JP4492811B2

JP4492811B2 - 筒内噴射型内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP4492811B2
Application number: JP2006094444A
Authority: JP
Inventors: 譲二松原; 一芳中根
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2026-03-30
Also published as: JP2007270655A

Description

本発明は、燃焼室内に直接燃料を噴射可能な筒内噴射型内燃機関の制御装置に関する。

筒内噴射型内燃機関の燃焼方式として、従来より、燃料噴射弁から噴射された燃料を、ピストン頂面に形成されたキャビティにより点火プラグの電極部に移送して点火を行う所謂ウォールガイド方式の燃焼や、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射領域内または燃料噴射領域近傍に点火プラグの電極部を設け、圧縮行程中に噴射された燃料噴霧が電極部近傍を通過中に直接点火を行う所謂スプレーガイド方式の燃焼が知られている。

そして、これらの燃焼方式は、エンジンの回転速度及び負荷に応じて設定されたマップに基づき切り替えるのが一般的である。
例えば、筒内噴射型内燃機関において、ウォールガイドモードやスプレーガイドモード等の各運転モードの領域を示した領域図（マップ）に基づいて運転モードの切り替えを行う構成が開示されている。（特許文献１参照）。
特開２００５−２５６７９１号公報

ここで、図５を参照すると、ウォールガイド方式及びスプレーガイド方式における安定燃焼領域が示されており、同図に示すように、ウォールガイド方式の安定燃焼領域と、スプレーガイド方式の安定燃焼領域とは乖離しており、間には燃焼が成立しない失火領域が存在している。したがって、ウォールガイドモードからスプレーガイドモードへ、スプレーガイドモードからウォールガイドモードへの切り替え時には、失火領域を通ることで失火するおそれがあり、失火を防止するには失火領域を超えるための複雑な制御が必要となるという問題がある。

このため、上記特許文献１に開示された技術のように、エンジン回転速度と負荷に応じて各運転モードの領域を設定した領域図に基づいて運転モードの切り替え制御を行うと、加速等によりエンジン回転速度や負荷が変化した場合にスプレーガイドモードとウォールガイドモードとの運転モード切り替えを行う必要が生じ、当該切り替えによる失火やショックが発生しドライバビリティが悪化するという問題がある。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ウォールガイドモード及びスプレーガイドモードでの運転が可能な筒内噴射型内燃機関において、加速時における運転モード切り替えによる失火やショックの発生を防止することができ、加速時のドライバビリティを向上させることのできる筒内噴射型内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、請求項１の筒内噴射型内燃機関の制御装置では、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁からの燃料噴射経路内または噴射経路近傍に電極部が配置された点火プラグと、該点火プラグの電極部または電極部近傍を通過後の燃料噴霧を再び該電極部近傍に移送可能に形成されたピストンとを有し、燃料噴射時期及び点火時期に基づき定まる安定燃焼領域として、第１の安定燃焼領域と、該第１の安定燃焼領域と乖離した第２の安定燃焼領域とを有する筒内噴射型内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の定常運転時に、前記燃料噴射弁により圧縮行程中に燃料噴射を行い前記ピストンにより移送された燃料噴霧に点火を行い、安定燃焼領域が前記第１の安定燃焼領域である第１の運転モード、前記燃料噴射弁により圧縮行程中に燃料噴射を行い燃料噴霧が前記点火プラグの電極部または電極部近傍を通過中に点火を行い、安定燃焼領域が前記第２の安定燃焼領域である第２の運転モード、及び前記燃料噴射弁により吸気行程中と圧縮行程中とに分割して燃料噴射を行い、圧縮行程中に噴射した燃料噴霧が前記点火プラグの電極部または電極部近傍を通過中に点火を行い、安定燃焼領域が前記第２の安定燃焼領域である第３の運転モードを含む複数の運転モードの領域が、内燃機関の回転速度及び負荷に応じて設定されたマップを有し、該マップに基づき運転モードを選択する定常運転制御手段と、前記内燃機関の加速時に、前記マップによらず、加速前の運転モードが前記第１の運転モードである場合には第１の運転モードに設定し、加速前の運転モードが前記第２の運転モードまたは第３の運転モードである場合には第３の運転モードに設定して加速を行うよう制御する加速運転制御手段とを備えることを特徴としている。

つまり、安定燃焼領域が離れている第１の安定燃焼領域と第２の安定燃焼領域とを有する内燃機関において、定常運転時には内燃機関の回転速度と負荷に応じて複数の運転モードを選択し、加速運転時には回転速度や負荷に応じてではなく、加速前の運転モードの安定燃焼領域を維持可能な運転モードで加速を行う。

具体的には、第１の安定燃焼領域であるウォールガイドモード（第１の運転モード）、第２の安定燃焼領域であるスプレーガイドモード（第２の運手モード）、及び第２の安定燃焼領域である分割噴射モード（第３の運転モード）での運転が可能な筒内噴射型内燃機関において、定常運転時には内燃機関の回転速度及び負荷に応じた各運転モードの領域が設定されているマップに基づいて運転モードが設定されるが、加速時には当該マップによらず加速前の運転モードがスプレーガイドモードまたは分割噴射モードであれば分割噴射モードに設定し、ウォールガイドであれば当該ウォールガイドのままで加速を行う。

請求項２の筒内噴射型内燃機関の制御装置では、請求項１において、前記マップには、最も低回転速度低負荷側に前記第１の運転モード領域が設定されており、該第１の運転モード領域の高負荷側に前記第２の運転モード領域が設定されており、該第２の運転モード領域の高負荷側に前記第３の運転モード領域が設定されていることを特徴としている。
つまり、定常運転制御のマップは、低負荷側からウォールガイドモード、スプレーガイドモード、分割噴射モードの順に領域が設定されている。

請求項３の筒内噴射型内燃機関の制御装置では、請求項１において、前記マップには、最も低回転速度低負荷側に前記第１の運転モード領域が設定されており、該第１の運転モード領域の高負荷側に前記第２の運転モード領域が設定されており、該第２の運転モード領域の高負荷側に前記第１の運転モード領域が設定されていることを特徴としている。
つまり、定常運転制御のマップは、低負荷側からウォールガイドモード、スプレーガイドモード、ウォールガイドモードの順に領域が設定されている。

請求項４の筒内噴射型内燃機関の制御装置では、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記内燃機関は、燃料噴射弁により吸気行程中に燃料噴射を行い、均一混合された混合気に点火を行う第４の運転モードも選択可能であり、前記マップには、前記各運転モードのうち最も高回転速度高負荷側に前記第４の運転モードが設定されており、前記加速運転制御手段は、前記内燃機関の加速時に、前記回転速度または前記負荷が前記マップにおける第４の運転モード領域に達した場合は、該第４の運転モードにより加速を行うよう制御することを特徴としている。

つまり、内燃機関は第４の運転モードとして所謂均一燃焼モードも選択可能であり、当該均一燃焼モードは定常運転制御のマップにおいて最も高回転速度高負荷側に設定され、加速時であっても当該均一燃焼モードの領域内に達した場合はこのときの運転モードによらず均一燃焼モードに切り替えて加速を行う。
請求項５の筒内噴射型内燃機関の制御装置では、請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記内燃機関は、燃料噴射弁により吸気行程中に燃料噴射を行い、均一混合された混合気に点火を行う第４の運転モードも選択可能であり、前記内燃機関への加速要求度合いを検出する加速要求度合い検出手段を有し、前記加速運転制御手段は、前記加速要求度合い検出手段により検出される加速要求度合いが所定値以上である場合は、前記第４の運転モードにより加速を行うよう制御することを特徴としている。

つまり、内燃機関は均一燃焼モードも選択可能であり、加速時の加速要求度合いが所定値以上である場合はこのときの運転モードによらず均一燃焼モードに切り替えて加速を行う。

上記手段を用いる本発明の請求項１の筒内噴射型内燃機関の制御装置によれば、定常運転時には内燃機関の回転速度や負荷により運転モードが選択されるが、加速時には加速前の運転モードの安定燃焼領域を維持可能な運転モードで加速を行うようにすることで、失火領域を通るような運転モードの切替を回避することができる。これにより、加速時における失火やショックを防止することができ、加速時のドライバビリティを向上させることができる。

具体的には、加速時には定常運転制御のマップによらず、加速前の運転モードがウォールガイドモードである場合にはウォールガイドモードのままに設定し、スプレーガイドモードまたは分割噴射モードである場合には分割噴射モードに設定して加速を行うことで、安定燃焼領域が離れているウォールガイドモードとスプレーガイドモードとの間の切り替えを行わずに加速を行うことができる。

これにより、複雑な制御を要することなく、加速時における運転モード切替による失火やショックの発生を防止することができ、加速時のドライバビリティを向上させることができる。
請求項２の筒内噴射型内燃機関の制御装置によれば、定常運転制御のマップに従うと、エンジン回転速度及び負荷が上昇することでウォールガイドモードからスプレーガイドモードへと切り替えられるような場合であっても、加速時に当該マップによらず、加速前がウォールガイドモードである場合は当該ウォールガイドモードのまま、加速前がスプレーガイドモードまたは分割噴射モードである場合は分割噴射モードで加速を行うことで、ウォールガイドモードからスプレーガイドモードへの切り替えを回避することができる。

請求項３の筒内噴射型内燃機関の制御装置によれば、低負荷側からウォールガイドモード、スプレーガイドモード、ウォールガイドモードの順に領域が設定されており、エンジン回転速度及び負荷が上昇することでウォールガイドモードからスプレーガイドモード、スプレーガイドモードからウォールガイドモードへと切り替えられるようなマップであっても、加速時に当該マップによらず、加速前がウォールガイドモードである場合は当該ウォールガイドモードのまま、加速前がスプレーガイドモードまたは分割噴射モードである場合は分割噴射モードで加速を行うことで、ウォールガイドモードからスプレーガイドモードへの切り替えを回避することができる。

請求項４の筒内噴射型内燃機関の制御装置によれば、高回転速度高負荷の加速要求を十分に満たす加速を行うことができる。
請求項５の筒内噴射型内燃機関の制御装置によれば、急加速を要求している場合に、十分な加速を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１を参照すると、本発明に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置の概略構成図が示されている。
図１に示すように、エンジン１（内燃機関）は、４サイクル直列４気筒型エンジンであり、図１にはそのうちの１つの気筒についての縦断面が示されている。なお、他の気筒についても同様の構成をしているものとして図示及び説明を省略する。

図１に示すように、エンジン１はシリンダブロック２にシリンダヘッド４が載置されて構成されている。
シリンダブロック２に形成されているシリンダ６内には上下摺動可能にピストン８が設けられている。
また、シリンダ６に対応して、シリンダヘッド４の下面には所謂ペントルーフ型の斜面１０ａ、１０ｂが形成されている。当該シリンダヘッド４下面の斜面１０ａ、１０ｂ、シリンダ６、ピストン８頂面に囲まれて燃焼室１２が形成されている。

また、ピストン８の頂面には、燃料噴射弁１４から噴射された燃料を上方に反転させて点火プラグ１６方向に指向させる形状のキャビティ８ａが形成されている。
燃焼室１２の上壁の中央部分、即ち斜面１０ａ、１０ｂの稜線中央部分において、一方の斜面１０ａには燃料噴射弁１４が、他方の斜面１０ｂには点火プラグ１６がそれぞれ燃焼室１２内に臨んで設けられている。

当該燃料噴射弁１４は真下方向よりも若干点火プラグ１６の電極部１６ａ側に指向して配設されており、当該燃料噴射弁１４から噴射される燃料噴霧１８が点火プラグ１６側に偏倚するよう構成されている。
また、点火プラグ１６は真下方向よりも若干燃料噴射弁１４側に指向しており、電極部１６ａが燃料噴射弁１４から噴射される燃料の噴射領域すなわち燃料噴霧１８中若しくはその近傍に位置するように配設されている。

また、一方の斜面１０ａには、燃料噴射弁１４の両側に位置して２つの吸気バルブ２０ａ、２０ｂがそれぞれ設けられており、他方の斜面１０ｂには、点火プラグ１６の両側に位置して２つの排気バルブ２２ａ、２２ｂがそれぞれ設けられている。
これら吸気バルブ２０ａ、２０ｂ及び排気バルブ２２ａ、２２ｂは、上下摺動することでそれぞれシリンダヘッド４内に形成された吸気ポート２４及び排気ポート２６と燃焼室１２との連通と遮断を行うよう構成されている。

そして、上記燃料噴射弁１４及び点火プラグ１６は車両に搭載されているＥＣＵ（電子コントロールユニット）３０と電気的に接続されている。
また、当該ＥＣＵ３０は、エンジン１のエンジン回転速度を検出する回転速度センサ３２、スロットル開度を検出するスロットルセンサ３４、アクセル操作量を検出するアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）３６等のセンサ類とも電気的に接続されており、当該センサ類からの情報に基づき、上記燃料噴射弁１４による燃料噴射量や燃料噴射時期及び上記点火プラグ１６による点火時期等を制御し、上記エンジン１の運転状態に応じてウォールガイドモード（第１の運転モード）、スプレーガイドモード（第２の運転モード）、分割リーンモード（第３の運転モード、分割噴射モード）、均一燃焼モード（第４の運転モード）の各運転モードに切り替える機能を有している。

ウォールガイドモードは、圧縮行程中に燃料噴射を行い、点火プラグ１６の電極部１６ａを通過した後ピストン８頂面のキャビティ８ａによって上方に反転し電極部１６ａ近傍に移送された混合気に点火を行う所謂ウォールガイド方式により、希薄な空燃比（リーン）にて燃焼させる運転モードである。
また、スプレーガイドモードは、圧縮行程中に燃料噴射を行い、点火プラグ１６の電極部１６ａ近傍を通過中の燃料噴霧１８に点火を行う所謂スプレーガイド方式により、リーン燃焼させる運転モードである。

また、分割リーンモードは、吸気行程中と圧縮行程中との２回に分割して燃料噴射を行うことで、点火プラグ１６近傍とその周囲の空燃比を層状化させ、全体の空燃比をリーンで燃焼させる運転モードである。
また、均一燃焼モードは、吸気行程中に燃料噴射を行うことで、燃料と空気とを十分に混合させ燃焼室１２内を理論空燃比近傍に均一化させた状態で点火を行い均一混合燃焼させる運転モードである。

なお、図５に示すように、ウォールガイドモードの燃焼安定領域（第１の安定燃焼領域）は、噴射時期に対して点火時期が遅角側となる領域となる。一方、圧縮行程中に噴射した燃料噴霧に点火を行うスプレーガイドモード及び分割リーンモードの安定燃焼領域（第２の安定燃焼領域）は、定性的に点火時期と噴射時期が同時期となる対角線に沿うような島状の領域となる。このように、当該ウォールガイドモードの安定燃焼領域とスプレーガイドモード及び分割リーンモードの安定燃焼領域とは乖離しており、その間には失火領域が存在している。

以下このように構成された本発明に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置による制御についての第１実施例及び第２実施例を説明する。
まず、第１実施例について説明する。
図２を参照すると、本発明の第１実施例に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置の定常運転時における運転モード領域を示したマップＭ１が示されており、図３を参照すると、本発明に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置のＥＣＵ３０により実行される加速運転制御ルーチンがフローチャートで示されている。以下同図に基づき説明する。

図２のマップＭ１は、第１所定回転速度以上であって第１所定負荷以上の領域は均一燃焼モード領域に設定されており、第１所定回転速度未満であって第１所定負荷未満の領域はリーン運転領域に設定されている。
そして、当該リーン燃焼領域内は、第２所定負荷以上の領域が分割リーンモード領域に、第２所定負荷未満の領域がスプレーガイドモード領域に設定されている。

さらに、当該スプレーガイドモード領域よりも低回転速度低負荷の第２所定回転速度未満であって第３所定負荷未満の領域はウォールガイドモード領域に設定されている。なお、当該ウォールガイドモード領域はエンジン１のアイドル運転領域に相当する。
つまり、低回転速度低負荷側からウォールガイドモード、スプレーガイドモード、分割リーンモード、均一燃焼モードの順に各領域が設定されている。

エンジン１の定常運転時には、以上のように設定されたマップＭ１に基づき、回転速度センサ３２により検出されるエンジン回転速度と、アクセルポジションセンサ３６により検出されるアクセル操作量及びエンジン回転速度から算出される負荷とによって運転モードが設定される。
一方、エンジン１の加速時には、図３のフローチャートに従って運転モードが設定される。

詳しくは図３のフローチャートに示すように、まず、ステップＳ１において、エンジン回転速度、負荷、ＡＰＳ３６により検出されるアクセル操作量情報に基づき算出される加速要求度合い、及び燃料噴射時期及び点火時期から算出される現在の運転モードをそれぞれ取得する。
次のステップＳ２では、ステップＳ１で取得した加速要求度合いが予め設定されている第１所定値以上であるか否かを判別する。当該判別により十分な加速要求があるか否かを判別する。当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ち加速要求度合いが第１所定値未満の定常運転時や緩加速時等にはステップＳ１０に進み、上記マップＭ１に基づく定常運転制御を行う。一方、当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合は、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、加速要求度合いが上記第１所定値よりも大に設定されている第２所定値未満であるか否かを判別する。当該判別により、運転者が急加速を要求しているか否かを判別する。
また、次のステップＳ４において、上記ステップＳ１で取得したエンジン回転速度がマップＭ１に示す第１所定回転速度未満であり、かつ上記ステップＳ１で取得した負荷がマップＭ１の第１所定負荷未満であるか否か、即ちエンジン回転速度及び負荷がリーン運転領域内であるか否かを判別する。

上記ステップＳ３及びステップＳ４の少なくともいずれか一方の判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ち急加速が要求されている場合や、回転速度や負荷がマップＭ１の均一燃焼モード領域にある場合は、ステップＳ５に進む。
ステップＳ５では、マップＭ１によらず運転モードを均一燃焼モードに設定し、ステップＳ１０に進む。つまり、例えばエンジン回転速度及び負荷がリーン燃焼領域内であっても急加速を要求している場合は、均一燃焼モードに切り替えられる。

一方、上記ステップＳ３及びステップＳ４の判別結果がいずれも真（Ｙｅｓ）である場合、即ち加速要求度合いが第１所定値以上第２所定値未満であって、エンジン回転速度及び負荷がマップＭ１のリーン運転領域内にある場合はステップＳ６に進む。
ステップＳ６では、上記ステップＳ１で取得した運転モードがウォールガイドモードであるか否かを判別する。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合は、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、マップＭ１によらず運転モードをウォールガイドモードに設定し、ステップＳ１０に進む。つまり、ステップＳ６の時点において運転モードがウォールガイドモードであるときは、エンジン回転数及び負荷がマップＭ１のスプレーガイドモード領域や分割リーンモード領域にある場合であってもウォールガイドモード運転を維持する。
一方、上記ステップＳ６の判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ちウォールガイドモード以外の運転モードである場合は、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、マップＭ１によらず運転モードを分割リーンモードに設定し、ステップＳ９に進む。つまり、ステップＳ６の時点においてスプレーガイドモード、分割リーンモード、または均一燃焼モードであるときは、エンジン回転数及び負荷がマップＭ１の分割リーンモード領域外であっても分割リーンモード運転に設定する。
そして、ステップＳ９では、上記ステップＳ５、Ｓ７、Ｓ８において設定された運転モードで、加速要求度合いに応じた加速を行い、当該ルーチンをリターンする。

以上のように、本発明に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置では、加速時には定常運転制御のマップＭ１によらずに、加速前の運転モードや加速度合いに基づき運転モードを設定して加速を行う。
例えば、アイドル時、即ちウォールガイドモード状態から加速要求度合いが第１所定値以上第２所定値未満の加速を行う場合、たとえ加速によってエンジン回転速度や負荷が上昇しマップＭ１におけるスプレーガイドモード領域や分割リーンモード領域に達した場合であっても、ウォールガイドモードのまま加速が行われる。

また、スプレーガイドモード時や分割リーンモード時からの加速では、分割リーンモードでの加速が行われる。
そして、加速要求度合いが第１所定値未満となると加速を終了しマップＭ１に基づく定常運転制御に切り替わる。
また、ステップＳ７またはステップＳ８においてウォールガイドモードまたは分割リーンモードに設定された後、加速要求が持続され上記ルーチンを繰り返していく中で、加速要求度合いが第２所定値以上となったり、エンジン回転速度または負荷がマップＭ１の均一燃料モード領域内に入った場合等には、ステップＳ５に進み均一燃焼モードに切り替わり加速が継続される。

さらに、均一燃焼モードでの加速中に、加速要求度合いが第２所定値以下となり、エンジン回転速度及び負荷がマップＭ１のリーン燃焼領域内となったときには、ステップＳ８に進み分割リーンモードに切り替えられる。
以上のように、加速時には定常運転制御のマップＭ１によらず、加速前の運転モードに基づき加速を行う運転モードを設定することで、安定燃焼領域が離れているウォールガイドモードとスプレーガイドモード及び分割リーンモードとの間の切り替えを行わずに加速を行うことができる。

これにより、複雑な制御を要することなく、加速時における運転モード切り替えによる失火やショックの発生を防止することができ、加速時のドライバビリティを向上させることができる。
さらに、エンジン回転速度や負荷が均一燃焼モードに達した場合や加速要求度合いが第２所定値以上となった場合には、均一燃焼モードで加速を行うことで、加速要求を十分に満たす加速を行うことができる。

次に第２実施例について説明する。
第２実施例では、定常運転制御に用いるマップが上記第１実施例のマップＭ１と一部異なっている。
詳しくは、図４を参照すると、本発明の第２実施例に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置の定常運転時における運転モード領域を示したマップＭ２が示されている。

当該図４に示すマップＭ２では、上記第１実施例のマップＭ１において分割リーンモードに設定されている領域、即ち第１所定回転速度未満であって第２所定負荷以上第１所定負荷未満の領域が、ウォールガイドモード領域に設定されている。
つまり、低回転速度低負荷側からウォールガイドモード、スプレーガイドモード、ウォールガイドモード、均一燃焼モードの順に各領域が設定されている。

この他の構造等は上記第１実施例と同様であり説明を省略する。
そして、加速時の制御については、第１実施例と同様に上記図３に示す制御ルーチンに従って行う。
このように定常運転制御がマップＭ２に基づき行われる第２実施例においても、上記図３の制御ルーチンに従った加速運転制御を行うことで、例えばスプレーガイドモードからの加速において、エンジン回転速度や負荷がマップＭ２のウォールガイドモード領域に達したとしても分割リーンモードでの加速を行うこととなり、スプレーガイドモードからウォールガイドモードへの切り替えを回避することができる。

これにより、第２実施例においても第１実施例と同様の効果を奏することできる。
以上で本発明に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、定常運転制御に用いるマップとしてマップＭ１、Ｍ２とがあるが、定常運転制御に用いるマップはこれに限られるものではない。

また、上記実施形態では、ウォールガイドモード、スプレーガイドモード、分割リーンモード、均一燃焼モードの４つの燃焼モードを切り替えているが、燃焼モード切り替えはこのような構成に限られるものではなく、その他の運転モードを設定しても構わない。

本発明に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置の概略構成図である。本発明の第１実施例に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置の定常運転時における運転モード領域を示すマップである。本発明に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置のＥＣＵにより実行される加速運転制御ルーチンを示すフローチャートである。本発明の第２実施例に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置の定常運転時における運転モード領域を示すマップである。ウォールガイド方式及びスプレーガイド方式における安定燃焼領域を示す図である。

符号の説明

１エンジン（内燃機関）
８ピストン
８ａキャビティ
１２燃焼室
１４燃料噴射弁
１６点火プラグ
１６ａ電極部
３０ＥＣＵ（定常運転制御手段、加速運転制御手段）
３２回転速度センサ
３４スロットルセンサ
３６アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）

Claims

燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、
該燃料噴射弁からの燃料噴射経路内または噴射経路近傍に電極部が配置された点火プラグと、
該点火プラグの電極部または電極部近傍を通過後の燃料噴霧を再び該電極部近傍に移送可能に形成されたピストンとを有し、
燃料噴射時期及び点火時期に基づき定まる安定燃焼領域として、第１の安定燃焼領域と、該第１の安定燃焼領域と乖離した第２の安定燃焼領域とを有する筒内噴射型内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の定常運転時に、
前記燃料噴射弁により圧縮行程中に燃料噴射を行い前記ピストンにより移送された燃料噴霧に点火を行い、安定燃焼領域が前記第１の安定燃焼領域である第１の運転モード、
前記燃料噴射弁により圧縮行程中に燃料噴射を行い燃料噴霧が前記点火プラグの電極部または電極部近傍を通過中に点火を行い、安定燃焼領域が前記第２の安定燃焼領域である第２の運転モード、
及び前記燃料噴射弁により吸気行程中と圧縮行程中とに分割して燃料噴射を行い、圧縮行程中に噴射した燃料噴霧が前記点火プラグの電極部または電極部近傍を通過中に点火を行い、安定燃焼領域が前記第２の安定燃焼領域である第３の運転モードを含む複数の運転モードの領域が、内燃機関の回転速度及び負荷に応じて設定されたマップを有し、該マップに基づき運転モードを選択する定常運転制御手段と、
前記内燃機関の加速時に、前記マップによらず、加速前の運転モードが前記第１の運転モードである場合には第１の運転モードに設定し、加速前の運転モードが前記第２の運転モードまたは第３の運転モードである場合には第３の運転モードに設定して加速を行うよう制御する加速運転制御手段とを備えることを特徴とする筒内噴射型内燃機関の制御装置。
前記マップには、最も低回転速度低負荷側に前記第１の運転モード領域が設定されており、該第１の運転モード領域の高負荷側に前記第２の運転モード領域が設定されており、該第２の運転モード領域の高負荷側に前記第３の運転モード領域が設定されてい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制御装置。
前記マップには、最も低回転速度低負荷側に前記第１の運転モード領域が設定されており、該第１の運転モード領域の高負荷側に前記第２の運転モード領域が設定されており、該第２の運転モード領域の高負荷側に前記第１の運転モード領域が設定されてい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制御装置。
前記内燃機関は、燃料噴射弁により吸気行程中に燃料噴射を行い、均一混合された混合気に点火を行う第４の運転モードも選択可能であり、
前記マップには、前記各運転モードのうち最も高回転速度高負荷側に前記第４の運転モードが設定されており、
前記加速運転制御手段は、前記内燃機関の加速時に、前記回転速度または前記負荷が前記マップにおける第４の運転モード領域に達した場合は、該第４の運転モードにより加速を行うよう制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の筒内噴射型内燃機関の制御装置。
前記内燃機関は、燃料噴射弁により吸気行程中に燃料噴射を行い、均一混合された混合気に点火を行う第４の運転モードも選択可能であり、
前記内燃機関への加速要求度合いを検出する加速要求度合い検出手段を有し、
前記加速運転制御手段は、前記加速要求度合い検出手段により検出される加速要求度合いが所定値以上である場合は、前記第４の運転モードにより加速を行うよう制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の筒内噴射型内燃機関の制御装置。