JP2015096698A - 直噴式エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

直噴式エンジンの燃料噴射制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】燃焼室内での混合気の混ざり具合の改善と、ノックが生じ得る運転条件における燃料の蒸発潜熱による冷却効果とにより、均質燃焼を行わせる場合においてもさらなる燃費向上の効果が得られる装置を提供する。【解決手段】燃焼室内に直接燃料を噴射し、燃焼室内に均質混合気を形成して均質燃焼を行う直噴式エンジンの燃料噴射制御装置において、エンジンの回転速度と負荷とに基づいて、点火時期をＭＢＴ近傍に設定可能な回転速度と負荷の条件では燃料噴射の重心位置を進角側に設定し、点火時期をＭＢＴ近傍に設定するとノックが発生する回転速度と負荷の条件では燃料噴射の重心位置を点火時期をＭＢＴ近傍に設定可能な回転速度と負荷の条件における燃料噴射の重心位置よりも遅角側に設定する燃料噴射重心位置設定手段（１１１）を備える。【選択図】図１

Description

この発明は直噴式エンジンの燃料噴射制御装置に関する。
成層燃焼の着火性の改善を目的として、点火時期と燃料噴射量から基本燃料噴射時期を定め、この基本燃料噴射時期をＥＧＲ弁開度、冷却水温度、吸気温度等で補正して、圧縮行程での燃料噴射時期を算出するものがある（特許文献１参照）。
特開平５−１１３１４６号公報
ところで、燃焼室内に均質混合気を形成して均質燃焼を行わせる場合に、より一層の燃費向上を図るためには、ノックが生じない運転条件で燃焼室内での混合気の混ざり具合が改善されるように燃料噴射時期を設定することが、またノックが生じ得る運転条件で燃料の蒸発潜熱による冷却効果を考慮して燃料噴射時期を設定する必要がある。
しかしながら、上記特許文献１の技術は成層燃焼を想定したものであるので、均質燃焼を想定した運転条件には適用できない。
そこで本発明は、燃焼室内での混合気の混ざり具合の改善と、ノックが生じ得る運転条件における燃料の蒸発潜熱による冷却効果とにより、均質燃焼を行わせる場合においてもさらなる燃費向上の効果が得られる装置を提供することを目的とする。
本発明の直噴式エンジンの燃料噴射制御装置は燃焼室内に直接燃料を噴射し、燃焼室内に均質混合気を形成して均質燃焼を行う直噴式エンジンの燃料噴射制御装置を前提とする。そして、本発明の直噴式エンジンの燃料噴射制御装置は、エンジンの回転速度と負荷とに基づいて、点火時期をＭＢＴ近傍に設定可能な回転速度と負荷の条件では燃料噴射の重心位置を進角側に設定し、点火時期をＭＢＴ近傍に設定するとノックが発生する回転速度と負荷の条件では燃料噴射の重心位置を点火時期をＭＢＴ近傍に設定可能な回転速度と負荷の条件における燃料噴射の重心位置よりも遅角側に設定する燃料噴射重心位置設定手段を備えている。
均質燃焼を行わせる際に、燃料噴射時期を進角側に設定するほど燃焼室内混合気の均一度が向上し、遅角側に設定するほど冷却効果が向上する。一方、ＭＢＴに近い点火時期に設定された運転条件においては混合気の均一度が良いほど燃焼効率向上により燃費向上代が大きい。これに対してノック回避のため点火時期が遅角側に設定された運転条件においては冷却効果によりノックを改善できる分だけ余分に進角させることが可能となり、この進角効果による燃費向上代が大きい。
従って、ＭＢＴに近い点火時期に設定された運転条件では燃料噴射時期を進角側に設定し、ノック回避のため点火時期が遅角側に設定された運転条件では燃料噴射時期を、ＭＢＴに近い点火時期に設定された運転条件における燃料噴射時期よりも遅角側に設定することで、点火時期に関係なく燃費向上を図りうるのでないかと発想し、吸気行程から圧縮行程にかけて１回のみのまたは複数回に分割した燃料噴射を行う実験してみたところ、１回のみの燃料噴射では実現しずらく、複数回に分割した燃料噴射によれば実現し得ることが判明した。
そこで、本発明者は複数回に分割した燃料噴射について燃料噴射の重心位置という概念を新たに導入した。そして、本発明によれば、ＭＢＴに近い点火時期に設定された運転条件では燃料噴射の重心位置を進角側に設定し、ノック回避のため点火時期が遅角側に設定された運転条件では燃料噴射の重心位置を、ＭＢＴに近い点火時期に設定された運転条件における燃料噴射の重心位置よりも遅角側に設定することで、点火時期に関係なく燃費向上を図ることができた。
本発明の第１実施形態の直噴式エンジンの燃料噴射制御装置の概略構成図である。 吸気弁の動弁機構（ＶＥＬ機構＋ＶＴＣ機構）の概略構成図である。 ＶＥＬ機構の概略構成図である。 圧縮比可変機構の概略構成図である。 分割噴射時期に対する燃料消費率の特性図である。 燃料噴射の重心位置の説明図である。 燃料噴射の重心位置に対する均一度、冷却効果の特性図である。 ３回目の分割噴射時期の算出を説明するためのフローチャートである。 ３回目の分割噴射時期の算出を説明するためのフローチャートである。 １回目の分割噴射時期の特性図である。 ２回目の分割噴射時期の特性図である。 ３回目の基本分割噴射時期の特性図である。 吸気温度補正値の特性図である。 冷却水温度補正値の特性図である。 吸気ポート温度補正値の特性図である。 流動制御バルブ開度補正値の特性図である。 基本外部ＥＧＲ量の特性図である。 外部ＥＧＲ量補正値の特性図である。 基本内部ＥＧＲ量の特性図である。 内部ＥＧＲ量補正値の特性図である。 基本有効圧縮比の特性図である。 有効圧縮比補正値の特性図である。 基本機械圧縮比の特性図である。 機械圧縮比補正値の特性図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の直噴式エンジンの燃料噴射制御装置の概略構成図である。図１において吸気通路２には電子制御式のスロットル弁１１を備える。スロットル弁１１は、エンジンコントローラ９１からの信号を受けるモータ１２（スロットル弁アクチュエータ）によって駆動される。本実施形態では、主として吸気弁１５の作動特性を可変とすることで吸入空気量を制御しており、スロットル弁１１は補助的に用いる。空気は、スロットル弁１１によって調量され、吸気管２の吸気コレクタ３に蓄えられた後、吸気マニホールド４を介して各気筒の燃焼室５に導入される。
燃料は各気筒の燃焼室５に直接臨んで配置された燃料噴射弁２１より噴射供給される。燃焼室５内に噴射された燃料は気化しつつ空気と混合してガス（混合気）を作る。この混合気は吸気弁１５が閉じることで燃焼室５内に閉じこめられ、ピストン６の上昇によって圧縮される。
吸気弁１５は動弁機構３１（有効圧縮比変更手段）によって開閉駆動される。動弁機構３１は、図２に示すように、吸気弁１５の作動角及びリフト量を連続的に変更できるＶＥＬ機構３２と、吸気弁１５の作動角の中心位相を連続的に変更できるＶＴＣ機構６１とを含んで構成されている。ただし、動弁機構の構成はこれに限られるものでない。
ＶＥＬ機構３２は、図２、図３に示すように、気筒列方向に延びてクランク軸の回転に連動して回転する駆動軸３３を備える。この駆動軸３３の外周に相対回転可能に揺動カム３５が取り付けられ、揺動カム３５はバルブリフタ３４を介して吸気弁１５を開閉駆動する。駆動軸３３の外周に偏心カム３６が固定され、この偏心カム３６にリング状リンク３７が相対回転可能に外嵌されている。
駆動軸３３と略平行に制御軸３８を備える。この制御軸３８の外周に制御カム３９が偏心して固定され、この制御カム３９に相対回転可能にロッカアーム４０が外嵌して設けられ、ロッカーアーム４０の一端がリング状リンク３７と連携（連結）されている。このロッカアーム４０の他端と揺動カム３５とはロッド状リンク４１によって連携（連結）されている。そして、作動角制御用アクチュエータ５１によってギヤ列５２を介して制御軸３８を回転させることによって、揺動カム３５の作動角が変化し吸気弁１５の作動角θ（及びリフト量）を連続的に変化させる。
一方、ＶＴＣ機構６１は、駆動軸３３の前端部に設けられたスプロケット６２と、このスプロケット６２と駆動軸３３とを所定の角度範囲において相対的に回転させる位相制御用アクチュエータ６３とから構成されている。位相制御用アクチュエータ６３によりクランク軸に対する駆動軸３３の回転位相を変化させることによって、揺動カム３５が回転方向に変位してカム中心角が変化することで吸気弁１５の開閉時期を進・遅角する。すなわち、吸気弁１５の作動角の中心位相（中心角）φを変化させる。
図１に戻り、燃焼室５内の圧縮混合気に対して高圧火花により点火を行うため、パワートランジスタ内蔵の点火コイルを各気筒に配した電子配電システムの点火装置２２を備える。点火装置２２は、点火コイル２３、パワートランジスタ（図示しない）、点火プラグ２４から構成される。点火コイル２３はバッテリからの電気エネルギーを蓄え、パワートランジスタは点火コイル２３の一次側への通電、遮断を行う。燃焼室５の天井に設けられる点火プラグ２４は点火コイル２３の一次電流の遮断によって点火コイル２３の二次側に発生する高電圧を受けて、火花放電を行う。
圧縮上死点より少し手前で点火プラグ２４により火花が飛ばされ燃焼室５内の圧縮混合気に着火されると、火炎が広がりやがて爆発的に燃焼し、この燃焼によるガス圧がピストン６を押し下げる仕事を行う。この仕事はクランクシャフト７の回転力として取り出される。燃焼後のガス（排気）は排気弁１６が開いたときに排気通路８へと排出され、排気浄化触媒９、１０によって浄化された後、大気中に放出される。なお、排気弁１６は、排気側カム軸２６に設けられた駆動カム２７によって、その作動角（リフト量）及び作動角の中心位相が一定のまま開閉駆動される。
また、エンジン１には図４に示す構成の圧縮比可変機構７１（機械圧縮比変更手段）を備える。図４において、エンジン１のクランク軸７２は、ジャーナル部７３、クランクピン部７４、カウンタウエイト７２ａを備え、シリンダブロックの主軸受（図示省略）にジャーナル部７３が回転自在に支持されている。
クランクピン部７４は、ジャーナル部７３の回転中心から所定量ずれた位置に設けられ、ここにロアリンク７５が回転自在に連結されている。アッパリンク７６は、その下端側が連結ピン７７によってロアリンク７５の一端に回動可能に連結され、上端側がピストンピン７８によってピストン６に回動可能に連結されている。
制御リンク７９は、その上端側が連結ピン８０によってロアリンク７５の他端に回動可能に連結され、その下端側は制御軸８１に回転可能に連結されている。詳しくは、制御軸８１は軸方向に間欠的に設けられた取付部を有し、制御リンク７９の下端側はこの取付部に連結ピン８２によって回転可能に連結される。連結ピン８２は制御軸８１の回転中心Ｐからずれた位置に設けられている。
そして、アクチュエータ８５によってギヤ８３，８４を介して制御軸８１を回転させることによって、連結ピン８２、つまり制御リンク７９の下端側の揺動支点位置が変化する。制御リンク７９の下端側の揺動支点位置が変化すると、ピストン６の行程が変化し、上死点（ＴＤＣ）におけるピストン６の位置が高くなり又は低くなる。上死点（ＴＤＣ）におけるピストン６の位置が高くなると、燃焼室５の容積が小さくなって高圧縮比状態となる。この逆に、上死点（ＴＤＣ）におけるピストン６の位置が低くなると、燃焼室５の容積が大きくなって低圧縮比状態となる。
つまり、圧縮比可変機構７１は、上死点（ＴＤＣ）におけるピストン６の位置を変化させてエンジン１の機械圧縮比を可変とする。ここで、「機械圧縮比」とは、ピストン６が下死点にあるときの燃焼室５の容積と、ピストンストローク容積の和を、上死点にあるときの燃焼室５の容積で割った値のことをいう。実施形態においては、ピストン６の上死点及び下死点またはいずれか一方の位置を変えることで機械圧縮比が変更される例である。機械圧縮比が可変になるものであれば、燃焼室に副室等を設けて圧縮比を変更させるものでもかまわないし、シリンダブロックの上下方向の高さを変更することで圧縮比を変更させるものでもかまわない。
マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントローラ１１１には、アクセルセンサ１１２、クランク角センサ１１３、スロットルセンサ１１４、冷却水温度センサ１１５（冷却水温度検出手段）、ノッキングセンサ１１６、気筒判別センサ１１７から検出信号が入力される。ここで、アクセルセンサ１１２はアクセル開度ＡＰＯを検出する。クランク角センサ１１３はクランク軸の回転角を検出するもので、この検出値からエンジン回転速度Ｎｅが算出される。スロットルセンサ１１４はスロットル弁１１の開度を検出する。冷却水温度センサ１１５はエンジン冷却水温度Ｔｗを検出する。エンジンコントローラ１１１では、入力された各種センサの検出信号に基づき吸入空気量制御、燃料噴射制御、圧縮比制御、点火時期制御等のエンジン制御を実行する。
次に、エンジンコントローラ１１１によって実行されるエンジン制御について説明する。
本実施形態における吸入空気量制御は、アクセル開度ＡＰＯに基づいてエンジン１が発生すべきトルク（以下「目標トルクｔＴｅ」という）を演算し、この目標トルクｔＴｅに基づいて動弁機構３２及びスロットル弁１１を作動させるものである。詳しくは、目標トルクｔＴｅ及びエンジン回転速度Ｎｅに基づいて目標吸入空気量を算出する。ここでの目標吸入空気量は目標トルクｔＴｅ相当のシリンダ吸入空気量のことである。この目標吸入空気量に基づいて吸気弁１５の目標作動特性（目標作動角θ、目標中心角φ）を設定して動弁機構３２を作動させると共に、吸気弁１５の作動特性に基づいて実際のシリンダ吸入空気量（実吸入空気量）を算出する。そして、目標吸入空気量と算出した実吸入空気量との偏差に基づいてスロットル弁１１を作動させる（吸気圧を調整する）。
また、本実施形態における燃料噴射制御は、上記吸入空気量制御によって制御された吸入空気量のもとで所定の当量比を達成するのに必要な燃料量を演算し、この燃料量に相当する駆動信号を所定のタイミングで燃料噴射弁２１に出力するものである。
さらに、本実施形態における圧縮比制御は、エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷に基づいて予め設定された目標圧縮比設定マップを参照して目標圧縮比を設定し、この目標圧縮比に基づいて圧縮比可変機構７１を作動させるものである。
ＥＧＲ制御を行うため、排気の一部を吸気通路２に還流するＥＧＲ通路９１を吸気コレクタ３に開口している。ＥＧＲ通路９１の吸気コクレタ３への開口端の上流側には、ＥＧＲガスを調量し得るＥＧＲ弁９２を備える。ＥＧＲ弁９２は、エンジンコントローラ１１１からの信号を受けるモータ９３（ＥＧＲ弁アクチュエータ）によって駆動される。ＥＧＲ弁９２の上流にはＥＧＲガスを冷却するＥＧＲガスクーラ９４が設けられている。なお、アクチュエータはモータ９３に限定されるものでなく、負圧（大気圧より低い圧力）を用いたアクチュエータであってよい。
エンジンコントローラ１１１では、エンジンの負荷と回転速度から定まる運転条件がＥＧＲ領域になると、そのＥＧＲ領域での運転条件下から所定のマップを検索することにより目標ＥＧＲ率を算出する。この目標ＥＧＲ率に基づいてＥＧＲ弁開口面積を算出し、このＥＧＲ弁開口面積をモータ１１３に与える制御量に変換し、この制御量をモータ９３に与えることで、ＥＧＲ弁開度を制御している。
吸気マニホールド４には流動制御バルブ１０１を備える。流動制御バルブ１０１は開時に空気の流入を許し、閉時になると吸気マニホールド４の流路を絞るものである。流動制御バルブ１０１は、エンジンコントローラ１１１からの信号を受けるモータ１０２によって駆動される。例えば、アイドル時や低回転速度・低負荷領域でバルブ１０１を閉じることにより、燃焼室５内にスワール流（流動）を形成する。一方、中回転速度・高回転速度領域になるとバルブ１０１を開くことにより、今度は燃焼室５内にタンブル流を形成する。本発明は、流動制御バルブ１０１がタンブルコントロールバルブの場合であるが、スワールコントロールバルブであってもかまわない。
さて、燃料噴射弁２１を燃焼室５に直接臨んで設けたエンジン１において、吸気行程で（１サイクル中に）複数回の燃料噴射を行わせるものがある。このものにおいて、本発明者の実験によれば、１回目の燃料噴射の燃料噴射時期と２回目の燃料噴射の燃料噴射時期とを固定とした場合に、３回目の燃料噴射の燃料噴射時期を運転条件に応じて可変に制御することによって、燃費が向上することが分かってきた。
これについて図５を参照して説明する。図５において「目標ＥＧＲ率＝０％、単段噴射」とあるのは、吸気通路にＥＧＲガスを導入しない場合に吸気行程で１回だけの燃料噴射（以下、「単段噴射」という。）を行った場合の燃料消費率ＩＳＣＦの特性である。単段噴射の燃料噴射時期を少しずつ相違させたデータが１０個、横方向に並んでいる。これより、単段噴射の場合には燃料噴射時期を多少相違させても、燃料消費率はあまり変化しないことがわかる。
次に、「目標ＥＧＲ率＝２５％、単段噴射」とあるのは、目標ＥＧＲ率＝２５％として単段噴射の燃料噴射時期を少しずつ相違させたときの燃料消費率の特性である。吸気上死点側から吸気下死点側へと燃料噴射時期を少しずつ遅らせたとき、吸気上死点側では、目標ＥＧＲ率が０％のときよりも燃料消費率が小さかったのに、途中から急激に燃料消費率が大きくなり、目標ＥＧＲ率＝０のレベルに戻ってしまっている。
次に、「目標ＥＧＲ率＝０％、３段噴射」とあるのは、ＥＧＲガスを導入しない場合に吸気行程で３回の燃料噴射（分割噴射）を行った場合の燃料消費率の特性である。この場合、１回目、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ１、ＩＴ２は、「目標ＥＧＲ＝２５％、単段噴射」で燃料消費率が小さくなった（燃費が向上した）領域に採る（固定する）。
そして、３回目（最後）の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ３を少しずつ遅らせたデータが８個、横方向に並んでいる。これより、ＥＧＲを行わない場合でも、３回に分けて燃料噴射を行うほうが、単段噴射の場合より燃料消費率が小さくなる（燃費が向上する）ことがわかる。
次に、「目標ＥＧＲ率＝２５％、３段噴射」とあるのは、１回目、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ１、ＴＴ２は「目標ＥＧＲ率＝０％、３段噴射」の場合と同じで、３回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ３が相違する。すなわち、「目標ＥＧＲ率＝２５％、３段噴射」では、２回目の燃料噴射に近い位置から３回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ３を少しずつ遅らせたときの燃料消費率の特性である。同特性によれば、「目標ＥＧＲ率＝２５％、単段噴射」の場合よりも燃料消費率が小さくなり、しかも３回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ３を相違させたときの燃料消費率の変化が「目標ＥＧＲ率＝２５％、単段噴射」の場合より格段に少ないことがわかる。このことは、３回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ３を算出する際に、算出誤差が多少あっても、ほぼ変わらない燃料消費率を得ることができることを表している。
そこで本発明では、３つの燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ１、ＴＴ２、ＩＴ３をまとめて評価するための物理量として、次の燃料噴射の重心位置ＩＴｃを導入する。
図６は数１式においてｎ＝３の場合の燃料噴射の重心位置ＩＴｃを図解したものである。図６において、ＩＴ１は１回目の燃料噴射の燃料噴射時期、ＩＴ２は２回目の燃料噴射の燃料噴射時期、ＩＴ３は３回目の燃料噴射の燃料噴射時期である。Ｔinj１は１回目の燃料噴射の燃料噴射期間、Ｔinj２は２回目の燃料噴射の燃料噴射期間、Ｔinj３は３回目の燃料噴射の燃料噴射期間である。３つの燃料噴射期間（Ｔinj１、Ｔinj２、Ｔinj３）は運転条件に応じた燃料噴射量から算出される。ここでは、３つの各燃料噴射期間は等しいものとする。１回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ１に１回目の燃料噴射期間Ｔinj１だけ、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ２に２回目の燃料噴射期間Ｔinj２だけ、３回目の燃料噴射時期ＩＴ３に２回目の燃料噴射期間Ｔinj３だけ燃料噴射弁が開かれる。
ＩＴ１＋Ｔinj１／２は１回目の燃料噴射期間の中央のタイミング、ＩＴ２＋Ｔinj２／２は２回目の燃料噴射期間の中央のタイミング、ＩＴ３＋Ｔinj３／２は３回目の燃料噴射期間の中央のタイミングである。これら各中央タイミングを改めてＩＴ１ｍｉｄ、ＩＴ２ｍｉｄ、ＩＴ３ｍｉｄとおくと、燃料噴射の重心位置ＩＴｃは次のようになる。
ＩＴｃ＝（Ｔinj１×ＩＴ１ｍｉｄ＋Ｔinj２×ＩＴ２ｍｉｄ
＋Ｔinj３×ＩＴ３ｍｉｄ）／Ｔinjｔｏｔａｌ …（２）
ただし、Ｔinjｔｏｔａｌ：トータルの燃料噴射期間、
（２）式のトータルの燃料噴射期間Ｔinjｔｏｔａｌは３つの燃料噴射期間（Ｔinj１、Ｔinj２、Ｔinj３）を加算した値である。つまり、各燃料噴射期間に各燃：料噴射期間の中央のタイイミングを乗算した値を合計し、トータルの燃料噴射期間で除した値が燃料噴射の重心位置ＩＴｃである。
図７は、このようにして導入した燃料噴射の重心位置ＩＴｃに対する均一度、冷却効果の特性図である。ここで、「均一度」とは燃焼室５内に噴かれた燃料噴霧と燃焼室５内に存在する空気とで形成される混合気の混ざり具合のことである。燃焼室５内に噴かれた燃料は燃焼室５内で蒸発する際に周囲から潜熱を奪うため、周囲（つまり燃焼室）は冷やされる。ここでいう「冷却効果」とは、燃料の蒸発潜熱による冷却効果のことである。
図７の横軸のＢＤＣは吸気下死点である。図７に示したように燃料噴射の重心位置ＩＴｃを進角させる（吸気上死点側に向かわせる）ほど燃焼室５内に噴射された燃料噴霧が燃焼室５内の空気と混合する時間を稼げるため混合気の均一度が向上する。一方、燃料噴射の重心位置ＩＴｃを遅角させる（吸気下死点側ＢＤＣに向かわせる）ほど圧縮上死点までの時間が少なくなる。これによってシリンダ壁面との熱交換が小さくなり燃料の蒸発潜熱による冷却効果が大きくなる。つまり、冷却効果よりも混合気の均一度を優先させたいなら、燃料噴射の重心位置ＩＴｃを進角側に設定すればよいし、混合気の均一度よりも冷却効果を優先させたいなら、燃料噴射の重心位置ＩＴｃを遅角側に設定すればよいこととなる。
このように、燃焼室５の全体に行き渡らせた混合気の燃焼、つまり均質燃焼を行わせる際に、燃料噴射の重心位置ＩＴｃを進角側に設定するほど燃焼室５内での混合気の均一度が向上し、燃料噴射の重心位置ＩＴｃを遅角側に設定するほど冷却効果が向上する。一方、ＭＢＴに近い点火時期に設定された運転条件においては混合気の均一度が良いほど燃焼効率向上により燃費向上代が大きい。これに対してノック回避のため点火時期が遅角側に設定された運転条件においては冷却効果によりノックを改善できる分だけ余分に進角させることが可能となり、この進角効果による燃費向上代が大きい。
従って、ＭＢＴに近い点火時期に設定された運転条件では燃料噴射の重心位置ＩＴｃを進角側に設定し、ノック回避のため点火時期が遅角側に設定された運転条件では燃料噴射の重心位置ＩＴｃを、ＭＢＴに近い点火時期に設定された運転条件における燃料噴射の重心位置ＩＴｃよりも遅角側に設定することで、点火時期に関係なく燃費向上を図ることができることとなる。
次にはＭＢＴに近い点火時期に設定された運転条件では進角側の燃料噴射の重心位置が、ノック回避のため点火時期が遅角側に設定された運転条件ではＭＢＴに近い点火時期に設定された運転条件における燃料噴射の重心位置よりも遅角側の燃料噴射の重心位置が得られるように３つの各燃料噴射時期を運転条件に応じて定めることが必要となる。この場合、３つ全ての燃料噴射時期を運転条件に応じた可変値として設定するのでは、適合の工数が大きくなる。そこで、本発明の第１実施形態では、１回目と２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ１、ＩＴ２を固定の燃料噴射時期とし（図５のＩＴ１、ＩＴ２参照）、３回目の燃料噴射の基本燃料噴射時期ＩＴ３ｎを可変値として構成する。つまり、ＭＢＴに近い点火時期に設定された運転条件では進角側の燃料噴射の重心位置が、ノック回避のため点火時期が遅角側に設定された運転条件ではＭＢＴに近い点火時期に設定された運転条件における燃料噴射の重心位置よりも遅角側の燃料噴射の重心位置が得られるように３回目の燃料噴射の基本燃料噴射時期ＩＴ３ｎを運転条件に応じて設定（適合）する。
ところで、燃焼室５内での燃焼状態に、吸気温度、冷却水温度、吸気ポート温度、ガス流動制御バルブ開度、外部ＥＧＲ量、内部ＥＧＲ量、有効圧縮比、機械圧縮比が影響する。そこで、外部ＥＧＲ量が基本外部ＥＧＲ量に、内部ＥＧＲ量が基本内部ＥＧＲ量に、有効圧縮比が基本有効圧縮比に、機械圧縮比が基本機械圧縮比に、流動制御バルブ開度が基本流動制御バルブ開度に、それぞれ制御され、かつ、吸気温度が基準吸気温度であり、冷却水温度が基準冷却水温度であり、吸気ポート温度が基準吸気ポート温度である定常運転条件下で、ノック余裕度を考慮して燃費が最良となるように３回目の燃料噴射の基本燃料噴射時期ＩＴ３ｎを運転条件に応じて適合する。ここで、基本有効圧縮比、基本機械圧縮比、基本外部ＥＧＲ量、基本内部ＥＧＲ量、基本流動制御バルブ開度としては、動弁機構３１の制御、圧縮比可変機構７１の制御、ＥＧＲ弁９２の開度制御、流動制御バルブ１０１の開度制御によって実現し得る値を任意に定めればよい。基準吸気温度、基準冷却水温度、基準吸気ポート温度としては、ＩＴ３ｎの適合時に実現し得る温度を任意に定めることができる。
実際には、吸気温度が適合時の吸気温度から、冷却水温度が適合時の冷却水温度から、、吸気ポート温度が適合時の吸気ポート温度から、流動制御バルブ開度が適合時の流動制御バルブ開度から、外部ＥＧＲ量が適合時の外部ＥＧＲ量から、内部ＥＧＲ量が適合時の内部ＥＧＲ量から、有効圧縮比が適合時の有効圧縮比から、機械圧縮比が適合時の機械圧縮比からずれることがある。つまり、部品のばらつきや経時劣化、外部環境条件の相違等によって適合時の条件から外れる場合に、最適な燃料噴射の重心位置が適合時の燃料噴射の重心位置からずれてしまう。これは、ノック余裕度によって燃費がベストとなる燃料噴射の重心位置が定まるところ、部品のばらつきや経時劣化、外部環境条件の相違等によってノック余裕度が適合時のノック余裕度から外れてしまうためである。
そこで、３回目の燃料噴射の燃料噴射時期を、
ＩＴ３＝ＩＴ３ｎ＋補正値 …（３）
ただし、ＩＴ３：３回目の燃料噴射の燃料噴射時期、
ＩＴ３ｎ：３回目の燃料噴射の基本燃料噴射時期、
の式により算出するものとする。さらに（３）式の補正値を次の式により算出する。
補正値＝αＴｉｎ＋αＴｗ＋αＴｉｐ＋αＦＣＶ＋αｏＥＧＲ＋αｉＥＧＲ
＋αＥＣＲ＋αＭＣＲ …（４）
ただし、αＴｉｎ：吸気温度補正値、
αＴｗ：冷却水温度補正値、
αＴｉｐ：吸気ポート温度補正値、
αＦＣＶ：流動制御バルブ開度補正値、
αｏＥＧＲ：外部ＥＧＲ量補正値、
αｉＥＧＲ：内部ＥＧＲ量補正値、
αＥＣＲ：有効圧縮比補正値、
αＭＣＲ：機械圧縮比補正値、
このため、図１、図２、図４に示したように、ＶＥＬ機構３２の制御軸３８の回転角（つまり吸気弁１５の作動角θ）を検出する第１回転角センサ１１８（有効圧縮比検出手段）、ＶＥＬ機構３２の駆動軸３３の回転角（つまり吸気弁１５の作動角の中心角φ）を検出する第２回転角センサ１１９（有効圧縮比検出手段）、圧縮比可変機構７１の制御軸８１の回転角（つまりエンジン１の機械圧縮比）を検出する第３回転角センサ１２０（機械圧縮比検出手段）を設けておく。また、図１に示したように吸気温度センサ１２１（吸気温度検出手段）、吸気ポート温度センサ１２２（吸気ポート温度検出手段）、ＥＧＲ弁開度センサ１２３（外部ＥＧＲ量取得手段）、流動制御バルブ開度センサ１２４（流動制御バルブ開度検出手段）を設けておく。
エンジンコントローラ１１１で実行される制御を以下のフローチャートに基づいて説明する。
図８Ａ、図８Ｂのフローは３回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ３を算出するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。ここで、３回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ３の単位は、吸気下死点（ＢＤＣ）より進角側に計測する値［ｄｅｇＢＢＤＣ］とする。このため、ＩＴ３の値が大きいほど進角側の値となる。
ステップ１では、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジン要求負荷Ｌｔ、吸気温度Ｔｉｎ、冷却水温度Ｔｗ、吸気ポート温度Ｔｉｐ、実際のＥＧＲ弁開度ｒＥＧＲ、流動制御バルブ開度ＦＣＶを読み込む。ここで、エンジン回転速度Ｎｅはクランク角センサ１１３の出力に基づいて、エンジン要求負荷Ｌｔはアクセル開度センサ１１２の出力に基づいてエンジンコントローラ１１１が算出している。吸気温度Ｔｉｎは吸気温度センサ１２１により検出する。冷却水温度Ｔｗは冷却水温度センサ１１５により検出する。吸気ポート温度Ｔｉｐは吸気ポート温度センサ１２２により検出する。実際のＥＧＲ弁開度ｒＥＧＲはＥＧＲ弁開度センサ１２３により検出する。実際の流動制御バルブ開度ＦＣＶは流動制御バルブ開度センサ１２４により検出する。
ステップ２ではエンジン回転速度Ｎｅ、エンジン要求負荷Ｌｔから図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃを内容とするマップを検索することにより、１回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ１、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ２、３回目の燃料噴射の基本燃料噴射時期ＩＴ３ｎを算出する。３つの各燃料噴射時期ＩＴ１、ＩＴ２、ＩＴ３ｎは、次の２つの条件を満足するように適合によって設定する。すなわち、３つの各燃料噴射時期ＩＴ１、ＩＴ２、ＩＴ３ｎを設定するに際しては、外部ＥＧＲ量が基本外部ＥＧＲ量に、内部ＥＧＲ量が基本内部ＥＧＲ量に、有効圧縮比が基本有効圧縮比に、機械圧縮比が基本機械圧縮比に、流動制御バルブ開度が基本流動制御バルブ開度に、それぞれ制御され、かつ、吸気温度が基準吸気温度であり、冷却水温度が基準冷却水温度であり、吸気ポート温度が基準吸気ポート温度である定常運転条件下で、ノック余裕度を考慮して燃費が最良となるように適合する。ここで、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃにおいて「単段領域」とは１回目の燃料噴射を行う領域、「２段目領域」とは２回目の燃料噴射を行う領域、「３段目領域」とは３回目の燃料噴射を行う領域のことである。比較のため図９Ａには２段目領域でのＩＴ２、３段目領域でのＩＴ３を重ねて、図９Ｂには３段目領域でのＩＴ３を重ねて示している。
具体的には、点火時期をＭＢＴ付近に設定できる運転条件（Ｎｅ、Ｌｔから定まる）下では、燃料噴射の重心位置ＩＴｃを図７において相対的に進角側に設定し、燃焼室５内での混合気の均一度を大きくする（燃焼効率向上）ことにより燃費向上を図る。一方、ＭＢＴ付近でノックが発生してしまう運転条件（Ｎｅ、Ｌｔ）下では、燃料噴射の重心位置ＩＴｃを図７において相対的に遅角側に設定し、燃料の蒸発潜熱による冷却効果を高める（それにより点火時期をＭＢＴに近づけることができる）ことにより燃費向上を図る。
図９Ａ、図９ＢにはＩＴ１、ＩＴ２を可変値として示すが、前述したようにＩＴ１、ＩＴ２は固定の燃料噴射時期とすることもできる。
ステップ３〜１８は、異なる８つの補正値を算出する部分である。ここで、８つの補正量とは、吸気温度補正値αＴｉｎ、冷却水温度補正値αＴｗ、吸気ポート温度補正値αＴｉｐ、流動制御バルブ開度補正値αＦＣＶ、外部ＥＧＲ量補正値αｏＥＧＲ、内部ＥＧＲ量補正値αｉＥＧＲ、有効圧縮比補正値αＥＣＲ、機械圧縮比補正値αｉＥＧＲである。このように補正値が多いのは、エンジン１が、動弁機構３１、圧縮比可変機構７１、ＥＧＲ弁９２、流動制御バルブ１０１を備えているためである。すなわち、動弁機構３１を備える場合に有効圧縮圧縮比補正値αＥＣＲが、圧縮比可変機構７１を備える場合に機械圧縮比補正値αｉＥＧＲが、ＥＧＲ弁９２を備える場合に外部ＥＧＲ量補正値αｏＥＧＲが、流動制御バルブ１０１を備える場合に流動制御バルブ開度補正値αＦＣＶが必要となる。
本発明は、動弁機構３１、圧縮比可変機構７１、ＥＧＲ弁９２、流動制御バルブ１０１の全てを備えるエンジンに限定されるわけでなく、これら全てを備えないエンジンに対しても適用がある。このときには、吸気温度補正値αＴｉｎ、冷却水温度補正値αＴｗ、吸気ポート温度補正値αＴｉｐ、内部ＥＧＲ量補正値αｉＥＧＲの４つだけを算出すればよく、流動制御バルブ開度補正値αＦＣＶ、外部ＥＧＲ量補正値αｏＥＧＲ、有効圧縮圧縮比補正値αＥＣＲ、機械圧縮比補正値αｉＥＧＲの４つは不要である。
以下、８つの各補正値について詳述する。
ステップ３では吸気温度センサ１２１により検出される吸気温度Ｔｉｎから図１０を内容とするテーブルを検索することにより吸気温度補正値αＴｉｎ［ｄｅｇ］を算出する。図１０に示したように吸気温度補正値αＴｉｎは、吸気温度Ｔｉｎが基準吸気温度より高い場合に負、吸気温度Ｔｉｎが基準吸気温度より低い場合に正となる値である。後述するように、基本燃料噴射時期ＩＴ３ｎにαＴｉｎを加算して３回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ３を算出するので、吸気温度補正値αＴｉｎが負であるときにはＩＴ３ｎを遅角側に、正であるときにはＩＴ３ｎを進角側に補正することとなる。吸気温度補正値αＴｉｎが負であるときにはＩＴ３ｎを遅角側に補正する理由は次の通りである。すなわち、吸気温度Ｔｉｎが基準吸気温度より高いことは、ＩＴ３ｎを適合したときよりノック余裕度が小さいことを意味する。従って、このときには補正値αＴｉｎを負の値としてＩＴ３ｎを遅角側に補正することにより、ノック余裕度が大きくなるようにするためである。一方、吸気温度Ｔｉｎが基準吸気温度より低いことは、ＩＴ３ｎを適合したときよりノック余裕度が大きいことを意味するので、補正値αＴｉｎを正の値としてＩＴ３ｎを進角側に補正することにより、燃焼効率を良くして燃費を良くする。
ステップ４では冷却水温度センサ１１５により検出される冷却水温度Ｔｗから図１１を内容とするテーブルを検索することにより冷却水温度補正値αＴｗ［ｄｅｇ］を算出する。図１１に示したように冷却水温度補正値αＴｗは、冷却水温度Ｔｗが基準冷却水温度より高い場合に負、冷却水温度Ｔｗが基準冷却水温度より低い場合に正となる値である。後述するように、基本分割噴射時期ＩＴ３ｎにαＴｗを加算して３回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ３を算出するので、冷却水温度補正値αＴｗが負であるときにはＩＴ３ｎを遅角側に、正であるときにはＩＴ３ｎを進角側に補正することとなる。冷却水温度補正値αＴｗが負であるときにはＩＴ３ｎを遅角側に補正する理由は次の通りである。すなわち、冷却水温度Ｔｗが基準冷却水温度より高いことは、ＩＴ３ｎを適合したときよりノック余裕度が小さいことを意味する。従って、このときには補正値αＴｗを負の値としてＩＴ３ｎを遅角側に補正することにより、ノック余裕度が大きくなるようにするためである。一方、冷却水温度Ｔｗが基準冷却水吸気温度より低いことは、ＩＴ３ｎを適合したときよりノック余裕度が大きいことを意味するので、補正値αＴｗを正の値としてＩＴ３ｎを進角側に補正することにより、燃焼効率を良くして燃費を良くする。
ステップ５では吸気ポート温度センサ１２２により検出される吸気ポート温度Ｔｉｐから図１２を内容とするテーブルを検索することにより吸気ポート温度補正値αＴｉｐ［ｄｅｇ］を算出する。図１２に示したように吸気ポート温度補正値αＴｉｐは、吸気ポート温度Ｔｉｐが基準吸気ポート温度より高い場合に負、吸気ポート温度Ｔｉｐが基準吸気ポート温度より低い場合に正となる値である。後述するように、基本分割噴射時期ＩＴ３ｎにαＴｉｐを加算して３回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ３を算出するので、吸気ポート温度補正値αＴｉｐが負であるときにはＩＴ３ｎを遅角側に、正であるときにはＩＴ３ｎを進角側に補正することとなる。吸気ポート温度補正値αＴｉｐが負であるときにはＩＴ３ｎを遅角側に補正する理由は次の通りである。すなわち、吸気ポート温度Ｔｉｐが基準吸気ポート温度より高いことは、ＩＴ３ｎを適合したときよりノック余裕度が小さいことを意味する。従って、このときには補正値αＴｗを負の値としてＩＴ３ｎを遅角側に補正することにより、ノック余裕度が大きくなるようにするためである。一方、吸気ポート温度Ｔｉｐが基準吸気ポート温度より低いことは、ＩＴ３ｎを適合したときよりノック余裕度が大きいことを意味するので、補正値αＴｉｐを正の値としてＩＴ３ｎを進角側に補正することにより、燃焼効率を良くして燃費を良くする。
ステップ６では、流動制御バルブ開度センサ１２４により検出される実際の流動制御バルブ開度ＦＣＶから図１３を内容とするテーブルを検索することにより流動制御バルブ開度補正値αＦＣＶ［ｄｅｇ］を算出する。図１３に示したように流動制御バルブ開度補正値αＦＣＶは、吸気ポート温度が基準吸気ポート温度より低く、実際の流動制御バルブ開度ＦＣＶが基本流動制御バルブ開度ＦＣＶｎより大きい場合に負、吸気ポート温度Ｔｉｐが基準吸気ポート温度より低く、実際の流動制御バルブ開度が基本流動制御バルブ開度より小さい場合に正となる値である。後述するように、３回目の基本分割噴射時期ＩＴ３ｎにαＦＣＶを加算して３回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ３を算出するので、流動制御バルブ開度補正値αＦＣＶが負であるときにはＩＴ３ｎを遅角側に、正であるときにはＩＴ３ｎを進角側に補正することとなる。流動制御バルブ開度補正値αＦＣＶが負であるときにはＩＴ３ｎを遅角側に補正する理由は次の通りである。すなわち、吸気ポート温度Ｔｉｐが基準吸気ポート温度より低く、実際の流動制御バルブ開度ＦＣＶが基本流動制御バルブ開度ＦＣＶｎより大きいことは、ＩＴ３ｎを適合したときより燃焼室５内での流動（ガス流動）が弱くノック余裕度が小さいことを意味する。従って、このときには補正値αＦＣＶを負の値としてＩＴ３ｎを遅角側に補正することにより、ノック余裕度が大きくなるようにするためである。一方、吸気ポート温度Ｔｉｐが基準吸気ポート温度より低く、実際の流動制御バルブ開度ＦＣＶが基本流動制御バルブ開度ＦＣＶｎより小さいことは、ＩＴ３ｎを適合したときより燃焼室５内での流動（ガス流動）が強くノック余裕度が大きいことを意味するので、補正値αＦＣＶを正の値としてＩＴ３ｎを進角側に補正することにより、燃焼効率を良くして燃費を良くする。
次に、図１３に重ねて示したように流動制御バルブ開度補正値αＦＣＶは、吸気ポート温度が基準吸気ポート温度以上であり、実際の流動制御バルブ開度ＦＣＶが基本流動制御バルブ開度ＦＣＶｎより大きい場合に正、吸気ポート温度Ｔｉｐが基準吸気ポート温度以上であり、実際の流動制御バルブ開度が基本流動制御バルブ開度より小さい場合に負となる値である。流動制御バルブ開度補正値αＦＣＶが正であるときにはＩＴ３ｎを進角側に補正する理由は次の通りである。すなわち、吸気ポート温度Ｔｉｐが基準吸気ポート温度以上であり、実際の流動制御バルブ開度ＦＣＶが基本流動制御バルブ開度ＦＣＶｎより大きいことは、ＩＴ３ｎを適合したときより吸気の温度上昇が小さくノック余裕度が大きいことを意味する。従って、このときには補正値αＦＣＶを正の値としてＩＴ３ｎを進角側に補正することにより、燃焼効率を良くして燃費を良くするためである。一方、吸気ポート温度Ｔｉｐが基準吸気ポート温度以上であり、実際の流動制御バルブ開度ＦＣＶが基本流動制御バルブ開度ＦＣＶｎより小さいことは、ＩＴ３ｎを適合したときより吸気の温度上昇が大きくノック余裕度が小さいことを意味するので、補正値αＦＣＶを負の値としてＩＴ３ｎを遅角側に補正することにより、ノック余裕度が大きくなるようにする。
ステップ７ではエンジン回転速度Ｎｅ、エンジン要求負荷Ｌｔから図１４を内容とするマップを検索することにより基本外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲｎを算出する。
ステップ８ではＥＧＲ弁開度センサ１２３により検出される実際のＥＧＲ弁開度ｒＥＧＲに基づいて外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲを算出する。
ステップ９では、実際の外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲと基本外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲｎから図１５を内容とするテーブルを検索することにより外部ＥＧＲ量補正値αｏＥＧＲ［ｄｅｇ］を算出する。図１５に示したように外部ＥＧＲ量補正値αｏＥＧＲは、実際の外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲが基本外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲｎより多い場合に正、実際の外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲが基本外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲｎより少ない場合に負となる値である。後述するように、３回目の基本分割噴射時期ＩＴ３ｎにαｏＥＧＲを加算して３回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ３を算出するので、外部ＥＧＲ補正値αｏＥＧＲが正であるときにはＩＴ３ｎを進角側に、負であるときにはＩＴ３ｎを遅角側に補正することとなる。外部ＥＧＲ補正値αｏＥＧＲが正であるときにＩＴ３ｎを進角側に補正する理由は次の通りである。すなわち、実際の外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲが基本外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲｎより多いことは、ＩＴ３ｎを適合したときよりノック余裕度が大きいことを意味する。従って、このときには補正値αｏＥＧＲを正の値としてＩＴ３ｎを進角側に補正することにより、燃焼効率を良くして燃費を良くするためである。一方、実際の外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲが基本外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲｎより少ないことは、ＩＴ３ｎを適合したときよりノック余裕度が小さいことを意味するので、補正値αｏＥＧＲを負の値としてＩＴ３ｎを遅角側に補正することにより、ノック余裕度が大きくなるようにする。
ステップ１０ではエンジン回転速度Ｎｅ、エンジン要求負荷Ｌｔから図１６を内容とするマップを検索することにより基本内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲｎを算出する。
ステップ１１では、吸気弁開時期ＩＶＯに基づいて実際の内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲを算出する。ここで、吸気弁開時期ＩＶＯは、ＶＥＬ機構３２の制御軸３８の回転角を検出する第１回転角センサ１１８の出力と、ＶＥＬ機構３２の駆動軸３３の回転角を検出する第２回転角センサ１１９の出力から算出する。
ステップ１２では、実際の内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲと基本内部ＥＧＲ量ｅＥＧＲｎから図１７を内容とするテーブルを検索することにより内部ＥＧＲ量補正値αｉＥＧＲ［ｄｅｇ］を算出する。図１７に示したように内部ＥＧＲ量補正値αｉＥＧＲは、実際の内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲが基本内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲｎより多い場合に負、実際の内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲが基本内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲｎより少ない場合に正となる値である。後述するように、３回目の基本分割噴射時期ＩＴ３ｎにαｉＥＧＲを加算して３回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ３を算出するので、内部ＥＧＲ補正値αｉＥＧＲが負であるときにはＩＴ３ｎを遅角側に、正であるときにはＩＴ３ｎを進角側に補正することとなる。内部ＥＧＲ補正値αｉＥＧＲが負であるときにＩＴ３ｎを遅角側に補正する理由は次の通りである。すなわち、実際の内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲが基本内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲｎより多いことは、ＩＴ３ｎを適合したときよりノック余裕度が小さいことを意味する。従って、このときには補正値αｉＥＧＲを負の値としてＩＴ３ｎを遅角側に補正することにより、ノック余裕度が大きくなるようにするためである。一方、実際の内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲが基本内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲｎより少ないことは、ＩＴ３ｎを適合したときよりノック余裕度が大きいことを意味するので、補正値αｉＥＧＲを正の値としてＩＴ３ｎを進角側に補正することにより、燃焼効率を良くして燃費を良くする。
ステップ１３ではエンジン回転速度Ｎｅ、エンジン要求負荷Ｌｔから図１８を内容とするマップを検索することにより基本有効圧縮比ＥＣＲｎを算出する。
ステップ１４では、吸気弁閉時期ＩＶＣに基づいて実際の有効圧縮比ＥＣＲを算出する。ここで、吸気弁閉時期ＩＶＣは、ＶＥＬ機構３２の制御軸３８の回転角を検出する第１回転角センサ１１８の出力と、ＶＥＬ機構３２の駆動軸３３の回転角を検出する第２回転角センサ１１９の出力から算出する。
ステップ１５では、実際の有効圧縮比ＥＣＲと基本有効圧縮比ＥＣＲｎから図１９を内容とするテーブルを検索することにより有効圧縮比補正値αＥＣＲ［ｄｅｇ］を算出する。図１９に示したように有効圧縮比補正値αＥＣＲは、実際の有効圧縮比ＥＣＲが基本有効圧縮比ＥＣＲｎより大きい場合に負、実際の有効圧縮比ＥＣＲが基本有効圧縮比ＥＣＲｎより小さい場合に正となる値である。後述するように、３回目の基本分割噴射時期ＩＴ３ｎにαＥＣＲを加算して３回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ３を算出するので、有効圧縮比補正値αＥＣＲが負であるときにはＩＴ３ｎを遅角側に、正であるときにはＩＴ３ｎを進角側に補正することとなる。有効圧縮比補正値αＥＣＲが負であるときにＩＴ３ｎを遅角側に補正する理由は次の通りである。すなわち、実際の有効圧縮比ＥＣＲが基本有効圧縮比ＥＣＲｎより大きいことは、ＩＴ３ｎを適合したときよりノック余裕度が小さいことを意味する。従って、このときには補正値αＥＣＲを負の値としてＩＴ３ｎを遅角側に補正することにより、ノック余裕度が大きくなるようにするためである。一方、実際の有効圧縮比ＥＣＲが基本有効圧縮比ＥＣＲｎより小さいことは、ＩＴ３ｎを適合したときよりノック余裕度が大きいことを意味するので、補正値αＥＣＲを正の値としてＩＴ３ｎを進角側に補正することにより、燃焼効率を良くして燃費を良くする。
ステップ１６ではエンジン回転速度Ｎｅ、エンジン要求負荷Ｌｔから図２０を内容とするマップを検索することにより基本機械圧縮比ＭＣＲｎを算出する。
ステップ１７では、圧縮比可変機構７１の制御軸８１の回転角を検出する第３回転角センサ１２０の出力に基づいて実際の機械圧縮比ＭＣＲを算出する。
ステップ１８では、実際の機械圧縮比ＭＣＲと基本機械圧縮比ＭＣＲｎから図２１を内容とするテーブルを検索することにより機械圧縮比補正値αＭＣＲ［ｄｅｇ］を算出する。図２１に示したように機械圧縮比補正値αＭＣＲは、実際の機械圧縮比ＭＣＲが基本機械圧縮比ＭＣＲｎより大きい場合に負、実際の機械圧縮比ＭＣＲが基本機械圧縮比ＭＣＲｎより小さい場合に正となる値である。後述するように、３回目の基本分割噴射時期ＩＴ３ｎにαＭＣＲを加算して３回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ３を算出するので、機械圧縮比補正値αＭＣＲが負であるときにはＩＴ３ｎを遅角側に、正であるときにはＩＴ３ｎを進角側に補正することとなる。機械圧縮比補正値αＭＣＲが負であるときにＩＴ３ｎを遅角側に補正する理由は次の通りである。すなわち、実際の機械圧縮比ＭＣＲが基本機械圧縮比ＭＣＲｎより大きいことは、ＩＴ３ｎを適合したときよりノック余裕度が小さいことを意味する。従って、このときには補正値αＭＣＲを負の値としてＩＴ３ｎを遅角側に補正することにより、ノック余裕度が大きくなるようにするためである。一方、実際の機械圧縮比ＥＣＲが基本機械圧縮比ＭＣＲｎより小さいことは、ＩＴ３ｎを適合したときよりノック余裕度が大きいことを意味するので、補正値αＭＣＲを正の値としてＩＴ３ｎを進角側に補正することにより、燃焼効率を良くして燃費を良くする。
ステップ１９では基本燃料噴射時期ＩＴ３ｎに上記８つの補正値を加算することにより、つまり次式により３回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ３［ｄｅｇＢＢＤＣ］を算出する。
ＩＴ３＝ＩＴ３ｎ＋αＴｉｎ＋αＴｗ＋αＴｉｐ＋αＦＣＶ＋αｏＥＧＲ
＋αｉＥＧＲ＋αＥＣＲ＋αＭＣＲ …（５）
ステップ２０では算出したＩＴ３を燃焼室５内での燃焼が成立する範囲に制限する。これは、８つもの補正値を加算することになると、各補正値に生じる誤差が積み重なって大きな誤差となることが考えられるためである。例えば、図７に進角限界を示しているが、ＩＴ３がこの進角限界を超えて進角側にくることは、ＩＴ３に算出誤差が生じていることを意味するので、進角限界に制限することとなる。
ここで、本実施形態の作用効果を説明する。本実施形態では、燃焼室５内に直接燃料を噴射し、燃焼室５内に均質混合気を形成して均質燃焼を行う直噴式エンジンの燃料噴射制御装置において、エンジンの回転速度と負荷とに基づいて、点火時期をＭＢＴ近傍に設定可能な回転速度と負荷の条件では燃料噴射の重心位置ＩＴｃを進角側に設定し、点火時期をＭＢＴ近傍に設定するとノックが発生する回転速度と負荷の条件では燃料噴射の重心位置ＩＴｃを点火時期をＭＢＴ近傍に設定可能な回転速度と負荷の条件における燃料噴射の重心位置ＩＴｃよりも遅角側に設定する燃料噴射重心位置設定手段を備えている。本実施形態によれば、ＭＢＴに近い点火時期に設定された運転条件では燃料噴射の重心位置ＩＴｃを進角側に設定し、ノック回避のため点火時期が遅角側に設定された運転条件では燃料噴射の重心位置ＩＴｃを、ＭＢＴに近い点火時期に設定された運転条件における燃料噴射の重心位置ＩＴｃよりも遅角側に設定することで、点火時期に関係なく燃費向上を図ることができた。
部品のばらつきや経時劣化、外部環境条件の相違等によって適合時の条件から外れる場合に、最適な燃料噴射の重心位置が適合時の燃料噴射の重心位置からずれてしまう。これは、ノック余裕度によって燃費がベストとなる燃料噴射の重心位置が定まるところ、部品のばらつきや経時劣化、外部環境条件の相違等によってノック余裕度が適合時のノック余裕度から外れてしまうためである。本実施形態によれば、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮したノック余裕度よりも実際のノック余裕度が大きい場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正し、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮したノック余裕度よりも実際のノック余裕度が小さい場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正する補正手段（図８Ａのステップ３〜１２、図８Ｂのステップ１３〜１９参照）を更に備えるので、部品のばらつきや経時劣化、外部環境条件の相違等があっても、適合時と同じ最適な燃料噴射の重心位置を維持することができる。
本実施形態によれば、燃料噴射重心位置設定手段は、１サイクル中に３回（複数回）の燃料噴射を行う場合、３回の燃料噴射の燃料噴射時期を設定し、前記補正手段は、燃料噴射の重心位置を変更する場合、３回目（最後）の燃料噴射の燃料噴射時期を変更するので（図８Ｂのステップ１９参照）、１回目、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ１、ＩＴ２（最後の燃料噴射の燃料噴射時期以外の燃料噴射の燃料噴射時期）は、固定の時期でよいことから、３回の燃料噴射の噴射時期を全て可変とする場合より、適合工数を削減することができる。
本実施形態によれば、排気通路８に排出された排気を吸気通路２へ還流させるＥＧＲ弁９２（外部ＥＧＲ装置）と、ＥＧＲ弁９２により還流される外部ＥＧＲ量を検出するＥＧＲ弁開度センサ１２３（外部ＥＧＲ量取得手段）と、を更に備え、前記補正手段は、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲｎよりもセンサ１２３で検出した外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲが大きい場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正し、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲｎよりもＥＧＲ弁開度センサ１２３で検出した外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲが小さい場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正するので（図８Ｂのステップ１９、図１５参照）、ＥＧＲ弁開度センサ１２３で検出した外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲが基本外部ＥＧＲ量ｏＥＧＲｎから外れる場合でも、ノック余裕度を適合時のノック余裕度と同じにすることができる。
本実施形態によれば、吸気温度を検出する吸気温度センサ１２１（吸気温度検出手段）を更に備え、前記補正手段は、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基準吸気温度よりも吸気温度センサ１２１で検出した吸気温度Ｔｉｎが低い場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正し、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基準吸気温度よりも吸気温度センサ１２１で検出した吸気温度Ｔｉｎが高い場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正するので（図８Ｂのステップ１９、図１０参照）、吸気温度センサ１２１で検出した吸気温度Ｔｉｎが基準吸気温度から外れる場合でも、ノック余裕度を適合時のノック余裕度と同じにすることができる。
本実施形態によれば、冷却水温度を検出する冷却水温度センサ１１５（冷却水温度検出手段）を更に備え、前記補正手段は、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基準冷却水温度よりも冷却水温度センサ１１５で検出した冷却水温度Ｔｗが低い場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正し、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基準冷却水温度よりも冷却水温度センサ１１５で検出した冷却水温度Ｔｗが高い場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正するので（図８Ｂのステップ１９、図１１参照）、冷却水温度センサ１１５で検出した冷却水温度Ｔｗが基準冷却水温度から外れる場合でも、ノック余裕度を適合時のノック余裕度と同じにすることができる。
本実施形態によれば、内部ＥＧＲ量を推定する内部ＥＧＲ量推定手段（図８Ａのステップ１１参照）を更に備え、前記補正手段は、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲｎよりも内部ＥＧＲ量推定手段で推定した内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲが小さい場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正し、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲｎよりも内部ＥＧＲ量推定手段で推定した内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲが大きい場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正するので（図８Ｂのステップ１９、図１７参照）、内部ＥＧＲ量推定手段で推定した内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲが基本内部ＥＧＲ量ｉＥＧＲｎから外れる場合でも、ノック余裕度を適合時のノック余裕度と同じにすることができる。
本実施形態によれば、有効圧縮比を変更する動弁機構３１（有効圧縮比変更手段）と、実際の有効圧縮比を検出する第１、第２の回転角センサ１１８、１１９（有効圧縮比検出手段）と、を更に備え、前記補正手段は、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本有効圧縮比ＥＣＲｎよりも第１、第２の回転角センサ１１８、１１９で検出した有効圧縮比ＥＣＲが小さい場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正し、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本有効圧縮比ＥＣＲｎよりも第１、第２の回転角センサ１１８、１１９で検出した有効圧縮比ＥＣＲが大きい場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正するので（図８Ｂのステップ１９、図１９参照）、第１、第２の回転角センサ１１８、１１９で検出した有効圧縮比ＥＣＲが基本有効圧縮比ＥＣＲｎから外れる場合でも、ノック余裕度を適合時のノック余裕度と同じにすることができる。
本実施形態によれば、機械圧縮比を変更する圧縮比可変機構（機械圧縮比変更手段）と、実際の機械圧縮比を検出する第３回転角センサ１２０（機械圧縮比検出手段）と、を更に備え、前記補正手段は、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本機械圧縮比ＭＣＲｎよりも第３回転角センサ１２０で検出した機械圧縮比ＭＣＲが小さい場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正し、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本機械圧縮比ＭＣＲｎよりも第３回転角センサ１２０で検出した機械圧縮比が大きい場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正するので（図８Ｂのステップ１９、図２１参照）、第３回転角センサ１２０で検出した機械圧縮比ＭＣＲが基本機械圧縮比ＭＣＲｎから外れる場合でも、ノック余裕度を適合時のノック余裕度と同じにすることができる。
本実施形態によれば、吸気ポート温度を検出する吸気ポート温度センサ１２２（吸気ポート温度検出手段）を更に備え、前記補正手段は、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基準吸気ポート温度よりも吸気ポート温度センサ１２２で検出した吸気ポート温度Ｔｉｐが低い場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正し、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基準吸気ポート温度よりも吸気ポート温度センサ１２２で検出した吸気ポート温度Ｔｉｐが高い場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正するので（図８Ｂのステップ１９、図１２参照）、吸気ポート温度センサ１２２で検出した吸気ポート温度Ｔｉｐが基準吸気ポート温度から外れる場合でも、ノック余裕度を適合時のノック余裕度と同じにすることができる。
本実施形態によれば、吸気ポート温度を検出する吸気ポート温度センサ１２２（吸気ポート温度検出手段）と、筒内流動強さを変更する流動制御バルブ１０１と、流動制御バルブ１０１の実際の開度を検出する流動制御バルブ開度センサ１２４（流動制御バルブ開度検出手段）と、を更に備え、前記補正手段は、吸気ポート温度センサ１２２で検出した吸気ポート温度Ｔｉｐが所定温度以上であるとき、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本流動制御バルブ開度ＦＣＶｎよりも流動制御バルブ開度センサ１２４で検出した流動制御バルブ開度ＦＣＶが大きい場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正し、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本流動制御バルブ開度ＦＣＶｎよりも流動制御バルブ開度センサ１２４で検出した流動制御バルブ開度ＦＣＶが小さい場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正する一方、吸気ポート温度センサ１２２で検出した吸気ポート温度Ｔｉｐが前記所定温度より低いとき、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本流動制御バルブ開度ＦＣＶｎよりも流動制御バルブ開度センサ１２４で検出した流動制御バルブ開度ＦＣＶが小さい場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正し、燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本流動制御バルブ開度ＦＣＶｎよりも流動制御バルブ開度センサ１２４で検出した流動制御バルブ開度ＦＣＶが大きい場合は、設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように３回目の燃料噴射の燃料噴射時期（燃料噴射時期）を補正するので（図８Ｂのステップ１９、図１３参照）、流動制御バルブ開度センサ１２４で検出した流動制御バルブ開度ＦＣＶが基本流動制御バルブ開度ＦＣＶｎから外れる場合でも、ノック余裕度を適合時のノック余裕度と同じにすることができる。
実施形態では、１サイクル中に３回の燃料噴射を行う場合で説明したが、これに限定されるものでない。
実施形態では、ＥＧＲ弁開度センサ１２３により外部ＥＧＲ量を検出する場合で説明したが、外部ＥＧＲ量を推定するようにしてもかまわない。
１ エンジン
２ 吸気通路、
８ 排気通路
３１ 動弁機構（有効圧縮比変更手段）
７１ 圧縮比可変機構（機械圧縮比変更手段）
９１ ＥＧＲ通路
９２ ＥＧＲ弁（外部ＥＧＲ装置）
１０１ 流動制御バルブ
１１１ エンジンコントローラ
１１５ 冷却水温度センサ（冷却水温度検出手段）
１１８ 第１回転角センサ（有効圧縮比検出手段）
１１９ 第２回転角センサ（有効圧縮比検出手段）
１２０ 第３回転角センサ（機械圧縮比検出手段）
１２１ 吸気温度センサ（吸気温度検出手段）
１２２ 吸気ポート温度センサ（吸気ポート温度検出手段）
１２３ ＥＧＲ弁開度センサ（外部ＥＧＲ量取得手段）
１２４ 流動制御バルブ開度センサ（流動制御バルブ開度検出手段）

Claims (11)

  1. 燃焼室内に直接燃料を噴射し、燃焼室内に均質混合気を形成して均質燃焼を行う直噴式エンジンの燃料噴射制御装置において、
    エンジンの回転速度と負荷とに基づいて、点火時期をＭＢＴ近傍に設定可能な回転速度と負荷の条件では燃料噴射の重心位置を進角側に設定し、点火時期をＭＢＴ近傍に設定するとノックが発生する回転速度と負荷の条件では燃料噴射の重心位置を点火時期をＭＢＴ近傍に設定可能な回転速度と負荷の条件における燃料噴射の重心位置よりも遅角側に設定する燃料噴射重心位置設定手段
    を備えることを特徴とする直噴式エンジンの燃料噴射制御装置。
  2. 前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮したノック余裕度よりも実際のノック余裕度が大きい場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように燃料噴射時期を補正し、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮したノック余裕度よりも実際のノック余裕度が小さい場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように燃料噴射時期を補正する補正手段を更に備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の直噴式エンジンの燃料噴射制御装置。
  3. 前記燃料噴射重心位置設定手段は、１サイクル中に複数回の燃料噴射を行う場合、複数回の燃料噴射の燃料噴射時期を設定し、
    前記補正手段は、燃料噴射の重心位置を変更する場合、最後の燃料噴射の燃料噴射時期を変更する
    ことを特徴とする請求項２に記載の直噴式エンジンの燃料噴射制御装置。
  4. 排気通路に排出された排気を吸気通路へ還流させる外部ＥＧＲ装置と、前記外部ＥＧＲ装置により還流される外部ＥＧＲ量を検出または推定する外部ＥＧＲ量取得手段と、を更に備え、
    前記補正手段は、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本外部ＥＧＲ量よりも前記外部ＥＧＲ量取得手段で検出または推定した外部ＥＧＲ量が大きい場合は、
    前記設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように燃料噴射時期を補正し、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本外部ＥＧＲ量よりも前記外部ＥＧＲ量取得手段で検出または推定した外部ＥＧＲ量が小さい場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように燃料噴射時期を補正する
    ことを特徴とする請求項２または３に記載の直噴式エンジンの燃料噴射制御装置。
  5. 吸気温度を検出する吸気温度検出手段を更に備え、
    前記補正手段は、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基準吸気温度よりも前記吸気温度検出手段で検出した吸気温度が低い場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように燃料噴射時期を補正し、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基準吸気温度よりも前記吸気温度検出手段で検出した吸気温度が高い場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように燃料噴射時期を補正する
    ことを特徴とする請求項２から４の何れかに記載の直噴式エンジンの燃料噴射制御装置。
  6. 冷却水温度を検出する冷却水温度検出手段を更に備え、
    前記補正手段は、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮し基準冷却水温度よりも前記冷却水温度検出手段で検出した冷却水温度が低い場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように燃料噴射時期を補正し、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基準冷却水温度よりも前記冷却水温度検出手段で検出した冷却水温度が高い場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように燃料噴射時期を補正する
    ことを特徴とする請求項２から５の何れかに記載の直噴式エンジンの燃料噴射制御装置。
  7. 内部ＥＧＲ量を推定する内部ＥＧＲ量推定手段を更に備え、
    前記補正手段は、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本内部ＥＧＲ量よりも前記内部ＥＧＲ量推定手段で推定した内部ＥＧＲ量が小さい場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように燃料噴射時期を補正し、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本内部ＥＧＲ量よりも前記内部ＥＧＲ量推定手段で推定した内部ＥＧＲ量が大きい場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように燃料噴射時期を補正する
    ことを特徴とする請求項２から６の何れかに記載の直噴式エンジンの燃料噴射制御装置。
  8. 有効圧縮比を変更する有効圧縮比変更手段と、実際の有効圧縮比を検出する有効圧縮比検出手段と、を更に備え、
    前記補正手段は、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本有効圧縮比よりも前記有効圧縮比検出手段で検出した有効圧縮比が小さい場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように燃料噴射時期を補正し、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本有効圧縮比よりも前記有効圧縮比検出手段で検出した有効圧縮比が大きい場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように燃料噴射時期を補正する
    ことを特徴とする請求項２から７の何れかに記載の直噴式エンジンの燃料噴射制御装置。
  9. 機械圧縮比を変更する機械圧縮比変更手段と、実際の機械圧縮比を検出する機械圧縮比検出手段と、を更に備え、
    前記補正手段は、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本機械圧縮比よりも前記機械圧縮比検出手段で検出した機械圧縮比が小さい場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように燃料噴射時期を補正し、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本機械圧縮比よりも前記機械圧縮比検出手段で検出した機械圧縮比が大きい場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように燃料噴射時期を補正する
    ことを特徴とする請求項２から８の何れかに記載の直噴式エンジンの燃料噴射制御装置。
  10. 吸気ポート温度を検出する吸気ポート温度検出手段を更に備え、
    前記補正手段は、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基準吸気ポート温度よりも前記吸気ポート温度検出手段で検出した吸気ポート温度が低い場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように燃料噴射時期を補正し、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基準吸気ポート温度よりも前記吸気ポート温度検出手段で検出した吸気ポート温度が高い場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように燃料噴射時期を補正する
    ことを特徴とする請求項２から９の何れかに記載の直噴式エンジンの燃料噴射制御装置。
  11. 吸気ポート温度を検出する吸気ポート温度検出手段と、筒内流動強さを変更する流動制御バルブと、前記流動制御バルブの実際の開度を検出する流動制御バルブ開度検出手段と、を更に備え、
    前記補正手段は、前記吸気ポート温度検出手段で検出した吸気ポート温度が所定温度以上であるとき、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本流動制御バルブ開度よりも前記流動制御バルブ開度検出手段で検出した流動制御バルブ開度が大きい場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように燃料噴射時期を補正し、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本流動制御バルブ開度よりも前記流動制御バルブ開度検出手段で検出した流動制御バルブ開度が小さい場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように燃料噴射時期を補正する一方、前記吸気ポート温度検出手段で検出した吸気ポート温度が前記所定温度より低いとき、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本流動制御バルブ開度よりも前記流動制御バルブ開度検出手段で検出した流動制御バルブ開度が小さい場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも進角側となるように燃料噴射時期を補正し、前記燃料噴射の重心位置を設定する際に考慮した基本流動制御バルブ開度よりも前記流動制御バルブ開度検出手段で検出した流動制御バルブ開度が大きい場合は、前記設定する燃料噴射の重心位置よりも遅角側となるように燃料噴射時期を補正する
    ことを特徴とする請求項２から１０の何れかに記載の直噴式エンジンの燃料噴射制御装置。
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