JP2009156064A - 筒内直接燃料噴射式火花点火エンジンの燃圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン冷機時における排気温度の調節を容易にすることを目的とする。
【解決手段】本発明は、筒内直接燃料噴射式火花点火エンジンの燃圧設定制御装置であって、均質燃焼モード及びリタード燃焼モードを有し、運転状態に応じて少なくとも均質燃焼モード又はリタード燃焼モードのいずれかに燃焼方式を切り替える燃焼方式切り替え手段（Ｓ２１）と、切り替えられた燃焼方式に応じた目標燃圧を運転状態に応じて設定する目標燃圧設定手段（Ｓ２４，Ｓ２５）と、触媒の昇温が要求される運転状態か否かを判定する触媒昇温要求判定手段（Ｓ２３）とを備え、目標燃圧設定手段（Ｓ２４，Ｓ２５）は、触媒の昇温が要求される運転状態であって燃焼方式が均質燃焼モードのときは、均質燃焼モード時に通常設定される目標燃圧よりも高い燃圧値を目標燃圧として設定することを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は筒内直接燃料噴射式火花点火エンジンの燃圧制御装置に関する。

従来のエンジンの燃圧制御装置として、成層燃焼モード時にインジェクタから噴射される燃料の圧力を、均質燃焼モード時にインジェクタから噴射される燃料の圧力よりも高く設定するものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１３１７８６号公報

しかしながら、前述した従来のエンジンの燃圧制御装置では、均質燃焼モードから排気性能に優れる成層燃焼モードへの燃焼方式の切り替え指示があったとしても、実燃圧が成層燃焼モード時の目標燃圧に到達するまでの間は、切り替えることができなかった。そのため、排気性能が悪化するという問題点があった。

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、燃焼方式の切り替え指示があってから、実際に燃焼方式を切り替えるまでの時間を短縮して、排気性能の悪化を防止することを目的とする。

本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、筒内直接燃料噴射式火花点火エンジン（１）の燃圧制御装置であって、前記エンジン（１）の排気通路（４０）に配設されて、そのエンジン（１）から排出された排気を浄化する触媒（４１）と、前記エンジン（１）の各気筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射手段（２０）と、前記燃料噴射手段（２０）によって噴射される燃料の圧力を調節する燃圧調節手段（２８）と、吸気行程に燃料を噴射し、圧縮上死点前に混合気を点火する均質燃焼モードと、燃料噴射後であって圧縮上死点後に混合気を点火するリタード燃焼モードとを有し、運転状態に応じて少なくとも均質燃焼モード又は超リタード燃焼モードのいずれかに燃焼モードを切り替える燃焼モード切り替え手段（Ｓ１１，Ｓ１４，Ｓ２１）と、前記切り替えられた燃焼モードに応じた目標燃圧を運転状態に応じて設定する目標燃圧設定手段（Ｓ１２，Ｓ１５，Ｓ２４，Ｓ２５）と、前記触媒の昇温が要求される運転状態か否かを判定する触媒昇温要求判定手段（Ｓ１４，Ｓ２３）とを備え、前記目標燃圧設定手段（Ｓ１２，Ｓ１５，Ｓ２４，Ｓ２５）は、前記触媒の昇温が要求される運転状態であって燃焼モードが均質燃焼モードのときは、均質燃焼モード時に通常設定される目標燃圧よりも高い燃圧値を目標燃圧として設定することを特徴とする。

本発明によれば、触媒の早期活性化要求がある場合は、均質燃焼を行っているときでも、均質燃焼モード時に通常設定される目標燃圧よりも高い燃圧値を目標燃圧として設定する。したがって、均質燃焼モードからリタード燃焼への切り替え指示があったときに、実燃圧が目標燃圧に到達するまでの時間を短縮することができる。これにより、より速い時期からリタード燃焼を行うことができるので排気性能を向上させることができる。

以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態による筒内直接燃料噴射式火花点火エンジン（以下「エンジン」という）１の燃圧設定制御装置の全体システム図である。

エンジン１は、点火装置１０と、燃料噴射装置２０と、吸気通路３０と、排気通路４０と、を備える。

点火装置１０は、各気筒内で圧縮された混合気を着火する。

燃料噴射装置２０は、高圧インジェクタによって各気筒内に直接燃料を噴射する。燃料噴射装置２０に供給される燃料は燃料タンク２１に貯蔵される。燃料タンク２１には、電動式の低圧燃料ポンプ２２、低圧プレッシャーレギュレータ２３及び燃料フィルタ２４が一体モジュール化されて内蔵される。

燃料タンク２１に貯蔵された燃料は、低圧燃料ポンプ２２によって吸引されて、この低圧燃料ポンプ２２から吐出される。吐出された低圧燃料は、燃料フィルタ２４によってろ過され、低圧燃料通路２５ａを通って高圧燃料ポンプ２６に供給される。そして、高圧燃料ポンプ２６から吐出された燃料が、高圧燃料通路２５ｂを通って燃料噴射装置２０に供給される。高圧燃料通路２５ｂには、燃料圧力（以下「燃圧」という）を検出する燃圧センサ２７が備えられる。また、高圧燃料通路２５ｂと低圧燃料通路２５ａとを接続し、高圧燃料通路２５ｂから低圧燃料通路２５ａへと燃料を戻すリターン通路２５ｄには、高圧プレッシャーレギュレータ２８が介装される。高圧燃料通路２５ｂの燃圧は、燃圧センサ２７からの信号をもとに高圧プレッシャーレギュレータ２８によってリターン通路２５ｄの開口面積を連続的に変化させ、運転状態に応じた目標燃圧にフィードバック制御される。

なお、低圧燃料通路２５ａを流れる燃料の燃圧は、燃料を燃料タンク２１に戻すリターン通路２５ｃに介装された低圧プレッシャーレギュレータ２３によって調圧される。また、高圧燃料ポンプ２６はエンジン１によって駆動され、エンジン低回転から高圧燃料を吐出することができるプランジャータイプの燃料ポンプである。

吸気通路３０は、各気筒に空気を供給するための通路である。吸気通路３０には、上流から順にエアフローセンサ３１と、電子制御スロットル３２とが設けられる。

エアフローセンサ３１は、エンジン１の吸入吸気量を検出する。

電子制御スロットル３２は、後述するコントローラ５０からの制御信号でスロットル弁３３を駆動し、運転状態に応じたスロットル開度に制御する。

排気通路４０は、各気筒内で発生する排気（燃焼ガスや空気など）を外部へと排出するための通路である。排気通路４０には、触媒コンバータ４１が設けられる。

触媒コンバータ４１は、排気中の炭化水素や窒素酸化物等の有害物質を取り除く。

コントローラ５０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ５０には、前述したエアフローセンサ３１や燃圧センサ２７の他に、水温センサ５１、クランク角センサ５２、アイドルスイッチ５３などからの信号が入力される。

水温センサ５１は、エンジン１の水温を検出する。

クランク角センサ５２は、エンジン回転速度や各気筒の基準位置を検出する。クランク角センサ５２は、クランクシャフトの単位回転角度ごとにポジション信号（以下「ＰＯＳ信号」という）を出力する。クランク角センサ５２は、クランクシャフトの基準位置でリファレンス信号（以下「ＲＥＦ信号」という）を出力する。コントローラ５０は、ＰＯＳ信号やＲＥＦ信号などに基づいて、点火時期や燃料噴射時期を算出する。

アイドルスイッチ５３は、アクセルペダルが踏み込まれていないときに出力されてアイドル運転中か否かを検出する。

エンジン１は上記のように構成され、運転状態に応じて燃焼方式を通常の成層燃焼及び均質燃焼に切り換えて運転する。

ここで、通常の成層燃焼とは、圧縮行程中に燃料を噴射し、点火装置１０の近傍に燃料を偏在させた状態で混合気を圧縮上死点前に点火することによって行われる燃焼のことをいう。均質燃焼とは、吸気行程中に燃料を噴射し、空燃比が均一の混合気を燃焼室全体に形成してから点火することによって行われる燃焼のことをいう。

本実施形態では、原則として、この通常の成層燃焼をエンジン始動時から行う（成層始動）。成層燃焼は、筒内に均質に燃料を拡散させる均質燃焼と比べて筒内壁流の形成を抑制することができる。したがって、成層始動を行うことによって、均質始動を行うよりも燃料噴射量を低減できるので、未燃ハイドロカーボンの排出量を低減して排気性能を向上することができる。

そして、通常走行時は、図２に示すように、低速低負荷側の所定の運転領域のときに燃費のよい成層燃焼を行い、低速高負荷側及び高速高負荷側の所定の運転領域のときに高出力を得るため均質燃焼を行う。

また、本実施形態では、所定の運転状態のときに、前述した通常の成層燃焼及び均質燃焼とは別の燃焼方式であるリタード燃焼に燃焼方式を切り替える。

このリタード燃焼は、エンジン冷機時のアイドル運転中に、点火時期を圧縮上死点以降に設定するとともに、この点火時期より前に燃料を噴射する燃焼方式である。このようなリタード燃焼を行うのは、エンジン冷機時における触媒の早期活性化及びハイドロカーボンの排出濃度低減のためには、点火時期の遅角が有効であり、より大きな効果を得るためには、圧縮上死点以降の点火が有効だからである。以下では、このリタード燃焼の点火時期及び燃料噴射時期について、図３を参照して説明する。

図３は、リタード燃焼の点火時期及び燃料噴射時期の一実施例を示した図である。

図３に示すように、点火時期は、圧縮上死点以降の１０［degATDC］から５０［degATDC］の間の期間に設定される。

また、燃料噴射時期は、圧縮行程及び膨張行程に設定され、２回に分けて燃料が噴射される。

圧縮行程中に行われる１回目の燃料噴射Ｉ₁の燃料噴射時期は、その燃料噴射開始時期から点火時期までの期間Ｂが５０［degCA］から１４０［degCA］の間となるように設定される。

膨張行程中に行われる２回目の燃料噴射Ｉ₂の燃料噴射時期は、その燃料噴射開始時期から点火時期までの期間Ａが１０［degCA］から２０［degCA］の間となるように設定される。

このように、点火時期を１０［degATDC］から５０［degATDC］までの間に設定し、点火時期を大幅に遅角することで、触媒の早期活性化及びハイドロカーボンの排出濃度低減のための十分な後燃え効果を得ることができる。

また、圧縮上死点以降の点火で燃焼を安定させるには、燃焼期間を短縮させる必要がある。そのためには、筒内乱れを強化して燃焼速度（火炎伝播速度）を上昇させる必要がある。筒内乱れは、筒内に高圧で噴射される燃料噴霧のエネルギによって生成・強化することができる。

ここで、本実施形態において、圧縮上死点前の圧縮行程中に行われた１回目の燃料噴射Ｉ₁によって生じた筒内乱れは、圧縮上死点以降に徐々に減衰していく。しかし、本実施形態では、この１回目の燃料噴射Ｉ₁によって生じた筒内乱れが残っている圧縮上死点後の膨張行程中に２回目の燃料噴射Ｉ₂が行われる。そのため、１回目の燃料噴射Ｉ₁で生成した筒内乱れを強化することができる。

したがって、点火時期を大幅に遅角しても、その直前に燃料を噴射して筒内乱れを強化して、燃焼速度を上昇させるので、燃焼を安定させることができる。

図４は、リタード燃焼時に燃焼室内に形成される混合気の状態を示す図である。

図４に示すように、圧縮行程中に行われる１回目の燃料噴射Ｉ₁によって、点火装置１０の近傍に理論空燃比よりもリッチな第１混合気塊１０１が形成される。そして、膨張行程中に行われる２回目の燃料噴射Ｉ₂によって、燃料噴射Ｉ₁によって形成された第１混合気塊１０１の内部に、さらにリッチな第２混合気塊１０２が形成される。第１混合気塊１０１の外側には、燃料が拡散していない新気の層１０３が形成される。燃焼室１１の全体の空燃比は、理論空燃比よりも若干リーン（１６〜１７程度）となるように設定される。これにより、ハイドロカーボンの後燃えに必要な酸素を確保している。

このように成層化された状態で点火装置１０によって第２混合気塊１０２が点火され、リタード燃焼が行われる。

ここで、成層燃焼及びリタード燃焼を行うときは、圧縮行程で燃料が噴射される。これに対して、均質燃焼を行うときは、吸気行程で燃料が噴射される。そのため、成層燃焼及びリタード燃焼時は、均質燃焼時よりも高い燃圧で燃料を噴射する必要がある。

したがって、均質燃焼から成層燃焼又はリタード燃焼への燃焼方式の切り替え指示があったとしても、燃圧が成層燃焼又はリタード燃焼を行うことのできる燃圧に達するまでは、燃焼方式を切り替えることができない。そうすると、燃焼方式の切り替え指示が出てから、実際に切り換えるまでにタイムラグが生じてしまう。リタード燃焼は、排気温度を上昇させて触媒を早期に活性化し、排気性能を向上させるために実施されるものである。したがって、リタード燃焼への移行要求があるにもかかわらず、燃圧の上昇まで燃焼方式の切り替えができなければ排気性能が悪化してしまう。

そこで、本実施形態では、このようなタイムラグを短縮するために、触媒の早期活性化要求があるときは、均質燃焼時の目標燃圧を高めに設定しておき、リタード燃焼への切り替え指示があったときには、すぐに燃焼方式を切り替えることができるようにする。以下では、このようなエンジン１の燃圧設定制御について説明する。

まず、エンジン始動時及びアイドル運転時におけるエンジン１の燃圧設定制御について説明する。図５は、エンジン始動時及びアイドル運転時におけるエンジンの燃圧設定制御について説明するフローチャートである。コントローラは、このルーチンを所定の演算周期で繰り返し実行する。

ステップＳ１１において、コントローラは、成層燃焼運転が可能か否かを判定する。エンジン水温が所定温度以下の極冷機状態のような場合には、成層燃焼の実施は困難である。したがって、コントローラは、エンジン水温が所定温度より小さいときは均質燃焼を実施するべくステップＳ１２に処理を移行する。一方、エンジン水温が所定温度より高いときは成層燃焼を実施するべくステップＳ１３に処理を移行する。

ステップＳ１２において、コントローラは、目標燃圧を触媒活性化要求時用の目標燃圧に設定する。本実施形態では、図６に示す均質燃焼用の燃圧マップを参照せずに、図７に示す成層燃焼用の燃圧マップを参照して目標燃圧を設定する。これは、ステップＳ１２に移行したということは、エンジン極冷機状態であり、基本的に触媒の早期活性化要求があると判断できる。したがって、均質燃焼を行う場合でも、予め成層燃焼用の燃圧マップを参照して目標燃圧を設定しておくことで、均質燃焼からリタード燃焼への切り替え指示があったときに、タイムラグを発生させることなく切り替えることができるからである。

なお、図６に示す均質燃焼用の燃圧マップは、高速高負荷側の運転領域ほど燃圧が高くなるようになっている。

一方で、図７に示す成層燃焼用の燃圧マップは、均質燃焼領域では高速高負荷側の運転領域ほど燃圧が高くなるようになっており、成層燃焼領域では一定の燃圧を設定するようになっている。なお、成層燃焼領域では燃料が圧縮行程で噴射されるのに対して、均質燃焼領域では吸気行程で燃料が噴射される。したがって、均質燃焼領域で設定される目標燃圧よりも低速低負荷側の成層燃焼領域で設定される目標燃圧のほうが高い値となることがある。

また、図６及び図７に示した両燃圧マップは、簡単のため、いずれも均質燃焼領域において目標燃圧を３，４段階程度に分けたマップとなっているが、さらに細分化しても良い。

ステップＳ１３において、コントローラは、目標燃圧を成層燃焼用の目標燃圧に設定する。具体的には、図７に示す成層燃焼用の燃圧マップを参照して目標燃圧を設定する。

ステップＳ１４において、コントローラは、リタード燃焼への移行要求があるか否かを判定する。すなわち、エンジン回転速度が所定回転速度に達した後のアイドル運転中であって、触媒の早期活性化要求があるか否かを判定する。コントローラは、リタード燃焼への移行要求があるときはステップＳ１５に処理を移行し、移行要求がないときは今回の処理を終了する。

なお、触媒の早期活性化要求があるか否かは、検出又は推定した触媒温度が所定の活性化温度より大きいか否かを判定すれば良い。触媒温度の検出又は推定方法としては、例えば触媒温度センサを有する場合は、この触媒温度センサによって触媒温度を検出することができる。一方、触媒温度センサを有しない場合は、エンジン水温から触媒温度を推定することができる。また、始動時のエンジン水温と始動後の吸入空気量の積算値とに基づいて、触媒温度を推定することができる。

ステップＳ１５において、コントローラは、目標燃圧をリタード燃焼時用の目標燃圧に設定する。具体的には、図７に示す成層燃焼用の燃圧マップを参照して目標燃圧を設定する。本実施形態では、ともに圧縮行程で燃料を噴射するものなのでリタード燃焼時の目標燃圧を成層燃焼用の燃圧マップで設定しているが、この燃圧マップとは別にリタード燃焼時用の燃圧マップを用意しておき、それから設定してもよい。

次に、車両走行時におけるエンジンの燃圧設定制御について説明する。図８は、車両走行時におけるエンジンの燃圧設定制御について説明するフローチャートである。コントローラは、このルーチンを所定の演算周期で繰り返し実行する。

ステップＳ２１において、コントローラは、成層燃焼が可能か否かを判定する。コントローラは、現在の運転領域が低速低負荷側の所定の運転領域であって、かつエンジン水温が所定温度より高いときは、成層燃焼を実施すべくステップＳ２２に処理を移行する。一方、現在の運転領域が低速高負荷や高速高負荷側の所定の運転領域のとき、又はエンジン水温が所定温度より低いときは、均質燃焼を実施すべくステップＳ２３に処理を移行する。

ステップＳ２２において、コントローラは、目標燃圧を成層燃焼用の目標燃圧に設定する。具体的には、図７に示す成層燃焼用の燃圧マップを参照して目標燃圧を設定する。

ステップＳ２３において、コントローラは、触媒の早期活性化要求があるか否かを判定する。触媒の早期活性化要求があるか否かの判定方法は、図５のステップＳ１４で説明した通りである。コントローラは、触媒の早期活性化要求があるときはステップＳ２４に処理を移行し、要求がないときはステップＳ２５に処理を移行する。

ステップＳ２４において、コントローラは、目標燃圧を触媒活性化要求時の目標燃圧に設定する。具体的には、原則として図９に示す触媒活性化要求時用の燃圧マップを参照して目標燃圧を設定する。

この燃圧マップは、全運転領域で一定の目標燃圧を設定するマップとなっている。この燃圧マップの目標燃圧は、成層燃焼領域で設定される燃圧値と同じ値に設定されている。これにより、均質燃焼から成層燃焼又はリタード燃焼へ切り替える際のタイムラグの発生を防止できる。

ただし、この燃圧マップは、全運転領域で一定の目標燃圧を設定するので、高速高負荷側の運転領域のときは、均質燃焼用の燃圧マップを参照して算出される目標燃圧のほうが高くなることがある。その場合は例外として、均質燃焼用の燃圧マップを参照して算出した目標燃圧を設定する。

ステップＳ２５において、コントローラは、目標燃圧を均質運転時目標燃圧に設定する。具体的には、図６に示す均質燃焼用の燃圧マップを参照して目標燃圧を設定する。

図１０は、本実施形態によるエンジンの燃圧設定制御の動作を示すタイムチャートである。なお、図５及び図８のフローチャートとの対応を明確にするため、フローチャートのステップ番号を併記して説明する。

時刻ｔ１において、エンジン水温が所定温度以下の極冷機状態でなければ、コントローラは、成層始動が可能であるとして（Ｓ１１でＹｅｓ）、成層燃焼用の燃圧マップを参照して目標燃圧を設定する（図１０（Ｂ）；Ｓ１３）。

時刻ｔ２で、実燃圧が目標燃圧に到達すると（図１０（Ｂ））、コントローラは成層始動を行う（図１０（Ａ））。

時刻ｔ３で、所定のアイドル回転速度に達すると（図１０（Ａ））、触媒の早期活性化要求があるので（図１０（Ｃ））、コントローラは燃焼方式を通常の成層燃焼からリタード燃焼へと移行し（図１０（Ｄ）；Ｓ１４でＹｅｓ）、目標燃圧をリタード燃焼時用の目標燃圧に設定する（図１０（Ｂ）；Ｓ１５）。本実施形態では成層燃焼用の燃圧マップを参照して設定しているので、目標燃圧は成層燃焼時と同じままである。

時刻ｔ４で、車両走行状態になると、再び燃焼方式が成層燃焼へと切り替わる（図１０（Ｄ）；Ｓ２１でＹｅｓ）。このときも、目標燃圧は、成層燃焼用の燃圧マップを参照して設定されるので同じ値に維持される（図１０（Ｂ）；Ｓ２２）。

時刻ｔ５で、高負荷状態となり、成層燃焼から均質燃焼への切り替え指示が出されると（Ｓ２１でＮｏ）、触媒の早期活性化要求があるか否かを判定する（Ｓ２３）。時刻ｔ５において、触媒の早期活性化要求があるので（図１０（Ｃ））、コントローラは、目標燃圧を触媒活性化要求時の目標燃圧に設定する（Ｓ２４）。本実施形態では、図９に示す触媒活性化要求時用の燃圧マップを参照して目標燃圧を設定するので、目標燃圧は成層燃焼時と同じままである（図１０（Ｂ））。

ここで、図１０（Ｂ）に破線で示すように、従来であれば、時刻ｔ５で燃焼方式が均質燃焼へ移行すると、それに従って目標燃圧が均質燃焼時用の低い燃圧値に設定されていた。そして、その目標燃圧に追従するように実燃圧がフィードバック制御されていた。

そのため、時刻ｔ６で成層燃焼への移行指示がでて、目標燃圧が再び成層燃焼時用の高い燃圧値に設定されたときに、実燃圧が目標燃圧に到達する時刻ｔ８までの間は、均質燃焼から成層燃焼に切り替えることができなかった。

これに対して本実施形態では、触媒の早期活性化要求がある場合は（図１０（Ｃ）；Ｓ２３でＹｅｓ）、図１０（Ｂ）に実線で示すように、時刻ｔ５で燃焼方式が均質燃焼へ移行しても（図１０（Ｄ））、成層燃焼時の高い燃圧値を目標燃圧として設定する（Ｓ２４）。

これにより、時刻ｔ６で、成層燃焼への移行指示がでたときに（Ｓ１１でＹｅｓ）、また時刻ｔ７でリタード燃焼への移行指示がでたときにも（Ｓ１４でＹｅｓ）、燃圧の上昇を待たずに即座に燃焼方式を切り替えることができる。したがって、燃焼方式の切り替え指示が出てから、実際に切り換えるまでのタイムラグが発生しないので、触媒の早期活性化要求があるときに、より速い時期からリタード燃焼を行うことができる。よって、排気性能を向上させることができる。

以上説明した本実施形態によれば、触媒の早期活性化要求がある場合は、均質燃焼を行っているときでも、通常均質燃焼時に設定される燃圧値よりも高い成層燃焼時の燃圧値を、目標燃圧として設定しておく。これにより、均質燃焼から成層燃焼又はリタード燃焼への燃焼方式の切り替え指示が出たときに、すでに燃圧が成層燃焼時用の高燃圧に設定されているため、燃圧の上昇を待たずに即座に燃焼方式を切り替えることができる。つまり、燃焼方式の切り替え指示が出てから、実際に切り換えるまでのタイムラグが発生しない。したがって、触媒の早期活性化要求があるときに、より速い時期からリタード燃焼を行うことができるので、排気温度を上昇させて触媒の早期活性化を促し、排気性能を向上させることができる。

また、高燃圧で均質燃焼を行うのは、触媒の早期活性化要求があるときに限られるので、高燃圧化することによる高圧燃料ポンプ２６の駆動損失を最小限に抑えることができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

例えば、上記実施例のリタード燃焼では、圧縮行程及び膨張行程に分けて燃料を噴射したが、１度に圧縮行程又は膨張行程に燃料を噴射しても構わない。あるいは、圧縮行程で２回に分けて燃料を噴射しても構わない。

筒内直接燃料噴射式火花点火エンジンの全体システム図である。 燃焼方式決定用の運転マップである。 リタード燃焼の点火時期及び燃料噴射時期の一実施例を示した図である。 リタード燃焼時に燃焼室内に形成される混合気の状態を示す図である。 エンジン始動時及びアイドル運転時におけるエンジンの燃圧設定制御について説明するフローチャートである。 均質燃焼用の燃圧マップである。 成層燃焼用の燃圧マップである。 車両走行時におけるエンジンの燃圧設定制御について説明するフローチャートである。 触媒活性化要求時用の燃圧マップである。 エンジンの燃圧設定制御の動作を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ 筒内直接燃料噴射式火花点火エンジン
２０ 燃料噴射装置（燃料噴射手段）
２７ 燃圧センサ（燃圧検出手段）
２８ 高圧プレッシャーレギュレータ（燃圧調節手段）
４０ 排気通路
４１ 触媒コンバータ（触媒）
Ｓ１１，Ｓ１４，Ｓ２１ 燃焼方式切り替え手段
Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１５，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２５ 目標燃圧設定手段
Ｓ１４，Ｓ２３ 触媒昇温要求判定手段

Claims (5)

1. 筒内直接燃料噴射式火花点火エンジンの燃圧制御装置であって、
   前記エンジンの排気通路に配設されて、そのエンジンから排出された排気を浄化する触媒と、
   前記エンジンの各気筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射手段と、
   前記燃料噴射手段によって噴射される燃料の圧力を調節する燃圧調節手段と、
   吸気行程に燃料を噴射し、圧縮上死点前に混合気を点火する均質燃焼モードと、燃料噴射後であって圧縮上死点後に混合気を点火するリタード燃焼モードとを有し、運転状態に応じて少なくとも前記均質燃焼モード又は超リタード燃焼モードのいずれかに燃焼モードを切り替える燃焼モード切り替え手段と、
   前記切り替えられた燃焼モードに応じた目標燃圧を、運転状態に応じて設定する目標燃圧設定手段と、
   前記触媒の昇温が要求される運転状態か否かを判定する触媒昇温要求判定手段と、
   を備え、
   前記目標燃圧設定手段は、前記触媒の昇温が要求される運転状態であって、燃焼モードが均質燃焼モードのときは、均質燃焼モード時に通常設定される目標燃圧よりも高い燃圧値を目標燃圧として設定する
   ことを特徴とする筒内直接燃料噴射式火花点火エンジンの燃圧制御装置。
2. 圧縮行程に燃料を噴射し、圧縮上死点前に混合気を点火する成層燃焼モードを有し、
   前記均質燃焼モード時に通常設定される目標燃圧よりも高い燃圧値は、前記成層燃焼モード時又はリタード燃焼時に設定される目標燃圧である
   ことを特徴とする請求項１に記載の筒内直接燃料噴射式火花点火エンジンの燃圧制御装置。
3. 前記均質燃焼モード時に通常設定される目標燃圧は、高速高負荷側の運転領域ほど高い値である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の筒内直接燃料噴射式火花点火エンジンの燃圧制御装置。
4. 圧縮行程に燃料を噴射し、圧縮上死点前に混合気を点火する成層燃焼モードを有し、
   前記燃焼モード切り替え手段は、
   高速高負荷側の運転領域のときに燃焼方式を前記均質燃焼モードに切り替え、
   低速低負荷側の運転領域のときに燃焼方式を前記成層燃焼モードに切り替え、
   前記触媒の昇温が要求されるアイドル運転中は、前記成層燃焼モードから前記リタード燃焼モードに切り替える
   ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１つに記載の筒内直接燃料噴射式火花点火エンジンの燃圧制御装置。
5. 前記燃料噴射手段に供給する燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、
   前記燃圧検出手段によって検出された燃圧値に基づいて、実燃圧が前記目標燃圧に一致するように前記燃圧調節手段をフィードバック制御する燃圧制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１つに記載の筒内直接燃料噴射式火花点火エンジンの燃圧制御装置。

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