JP2003193884A

JP2003193884A - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP2003193884A
Application number: JP2001395966A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tokushige; 大志徳重; Hiromi Yoshioka; 浩見吉岡; Kunikimi Minamitani; 邦公南谷; Hiroshi Haebara; 洋南風原; Hiroyuki Arakawa; 博之荒川; Takuo Hirano; 拓男平野
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】直噴エンジンにおける燃料供給系の異常に伴
い実燃圧と目標燃圧との偏差が大きくなったときの改良
した対応策を提供することを課題とする。【解決手段】燃焼室６内に直接燃料を噴射する燃料噴
射弁１８を備え、運転状態に基いて燃焼モードを成層燃
焼モードと均質燃焼モードとの間で切り換えるようにし
たエンジン１において、燃料噴射弁１８に燃料を供給す
る燃料供給系２０と、該供給系２０により燃料噴射弁１
８に供給される燃料の圧力を検出する燃圧センサ５３
と、エンジン１の運転状態に基いて燃料噴射弁１８に供
給する燃料の圧力の目標値を設定し、かつ該目標燃圧と
上記センサ５３で検出される実燃圧との偏差が小さくな
るように上記燃料供給系２０を制御し、そして成層燃焼
モードの実行中に燃圧偏差が所定値より大きくなったと
きは燃料噴射弁１８による燃料噴射の態様を変更して成
層燃焼モードを続行するＥＣＵ５０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの制御装
置、特に、燃焼室内に直接燃料を噴射するようにした筒
内噴射式エンジンの制御装置の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃費向上と出力確保の両立を図る
ため、エンジンの運転状態に基いて燃焼モードを成層燃
焼モードと均質燃焼モードとの間で切り換えるようにし
たエンジンが知られている。このようなエンジンでは、
一般に、燃料噴射弁は気筒内の燃焼室に臨むように配設
され、この燃料噴射弁から燃料が燃焼室内に直接噴射さ
れる。

【０００３】成層燃焼モードでは、燃料は圧縮行程で噴
射される。噴射された燃料は、ピストン冠面に形成され
たキャビティ（ウオールガイド）や、タンブル流等の吸
気流動（エアガイド）を利用して点火プラグの電極周り
に集められ、着火可能な空燃比状態となって成層化す
る。燃焼室内全体の混合気の平均空燃比は理論空燃比よ
り大きく（例えばＡ／Ｆ＞２５）、リーンな状態で、燃
費の向上が図られる。成層燃焼モードは、さほど出力が
要求されない、例えば低負荷低回転領域で実行される。

【０００４】一方、均質燃焼モードでは、燃料は吸気行
程で噴射される。噴射された燃料は、吸気と十分に混合
され、燃焼室内に燃焼容易な均質混合気が充満する。混
合気の空燃比はほぼ理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）、
あるいはやや小さくされ（例えばＡ／Ｆ＝１３）、リッ
チな状態で、高出力が確保される。均質燃焼モードは、
高出力が要求される、例えば高負荷高回転領域で実行さ
れる。

【０００５】このような筒内噴射式エンジンでは、高圧
の燃焼室内に所定量の燃料を短時間のうちに直接噴射す
る必要上、燃料噴射弁に高圧（例えば３〜１３ＭＰａ）
の燃料を供給する手段としての高圧燃料供給系が備えら
れる。この燃料供給系は高圧燃料ポンプや高圧レギュレ
ータ等を含む。そして、この高圧燃料供給系により燃料
噴射弁に供給される燃料の圧力を燃圧センサで検出し、
その実燃圧と、エンジンの運転状態（例えばエンジン回
転速度、燃料噴射量、燃焼室の温度状態等）に基いて別
途設定される目標燃圧との偏差が小さくなるように、上
記燃料供給系がフィードバック制御される。これによ
り、燃料噴射弁に所定パルス幅（開弁時間）の駆動パル
ス信号を出力したときに、所定量の燃料が燃焼室内に噴
射され、エンジンの運転状態ないし燃焼モードに合致し
た最適空燃比が達成される。

【０００６】このような燃料供給系の制御、ひいては燃
圧の制御は、例えば高圧燃料ポンプとして電動式の高圧
ポンプを用いた場合は、該電動式ポンプを制御すること
により達成される。あるいは高圧レギュレータとして電
磁弁を用いた場合は、該電磁弁を制御することにより達
成される。

【０００７】それゆえ、例えば高圧燃料ポンプや高圧レ
ギュレータ等、燃料供給系に異常や故障が生じ、燃圧の
コントロールができなくなって、実燃圧が目標燃圧から
大きくずれるようなことが起こると、同じパルス幅を与
えても燃料噴射弁からの燃料噴射量が増減変動して最適
空燃比が達成されなくなる。特に、成層燃焼モードの実
行中に、実燃圧と目標燃圧との燃圧偏差が大きくなる
と、次のような種々の不具合が発生する。

【０００８】すなわち、成層燃焼モードは、できるだけ
混合気をリーンな状態にし、燃料噴霧をプラグ周りに偏
在化させて爆発燃焼エネルギを得ようとするものであ
る。そのために、前述したように、噴射された燃料は、
ピストン冠面のキャビティやタンブル流等の吸気流動を
利用してプラグ周りに集められ、成層化する。このよう
な成層化がうまくいくかどうかは、キャビティ形状、タ
ンブル流速に加えて、燃料噴霧の貫徹力にも依存する。
よって、燃料噴射弁に供給される実燃圧が目標燃圧から
低いほうにずれてもまた高いほうにずれても、燃料噴射
弁からの燃料の噴射圧力が低下し又は過大となり、燃料
噴霧の貫徹力が弱まり又は強まって、いずれにしても燃
料噴霧の貫徹力とキャビティ形状又はタンブル流速との
対向のバランスが崩れて成層化がうまくいかず、着火が
困難となる。

【０００９】たとえ、成層化がうまくいっても、実燃圧
が目標燃圧から低いほうにずれている場合は、燃料噴射
量が不足し、空燃比が過度にリーンになっているから、
可燃性が足りず、やはり失火の可能性が大きくなる。も
っとも、この場合、駆動パルス信号のパルス幅を長くし
て燃料噴射量を増やすことは可能である。しかし、そう
すると、今度は開弁時間が長くなるぶん燃圧がさらに低
下し、燃料噴霧の貫徹力が余計に弱まって、ますます吸
気流動に対向できなくなり、成層化が一層困難なものと
なってしまう。また、燃圧がさらに低下することによ
り、燃料の微粒化・微霧化の促進が阻害されるという不
具合も併発する。

【００１０】一方、実燃圧が目標燃圧から高いほうにず
れた場合には、燃料噴霧の貫徹力が強まることから、ピ
ストン冠面やキャビティ壁面等への燃料の付着量が多く
なり、排気中の未燃炭化水素（ＨＣ）が増大するといっ
た不具合が併発する。のみならず、燃料の気化霧化の時
間が確保できないために、燃料が吸気流動に乗り難くな
り、これが成層化困難の一因ともなる。

【００１１】これに対処し得る技術として、特開２００
０−１４５５１７号公報には、実燃圧が目標燃圧より低
いときは、燃焼モードを均質燃焼モードに固定すること
が開示されている。こうすれば、たとえエンジンの運転
状態に基き成層燃焼モードが選択されても、均質燃焼モ
ードから成層燃焼モードへの切換えが禁止される。ある
いは、成層燃焼モードの実行中であれば、強制的に均質
燃焼モードに切り換えられる。これにより、上記のよう
に成層化がうまくいかずに失火が起こってエンジンスト
ールが発生するというような不具合が回避できる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記技術で
は、実燃圧が目標燃圧より低いことをもって直ちに成層
燃焼モードを規制するから、成層燃焼モードの最大の特
徴の１つである燃費の良さが犠牲になって好ましくな
く、エンジンの商品性が低下する。また、実燃圧が目標
燃圧より高いときの対策が提供されておらず、その場合
の成層化不良の問題及び排気エミッション低下の問題が
解決できない。

【００１３】本発明は、このような現状に鑑みてなされ
たもので、筒内噴射式エンジンにおける高圧燃料供給系
の異常や故障に伴い、燃圧制御が不能となって、実燃圧
が目標燃圧から低いほうにあるいは高いほうにずれたと
きの対応策を提供すること、特に、燃費、燃料噴霧の成
層化、排気エミッション等の種々の観点から改良された
対応策を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に記
載の発明は、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁
を備え、エンジンの運転状態に基いて燃焼モードを成層
燃焼モードと均質燃焼モードとの間で切り換えるように
したエンジンの制御装置であって、燃料噴射弁に燃料を
供給する燃料供給手段と、該供給手段により燃料噴射弁
に供給される燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、エ
ンジンの運転状態に基いて燃料噴射弁に供給する燃料の
圧力の目標値を設定する目標燃圧設定手段と、該設定手
段で設定される目標燃圧と上記検出手段で検出される実
燃圧との偏差が小さくなるように上記燃料供給手段を制
御する燃圧制御手段と、成層燃焼モードの実行中に上記
燃圧偏差が所定値より大きくなったときは、燃料噴射弁
による燃料噴射の態様を変更して成層燃焼モードを続行
する噴射態様変更手段とを備えていることを特徴とす
る。

【００１５】この発明によれば、成層燃焼モードの実行
中に実燃圧が目標燃圧から低いほうあるいは高いほうを
問わず所定値以上ずれたとしても、当面は燃料噴射弁に
よる燃料噴射の態様を変更することによって、成層燃焼
モードが続行されるから、成層燃焼モードの最大の特徴
の１つである燃費の良さが最大限に維持・活用され、エ
ンジンの商品性が損なわれない。その場合、燃料噴射態
様の変更によって成層燃焼モードが良好に続行されるこ
とで、成層化不良の問題及び排気エミッション低下の問
題も解消される。

【００１６】次に、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、成層燃焼モードの実行中に燃圧
偏差がより大きい第２の所定値より大きくなったとき
は、燃焼モードを均質燃焼モードに切り換える燃焼モー
ド切換手段を備えていることを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、成層燃焼モードの実行
中に実燃圧が目標燃圧からよほど大きくずれたときに初
めて燃焼モードが均質燃焼モードに切り換えられる。す
なわち、燃料噴射の態様の変更では対処しきれないほど
の大きな燃圧のずれが生じたときには、無理をせずに燃
焼モードを均質燃焼モードに切り換えて、失火ひいては
エンジンストールの問題、あるいは排気エミッション低
下の問題を確実に回避するようにしたのである。

【００１８】次に、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は２に記載の発明において、燃圧偏差が所定値より大
きくなった場合において、実燃圧が目標燃圧より低いと
きは、噴射態様変更手段は、燃料を分割噴射するものと
し、かつ、噴射タイミングを全体に早期化することを特
徴とする。

【００１９】この発明によれば、実燃圧が目標燃圧より
低いほうにずれたときの燃料噴射の態様の変更が具体化
される。すなわち、燃料噴射弁に供給される実燃圧が低
い場合は、まず燃料を分割噴射することにより、１回の
開弁時間を短くして、燃圧ないし燃料噴霧の貫徹力の過
度の落ち込みを防ぐ。これにより、燃料噴霧の貫徹力と
キャビティ形状又はタンブル流速との対向のバランスを
可及的に保持して良好な成層化に寄与する。燃料噴霧は
吸気流動に対向可能な状態に維持される。

【００２０】加えて、噴射タイミングを全体に早期化す
ることにより、低下気味の燃料噴霧の貫徹力を時間で補
い、やはりキャビティ形状又はタンブル流速との良好な
対向のバランスを保って燃料噴霧をプラグ周りに近づ
け、良好な成層化と、プラグ周りの空燃比の適正化を図
る。これにより、実燃圧が目標燃圧より低いときにおけ
る成層化不良の問題が解決される。

【００２１】次に、請求項４に記載の発明は、請求項１
又は２に記載の発明において、燃圧偏差が所定値より大
きくなった場合において、実燃圧が目標燃圧より高いと
きは、噴射態様変更手段は、燃料を分割噴射するものと
し、かつ、早く噴射するほうの噴射タイミングを早期化
することを特徴とする。

【００２２】この発明によれば、実燃圧が目標燃圧より
高いほうにずれたときの燃料噴射の態様の変更が具体化
される。すなわち、燃料噴射弁に供給される実燃圧が高
い場合は、まず燃料を分割噴射することにより、１回の
燃料噴射量を低減させ、ピストン冠面やキャビティ壁面
等への燃料の付着量を可及的に少なくし、排気エミッシ
ョン低下の問題を抑制する。

【００２３】加えて、早く噴射するほうの噴射タイミン
グを早期化することにより、後で噴射するほうの燃料
（噴射量は分割噴射により是正されている）でキャビテ
ィ形状又はタンブル流速との良好な対向のバランスを保
って燃料噴霧をプラグ周りに近づけ、良好な成層化と、
プラグ周りの空燃比の適正化とを図る。早く噴射したほ
うの燃料は気化霧化の時間が確保されて、弱成層燃焼状
態となる。これにより、実燃圧が目標燃圧より高いとき
における成層化不良の問題及び排気エミッション低下の
問題が解決される。

【００２４】なお、以上において、燃料を分割噴射する
かどうかは、本来的には、エンジン制御の別の側面から
定められるのが通例である。よって、例えばエンジンの
運転状態が非分割噴射（単一噴射）の運転領域にあると
きは、噴射態様変更手段は、燃料の噴射態様を強制的に
分割噴射に切り換えることになる。これに対し、エンジ
ンの運転状態がもともと分割噴射の運転領域にあるとき
には、噴射態様変更手段は、燃料の噴射態様をそのまま
分割噴射に維持すればよいことになる。以下、発明の実
施の形態を通して本発明をさらに詳しく説明する。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
筒内噴射式エンジン１の全体構成を示す。このエンジン
１は複数の気筒２…２（１つのみ図示）が直列に配置さ
れたシリンダブロック３と該シリンダブロック３に載置
されたシリンダヘッド４とを有する。各気筒２内にピス
トン５が上下に往復動自在に嵌挿されて燃焼室６を画成
している。シリンダブロック３にクランク軸７が回転自
在に支持され、該クランク軸７にピストン５がコネクテ
ィングロッド８で連結されている。クランク軸７の一端
側にクランク角を検出する電磁ピックアップ式のクラン
ク角センサ９が配設されている。

【００２６】燃焼室６はペントルーフ型である。燃焼室
６の天井部はシリンダヘッド４の下端部まで延びる２つ
の傾斜面で屋根形状に構成されている。各傾斜面に２つ
の吸気ポート１０，１０又は排気ポート１１，１１（そ
れぞれ１つのみ図示）が開口している。各開口に吸気弁
１２又は排気弁１３が備えられている。吸気ポート１
０，１０は燃焼室６から斜め上方に直線的に延び、エン
ジン１の側面（図１の右側面）にそれぞれ独立して開口
している。排気ポート１１，１１は燃焼室６からすぐに
水平に延び、途中で１つに合流してエンジン１の他の側
面（図１の左側面）に開口している。

【００２７】このエンジン１は周知の可変動弁機構１
４，１４を備えている。すなわち、吸気弁１２及び排気
弁１３を開閉動作させる吸気側及び排気側の各カム軸
（図示せず）のクランク軸７に対する回転位相がそれぞ
れ可変動弁機構１４，１４により所定角度範囲内で連続
的に変化され、これにより、吸気弁１２及び排気弁１３
の開閉作動時期が独立に変更される。

【００２８】燃焼室６の頂上部に上記４つの吸排気弁１
２，１２，１３，１３に囲まれて点火プラグ１６が配設
されている。点火プラグ１６の先端の電極は燃焼室６の
天井部から所定長さだけ突出した位置にある。一方、点
火プラグ１６の基端部は点火回路１７に接続され、該点
火回路１７から各気筒２毎に所定の点火タイミングで各
点火プラグ１６が通電される。燃焼室６の底部を構成す
るピストン５の冠面は対向する燃焼室６の天井部に沿う
ような形状である。ピストン５の冠面の中央部に所定形
状の凹部５ａ（図３参照）が形成されている。

【００２９】燃焼室６の天井部において吸気ポート１
０，１０に挟まれるようにインジェクタ（燃料噴射弁）
１８が燃焼室６を臨んで配置されている。このインジェ
クタ１８は吸気ポート１０，１０のやや下方の位置から
燃料を燃焼室６内に直接噴射する。このインジェクタ１
８は先端部の噴孔から燃料を旋回流にして噴出させる公
知のスワールインジェクタである。噴射された燃料はイ
ンジェクタ１８の軸心と同軸にホローコーン状となる。
このインジェクタ１８では、燃料の噴射圧力を高くする
ほど、また噴霧の拡がり角を小さくするほど、燃料噴霧
の貫徹力が高くなる。

【００３０】各インジェクタ１８…１８の基端部は全気
筒２…２に共通の燃料分配管１９に接続されている。燃
料分配管１９は燃料供給系２０から供給される高圧の燃
料を各気筒２…２に分配する。高圧燃料供給系２０は例
えば図２（ａ）に示すように構成される。燃料分配管１
９と燃料タンク２１とを連通する燃料通路２２の上流側
から下流側に順に低圧燃料ポンプ２３と低圧レギュレー
タ２４と燃料フィルタ２５と高圧燃料ポンプ２６と高圧
レギュレータ２７とが配設されている。

【００３１】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で調圧
され、フィルタ２５で濾過され、高圧燃料ポンプ２６に
圧送される。高圧燃料ポンプ２６及び高圧レギュレータ
２７はリターン通路２９で燃料タンク２１と接続してい
る。リターン通路２９には燃料タンク２１に戻す燃料の
圧力を整えるための低圧レギュレータ２８が備えられて
いる。高圧燃料ポンプ２６によって昇圧した燃料の一部
が高圧レギュレータ２７によって流量調節されながらリ
ターン通路２９を通って燃料タンク２１に戻される。

【００３２】高圧レギュレータ２７は電磁弁を用いて構
成されている。すなわち、電磁弁に対する通電時間や通
電時期を制御することにより高圧レギュレータ２７を制
御し、その結果、燃料分配管１９へ供給する燃料の圧力
状態を適正値（例えば３〜１３ＭＰａ、成層燃焼運転時
は４〜７ＭＰａ）に調節する。この図２（ａ）の燃料供
給系２０では、高圧レギュレータ２７がインジェクタ１
８による燃料の噴射圧力つまり燃料噴霧の貫徹力を調節
することになる。燃料分配管１９に燃料供給系２０から
インジェクタ１８に供給される燃圧を検出する燃圧セン
サ５３が設けられている。

【００３３】これに代えて図２（ｂ）に示すような構成
の高圧燃料供給系２０′を採用してもよい。この燃料供
給系２０′では、高圧燃料ポンプとして燃料の吐出量を
広い範囲に亘って変更可能な電動式の高圧ポンプ２６′
を用いている。この電動式ポンプ２６′を制御すること
により該ポンプ２６′から燃料分配管１９への燃料の吐
出量を調整することができ、これにより、燃料分配管１
９へ供給する燃料の圧力状態を制御することが可能とな
る。この場合、電動式高圧ポンプ２６′がインジェクタ
１８による燃料の噴射圧力を調節することになる。この
図２（ｂ）の燃料供給系２０では、高圧レギュレータ２
７やリターン通路２９が省略できる。

【００３４】図１に戻り、エンジン１の側面（図１の右
側面）に吸気通路３０が配設されている。吸気通路３０
は各気筒２の吸気ポート１０，１０に連通し、図外のエ
アクリーナで濾過した吸気を燃焼室６に供給する。吸気
通路３０には上流側から下流側に順にエンジン１に吸入
される吸入空気量を検出するホットワイヤ式のエアフロ
ーセンサ３１と吸気通路３０の開度を調節する電気式の
スロットル弁３２とサージタンク３３等が配設されてい
る。スロットル弁３２は、図示しないが、アクセルペダ
ルと機械的に連結されておらず、電動式の駆動モータに
より駆動される。

【００３５】サージタンク３３より下流側の吸気通路３
０は各気筒２毎に分岐する独立通路である。各独立通路
の下流端部がさらに２つに分岐して各吸気ポート１０，
１０に連通している。各吸気ポート１０の上流側に燃焼
室６内に生成するタンブル流Ｔ（図３参照）の流速を調
節するための吸気流動（エアモーション、エアガイド）
調節弁３４が配設されている。この弁３４は円形のバタ
フライ弁の一部を切り欠いた形状であり、好ましくはス
テッピングモータで精密に開閉駆動される。吸気流動調
節弁３４が閉じると吸気が該弁３４の切り欠き部分のみ
から下流側に流れて燃焼室６に強いタンブル流Ｔが生成
する。一方、吸気流動調節弁３４が開くに従い吸気は該
弁３４の切り欠き部分以外からも流通するようになり、
タンブル流Ｔの強度は徐々に弱められる。

【００３６】図３（ｂ）〜（ｃ）に示すように、気筒２
の圧縮行程において点火プラグ１６の電極とピストン５
の冠面との間をインジェクタ１８に向うようにタンブル
流Ｔが流れている。吸気流動調節弁３４及びステッピン
グモータはこのタンブル流Ｔの流速を増減制御すること
になる。

【００３７】図１に戻り、エンジン１の他の側面（図１
の左側面）に燃焼室６から既燃ガス（排気）を排出する
排気通路３６が配設されている。排気通路３６の上流端
部は各気筒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３７である。排気マニホルド３７の集合部
に排気中の残存酸素濃度を検出するリニアＯ_２センサ３
８が配設されている。このセンサ３８の検出結果により
燃焼室６内の混合気の空燃比が検出される。このセンサ
３８は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を生成する。

【００３８】排気マニホルド３７の集合部に排気管３９
の上流端が接続され、排気管３９の下流端に排気浄化の
ための触媒装置４０が接続されている。この触媒装置４
０は排気中の酸素濃度が高い雰囲気下でＮＯｘを吸収す
る一方、排気中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯｘ
を放出しかつ還元浄化するＮＯｘ吸収還元型の触媒装置
である。この触媒装置４０は理論空燃比近傍では三元触
媒と同じレベルの高い排気浄化性能を発揮する。触媒装
置４０の下流側に該触媒装置４０の劣化状態の判定に用
いる公知のラムダＯ_２センサ４１が配設されている。こ
のセンサ４１は理論空燃比を境に出力がステップ状に反
転する。なお、ＮＯｘ吸収還元型触媒装置４０に直列に
三元触媒を配置してもよい。

【００３９】排気管３９の上流部にＥＧＲ通路４３の上
流端が開口している。ＥＧＲ通路４３は排気通路３６を
流れる排気の一部を吸気通路３０に還流させる。ＥＧＲ
通路４３の下流端はスロットル弁３２の下流で吸気通路
３０に接続されている。ＥＧＲ通路４３の下流端近傍に
電気式のＥＧＲ弁４４が配設され、この弁を用いてＥＧ
Ｒ通路４３を通る排気の還流量を調節する。

【００４０】エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
５０は、上記の可変動弁機構１４，１４、各気筒２…２
毎の点火プラグ１６…１６の点火回路１７、インジェク
タ１８…１８、燃料供給系２０の高圧レギュレータ２７
（図２（ａ）の構成の場合）もしくは電動式高圧ポンプ
２６′（図２（ｂ）の構成の場合）、電気式スロットル
弁３２（の駆動モータ）、吸気流動調節弁３４（のステ
ッピングモータ）、電気式ＥＧＲ弁４４等の作動を制御
する。ＥＣＵ５０は、少なくとも、クランク角センサ
９、エアフローセンサ３１、リニアＯ_２センサ３８、ラ
ムダＯ_２センサ４１等からの各出力信号を入力すると共
に、アクセルペダルの開度（アクセル操作量）を検出す
るアクセル開度センサ５１からの出力信号、エンジン１
の回転速度（クランク軸７の回転速度）を検出する回転
速度センサ５２からの出力信号、燃料供給系２０からイ
ンジェクタ１８に供給される燃圧を検出する燃圧センサ
５３からの出力信号等を入力する。

【００４１】ＥＣＵ５０は、これらの入力信号が示すエ
ンジン１の運転状態に基いて、吸排気弁１２，１２，１
３，１３の開閉作動時期、インジェクタ１８による燃料
噴射量・噴射時期・噴射圧力（燃料噴霧の貫徹力）、ス
ロットル弁３２により調節される吸入空気量、吸気流動
調節弁３４により調節されるタンブル流Ｔの流速・強
さ、ＥＧＲ弁４４により調節される排気の還流割合等を
制御する。

【００４２】図４に１例を示すように、エンジン１の温
間状態では、低負荷かつ低回転側の運転領域が成層燃焼
を実行すべき領域とされる。この成層燃焼領域では、気
筒２の圧縮行程における所定時期（例えば、成層燃焼運
転時において、図（ａ）に示すように、圧縮上死点前Ｂ
ＴＤＣ４０°〜１４０°の範囲）に、インジェクタ１８
から燃料が噴射される。燃料噴霧は点火プラグ１６の電
極の近傍で層状に偏在し、この状態で点火プラグ１６に
より火花点火されて燃焼される（成層燃焼モード）。こ
の成層燃焼モードでは、エンジン１の吸気損失を低減さ
せるためにスロットル弁３２の開度が相対的に大きくさ
れる。これにより燃焼室６内の平均的な空燃比が理論空
燃比よりもリーンな状態（大きな値）となり（例えばＡ
／Ｆ＞２５）、燃費の向上が図られる。

【００４３】一方、成層燃焼領域以外の、高負荷〜高回
転側の運転領域は均質燃焼を実行すべき領域とされる。
この均質燃焼領域では、気筒２の吸気行程でインジェク
タ１８から燃料が噴射される。噴射された燃料は吸気と
十分に混合し、混合気は燃焼室６内に均質な状態で充満
し、この状態で点火プラグ１６により火花点火されて燃
焼される（均質燃焼モード）。この均質燃焼モードで
は、ほとんどの運転領域において、混合気の空燃比が略
理論空燃比（Ａ／Ｆ≒１４．７）になるように、燃料噴
射量やスロットル開度等が制御される。ただし、全負荷
領域等では、空燃比を理論空燃比よりもリッチな状態
（小さな値）にする（例えばＡ／Ｆ＝１３）。これによ
り、高負荷に対応した高出力が得られる。

【００４４】さらに、エンジン１の温間時において、図
４に斜線で示す領域がＥＧＲ領域である。この領域で
は、ＥＧＲ弁４４を開いて排気の一部を吸気通路３０側
に還流させ、ＮＯｘの生成を抑制する。このとき、ＥＧ
Ｒ弁４４の開度が、エンジン１の負荷状態及び回転速度
に応じて、少なくとも高負荷側ほどＥＧＲ率（排気の還
流割合）が小さくなるように調節される。これにより、
高出力要求時にエンジン１の出力不足、及び燃焼安定性
の低減等が防がれる。なお、エンジン１の冷間時は、燃
焼安定性の確保を最優先に考えて、エンジン１の全ての
運転領域で均質燃焼モードとする。また、ＥＧＲ領域を
なくし、ＥＧＲ弁４４を常に全閉とする。

【００４５】また、図５に１例を示すように、比較的低
負荷低回転の運転領域と、極低負荷で高回転の運転領域
とでは、燃料はインジェクタ１８から単一噴射される。
つまりインジェクタ１８の１回の開弁で燃料の全量を噴
ききるようにする（図１０（ａ）参照）。よって単一噴
射領域は燃料要求量が比較的少ない低負荷低回転領域に
設定されている。これに対し、比較的高負荷の運転領域
では、回転速度に関係なく、燃料はインジェクタ１８か
ら分割噴射される。つまりインジェクタ１８の複数回
（典型的には２回）の開弁で燃料の全量を噴ききるよう
にする（図１１（ａ）参照）。よって分割噴射領域は燃
料要求量が比較的多い高負荷領域に設定されている。図
４に示す制御マップと図５に示す制御マップとはそれぞ
れ別の目的達成のために用いられる。よって、成層燃焼
モードで単一噴射されることもあるし分割噴射されるこ
ともある。均質燃焼モードでも同様である。

【００４６】このエンジン１では、上述のように、成層
燃焼モードで運転するときに、燃焼室６内に発生するタ
ンブル流Ｔを最大限に活用し、このタンブル流Ｔによっ
て燃料噴霧の挙動を制御して、混合気の適切な成層化、
及び成層圏の空燃比の適正化を図っている。つまり、エ
ンジン１の運転状態が成層燃焼領域にあるときは、図３
（ａ）に示すように、各気筒２の吸気行程で生成される
タンブル流Ｔを、図３（ｂ）に示すように、該気筒２の
圧縮行程の後期まで保持させる。そして、このタンブル
流Ｔに対向して、インジェクタ１８から燃料をほぼ正対
する方向から衝突させるように噴射する。

【００４７】こうすることにより、燃料噴霧はタンブル
流Ｔにより徐々に減速されながら点火プラグ１６側に移
動していき、その間に燃料液滴の気化霧化や空気との混
合が促進される。そして、当該気筒２の点火時期におい
て、図３（ｃ）に濃く示すように可燃混合気となって点
火プラグ１６の電極付近に滞留する。そのために、高圧
レギュレータ２７又は電動式高圧ポンプ２６′で調節さ
れるインジェクタ１８からの燃料噴霧の貫徹力が、吸気
流動調節弁３４で調節されるタンブル流Ｔの流速に応じ
て調節される。また、気筒２の点火時期から逆算した所
定のタイミングでインジェクタ１８が所定パルス幅だけ
開弁されて燃料が所定量噴射される。このようなインジ
ェクタ１８の作動制御は、ＥＣＵ５０により、所定の制
御プログラムに従って行われる。

【００４８】次に、このエンジン１における燃焼モード
の切換制御を図６〜図７に示すフローチャートに従って
説明する。このプログラムはエンジン１の運転中所定の
制御周期で繰り返し実行される。まず、ステップＳ１
で、エンジン回転速度、エンジン負荷、エンジン温度、
実燃圧、運転モード（図４の燃焼モードや図５の噴射モ
ードを含む）等の各種状態量を検出する。

【００４９】次いで、ステップＳ２で、エンジン回転速
度、エンジン負荷、エンジン温度、運転モード等の各種
パラメータに基いて目標燃圧を設定したのち、ステップ
Ｓ３で、燃圧偏差ΔＦを算出する。ここで、燃圧偏差Δ
Ｆは（実燃圧−目標燃圧）とする。すなわち、実燃圧が
目標燃圧より高いときは、燃圧偏差ΔＦはプラスの値と
なり、逆に実燃圧が目標燃圧より低いときは、燃圧偏差
ΔＦはマイナスの値となる。

【００５０】次いで、ステップＳ４で、燃焼モードを判
定し、成層燃焼モードであればステップＳ５に進み、均
質燃焼モードであればステップＳ１２に進む。ステップ
Ｓ５では（成層燃焼モードの実行中は）、燃圧偏差ΔＦ
がプラス側の第１の所定値ΔＦ１より大きいか否かを判
定する。この所定値ΔＦ１は、図８に示すように、後述
する他の所定値ΔＦ１′，ΔＦ２，ΔＦ２′と同様、エ
ンジン回転速度に応じて設定される。

【００５１】ステップＳ５でＮＯのとき（ΔＦ≦ΔＦ１
のとき）は、ステップＳ６で、燃圧偏差ΔＦがマイナス
側の第１の所定値ΔＦ１′のマイナス値より小さいか否
かを判定する。このマイナス側の所定値ΔＦ１′は、図
８に示すように、上記プラス側所定値ΔＦ１より大きい
値とされる。そして、ステップＳ６でもＮＯのとき（Δ
Ｆ≧−ΔＦ１′のとき）は、ステップＳ７において、噴
射パルス及び噴射タイミングの適正化制御を行い、成層
燃焼モードをそのまま通常実行する。

【００５２】すなわち、この場合は、高圧燃料供給系２
０が正常で燃圧制御ができており、その結果、燃圧偏差
ΔＦがプラス側にもマイナス側にも第１所定値ΔＦ１，
ΔＦ１′より大きくなっておらず、燃圧偏差ΔＦは第１
所定値ΔＦ１，ΔＦ１′以内に収まっている（−ΔＦ
１′≦ΔＦ≦ΔＦ１）。換言すれば、燃圧偏差ΔＦは、
もしあったとしても、許容範囲内又は誤差範囲内にあ
る。よって、図９に示すように、このような場合は、そ
のまま通常通り成層燃焼モードを実行し、燃費の向上を
図るのである。

【００５３】なお、このとき、燃圧偏差ΔＦが可及的に
小さくなるように、上記高圧燃料供給系２０の高圧レギ
ュレータ２７あるいは電動高圧ポンプ２６′がフィード
バック制御される。これにより、適正化した噴射パルス
幅（開弁時間）の駆動パルス信号をインジェクタ１８に
出力したときに、該インジェクタ１８から適正量の燃料
が燃焼室６内に噴射され、空燃比がエンジンの運転状態
ないし燃焼モードに合致した最適の空燃比に収束する。

【００５４】これに対し、ステップＳ５でＹＥＳのとき
（ΔＦ＞ΔＦ１のとき）は、ステップＳ８に進んで、燃
圧偏差ΔＦがプラス側の第２の所定値ΔＦ２より大きい
か否かを判定する。この第２の所定値ΔＦ２は、図８に
示すように、上記第１所定値ΔＦ１より大きい値とされ
る。そして、ステップＳ８でＹＥＳのとき（ΔＦ＞ΔＦ
２のとき）は、ステップＳ１２に進んで、この成層燃焼
モードから均質燃焼モードに移行する。

【００５５】同様に、ステップＳ６でＹＥＳのとき（Δ
Ｆ＜−ΔＦ１′のときは）、ステップＳ１０に進んで、
燃圧偏差ΔＦがマイナス側の第２の所定値ΔＦ２′のマ
イナス値より小さいか否かを判定する。このマイナス側
の第２の所定値ΔＦ２′は、図８に示すように、上記マ
イナス側第１所定値ΔＦ１′やプラス側第２所定値ΔＦ
２より大きい値とされる。そして、ステップＳ１０でＹ
ＥＳのとき（ΔＦ＜−ΔＦ２′のとき）は、ステップＳ
１２に進んで、やはりこの成層燃焼モードから均質燃焼
モードに移行する。

【００５６】すなわち、この場合は、高圧燃料供給系２
０の高圧燃料ポンプ２６又は２６′やレギュレータ２７
等の異常や故障に起因して、燃圧偏差ΔＦがプラス側又
はマイナス側に第１所定値ΔＦ１，ΔＦ１′よりもさら
に大きな第２所定値ΔＦ２，ΔＦ２′より大きくなって
いる（ΔＦ１＜ΔＦ２＜ΔＦ又はΔＦ＜−ΔＦ２′＜−
ΔＦ１′）。換言すれば、実燃圧が目標燃圧から高いほ
うあるいは低いほうに大きくずれており、このまま成層
燃焼モードを維持していると、失火し、ひいてはエンジ
ンストールが起こり、あるいは排気エミッションが低下
する。よって、図９に示すように、このような場合は、
無理をせずに燃焼モードを成層燃焼モードから均質燃焼
モードに切り換えて、上記問題を確実に回避するのであ
る。

【００５７】これに対し、ステップＳ８でＮＯのとき
（ΔＦ≦ΔＦ２のとき）、及びステップＳ１０でＮＯの
とき（ΔＦ≧−ΔＦ２′のとき）は、それぞれステップ
Ｓ９又はＳ１１に進んで、いずれもインジェクタ１８に
よる燃料噴射の態様を変更することにより成層燃焼モー
ドを継続する。

【００５８】すなわち、この場合は、高圧燃料供給系２
０の高圧燃料ポンプ２６又は２６′やレギュレータ２７
等に異常や故障が生じて、その結果、燃圧偏差ΔＦがプ
ラス側又はマイナス側に第１所定値ΔＦ１，ΔＦ１′よ
り大きくはなっているが、第２所定値ΔＦ２，ΔＦ２′
より大きくはなっていない（ΔＦ１＜ΔＦ≦ΔＦ２又は
−ΔＦ２′≦ΔＦ＜−ΔＦ１′）。換言すれば、実燃圧
が目標燃圧から高いほうあるいは低いほうにずれてお
り、このまま通常通りの成層燃焼モードを続行している
と、失火ひいてはエンジンストールの問題、あるいは排
気エミッション低下の問題が起こる可能性があるが、当
面はインジェクタ１８による燃料噴射の態様を変更する
ことで対処可能な状態である。

【００５９】よって、図９に示すように、このような場
合には、燃焼モードを直ちに均質燃料モードに切り換え
ることはせず、インジェクタ１８による燃料噴射の態様
を変更することによって、成層燃焼モードをできるだけ
維持・継続するように努めるのである。これにより、成
層燃焼モードの最大の特徴の１つである燃費の良さが最
大限活かされ、このエンジン１の商品性が損なわれな
い。しかも、燃料噴射態様の変更によって成層燃焼モー
ドを良好な状態で維持・継続することで、成層化不良の
問題や排気エミッション低下の問題も抑制される。

【００６０】具体的には、ステップＳ９のように、実燃
圧が目標燃圧より高いとき（燃圧偏差ΔＦがプラスの値
のとき）は、燃料を分割噴射するものとし（図５の単一
噴射領域にあるときは分割噴射に切り換え、あるいは分
割噴射領域にあるときはそのまま分割噴射を維持す
る）、かつ、早く噴射するほうの噴射タイミングを早期
化する。

【００６１】例えば、図１０（ａ）に示すように、通常
の成層燃焼モードで燃料を圧縮上死点前ＢＴＤＣ４０°
〜１４０°の範囲で単一噴射していたとすると、図１０
（ｂ）に示すように、燃料噴射を２つに分割したうえ
で、先に噴射するほうの噴射タイミングをＢＴＤＣ４０
°より前に進角させる。あるいは、図１１（ａ）に示す
ように、通常の成層燃焼モードで燃料を圧縮上死点前Ｂ
ＴＤＣ４０°〜１４０°の範囲で分割噴射していたとす
ると、図１１（ｂ）に示すように、先に噴射するほうの
噴射開始タイミングをＢＴＤＣ４０°より前に進角させ
る。

【００６２】このように、インジェクタ１８に供給され
る実燃圧（燃料の噴射圧力ひいては燃料噴霧の貫徹力）
が高い場合は、まず燃料を分割噴射することによって、
１回の燃料噴射量を低減させ、ピストン５の冠面や凹部
５ａ等への燃料の付着量を可及的に少なくし、排気エミ
ッション低下の問題を抑制する。なお、もともと分割噴
射しているときに（例えば２回）さらに分割噴射（例え
ば３回）するようにしてもよい。

【００６３】加えて、早く噴射するほうの噴射タイミン
グを早期化することによって、後で噴射するほうの燃料
（その噴射量は分割噴射により是正されている）でタン
ブル流Ｔの流速との良好な対向のバランスを保って燃料
噴霧を点火プラグ１６の電極の周りに近づけ、良好な成
層化と、プラグ１６周りの空燃比の適正化とを図る。ま
た、早く噴射した燃料は気化霧化の時間が確保されて、
弱成層燃焼状態となる。以上により、実燃圧が目標燃圧
より高いときにおける成層化不良の問題及び排気エミッ
ション低下の問題が抑制できる。

【００６４】これに対し、ステップＳ１１のように、実
燃圧が目標燃圧より低いとき（燃圧偏差ΔＦがマイナス
の値のとき）は、同じく燃料を分割噴射するものとし、
かつ、噴射タイミングを全体的に早期化する。

【００６５】例えば、図１０（ａ）に示すように、通常
の成層燃焼モードで燃料を圧縮上死点前ＢＴＤＣ４０°
〜１４０°の範囲で単一噴射していたとすると、図１０
（ｃ）に示すように、燃料噴射を２つに分割したうえ
で、両方の噴射タイミングを前に進角させる（後で噴射
するほうの噴射終了タイミングをＢＴＤＣ１４０°より
前に進角させる）。あるいは、図１１（ａ）に示すよう
に、通常の成層燃焼モードで燃料を圧縮上死点前ＢＴＤ
Ｃ４０°〜１４０°の範囲で分割噴射していたとする
と、図１１（ｃ）に示すように、両方の噴射タイミング
を前に進角させる。

【００６６】このように、インジェクタ１８に供給され
る実燃圧（燃料の噴射圧力ひいては燃料噴霧の貫徹力）
が低い場合は、まず燃料を分割噴射することによって、
１回の開弁時間を短くし、燃料の噴射圧力ないし燃料噴
霧の貫徹力が過度に低下することを防ぐ。これにより、
燃料噴霧の貫徹力とタンブル流Ｔの流速との対向のバラ
ンスを可及的に保持して良好な成層化に寄与する。燃料
噴霧はタンブル流Ｔに対向可能な状態に維持される。な
お、もともと分割噴射しているときに（例えば２回）さ
らに分割噴射（例えば３回）するようにしてもよい。

【００６７】加えて、噴射タイミングを全体に早期化す
ることにより、低下気味の燃料噴霧の貫徹力を時間で補
い（噴射圧力が低いと燃料噴霧がタンブル流Ｔと衝突・
対向すべき位置まで到達するのに長い時間がかかるの
を、早く噴射することにより時間でカバーする）、これ
によっても、タンブル流Ｔとの良好な対向のバランスを
保って燃料噴霧を点火プラグ１６の電極の周りに近づ
け、良好な成層化と、プラグ１６周りの空燃比の適正化
を図る。以上により、実燃圧が目標燃圧より低いときに
おける成層化不良の問題が抑制できる。

【００６８】ここで、図８（ａ）及び（ｂ）に示したよ
うに、各判定用所定値ΔＦ１，ΔＦ１′，ΔＦ２，ΔＦ
２′は、エンジン回転速度が低いほど小さい値に設定さ
れる。つまり、エンジン回転速度が低いときは、高いと
きに比べて、通常の成層燃焼運転から燃料噴射態様を変
更しての成層燃焼維持運転への切換え、及び成層燃焼維
持運転から均質燃焼運転への切換えが行われ易い傾向と
なる。これは、エンジン回転速度が低いほど燃焼が不安
定であるから（すなわち低回転領域は燃焼安定性に足ら
ない領域であるから）、失火ないしエンジンストールの
可能性をできるだけ早期に払拭するためである。

【００６９】また、図８（ａ）と（ｂ）とを比較して明
らかなように、プラス側の判定用所定値ΔＦ１，ΔＦ２
は、対応するマイナス側の判定用所定値ΔＦ１′，ΔＦ
２′より小さい値とされている。つまり、実燃圧が目標
燃圧より高いときは、低いときに比べて、通常の成層燃
焼運転から燃料噴射態様を変更しての成層燃焼維持運転
への切換え、及び成層燃焼維持運転から均質燃焼運転へ
の切換えが行われ易い傾向となる。

【００７０】これは、燃圧が高いときは、前述したよう
に、成層化不良の問題だけでなく排気エミッション低下
の問題も余分に発生すること、及び燃料噴射態様を変更
しての成層燃焼維持運転が比較的困難であることを主た
る理由とする。これに対し、燃圧が低いときは、燃料の
噴射態様（分割噴射や噴射時期）を変更しなくても、例
えば駆動パルス信号のパルス幅を長くして燃料噴射量を
増やすことにより成層化の維持を図ることが可能であ
り、また、燃料噴射態様を変更して成層燃焼運転を維持
・継続することのできる範囲が比較的広いのである。

【００７１】図７のステップＳ１２以下の均質燃焼モー
ドはおよそ次のように行われる。ステップＳ１２で、実
燃圧に基き噴射パルス及び噴射タイミングの適正値を演
算し、その結果、演算された噴射パルス幅が、所定の最
小限界値τｍｉｎより小さいこともなく、また所定の最
大限界値τｍａｘより大きいこともない場合は、ステッ
プＳ１３，Ｓ１４を経由して、ステップＳ１５で、噴射
パルス及び噴射タイミングの適正化制御を行い、均質燃
焼モードを通常通りに実行する。ここで、噴射パルス幅
の最小限界値τｍｉｎ及び最大限界値τｍａｘは、イン
ジェクタ１８の能力的・機械的要素から決定される。

【００７２】噴射パルス幅が最小限界値τｍｉｎより小
さいときは、ステップＳ１６で、噴射パルス幅を該最小
限界値τｍｉｎとし、噴射タイミングを例えばステップ
Ｓ１２で演算した噴射タイミングとする。併せて、無負
荷の場合は、エンジン回転数を上昇させ、有負荷の場合
は、点火時期及びスロットル開度を制御して、トルク及
び空燃比の適正化を図る。

【００７３】噴射パルス幅が最大限界値τｍａｘより大
きいときは、ステップＳ１７で、噴射パルス幅を該最大
限界値τｍａｘとし、噴射タイミングを例えばステップ
Ｓ１２で演算した噴射タイミングとする。

【００７４】なお、この実施の形態に係るエンジンは、
タンブル流等の吸気流動（エアモーション、エアガイ
ド）を利用して燃料をプラグ周りに集め、偏在化させ
て、成層化を図るものであったが、これに代えて、ピス
トン冠面に形成したキャビティ（ウオールガイド）を利
用して燃料の成層化を図るものであってもよい。

【００７５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、筒内噴
射式エンジンにおける高圧燃料供給系の異常や故障に伴
い、燃圧制御が不能となって、実燃圧が目標燃圧から低
いほうにあるいは高いほうにずれたときの対応策、特
に、燃費、燃料噴霧の成層化、排気エミッション等の種
々の観点から改良された対応策が提供される。本発明
は、燃焼室内に直接燃料を噴射し、燃焼モードが成層燃
焼モードと均質燃焼モードとの間で切換可能な構成のエ
ンジン一般への幅広い利用が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るエンジンのシステ
ム構成図である。

【図２】同エンジンの燃料供給系の構成図である。

【図３】同エンジンの気筒の吸気行程でタンブル流が
生成される様子と、該気筒の圧縮行程後期の点火時期に
おいて上記タンブル流を利用して点火プラグの電極周辺
に可燃混合気が滞留する様子とを示す説明図である。

【図４】同エンジンを成層燃焼モード又は均質燃焼モ
ードとする運転領域を設定した制御マップの１例を示す
図である。

【図５】同エンジンを単一噴射モード又は分割噴射モ
ードとする運転領域を設定した制御マップの１例を示す
図である。

【図６】同エンジンの燃焼モード切換制御プログラム
のフローチャートの１例であり、専ら成層燃焼の動作部
分を示すものである。

【図７】同じく燃焼モード切換制御プログラムのフロ
ーチャートの１例であり、専ら均質燃焼の動作部分を示
すものである。

【図８】燃圧偏差の判定用所定値とエンジン回転速度
との関係、及び所定値間の大小関係を例示するマップで
ある。

【図９】プラス方向又はマイナス方向の燃圧偏差と燃
焼モードとの関係を示す説明図である。

【図１０】成層燃焼モードを維持・継続するために行
う燃料噴射態様の変更の１例を示す説明図であり、エン
ジンの運転状態が単一噴射領域にある場合のものであ
る。

【図１１】同じく燃料噴射態様の変更の１例を示す説
明図であり、エンジンの運転状態が分割噴射領域にある
場合のものである。

【符号の説明】

１エンジン（筒内噴射式）２気筒５ピストン６燃焼室１０吸気ポート１１排気ポート１２吸気弁１３排気弁１６点火プラグ１８インジェクタ（燃料噴射弁）２０燃料供給系（燃料供給手段）２６高圧燃料ポンプ２７高圧レギュレータ５０ＥＣＵ（目標燃圧設定手段、燃圧制御手段、
噴射態様変更手段、燃焼モード切換手段）５３燃圧センサ（燃圧検出手段）Ｔタンブル流

フロントページの続き (72)発明者南谷邦公広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者南風原洋広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者荒川博之広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者平野拓男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） 3G301 HA13 HA15 HA17 HA19 JA02 JA21 JA31 KA08 KA09 KA24 KA25 LA07 LB07 LC04 MA01 MA18 MA19 MA26 MA27 NA08 NC02 ND01 NE11 NE14 NE15 PA01Z PB08A PB08Z PD03Z PD04Z PD09Z PE01Z PF03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射
弁を備え、エンジンの運転状態に基いて燃焼モードを成
層燃焼モードと均質燃焼モードとの間で切り換えるよう
にしたエンジンの制御装置であって、燃料噴射弁に燃料
を供給する燃料供給手段と、該供給手段により燃料噴射
弁に供給される燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、
エンジンの運転状態に基いて燃料噴射弁に供給する燃料
の圧力の目標値を設定する目標燃圧設定手段と、該設定
手段で設定される目標燃圧と上記検出手段で検出される
実燃圧との偏差が小さくなるように上記燃料供給手段を
制御する燃圧制御手段と、成層燃焼モードの実行中に上
記燃圧偏差が所定値より大きくなったときは、燃料噴射
弁による燃料噴射の態様を変更して成層燃焼モードを続
行する噴射態様変更手段とを備えていることを特徴とす
るエンジンの制御装置。
【請求項２】成層燃焼モードの実行中に燃圧偏差がよ
り大きい第２の所定値より大きくなったときは、燃焼モ
ードを均質燃焼モードに切り換える燃焼モード切換手段
を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンジ
ンの制御装置。
【請求項３】燃圧偏差が所定値より大きくなった場合
において、実燃圧が目標燃圧より低いときは、噴射態様
変更手段は、燃料を分割噴射するものとし、かつ、噴射
タイミングを全体に早期化することを特徴とする請求項
１又は２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】燃圧偏差が所定値より大きくなった場合
において、実燃圧が目標燃圧より高いときは、噴射態様
変更手段は、燃料を分割噴射するものとし、かつ、早く
噴射するほうの噴射タイミングを早期化することを特徴
とする請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。