JPH0586948A - 筒内燃料噴射式エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁の噴
射圧を可変にしたときに、最適混合気層の生成と点火タ
イミングとのマッチングを適正化するようにした筒内燃
料噴射式エンジンの提供。 【構成】 エンジンは、燃焼室に配設された点火プラグ
と燃料噴射弁とを有し燃料噴射弁には、エンジンの回転
数と負荷とをパラメータとするマップに基づいて蓄圧式
ポンプにより高圧と低圧の何れかに燃料供給圧（噴射弁
の噴射圧）を調整された燃料が圧送される。噴射圧が低
圧に設定されているときの点火時期Ｔigはマップに基づ
いて制御され（ステップＳ８）、噴射圧が高圧に設定さ
れているときの点火時期Ｔigは下記の式に基づいて決定
される（Ｓ１２）。 点火時期の演算式：Ｔig＝ｔeg＋ｔct ここに、ｔegは、燃料噴射弁の針弁の変位を検出するリ
フトセンサで検出された実際の噴射終了時期（Ｓ１
０）、ｔctは、マップに基づいて決定される補正量であ
る（Ｓ１１）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は筒内燃料噴射式エンジン
の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】近時、排気ガス、燃費対策等の観点から筒
内燃料噴射式エンジンが着目されている。この筒内燃料
噴射式エンジンにあっては、実開昭５８−１５４８２５
号公報に見られるように、燃焼室内に直接燃料を噴射す
る燃料噴射弁と、点火プラグと備え、燃焼室内で成層さ
れた混合気に対して着火するようになっている。

【０００３】すなわち、筒内燃料噴射式エンジンは、そ
の出力調整を、スロットル弁（吸入空気量）ではなく、
燃料の供給量によって行なうものとされ、また簡単に言
えば、点火プラグ回りにリッチな混合気層を形成して着
火を促す必要がある。したがって、この種のエンジンに
あっては、如何にして運転状態に応じた最適な混合気層
を生成するか、換言すれば最適混合気層の生成と点火タ
イミングとのマッチングが大きな技術的課題となってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる技術的課題の下
で、例えば高回転領域では噴射に対する時間を十分にと
ることができない等の理由から必要な噴射量を短い噴射
時間で噴射させることが好ましい。このような要請に応
じるべく、燃料噴射弁の噴射圧を可変にして、上記の場
合つまり高回転領域では高噴射圧にすることが考えられ
ている。すなわち、噴射ポンプの機械損失を低減すべく
ベ−スの噴射圧を極力低圧に設定し、その一方で必要に
応じて噴射圧を高圧に変更することが考えられている。

【０００５】しかしながら、このように噴射圧を変更し
た場合、噴射圧の変更に対応して噴射期間が変化（燃料
の要求量を供給する場合に、噴射圧を高めたときには噴
射時間が短くて済む）することとなり、このため最適混
合気層の生成と点火タイミングとのマッチングが難しく
なるという新たな問題が生じることになる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、燃料噴射弁の噴
射圧を可変にすることを前提として、最適混合気層の生
成と点火タイミングとのマッチングを適正化するように
した筒内燃料噴射式エンジンの制御装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる技術的課題を達成
すべく本発明にあっては、射終了時期と点火タイミング
との間の時間を最適化することによって点火時点での最
適混合気層の生成が可能であるとの認識に基づいて、以
下の構成を採用してある。すなわち、燃焼室に臨ませて
配設された点火プラグと、燃焼室に臨ませて配設され、
燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴
射弁の燃料噴射終了時期を検出する噴射終了検出手段
と、該噴射終了検出手段に基づいて点火プラグの点火時
期を制御する点火制御手段と、を備えた構成としてあ
る。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付した図面に基
いて説明する。図１において、符号１は筒内燃料噴射式
エンジンで、該エンジン１は、シリンダブロック２とシ
リンダヘッド３とを有している。シリンダブロック２に
はシリンダボア４が形成され、シリンダボア４内にピス
トン５が摺動可能に嵌挿されている。ピストン５には、
その頂面に凹部５ａが設けられ、このピストン５とシリ
ンダヘッド３とで燃焼室６が画成されている。

【０００９】上記シリンダヘッド３には、共に燃焼室６
に開口する吸気ポ−ト７と排気ポ−ト８とが形成され
て、吸気ポ−ト７には吸気弁９が配設され、排気ポ−ト
８には排気弁１０が配設されている。また、燃焼室６に
臨ませて点火プラグ１１と燃料噴射弁１２とが配設さ
れ、これら点火プラグ１１と燃料噴射弁１２とはシリン
ダヘッド３に保持されて、燃料噴射弁１２はその噴孔１
２ａが点火プラグ１１のギャップ１１ａに指向されてい
る。

【００１０】上記燃料噴射弁１２には燃料供給管１３が
接続され、この燃料供給管１３の上流端には蓄圧式噴射
ポンプ１４が接続されている。この蓄圧式噴射ポンプ１
４は、図外のバイパスバルブを有し、このバイパスバル
ブを開閉制御することによって燃料供給圧、つまり燃料
噴射弁１２の噴射圧を高圧と低圧とに２段階に調整でき
るようになっている。このような蓄圧式ポンプは従来か
ら既知であるのでその詳細な説明は省略する。

【００１１】図１において、符号２０はコントロ−ルユ
ニットで、コントロ−ルユニット２０は例えばマイクロ
コンピュ−タで構成されて、既知のようにＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭを具備している。

【００１２】上記コントロ−ルユニット２０には、セン
サ２１〜２４からの信号が入力される。上記センサ２１
はエンジン回転数Ｎを検出するものである。上記センサ
２２は図外のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開
度Ｔｈ）からエンジン負荷を検出するものである。上記
センサ２３は燃料噴射弁１２の可動弁体の閉じ時期を検
出するリフトセンサである。上記センサ２４は前記燃料
供給管１３の管内圧から燃料噴射弁１２の実際の噴射圧
を検出するものである。上記コントロ−ルユニット２０
からは、点火プラグ１１、燃料噴射弁１２、蓄圧式噴射
ポンプ１４に対して制御信号が出力される。

【００１３】前記コントロ−ルユニット２０によって行
なわれる制御の内容を以下に説明する。制御の概要を先
ず説明すると、蓄圧式噴射ポンプ１４の制御、つまり噴
射圧Ｐの制御は、図２に示すように、エンジン回転数が
高回転領域にあるときには、噴射圧が高圧に設定され、
エンジン回転数が低回転領域にあるときには、噴射圧が
低圧に設定されるようになっている。これにより、高回
転領域における燃料噴射期間を短縮することが可能とな
る。

【００１４】同様にエンジン負荷が高負荷領域にあると
きには、噴射圧が高圧に設定され、エンジン負荷が低負
荷領域にあるときには、噴射圧が低圧に設定されるよう
になっている。これにより、高負荷運転領域での燃料噴
射の貫徹力を高めることでき、燃料のミキシングを改善
することが可能となる。尚、上記の噴射圧制御は具体的
には図３に示す制御マップに基づいて行なわれる。

【００１５】そして、上記噴射圧の変更は、図２に示す
ように、低圧から高圧への切換と、高圧から低圧への切
換との間にヒステリシスが設けられている。つまり、エ
ンジン回転数を例に説明すると、エンジン回転数が増大
して第１所定値（Ｎ₁ 、エンジン負荷の場合はＴｈ₁ ）
となったときに低圧から高圧への切換が行われ、エンジ
ン回転数が減少して第２所定値（Ｎ’、エンジン負荷の
場合はＴｈ’）となったときに高圧から低圧への切換が
行われるようになっており、上記第１所定値（Ｎ₁ ある
いはＴｈ₁ ）と上記第２所定値（Ｎ’あるいはＴｈ’）
とは異なる値とされている。そして、上記第１所定値
（Ｎ₁ あるいはＴｈ₁ ）は上記第２所定値（Ｎ’あるい
はＴｈ’）よりも大きな値とされて、例えばエンジン回
転数で説明すれば、エンジン回転数が減少する運転状態
では、第１所定値（Ｎ₁ ）と第２所定値（Ｎ’）との間
が不感帯とされている。

【００１６】上記第１所定値（Ｎ₁ あるいはＴｈ₁ ）と
上記第２所定値（Ｎ’あるいはＴｈ’）とを異なる値と
したことにより、エンジン運転状態（エンジン回転数と
エンジン負荷）の多少の変動に感応して噴射圧の変更制
御が頻繁に行なわれてしまうことを回避することがで
き、制御の不安定化を防止することが可能となる。

【００１７】次に燃料噴射弁１２の制御についてその概
要を説明すると、燃料噴射弁１２の噴射期間（Δｔ）と
噴射タイミング（噴射開始時期ｔig）とは、夫々、図４
あるいは図５に示す制御マップに基づいて制御が行なわ
れるようになっている。

【００１８】次に点火プラグ１１の制御についてその概
要を説明すると、噴射圧が低圧に設定されているときに
は、点火プラグ１１の点火時期Ｔigは図６に示す制御マ
ップに基づいて制御が行なわれ、他方、噴射圧が高圧に
設定されているときには、点火プラグ１１の点火時期Ｔ
igは、燃料噴射が終了した時期を検出した上で、実際の
噴射終了時期に応じて点火時期が調整されるようになっ
ている。

【００１９】以上のことを前提として、燃料噴射弁１２
の噴射圧変更制御に対する点火時期制御の具体的一例を
図７に示すフロ−チャ−トに基づいて説明する。先ず、
ステップＳ１（以下、ステップ番号に符号『Ｓ』を付記
することによって各ステップを表わす）において、エン
ジン回転数Ｎ、エンジン負荷としてのスロットル開度Ｔ
h の入力が行なわれる。Ｓ２以降のステップに関し、説
明の都合上（解り易くするため）、典型的な運転状態に
分けて説明する。

【００２０】（１）エンジン回転数が増速あるいはエン
ジン負荷が増大するとき Ｓ２において、前回の回転数Ｎ₀ （あるいはスロットル
開度Ｔh₀）と今回の回転数Ｎ（あるいはスロットル開度
Ｔh ）とを比較してエンジン回転数が減速状態（あるい
はスロットル開度が減少状態）にあるか否かの判別が行
なわれる。いま、エンジン回転数が増速状態（あるいは
負荷が増大）にあることから、ＮＯということで、Ｓ３
以降のステップに進み、各種の制御マップ（前述した図
３〜図５参照）の読み込みが行なわれる。そして、Ｓ６
において燃料噴射弁１２に対して噴射パルスが出力され
る。

【００２１】次のＳ７において、噴射圧Ｐとして高圧が
設定されているか否かの判別が行なわれ、ＮＯのとき、
つまり低圧が設定されているときにはＳ８に進んで点火
時期基本制御マップ（前述した図６参照）の読み込みが
行なわれ、Ｓ９で点火プラグ１１の点火が実行される。

【００２２】他方、上記Ｓ７において、ＹＥＳと判定さ
れたとき、つまり噴射圧Ｐとして高圧が設定されている
ときにはＳ１０で噴射終了時期ｔegの検出（センサ２３
からの信号に基づく）が行なわれる。そして、次のＳ１
１では図８に示すマップから点火時期補正量ｔctの読み
込みが行なわれる。尚、この点火時期補正量ｔctのマッ
プは、そのパラメ−タが、図８から明らかなように、エ
ンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｔh とされている。

【００２３】次のＳ１２では、下記の式に基づいて点火
時期Ｔigの演算が行なわれ、その後この演算値に基づい
て前記Ｓ９で点火が実行される。

【００２４】点火時期演算式：Ｔig＝ｔeg＋ｔct ここに、ｔeg：前述したように実際の噴射終了時期 ｔct：前述したように点火時期補正量のマップ値

【００２５】上記Ｓ９において点火が実行された後、Ｓ
１３に進んで噴射圧Ｐが低圧から高圧へ変更されたか否
かの判別が行なわれる。いま、仮に例えばエンジン回転
数Ｎが前記第１所定値Ｎ₁ （図２参照）を越えたとき
（高圧への噴射圧の切換があったとき）には、Ｓ１４に
進んでフラグＦのセット（Ｆ＝１）が行われる。他方、
噴射圧の変更がなかったときにはＳ１５に移行してフラ
グＦのリセット（Ｆ＝０）が行われる。

【００２６】（２）エンジン回転数あるいはエンジン負
荷が変化しないとき（定常状態） このような運転状態では、前記Ｓ２においてＮＯと判定
されることになる。したがって、Ｓ２から前記Ｓ３以降
のステップに進んで、前述した処理が行なわれる。ここ
で、前記Ｓ１３では、ＮＯということでＳ１５に進んで
フラグＦのリセット（Ｆ＝０）が行われる。

【００２７】（３）エンジン回転数が減速あるいはエン
ジン負荷が減少するとき このような運転状態では、先ず前記Ｓ２においてＮＯと
判定されることから、Ｓ１６に進んで、フラグＦがセッ
ト状態『Ｆ＝１』にあるか否かの判別が行われる。この
Ｓ１６でＹＥＳのとき、つまり噴射圧が高圧状態にある
ときには、Ｓ１７に進んでエンジン回転数Ｎ（あるいは
スロットル開度Ｔh ）が前記第２所定値Ｎ’（あるいは
Ｔｈ’）よりも小さいか否かの判別が行なわれ、ＮＯの
ときには、エンジン回転数Ｎ（あるいはスロットル開度
Ｔh ）が前記第１所定値Ｎ₁ （あるいはＴｈ₁ ）と前記
第２所定値Ｎ’（あるいはＴｈ’）との間にあるとし
て、Ｓ１８に進んで噴射圧Ｐ、噴射期間Δｔ、噴射タイ
ミング（噴射開始時期ｔig）が前回の値Ｐ₀ 等が設定さ
れ、その後前記Ｓ６に進んで燃料噴射が行なわれる。

【００２８】第２実施例 本実施例ではアイドル運転状態にあるときに燃料噴射弁
１２の噴射圧を高圧に設定し、合せて上記第１実施例と
同様に点火時期Ｔigを演算によって設定（図７のステッ
プＳ１０〜Ｓ１２）するようにしてある。これにより、
燃料噴射弁１２から勢いよく噴射される燃料によって点
火プラグ１１に付着したカ−ボンを吹き飛ばすことが可
能となり、アイドル運転時のくすぶりを防止することが
できる。

【００２９】また、噴射圧の高圧化と共に噴射開始時期
ｔigをリタ−ドさせるようにしてもよい。つまり、アイ
ドル運転時の燃料噴射圧を高めて噴射期間Δｔを短縮
し、この短縮された噴射期間Δｔを点火側に振り向ける
ようにしてもよい。これによれば、筒内圧（圧縮行程に
よる筒内圧の上昇）及び筒内温度の高い時期に燃料を高
圧で噴射することになり、燃料のミキシングひいては着
火を改善することが可能となる。勿論、アイドル運転に
点火プラグ１１は常にくすぶっているわけではないた
め、上記の噴射圧制御及び噴射開始時期の制御を一定サ
イクル毎に間欠的に行ない（例えば１００サイクルに１
回）、通常は低圧の噴射圧を設定するものであってもよ
い。

【００３０】第３実施例 エンジンが冷えている冷間時に、燃料噴射弁１２の噴射
圧を高圧に設定し、この噴射圧の高圧化と共に噴射開始
時期ｔigをリタ−ドさせるようにしてある。そして、噴
射圧の高圧化に伴なって、上記第１実施例と同様に、点
火時期Ｔigを演算によって設定（図７のステップＳ１０
〜Ｓ１２）するようにしてある。これによれば、筒内圧
（圧縮行程による筒内圧の上昇）及び筒内温度の高い時
期に燃料を高圧で噴射することになり、冷間時の燃料の
ミキシングひいては着火を改善することが可能となる。

【００３１】第４実施例 低圧と高圧との間の噴射圧の変更に際し、実際に噴射圧
が昇圧あるいは降圧するには、図９に示すように（代表
例として昇圧の場合を図示してある）、時間的な遅れΔ
Ｔがある（特に、昇圧の場合に顕著である）。かかる問
題に対して、本実施例では前記センサ２４からの燃料供
給管１３の管内圧信号を受けて、つまり実際の噴射圧に
よって燃料噴射弁１２の噴射期間Δｔ（マップ（図４）
から読み込んだ値）を補正し、またこの噴射期間Δｔの
補正に適合させるべく、点火プラグ１１の点火時期Ｔig
（マップ（図６）から読み込んだ値）を補正するように
してある。

【００３２】第５実施例（図１０） 本実施例では、他気筒エンジンを前提として、前述した
第１実施例等において、ある気筒の燃料噴射弁１２が開
弁中に噴射圧の切換が行なわれたときには、当該気筒の
燃料供給量に誤差が生じることから、燃料噴射弁１２の
開弁期間中に噴射圧変更指令があったとしても、当該気
筒の燃料噴射弁１２の噴射完了までは噴射圧の切換を中
止するようにしてある。このような制御の具体例を図１
０に示してある。図１０に示すフロ−チャ−トにおい
て、フラグＩは、燃料噴射弁１２が開弁期間中はセット
状態とされ（Ｉ＝１）、燃料噴射弁１２が閉弁したとき
にリセット（Ｉ＝０）されるものである。

【００３３】第６実施例（図１１〜図１３） まず本実施例にかかるエンジン１の構成を図１１に基づ
いて説明する。尚、前記第１実施例にかかるエンジン１
（図１）と同一の要素には同一の参照符号を付すことに
よってその説明を省略し、本実施例にかかるエンジン１
の特徴部分について説明する。

【００３４】本実施例にあっては、吸気ポ−ト７に連な
る吸気通路３０にスロットル弁３１が配設され、またこ
の吸気通路３０には吸気ポ−ト７に臨ませて第２の燃料
噴射弁３２が配設されている。そして、上記スロットル
弁３１は駆動源としての電動モータ３３を有し、スロッ
トル弁３１とアクセルペダル３４とは電気的に連結され
ている。すなわち、コントロ−ルユニット２０から上記
電動モータ３３に対して制御信号が出力され、この制御
信号に基づいてスロットル弁３１の開閉制御が行われる
ようになっている。尚、図１１に示す符号３５はスロッ
トル弁３１の開度を検出するスロットル開度センサであ
る。また符号３６は燃料タンクである。また符号３７は
エアクリ−ナである。

【００３５】本実施例では、第１燃料噴射弁１２を使用
する筒内噴射と、第２燃料噴射弁３２を使用する吸気系
噴射とが行われるようになっている。図１２は、筒内噴
射と吸気系噴射との切換え制御用のマップであり、当該
マップに示す領域Ｉ（低回転低負荷領域）と、領域ＩＩ
Ｉ（高回転高負荷領域）とでは、上記吸気系噴射によっ
て燃料供給が行われる。

【００３６】他方、領域ＩＩ（中回転中負荷領域）では
上記筒内噴射によって燃料供給が行なわれるようになっ
ている。ちなみに、上記吸気系噴射ではスロットル弁３
１がほぼアクセル開度に対応して開かれるようになって
いる。他方、上記筒内噴射ではスロットル弁３１が全開
状態に保持されるようになっている。

【００３７】すなわち、領域Ｉで筒内噴射を採用したと
きには、気筒内の混合気が希薄混合気となることから、
安定した着火が得にくいことを勘案して、この領域Ｉで
は吸気系噴射を採用したものである。また領域ＩＩＩで
筒内噴射を採用したときには、前述したように高い噴射
圧が要求されるため、噴射ポンプ１４の駆動抵抗が大き
くなることを勘案して、この領域ＩＩＩでは吸気系噴射
を採用したものである。他方、領域ＩＩでは筒内噴射を
採用してあるため、ポンピングロスを著しく低減するこ
とが可能となる。

【００３８】ところで、高圧状態にある筒内に燃料を噴
射する場合と、低圧状態にある吸気系に燃料を噴射する
場合とでは、その要求噴射圧が異なる。つまり、吸気系
に燃料を噴射する場合（第２燃料噴射弁３２を使用する
場合）には噴射圧は低圧で十分であり、他方筒内に燃焼
を噴射する場合（第１燃料噴射弁１２を使用する場合）
には噴射圧は高圧である必要がある。

【００３９】以上のことから、吸気系噴射から筒内噴射
に切換るときには、噴射圧を昇圧する必要があるが、噴
射圧の昇圧には時間が必要であるため、噴射圧の応答遅
れの問題が発生する。かかる問題に対して、本実施例に
あっては、吸気系噴射を行う領域Ｉと領域ＩＩＩとにお
いて、上記領域ＩＩ（筒内噴射）に隣接する領域（図１
２に斜線を付した領域）を蓄圧ゾ−ンとしてある。

【００４０】すなわち、図１３を参照しつつ領域Ｉから
領域ＩＩへ移行する場合を例に説明すると、例えばエン
ジン回転数が大きくなって、領域Ｉ内の蓄圧ゾ−ンに入
ったときに、コントロ−ルユニット２０から噴射ポンプ
１４に対して低圧から高圧への切換え制御信号が出力さ
れる。そして、この蓄圧ゾ−ンを経過する内に噴射圧が
所定の高圧噴射圧まで昇圧されて、その後領域ＩＩに移
行した段階で吸気系噴射から筒内噴射への切換信号がコ
ントロ−ルユニット２０から出力される。

【００４１】第７実施例 領域ＩＩ（図１２、筒内噴射）から領域Ｉ（図１２、吸
気系噴射）へ移行するときには、スロットル弁３１は全
開状態から大きく絞り込んだ状態まで閉じ動作が要求さ
れることになるが、この閉じ動作には時間が必要である
ため、スロットル弁３１の応答遅れによって、吸気系噴
射への切換え直後にエンジン出力が急増してしまうとい
う問題が発生する。

【００４２】かかる問題に対して、本実施例にあって
は、スロットル弁３１の応答遅れ期間中は筒内噴射を行
なうようにしてある。つまり、領域ＩＩから領域Ｉへ移
行した後、所定の遅延時間が経過したときに吸気系噴射
への切換を行なうようにしてある。加えて、スロットル
弁３１の応答遅れ期間中は、このスロットル弁３１の閉
じ動作に伴なって充填量が減少することになり、低充填
量の下で筒内噴射を行ったときには、燃料のミキシング
不良ひいては着火性の悪化を招くことになるが、この問
題に対する対策として、本実施例では前述の第２実施例
の制御を行なうようにしてある。

【００４３】つまり、この第７実施例の制御内容を時間
の経過に従って列挙すれば、以下のとおりである。 （１）領域ＩＩから領域Ｉへの移行検出 （２）スロットル弁３１の閉じ動作開始 （３）併せて噴射圧を昇圧 （４）併せて噴射時期ｔigをリタ−ド （５）併せて点火時期Ｔigの演算（図７のステップＳ１
０〜Ｓ１２） （６）スロットル弁３１の閉じ動作完了（センサ３５に
よって検出） （７）筒内噴射から吸気系噴射へ切換（併せて噴射圧の
降圧）

【００４４】以上の制御によれば、低充填量の下での筒
内噴射を高い噴射圧で行なうことになるため、燃料のミ
キシング不良ひいては着火性の悪化を回避することが可
能となる。

【００４５】第８実施例 領域Ｉ（図１２、吸気系噴射）から領域ＩＩ（図１２、
筒内噴射）へ移行するときには、前述したように噴射圧
の応答遅れの問題とスロットル弁３１の応答遅れの問題
とが発生することになる。かかる問題に対して、以下の
制御を行うようにしてある。この第８実施例の制御内容
を時間の経過に従って列挙すれば、以下のとおりであ
る。

【００４６】（１）領域Ｉから領域ＩＩへの移行検出 （２）噴射圧の昇圧開始 （３）噴射圧が所定圧以上（ほぼ筒内噴射圧）となった
ことを検出 （４）吸気系噴射から筒内噴射へ切換 （５）併せてスロットル弁３１の開き動作開始 （６）噴射圧を更に昇圧 （７）併せて噴射時期ｔigをリタ−ド （８）併せて点火時期Ｔigの演算（図７のステップＳ１
０〜Ｓ１２） （９）スロットル弁３１が全開状態となったことを検出
（センサ３５によって検出） （１０）通常の筒内噴射に変更（噴射圧を通常の噴射圧
に落し、図７のＳ３〜Ｓ９で表わされる筒内噴射制御）

【００４７】上記の制御において、仮に上記（４）の吸
気系噴射から筒内噴射へ切換処理よりも先にスロットル
弁３１の開き動作を開始させたときには、このスロット
ル弁３１の開弁動作に伴ってエンジン出力が急増してし
まうという問題が発生することになるが、本実施例の制
御によれば、そのような問題を生じることはない。

【００４８】第９実施例 領域ＩＩ（図１２、筒内噴射）から領域ＩＩＩ（図１
２、吸気系噴射）へ移行するときには、スロットル弁３
１は全開状態を僅かに絞り込む閉じ動作が行なわれるこ
とになるが、この閉じ動作は短時間で完了するため、前
記第７実施例のようなスロットル弁３１の応答遅れの問
題はほとんど生じない。

【００４９】このようなことから、領域ＩＩ（図１２、
筒内噴射）から領域ＩＩＩ（図１２、吸気系噴射）へ移
行する際の制御を時間の経過に従って列挙すれば以下の
ようにしてある。 （１）領域ＩＩから領域ＩＩＩへの移行検出 （２）スロットル弁３１の閉じ動作開始 （３）併せて噴射圧を減圧 （４）スロットル弁３１の閉じ動作完了（センサ３５に
よって検出） （５）筒内噴射から吸気系噴射へ切換

【００５０】第１０実施例 領域ＩＩＩ（図１２、吸気系噴射）から領域ＩＩ（図１
２、筒内噴射）へ移行するときには、スロットル弁３１
が大きく開かれている状態から全開状態まで僅かに開く
開き動作が行なわれることになるが、このスロットル弁
３１の開き動作は短時間で完了するため、前記第８実施
例のようなスロットル弁３１の応答遅れの問題はほとん
ど生じない。

【００５１】このようなことから、領域ＩＩＩ（図１
２、吸気系噴射）から領域ＩＩ（図１２、筒内噴射）へ
移行する際の制御を時間の経過に従って列挙すれば以下
のようにしてある。

【００５２】（１）領域Ｉから領域ＩＩへの移行検出 （２）噴射圧の昇圧開始 （３）噴射圧が所定圧以上（ほぼ筒内噴射圧）となった
ことを検出 （４）吸気系噴射から筒内噴射（図７のＳ３〜Ｓ９で表
わされる制御）へ切換 （５）併せてスロットル弁３１の開き動作開始

【００５３】第１１実施例（第１４図） 本実施例にかかる筒内燃料噴射式エンジン１は、前記図
１に示すエンジンと基本的には同様とされているが、燃
料噴射弁１２として、２芯弁型燃料噴射弁を使用して、
ピント−ル噴射とホ−ル噴射との切換えが可能となって
いる。ここに、２芯弁型燃料噴射弁は、針弁を付勢する
バネのばね定数でピント−ル噴射とホ−ル噴射との切換
えを調整する形式のものが採用されている。このような
２芯弁型燃料噴射弁は既知であるのでその詳細な説明は
省略する。

【００５４】ピント−ル噴射とホ−ル噴射との切換え
は、基本的には、図１４に示す制御マップに基づいて行
われ、当該マップにおいて、低回転低負荷領域Ｉでは、
広い範囲に燃料を噴霧してミキシングに優れるホ−ル噴
射とされ、それ以外の領域である領域ＩＩではスポット
的に燃料を噴射するピント−ル噴射とされる。

【００５５】ここに、噴射圧Ｐの高圧と低圧との間の切
換制御は、前記図２と同様に、ヒステリシスが設けられ
て、ピント−ル噴射とホ−ル噴射との間での頻繁な切換
を回避するようにしてある。

【００５６】本実施例によれば、燃料噴射弁１２とし
て、バネ式の２芯弁型燃料噴射弁が採用してあるため、
噴射圧Ｐを高圧と低圧とに切換えるだけで、自動的にピ
ント−ル噴射とホ−ル噴射との切換えが行なわれること
になる。

【００５７】第１２実施例 上記第１１実施例に対し、本来であればホ−ル噴射領域
とされる領域Ｉ（図１４）において、冷間時にあっては
噴射圧が高圧に設定されてピント−ル噴射とされ、また
噴射圧を高圧にしたことに伴なって上記第１実施例と同
様に点火時期Ｔigを演算によって設定（図７のステップ
Ｓ１０〜Ｓ１２）し、更に噴射開始時期ｔigをリタ−ド
させるようにしてある。このような制御によれば、冷間
時の燃料の霧化が改善されるため、冷間時の着火性を改
善することが可能となる。

【００５８】第１３実施例（図１５） 本実施例にかかるエンジンは、図１５に示すように、燃
焼室６に臨ませて共に電磁式とされた２本の燃料噴射弁
４０、４１が配設されて、一の燃料噴射弁４０はピント
−ル噴射式燃料噴射弁とされ、他の燃料噴射弁４１はホ
−ル噴射式燃料噴射弁とされて、上記ピント−ル噴射式
燃料噴射弁４０はその噴孔４０ａが点火プラグ１１のギ
ャップ１１ａに指向されている。

【００５９】上記２本の燃料噴射弁４０と４１との切
換、つまりピント−ル噴射とホ−ル噴射との切換えは、
基本的には、前記図１４に示す制御マップに基づいて行
われる。

【００６０】また、ピント−ル噴射式燃料噴射弁４０
と、ホ−ル噴射式燃料噴射弁４１とは、個別に制御され
るようになっている。すなわち、ピント−ル噴射弁４０
と、ホ−ル噴射弁４１とは、夫々、独自の噴射圧制御マ
ップに基づいて噴射圧の制御が行なわれ、これに対応し
て点火時期についても、独自の点火時期制御マップに基
づいて制御されるようになっている。

【００６１】更にピント−ル噴射とホ−ル噴射との間の
切換過渡時にあっては、前記図７のステップＳ１０〜Ｓ
１２と同様の処理が行なわれて、点火時期の補正が行な
われ、これにより過渡時における安定かつ正確な点火を
実現するようにしてある。

【００６２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、筒内燃料噴射の噴射圧を可変にしたとして
も、実際の噴射終了時期に適合した点火時期を設定する
ことが可能であるため、最適混合気層の生成と点火タイ
ミンとのマッチングを最適なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例にかかる筒内燃料噴射式エンジンの要部
を示す断面図。

【図２】噴射圧制御の一例（ヒステリシス）を示す図。

【図３】筒内燃料噴射における噴射圧制御に用いられる
マップ。

【図４】筒内燃料噴射における燃料噴射期間の制御に用
いられるマップ。

【図５】筒内燃料噴射における燃料噴射開始時期の制御
に用いられるマップ。

【図６】筒内燃料噴射における点火時期制御に用いられ
るマップ。

【図７】筒内燃料噴射制御及び点火時期制御の一例を示
すフロ−チャ−ト。

【図８】実際の燃料噴射終了時期に応じた点火時期の設
定に用いられる補正量のマップ。

【図９】他の実施例における燃料噴射圧制御の内容を示
す図。

【図１０】他の実施例におけ噴射圧切換制御の一例を示
すフロ−チャ−ト。

【図１１】他の実施例にかかるエンジンの要部を示す断
面図。

【図１２】他の実施例における噴射圧切換制御に用いら
れるマップ。

【図１３】図１２のマップに基づいて行なわれる制御の
作用説明図。

【図１４】他の実施例における燃料噴射弁の変更制御に
用いられるマップ。

【図１５】他の実施例にかかるエンジンの要部を示す断
面図。

【符号の説明】

５ ピストン ６ 燃焼室 ９ 吸気弁 １１ 点火プラグ １２ 燃料噴射弁 ２０ コントロ−ルユニット ２３ リフトセンサ ４０ ピント−ル噴射式燃料噴射弁 ４１ ホ−ル噴射式燃料噴射弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｆ０２Ｂ 23/10 Ｚ 9039−3Ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室に臨ませて配設された点火プラグ
   と、 燃焼室に臨ませて配設され、燃焼室内に直接燃料を噴射
   する燃料噴射弁と、 該燃料噴射弁の燃料噴射終了時期を検出する噴射終了検
   出手段と、 該噴射終了検出手段に基づいて点火プラグの点火時期を
   制御する点火制御手段と、を備えていることを特徴とす
   る筒内燃料噴射式エンジンの制御装置。