が十分に得られ
る。

【００１８】請求項５の発明では、請求項４の発明にお
ける燃圧制御手段は、低速域における燃料噴射圧力を設
定回転速度にて基本的な燃圧制御特性の値と一致させる
とともに、エンジン回転速度の低下に伴い目標燃圧を徐
々に上昇させて、アイドル回転速度で最高値となるよう
に制御するものとする。

【００１９】このことで、気筒内の空気流動が最も弱い
アイドル運転時に燃料の噴射圧力が最高値となって、十
分な燃焼性を確保できるとともに、そこからエンジン回
転速度の上昇に伴い筒内流動が徐々に強くなると、これ
に対応するように燃料噴射圧力が徐々に低下して基本的
な燃圧制御特性に収束する。つまり、燃圧を必要十分な
程度に高めて低速域での噴霧の微粒化特性の低下を補完
しながら、ポンプの駆動等のための機械損失を極小化で
きる。

【００２０】請求項６の発明では、エンジンの吸気系に
排気の一部を還流させる排気還流通路と、この排気還流
通路における排気の還流量を調整する流量制御弁と、エ
ンジン回転速度が設定回転速度よりも低い低速域におい
て吸気への排気の還流率が所定値以上となるように前記
流量制御弁の開度を制御する排気還流制御手段とを備え
る構成とする。すなわち、成層燃焼領域の低速域におい
ても十分な燃焼安定性が得られることに対応して、吸気
への排気の還流率を所定値以上に多くすることで、混合
気の燃焼に伴うＮＯｘの生成を十分に抑制することがで
き、燃費率も低減できる。

【００２１】次に、請求項７の発明は、エンジンの気筒
内燃焼室にその周縁部から燃料を直接、噴射供給する燃
料噴射弁と、該燃焼室の混合気に点火する点火プラグと
を備え、エンジンが成層燃焼領域にあるときに前記燃料
噴射弁により燃料を気筒の圧縮行程で噴射して、点火プ
ラグ周りに成層化させるようにした火花点火式直噴エン
ジンの制御装置を前提とし、このものにおいて、前記燃
料噴射弁による燃料の噴射圧力を調整する燃圧調整手段
と、エンジン回転速度が設定回転速度よりも低い低速域
において燃料噴射圧力が該設定回転速度以上のときの最
低値よりも高くなるように、前記燃圧調整手段を制御す
る燃圧制御手段と、前記燃料噴射弁による燃料の噴射開
始時期を、エンジンが前記低速域にあるときに成層燃焼
領域全体で見て相対的に遅角側となるように制御する噴
射時期制御手段とを備える構成とする。

【００２２】この構成では、エンジンの気筒内燃焼室に
燃料噴射弁により直接、噴射した燃料噴霧をピストン冠
面のキャビティにトラップさせるようにした直噴エンジ
ンだけでなく、例えば、燃料噴霧の挙動を気筒内の空気
流動によって制御して点火プラグ周りに成層化させるよ
うにした直噴エンジンにおいても、請求項１の発明と同
様の作用効果が得られる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。

【００２４】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Ａの全体構成を示し、１は車両に搭載され
た多気筒ガソリンエンジンである。このエンジン１は、
複数の気筒２，２，…（１つのみ図示する）が直列に並
ぶように設けられたシリンダブロック３を有し、このシ
リンダブロック３上にシリンダヘッド４が配置されると
ともに、各気筒２内にはピストン５が上下方向に往復動
可能に嵌挿されていて、そのピストン５の冠面とシリン
ダヘッド４の下面との間の気筒２内に燃焼室６が区画形
成されている。また、前記気筒２，２，…を囲むシリン
ダブロック３の側壁部には、図示しないがウオータジャ
ケットが形成されており、さらに、該シリンダブロック
３の下側部分には、気筒２，２，…に連通するようにク
ランク室７が形成され、ここにクランク軸８が収容され
ている。このクランク軸８の一端側にはその回転角度を
検出するための電磁式のクランク角センサ９が配設され
ている。

【００２５】前記各気筒２の詳しい構造は、図２に拡大
して示すように、燃焼室６の天井部には互いに差し掛け
られた屋根のような形状をなす２つの傾斜面が形成され
ており、その２つの傾斜面にそれぞれ吸気ポート１０及
び排気ポート１１が２つずつ開口していて、その各開口
端に吸気及び排気弁１２，１２，１３，１３が配置され
ている。前記２つの吸気ポート１０，１０はそれぞれ燃
焼室６から斜め上方に向かって延びていて、シリンダヘ
ッド４の一側面に互いに独立して開口しており、一方、
前記２つの排気ポート１１，１１は途中で１つに合流し
て略水平に延び、シリンダヘッド４の他側面に開口して
いる。

【００２６】前記吸気弁１２，１２，…及び排気弁１
３，１３，…は、それぞれ、シリンダヘッド４に配設さ
れた２本のカム軸１４，１４がタイミングベルトを介し
て前記クランク軸８により回転駆動されることで、各気
筒２毎に所定のタイミングで開閉作動されるようになっ
ている。尚、図１にのみ示すが、吸気側のカム軸１４に
は、クランク軸８に対する回転位相を所定の角度範囲に
おいて連続的に変化させる公知の可変動弁機構１５（Va
liable Valve Timing：以下、ＶＶＴと略称する）が付
設されていて、このＶＶＴ１５の作動により前記吸気弁
１２の開閉作動時期を変更可能とされている。

【００２７】前記各気筒２毎の燃焼室６の上方には、４
つの吸排気弁１２，１３に取り囲まれるようにして、点
火プラグ１６が配設されており、該点火プラグ１６の基
端部には点火回路１７（図１にのみ示す）が接続されて
いて、各気筒２毎に所定の点火タイミングで点火プラグ
１６に通電するようになっている。また、燃焼室６天井
部の吸気側の周縁部には、２つの吸気ポート１０，１０
の下方においてそれらに挟まれるようにインジェクタ
（燃料噴射弁）１８が配設されており、このインジェク
タ１８は、その先端側の噴孔から気筒中心線Ｚに向かい
かつ気筒２の斜め下方に向かうように燃料を噴射する
（図７、９参照）。尚、インジェクタ１８は、例えば、
噴孔から燃料を旋回流として噴出させてホローコーン状
に噴射する公知のスワールインジェクタとすればよい。

【００２８】一方、燃焼室６の底部に相当するピストン
５の冠面には、気筒中心線Ｚに対して吸気側（図２の手
前側）に偏心してキャビティ５ａが形成されており、前
記インジェクタ１８の作動により気筒２の圧縮行程中期
以降に燃料が噴射されると、この燃料噴霧がキャビティ
５ａにより捕集（トラップ）され、該キャビティ５ａの
壁面に沿って点火プラグ１６側に移動して、該点火プラ
グ１６の電極の周りに混合気塊を形成するようになって
いる。つまり、このエンジン１は、成層燃焼状態のとき
に燃料噴霧をピストン５のキャビティ５ａの壁面により
案内して成層化させるようにしたいわゆるウォールガイ
ド方式の直噴エンジンである。

【００２９】尚、前記インジェクタ１８の作動により燃
料が気筒２の吸気行程で噴射されたときには、その燃料
噴霧は燃焼室６内で拡散して吸気と十分に混合されかつ
蒸発して、燃焼室６全体に略均一な混合気を形成するよ
うになる。

【００３０】前記の如く各気筒２毎に配設されたインジ
ェクタ１８，１８，…は、全ての気筒２，２，…に共通
の燃料分配管１９に接続されていて、燃料供給系２０か
ら供給される高圧の燃料が燃料分配管１９により各気筒
２に分配されるようになっている。詳しくは、燃料供給
系２０は、図３に一例を示すような構成とされ、燃料分
配管１９と燃料タンク２１とを連通する燃料通路２２の
上流側から下流側に向かって、低圧燃料ポンプ２３、低
圧レギュレータ２４、燃料フィルタ２５、高圧燃料ポン
プ２６及び高圧レギュレータ２７が順に配設されてお
り、前記低圧燃料ポンプ２３により燃料タンク２１から
吸い上げられた燃料が低圧レギュレータ２４により調圧
され、燃料フィルタ２５により濾過されて、高圧燃料ポ
ンプ２６に圧送される。

【００３１】そして、前記高圧燃料ポンプ２６によって
さらに昇圧された燃料の一部が高圧レギュレータ２７に
より流量調整されて燃料分配管１９へ供給され、残りの
燃料が低圧レギュレータ２８によって圧力調整されつ
つ、リターン通路２９によって燃料タンク２１に戻され
る。このことで、燃料分配管１９へ供給される燃料の圧
力状態が適正なものに調整される。尚、前記のような供
給燃圧の調整は燃料分配管１９に配設された燃圧センサ
３０の出力に基づいて行われるものであり、前記高圧燃
料ポンプ２６及び高圧レギュレータ２７により、インジ
ェクタ１８からの燃料の噴射圧力を調整する燃圧調整手
段が構成されている。また、燃料供給系２０の構成は前
記のものに限定されず、例えば、リターンレスシステム
のものとしてもよい。

【００３２】前記図１においてエンジン１の右側に位置
するシリンダヘッド４の一側面には、各気筒２の吸気ポ
ート１０，１０にそれぞれ連通する吸気通路３２が接続
されている。この吸気通路３２は、エンジン１の各気筒
２の燃焼室６に対して図外のエアクリーナにより濾過し
た空気を供給するためのものであり、図示の如くその上
流側から下流側に向かって、バタフライバルブからなる
電気式スロットル弁３３とサージタンク３４とが順に配
設されている。その電気式スロットル弁３３は、図外の
アクセルペダルに対し機械的には連結されておらず、図
示しない電動モータにより駆動されて、アクセルペダル
の操作量（アクセル開度）に対応する適切な開度となる
ように開閉される。

【００３３】また、前記サージタンク３４よりも下流側
の吸気通路３２は、各気筒２毎に分岐する独立通路とさ
れていて、これら各独立通路の下流端部がさらに２つに
分岐して個別に吸気ポート８，８に連通しており、その
分岐路のうちの一方にスワール制御弁３５が設けられて
いる。このスワール制御弁３５は、図２にも示すような
バタフライバルブからなるものとし、図示しないアクチ
ュエータにより開閉されるようにこうせいすればよい。
すなわち、スワール制御弁３５が閉じられれば、吸気の
殆どがスワール制御弁３５の無い他方の分岐路のみから
気筒２内６に吸い込まれるようになり、これにより該気
筒２内に強いスワール流が生成される。

【００３４】前記図１においてエンジン１の左側に位置
するシリンダヘッド４の他側面には、各気筒２の燃焼室
６から燃焼ガス（排気）を排出する排気通路３６が接続
されている。この排気通路３６の上流端は、各気筒２毎
に分岐して排気ポート１１に連通する排気マニホルド３
７により構成され、該排気マニホルド３７の集合部には
排気中の酸素濃度を検出するリニアＯ2センサ３８が配
設されている。このリニアＯ2センサ３８は排気中の酸
素濃度に基づいて空燃比を検出するために用いられるも
のであり、理論空燃比を含む所定の空燃比範囲において
酸素濃度に対しリニアな出力が得られる。

【００３５】また、前記排気マニホルド３７の集合部よ
りも下流側の排気通路３６は排気管３９により構成され
ていて、この排気管３９の上流側から下流側に向かって
順に、略理論空燃比近傍の排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ
を浄化する三元触媒４０と、この三元触媒４０の劣化状
態を判定するためのラムダＯ2センサ４１と、理論空燃
比よりもリーンな排気中のＮＯｘを浄化可能ないわゆる
リーンＮＯｘ触媒４２とが配設されている。

【００３６】さらに、前記排気マニホルド３７の下流側
には、そこから分岐するようにして排気通路３６を流れ
る排気の一部を吸気系に還流させる排気還流通路４３
（以下、ＥＧＲ通路という）の上流端が接続されてい
る。このＥＧＲ通路４３の下流端は前記スロットル弁３
３とサージタンク３４との間の吸気通路３２に接続さ
れ、その近傍には開度調整可能な電気式の流量制御弁か
らなるＥＧＲ弁４４が配設されていて、このＥＧＲ弁４
４によりＥＧＲ通路４３を流れる排気の還流量が調整さ
れるようになっている。

【００３７】前記ＶＶＴ１５、点火回路１７、インジェ
クタ１８、燃料供給系２０、電気式スロットル弁３３、
スワール制御弁３５、ＥＧＲ弁４４等は、いずれもエン
ジンコントロールユニット５０（以下、ＥＣＵという）
によって作動制御される。一方、このＥＣＵ５０には、
少なくとも、前記クランク角センサ９、燃圧センサ３
０、Ｏ2センサ３８，４１等からの各出力信号が入力さ
れるとともに、エアクリーナケースの付近に配設されて
吸気通路３２へ吸入される空気の流量を計測するエアフ
ローセンサ４６からの出力信号と、シリンダブロック３
のウオータジャケットに臨んで冷却水温度（エンジン水
温）を検出する水温センサ４７からの出力信号とが入力
され、さらに、アクセル開度を検出するアクセル開度セ
ンサ４８からの出力信号と、エンジン回転速度（クラン
ク軸８の回転速度）を検出する回転速度センサ４９から
の出力信号とが入力されるようになっている。

【００３８】（制御の概要）まず、この実施形態では、
エアフローセンサ４６、アクセル開度センサ４８、及び
回転速度センサ４９からそれぞれ入力される信号に基づ
いて、ＥＣＵ５０によりエンジンの運転状態を検出し、
この検出結果に応じて主に点火回路１７、インジェクタ
１８、スロットル弁３３等を制御することにより、エン
ジン１を異なる燃焼状態で運転するようにしている。す
なわち、図４に一例を示すように、温間では低速低負荷
側の所定領域（イ）が成層燃焼領域とされていて、図５
(a)に模式的に示すように、インジェクタ１８により気
筒２の圧縮行程で燃料を噴射させて、点火プラグ１６の
電極周りに可燃混合気が層状に偏在する状態で燃焼させ
る（成層燃焼）。また、この領域（イ）ではエンジン１
のポンプ損失を低減するために、スロットル弁３３の開
度を相対的に大きくするようにしており、このときの燃
焼室６の平均的な空燃比は理論空燃比（Ａ/Ｆ≒１４．
７）よりも大幅にリーンな状態になる。

【００３９】一方、前記成層燃料領域（イ）以外はいわ
ゆる均一燃焼領域であり、図５(b)に模式的に示すよう
に、インジェクタ１８により主に気筒２の吸気行程で燃
料を噴射させて、燃焼室６に均一な混合気を形成した上
で燃焼させる（均一燃焼）。この均一燃焼領域の大部分
はλ＝１領域（ロ）であって、ここでは気筒２の混合気
の空燃比が略理論空燃比になるように燃料噴射量やスロ
ットル開度等を制御する。また、低速全負荷ないし高速
高負荷のエンリッチ領域（ハ）では、空燃比をいわゆる
パワー空燃比（Ａ/Ｆ≒１３）かそれよりもリッチな状
態にして、エンジン１の信頼性を確保しながら、高負荷
に対応した大出力を得られるようにしている。

【００４０】このようにエンジン１の燃焼状態を切換え
るインジェクタ１８の作動制御は、ＥＣＵ５０において
所定の制御プログラムが実行されることにより実現する
ものであり、換言すれば、ＥＣＵ５０は、インジェクタ
１８による燃料の噴射作動を制御する噴射制御部５０ａ
を備えている。そして、この噴射制御部５０ａは、主に
エンジン１の負荷状態や回転速度に応じて目標燃料噴射
量を決定し、この目標燃料噴射量と燃圧とに基づいてイ
ンジェクタ１８の開弁時間（噴射パルス幅）を制御する
とともに、所要のクランク角期間において燃料を噴射で
きるようにインジェクタ１８の開弁時期（燃料噴射開始
時期）を制御する。

【００４１】また、前記図４に斜線を入れて示す領域で
は、ＥＧＲ弁４４を開弁させて、ＥＧＲ通路４３により
排気の一部を吸気通路３２に還流させるようにしてい
る。このＥＧＲ弁４４の開度の制御も、ＥＣＵ５０にお
いて所定の制御プログラムが実行されることにより実現
するものであり、この実施形態では、ＥＧＲ弁４４の開
度の制御は吸気への排気の還流率を目標値として行うよ
うにしている。換言すれば、ＥＣＵ５０は、吸気への排
気の還流率が目標値になるようにＥＧＲ弁４４の開度を
制御するＥＧＲ制御部５０ｂ（排気還流制御手段）を備
えている。

【００４２】このように、排気の一部を還流させて新気
とともに各気筒２に供給することで、吸気のポンピング
ロスを軽減して燃費性能を改善できるとともに、混合気
の燃焼に伴うＮＯｘの生成を抑制することができる。し
かし、排気の還流率が高すぎると燃焼安定性が損なわれ
ることになるので、エンジン１の運転状態に対応する適
切な排気還流率を予め実験的に求めて制御マップとして
ＥＣＵ５０のメモリに格納しておき、この制御マップか
ら読み出した排気還流率を目標値として前記の如く、Ｅ
ＧＲ弁４４の開度を制御するようにしている。尚、排気
の還流率としては、例えば二酸化炭素（ＣＯ2）の濃度
を基準として、以下の式に表される定義を用いればよ
い。

【００４３】

【数１】

【００４４】尚、図示しないが、エンジン冷間時には燃
焼安定性の確保を優先して、全ての運転領域を均一燃焼
領域としており、さらに、このときには排気の還流は行
わないようにしている。

【００４５】（成層燃焼領域における燃圧及び噴射時期
の制御）本願発明の特徴部分として、この実施形態のエ
ンジン制御装置Ａでは、エンジン１が成層燃焼領域
（イ）にあるときにエンジン回転速度の変化に応じてイ
ンジェクタ１８による燃料の噴射圧力が変化するよう
に、燃料供給系２０による燃料の供給圧力を変更するよ
うにしている。この燃圧の制御もまた、ＥＣＵ５０にお
いて所定の制御プログラムが実行されることにより実現
するものであり、換言すれば、ＥＣＵ５０は、少なくと
も成層燃焼領域（イ）においてインジェクタ１８による
燃料の噴射圧力を制御する燃圧制御部５０ｃを備えてい
る。そして、この燃圧制御部５０ｃによる基本的な燃圧
制御特性は、図６に破線のグラフｇ１として示すよう
に、エンジン１の負荷状態が略一定であるとすれば、成
層燃焼領域（イ）において燃圧をエンジン回転速度に応
じて低速側ほど低くする一方、エンジン回転速度が高く
なれば徐々に燃圧を上昇させるというものである。

【００４６】前記の基本的な燃圧制御特性について説明
すると、一般に、ピストンの冠面にキャビティを設け、
このキャビティにより燃料噴霧をトラップして混合気を
点火プラグ周りに成層化させるようにした直噴エンジン
では、図７に模式的に示すように、気筒２の圧縮行程中
期において上死点に向かい上昇するピストン５に対し
て、インジェクタ１８から燃料が噴射されると（同図
ａ）、この燃料噴霧は、空気との摩擦によって微小な液
滴に分裂しかつ蒸発しながら移動して、キャビティ５ａ
の底壁面に衝突し、この噴霧自体の運動量とキャビティ
５ａ内の空気流動とによって点火プラグ１６側に輸送さ
れて、該キャビティ５ａ内をその底壁面乃至側壁面に沿
って移動しながら（同図ｂ）、さらに蒸発し、ちょうど
当該気筒２の点火時期近傍において点火プラグ１６の電
極の周りに可燃混合気塊を形成する（同図ｃ）。

【００４７】そのように、上死点に向かって上昇するピ
ストン５に対して斜め上方から噴射される燃料噴霧が該
ピストン５のキャビティ５ａにトラップされて、ちょう
ど点火時期近傍にて点火プラグ１６周りに到達するため
には、ピストン５の上昇する速度と燃料噴霧の移動速度
との間に所定の関係が満たされていることが望ましい。
すなわち、実際には気筒２内の空気流動の影響も考慮し
なくてはならないが、相対的にピストン速度の低いエン
ジン１の低速側では、点火プラグ１６に向かう燃料噴霧
の移動速度が相対的に低くなることが好ましく、一方、
相対的にピストン速度の高いエンジン１の高速側では、
燃料噴霧の移動速度も相対的に高いことが好ましいとい
う傾向がある。

【００４８】このような傾向を考慮して、上述の如く、
この実施形態に係るエンジン制御装置Ａでは、エンジン
１が成層燃焼領域（イ）にあるときの基本的な燃圧制御
特性として、燃圧、即ちインジェクタ１８による燃料の
噴射圧力をエンジン回転速度が低いほど低くして、燃料
噴霧の移動速度を相対的に低下させる一方、エンジン回
転速度が高くなるほど徐々に燃圧を上昇させて、燃料噴
霧の移動速度も相対的に高くするようにしており、これ
により、燃料噴霧のキャビティへのトラップ性を良好な
ものとしているのである。

【００４９】しかし、そのような基本的な燃圧制御特性
には、アイドル運転時のように特にエンジン回転速度の
低い運転状態で燃焼性が大幅に低下するという問題が内
在する。すなわち、エンジン回転速度がある程度以下に
低くなると、たとえスワール制御弁３５を全閉としてい
ても気筒２内のスワール流の強さを十分に維持すること
が難しくなるから、これに加えて、インジェクタ１８に
よる燃料の噴射圧力が低くなって燃料噴霧と空気との衝
突の勢いが弱くなると、相乗的に燃料噴霧の微粒化や蒸
発の行われ難い状態になってしまい、混合気の燃焼性が
大きく損なわれることになるのである。

【００５０】斯かる問題点に対し、この実施形態のエン
ジン制御装置Ａでは、エンジン回転速度が予め設定した
値（設定回転速度：例えば略１０００ｒｐｍ）よりも低
い低速域において、気筒２内の空気流動（この実施形態
では主にスワール流）の低下に対応して、これに因る燃
料噴霧の微粒化特性の低下を補完するように燃圧を高め
るとともに、そのように相対的に高圧で噴射する燃料噴
霧をピストン５のキャビティ５ａにトラップし易いよ
う、インジェクタ１８の開弁時期（噴射開始時期）をＢ
ＴＤＣ４０°ＣＡ以降まで遅角させるようにしたもので
ある。

【００５１】具体的に、ＥＣＵ５０の燃圧制御部５０ｃ
による実際の燃圧制御特性は、前記図６に示す実線のグ
ラフｇ２のようにされている。すなわち、エンジン１の
負荷状態が略一定であると仮定した場合、成層燃焼領域
（イ）においてエンジン回転速度が設定回転速度以上で
あれば、燃圧は基本的な燃圧制御特性に従って変更され
る。一方、エンジン回転速度が設定回転速度よりも低い
低速域では、燃圧は基本的な燃圧制御特性よりも高くな
るように変更される。

【００５２】より詳しくは、前記低速域において燃圧
は、ちょうど設定回転速度（図例では略１０００ｒｐ
ｍ）にて基本的な燃圧制御特性上の値に一致し（例えば
略７ＭＰａ）、そこからエンジン回転速度が低下するの
に伴い徐々に上昇して、アイドル回転速度（図例では略
７５０ｒｐｍ）で最高値（例えば略９ＭＰａ）となるよ
うに制御される。すなわち、気筒２内のスワール流が最
も弱いアイドル運転時に燃料の噴射圧力が十分に高くな
り、燃料噴霧の微粒化が促進されて良好な燃焼性が得ら
れるとともに、そこからエンジン回転速度の上昇に伴い
スワール流が徐々に強くなれば、これに対応するように
燃圧を徐々に低下させて、基本的な燃料噴射特性に収束
させるのである。

【００５３】尚、前記アイドル運転時の燃圧は、例えば
燃焼室容積や筒内流動の強さ等によっても若干、異なる
が、基本的な燃圧制御特性上の値（図例では略４ＭＰ
ａ）よりも高くして、例えば略６〜１０ＭＰａくらいと
するのが好ましく、高圧燃料ポンプ２６の駆動に伴う機
械損失を考慮すれば、略７〜９ＭＰａくらいとするのが
さらに好ましい。

【００５４】ここで、前記のように燃圧を基本的な制御
特性上の値よりも高くすると、その分、インジェクタ１
８から噴射される燃料噴霧の移動速度が速くなる。この
ため、インジェクタ１８による燃料の噴射開始時期を前
記の基本的な燃圧特性に対応するものとしたままでは、
燃料噴霧の一部がピストン５のキャビティ５ａを越えて
トラップされなくなったり、或いは、液体のままキャビ
ティ５ａ底壁面に衝突して付着する燃料の量が増えたり
して、点火プラグ１６付近の混合気が希薄化する虞れが
ある。また、キャビティ５ａ内を移動する混合気の速度
も相対的に大きくなるので、混合気が点火プラグ１６の
付近を早期に通過してしまい、点火時期近傍では所要の
混合気濃度が得られなくなる虞れもある。

【００５５】この点について、この実施形態の制御装置
Ａでは、前記したように、インジェクタ１８による燃料
の噴射開始時期を遅角させることによって、燃料噴霧を
より確実にキャビティ５ａにトラップさせて、点火時期
近傍で点火プラグ１６周りに適切に成層化させることが
できる。すなわち、図８に模式的に示すように、インジ
ェクタ１８の開弁時期（燃料噴射開始時期）を基本的な
燃圧制御特性に対応するもの（同図に破線で示す基本的
な設定）から大幅に遅角させて、図に実線で示すように
ＢＴＤＣ４０°ＣＡよりも遅角側に設定する。

【００５６】そのように燃料の噴射開始時期を遅角させ
るということは、ピストン５が相対的に上死点に近い位
置まで上昇したところで、燃料を噴射させるということ
であり、こうすることで、上死点に向かうピストン５の
上昇速度が相対的に低いときでも、タイミングを合わせ
て燃料噴霧を該ピストン５のキャビティ５ａにトラップ
させることができる。しかも、気筒２の圧縮行程では相
対的に遅角側になるほど、筒内空気密度が高くなって空
気抵抗が大きくなり、初速度の大きな燃料噴霧も減速さ
れるようになるので、このことによっても、燃料噴霧を
ピストン５のキャビティ５ａにトラップさせ易くなる。

【００５７】また、筒内空気密度が高いときに噴射され
た燃料噴霧は、その分、短い距離で微粒化や蒸発が促進
されることになるので、混合気の燃焼性が向上するとと
もに、キャビティ５ａの底壁面への燃料の付着量も減少
して、点火プラグ１６周りに成層化させる混合気の濃度
が適切なものとなり、さらに、排気中の未燃ＨＣの濃度
も現象する。

【００５８】そのような燃料噴射時期の補正制御はＥＣ
Ｕ５０の噴射制御部５０ａによって行われるものであ
り、この噴射制御部５０ａは、成層燃焼領域（イ）の低
速域においてインジェクタ１８にによる燃料の噴射開始
時期を、基本的な燃圧制御特性に対応する燃料噴射開始
時期に比較して、遅角側となるように制御するという機
能を有する。言い換えると、前記低速域における燃料噴
射時期は成層燃焼領域（イ）全体で見て相対的に遅角側
とされている。尚、そのように燃料噴射時期を遅角させ
るときには、これに応じて各気筒２毎の点火時期も遅角
させるようにしている（図８参照）。

【００５９】そして、前記のように、成層燃焼領域
（イ）の低速域においても良好な混合気形成が行われ、
その燃焼性が十分に高くることを利用して、この実施形
態のエンジン制御装置Ａでは、当該低速域における排気
の還流率を従来までと比べて大幅に高く設定している。
すなわち、エンジンが成層燃焼領域（イ）の低速域にあ
るときには、排気の還流率が所定値（例えば略４０％）
以上となるように、ＥＣＵ５０のＥＧＲ制御部５０ｂに
よってＥＧＲ弁４４が比較的大きく開かれる。この排気
還流率の所定値としては、燃焼安定性を維持できる範囲
でできるだけ多くの排気を還流するように実験的に設定
すればよい。

【００６０】そうして、そのように多量の排気を還流し
て吸気に混合させることによって、吸気のポンピングロ
スを軽減して燃費率を低減できるとともに、気筒２内の
燃焼室６において混合気の燃焼に伴うＮＯｘの生成を十
分に抑制できる。以下の表１、２は、それぞれ仕様の異
なる２種類のエンジンＡ，Ｂを用いて、アイドル運転状
態で行った実験結果を示し、いずれのエンジンにおいて
もアイドル運転時に燃圧を高め、これに対応するように
燃料噴射時期及び点火時期を遅角させることで、アイド
ル安定性を維持しながら排気の還流率（ＥＧＲ率）を大
幅に高めることができるようになり、これらの相乗的な
効果によって、燃費率が低減し、かつＮＯｘ及びスモー
クの濃度が減少することが分かる。

【００６１】

【表１】

【００６２】

【表２】

【００６３】したがって、この実施形態に係る火花点火
式直噴エンジンの制御装置Ａによれば、エンジン１が成
層燃焼領域（イ）にあるときに、基本的には前記図７に
示すように、気筒２の圧縮行程中期にインジェクタ１８
により適当な燃圧でもって燃料が噴射され（同図ａ）、
この燃料噴霧がキャビティ５ａにトラップされて点火プ
ラグ１６側に移動し（同図ｂ）、点火プラグ１６周りに
成層化されて（同図ｃ）、点火される。

【００６４】すなわち、エンジン回転速度に応じて燃圧
を高める基本的な燃圧制御とこれに対応する燃料噴射時
期の制御とによって、各気筒２毎のピストン５の上昇速
度と燃料噴霧の移動速度との間の関係が望ましいものと
なり、混合気が良好に成層化されて燃焼する。

【００６５】一方、エンジン１が成層燃焼領域（イ）の
低速域にあるときには、燃圧が前記の基本的な特性より
も高められ、設定回転速度から低速側に向かって徐々に
高くなるように変更されるとともに、図９に模式的に示
すように、その高められた燃圧に対応する遅角側のタイ
ミングでもって燃料が噴射される。すなわち、前記図７
に示す基本的な燃料噴射時期に比べて、ピストン５が相
対的に気筒２の上死点寄りの位置にあるときに、インジ
ェクタ１８により相対的に高い圧力で燃料が噴射される
と、この燃料噴霧は、高圧状態の筒内空気との摩擦によ
って分裂し、燃料の微粒化や蒸発が促進されるととも
に、筒内圧及び空気密度が高いことから、速やかに減速
され、結果として、ピストン５のキャビティ５ａに良好
にトラップされる（同図ａ）。また、燃圧が高いほどに
は燃料噴霧の貫徹力は大きくはならないから、キャビテ
ィ５ａの底壁面への燃料付着はあまり多くはならない。

【００６６】そして、そのようにしてピストン５のキャ
ビティ５ａにトラップされた燃料噴霧は、その噴霧自体
の運動量とキャビティ５ａ内の空気流動とによって点火
プラグ１６側に輸送されて、該キャビティ５ａ内をその
底壁面乃至側壁面に沿って移動しながら、さらに蒸発
し、ちょうど当該気筒２の点火時期近傍において点火プ
ラグ１６の電極の周りに混合気塊を形成する（同図
ｂ）。この混合気塊では前記の如く燃料の微粒化及び蒸
発が良好であることから、極めて良好な燃焼性が得ら
れ、その燃焼に伴う煤の生成は非常に少ない。しかも、
低速域では従来までと比べて多量の排気が還流されてい
るので、混合気の燃焼に伴うＮＯｘの生成も抑制され
る。

【００６７】さらに、そのように多量の排気が還流され
ることに加えて、混合気の燃焼性が高いことから必要最
小限度の燃料でエンジン１を運転することができ、相乗
的に燃費率が低減できる。

【００６８】尚、本発明は前記実施形態に限定されるも
のではなく、その他の種々の実施形態を包含するもので
ある。すなわち、前記実施形態では、成層燃焼領域
（イ）における燃圧制御において、基本的にはエンジン
回転速度の上昇に応じて燃圧を高める制御特性とし、一
方、低速域では反対に、エンジン回転速度が低いほど燃
圧を高くするようにして、全体としてＶ字形状の燃圧制
御特性としているが（図６参照）、これに限るものでは
なく、例えば、低速域の燃圧を略一定とし、この燃圧が
低速域以外での燃圧の最低値よりも高くなるようにする
だけでもよい。

【００６９】また、前記実施形態では、成層燃焼領域
（イ）の低速域において、従来よりも排気の還流率を高
めるようにしているが、この排気還流率の制御は行わな
いようにしてもよい。

【００７０】さらに、前記実施形態では、本発明をいわ
ゆるウォールガイド方式の直噴エンジン１に適用してい
るが、これに限るものではない。すなわち、例えば、イ
ンジェクタ１８により気筒２内に噴射した燃料噴霧の挙
動を当該気筒２内の空気流動によって制御して、点火プ
ラグ１６の電極周りに成層化させるようにしたいわゆる
エアガイド方式の直噴エンジンにおいても、低速域で燃
料噴霧の微粒化特性が低下する虞れがあるので、このよ
うな直噴エンジンの制御にも本発明を適用することは可
能である。

【００７１】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１の発明
に係る火花点火式直噴エンジンの制御装置によると、成
層燃焼領域の低速域において気筒内の流動が弱くなるこ
とに対応して、これによる燃料の微粒化特性の低下を補
完するように燃料の噴射圧力を高めるとともに、その噴
射圧力の増加に対して燃料噴霧のピストンキャビティへ
のトラップ性を確保できるように、燃料の噴射開始時期
を相対的に遅角側に設定するようにしたことで、エンジ
ン回転速度の低いアイドル運転時等においても良好な燃
焼性を確保して、エンジンの燃費性能を改善しかつ排気
状態の悪化を防止することができる。

【００７２】請求項２の発明によると、エンジンのアイ
ドル運転時に燃料噴射圧力を略６ＭＰａ以上とすること
で、燃料噴霧の微粒化及び蒸発を十分に促進して、請求
項１の発明の効果を十分に得ることができる。

【００７３】請求項３の発明によると、エンジンのアイ
ドル運転時に燃料噴射開始時期を気筒の上死点前略４０
°ＣＡよりも遅角側に制御することで、請求項１の発明
の効果を十分に得ることができる。

【００７４】請求項４の発明によると、エンジン回転速
度が高いほど燃料噴射圧力が高くなる基本的な燃圧制御
特性によって、気筒の圧縮行程におけるピストンの上昇
速度と燃料噴霧の移動速度との関係を望ましいものとし
て、基本的に混合気の良好な成層化を実現できる。さら
に、低速域では燃料噴射圧力を前記基本的な燃圧制御特
性よりも高くなるように制御するとともに、このことに
対応するように燃料噴射開始時期を遅角側に制御するこ
とで、請求項１の発明の効果を十分に得ることができ
る。

【００７５】請求項５の発明では、低速域において、エ
ンジン回転速度の上昇に応じて燃圧を徐々に低下させ、
設定回転速度にて基本的な燃圧制御特性に収束させるこ
とにより、噴霧の微粒化特性の低下を補完しながら、燃
圧を高めるためのエンジンの機械損失を極小化できる。

【００７６】請求項６の発明では、成層燃焼領域の低速
域において十分な燃焼安定性が得られることに対応し
て、排気の還流率を所定値以上に高くすることにより、
燃費性能を改善し、かつＮＯｘ排出濃度を低減できる。

【００７７】また、請求項７の発明に係る火花点火式直
噴エンジンの制御装置によると、いわゆるエアガイド方
式の直噴エンジンにおいても、請求項１の発明と同様の
効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るエンジン制御装置の全
体構成図である。

【図２】エンジンの気筒内燃焼室の概略構造を示す斜視
図である。

【図３】燃料供給系の構成を模式的に示す説明図であ
る。

【図４】エンジンの成層燃焼モード、λ＝１モード及び
エンリチモードの各運転領域を設定した制御マップの一
例を示す図である。

【図５】インジェクタの作動状態を示すタイムチャート
図である。

【図６】エンジン回転速度の変化に対する燃圧の制御特
性を表すグラフ図である。

【図７】成層燃焼領域における基本的な混合気の形成過
程を示す説明図である。

【図８】アイドル運転時に燃料噴射時期を遅角させると
きの図５相当図である。

【図９】成層燃焼領域の低速域における混合気の形成過
程を示す図７相当図である。

【符号の説明】

Ａ エンジンの制御装置 １ エンジン ２ 気筒 ５ ピストン ５ａ キャビティ ６ 燃焼室 １６ 点火プラグ １８ インジェクタ（燃料噴射弁） ２６ 高圧燃料ポンプ（燃圧調整手段） ２７ 高圧レギュレータ（燃圧調整手段） ４３ ＥＧＲ通路（排気還流通路） ４４ ＥＧＲ弁（流量制御弁） ５０ コントロールユニット（ＥＣＵ） ５０ａ 噴射制御部（噴射時期制御手段） ５０ｂ ＥＧＲ制御部（排気還流制御手段） ５０ｃ 燃圧制御部（燃圧制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/02 ３２５ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３２５Ｅ ３２５Ｆ 41/08 ３２５ 41/08 ３２５ ３３５ ３３５ 41/32 41/32 Ａ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ａ ３０１Ｇ ３０１Ｎ 45/00 ３１２ 45/00 ３１２Ｃ ３１２Ｎ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｒ ５７０ ５７０Ａ (72)発明者 俊成 貴志 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G023 AA02 AA05 AA18 AB03 AC05 AD02 AD07 AD12 AG01 AG02 AG03 3G062 AA07 BA04 BA05 BA08 CA07 DA01 GA05 GA06 3G084 AA04 BA14 BA15 BA16 BA20 CA03 CA09 DA02 DA10 EA11 FA07 FA10 FA20 FA33 3G092 AA01 AA09 AA17 BA08 BB06 BB08 DC09 EA02 EA04 EA08 EA22 FA15 FA24 GA04 GA17 GA18 HA01Z HE01Z HE08Z HF08Z 3G301 HA01 HA13 HA16 JA02 JA21 KA07 KA24 KA25 LA00 LB06 MA18 NE06 NE08 NE12 PA01Z PE01Z PE08Z PF03Z

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの気筒内燃焼室にその周縁部か
   ら燃料を直接、噴射供給する燃料噴射弁と、該燃焼室の
   混合気に点火する点火プラグとを備えるとともに、ピス
   トンの冠面にキャビティを設けて、エンジンが成層燃焼
   領域にあるときに前記燃料噴射弁により噴射した燃料噴
   霧を前記キャビティの壁面により点火プラグ側に案内し
   て成層化させるようにした火花点火式直噴エンジンの制
   御装置において、 前記燃料噴射弁による燃料の噴射圧力を調整する燃圧調
   整手段と、 エンジン回転速度が設定回転速度よりも低い低速域にお
   いて燃料噴射圧力が該設定回転速度以上のときの最低値
   よりも高くなるように、前記燃圧調整手段を制御する燃
   圧制御手段と、 前記燃料噴射弁による燃料の噴射開始時期を、エンジン
   が前記低速域にあるときに成層燃焼領域全体で見て相対
   的に遅角側となるように制御する噴射時期制御手段とを
   備える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】 請求項１において、 燃圧制御手段は、エンジンのアイドル運転時に燃料噴射
   圧力を略６ＭＰａ以上とするものであることを特徴とす
   る火花点火式直噴エンジンの制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のいずれかにおいて、 噴射時期制御手段は、エンジンのアイドル運転時に燃料
   噴射開始時期を気筒の上死点前略４０°ＣＡよりも遅角
   側とするものであることを特徴とする火花点火式直噴エ
   ンジンの制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、 燃圧制御手段は、成層燃焼領域の略全域でエンジン回転
   速度が高いほど燃料噴射圧力が高くなるように設定した
   基本的な燃圧制御特性を有するとともに、エンジン回転
   速度が設定回転速度よりも低い低速域においては燃料噴
   射圧力を前記基本的な燃圧制御特性よりも高くなるよう
   に変更して制御するものであり、 噴射時期制御手段は、前記低速域において、燃料噴射時
   期を前記基本的な燃圧制御特性に対応する燃料噴射時期
   に比較して遅角側となるように制御するものであること
   を特徴とする火花点火式直噴エンジンの制御装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、 燃圧制御手段は、低速域における燃料噴射圧力を、設定
   回転速度にて基本的な燃圧制御特性の値に一致させると
   ともに、エンジン回転速度の低下に伴い徐々に上昇させ
   てアイドル回転速度で最高値となるように制御するもの
   であることを特徴とする火花点火式直噴エンジンの制御
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１つにおいて、 エンジンの吸気系に排気の一部を還流させる排気還流通
   路と、 前記排気還流通路における排気の還流量を調整する流量
   制御弁と、 エンジン回転速度が設定回転速度よりも低い低速域にお
   いて、吸気への排気の還流率が所定値以上となるように
   前記流量制御弁の開度を制御する排気還流制御手段とを
   備えることを特徴とする火花点火式直噴エンジンの制御
   装置。
7. 【請求項７】 エンジンの気筒内燃焼室にその周縁部か
   ら燃料を直接、噴射供給する燃料噴射弁と、該燃焼室の
   混合気に点火する点火プラグとを備え、エンジンが成層
   燃焼領域にあるときに前記燃料噴射弁により燃料を気筒
   の圧縮行程で噴射させて、点火プラグ周りに成層化させ
   るようにした火花点火式直噴エンジンの制御装置におい
   て、 前記燃料噴射弁による燃料の噴射圧力を調整する燃圧調
   整手段と、 エンジン回転速度が設定回転速度よりも低い低速域にお
   いて燃料噴射圧力が該設定回転速度以上のときの最低値
   よりも高くなるように、前記燃圧調整手段を制御する燃
   圧制御手段と、 前記燃料噴射弁による燃料の噴射開始時期を、エンジン
   が前記低速域にあるときに成層燃焼領域全体で見て相対
   的に遅角側となるように制御する噴射時期制御手段とを
   備えることを特徴とする火花点火式直噴エンジンの制御
   装置。