JP2003201897A - Control device of engine - Google Patents

Control device of engine

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JP2003201897A
JP2003201897A JP2002002052A JP2002002052A JP2003201897A JP 2003201897 A JP2003201897 A JP 2003201897A JP 2002002052 A JP2002002052 A JP 2002002052A JP 2002002052 A JP2002002052 A JP 2002002052A JP 2003201897 A JP2003201897 A JP 2003201897A
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JP
Japan
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fuel
pressure
engine
combustion mode
fuel pressure
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Application number
JP2002002052A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromi Yoshioka
浩見 吉岡
Hiroshi Tokushige
大志 徳重
Kunikimi Minamitani
邦公 南谷
Motonori Yoshida
元則 吉田
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide countermeasures that ensure the combustion stability and improve fuel consumption, in a device in which, the mode is forced to switch to a uniform charge combustion mode from a stratified charge combustion mode that has been carried out, when the variation between actual combustion pressure and target combustion pressure is equal to or larger than a predetermined value. <P>SOLUTION: In a cylinder injection type engine in which combustion modes are switched based on the operational condition of an engine, an ECU sets a target value of pressure of fuel that is supplied to a fuel injection valve, controls a high pressure fuel pump so that the variation of the fuel pressure between the target fuel pressure and the actual fuel pressure becomes small. When the variation of the fuel pressure in the stratified charge combustion mode is equal or larger than the predetermined values ΔF2, ΔF2', the combustion mode is forced to switch to the uniform charge combustion mode. This predetermined value is set larger as the engine revolution speed is higher. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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に関し、エンジンの制御の
技術分野に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an engine, and more particularly, to a control device for a direct injection engine in which fuel is directly injected into a combustion chamber, and belongs to the technical field of engine control.

【0002】[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を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。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an engine in which a combustion mode is switched between a stratified combustion mode and a homogeneous combustion mode based on an operating state of the engine in order to improve fuel efficiency and secure output. With such an engine,
Generally, the fuel injection valve is arranged so as to face the inside of the cylinder, and the fuel is directly injected from the fuel injection valve into the combustion chamber.

【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で成層化する。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。
In the stratified charge combustion mode, fuel is injected in the compression stroke. The injected fuel is collected around the electrodes of the spark plug using the cavity (wall guide) formed on the piston crown surface and the intake flow (air guide) such as tumble flow, and in an air-fuel ratio state where ignition is possible. Stratify. The average air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the entire combustion chamber is larger than the theoretical air-fuel ratio (for example, A / F> 25), and the fuel efficiency is improved in a lean state. The stratified charge combustion mode is executed in a low load low rotation speed region where output is not so required.

【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。
On the other hand, in the homogeneous combustion mode, fuel is injected in the intake stroke. The injected fuel is sufficiently mixed with intake air, and the combustion chamber is filled with a homogeneous mixture that is easy to burn. The air-fuel ratio of the air-fuel mixture is almost the theoretical air-fuel ratio (A / F = 14.7),
Alternatively, it is made slightly smaller (for example, A / F = 13), and a high output is secured in a rich state. The homogeneous combustion mode is
It is executed in a high load and high rotation region where high output is required.

【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。
In such an in-cylinder injection type engine, it is necessary to directly inject a predetermined amount of fuel into the high pressure combustion chamber within a short time, and therefore, the high pressure (for example, 3 to 13 MPa) is applied to the fuel injection valve.
A high-pressure fuel supply system is provided as a means for supplying the fuel. This fuel supply system includes a high pressure fuel pump, a high pressure regulator, and the like. Then, the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve by this high-pressure fuel supply system is detected by the fuel pressure sensor,
The fuel supply system performs feedback control so that the deviation between the actual fuel pressure and the target fuel pressure that is separately set based on the operating state of the engine (for example, engine rotation speed, fuel injection amount, combustion chamber temperature state, etc.) becomes small. To be done. As a result, when a drive pulse signal with a predetermined pulse width (valve opening time) is output to the fuel injection valve, a predetermined amount of fuel is injected into the combustion chamber, and the optimum air-fuel ratio that matches the operating state or combustion mode of the engine is obtained. To be achieved.

【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。
[0006] Such control of the fuel supply system, and further control of the fuel pressure, is achieved by controlling the electric pump when an electric high-pressure pump is used as the high-pressure fuel pump, for example. Alternatively, when a solenoid valve is used as the high-pressure regulator, it is achieved by controlling the solenoid valve.

【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。
Therefore, when an abnormality or failure occurs in the fuel supply system such as a high-pressure fuel pump or a high-pressure regulator, the fuel pressure cannot be controlled, and the actual fuel pressure largely deviates from the target fuel pressure, the same pulse is generated. Even if the width is given, the amount of fuel injection from the fuel injection valve fluctuates and the optimum air-fuel ratio cannot be achieved. In particular, if the fuel pressure deviation between the actual fuel pressure and the target fuel pressure becomes large during execution of the stratified charge combustion mode, the following various problems will occur.

【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。
That is, in the stratified combustion mode, the air-fuel mixture is made as lean as possible and the fuel spray is unevenly distributed around the plug to obtain explosive combustion energy. Therefore, as mentioned above, the injected fuel is
It is gathered around the plug and stratified by using the intake flow such as the cavity of the piston crown surface and tumble flow. The success of such stratification depends on the penetration force of the fuel spray in addition to the cavity shape and the tumble flow rate.
Therefore, whether the actual fuel pressure supplied to the fuel injection valve deviates from the target fuel pressure to the lower side or the higher side, the fuel injection pressure from the fuel injection valve decreases or becomes excessive, and the penetration force of the fuel spray is increased. In either case, the balance between the penetrating force of the fuel spray and the cavity shape or the tumble flow rate is lost, stratification does not work well, and ignition becomes difficult.

【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。
Even if the stratification is successful, if the actual fuel pressure deviates from the target fuel pressure to the lower side, the fuel injection amount becomes insufficient and the air-fuel ratio becomes excessively lean.
The flammability is insufficient and the possibility of misfire increases. However, in this case, it is possible to increase the fuel injection amount by lengthening the pulse width of the drive pulse signal. However, then, as the valve opening time becomes longer, the fuel pressure further decreases, the penetrating force of the fuel spray is further weakened, and it becomes even more difficult to counter the intake flow, making stratification even more difficult. . Further, the fuel pressure further decreases, which causes a problem that the promotion of atomization and atomization of the fuel is hindered.

【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。
On the other hand, when the actual fuel pressure deviates from the target fuel pressure to the higher side, the penetrating force of the fuel spray increases, so that the amount of fuel adhering to the piston crown surface and the cavity wall surface increases, and Problems such as an increase in unburned hydrocarbons (HC) also occur. Not only that, because it is not possible to secure the time for vaporization and atomization of the fuel, it becomes difficult for the fuel to get into the intake flow, which is one of the causes of difficulty in stratification.

【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所
定値以上低いときは、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。
As a technique capable of coping with this, Japanese Patent Laid-Open No.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 0-145517 discloses that when the actual fuel pressure is lower than the target fuel pressure by a predetermined value or more, the combustion mode is fixed to the homogeneous combustion mode. By doing this, even if the stratified charge combustion mode is selected based on the operating condition of the engine,
Switching from homogeneous combustion mode to stratified combustion mode is prohibited. Alternatively, if the stratified combustion mode is being executed, the homogeneous combustion mode is forcibly switched. This allows
As described above, it is possible to avoid problems such as engine stall due to misfire due to poor stratification.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記技術で
は、燃焼モードを均質燃焼モードに切り換えるかどうか
の判定基準となる上記所定値が固定値とされているた
め、次のような解決すべき不具合が残る。
However, in the above technique, the above-mentioned predetermined value, which is a criterion for determining whether or not the combustion mode is switched to the homogeneous combustion mode, is a fixed value. Remains.

【0013】すなわち、エンジンの燃焼安定性は一般に
エンジン回転数が低いときほど低下する傾向があるか
ら、燃圧が上記所定値分低下したときの影響はエンジン
回転数が高いときよりも低いときに顕著に現れる。エン
ジン回転数が低いときに燃圧が低下すると、燃焼安定性
がさらに低下し、安定したエンジン運転状態を確保でき
なくなる虞が強いのに、前述のように所定値が固定値と
されているから、なかなか均質燃焼モードに切り換わら
ないのである。
That is, since the combustion stability of the engine generally tends to decrease as the engine speed decreases, the effect of the decrease in the fuel pressure by the above-mentioned predetermined value is remarkable when the engine speed is lower than when the engine speed is high. Appear in. When the fuel pressure decreases when the engine speed is low, the combustion stability further decreases, and there is a strong possibility that a stable engine operating state cannot be ensured, but since the predetermined value is a fixed value as described above, It is difficult to switch to the homogeneous combustion mode.

【0014】一方、エンジン回転数が高いときは、エン
ジン回転数が低いときと比較して、エンジン運転状態が
安定しているから、実燃圧が目標燃圧よりも上記所定値
分低下してもその影響は少ない。すなわち、エンジン回
転数が高いときは、エンジン回転数が低いときよりも、
均質燃焼モードへの切り換えを抑制することが可能だ
が、上記技術ては、前述のように所定値が固定値とされ
ているから、必要以上に均質燃焼モードに切り換えら
れ、この結果、成層燃焼モードの最大の特徴の1つであ
る燃費のよ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。
On the other hand, when the engine speed is high, the engine operating condition is more stable than when the engine speed is low. Therefore, even if the actual fuel pressure falls below the target fuel pressure by the predetermined value, Little impact. That is, when the engine speed is high, than when the engine speed is low,
Although it is possible to suppress the switching to the homogeneous combustion mode, in the above technology, since the predetermined value is a fixed value as described above, it is possible to switch to the homogeneous combustion mode more than necessary, resulting in the stratified combustion mode. The fuel economy, which is one of the greatest features of the engine, is sacrificed, which is not preferable and the commercialability of the engine deteriorates.

【0015】本発明は、このような現状に鑑みてなされ
たもので、成層燃焼モードの実行中に、実燃圧と目標燃
圧との偏差が所定値以上になった場合、強制的に均質燃
焼モードに切り換えるものにおいて、燃焼安定性を確保
しつつ燃費を向上させ得る対応策を提供することを課題
とする。
The present invention has been made in view of the above situation, and when the deviation between the actual fuel pressure and the target fuel pressure exceeds a predetermined value during execution of the stratified charge combustion mode, the homogeneous combustion mode is forcibly forced. It is an object of the present invention to provide a countermeasure that can improve fuel efficiency while ensuring combustion stability.

【0016】[0016]

【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
燃圧偏差が第1所定値より大きくなったときは、燃焼モ
ードをエンジンの運転状態にかかわらず強制的に均質燃
焼モードに切り換える燃焼モード切換手段と、上記所定
値をエンジン回転数が大きいほど大きな値に設定する設
定手段とが備えられていることを特徴とする。
That is, the invention according to claim 1 is provided with a fuel injection valve for directly injecting fuel into the combustion chamber, and the combustion mode is changed to the stratified combustion mode and the homogeneous combustion based on the operating state of the engine. A control device for an engine adapted to switch between a fuel injection valve and a fuel injection valve, and fuel pressure detection means for detecting a pressure of fuel supplied to the fuel injection valve by the fuel supply valve. And a target fuel pressure setting means for setting a target value of the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve based on the operating state of the engine, a target fuel pressure set by the setting means, and an actual fuel pressure detected by the detecting means. The fuel pressure control means for controlling the fuel supply means so that the deviation of the fuel pressure is smaller than the first predetermined value during the execution of the stratified charge combustion mode. A combustion mode switching means for switching the forced homogeneous combustion mode regardless of the rotation state, characterized in that is provided with setting means for setting a larger value to the predetermined value the larger the engine rotational speed.

【0017】この発明によれば、成層燃焼モードの実行
中に燃焼モードを強制的に均質燃焼モードに切り換える
しきい値としての所定値が、エンジン回転数が大きいほ
ど大きな値に設定されているから、エンジン回転数が小
さいほど均質燃焼モードに切り換えられ易くなる。すな
わち、エンジン回転数が小さいときには相対的に早く均
質燃焼モードに切り換えられて、燃焼安定性が確保さ
れ、エンジン回転数が大きいときには均質燃焼モードへ
の無用な切り換えが減少して、燃費が向上する。
According to the present invention, the predetermined value as the threshold value for forcibly switching the combustion mode to the homogeneous combustion mode during execution of the stratified combustion mode is set to a larger value as the engine speed increases. The smaller the engine speed, the easier it is to switch to the homogeneous combustion mode. That is, when the engine speed is low, the homogeneous combustion mode is relatively quickly switched to ensure combustion stability, and when the engine speed is high, unnecessary switching to the homogeneous combustion mode is reduced, and fuel consumption is improved. .

【0018】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、設定手段は、実燃圧が目標燃圧
より小さいときは、実燃圧が目標燃圧より大きいときに
比べて所定値を大きな値に設定することを特徴とする。
Next, the invention according to claim 2 relates to claim 1.
In the invention described in (1), when the actual fuel pressure is lower than the target fuel pressure, the setting means sets the predetermined value to a larger value than when the actual fuel pressure is higher than the target fuel pressure.

【0019】この発明は、成層燃焼モードの実行中に、
実燃圧と目標燃圧との偏差が所定値以上になった場合、
強制的に均質燃焼モードに切り換えるものにおいて、燃
焼安定性を確保しつつ燃費を向上させることを目的とす
るものであるが、実燃圧が目標燃圧より高いときは、前
述のように燃焼安定性や燃費の問題に加えて、成層不良
や排気エミッションの問題が発生しやすくなる。そこ
で、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均質燃焼運転への切り換え
が行なわれ易くし、成層不良や排気エミッションの問題
が生じにくくするのである。
The present invention, during execution of the stratified charge combustion mode,
If the deviation between the actual fuel pressure and the target fuel pressure exceeds the specified value,
In the case of forcibly switching to the homogeneous combustion mode, the purpose is to improve fuel efficiency while ensuring combustion stability.However, when the actual fuel pressure is higher than the target fuel pressure, the combustion stability and In addition to the problem of fuel economy, problems such as poor stratification and exhaust emission are likely to occur. Therefore, when the actual fuel pressure is higher than the target fuel pressure, it is easier to switch from the normal stratified charge combustion operation to the homogeneous combustion operation than when the actual fuel pressure is low, and the problems of stratification failure and exhaust emission are less likely to occur.

【0020】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、成層燃焼モードの実行中
に、燃圧偏差が所定値より小さいが、該所定値よりも小
さな第2の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する噴射態様変更手段が備
えられていることを特徴とする。
Next, the invention described in claim 3 is the same as claim 1
Alternatively, when the fuel pressure deviation is smaller than a predetermined value but larger than a second predetermined value which is smaller than the predetermined value during execution of the stratified charge combustion mode, the fuel injection by the fuel injection valve is performed. It is characterized in that an injection mode changing means for changing the mode is provided.

【0021】この発明は、前述の通り、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所定値以
上になった場合、強制的に均質燃焼モードに切り換える
ものにおいて、燃焼安定性を確保しつつ燃費を向上させ
ることを目的とするものであるが、燃圧偏差が所定値よ
りも大きくならないうちは、成層燃焼モードが維持され
ることとなる。しかし、この成層燃焼モードが維持され
る範囲内でも、燃圧偏差が大きいときは小さいときに比
べて前述の成層不良やエミッション低下の問題の程度が
大きくなる。そこで、この発明では、実燃圧と目標燃圧
との燃圧偏差が均質燃焼モードへおの切換えまでは大き
くなってないが、ある程度大きくなったときは、燃料噴
射の態様を変更することにより当面前述の成層不良やエ
ミッションの問題に対処して、成層燃焼モードの維持を
図るのである。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。
As described above, according to the present invention, when the deviation of the fuel pressure between the actual fuel pressure and the target fuel pressure becomes a predetermined value or more during execution of the stratified charge combustion mode, the combustion is stably switched to the homogeneous combustion mode. The purpose of this is to improve fuel efficiency while ensuring fuel economy, but the stratified charge combustion mode is maintained until the fuel pressure deviation exceeds a predetermined value. However, even within the range where this stratified charge combustion mode is maintained, when the fuel pressure deviation is large, the above-mentioned problems of stratification failure and emission reduction become greater than when it is small. Therefore, in the present invention, the fuel pressure deviation between the actual fuel pressure and the target fuel pressure does not increase until switching to the homogeneous combustion mode, but when it has increased to a certain extent, the mode of fuel injection is changed for the time being, as described above. The problems of stratification failure and emission are dealt with to maintain the stratified combustion mode. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through embodiments of the invention.

【0022】[0022]

【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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the overall structure of a cylinder injection type engine 1 according to an embodiment of the present invention. The engine 1 has a cylinder block 3 in which a plurality of cylinders 2 ... 2 (only one is shown) are arranged in series, and a cylinder head 4 mounted on the cylinder block 3. A piston 5 is vertically reciprocally fitted in each cylinder 2 to define a combustion chamber 6. A crankshaft 7 is rotatably supported by the cylinder block 3, and a piston 5 is connected to the crankshaft 7 by a connecting rod 8. An electromagnetic pickup type crank angle sensor 9 for detecting a crank angle is provided on one end side of the crank shaft 7.

【0023】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。
The combustion chamber 6 is of a pent roof type. The ceiling of the combustion chamber 6 has a roof shape with two inclined surfaces extending to the lower end of the cylinder head 4. Two intake ports 10 and 10 or exhaust ports 11 and 11 (only one of each is shown) are opened on each inclined surface. An intake valve 12 or an exhaust valve 13 is provided at each opening. Intake port 1
Numerals 0 and 10 linearly extend obliquely upward from the combustion chamber 6 and are independently opened on the side surface (the right side surface in FIG. 1) of the engine 1. The exhaust ports 11 and 11 extend horizontally immediately from the combustion chamber 6, merge into one on the way, and open to the other side surface of the engine 1 (left side surface in FIG. 1).

【0024】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。
The engine 1 is a well-known variable valve mechanism 1
4 and 14 are provided. That is, the rotation phases of the intake-side and exhaust-side cam shafts (not shown) for opening and closing the intake valve 12 and the exhaust valve 13 with respect to the crankshaft 7 are continuously maintained within a predetermined angle range by the variable valve operating mechanisms 14, 14. Of the intake valve 12 and the exhaust valve 13
The opening / closing operation timing of is changed independently.

【0025】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。
At the top of the combustion chamber 6, the above four intake / exhaust valves 1
An ignition plug 16 is arranged surrounded by 2, 12, 13, and 13. The electrode at the tip of the spark plug 16 is located at a position protruding from the ceiling of the combustion chamber 6 by a predetermined length. On the other hand, the base end portion of the ignition plug 16 is connected to an ignition circuit 17, and the ignition circuit 17 energizes each ignition plug 16 at a predetermined ignition timing for each cylinder 2. The crown surface of the piston 5 that forms the bottom of the combustion chamber 6 is shaped so as to follow the ceiling of the combustion chamber 6 that faces it. A concave portion 5a (see FIG. 3) having a predetermined shape is formed in the center of the crown surface of the piston 5.

【0026】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。
At the ceiling of the combustion chamber 6, the intake port 1
Injector (fuel injection valve) so that it is sandwiched between 0 and 10
18 is arranged so as to face the combustion chamber 6. The injector 18 directly injects fuel into the combustion chamber 6 from a position slightly below the intake ports 10, 10. This injector 1
Reference numeral 8 is a known swirl injector for ejecting a fuel into a swirling flow from an injection hole at the tip. The injected fuel has a hollow cone shape that is coaxial with the axis of the injector 18.
In this injector 18, the higher the fuel injection pressure and the smaller the spread angle of the spray, the higher the penetration force of the fuel spray.

【0027】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。
A base end portion of each injector 18 ... 18 is connected to a fuel distribution pipe 19 common to all the cylinders 2 ... The fuel distribution pipe 19 distributes the high-pressure fuel supplied from the fuel supply system 20 to the cylinders 2 ... The high pressure fuel supply system 20 is configured, for example, as shown in FIG. Fuel distribution pipe 1
A low-pressure fuel pump 23, a low-pressure regulator 24, a fuel filter 25, a high-pressure fuel pump 26, and a high-pressure regulator 27 are arranged in this order from the upstream side to the downstream side of a fuel passage 22 that communicates 9 with the fuel tank 21.

【0028】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。
The fuel tank 21 is driven by the low-pressure fuel pump 23.
The fuel sucked up from is regulated by the low pressure regulator 24, filtered by the filter 25, and sent under pressure to the high pressure fuel pump 26. The high pressure fuel pump 26 and the high pressure regulator 27 are connected to the fuel tank 21 through a return passage 29. The return passage 29 is provided with a low pressure regulator 28 for adjusting the pressure of the fuel returned to the fuel tank 21. A part of the fuel boosted by the high-pressure fuel pump 26 is returned to the fuel tank 21 through the return passage 29 while the flow rate is adjusted by the high-pressure regulator 27.

【0029】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。
The high pressure regulator 27 is composed of a solenoid valve. That is, the high-pressure regulator 27 is controlled by controlling the energization time and the energization timing for the solenoid valve, and as a result, the pressure state of the fuel supplied to the fuel distribution pipe 19 is set to an appropriate value (for example, 3 to 13 MPa, during stratified charge combustion operation). 4-7 MPa). In the fuel supply system 20 shown in FIG. 2A, the high pressure regulator 27 has the injector 1
The fuel injection pressure by 8, that is, the penetration force of the fuel spray is adjusted. A fuel pressure sensor 53 that detects the fuel pressure supplied from the fuel supply system 20 to the injector 18 is provided in the fuel distribution pipe 19.

【0030】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。
Instead of this, a high pressure fuel supply system 20 'having a structure as shown in FIG. 2 (b) may be adopted. In this fuel supply system 20 ', an electrically driven high pressure pump 26' capable of changing the discharge amount of fuel as a high pressure fuel pump over a wide range.
Is used. By controlling the electric pump 26 ', the discharge amount of fuel from the pump 26' to the fuel distribution pipe 19 can be adjusted, whereby the fuel distribution pipe 1
It is possible to control the pressure state of the fuel supplied to 9. In this case, the electric high pressure pump 26 ′ adjusts the fuel injection pressure of the injector 18. In the fuel supply system 20 of FIG. 2B, the high pressure regulator 2
7 and the return passage 29 can be omitted.

【0031】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。
Returning to FIG. 1, an intake passage 30 is arranged on the side surface of the engine 1 (right side surface in FIG. 1). Intake passage 30
Communicates with the intake ports 10, 10 of each cylinder 2 and supplies intake air filtered by an air cleaner (not shown) to the combustion chamber 6. In the intake passage 30, a hot wire type air flow sensor 31 for detecting the amount of intake air taken into the engine 1 from the upstream side to the downstream side, an electric throttle valve 32 for adjusting the opening degree of the intake passage 30, and a surge tank. 33 and the like are provided. Although not shown, the throttle valve 32 is not mechanically connected to the accelerator pedal and is driven by an electric drive motor.

【0032】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。
Intake passage 3 downstream of the surge tank 33
Reference numeral 0 is an independent passage branched for each cylinder 2. The downstream end of each independent passage is further branched into two, and each intake port 10,
It communicates with 10. Intake flow (air motion, air guide) for adjusting the flow velocity of the tumble flow T (see FIG. 3) generated in the combustion chamber 6 on the upstream side of each intake port 10.
A control valve 34 is provided. This valve 34 has a shape in which a circular butterfly valve is partially cut away, and is preferably precisely opened and closed by a stepping motor. When the intake flow control valve 34 is closed, intake air flows downstream only from the cutout portion of the valve 34, and a strong tumble flow T is generated in the combustion chamber 6. On the other hand, as the intake flow control valve 34 opens, the intake air also flows from other than the cutout portion of the valve 34,
The strength of the tumble flow T is gradually weakened.

【0033】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。
As shown in FIGS. 3B to 3C, the cylinder 2
Of the spark plug 16 and the piston 5 in the compression stroke of the
The tumble flow T is flowing toward the injector 18 between the front surface and the crown surface. The intake flow control valve 34 and the stepping motor control the flow rate of the tumble flow T to increase or decrease.

【0034】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。
Returning to FIG. 1, the other side surface of the engine 1 (see FIG.
An exhaust passage 36 for exhausting burnt gas (exhaust gas) from the combustion chamber 6 is disposed on the left side surface of the exhaust chamber. An upstream end of the exhaust passage 36 is an exhaust manifold 37 that branches for each cylinder 2 and communicates with the exhaust port 11. A linear O 2 sensor 3 for detecting the residual oxygen concentration in the exhaust gas at the collecting portion of the exhaust manifold 37
8 are provided. The air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is detected based on the detection result of the sensor 38. The sensor 38 produces a linear output with respect to the oxygen concentration in a predetermined air-fuel ratio range including the stoichiometric air-fuel ratio.

【0035】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。
An exhaust pipe 39 is provided at the collecting portion of the exhaust manifold 37.
Is connected to the upstream end of the exhaust pipe 39, and a catalyst device 40 for purifying exhaust gas is connected to the downstream end of the exhaust pipe 39. This catalytic device 4
0 absorbs NOx in an atmosphere where the oxygen concentration in the exhaust is high, while NOx absorbed when the oxygen concentration in the exhaust decreases.
It is a NOx absorption reduction type catalyst device that releases and purifies by reduction. This catalyst device 40 exhibits high exhaust purification performance at the same level as the three-way catalyst in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio. A known lambda O 2 sensor 41 used for determining the deterioration state of the catalyst device 40 is disposed downstream of the catalyst device 40. The output of the sensor 41 reverses stepwise at the stoichiometric air-fuel ratio. A three-way catalyst may be arranged in series with the NOx absorption reduction type catalyst device 40.

【0036】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。
An upstream end of the EGR passage 43 opens at an upstream portion of the exhaust pipe 39. The EGR passage 43 recirculates a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 36 to the intake passage 30. EGR
The downstream end of the passage 43 is connected to the intake passage 30 downstream of the throttle valve 32. An electric EGR valve 44 is disposed near the downstream end of the EGR passage 43, and the EGR valve 44 is used to
The amount of exhaust gas recirculated through the R passage 43 is adjusted.

【0037】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センサ38、ラ
ムダO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。
Engine control unit (ECU)
Reference numeral 50 denotes the variable valve mechanism 14, 14, each of the cylinders 2 ... 2
Ignition circuit 17 of each spark plug 16 ... 16, Injector 18 ... 18, High pressure regulator 27 of fuel supply system 20
(In the case of the configuration of FIG. 2A) or electric high-pressure pump 26 '(in the case of the configuration of FIG. 2B), electric throttle valve 32 (driving motor), intake flow control valve 34 (stepping motor thereof) ), And controls the operation of the electric EGR valve 44 and the like. The ECU 50 receives at least output signals from the crank angle sensor 9, the air flow sensor 31, the linear O 2 sensor 38, the lambda O 2 sensor 41, and the like, and also detects the opening degree of the accelerator pedal (accelerator operation amount). Output signal from opening sensor 51, engine 1
The output signal from the rotation speed sensor 52 that detects the rotation speed (rotation speed of the crankshaft 7), the output signal from the fuel pressure sensor 53 that detects the fuel pressure supplied from the fuel supply system 20 to the injector 18, and the like are input.

【0038】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。
The ECU 50 determines the intake / exhaust valves 12, 12, 1 based on the operating state of the engine 1 indicated by these input signals.
3, 13 opening / closing operation timing, fuel injection amount / injection timing / injection pressure (injection force of fuel spray) by the injector 18, intake air amount adjusted by the throttle valve 32, and tumble flow adjusted by the intake flow control valve 34. The flow rate / strength of T, the exhaust gas recirculation ratio adjusted by the EGR valve 44, and the like are controlled.

【0039】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12(a)に示すように、圧縮上死点
前BTDC40°〜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1
6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。
As shown in FIG. 4 by way of example, in the warm state of the engine 1, the operating region on the low load and low rotation side is the region where stratified charge combustion should be executed. In this stratified charge combustion region, the injector 18 is provided at a predetermined timing in the compression stroke of the cylinder 2 (for example, during stratified charge combustion operation, as shown in FIG. 12 (a), a range from 40 ° to 140 ° before compression top dead center BTDC). Fuel is injected from. Spark plug 16 for fuel spray
Are unevenly distributed in layers near the electrodes of the spark plug 1 in this state.
6 is ignited by sparks and burned (stratified combustion mode). In this stratified charge combustion mode, the opening of the throttle valve 32 is relatively increased in order to reduce the intake loss of the engine 1. As a result, the average air-fuel ratio in the combustion chamber 6 becomes leaner (larger value) than the stoichiometric air-fuel ratio (for example, A / F> 25), and fuel efficiency is improved.

【0040】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。
On the other hand, the operating region on the high load to high rotation side other than the stratified charge combustion region is a region where homogeneous combustion should be executed.
In this homogeneous combustion region, fuel is injected from the injector 18 in the intake stroke of the cylinder 2. The injected fuel sufficiently mixes with the intake air, and the air-fuel mixture fills the combustion chamber 6 in a homogeneous state, and in this state, spark ignition is performed by the spark plug 16 and combustion (homogeneous combustion mode). In this homogeneous combustion mode, the fuel injection amount, throttle opening degree, etc. are controlled so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes approximately the theoretical air-fuel ratio (A / F≈14.7) in most operating regions. However, in the full load region or the like, the air-fuel ratio is set to a richer state (smaller value) than the stoichiometric air-fuel ratio (for example, A / F = 13). As a result, a high output corresponding to a high load can be obtained.

【0041】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。
Further, when the engine 1 is warm, the hatched area in FIG. 4 is the EGR area. In this region, the EGR valve 44 is opened to recirculate a part of the exhaust gas to the intake passage 30 side to suppress the generation of NOx. At this time, EG
The opening degree of the R valve 44 is adjusted according to the load state and the rotation speed of the engine 1 such that the EGR rate (exhaust gas recirculation rate) becomes smaller at least on the higher load side. This allows
When high output is required, insufficient output of the engine 1 and reduction of combustion stability can be prevented. When the engine 1 is cold, the homogeneity combustion mode is set in all operating regions of the engine 1 with the highest priority given to ensuring combustion stability. The EGR region is eliminated and the EGR valve 44 is always fully closed.

【0042】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12(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。
Further, as shown in FIG. 5 as an example, in the operating region of relatively low load and low rotation and in the operating region of extremely low load and high rotation, fuel is single-injected from the injector 18.
That is, the injector 18 is opened once so that the entire amount of fuel is injected (see FIG. 12A). Therefore, the single injection region is set to the low load low rotation region where the fuel demand is relatively small. On the other hand, in a relatively high load operation region, the fuel is dividedly injected from the injector 18 regardless of the rotation speed. That is, the injector 18 is opened a plurality of times (typically twice) so that the entire amount of fuel is injected (see FIG. 11A). Therefore, the divided injection region is set to a high load region where the required fuel amount is relatively large. The control map shown in FIG. 4 and the control map shown in FIG. 5 are used to achieve different purposes. Therefore, in the stratified combustion mode, single injection may be performed or divided injection may be performed. The same applies to the homogeneous combustion mode.

【0043】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。
In the engine 1, as described above, when operating in the stratified charge combustion mode, the tumble flow T generated in the combustion chamber 6 is fully utilized, and the behavior of the fuel spray is controlled by the tumble flow T. And proper stratification of the air-fuel mixture,
We are also trying to optimize the air-fuel ratio in the stratosphere. That is, when the operating state of the engine 1 is in the stratified charge combustion region,
As shown in FIG. 3A, the tumble flow T generated in the intake stroke of each cylinder 2 is held until the latter half of the compression stroke of the cylinder 2 as shown in FIG. 3B. Then, the fuel is injected from the injector 18 so as to collide with the tumble flow T from a direction substantially facing the tumble flow T.

【0044】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。
By doing so, the fuel spray moves toward the ignition plug 16 while being gradually decelerated by the tumble flow T, and during that time, vaporization and atomization of fuel droplets and mixing with air are promoted. Then, at the ignition timing of the cylinder 2, a combustible air-fuel mixture is formed and stays in the vicinity of the electrode of the ignition plug 16 as shown in a dark state in FIG. Therefore, the penetration force of the fuel spray from the injector 18 adjusted by the high-pressure regulator 27 or the electric high-pressure pump 26 'is adjusted according to the flow rate of the tumble flow T adjusted by the intake flow control valve 34. Further, the injector 18 is opened by a predetermined pulse width at a predetermined timing which is calculated back from the ignition timing of the cylinder 2, and a predetermined amount of fuel is injected. Such operation control of the injector 18 is performed by the ECU 50 according to a predetermined control program.

【0045】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9に示すフローチャートに従っ
て説明する。この燃焼モードの切換制御は、図6の高圧
燃料ポンプ吐出量フィードバック制御、図7の高圧燃料
ポンプ異常判定、図8の燃料制御モード判定、図9の各
パラメータ制御等の複数のプログラムが、各プログラム
で検出及び算出されたデータをECU50に必要に応じ
て記憶させ、またこのECU50に記憶されたデータを
必要に応じて読み出し、同時並行的にエンジン1の運転
中所定の制御周期で繰り返し実行されることにより達成
される。ここで、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(エンジンの
運転状態)は、図8の燃料制御モード判定のステップS
21で、検出される。
Next, the combustion mode switching control in the engine 1 will be described with reference to the flow charts shown in FIGS. This combustion mode switching control is performed by a plurality of programs such as the high-pressure fuel pump discharge amount feedback control of FIG. 6, the high-pressure fuel pump abnormality determination of FIG. 7, the fuel control mode determination of FIG. 8, each parameter control of FIG. The data detected and calculated by the program is stored in the ECU 50 as needed, the data stored in the ECU 50 is read out as necessary, and is repeatedly executed concurrently in parallel with a predetermined control cycle during operation of the engine 1. It is achieved by Here, various state quantities (engine operating state) such as engine rotation speed, engine load, engine temperature, actual fuel pressure, operation mode (including combustion mode of FIG. 4 and injection mode of FIG. 5) are the fuel of FIG. Control mode determination step S
At 21, it is detected.

【0046】まず、図6に示す高圧燃料ポンプ吐出量フ
ィードバック制御について説明する。まず、ステップS
1では、実燃圧を入力する。次いで、ステップS2、ス
テップS3で、この実燃圧等に基いて、高圧燃料ポンプ
26,26′からの燃料の目標吐出量と、目標燃圧とを
設定する。ここで、この目標燃圧は、燃焼モードやエン
ジン回転速度に応じて設定される。ステップS4では、
実燃圧と目標燃圧との燃圧偏差ΔFを算出する。なお、
燃圧偏差ΔFは(実燃圧−目標燃圧)の絶対値である。
First, the high pressure fuel pump discharge amount feedback control shown in FIG. 6 will be described. First, step S
At 1, the actual fuel pressure is input. Next, in steps S2 and S3, the target discharge amount of fuel from the high-pressure fuel pumps 26, 26 'and the target fuel pressure are set based on the actual fuel pressure and the like. Here, this target fuel pressure is set according to the combustion mode and the engine rotation speed. In step S4,
A fuel pressure deviation ΔF between the actual fuel pressure and the target fuel pressure is calculated. In addition,
The fuel pressure deviation ΔF is an absolute value of (actual fuel pressure-target fuel pressure).

【0047】次いで、ステップS5では、各種状態量等
から、燃圧フィードバック条件が成立しているか否かを
判定し、燃圧フィードバック条件が成立しているとき
は、ステップS6で、実燃圧が目標燃圧となるように目
標燃圧フィードバック制御を行ない、燃圧フィードバッ
ク条件が成立していないときは、ステップS6を迂回し
てスタートに戻る。なお、燃圧フィードバック制御条件
が成立するためには、例えば、始動モードでないこと、
エンストモードでないこと、燃圧センサを含む各種セン
サが正常でかつ高圧燃料ポンプ26,26′が異常でな
いこと等が条件となる。
Next, at step S5, it is judged from various state quantities whether or not the fuel pressure feedback condition is satisfied. If the fuel pressure feedback condition is satisfied, then at step S6, the actual fuel pressure is equal to the target fuel pressure. The target fuel pressure feedback control is performed so that when the fuel pressure feedback condition is not satisfied, the process bypasses step S6 and returns to the start. In order for the fuel pressure feedback control condition to be satisfied, for example, it is not in the start mode,
The conditions are that the engine is not in the stalled mode, various sensors including the fuel pressure sensor are normal, and the high-pressure fuel pumps 26, 26 'are not abnormal.

【0048】そして、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。
At this time, the high-pressure regulator 27 or the electric high-pressure pump 26 'of the high-pressure fuel supply system 20 is feedback-controlled so that the fuel pressure deviation ΔF becomes as small as possible. As a result, the injector 18 outputs the drive pulse signal having the optimized injection pulse width (valve opening time).
When it is output to, the injector 18 injects an appropriate amount of fuel into the combustion chamber 6, and the air-fuel ratio converges to an optimum air-fuel ratio that matches the operating state or combustion mode of the engine.

【0049】次に、図7に示す高圧燃料ポンプ異常判定
について説明する。まず、ステップS11では、高圧燃
料ポンプ26,26′の異常判定条件が成立しているか
否かを判定する。ここで、高圧燃料ポンプ異常の判定条
件としては、例えば、各種センサが正常で、始動モード
でないこと、エンストモードでないこと、また燃料カッ
トモードでないこと等の条件が挙げられる。そして、こ
のステップS11で異常判定条件が成立しているとき
は、ステップS12に進み、条件が成立していないとき
は、ステップS17で、高圧燃料ポンプ異常なしと判定
し、高圧燃料ポンプ26,26′の異常判定をリセット
する。
Next, the high pressure fuel pump abnormality determination shown in FIG. 7 will be described. First, in step S11, it is determined whether or not an abnormality determination condition for the high pressure fuel pumps 26, 26 'is satisfied. Here, the conditions for determining the abnormality of the high-pressure fuel pump include, for example, conditions in which various sensors are normal and are not in the start mode, the engine stall mode, and the fuel cut mode. Then, if the abnormality determination condition is satisfied in step S11, the process proceeds to step S12, and if the condition is not satisfied, it is determined in step S17 that there is no abnormality in the high pressure fuel pump and the high pressure fuel pumps 26, 26 are detected. Reset the error judgment of '.

【0050】そして、ステップS12では、成層燃焼モ
ードが実行されている場合において、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る判定に用い
られる第1異常判定値と、噴射態様を変更する判定に用
いられる第2異常判定値とを算出する。
Then, in step S12, when the stratified charge combustion mode is being executed, the first abnormality determination value used for determining the combustion mode from the stratified charge combustion mode to the homogeneous combustion mode and the determination for changing the injection mode are performed. The second abnormality determination value used is calculated.

【0051】ここで、この第1、第2異常判定値は、図
10(a)及び(b)に示すように、実燃圧が目標燃圧
より大きいか否かにより異なった値が設定される。すな
わち、実燃圧が目標燃圧より大きいときは、第1、第2
異常判定値としてΔF1,ΔF2が設定され,小さいと
きは、第1、第2異常判定値としてΔF1′,ΔF2′
が設定される。
Here, as shown in FIGS. 10A and 10B, different values are set for the first and second abnormality determination values depending on whether the actual fuel pressure is higher than the target fuel pressure. That is, when the actual fuel pressure is higher than the target fuel pressure, the first and second
ΔF1 and ΔF2 are set as the abnormality determination values, and when they are smaller, ΔF1 ′ and ΔF2 ′ are set as the first and second abnormality determination values.
Is set.

【0052】また、各異常判定値ΔF1,ΔF1′,Δ
F2,ΔF2′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。
Further, each abnormality determination value ΔF1, ΔF1 ', Δ
F2 and ΔF2 ′ are set to smaller values as the engine speed is lower. That is, when the engine speed is low, compared to when the engine speed is high, the normal stratified charge combustion operation is switched to the stratified combustion maintenance operation by changing the fuel injection mode, and the stratified combustion maintenance operation is switched to the homogeneous combustion operation. Is likely to occur. This is because the lower the engine speed, the more unstable the combustion (that is, the low engine speed region is the region where the combustion stability is insufficient), and therefore the possibility of misfire or engine stall is eliminated as early as possible. .

【0053】また、図10(a)と(b)とを比較して
明らかなように、実燃圧が目標燃圧より大きいときの第
1,第2異常判定値ΔF1,ΔF2は、対応する実燃圧
が目標燃圧より小さいときの第1,第2異常判定値ΔF
1′,ΔF2′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。
Further, as is clear by comparing FIGS. 10A and 10B, the first and second abnormality determination values ΔF1 and ΔF2 when the actual fuel pressure is higher than the target fuel pressure are the corresponding actual fuel pressures. Is smaller than the target fuel pressure, the first and second abnormality determination values ΔF
The value is smaller than 1 ', ΔF2'. That is, when the actual fuel pressure is higher than the target fuel pressure, compared to when it is low, the normal stratified charge combustion operation is switched to the stratified charge combustion maintaining operation by changing the fuel injection mode, and the stratified charge combustion maintaining operation is changed to the homogeneous combustion operation. Switching tends to occur.

【0054】これは、燃圧が高いときは、前述したよう
に、成層化の問題だけでなく排気エミッションの問題も
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。
This is because, as described above, when the fuel pressure is high, not only the problem of stratification but also the problem of exhaust emission occurs, and the stratified combustion maintaining operation by changing the fuel injection mode is compared. The main reason is that it is difficult. On the other hand, when the fuel pressure is low, the stratification can be maintained by increasing the fuel injection amount by, for example, lengthening the pulse width of the drive pulse signal without changing the fuel injection mode (split injection or injection timing). It is possible to
The range in which the fuel injection mode can be changed to maintain and continue the stratified charge combustion operation is relatively wide.

【0055】すなわち、エンジン回転数が小さいときに
は相対的に早く均質燃焼モードに切り換えられて、燃焼
安定性が確保され、エンジン回転数が大きいときには均
質燃焼モードへの無用な切り換えが減少して、燃費が向
上し、燃費の向上と燃焼安定性の確保が両立できるよう
になる。
That is, when the engine speed is low, the homogeneous combustion mode is relatively quickly switched to ensure combustion stability, and when the engine speed is high, unnecessary switching to the homogeneous combustion mode is reduced to reduce fuel consumption. It is possible to improve fuel efficiency and ensure combustion stability at the same time.

【0056】次いで、ステップS13では、図7の高圧
燃料ポンプ吐出量フィードバック制御のステップS4で
算出された燃圧偏差ΔFを読み込む。次いで、ステップ
S14で、この燃圧偏差ΔFが、第1異常判定値ΔF1
又はΔF1′(実燃圧が目標燃圧より大きいときはΔF
1,実燃圧が目標燃圧より小さいときはΔF1′。請求
項3の第2の所定値に対応。)より大きいか否かを判定
し、小さいときは、実燃圧は許容範囲内ということであ
るから、ステップS17で、高圧燃料ポンプ26,2
6′の異常判定をリセットする。そして、燃圧偏差ΔF
が上記第1異常判定値ΔF1又はΔF1′より大きいと
きは、ステップS15で、燃圧偏差ΔFが上記第2異常
判定値ΔF2又はΔF2′(実燃圧が目標燃圧より大き
いときはΔF2,実燃圧が目標燃圧より小さいときはΔ
F2′。以後の説明においてはこの記載は省略する)よ
り大きいか否かを判定する。そして、ステップS15
で、燃圧偏差ΔFが上記第2異常判定値ΔF2より大き
いと判定されたときは、ステップS16で「高圧燃料ポ
ンプ異常2」と判定し、第2異常判定値ΔF2より小さ
いと判定されたときは、ステップS15で「高圧燃料ポ
ンプ異常1」と判定する。
Next, at step S13, the fuel pressure deviation ΔF calculated at step S4 of the high pressure fuel pump discharge amount feedback control of FIG. 7 is read. Next, at step S14, this fuel pressure deviation ΔF is compared with the first abnormality determination value ΔF1.
Or ΔF1 '(ΔF1' when the actual fuel pressure is higher than the target fuel pressure
1, ΔF1 'when the actual fuel pressure is lower than the target fuel pressure. Corresponding to the second predetermined value of claim 3. ) It is determined whether or not it is larger, and when it is smaller, it means that the actual fuel pressure is within the allowable range. Therefore, in step S17, the high pressure fuel pumps 26, 2
Reset 6'abnormality judgment. Then, the fuel pressure deviation ΔF
Is greater than the first abnormality determination value ΔF1 or ΔF1 ′, then in step S15, the fuel pressure deviation ΔF is the second abnormality determination value ΔF2 or ΔF2 ′ (if the actual fuel pressure is greater than the target fuel pressure, ΔF2, the actual fuel pressure is the target). Δ when smaller than fuel pressure
F2 '. In the following description, this description will be omitted). Then, step S15
When it is determined that the fuel pressure deviation ΔF is larger than the second abnormality determination value ΔF2, it is determined in step S16 that “high-pressure fuel pump abnormality 2”, and when it is determined that the difference is smaller than the second abnormality determination value ΔF2. In step S15, it is determined that "high-pressure fuel pump abnormality 1".

【0057】次に、図8に示す燃料制御モード判定につ
いて説明する。まず、前述したように、ステップS21
で、エンジンの運転状態を示すエンジン回転速度、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。
Next, the fuel control mode determination shown in FIG. 8 will be described. First, as described above, step S21
Then, various state quantities such as engine rotation speed, engine load, engine temperature, actual fuel pressure, operation mode (including the combustion mode of FIG. 4 and the injection mode of FIG. 5) indicating the operating state of the engine are detected.

【0058】次いで、ステップS22で、図7の高圧燃
料ポンプ異常判定の結果(高圧燃料ポンプ異常1、高圧
燃料ポンプ異常2、高圧燃料ポンプ異常なし)を入力
し、ステップS23で、成層燃焼モードとする条件が成
立しているか否かを判定し、条件が成立しているとき
は、ステップS4で成層燃焼モードを実行し、成立して
いないときは、ステップS5で均質燃焼モードを実行す
る。なお、成層燃焼モード成立の判定条件としては、始
動&エンストモードでないこと、エンジン回転速度が所
定回転以下であること、目標燃圧が所定値以下であるこ
と、ステップS22で入力された高圧燃料ポンプ異常判
定の結果が高圧燃料ポンプ異常1でないこと等が挙げら
れる。つまり、高圧燃料ポンプ異常判定の結果から、ス
テップS22で、高圧燃料ポンプ異常2と入力されたと
きは、ステップS25で均質燃焼モードに設定され、高
圧燃料ポンプ異常なし又は高圧燃料ポンプ異常1と入力
されたときは、ステップS24で成層燃焼モードに設定
されることとなる。
Next, in step S22, the results of the high-pressure fuel pump abnormality determination of FIG. 7 (high-pressure fuel pump abnormality 1, high-pressure fuel pump abnormality 2, no high-pressure fuel pump abnormality) are input, and in step S23, the stratified charge combustion mode is set. It is determined whether or not the condition to be satisfied is satisfied. If the condition is satisfied, the stratified combustion mode is executed in step S4, and if the condition is not satisfied, the homogeneous combustion mode is executed in step S5. The conditions for determining whether the stratified charge combustion mode is established are that the engine is not in the start & engine mode, the engine speed is equal to or lower than a predetermined speed, the target fuel pressure is equal to or lower than a predetermined value, and the high-pressure fuel pump abnormality input in step S22. The determination result may be that the high-pressure fuel pump abnormality is not 1. That is, from the result of the high-pressure fuel pump abnormality determination, when the high-pressure fuel pump abnormality 2 is input in step S22, the homogeneous combustion mode is set in step S25, and the high-pressure fuel pump abnormality is not input or the high-pressure fuel pump abnormality 1 is input. If so, the stratified charge combustion mode is set in step S24.

【0059】次に、図9の各パラメータ制御について説
明する。まず、ステップS31では、図8の燃料制御モ
ード判定のステップS23と同様に、成層燃焼モード条
件が成立しているか否かを判定し、条件が成立していな
いとき(例えば高圧燃料ポンプ異常2と判定されている
とき)は、ステップS35で、均質燃焼モードの燃料噴
射タイミングを設定する。一方、ステップS31で、成
層燃焼モード条件が成立したとき(例えば、前述の各種
条件が満足された上で、高圧燃料ポンプ異常なし又は高
圧燃料ポンプ異常1と判定されているとき)は、ステッ
プS32で、高圧燃料ポンプ異常1が不成立か否かを判
定し、高圧燃料ポンプ異常1不成立が成立したとき(Y
ESのとき)、すなわち高圧燃料ポンプ26,26′が
全く異常なしのときは、ステップS33で、成層燃焼モ
ードの燃料噴射タイミングを設定する。また、ステップ
S32で、高圧燃料ポンプ異常1不成立が不成立のとき
(NOのとき)は、すなわち高圧燃料ポンプ異常1が成
立しているから、燃料ポンプ異常時の噴射タイミング補
正量を算出したのち、ステップS33に進んで、成層燃
焼モードの燃料噴射タイミングを設定する。
Next, each parameter control of FIG. 9 will be described. First, in step S31, similarly to step S23 of the fuel control mode determination in FIG. 8, it is determined whether or not the stratified combustion mode condition is satisfied, and when the condition is not satisfied (for example, when the high pressure fuel pump abnormality 2 is detected). (If determined), the fuel injection timing in the homogeneous combustion mode is set in step S35. On the other hand, when the stratified combustion mode condition is satisfied in step S31 (for example, when the above-mentioned various conditions are satisfied and it is determined that there is no high-pressure fuel pump abnormality or high-pressure fuel pump abnormality 1), step S32 Then, it is determined whether the high pressure fuel pump abnormality 1 is not established, and when the high pressure fuel pump abnormality 1 is not established (Y
In the case of ES), that is, when there is no abnormality in the high-pressure fuel pumps 26, 26 ', the fuel injection timing in the stratified charge combustion mode is set in step S33. Further, in step S32, when the high-pressure fuel pump abnormality 1 is not established (when NO), that is, the high-pressure fuel pump abnormality 1 is established, the injection timing correction amount when the fuel pump is abnormal is calculated. In step S33, the fuel injection timing in the stratified charge combustion mode is set.

【0060】そして、このステップS33の成層燃焼モ
ード時燃料噴射態様の設定は、前述の通り高圧燃料ポン
プ26,26′が高圧燃料ポンプ異常なしと、高圧燃料
ポンプ異常1とのいずれに判定されているかによって大
きく二分され、図7の高圧燃料ポンプ異常判定のときに
用いられた燃圧偏差ΔFと第1,第2異常判定値ΔF
1,ΔF2,ΔF1′,ΔF2′との大小関係によりさ
らに細分化される。
The setting of the fuel injection mode in the stratified charge combustion mode in step S33 is determined as whether the high-pressure fuel pumps 26 and 26 'have no abnormality in the high-pressure fuel pump or the abnormality 1 in the high-pressure fuel pump as described above. The fuel pressure deviation ΔF and the first and second abnormality determination values ΔF used in the high pressure fuel pump abnormality determination of FIG.
1, ΔF2, ΔF1 ′, ΔF2 ′ are subdivided.

【0061】すなわち、実燃圧が目標燃圧より大きいと
きにおいては、燃圧偏差ΔFが第1異常判定値ΔF1よ
り小さく(ΔF≦ΔF1)、実燃圧が目標燃圧より小さ
いときにおいては、燃圧偏差ΔFがΔF1′より小さい
とき(ΔF≦ΔF1′)、つまり、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っ
て、図7の高圧燃料ポンプ異常判定で高圧燃料ポンプ異
常なしと判定されているときは、噴射パルス及び噴射タ
イミングの適正化制御を行って、図11に示すように、
成層燃焼モードをそのまま通常実行し、燃費の向上を図
るのである。
That is, when the actual fuel pressure is larger than the target fuel pressure, the fuel pressure deviation ΔF is smaller than the first abnormality determination value ΔF1 (ΔF ≦ ΔF1), and when the actual fuel pressure is smaller than the target fuel pressure, the fuel pressure deviation ΔF is ΔF1. When it is smaller than ′ (ΔF ≦ ΔF1 ′), that is, the fuel pressure deviation ΔF is within the allowable range or error range, if any, and there is no high-pressure fuel pump abnormality in the high-pressure fuel pump abnormality determination of FIG. 7. When the determination is made, the injection pulse and the injection timing are optimized, and as shown in FIG.
The stratified combustion mode is normally executed as it is to improve fuel efficiency.

【0062】また、実燃圧が目標燃圧より大きいときに
おいては、燃圧偏差ΔFが第1異常判定値ΔF1より大
きくかつΔF2より小さいとき(ΔF1<ΔF≦ΔF2
のとき)、実燃圧が目標燃圧より小さいときにおいて
は、燃圧偏差ΔFが第1異常判定値ΔF1′より大きく
かつΔF2′より小さいとき(ΔF1′<ΔF≦ΔF
2′のとき)、つまり、図7の高圧燃料ポンプ異常判定
で高圧燃料ポンプ異常1と判定されているときは、イン
ジェクタ18による燃料噴射の態様を変更することによ
り成層燃焼モードを継続する。
Further, when the actual fuel pressure is higher than the target fuel pressure, when the fuel pressure deviation ΔF is larger than the first abnormality determination value ΔF1 and smaller than ΔF2 (ΔF1 <ΔF ≦ ΔF2
When the actual fuel pressure is smaller than the target fuel pressure, the fuel pressure deviation ΔF is larger than the first abnormality determination value ΔF1 ′ and smaller than ΔF2 ′ (ΔF1 ′ <ΔF ≦ ΔF).
2 '), that is, when the high-pressure fuel pump abnormality determination of FIG. 7 determines that the high-pressure fuel pump abnormality 1, the mode of fuel injection by the injector 18 is changed to continue the stratified charge combustion mode.

【0063】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が第
1所定値ΔF1あるいはΔF1′より大きくはなってい
るが、第2所定値ΔF2あるいはΔF2′より大きくは
なっていない。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。
That is, in this case, the high pressure fuel supply system 2
0 high-pressure fuel pump 26 or 26 'or regulator 27
As a result, the fuel pressure deviation ΔF is larger than the first predetermined value ΔF1 or ΔF1 ′, but is not larger than the second predetermined value ΔF2 or ΔF2 ′. In other words, the actual fuel pressure deviates from the target fuel pressure to the higher or lower side, and if the normal stratified combustion mode is continued as it is, misfire and eventually engine stall problem or exhaust emission problem may occur. Injector 18 for the time being
This is a state that can be dealt with by changing the mode of fuel injection.

【0064】よって、図11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。
Therefore, as shown in FIG. 11, in such a case, the combustion mode is not immediately switched to the homogeneous fuel mode, but the mode of fuel injection by the injector 18 is changed to change the stratified combustion mode. Try to maintain and continue as much as possible. This allows
One of the greatest features of the stratified charge combustion mode, that is, the good fuel economy is fully utilized, and the commerciality of the engine 1 is not impaired.

【0065】具体的には、実燃圧が目標燃圧より高いと
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。
Specifically, when the actual fuel pressure is higher than the target fuel pressure, it is assumed that the fuel is dividedly injected (when the single injection region in FIG. 5 is switched to the divided injection, or when it is in the divided injection region, The split injection is maintained as it is), and the injection timing of the earlier injection is accelerated.

【0066】例えば、図12(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12
(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13(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13(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。
For example, as shown in FIG. 12 (a), the fuel is compressed in the normal stratified charge combustion mode before the top dead center BTDC 40 °.
Assuming that a single injection is made in the range of up to 140 °, FIG.
As shown in (b), after the fuel injection is divided into two, the injection timing of the first injection is set to BTDC40.
Advance before °. Alternatively, as shown in FIG. 13A, the fuel is compressed in the normal stratified charge combustion mode before the top dead center B
If split injection is performed in the range of TDC 40 ° to 140 °, the injection start timing of the earlier injection is advanced before BTDC 40 °, as shown in FIG. 13B.

【0067】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
ッションの問題を抑制する。なお、もともと分割噴射し
ている場合に(例えば2回)、さらに分割してもよい
(例えば3回)。
In this way, the actual fuel pressure supplied to the injector 18 (fuel injection pressure and hence fuel spray penetration force)
If the value is high, first by split injection of fuel,
The amount of fuel injected once is reduced, the amount of fuel adhering to the crown surface of the piston 5, the recess 5a, etc. is reduced as much as possible, and the problem of exhaust emission is suppressed. If the split injection is originally performed (for example, twice), it may be further divided (for example, three times).

【0068】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
ションの問題が抑制できる。
In addition, by advancing the injection timing of the earlier injection, the fuel of the later injection (the injection amount of which is corrected by the divided injection) has a favorable flow rate of the tumble flow T. The fuel spray is brought close to the electrode of the ignition plug 16 while maintaining the opposing balance to achieve good stratification and optimization of the air-fuel ratio around the plug 16. In addition, the fuel injected early has a time for vaporization and atomization,
A weakly stratified combustion state is reached. From the above, the problem of poor stratification and the problem of exhaust emission when the actual fuel pressure is higher than the target fuel pressure can be suppressed.

【0069】これに対し、実燃圧が目標燃圧より低いと
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。
On the other hand, when the actual fuel pressure is lower than the target fuel pressure, the fuel is similarly split-injected, and the injection timing is generally advanced.

【0070】例えば、図12(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12
(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13(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13(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。
For example, as shown in FIG. 12A, the fuel is compressed in the normal stratified charge combustion mode before the top dead center BTDC 40 °.
Assuming that a single injection is made in the range of up to 140 °, FIG.
As shown in (c), the fuel injection is divided into two and both injection timings are advanced (the injection end timing of the later injection is advanced before BTDC 140 °). Alternatively, as shown in FIG. 13A, the fuel is compressed in the normal stratified charge combustion mode before the BTD.
If the split injection is performed in the range of C40 ° to 140 °, both injection timings are advanced as shown in FIG. 13 (c).

【0071】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。
In this way, the actual fuel pressure supplied to the injector 18 (fuel injection pressure and hence fuel spray penetration force)
If is low, first by split injection of fuel,
The one-time valve opening time is shortened to prevent the fuel injection pressure or the fuel spray penetration force from being excessively reduced. This allows
The opposing balance between the penetration force of the fuel spray and the flow velocity of the tumble flow T is maintained as much as possible to contribute to good stratification. The fuel spray is maintained so as to be able to face the tumble flow T.

【0072】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。
In addition, by making the injection timing earlier as a whole, the penetrating force of the fuel spray, which is decreasing, is compensated for in time (when the injection pressure is low, the fuel spray collides with the tumble flow T.
It takes a long time to reach the position to be opposed by covering the time by the early injection), and this also keeps a good opposing balance with the tumble flow T to maintain the fuel spray at the spark plug 16 In order to achieve good stratification and to optimize the air-fuel ratio around the plug 16 by bringing the electrode close to the electrode. As described above, the problem of poor stratification when the actual fuel pressure is lower than the target fuel pressure can be suppressed.

【0073】次に、上記ステップS35の均質燃焼モー
ド時燃料噴射態様の設定について説明する。すなわち、
この場合は、高圧燃料ポンプ異常判定で高圧燃料ポンプ
異常2と判定されたときで、高圧燃料供給系20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、実燃圧が目標燃圧より大きいときに
おいては、燃圧偏差ΔFが第1所定値ΔF1よりもさら
に大きな第2所定値ΔF2より大きくなっており(ΔF
1<ΔF2<ΔF)、実燃圧が目標燃圧より小さいとき
においては、燃圧偏差ΔFが第1所定値ΔF1′よりも
さらに大きな第2所定値ΔF2′より大きくなっている
(ΔF1′<ΔF2′<ΔF)。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。
Next, the setting of the fuel injection mode in the homogeneous combustion mode in step S35 will be described. That is,
In this case, when the high-pressure fuel pump abnormality determination determines that the high-pressure fuel pump abnormality 2, the actual fuel pressure is increased due to an abnormality or failure of the high-pressure fuel pump 26 or 26 ′ of the high-pressure fuel supply system 20, the regulator 27, or the like. Is larger than the target fuel pressure, the fuel pressure deviation ΔF is larger than the second predetermined value ΔF2 which is larger than the first predetermined value ΔF1 (ΔF
1 <ΔF2 <ΔF), when the actual fuel pressure is smaller than the target fuel pressure, the fuel pressure deviation ΔF is larger than the second predetermined value ΔF2 ′ which is larger than the first predetermined value ΔF1 ′ (ΔF1 ′ <ΔF2 ′ <. ΔF). In other words, the actual fuel pressure largely deviates from the target fuel pressure to the higher or lower side, and if the stratified charge combustion mode is maintained as it is, misfire will occur, and engine stall will occur, or exhaust emission will decrease. Therefore, as shown in FIG.
In such a case, the combustion mode is switched from the stratified combustion mode to the homogeneous combustion mode without undue effort, and the above-mentioned problem is surely avoided.

【0074】具体的には、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、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。
Specifically, the proper values of the injection pulse and the injection timing are calculated based on the actual fuel pressure, and as a result, the calculated injection pulse width is not smaller than the predetermined minimum limit value τmin, and the predetermined value is not set. If it is not larger than the maximum limit value τmax, the injection pulse and the injection timing are optimized and the homogeneous combustion mode is executed as usual. Here, the minimum limit value τmin and the maximum limit value τmax of the injection pulse width are determined from the performance / mechanical factors of the injector 18.

【0075】一方、噴射パルス幅が最小限界値τmin
より小さいときは、噴射パルス幅を該最小限界値τmi
nとし、噴射タイミングを上記演算した適正値とする。
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。
On the other hand, the injection pulse width is the minimum limit value τmin
When it is smaller, the injection pulse width is set to the minimum limit value τmi.
n, and the injection timing is an appropriate value calculated above.
At the same time, in the case of no load, increase the engine speed,
When there is a load, the ignition timing and throttle opening are controlled to optimize the torque and air-fuel ratio.

【0076】噴射パルス幅が最大限界値τmaxより大
きいときは、噴射パルス幅を該最大限界値τmaxと
し、噴射タイミングを上記演算した適正値とする。
When the injection pulse width is larger than the maximum limit value τmax, the injection pulse width is set to the maximum limit value τmax and the injection timing is set to the appropriate value calculated above.

【0077】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。
The engine according to this embodiment is
Fuel was collected around the plug by using intake flow (air motion, air guide) such as tumble flow, and it was distributed unevenly to achieve stratification, but instead, it was formed on the piston crown surface. The fuel may be stratified by using a cavity (wall guide).

【0078】[0078]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、成層燃
焼モードの実行中に、実燃圧と目標燃圧との偏差が所定
値以上になった場合、強制的に均質燃焼モードに切り換
えるものにおいて、所定値をエンジン回転数が大きいほ
ど大きな値に設定することにより、燃焼安定性を確保し
つつ燃費を向上させ得る対応策を提供することが可能と
なる。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。
As described above, according to the present invention, when the deviation between the actual fuel pressure and the target fuel pressure becomes a predetermined value or more during execution of the stratified charge combustion mode, the homogeneous combustion mode is forcibly switched to. In the above, by setting the predetermined value to a larger value as the engine speed is higher, it is possible to provide a countermeasure that can improve fuel efficiency while ensuring combustion stability. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be expected to be widely used in general engines having a configuration in which fuel is directly injected into a combustion chamber and the combustion mode can be switched between a stratified combustion mode and a homogeneous combustion mode.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is a system configuration diagram of an engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】 同エンジンの燃料供給系の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a fuel supply system of the engine.

【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。
FIG. 3 is a state in which a tumble flow is generated in the intake stroke of a cylinder of the same engine, and a combustible mixture stays around the electrode of the spark plug using the tumble flow at the ignition timing in the latter half of the compression stroke of the cylinder. It is explanatory drawing which shows a mode.

【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。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a control map in which an operating region for setting the engine to a stratified combustion mode or a homogeneous combustion mode is set.

【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。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a control map in which an operating region in which the engine is set to a single injection mode or a split injection mode is set.

【図6】 同エンジンの燃焼モード切換制御プログラム
のうちの高圧燃料ポンプ吐出量フィードバック制御のフ
ローチャートの1例である。
FIG. 6 is an example of a flowchart of high-pressure fuel pump discharge amount feedback control of a combustion mode switching control program for the engine.

【図7】 同じく燃焼モード切換制御プログラムのうち
の高圧燃料ポンプ異常判定のフローチャートの1例であ
る。
FIG. 7 is also an example of a flowchart of high pressure fuel pump abnormality determination of the combustion mode switching control program.

【図8】 同じく燃焼モード切換制御プログラムのうち
の燃料制御モード判定のフローチャートの1例である。
FIG. 8 is an example of a flow chart for fuel control mode determination of the combustion mode switching control program.

【図9】 同じく燃焼モード切換制御プログラムのうち
の各パラメータ制御のフローチャートの1例である。
FIG. 9 is also an example of a flowchart of each parameter control of the combustion mode switching control program.

【図10】 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。
FIG. 10 is a map illustrating a relationship between a predetermined value for determining a fuel pressure deviation and an engine rotation speed, and a magnitude relationship between the predetermined values.

【図11】 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。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a relationship between a positive or negative fuel pressure deviation and a combustion mode.

【図12】 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。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of a change in the fuel injection mode for maintaining / continuing the stratified charge combustion mode, in a case where the engine operating state is in the single injection region.

【図13】 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。
FIG. 13 is likewise an explanatory diagram showing an example of a change in fuel injection mode, when the operating state of the engine is in the split injection region.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 50 ECU(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 ΔF1,ΔF1′ 第1異常判定値(第2の所定値) ΔF2,ΔF2′ 第2異常判定値(所定値)
1 engine (cylinder injection type) 2 cylinder 5 piston 6 combustion chamber 10 intake port 11 exhaust port 12 intake valve 13 exhaust valve 16 spark plug 18 injector (fuel injection valve) 20 fuel supply system (fuel supply means) 26 high-pressure fuel pump 27 high pressure regulator 50 ECU (target fuel pressure setting means, fuel pressure control means,
Injection mode changing means, combustion mode switching means) 53 fuel pressure sensor (fuel pressure detecting means) T tumble flow ΔF1, ΔF1 ′ first abnormality determination value (second predetermined value) ΔF2, ΔF2 ′ second abnormality determination value (predetermined value)

───────────────────────────────────────────────────── 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) F02M 37/00 F02M 37/00 C (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 吉田 元則 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 AA01 AA02 AB01 AC05 AD02 AD06 AD29 AE05 AG01 AG03 3G084 AA04 BA14 BA15 DA02 EA11 EB11 FA10 FA20 FA30 FA38 3G301 HA01 HA04 HA13 HA16 HA17 JA02 JB02 JB09 LA05 LB04 MA19 MA26 NA08 PB08A PB08Z PD09A PD09Z PE03Z PE08Z PF03Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F02M 37/00 F02M 37/00 C (72) Inventor Kuniko Minatani Shinchi Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Mazda Co., Ltd. (72) Inventor Motonori Yoshida 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima F-Term (reference) in Mazda Co., Ltd. 3G023 AA01 AA02 AB01 AC05 AD02 AD06 AD29 AE05 AG01 AG03 3G084 AA04 BA14 BA15 DA02 EA11 EB11 FA10 FA20 FA30 FA38 3G301 HA01 HA04 HA13 HA16 HA17 JA02 JB02 JB09 LA05 LB04 MA19 MA26 NA08 PB08A PB08Z PD09A PD09Z PE03Z PE08Z PF03Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、燃焼モー
ドをエンジンの運転状態にかかわらず強制的に均質燃焼
モードに切り換える燃焼モード切換手段と、上記所定値
をエンジン回転数が大きいほど大きな値に設定する設定
手段とが備えられていることを特徴とするエンジンの制
御装置。
1. A control device for an engine, comprising a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber, and switching a combustion mode between a stratified combustion mode and a homogeneous combustion mode based on an operating state of the engine. A fuel supply means for supplying fuel to the fuel injection valve, and a fuel pressure detection means for detecting the pressure of fuel supplied to the fuel injection valve by the supply means,
Target fuel pressure setting means for setting a target value of the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve based on the operating state of the engine, and a deviation between the target fuel pressure set by the setting means and the actual fuel pressure detected by the detecting means. When the fuel pressure deviation becomes larger than a predetermined value during execution of the stratified charge combustion mode, the combustion mode is forcedly set regardless of the operating state of the engine. An engine control device comprising: combustion mode switching means for switching to a homogeneous combustion mode; and setting means for setting the predetermined value to a larger value as the engine speed increases.
【請求項2】 設定手段は、実燃圧が目標燃圧より小さ
いときは、実燃圧が目標燃圧より大きいときに比べて所
定値を大きな値に設定す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。
2. The engine according to claim 1, wherein the setting means sets the predetermined value to a large value when the actual fuel pressure is lower than the target fuel pressure as compared to when the actual fuel pressure is higher than the target fuel pressure. Control device.
【請求項3】 成層燃焼モードの実行中に、燃圧偏差が
所定値より小さいが、該所定値よりも小さな第2の所定
値より大きくなったときは、燃料噴射弁による燃料噴射
の態様を変更する噴射態様変更手段が備えられているこ
とを特徴とする請求項1または請求項2に記載のエンジ
ンの制御装置。
3. When the fuel pressure deviation is smaller than a predetermined value but is larger than a second predetermined value smaller than the predetermined value during execution of the stratified combustion mode, the mode of fuel injection by the fuel injection valve is changed. The engine control device according to claim 1 or 2, further comprising: an injection mode changing unit that controls the injection mode.
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