JP4200356B2

JP4200356B2 - 筒内噴射型内燃機関の燃料制御装置

Info

Publication number: JP4200356B2
Application number: JP2002342663A
Authority: JP
Inventors: 勝彦宮本; 智吉川
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2022-11-26
Also published as: JP2004176610A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内噴射型内燃機関の燃料制御装置に係り、詳しくは、過渡的なＥＧＲ量の増加に対して燃焼安定性を確保する筒内噴射型内燃機関の燃料制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、排気ガス還流（ＥＧＲ）は、内燃機関の部分負荷運転条件時に燃費の向上及びＮＯｘの低減を図る方法として利用される。
このＥＧＲを導入する方法としては、気筒の外部に配管及びＥＧＲバルブを設け、このバルブの開閉によりサージタンクに排気の一部を還流させる方法（外部ＥＧＲ）が従来から一般に行われているが、最近では吸排気弁の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング（ＶＶＴ）機構を利用して吸気弁及び排気弁がともに開弁状態となるバルブオーバラップ量をある程度大きくすることにより排気の一部を還流させる方法（内部ＥＧＲ）も用いられる。
【０００３】
このＶＶＴによる内部ＥＧＲのメリットの一つとしては、ＥＧＲの応答性の良さが挙げられる。その理由は、外部ＥＧＲでは、サージタンク容量分のＥＧＲが導入される過程や、吸気マニホールド及び吸気ポートに沿って吸入される過程でのＥＧＲの応答遅れが存在するのに対し、直接排気を筒内に還流させる内部ＥＧＲでは、応答遅れがほとんどないからである。
【０００４】
このように、内部ＥＧＲは、外部ＥＧＲに比してＥＧＲの応答性の面では良好なものである一方、内部ＥＧＲでは、新気の応答遅れが存在する。その理由は、新気量は吸気マニホールドの圧力（マニ圧）で支配されるが、バルブオーバラップ量が拡大してからマニ圧が上昇して安定するまでに時間を要し、新気の導入量が、マニ圧が安定するまでの間、不足するからである。
【０００５】
つまり、ＶＶＴを利用する内部ＥＧＲの場合には、新気の応答性に問題があるものの、逆にＥＧＲの応答性が良いことから、新気の応答遅れ期間には、筒内のＥＧＲ量が一時的に過多状態になる。この状態は燃焼変動の増大を招き、燃焼安定性の維持が困難になるという問題がある。
これに対し、ＶＶＴによる燃焼安定性の維持を図る筒内噴射型内燃機関の技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
当該技術では、バルブオーバラップ量が拡大されるに伴って燃料噴射時期を遅角側に補正しており、これにより、燃料噴射から点火までの期間を短くし、燃料の拡散を抑えて安定した層状燃焼運転を行っている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２１８０３６号公報（段落番号００２６〜００２７、図３等）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特許文献１に記載の従来の技術は、圧縮行程の燃料噴射モードによる層状燃焼運転中に、バルブオーバラップ量が拡大したときには、燃料噴射時期を遅らせて燃焼安定化を図る筒内噴射型内燃機関に関するものである。
しかし、筒内噴射型内燃機関は、圧縮行程の燃料噴射モードによる層状燃焼運転のほか、吸気行程の燃料噴射モードによる均質燃焼運転も行われるものである。ここで、この吸気行程の燃料噴射モードによる均質燃焼運転にて前記従来の技術の如く燃料噴射時期を単に遅らせることは、燃焼の安定に寄与することがないばかりか、却って燃焼が悪化する場合もある。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、バルブオーバラップ量が変更されるときのＥＧＲ量の過渡的な増加に対しても燃焼安定性の維持を図ることができる筒内噴射型内燃機関の燃料制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するべく、請求項１記載の本発明の筒内噴射型内燃機関の燃料制御装置は、ピストンで区画される燃焼室内に対して直接的に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃焼室を開閉する吸気弁及び排気弁によるバルブオーバラップ量を変更するオーバラップ量変更手段とを備えた筒内噴射型内燃機関の燃料制御装置であって、主として吸気行程で燃料を噴射する燃料噴射モードによる均質燃焼運転中に、前記バルブオーバラップ量が所定のしきい値以上に拡大したとき、所定期間に亘り層状燃焼運転を行うべく前記燃料噴射モードを変更し、該所定期間の後、再び均質燃焼運転を行うべく前記噴射モードを変更する噴射モード変更手段を備えることを特徴としている。
【００１１】
したがって、請求項１記載の筒内噴射型内燃機関の燃料制御装置では、均質燃焼運転中にバルブオーバラップ量の拡大によって新気の応答が遅れてＥＧＲ量の過多が生じても、所定期間に亘り一時的に層状燃焼運転を行っているので、燃焼期間が長くならず、燃焼変動を抑えて燃焼安定性が確保される。さらに、機関の不安定化に由来する未燃ＨＣの増加による燃費の悪化及び排気性能の悪化が防止される。そして所定期間の後、再び均質燃焼運転が行われるものである。
【００１２】
また、請求項２記載の発明では、前記噴射モード変更手段は、前記内燃機関の運転負荷が高いときには前記吸気行程の燃料噴射モードを、吸気行程及び圧縮行程で燃料を分割して噴射する、又は圧縮行程で燃料を分割して噴射する分割噴射モードに変更し、前記運転負荷が低いときには前記吸気行程の燃料噴射モードを主として圧縮行程で燃料を噴射する燃料噴射モードに変更することを特徴としている。
【００１３】
これにより、高めの負荷が要求されたときには、ＥＧＲの遷移期間だけ吸気行程での燃料噴射モードから分割噴射モードに変更し、一方、低負荷が要求されたときには、ＥＧＲの遷移期間だけ圧縮行程での燃料噴射モードに変更し、いずれも層状燃焼運転を行っているので、ＥＧＲ量の過渡的な増加に対しても燃焼変動を抑えて燃焼安定性を確保させつつ、要求負荷にも的確に対応する。
【００１４】
さらに、請求項３記載の発明では、前記所定のしきい値は、前記内燃機関の運転負荷及び回転速度から算出されることを特徴としている。このように、バルブオーバラップ量の拡大判定、すなわち燃料噴射モードの変更の判定を機関の運転条件に対応させるので、機関の要求に応じた燃料制御が可能になる。
また、請求項４記載の発明では、前記オーバラップ量変更手段は、前記吸気弁の開閉タイミング又は前記排気弁の開閉タイミングの少なくともいずれか一方を可変にすることを特徴としている。このように、吸気弁又は排気弁の少なくともいずれかを可変にすることで、多種の内燃機関への対応が可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係る筒内噴射型内燃機関の燃料制御装置に適用されるシステム構成図が示されており、以下図１に基づき本発明に係る筒内噴射型内燃機関の燃料制御装置の構成を説明する。
【００１６】
エンジン１は、図示しない燃焼室内に燃料を直接噴射する火花点火式の筒内噴射エンジンとして構成される。すなわち、エンジン１のシリンダヘッドには、ピストンの往復運動によって区画される燃焼室内に臨んで、インジェクタ（燃料噴射弁）や点火プラグ（ともに図示せず）が配設されているとともに、吸気通路２及び排気通路３が接続されている。なお、点火プラグには点火コイルが接続されている。
【００１７】
吸気通路２には、上流側から順にエアクリーナ４及びスロットル弁５が設けられており、さらに下流にはサージタンク６が設けられている。
これにより、外部からの空気は、エアクリーナ４を通過し、スロットル弁５、サージタンク６及び吸気通路２を経て燃焼室内に流入する。この際、吸入空気量がエアフローセンサ７で検出される。また、スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）８が設けられており、ＴＰＳ８では、スロットル弁５の開度が検出される。
【００１８】
なお、スロットル弁５は、図示しないアクセルペダルに対して電気的に接続された、いわゆるドライブバイワイヤ式のスロットル弁（ＥＴＶ）であり、ドライバのアクセル踏み込み量以外にもエンジン運転状態に応じてその開度が変更される。
吸気通路２は、吸気マニホールド及び吸気ポートから構成され、この吸気ポートは、気筒毎にシリンダヘッド内にて略直立方向に形成される。吸気ポートの燃焼室側には、吸気ポートと燃焼室との連通及び遮断を行う吸気弁１２が設けられている。また、排気通路３は、排気ポート及び排気マニホールドから構成され、この排気ポートは、気筒毎にシリンダヘッド内にて略水平方向に形成される。排気ポートの燃焼室側には、排気ポートと燃焼室との連通及び遮断を行う排気弁１３が設けられている。
【００１９】
吸気弁１２及び排気弁１３には、それぞれの開閉時期が油圧調整によって可変にされる可変バルブタイミング機構（オーバラップ量変更手段）が接続されている。可変バルブタイミング機構は、エンジン回転に応じて回転するカムシャフトとカムスプロケットとの結合位相（ＶＶＴ位相）を所定範囲内で可変とした所謂ＶＶＴとして実用化されており、カムシャフトが進角或いは遅角操作されることで、吸気弁のみ、若しくは排気弁のみ、又は吸気弁及び排気弁両方の開閉タイミングを変更できる。なお、リフトとタイミング特性との異なる複数のカムを運転条件に応じて使い分けて開閉タイミングを変更することも可能である。可変バルブタイミング機構によるバルブオーバラップ量の拡大によって、内部ＥＧＲ量がレスポンス良く増加する。
【００２０】
また、入出力装置、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、ＣＰＵ等を備えたＥＣＵ（電子コントロールユニット）１０が設けられており、ＥＣＵ１０により、燃料噴射制御を含めたエンジン１の総合的な制御が行われる。
ＥＣＵ１０の入力側には、上述したエアフローセンサ７、ＴＰＳ８のほか、クランク角信号に基づきエンジン回転速度Ｎｅを検出するクランク角センサ９、エンジン１の冷却水温度を検出する水温センサ１１、ドライバのアクセル踏み込み量から要求トルクを検出するアクセル開度センサ（図示せず）等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。そして、これら各センサ出力からエンジン１の運転状態を得て、吸入空気量、燃料噴射量、燃料噴射時期、並びに点火時期等のエンジン１の主要な操作量が最適に演算される。
【００２１】
一方、ＥＣＵ１０の出力側には、上述のインジェクタや点火プラグのほか、可変バルブタイミング機構等の各種出力デバイス類が接続されており、ＥＣＵ１０内で演算された燃料噴射量が開弁パルス信号に変換されてインジェクタに送られ、また、演算された点火時期に基づいて点火プラグ駆動信号が点火コイルに送られる。
【００２２】
そして、インジェクタから噴射された燃料は、吸気通路２からの調整された空気と混合されて燃焼室内にて混合気を形成し、該混合気は、所定の点火時期で点火プラグから発生される火花により爆発し、その燃焼圧によってエンジン１が駆動される。なお、爆発後の排気は、排気通路３を経て排気浄化用触媒コンバータ（図示せず）側に送られる。
【００２３】
エンジン１は、少なくとも、主として圧縮行程で燃料噴射を行い理論空燃比よりも希薄な空燃比領域で希薄成層燃焼運転（層状燃焼運転）を行うリーン運転モードと、主として吸気行程で燃料噴射を行い理論空燃比近傍でストイキオフィードバック燃焼運転（均質燃焼運転）を行うストイキオ運転モードとを有しており、これらの運転モードが切り替え可能に構成されている。そして、当該エンジン１では、上述した種々のセンサ等からの入力データに基づいてＥＣＵ１０で運転モードの切り替え制御や各種の制御が行われる。
【００２４】
特に、本実施形態の燃料制御装置に係るＥＣＵ１０には、バルブオーバラップ量変更時の過渡的な新気量応答遅れに対応させるべく燃料噴射モードを変更する機能を備えている。具体的には、ＥＣＵ１０は、噴射モード変更部１０Ａを備え、この噴射モード変更部１０Ａは、上記均質燃焼運転中にバルブオーバラップ量が所定のしきい値以上に拡大したときには、所定期間の層状燃焼運転を行うべく燃料噴射モードを変更する。
【００２５】
そして、本実施形態の噴射モード変更部１０Ａによって、エンジン１の運転負荷要求に応じて、燃料噴射モードは主として圧縮行程で燃料噴射を行う燃料噴射モードと、吸気行程及び圧縮行程で燃料を分割して噴射する燃料噴射モード（分割噴射モード）とに変更されて燃料噴射が行われる。詳しくは、噴射モード変更手段は、エンジン１の運転負荷が高いときには前記吸気行程の燃料噴射モードを分割噴射モードに変更し、エンジン１の運転負荷が低いときには前記吸気行程の燃料噴射モードを前記圧縮行程の燃料噴射モードに変更する。
【００２６】
これにより、バルブオーバラップ量の拡大に伴う内部ＥＧＲ量の過渡的な増加に対しては、層状燃焼運転によって燃焼変動を抑えて燃焼安定性を確保させつつ、要求負荷に対応させる分割噴射モード或いは燃焼期間の短縮化を図る圧縮行程の燃料噴射モードでの燃料噴射を行い、エンジン１の要求に的確に対応させる。
以下、フローチャートに基づいて燃料制御装置の本発明に係る作用について説明する。
【００２７】
図２を参照すると、燃料制御装置により実施される燃料噴射モード変更判定制御のフローチャートが示されている。
同図のステップＳ２０１ではエンジン回転速度Ｎeを取り込み、ステップＳ２０２では運転負荷Ｌを取り込み、ステップＳ２０３では、エンジン回転速度Ｎe及び運転負荷Ｌから目標となる吸気弁及び排気弁のＶＶＴ位相を決定して制御し、ステップＳ２０４に進む。
【００２８】
ステップＳ２０４では、現在の燃料噴射モードが吸気行程の燃料噴射モードであるか否かを判別し、吸気行程の燃料噴射モードたる均質燃焼運転であると判定された場合、すなわちＹＥＳのときには、ステップＳ２０５に進んで現在のＶＶＴ位相を取り込んでステップＳ２０６に進む。一方、ステップＳ２０４で均質燃焼運転ではないと判定されたときには、このルーチンを抜ける。
【００２９】
ステップＳ２０６では、ステップＳ２０５の現在のＶＶＴ位相から実バルブオーバラップ量ＲＶＯＬを計算し、ステップＳ２０７では、エンジン回転速度Ｎe及び運転負荷Ｌに基づいて、燃料噴射モード変更を必要とするかの判定に用いるバルブオーバラップ量（所定のしきい値）ＨＶＯＬを決定してステップＳ２０８に進む。
【００３０】
ステップＳ２０８では、前回の実バルブオーバラップ量ＲＶＯＬが所定のしきい値ＨＶＯＬよりも小さいか否かを判別し、前回の実バルブオーバラップ量ＲＶＯＬが所定のしきい値ＨＶＯＬよりも小さいと判定された場合、すなわちＹＥＳのときにはステップＳ２０９に進み、一方、前回の実バルブオーバラップ量ＲＶＯＬが所定のしきい値ＨＶＯＬ以上と判定されたときには、このルーチンを抜ける。
【００３１】
ステップＳ２０９では、今回の実バルブオーバラップ量ＲＶＯＬが所定のしきい値ＨＶＯＬ以上であるか否かを判別し、今回の実バルブオーバラップ量ＲＶＯＬが所定のしきい値ＨＶＯＬ以上であると判定された場合、すなわちＹＥＳのときにはステップＳ２１０に進み、一方、今回の実バルブオーバラップ量ＲＶＯＬが所定のしきい値ＨＶＯＬに満たないと判定されたときには、このルーチンを抜ける。つまり、前回の実バルブオーバラップ量及び今回の実バルブオーバラップ量を所定のしきい値ＨＶＯＬとそれぞれ比較し、今回の実バルブオーバラップ量が初めて所定のしきい値ＨＶＯＬを超えた場合には、過渡的なＥＧＲ量の増加の可能性があることから、ステップＳ２１０に進む。
【００３２】
ステップＳ２１０では、バルブオーバラップ量の拡大によって、均質燃焼運転を行う吸気行程の燃料噴射モードから、層状燃焼運転を行う分割噴射モード或いは圧縮行程の燃料噴射モードへのモード変更実行タイマＡＢＴＩＭＥＲをセットしてステップＳ２１１に進み、このルーチンを抜ける。
図３は、図２のステップＳ２１１の如く、燃料制御装置の噴射モード変更部１０Ａにより実施される燃料噴射モード変更制御のフローチャートである。
【００３３】
同図のステップＳ３０１では、エンジン回転速度Ｎeと運転負荷Ｌとを取り込んでステップＳ３０２に進む。
ステップＳ３０２では、モード変更実行タイマＡＢＴＩＭＥＲが０よりも大きいか否かを判別し、モード変更実行タイマＡＢＴＩＭＥＲが０よりも大きいと判定された場合、すなわちＹＥＳのときには、ステップＳ３０３に進んでモード変更実行タイマＡＢＴＩＭＥＲから１を減算し、ステップＳ３０４に進む。
【００３４】
一方、ステップＳ３０２にて、モード変更実行タイマＡＢＴＩＭＥＲが０以下と判定された場合には、タイマのセットが行われていないので、現在の燃料噴射モードである通常の均質燃焼運転を行うべく、ステップＳ３０７に進んで吸気行程の燃料噴射モードを実施してこのルーチンを抜ける。
ステップＳ３０４では、運転負荷Ｌが所定値よりも大きいか否かを判別し、運転負荷Ｌが所定値よりも大きいと判定された場合、すなわちＹＥＳのときにはステップＳ３０５に進んで、層状燃焼運転を行うべく分割噴射モードに対するパラメータを決定し、ステップＳ３０８にて分割噴射モードを実施する。なお、このモードは中負荷時に対応させるものである。
【００３５】
一方、ステップＳ３０４にて、運転負荷Ｌが所定値以下と判定されたときには、ステップＳ３０６に進み、層状燃焼運転を行うべく圧縮行程の燃料噴射モードに対するパラメータを決定し、ステップＳ３０９にて圧縮行程の燃料噴射モードを実施する。なお、このモードは低負荷時に対応させるものである。
図４を参照すると、噴射モード変更部１０Ａにおいて上記燃料噴射モード変更制御（ステップＳ２１１）を行った場合のタイミングチャートが示されている。
【００３６】
同図に示すように、吸気行程の燃料噴射モードによる均質燃焼運転Ｓto中において、排気弁１３の閉時期ＥＣが遅角側に変更され、吸気弁１２の開時期ＩＯが進角側に変更されると、バルブオーバラップ量ＲＶＯＬが拡大する。そして、ＥＧＲ量の増加に伴ってＥＧＲ率が上昇し、次いでマニ圧が正圧側に上昇する。
しかし、内部ＥＧＲには、新気の応答遅れが存在することから、ＥＧＲ率の上昇率に比してマニ圧の上昇率が緩やかになり、その結果、ＥＧＲ率がオーバシュートする。
【００３７】
そこで、燃料制御装置１０Ａの噴射モード変更手段は、上記の如く均質燃焼運転Ｓto中に実バルブオーバラップ量ＲＶＯＬが所定のしきい値以上に拡大したことを判定すると、ＥＧＲ率が立ち上がる時点からＥＧＲ率がオーバシュートして平衡状態に向かう時点まで、すなわちタイマＡＢＴＩＭＥＲが０になるまでの所定期間ｔに亘り、図中点線で示される均質燃焼運転を続ける従来技術に対して、図中実線で示される本実施形態では、層状燃焼運転Ｌeanを行うべく燃料噴射モードを変更する。そして、この所定時間ｔの経過後は、ＥＧＲ率のオーバシュートが治まることから、再び均質燃焼運転Ｓtoに変更する。そして、トルク変動についても、図中点線で示される従来技術に比して、図中実線で示される本実施形態の方が小さくなっていることが分かる。
【００３８】
このように、本発明では、噴射モード変更手段が、均質燃焼運転Ｓto中に実バルブオーバラップ量ＲＶＯＬの拡大によって新気の応答が遅れても、一時的に層状燃焼運転Ｌeanを行っているので、ＥＧＲ量の過渡的な増加に対しても燃焼期間が長くならず、燃焼変動を抑えて燃焼安定性を確保することができる。
また、吸気行程の燃料噴射モードにおいて燃料噴射時期を単に遅らせるものではなく、層状燃焼運転Ｌeanを行っていることから、未燃ＨＣの増加による燃費の悪化及び排気性能の悪化を防止することができる。
【００３９】
さらに、運転負荷Ｌに応じて、分割噴射モード或いは圧縮行程の燃料噴射モードを実施しているので、エンジン１の要求に的確に対応させることができる。
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
【００４０】
例えば、上記実施形態では、噴射モード変更手段が、分割噴射モードとして、吸気行程と圧縮行程との二回の分割による燃料噴射モードを行っているが、この実施形態に限られるものではなく、圧縮行程での連続した分割噴射モード、又は二回以上の複数回の分割噴射であっても良く、これらの場合には、エンジン１の要求負荷への対応が一層可能になるとの効果を奏する。
【００４１】
また、上記実施形態では、オーバラップ量変更手段は、吸気弁１２及び排気弁１３の開閉タイミングをともに変更しているが、この実施形態のほか、吸気弁の開閉タイミング又は排気弁の開閉タイミングのいずれか一方を可変にするものであっても良く、この場合には、多種のエンジンへの対応が可能になる。
さらに、上記実施形態のエンジン１では、内部ＥＧＲを利用する形態であるが、内部ＥＧＲと外部ＥＧＲとを併用するエンジンであっても良いものである。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、請求項１記載の本発明の筒内噴射型内燃機関の燃料制御装置によれば、均質燃焼運転中にバルブオーバラップ量の拡大によって新気の応答が遅れても一時的に層状燃焼運転を行っているので、ＥＧＲ量の過渡的な増加に対して燃焼期間が長くならず、燃焼変動を抑えて燃焼安定性を確保することができ、機関の不安定化に由来する未燃ＨＣの増加による燃費の悪化及び排気性能の悪化を防止することができる。そして所定期間の後、再び均質燃焼運転が行われるものである。
【００４３】
また、請求項２記載の発明によれば、高めの負荷が要求されたときには、ＥＧＲの遷移期間だけ吸気行程での燃料噴射モードから分割噴射モードに変更し、一方、低負荷が要求されたときには、ＥＧＲの遷移期間だけ圧縮行程での燃料噴射モードに変更し、いずれも層状燃焼運転を行っているので、ＥＧＲ量の過渡的な増加に対しても燃焼変動を抑えて燃焼安定性を確保させつつ、要求負荷にも的確に対応することができる。
【００４４】
また、請求項３記載の発明によれば、バルブオーバラップ量の拡大判定、すなわち燃料噴射モード変更の判定を機関の運転条件に対応させるので、機関の要求に応じた燃料制御を行うことができる。
また、請求項４記載の発明によれば、吸気弁又は排気弁の少なくともいずれかを可変にすることで、多種の内燃機関への対応を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る筒内噴射型内燃機関の燃料制御装置に適用されるシステム構成図である。
【図２】図１の燃料制御装置により実施される燃料噴射モード変更判定の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】図１の燃料制御装置により実施される燃料噴射モード変更の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】図１の燃料制御装置において燃料噴射モード変更制御を行った場合のタイムチャートである。
【符号の説明】
１筒内噴射型内燃機関
７エアフローセンサ
８ＴＰＳ
９クランク角センサ
１０ＥＣＵ（電子コントロールユニット）
１０Ａ噴射モード変更部（噴射モード変更手段）
１１水温センサ
１２吸気弁
１３排気弁

Claims

ピストンで区画される燃焼室内に対して直接的に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃焼室を開閉する吸気弁及び排気弁によるバルブオーバラップ量を変更するオーバラップ量変更手段とを備えた筒内噴射型内燃機関の燃料制御装置において、
主として吸気行程で燃料を噴射する燃料噴射モードによる均質燃焼運転中に、前記バルブオーバラップ量が所定のしきい値以上に拡大したとき、所定期間に亘り層状燃焼運転を行うべく前記燃料噴射モードを変更し、該所定期間の後、再び均質燃焼運転を行うべく前記噴射モードを変更する噴射モード変更手段を備えることを特徴とする筒内噴射型内燃機関の燃料制御装置。
前記噴射モード変更手段は、前記内燃機関の運転負荷が高いときには前記吸気行程の燃料噴射モードを、吸気行程及び圧縮行程で燃料を分割して噴射する、又は圧縮行程で燃料を分割して噴射する分割噴射モードに変更し、前記運転負荷が低いときには前記吸気行程の燃料噴射モードを主として圧縮行程で燃料を噴射する燃料噴射モードに変更することを特徴とする請求項１記載の筒内噴射型内燃機関の燃料制御装置。
前記所定のしきい値は、前記内燃機関の運転負荷及び回転速度から算出されることを特徴とする請求項１又は２記載の筒内噴射型内燃機関の燃料制御装置。
前記オーバラップ量変更手段は、前記吸気弁の開閉タイミング又は前記排気弁の開閉タイミングの少なくともいずれか一方を可変にすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の筒内噴射型内燃機関の燃料制御装置。