JP2003106202A - Controller for spark ignition type direct-injection engine - Google Patents

Controller for spark ignition type direct-injection engine

Info

Publication number
JP2003106202A
JP2003106202A JP2001303099A JP2001303099A JP2003106202A JP 2003106202 A JP2003106202 A JP 2003106202A JP 2001303099 A JP2001303099 A JP 2001303099A JP 2001303099 A JP2001303099 A JP 2001303099A JP 2003106202 A JP2003106202 A JP 2003106202A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
penetration force
tumble flow
combustion region
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001303099A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyotaka Mamiya
清孝 間宮
Tomomi Watanabe
友巳 渡辺
Muneyuki Oota
統之 太田
Keiji Araki
啓二 荒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP2001303099A priority Critical patent/JP2003106202A/en
Publication of JP2003106202A publication Critical patent/JP2003106202A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/12—Other methods of operation
    • F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the disruption of a balance between the strength of a tumble flow and the penetration force of fuel spray in proportion to increase of cylinder temperature. SOLUTION: In a controller for a spark ignition type direct-injection engine composed to inject fuel from a fuel injection valve in opposition to the tumble flow generated in a combustion chamber during stratified combustion of the engine, a tumble flow control means 55 to forcibly change the strength of the tumble flow and a penetration force control means comprised of a fuel pressure control means 53 to forcibly change the penetration force of fuel spray are provided. The controller is composed so as to perform at least one or the other of the following controls: a control to temporarily weaken the strength of tumble flow over against the reference strength of the tumble flow in a stratified combustion zone, or a control to temporarily raise the spray penetration force over against the reference value of spray penetration force in the stratified combustion zone, in the case where it is confirmed that the engine is shifted from a uniform combustion zone to the stratified combustion zone.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室内に直接燃
料を噴射する燃料噴射弁を備えた火花点火式直噴エンジ
ンの制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a spark ignition type direct injection engine equipped with a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、火花点火式エンジンにおいて、燃
焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を設け、エンジ
ンの低負荷低回転側の運転領域で空燃比をリーンとする
とともに、燃料噴射弁から圧縮行程で燃料を噴射するこ
とにより、点火プラグの周りに混合気を偏在させて成層
燃焼を行わせることにより、燃費を改善することが行わ
れている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a spark ignition type engine, a fuel injection valve for directly injecting fuel is provided in a combustion chamber to make an air-fuel ratio lean in an operating region of the engine at a low load and a low rotation speed. Fuel consumption is improved by injecting fuel in the compression stroke to unevenly distribute the air-fuel mixture around the spark plug to perform stratified charge combustion.

【０００３】例えば特開平２０００−２０４９５４号公
報に示されるように、燃焼室内にタンブル流を生成し、
このタンブル流の強度を調整する空気流動調整弁（ＴＣ
Ｖ:タンブル調節弁）を吸気通路に設けるとともに、燃
焼室内に対してタンブル流と逆行するように燃料を噴射
する燃料噴射弁を配設することにより、この燃料噴射弁
からの燃料噴霧をタンブル流と衝突させて点火プラグ付
近へ搬送するように構成されたエンジンの制御装置が知
られている。For example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-204954, a tumble flow is generated in a combustion chamber,
An air flow control valve (TC) that controls the strength of this tumble flow.
(V: tumble control valve) is provided in the intake passage, and a fuel injection valve for injecting fuel is arranged in the combustion chamber so as to flow in the reverse direction of the tumble flow. There is known an engine control device configured to be collided with and conveyed to the vicinity of an ignition plug.

【０００４】さらに、上記公報に示されたエンジンの制
御装置では、エンジン回転数の変化に伴ってタンブル流
の強度が変化したときに、燃料噴霧のエネルギーとタン
ブル流のエネルギーとのバランスが崩れて燃料噴霧が点
火プラグ付近に適正に搬送されなくなるという問題を解
決するため、空気流動調整弁の開度と、燃料噴射弁から
噴射される燃料の燃圧とをエンジンの回転数に応じて変
化させるように制御している。Further, in the engine control device disclosed in the above publication, when the strength of the tumble flow changes with the change of the engine speed, the balance between the fuel spray energy and the tumble flow energy is lost. In order to solve the problem that the fuel spray is not properly conveyed to the vicinity of the spark plug, the opening degree of the air flow control valve and the fuel pressure of the fuel injected from the fuel injection valve are changed according to the engine speed. Have control over.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のように燃料噴射
量の少ない成層燃焼運転時に、燃焼室内に燃料を直接噴
射することにより、上記点火プラグ周りに混合気を成層
化させるように構成されたエンジンでは、上記混合気を
点火プラグ周りに滞留させ得る時間が短い傾向がある。
したがって、例えば上記公報に開示されているように、
エンジン回転数の変化に伴ってタンブル流の強度が変化
した場合に、これに対応させて混合気の成層化を調整す
べく、空気流動調整弁の開度と燃圧とをエンジンの回転
数に応じて制御するように構成した場合においても、エ
ンジンの運転状態に対応した成層化の調整を行う面で、
以下のような課題が残されていた。As described above, during the stratified charge combustion operation in which the fuel injection amount is small, the fuel is directly injected into the combustion chamber to stratify the air-fuel mixture around the spark plug. In the engine, there is a tendency that the time period during which the air-fuel mixture can stay around the spark plug is short.
Therefore, for example, as disclosed in the above publication,
When the strength of the tumble flow changes as the engine speed changes, the opening of the air flow control valve and the fuel pressure are adjusted according to the engine speed to adjust the stratification of the air-fuel mixture accordingly. Even when configured to control by, the adjustment of stratification corresponding to the operating state of the engine,
The following issues remained.

【０００６】すなわち、高負荷高回転の運転状態が所定
時間継続される等により、気筒内の温度が高くなってい
る場合には、燃料噴霧が気化し易い状態にあるため、気
筒内の温度が低い場合に比べて燃料の噴霧貫徹力が低下
する傾向がある。したがって、例えば成層燃焼運転時
に、気筒内の温度が低い状態で、点火プラグの周りに混
合気が適正に成層化されるように、空気流動調整弁の開
度と燃圧とが調整されていても、気筒内の温度が高い場
合には、上記噴霧貫徹力の低下により燃料の噴霧貫徹力
とタンブル流の強度とのバランスが崩れ、このタンブル
流によって燃料噴霧が燃焼室の周辺部側に押し流され、
点火プラグ周りに混合気を適正に成層化することができ
なくなって燃焼安定性が損なわれるという問題があっ
た。That is, when the temperature in the cylinder is high due to the operation state of high load and high rotation continued for a predetermined time, the temperature in the cylinder is high because the fuel spray is easily vaporized. The fuel spray penetration force tends to be lower than when it is low. Therefore, for example, during the stratified charge combustion operation, even when the temperature in the cylinder is low, the opening degree and the fuel pressure of the air flow adjusting valve are adjusted so that the air-fuel mixture is appropriately stratified around the spark plug. When the temperature in the cylinder is high, the balance between the spray penetration force of fuel and the strength of the tumble flow is lost due to the decrease in the spray penetration force, and the fuel spray is swept to the peripheral portion side of the combustion chamber by this tumble flow. ,
There is a problem in that the air-fuel mixture cannot be properly stratified around the spark plug and combustion stability is impaired.

【０００７】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、筒内温度の上昇に応じてタンブル流の強度と燃
料の噴霧貫徹力とのバランスが崩れるのを防止すること
ができる火花点火式直噴エンジンの制御装置を提供する
ことを目的としている。The present invention has been made in view of the above points, and a spark that can prevent the balance between the strength of the tumble flow and the fuel spray penetration force from being lost in accordance with the rise in the cylinder temperature. An object of the present invention is to provide a control device for an ignition type direct injection engine.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
燃焼室内にタンブル流を生成するように吸気系を構成す
るとともに、エンジンの成層燃焼運転時に、燃焼室内で
生成されたタンブル流に対向させるように燃料噴射弁か
ら燃料を噴射することにより、点火プラグ周りに混合気
を成層化させた状態で点火するように構成された火花点
火式直噴エンジンの制御装置において、上記タンブル流
の強度を強制的に変化させるように制御するタンブル流
制御手段と、燃料の噴霧貫徹力を強制的に変化させるよ
うに制御する貫徹力制御手段とを備え、エンジンが均一
燃焼領域から成層燃焼領域に移行したことが確認された
場合に、上記タンブル流制御手段または貫徹力制御手段
の少なくとも一方を作動させて、成層燃焼領域における
タンブル流の基準強度に対してタンブル流の強度を一時
的に弱める制御または成層燃焼領域における噴霧貫徹力
の基準値に対して噴霧貫徹力を一時的に高める制御を実
行するものである。The invention according to claim 1 is
The intake system is configured to generate a tumble flow in the combustion chamber, and at the time of stratified combustion operation of the engine, the fuel is injected from the fuel injection valve so as to face the tumble flow generated in the combustion chamber, thereby making the spark plug In a control device for a spark ignition type direct injection engine configured to ignite the air-fuel mixture in a stratified state, a tumble flow control means for controlling to forcibly change the intensity of the tumble flow, When it is confirmed that the engine has transitioned from the uniform combustion region to the stratified combustion region, the tumble flow control unit or the penetration force is provided. At least one of the force control means is activated to temporarily reduce the strength of the tumble flow with respect to the reference strength of the tumble flow in the stratified charge combustion region. Is to perform a temporary increase control spray penetration force with respect to the reference value of the spray penetration force in the stratified combustion region.

【０００９】上記構成によれば、燃料噴射量が多く、筒
内温度が上昇し易い傾向にある均一燃焼領域から、成層
燃焼領域の運転状態に移行したことが確認された場合に
は、上記タンブル流制御手段または貫徹力制御手段の少
なくとも一方が作動状態となり、成層燃焼領域における
タンブル流の基準強度に対してタンブル流の強度を一時
的に弱める制御または成層燃焼領域における噴霧貫徹力
の基準値に対して噴霧貫徹力を一時的に高める制御の少
なくとも一方が実行されて、燃料の噴霧貫徹力とタンブ
ル流の強度とを適正にバランスさせることが可能とな
る。According to the above construction, when it is confirmed that the operation state of the stratified charge combustion region is shifted from the uniform combustion region where the fuel injection amount is large and the in-cylinder temperature tends to rise, the tumble is confirmed. At least one of the flow control means and the penetration force control means is in an operating state, and the control is performed to temporarily weaken the strength of the tumble flow with respect to the reference strength of the tumble flow in the stratified combustion region, or to the reference value of the spray penetration force in the stratified combustion region. On the other hand, at least one of the controls for temporarily increasing the spray penetration force can be executed to appropriately balance the spray penetration force of the fuel and the strength of the tumble flow.

【００１０】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
の火花点式直噴エンジンの制御装置において、均一燃焼
領域の運転状態が所定時間以上に亘って継続された後に
成層燃焼領域に移行したことが確認された場合に、成層
燃焼領域におけるタンブル流の基準強度に対してタンブ
ル流の強度を一時的に弱める制御または成層燃焼領域に
おける噴霧貫徹力の基準値に対して噴霧貫徹力を一時的
に高める制御の少なくとも一方を実行するものである。According to a second aspect of the present invention, in the control device for a spark point type direct injection engine according to the first aspect, the operation state of the uniform combustion region is shifted to the stratified combustion region after being maintained for a predetermined time or longer. If it is confirmed, the control is performed to temporarily weaken the strength of the tumble flow with respect to the reference strength of the tumble flow in the stratified combustion region, or the spray penetration force is temporarily suspended with respect to the reference value of the spray penetration force in the stratified combustion region. The control is to perform at least one of the controls to be increased.

【００１１】上記構成によれば、燃料噴射量が多い傾向
にある均一燃焼領域の運転状態が所定時間に亘って継続
されることにより気筒内の温度が上昇した後に、成層燃
焼領域の運転状態に移行したことが確認された場合に
は、上記タンブル流制御手段または貫徹力制御手段の少
なくとも一方が作動状態となり、成層燃焼領域における
タンブル流の基準強度に対してタンブル流の強度を一時
的に弱める制御または成層燃焼領域における噴霧貫徹力
の基準値に対して噴霧貫徹力を一時的に高める制御の少
なくとも一方が実行されることにより、燃料の噴霧貫徹
力とタンブル流の強度とを適正にバランスさせることが
可能となる。According to the above construction, the operating state in the uniform combustion region where the fuel injection amount tends to be large is continued for a predetermined time, and the temperature in the cylinder rises. If it is confirmed that at least one of the tumble flow control means and the penetration force control means is activated, the strength of the tumble flow is temporarily weakened with respect to the reference strength of the tumble flow in the stratified combustion region. At least one of the control and the control for temporarily increasing the spray penetration force with respect to the reference value of the spray penetration force in the stratified combustion region is executed to appropriately balance the spray penetration force of the fuel and the strength of the tumble flow. It becomes possible.

【００１２】請求項３に係る発明は、上記請求項１また
は２記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置におい
て、均一燃焼領域の運転状態が予め設定された基準時間
以上に亘って継続された後に成層燃焼領域に移行したこ
とが確認された場合には、上記タンブル流制御手段また
は貫徹力制御手段の両方を作動させて、成層燃焼領域に
おけるタンブル流の基準強度に対してタンブル流の強度
を一時的に弱める制御と成層燃焼領域における噴霧貫徹
力の基準値に対して噴霧貫徹力を一時的に高める制御と
を実行し、上記運転状態の継続時間が基準時間未満であ
ることが確認された場合には、上記タンブル流制御手段
または貫徹力制御手段の一方のみを作動させて、成層燃
焼領域におけるタンブル流の基準強度に対してタンブル
流の強度を一時的に弱める制御または成層燃焼領域にお
ける噴霧貫徹力の基準値に対して噴霧貫徹力を一時的に
高める制御を実行するものである。According to a third aspect of the present invention, in the control device for a spark ignition type direct injection engine according to the first or second aspect, the operating state in the uniform combustion region is continued for a preset reference time or longer. When it is later confirmed that the tumble flow has moved to the stratified charge combustion region, both the tumble flow control means and the penetration force control means are operated to change the strength of the tumble flow with respect to the reference strength of the tumble flow in the stratified charge combustion region. It was confirmed that the control for temporarily weakening and the control for temporarily increasing the spray penetration force with respect to the reference value of the spray penetration force in the stratified combustion region were performed, and the duration of the above operating state was less than the reference time. In this case, only one of the tumble flow control means or the penetration force control means is operated to temporarily increase the strength of the tumble flow with respect to the reference strength of the tumble flow in the stratified combustion region. And executes the temporary increase control spray penetration force with respect to the reference value of the spray penetration force in Mel control or stratified combustion region.

【００１３】上記構成によれば、燃料噴射量が多い傾向
にある均一燃焼領域の運転状態が基準時間に亘り継続さ
れて、気筒内の温度が高い値に上昇していると考えられ
る場合には、成層燃焼領域におけるタンブル流の基準強
度に対してタンブル流の強度を一時的に弱める制御と成
層燃焼領域における噴霧貫徹力の基準値に対して噴霧貫
徹力を一時的に高める制御とが実行されることにより、
燃料の噴霧貫徹力とタンブル流の強度とを効果的にバラ
ンスさせることが可能となる。一方、上記運転状態の継
続時間が基準時間未満であるために、気筒内の温度がそ
れ程高い値に上昇していないと考えられる場合には、成
層燃焼領域におけるタンブル流の基準強度に対してタン
ブル流の強度を一時的に弱める制御または成層燃焼領域
における噴霧貫徹力の基準値に対して噴霧貫徹力を一時
的に高める制御の一方のみが実行されることにより、燃
料の噴霧貫徹力とタンブル流の強度とを充分にバランス
させることが可能となる。According to the above arrangement, when it is considered that the operating state of the uniform combustion region where the fuel injection amount tends to be large continues for the reference time and the temperature in the cylinder rises to a high value. , A control for temporarily weakening the strength of the tumble flow with respect to the reference strength of the tumble flow in the stratified combustion region and a control for temporarily increasing the spray penetration force with respect to the reference value of the spray penetration force in the stratified combustion region are executed. By doing
It becomes possible to effectively balance the spray penetration force of the fuel and the strength of the tumble flow. On the other hand, when it is considered that the temperature in the cylinder has not risen to such a high value because the duration of the above operating state is less than the reference time, the tumble flow with respect to the reference strength of the tumble flow in the stratified combustion region is tumbled. Only one of the control for temporarily weakening the flow intensity and the control for temporarily increasing the spray penetration force with respect to the reference value of the spray penetration force in the stratified combustion region is performed, whereby the fuel spray penetration force and the tumble flow are It becomes possible to fully balance the strength of the.

【００１４】請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３
の何れかに記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置に
おいて、均一燃焼領域から成層燃焼領域への移行時にお
けるエンジン負荷が所定値未満である場合には、上記貫
徹力制御手段により成層燃焼領域における噴霧貫徹力の
基準値に対して噴霧貫徹力を一時的に高める制御を実行
するものである。The invention according to claim 4 is the above-mentioned claims 1 to 3.
In the spark ignition type direct injection engine control device according to any one of items 1 to 5, when the engine load at the time of transition from the uniform combustion region to the stratified combustion region is less than a predetermined value, the penetration force control unit controls the stratified combustion region. The control is executed to temporarily increase the spray penetration force with respect to the reference value of the spray penetration force in.

【００１５】上記構成によれば、筒内温度が上昇し易い
傾向にある均一燃焼領域から、燃料噴射量が極端に少な
い低負荷の成層燃焼領域の運転状態に移行したことが確
認された場合には、上記貫徹力制御手段により一時的に
燃料の噴霧貫徹力を強制的に高める制御が実行されるこ
とにより、燃料の噴霧貫徹力とタンブル流の強度とを適
正にバランスさせることが可能となる。According to the above construction, when it is confirmed that the operating condition has changed from the uniform combustion region where the in-cylinder temperature tends to rise to the low load stratified combustion region where the fuel injection amount is extremely small. Is capable of appropriately balancing the spray penetration force of fuel and the strength of the tumble flow by temporarily executing control for forcibly increasing the spray penetration force of fuel by the penetration force control means. .

【００１６】請求項５に係る発明は、上記請求項１〜４
の何れかに記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置に
おいて、成層燃焼運転時に、排気の一部を吸気系に還流
させる運転状態で、燃料室内の空燃比が一時的にリッチ
側に制御された場合には、その直後に、上記貫徹力制御
手段を作動させて燃料の噴霧貫徹力を、成層燃焼領域に
おける噴霧貫徹力の基準値に対して一時的に高める制御
を実行するものである。The invention according to claim 5 is the above-mentioned claims 1 to 4.
In the control device for a spark ignition direct injection engine according to any one of items 1 to 5, the air-fuel ratio in the fuel chamber is temporarily controlled to the rich side in an operation state in which part of exhaust gas is returned to the intake system during stratified charge combustion operation. In that case, immediately after that, the penetration force control means is operated to execute control for temporarily increasing the spray penetration force of the fuel with respect to the reference value of the spray penetration force in the stratified combustion region.

【００１７】上記構成によれば、エンジンの成層燃焼運
転時に、排気還流手段により高温の排気が吸気系に還流
される状態で、例えば排気通路に配設されたＮＯｘ浄化
触媒のＮＯｘ吸着材からＮＯｘを放出させてその吸着力
を回復させるために、燃焼室内の空燃比が一時的にリッ
チ側に制御されて気筒内の温度が上昇したことが確認さ
れた場合には、その直後に、燃料の噴霧貫徹力を一時的
に高める制御が実行されることにより、燃料の噴霧貫徹
力とタンブル流の強度とを適正にバランスさせることが
可能となる。According to the above construction, during the stratified charge combustion operation of the engine, in a state where the high temperature exhaust gas is recirculated to the intake system by the exhaust gas recirculation means, for example, from the NOx adsorbent of the NOx purification catalyst arranged in the exhaust passage, NOx. When it is confirmed that the air-fuel ratio in the combustion chamber is temporarily controlled to the rich side and the temperature in the cylinder has risen in order to release the fuel and recover its adsorption force, immediately after that, By executing the control for temporarily increasing the spray penetration force, it becomes possible to properly balance the spray penetration force of the fuel and the strength of the tumble flow.

【００１８】請求項６に係る発明は、上記請求項１〜５
の何れかに記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置に
おいて、均一燃焼領域の高負荷状態から成層燃焼領域に
移行した場合に、上記タンブル流制御手段または貫徹力
制御手段の少なくとも一方を作動させて、成層燃焼領域
におけるタンブル流の基準強度に対してタンブル流の強
度を一時的に弱める制御または成層燃焼領域における噴
霧貫徹力の基準値に対して噴霧貫徹力を一時的に高める
制御を実行するものである。The invention according to claim 6 is the above claims 1 to 5.
In the control device for a spark ignition type direct injection engine according to any one of items 1 to 5, when at least one of the tumble flow control means and the penetration force control means is operated when the high load state of the uniform combustion area shifts to the stratified combustion area. Control for temporarily weakening the strength of the tumble flow with respect to the reference strength of the tumble flow in the stratified charge combustion region or for temporarily increasing the spray penetration force with respect to the reference value of the spray penetration force in the stratified charge combustion region. It is a thing.

【００１９】上記構成によれば、筒内温度が顕著に上昇
し易い傾向にある均一燃焼領域の高負荷状態から、燃料
噴射量の少ない成層燃焼領域の運転状態に移行したこと
が確認された場合には、上記タンブル流制御手段または
貫徹力制御手段の少なくとも一方が作動状態となり、成
層燃焼領域におけるタンブル流の基準強度に対してタン
ブル流の強度を一時的に弱める制御または成層燃焼領域
における噴霧貫徹力の基準値に対して噴霧貫徹力を一時
的に高める制御が実行されて、燃料の噴霧貫徹力とタン
ブル流の強度とを適正にバランスさせることが可能とな
る。According to the above construction, when it is confirmed that the in-cylinder temperature tends to remarkably increase and the high load state in the uniform combustion region shifts to the operation state in the stratified combustion region in which the fuel injection amount is small. At least one of the tumble flow control means and the penetration force control means is in an operating state to temporarily weaken the strength of the tumble flow with respect to the reference strength of the tumble flow in the stratified charge combustion region or spray penetration in the stratified charge combustion region. The control for temporarily increasing the spray penetration force with respect to the reference value of the force is executed, and it becomes possible to appropriately balance the spray penetration force of the fuel and the strength of the tumble flow.

【００２０】請求項７に係る発明は、上記請求項１〜６
の何れかに記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置に
おいて、上記貫徹力制御手段は、燃料噴射弁から噴射さ
れる燃料の噴射圧力を調節することにより、上記燃料の
噴霧貫徹力を制御するものである。The invention according to claim 7 is the above-mentioned claims 1 to 6.
In the control device for a spark ignition direct injection engine according to any one of items 1 to 5, the penetration force control unit controls the spray penetration force of the fuel by adjusting an injection pressure of fuel injected from a fuel injection valve. It is a thing.

【００２１】上記構成によれば、燃料噴射量が多く、筒
内温度が上昇し易い傾向にある均一燃焼領域から、成層
燃焼領域の運転状態に移行したことが確認され、上記貫
徹力制御手段が作動状態となった場合には、燃料の噴射
圧力が強制的に高められることにより、燃料の噴霧貫徹
力を大きくする制御が実行されることになる。According to the above construction, it is confirmed that the uniform combustion region in which the fuel injection amount is large and the in-cylinder temperature tends to rise is shifted to the operation state in the stratified combustion region, and the penetration force control means is operated. When in the operating state, the injection pressure of the fuel is forcibly increased, so that the control for increasing the fuel spray penetration force is executed.

【００２２】請求項８に係る発明は、上記請求項１〜６
の何れかに記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置に
おいて、上記貫徹力制御手段は、燃料噴射弁から噴射さ
れる燃料の単位時間当たりの噴射量を調節することによ
り、上記燃料の噴霧貫徹力を制御するものである。The invention according to claim 8 is the above-mentioned claims 1 to 6.
In the control device for a spark ignition type direct injection engine according to any one of items 1 to 5, the penetration force control unit adjusts an injection amount of fuel injected from a fuel injection valve per unit time, so that the spray penetration of the fuel is achieved. It controls power.

【００２３】上記構成によれば、燃料噴射量が多く、筒
内温度が上昇し易い傾向にある均一燃焼領域から、成層
燃焼領域の運転状態に移行したことが確認され、上記貫
徹力制御手段が作動状態となった場合には、燃料噴射弁
から噴射される燃料の単位時間当たりの噴射量を増大さ
せることにより、燃料の噴霧貫徹力を大きくする制御が
実行されることになる。According to the above construction, it is confirmed that the uniform combustion region in which the fuel injection amount is large and the in-cylinder temperature tends to rise is shifted to the operation state in the stratified combustion region, and the penetration force control means is operated. When it is in the operating state, the control for increasing the spray penetration force of the fuel is executed by increasing the injection amount of the fuel injected from the fuel injection valve per unit time.

【００２４】[0024]

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態に係
る制御装置を備えた火花点火式直噴エンジンの全体的な
構成を示している。この図において、上記エンジン本体
１は、複数の気筒２が配設されたシリンダブロック３
と、このシリンダブロック３上に配設されたシリンダヘ
ッド４とを有し、各気筒２内には、ピストン５が上下方
向に往復動可能に嵌装され、このピストン５とシリンダ
ヘッド４との間に燃焼室６が形成されている。上記ピス
トン５は、シリンダブロック３の下方に配設されたクラ
ンク軸７に、コネクティングロッド８を介して連結され
ている。上記クランク軸７の一端部側には、クランク角
（クランク軸７の回転角度）を検出する電磁式のクラン
ク角センサ９が配設されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the overall structure of a spark ignition direct injection engine equipped with a control device according to an embodiment of the present invention. In the figure, the engine main body 1 includes a cylinder block 3 in which a plurality of cylinders 2 are arranged.
And a cylinder head 4 disposed on the cylinder block 3, and a piston 5 is fitted in each cylinder 2 so as to be vertically reciprocable. A combustion chamber 6 is formed between them. The piston 5 is connected to a crankshaft 7 arranged below the cylinder block 3 via a connecting rod 8. An electromagnetic crank angle sensor 9 for detecting a crank angle (a rotation angle of the crank shaft 7) is provided on one end side of the crank shaft 7.

【００２５】上記各気筒２の燃焼室６は、その天井部が
中央部分からシリンダヘッド４の下端まで延びる二つの
傾斜面で構成された所謂ペントルーフ型となっている。
この燃焼室６の天井部を構成する二つの傾斜面には、吸
気ポート１０および排気ポート１１がそれぞれ二つずつ
開口し（図６参照）、各ポート１０，１１の開口端に
は、吸気弁１２および排気弁１３がそれぞれ設けられて
いる。これらの吸気弁１２および排気弁１３は、シリン
ダヘッド４の上部に軸支された二本のカム軸等からなる
動弁機構１４により、それぞれ各気筒２毎に所定のタイ
ミングで開閉作動されるようになっている。The combustion chamber 6 of each cylinder 2 is of a so-called pent roof type in which the ceiling portion is composed of two inclined surfaces extending from the central portion to the lower end of the cylinder head 4.
Two intake ports 10 and two exhaust ports 11 are opened on each of the two inclined surfaces forming the ceiling of the combustion chamber 6 (see FIG. 6), and intake valves are provided at the open ends of the ports 10 and 11. 12 and an exhaust valve 13 are provided respectively. The intake valve 12 and the exhaust valve 13 are opened / closed at a predetermined timing for each cylinder 2 by a valve mechanism 14 including two cam shafts pivotally supported on the cylinder head 4. It has become.

【００２６】上記燃焼室６の中央部上方には、上記四つ
の吸気弁１２および排気弁１３により取り囲まれるよう
に点火プラグ１６が配設され、この点火プラグ１６の先
端部が上記天井部から燃焼室６内に突出している。上記
点火プラグ１６には点火回路１７が接続され、この点火
回路１７から各気筒２毎に所定のタイミングで点火プラ
グ１６に通電されるようになっている。A spark plug 16 is disposed above the center of the combustion chamber 6 so as to be surrounded by the four intake valves 12 and exhaust valves 13, and the tip of the spark plug 16 is burned from the ceiling. It projects into the chamber 6. An ignition circuit 17 is connected to the ignition plug 16, and the ignition circuit 17 energizes the ignition plug 16 at a predetermined timing for each cylinder 2.

【００２７】また、燃焼室６の周縁部には、二つの吸気
ポート１０に挟まれるように燃料噴射弁１８が配置さ
れ、この燃料噴射弁１８から燃焼室６内に直接燃料が噴
射されるようになっている（図７参照）。上記燃料噴射
弁１８の基端部には、全気筒２に共通の燃料分配管１９
が接続され、燃料供給系２０から供給される高圧の燃料
が上記燃料分配管１９を介して各気筒２に分配されるよ
うに構成されている。Further, a fuel injection valve 18 is arranged on the peripheral portion of the combustion chamber 6 so as to be sandwiched between the two intake ports 10, and fuel is directly injected from the fuel injection valve 18 into the combustion chamber 6. (See FIG. 7). At the base end of the fuel injection valve 18, a fuel distribution pipe 19 common to all the cylinders 2 is provided.
Are connected, and the high-pressure fuel supplied from the fuel supply system 20 is distributed to each cylinder 2 through the fuel distribution pipe 19.

【００２８】上記燃料供給系２０は、図２に示すよう
に、燃料分配管１９と燃料タンク２１とを連通させる燃
料通路２２の上流側から下流側に向かって、低圧ポンプ
２３、低圧レギュレータ２４、燃料フィルタ２５および
高圧ポンプ２６が順に配設されている。そして、上記低
圧ポンプ２３により燃料タンク２１から吸い上げられた
燃料が、低圧レギュレータ２４により調圧された後、燃
料フィルタ２５により濾過された状態で高圧ポンプ２６
に圧送されるようになっている。As shown in FIG. 2, the fuel supply system 20 has a low-pressure pump 23, a low-pressure regulator 24, and a low-pressure pump 24 which extend from an upstream side to a downstream side of a fuel passage 22 which connects the fuel distribution pipe 19 and the fuel tank 21. A fuel filter 25 and a high pressure pump 26 are arranged in this order. Then, the fuel sucked up from the fuel tank 21 by the low pressure pump 23 is regulated by the low pressure regulator 24, and then filtered by the fuel filter 25.
It is supposed to be sent to.

【００２９】上記高圧ポンプ２６は、燃料の吐出量を広
い範囲に亘って調節可能な電磁ポンプ等からなり、燃料
分配管１９への燃料の吐出量を調節することにより、燃
料の噴射圧力を適正値（例えば略３ＭＰａ〜略１３ＭＰ
ａ、好ましくは４ＭＰａ〜７ＭＰａ程度）に制御するよ
うに構成されている。なお、上記高圧ポンプ２６によっ
て昇圧された燃料の一部を、リターン通路から燃料タン
ク２１に戻すことにより、上記燃料分配管１９に供給さ
れる燃料の圧力状態を適正値に調節する高圧レギュレー
タを設けた構成としてもよい。The high-pressure pump 26 is composed of an electromagnetic pump or the like capable of adjusting the fuel discharge amount over a wide range, and by adjusting the fuel discharge amount to the fuel distribution pipe 19, the fuel injection pressure can be adjusted appropriately. Value (for example, approximately 3 MPa to approximately 13 MP
a, preferably about 4 MPa to 7 MPa). A high-pressure regulator is provided for adjusting a pressure state of the fuel supplied to the fuel distribution pipe 19 to an appropriate value by returning a part of the fuel boosted by the high-pressure pump 26 to the fuel tank 21 from the return passage. The configuration may be different.

【００３０】また、上記燃料噴射弁１８は、燃料噴霧の
拡がり角度が７０°以下、例えば３０°に設定された噴
射ノズルを有している。上記燃料噴霧の拡がり角度は、
燃焼室６内の圧力状態に応じて変化するものであるが、
この実施形態では、図３（ａ）に示すように、燃料噴射
弁の噴孔部Ａ点から２０ｍｍだけ下流の位置において、
噴霧中心線Ｆが通る仮想平面と、燃料噴霧の輪郭とが交
差する２点Ｂ，Ｃを決定し、∠ＢＡＣをもって燃料の噴
霧拡がり角度θを定義する。Further, the fuel injection valve 18 has an injection nozzle in which the spread angle of the fuel spray is set to 70 ° or less, for example, 30 °. The spread angle of the fuel spray is
Although it changes according to the pressure state in the combustion chamber 6,
In this embodiment, as shown in FIG. 3A, at a position 20 mm downstream from the injection hole point A of the fuel injection valve,
Two points B and C where the virtual plane through which the spray center line F passes and the contour of the fuel spray intersect are determined, and the fuel spray spread angle θ is defined by ∠BAC.

【００３１】なお、図３（ｂ）に示すように、噴霧中心
線Ｆが通る仮想平面状において、燃料噴霧の先端側で、
所謂先走り噴霧（初期噴霧）を除いた主噴霧（燃料液滴
のエリア）の最先端部を、それぞれＢ１，Ｃ１とし、燃
料噴射弁１８の噴孔部Ａから上記Ｂ１点までの噴霧中心
線Ｆに沿った距離をＬ１とし、同じくＡ点からＣ１点ま
での距離をＬ２として、これらの平均値をもって噴霧貫
徹力Ｌを定義する（Ｌ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２）。As shown in FIG. 3 (b), in the virtual plane through which the spray center line F passes, on the tip side of the fuel spray,
The leading ends of the main sprays (areas of fuel droplets) excluding the so-called pre-spraying (initial spray) are designated as B1 and C1, respectively, and the spray center line F from the injection hole portion A of the fuel injection valve 18 to the point B1. Let L1 be the distance along the line and L2 be the distance from the point A to the point C1 as well, and define the spray penetration force L by the average value of these (L = (L1 + L2) / 2).

【００３２】上記噴霧拡がり角度θおよび噴霧貫徹力Ｌ
の実際の計測方法としては、例えばレーザシート法を用
いればよい。すなわち、燃料噴射弁１８から噴射される
流体として燃料性状相当のドライソルベントなる試料を
使用し、この試料の圧力を常温下において所定値（例え
ば７ＭＰａ）に設定する。また、雰囲気圧力としては、
噴霧の撮影が可能なレーザ通過窓と観測用窓とを備えた
圧力容器内を、例えば０．２５ＭＰａに加圧する。そし
て、常温下において、１パルス当たりの噴射量が９ｍｍ
3／ｓｔｒｏｋｅとなるように、燃料噴射弁１８に所定
パルス幅の駆動パルスを入力して上記試料を噴射する。The spray spread angle θ and the spray penetration force L
As an actual measurement method of, for example, a laser sheet method may be used. That is, a sample which is a dry solvent corresponding to the fuel property is used as the fluid injected from the fuel injection valve 18, and the pressure of this sample is set to a predetermined value (for example, 7 MPa) at room temperature. Also, as the atmospheric pressure,
The inside of the pressure vessel provided with the laser passage window and the observation window capable of photographing the spray is pressurized to, for example, 0.25 MPa. And, at room temperature, the injection amount per pulse is 9 mm
A drive pulse having a predetermined pulse width is input to the fuel injection valve 18 to inject 3 / stroke to inject the sample.

【００３３】そして、上記噴霧の軸中心線Ｆを通る厚さ
約５ｍｍのレーザシート光を照射しつつ、このレーザシ
ート光面に対して直交する方向から高速度カメラにより
噴霧画像を撮影し、上記駆動パルスの入力時点から１．
５６ｍｓｅｃ後の撮影画面に基づき、上記定義にしたが
って、噴霧拡がり角度θおよび貫徹力Ｌを決定する。な
お、上記撮像画面における噴霧の輪郭は、液滴状試料粒
子の噴霧エリアであり、この噴霧エリアはレーザシート
光によって明るくなるため、撮像画面において輝度の変
化している部分から噴霧の輪郭を割り出すようにしてい
る。Then, while irradiating a laser sheet light having a thickness of about 5 mm passing through the axial center line F of the spray, a spray image is photographed by a high speed camera from a direction orthogonal to the laser sheet optical surface, From the time of inputting the drive pulse
Based on the shooting screen after 56 msec, the spray spread angle θ and the penetration force L are determined according to the above definition. The contour of the spray on the imaging screen is a spray area of the droplet sample particles, and since the spray area is brightened by the laser sheet light, the contour of the spray is determined from the portion where the brightness is changed on the imaging screen. I am trying.

【００３４】上記エンジン本体１の構造を、図４に示す
拡大断面図を参照しつつ、さらに詳しく説明すると、上
記吸気ポート１０が燃焼室６から斜め上方に向かって直
線的に延びるとともに、エンジン本体１の一側面（図４
の左側面）に開口しており、二つの吸気ポート１０（そ
の一方は図示せず）が互いに独立して形成されている。
これらの吸気ポート１０によりタンブル生成手段が構成
され、吸気ポート１０を通って燃焼室６内に流入する吸
気により、タンブル流Ｔが生成されるようになってい
る。図４に示すように、燃焼室６内の左側に吸気ポート
１０、右側に排気ポート１１が位置する断面において
は、時計方向（図４中の矢印方向）に旋回するタンブル
流Ｔが生成されることになる。The structure of the engine body 1 will be described in more detail with reference to the enlarged sectional view shown in FIG. 4. The intake port 10 linearly extends obliquely upward from the combustion chamber 6 and the engine body 1 One side of FIG.
2), and two intake ports 10 (one of which is not shown) are formed independently of each other.
These intake ports 10 constitute tumble generating means, and the tumble flow T is generated by the intake air flowing into the combustion chamber 6 through the intake ports 10. As shown in FIG. 4, in a cross section in which the intake port 10 is located on the left side and the exhaust port 11 is located on the right side in the combustion chamber 6, a tumble flow T swirling in the clockwise direction (the arrow direction in FIG. 4) is generated. It will be.

【００３５】また、上記燃料噴射弁１８からの燃料の噴
射方向は、燃焼室６内のタンブル流Ｔに逆行するように
設定されている。すなわち、図４に示す断面において、
燃焼室６の左側に位置する燃料噴射弁１８から斜め右下
方に向けて燃料が噴射されることにより、噴射された燃
料がピストン５の冠面上でタンブル流Ｔと逆行するよう
に、燃料の噴射方向が設定されている。The direction of fuel injection from the fuel injection valve 18 is set so as to be opposite to the tumble flow T in the combustion chamber 6. That is, in the cross section shown in FIG.
The fuel is injected obliquely downward and rightward from the fuel injection valve 18 located on the left side of the combustion chamber 6, so that the injected fuel flows backwards from the tumble flow T on the crown surface of the piston 5. The injection direction is set.

【００３６】さらに、上記燃焼室６の天井部を形成する
二つの傾斜面は、この傾斜面と略直交するように設置さ
れる吸気弁１２および排気弁１３の設置角度（挟み角
度）αが、比較的大きな値、例えば３５°以上となるよ
うに、上記傾斜面の角度が設定されている。このように
傾斜面の角度が大きな値に設定されることにより、上記
吸気ポート１０および排気ポート１１が大きく屈曲する
ことが防止され、吸気および排気の流動抵抗が小さな値
に設定されるようになっている。Further, the two inclined surfaces forming the ceiling portion of the combustion chamber 6 have an installation angle (sandwich angle) α of the intake valve 12 and the exhaust valve 13 installed so as to be substantially orthogonal to these inclined surfaces, The angle of the inclined surface is set to be a relatively large value, for example, 35 ° or more. By setting the angle of the inclined surface to a large value in this way, the intake port 10 and the exhaust port 11 are prevented from being greatly bent, and the flow resistance of intake air and exhaust gas is set to a small value. ing.

【００３７】上記燃焼室６の天井部に沿った流れをタン
ブル順流Ｔｓ、燃焼室６の底部に沿った流れをタンブル
正流Ｔｍと定義すると、上記ピストン５の冠面には、上
記断面において、図５に示すように、タンブル正流Ｔｍ
が沿うように、水平方向に延びる底面を有するととも
に、シリンダ軸線Ｚを挟んで左右に開口する凹部２７が
形成されている。そして、上記凹部２７のシリンダ軸線
Ｚよりも左側にオフセットした位置には、タンブル正流
Ｔｍを上方に偏向させる段部２８が形成され、この段部
２８の上端には、上記凹部２７の底面と略平行、つまり
略水平方向に延びる棚部２９が形成されている。この棚
部２９の高さは、上記凹部２７の開口縁よりも下方に位
置するとともに、ピストン５の圧縮トップにおいて上記
シリンダブロック３とシリンダヘッド４との合わせ面よ
りも下方に位置するように設定されている。When the flow along the ceiling of the combustion chamber 6 is defined as the tumble forward flow Ts and the flow along the bottom of the combustion chamber 6 is defined as the tumble forward flow Tm, the crown surface of the piston 5 has the following cross section: As shown in FIG. 5, the tumble forward flow Tm
Has a bottom surface that extends in the horizontal direction, and has a recess 27 that opens to the left and right with the cylinder axis Z therebetween. A step portion 28 for deflecting the tumble positive flow Tm upward is formed at a position offset to the left of the cylinder axis Z of the recess portion 27, and the bottom of the recess portion 27 is formed at the upper end of the step portion 28. A shelf portion 29 is formed that extends substantially in parallel, that is, in a substantially horizontal direction. The height of the shelf 29 is set so as to be located below the opening edge of the recess 27 and below the mating surface of the cylinder block 3 and the cylinder head 4 at the compression top of the piston 5. Has been done.

【００３８】また、上記段部２８は、その上端位置が、
成層燃焼運転時における噴射開始時点のピストン位置
で、燃料の噴霧エリアよりも下側に位置するようになっ
ている。さらに、上記燃焼室６の天井部に配設された点
火プラグ１６の下端部に位置する電極までの距離ｈが、
上記天井部の最上位置から、圧縮トップにおけるピスト
ン５の凹部２７の底面までの距離ｄの１／２以下とな
り、点火プラグ１６の電極が上記燃料の噴霧エリアの上
方に位置するように、上記点火プラグ１６の突出量およ
び燃料噴射弁１８の設置角度γ等が設定されている。The upper end position of the step 28 is
The piston position at the start of injection during stratified charge combustion operation is located below the fuel spray area. Furthermore, the distance h to the electrode located at the lower end of the ignition plug 16 arranged on the ceiling of the combustion chamber 6 is
The ignition is performed so that the distance from the uppermost position of the ceiling portion to the bottom surface of the concave portion 27 of the piston 5 in the compression top is 1/2 or less and the electrode of the ignition plug 16 is located above the fuel spray area. The protrusion amount of the plug 16 and the installation angle γ of the fuel injection valve 18 are set.

【００３９】上記ピストン５の冠面に形成された凹部２
７は、図４および図５に示す断面（タンブル流Ｔが時計
方向に回る方向から見た断面）において、右側に位置す
る開口縁２７ａとピストン外周との距離Ｒａが、同左側
に位置する開口縁２７ｂとピストン外周との距離Ｒｂよ
りも大きくなるように構成されている。さらに、平面視
において図６および図７に示すように、上記凹部２７の
開口部が、燃料の噴射方向を長軸とし、これと直交する
方向を短軸とする略楕円状に形成されている。そして、
上記凹部２７内に、タンブル正流Ｔｍと燃料噴霧Ｆａと
が互いに逆方向から導入されることにより、この凹部２
７内で上記タンブル流Ｔと燃料噴霧Ｆａとが正面衝突す
るようになっている。Recessed portion 2 formed on the crown surface of the piston 5
7 is an opening whose distance Ra between the opening edge 27a located on the right side and the outer circumference of the piston is located on the left side in the sections shown in FIGS. 4 and 5 (the section seen from the direction in which the tumble flow T rotates clockwise). It is configured to be larger than the distance Rb between the edge 27b and the outer circumference of the piston. Further, as shown in FIGS. 6 and 7 in a plan view, the opening of the recess 27 is formed in a substantially elliptical shape having the major axis in the fuel injection direction and the minor axis in the direction orthogonal thereto. . And
The tumble forward flow Tm and the fuel spray Fa are introduced into the recess 27 from opposite directions, so that the recess 2
The tumble flow T and the fuel spray Fa collide head-to-head within 7.

【００４０】上記凹部２７の設置部を除いたピストン５
の冠面の外周部分５ａは、これに対向する燃焼室６の天
井部の傾斜面に略沿うように形成され、気筒２の圧縮上
死点前の所定期間、例えばＢＴＤＣ４０°ＣＡ〜ＴＤＣ
の期間においてピストン５の冠面の外周部分５ａと、燃
焼室６の天井部とにより挟まれる隙間がスキッシュエリ
アとなるように構成されている。なお、ＴＤＣおよびＢ
ＴＤＣは、それぞれ上死点および上死点前を意味し、Ｃ
Ａは、クランク角を意味する。The piston 5 excluding the installation portion of the recess 27
An outer peripheral portion 5a of the crown surface of the cylinder 2 is formed substantially along the inclined surface of the ceiling portion of the combustion chamber 6 facing the crown surface, and is provided for a predetermined period before the compression top dead center of the cylinder 2, for example, BTDC 40 ° CA to TDC.
During the period, the gap sandwiched by the outer peripheral portion 5a of the crown surface of the piston 5 and the ceiling portion of the combustion chamber 6 serves as a squish area. Note that TDC and B
TDC means top dead center and before top dead center, respectively, and
A means a crank angle.

【００４１】また、図１に示すように、各気筒２の吸気
ポート１０にそれぞれ連通するように吸気通路３１がエ
ンジン本体１の一側面部に接続されるとともに、各気筒
２の排気ポート１１にそれぞれ連通するように排気通路
３２がエンジン本体１の他側面部に接続されている。Further, as shown in FIG. 1, an intake passage 31 is connected to one side surface of the engine body 1 so as to communicate with the intake port 10 of each cylinder 2, and to the exhaust port 11 of each cylinder 2. The exhaust passage 32 is connected to the other side surface portion of the engine body 1 so as to communicate with each other.

【００４２】上記吸気通路３１は、エンジン本体１の各
気筒２の燃焼室６に対して図外のエアクリーナで濾過し
た吸気を供給するものであり、その上流側から順に、吸
気量を検出するホットワイヤ式のエアフローセンサ３３
と、電動モータ３５により駆動されて開閉する電気式ス
ロットル弁３４と、サージタンク３６とが配設されてい
る。また、上記サージタンク３６よりも下流側の吸気通
路３１は、各気筒２毎に分岐する独立吸気通路とされ、
各独立吸気通路の下流側部は、さらに二つに分岐して上
記両吸気ポート１０にそれぞれ連通している。The intake passage 31 supplies the intake air filtered by an air cleaner (not shown) to the combustion chamber 6 of each cylinder 2 of the engine body 1, and the hot air for detecting the intake air amount is sequentially detected from the upstream side thereof. Wire type air flow sensor 33
An electric throttle valve 34 that is driven by an electric motor 35 to open and close, and a surge tank 36 are provided. The intake passage 31 on the downstream side of the surge tank 36 is an independent intake passage branched for each cylinder 2.
The downstream side portion of each independent intake passage is further branched into two and communicates with both the intake ports 10.

【００４３】上記各吸気ポート１０の上流側には、燃焼
室６内におけるタンブル流の強度を調節するタンブル調
節弁３７が配設され、このタンブル調節弁３７が、例え
ばステッピングモータからなるアクチュエータ３８によ
り開閉駆動されるようになっている。上記タンブル調節
弁３７は、円形のバタフライ弁の一部、例えば弁軸より
も下側の部分を切り欠くことによって形成され、タンブ
ル調節弁３７が閉じられているときに、上記切欠き部分
を介して吸気を下流側に流動させることにより、燃焼室
６内に強いタンブル流Ｔを形成し、上記タンブル調節弁
３７が開かれるのに応じてタンブル流Ｔを徐々に弱める
ように構成されている。A tumble adjusting valve 37 for adjusting the strength of the tumble flow in the combustion chamber 6 is arranged on the upstream side of each of the intake ports 10, and the tumble adjusting valve 37 is operated by an actuator 38 composed of, for example, a stepping motor. It is designed to be opened and closed. The tumble control valve 37 is formed by cutting out a part of a circular butterfly valve, for example, a part below the valve shaft, and when the tumble control valve 37 is closed, the tumble control valve 37 is inserted through the cutout part. By flowing the intake air to the downstream side, a strong tumble flow T is formed in the combustion chamber 6, and the tumble flow T is gradually weakened as the tumble control valve 37 is opened.

【００４４】なお、上記吸気ポート１０やタンブル調節
弁３７の形状は、上記形状に限定されるものではなく、
例えば吸気ポート１０を、上流側で一つに合流する所謂
コモンポートタイプに構成してもよい。この場合、上記
タンブル調節弁３７は、コモンポートの断面形状に対応
する形状のものをベースとして、その一部分を切り欠い
た形状とすればよい。The shapes of the intake port 10 and the tumble adjusting valve 37 are not limited to the above shapes.
For example, the intake ports 10 may be configured as a so-called common port type that joins together on the upstream side. In this case, the tumble control valve 37 may have a shape corresponding to the cross-sectional shape of the common port as a base, with a part thereof cut out.

【００４５】一方、上記排気通路３２は、燃焼室６の外
部に既燃ガスを導出するものであり、その上流側には各
気筒２の排気ポート１１に連通する排気マニフォールド
３９を備えている。この排気マニフォールド３９の集合
部には、排気中の酸素濃度を検出するリニアＯ2センサ
４０が配設されている。このリニアＯ2センサ４０は、
排気中の酸素濃度に基づいて空燃比を検出するために用
いられ、理論空燃比を含む所定の空燃比範囲で酸素濃度
に対してリニアな出力が得られるものである。On the other hand, the exhaust passage 32 is for leading the burnt gas to the outside of the combustion chamber 6, and an exhaust manifold 39 communicating with the exhaust port 11 of each cylinder 2 is provided on the upstream side thereof. A linear O 2 sensor 40 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas is arranged at the collecting portion of the exhaust manifold 39. This linear O 2 sensor 40
It is used to detect the air-fuel ratio based on the oxygen concentration in the exhaust gas, and a linear output is obtained with respect to the oxygen concentration within a predetermined air-fuel ratio range including the theoretical air-fuel ratio.

【００４６】上記排気マニフォールド３９の集合部に
は、排気管４１の上流端が接続され、この排気管４１の
下流側には排気を浄化するためのＮＯｘ浄化触媒４２お
よび三元触媒４３が設けられるとともに、両触媒４２，
４３の間に、排気温度を検出する排気温センサ４４が配
設されている。An upstream end of an exhaust pipe 41 is connected to the collecting portion of the exhaust manifold 39, and a NOx purification catalyst 42 and a three-way catalyst 43 for purifying exhaust gas are provided on the downstream side of the exhaust pipe 41. Together with both catalysts 42,
An exhaust gas temperature sensor 44 for detecting the exhaust gas temperature is arranged between the parts 43.

【００４７】また、上記排気管４１の上流側には、排気
通路３２を流れる排気の一部を吸気通路３１に還流させ
るＥＧＲ通路４５の上流端が接続されている。このＥＧ
Ｒ通路４５の下流端は、上記電気スロットル弁３４とサ
ージタンク３６との間の吸気通路３１に接続され、上記
ＥＧＲ通路４５の途中には、開閉駆動されることにより
排気の還流量を調節する電気式ＥＧＲ弁４６と、排気を
冷却するＥＧＲクーラ４７とが配設され、これらよって
排気還流手段が構成されている。An upstream end of an EGR passage 45 that recirculates a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 32 to the intake passage 31 is connected to the upstream side of the exhaust pipe 41. This EG
The downstream end of the R passage 45 is connected to the intake passage 31 between the electric throttle valve 34 and the surge tank 36, and in the middle of the EGR passage 45, it is opened and closed to adjust the amount of exhaust gas recirculation. An electric EGR valve 46 and an EGR cooler 47 that cools the exhaust gas are arranged, and an exhaust gas recirculation unit is constituted by them.

【００４８】上記点火回路１７、燃料噴射弁１８、燃料
供給系２０、電気式スロットル弁３４を駆動する電動モ
ータ３５、タンブル調節弁３７のアクチュエータ３８お
よび上記電気式ＥＧＲ弁４６等は、エンジンコントロー
ルユニット（以下、ＥＣＵという）５０によって制御さ
れるように構成されている。一方、上記ＥＣＵ５０に
は、クランク角センサ９、エアフローセンサ３３、Ｏ2
センサ４０および排気温センサ４４等の検出信号が入力
され、さらにアクセル開度（アクセルペダルの操作量）
を検出するアクセル開度センサ４８の検出信号と、エン
ジンの回転速度を検出する回転速度センサ４９の検出信
号と、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ５７
の検出信号とが入力されるようになっている。The ignition circuit 17, the fuel injection valve 18, the fuel supply system 20, the electric motor 35 for driving the electric throttle valve 34, the actuator 38 of the tumble adjusting valve 37, the electric EGR valve 46 and the like are the engine control unit. It is configured to be controlled by 50 (hereinafter referred to as ECU). On the other hand, the ECU 50 includes a crank angle sensor 9, an air flow sensor 33, an O 2
Detection signals from the sensor 40, the exhaust gas temperature sensor 44, etc. are input, and further the accelerator opening (accelerator pedal operation amount)
Detecting signal of an accelerator opening sensor 48, a detecting signal of a rotational speed sensor 49 detecting an engine rotational speed, and a water temperature sensor 57 detecting an engine cooling water temperature.
And the detection signal of are input.

【００４９】そして、上記ＥＣＵ５０には、図８に示す
ように、各センサから入力された信号に基づいてエンジ
ンの運転状態を判別する運転状態判別手段５１と、上記
燃料噴射弁１８に制御信号を出力して燃料の噴射量およ
び噴射時期を制御する燃料噴射制御手段５２と、高圧ポ
ンプ２６に制御信号を出力して燃料の噴射圧力を制御す
る燃圧制御手段５３と、上記スロットル弁３４を開閉駆
動する電動モータ３５に制御信号を出力して吸入空気量
を制御する吸入空気量制御手段５４と、上記タンブル調
節弁３７のアクチュエータ３８に制御信号を出力してタ
ンブル流の強度を強制的に制御するタンブル流制御手段
５５と、上記電気式ＥＧＲ弁４６のアクチュエータに制
御信号を出力して排気の還流量を制御する排気還流制御
手段５６とが設けられている。Then, as shown in FIG. 8, the ECU 50 sends a control signal to the fuel injection valve 18 and an operating state discriminating means 51 for discriminating the operating state of the engine based on the signals input from the respective sensors. Fuel injection control means 52 for outputting and controlling the fuel injection amount and injection timing, fuel pressure control means 53 for outputting a control signal to the high-pressure pump 26 to control the fuel injection pressure, and opening / closing driving of the throttle valve 34. A control signal is output to the electric motor 35 to control the intake air amount, and a control signal is output to the actuator 38 of the tumble adjusting valve 37 to forcibly control the strength of the tumble flow. A tumble flow control means 55 and an exhaust gas recirculation control means 56 for outputting a control signal to the actuator of the electric EGR valve 46 to control the amount of exhaust gas recirculation are provided. It has been.

【００５０】具体的には、上記運転状態判別手段５１に
おいて、エンジンが温間状態で、例えば図９に一例を示
すように、低負荷かつ低回転の成層燃焼領域（イ）にあ
ると判別された場合には、気筒２の圧縮行程における所
定時期（例えば圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）４０°〜１４
０°の範囲）に燃料噴射弁１８から燃料を噴射して点火
プラグ１６の近傍に混合気が層状に偏在する状態で燃焼
させる成層燃焼モードの燃料噴射制御が、上記燃料噴射
制御手段５２および吸入空気量制御手段５４により実行
される。この成層燃焼モードでは、空燃比のリーン化お
よび吸気損失の低減化のためにスロットル弁３４の開度
を相対的に大きくするようにしており、このときの燃焼
室６の平均的な空燃比は理論空燃比よりもリーンな状態
（例えばＡ／Ｆ＞２５）に設定される。Specifically, the operating condition determining means 51 determines that the engine is in the warm condition and is in the low load and low rotation stratified charge combustion region (a) as shown in an example in FIG. When the compression stroke of the cylinder 2 is reached, a predetermined time (for example, before compression top dead center (BTDC) 40 ° -14
Fuel injection control in the stratified charge combustion mode in which fuel is injected from the fuel injection valve 18 in the range of 0 ° and burns in a state where the air-fuel mixture is unevenly distributed in the vicinity of the ignition plug 16 is performed by the fuel injection control means 52 and the intake. This is executed by the air amount control means 54. In this stratified charge combustion mode, the opening of the throttle valve 34 is made relatively large in order to make the air-fuel ratio lean and reduce the intake loss, and the average air-fuel ratio of the combustion chamber 6 at this time is The state is set leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (for example, A / F> 25).

【００５１】一方、エンジンが温間状態で、上記成層燃
焼領域（イ）よりも高負荷高回転の均一燃焼領域（ロ）
にあることが確認された場合には、気筒２の吸気行程で
燃料を噴射して吸気と充分に混合し、燃焼室６に均一な
混合気を形成した上で燃料させる均一燃焼モードの燃料
噴射制御が、上記燃料噴射制御手段５２および吸入空気
量制御手段５４により実行される。この均一燃焼モード
では、大部分の運転領域において混合気の空燃比が略理
論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）になるように、燃料噴射
量やスロットル弁３４の開度が制御されるが、特に全負
荷運転状態では、空燃比を理論空燃比よりもリッチな状
態（例えばＡ／Ｆ＝１３程度）に制御して、高負荷に対
応した大出力が得られるようにしている。On the other hand, in the warm state of the engine, a uniform combustion region (b) with a higher load and a higher rotation than the stratified combustion region (a).
If it is confirmed that the fuel is injected into the cylinder 2, the fuel is injected in the intake stroke of the cylinder 2 and sufficiently mixed with the intake air to form a uniform air-fuel mixture in the combustion chamber 6, and then the fuel is injected in the uniform combustion mode. The control is executed by the fuel injection control means 52 and the intake air amount control means 54. In this uniform combustion mode, the fuel injection amount and the opening degree of the throttle valve 34 are controlled so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes approximately the theoretical air-fuel ratio (A / F = 14.7) in most operating regions. However, particularly in the full-load operation state, the air-fuel ratio is controlled to be richer than the theoretical air-fuel ratio (for example, about A / F = 13) so that a large output corresponding to a high load can be obtained.

【００５２】さらに、例えばエンジンの冷却水温度が６
０℃以上となったエンジンの温間状態おいて、図１０に
斜線で示す領域では、電気式ＥＧＲ弁４６を開弁して、
ＥＧＲ通路４５から排気の一部を吸気通路３１に還流さ
せる制御が上記排気還流制御手段５６により実行され
る。この際、上記ＥＧＲ弁４６の開度は、エンジンの負
荷状態および回転数に応じて制御され、上記領域の中心
領域において、排気の還流割合（以下、ＥＧＲ率とい
う）が最大となり、上記領域の周辺領域、つまり上記中
心領域よりも高回転側および低回転側と、高負荷および
低負荷側とにおいて、ＥＧＲ率が小さくなるように調節
される。これにより、エンジンの全ての運転領域で、燃
焼安定性を損なうことなく、上記排気の還流によってＮ
Ｏｘの生成を抑制することが可能となる。Further, for example, if the engine cooling water temperature is 6
With the engine warmed to 0 ° C. or higher, the electric EGR valve 46 is opened in the shaded area in FIG.
The exhaust gas recirculation control means 56 executes control for recirculating a part of the exhaust gas from the EGR passage 45 to the intake passage 31. At this time, the opening degree of the EGR valve 46 is controlled in accordance with the load state and the engine speed of the engine, and the exhaust gas recirculation ratio (hereinafter referred to as the EGR rate) is maximized in the central region of the above region. The EGR rate is adjusted to be small in the peripheral region, that is, in the high rotation side and the low rotation side and the high load and the low load side with respect to the central region. As a result, in the entire operating region of the engine, the exhaust gas recirculates to N without impairing the combustion stability.
It is possible to suppress the generation of Ox.

【００５３】一方、エンジンの冷間運転時には、燃焼安
定性の確保を最優先とし、エンジンの全ての運転領域で
均一燃焼状態、または均一燃焼と成層燃焼との中間状態
（弱成層燃焼状態）とするとともに、上記排気還流制御
手段５５から電気式ＥＧＲ弁４６を全閉とする制御信号
を出力することにより、排気の還流率が０とされるよう
になっている。なお、上記ＥＧＲ率としては、例えば上
記ＥＧＲ通路４５から吸気通路３１に還流される排気還
流量の新気（外気）量に対する割合を用いればよく、下
記式に基づいて算出される。ＥＧＲ率＝（吸気中のＣＯ
2濃度−外気中のＣＯ2濃度）／（排気中のＣＯ2濃度−
吸気中のＣＯ2濃度）On the other hand, during the cold operation of the engine, ensuring the combustion stability is given the highest priority, and the uniform combustion state or the intermediate state between the uniform combustion and the stratified combustion (the weak stratified combustion state) is set in all the operating regions of the engine. At the same time, the exhaust gas recirculation control means 55 outputs a control signal to fully close the electric EGR valve 46, whereby the exhaust gas recirculation rate is made zero. As the EGR rate, for example, the ratio of the exhaust gas recirculation amount recirculated from the EGR passage 45 to the intake passage 31 with respect to the fresh air (outside air) amount may be used, and is calculated based on the following equation. EGR rate = (CO in intake air
2 concentration-CO 2 concentration in the outside air) / (CO 2 concentration in exhaust gas-
CO 2 concentration in intake air)

【００５４】また、上記燃圧制御手段５３は、燃料供給
系２０の高圧ポンプ２６を制御して燃圧を調節すること
により、上記燃料の噴霧貫徹力を制御する貫徹力制御手
段としての機能を有し、エンジン回転数が所定回転数以
下の範囲内で、このエンジン回転数に略比例した値に、
基本燃圧を設定することにより、エンジン回転数の上昇
に対応して増大するタンブル流Ｔの強度と、上記燃圧に
対応して変化する燃料の噴霧貫徹力とをバランスさせる
ように構成されている。Further, the fuel pressure control means 53 has a function as a penetration force control means for controlling the spray penetration force of the fuel by controlling the high pressure pump 26 of the fuel supply system 20 to adjust the fuel pressure. , Within a range where the engine speed is equal to or lower than a predetermined speed, to a value approximately proportional to the engine speed,
By setting the basic fuel pressure, the strength of the tumble flow T that increases as the engine speed increases and the spray penetration force of fuel that changes according to the fuel pressure are balanced.

【００５５】そして、上記運転状態判別手段５１におい
て、均一燃焼領域（ロ）の高負荷状態が所定時間以上に
亘って継続された後に、成層燃焼領域（イ）に移行した
ことが確認された場合には、上記基本燃圧を高める方向
に補正する補正値が上記燃圧制御手段５３により設定さ
れ、この補正値に基づいて燃圧の制御目標値が補正され
ることにより、上記燃料の噴霧貫徹力を、成層燃焼領域
（イ）における噴霧貫徹力の基準値に対して強制的に高
める制御が所定時間に亘り（一時的に）実行されるよう
になっている。上記噴霧貫徹力を強制的に高める制御時
間は、高負荷の均一燃焼状態が継続されることにより上
昇した筒内温度を低下させることができる時間に設定さ
れる。When it is confirmed by the operating condition discriminating means 51 that the high load state of the uniform combustion region (b) is continued for a predetermined time or longer, and then the process shifts to the stratified combustion region (a). A correction value for correcting the basic fuel pressure to be increased is set by the fuel pressure control means 53, and the fuel pressure control target value is corrected based on this correction value, so that the spray penetration force of the fuel is The control for forcibly increasing the reference value of the spray penetration force in the stratified combustion region (a) is executed (temporarily) for a predetermined time. The control time for forcibly increasing the spray penetration force is set to a time at which the in-cylinder temperature increased by continuing the high load uniform combustion state can be reduced.

【００５６】また、上記運転状態判別手段５１におい
て、均一燃焼領域（ロ）から成層燃焼領域（イ）への移
行時におけるエンジン負荷が所定値未満であることが確
認された場合には、上記均一燃焼領域（ロ）の運転状態
における負荷またはその継続時間の如何に拘わらず、上
記燃圧制御手段５３からなる貫徹力制御手段により、上
記燃料の噴霧貫徹力を強制的に高める制御が、所定時間
に亘り（一時的に）実行されるように構成されている。Further, when it is confirmed by the operating state judging means 51 that the engine load at the time of transition from the uniform combustion region (b) to the stratified combustion region (a) is less than a predetermined value, the above-mentioned uniform Regardless of the load in the operating state of the combustion region (b) or the duration thereof, the penetration force control means including the fuel pressure control means 53 forcibly increases the spray penetration force of the fuel at a predetermined time. It is configured to be executed all over (temporarily).

【００５７】さらに、上記運転状態判別手段５１におい
て、エンジンの成層燃焼運転時に、排気還流手段により
排気の一部を吸気系に還流させる運転状態で、燃料室６
内の空燃比（Ａ／Ｆ）を一時的にリッチ側に設定する制
御、例えば排気通路３２に配設されたＮＯｘ浄化触媒４
２のＮＯｘ吸着材が飽和状態となってＮＯｘの吸着力が
低下した時点で、ＮＯｘを放出させて吸着力を回復させ
るために、一時的に上記空燃比（Ａ／Ｆ）を１５．５〜
１２程度に設定する制御（以下、リッチスパイクとい
う）が実行された場合には、その直後に、上記燃圧制御
手段５３により、燃圧を強制的に高めて燃料の噴霧貫徹
力を一時的、例えば２制御サイクルに亘って高める制御
が実行されるようになっている。Further, in the operation state judging means 51, in the operation state in which a part of the exhaust gas is recirculated to the intake system by the exhaust gas recirculation means during the stratified charge combustion operation of the engine,
Control for temporarily setting the internal air-fuel ratio (A / F) to the rich side, for example, the NOx purification catalyst 4 provided in the exhaust passage 32.
When the NOx adsorbent of No. 2 becomes saturated and the NOx adsorption force decreases, the air-fuel ratio (A / F) is temporarily set to 15.5 to release NOx and restore the adsorption force.
When the control for setting to about 12 (hereinafter, referred to as rich spike) is executed, immediately after that, the fuel pressure control means 53 forcibly increases the fuel pressure to temporarily increase the fuel spray penetration force, for example, 2 The control to be increased is executed over the control cycle.

【００５８】なお、上記排気通路３２に配設されたＮＯ
ｘ浄化触媒４２のＮＯｘ吸着材が飽和状態となった場合
に限られず、ＮＯｘ浄化触媒４２または三元触媒４３の
触媒金属が、酸素被毒または硫黄被毒して浄化性能が低
下した場合に、この浄化性能を回復させるため、所定時
間に亘り上記空燃比（Ａ／Ｆ）を１５．５〜１２程度に
設定する制御が実行された場合においても、その直後
に、上記燃圧制御手段５３により、燃圧を強制的に高め
て燃料の噴霧貫徹力を一時的に、例えば上記２制御サイ
クルよりも長い期間に亘って高める制御を実行するよう
にしてもよい。The NO provided in the exhaust passage 32 is
Not only when the NOx adsorbent of the x purification catalyst 42 is saturated, but when the catalyst metal of the NOx purification catalyst 42 or the three-way catalyst 43 is poisoned by oxygen or sulfur and the purification performance is deteriorated, In order to recover this purification performance, even when the control for setting the air-fuel ratio (A / F) to about 15.5 to 12 is executed for a predetermined time, immediately after that, the fuel pressure control means 53 causes A control may be executed in which the fuel pressure is forcibly increased to temporarily increase the fuel spray penetration force, for example, for a period longer than the two control cycles.

【００５９】また、上記タンブル流制御手段５４は、均
一燃焼領域（ロ）の高負荷状態が、予め設定された基準
時間以上に亘って継続された後に、成層燃焼領域（イ）
に移行したことが確認された場合に、上記タンブル調節
弁３７の開度を一時的に増大させて、タンブル流Ｔの強
度を、成層燃焼領域（イ）におけるタンブル流Ｔの基本
強度に対して強制的に弱める制御を実行するように構成
されている。Further, the tumble flow control means 54, after the high load state of the uniform combustion region (b) is continued for a preset reference time or longer, the stratified combustion region (a)
When it is confirmed that the flow rate has changed to, the opening degree of the tumble control valve 37 is temporarily increased, and the strength of the tumble flow T is compared with the basic strength of the tumble flow T in the stratified charge combustion region (a). It is configured to perform a force-weakening control.

【００６０】さらに、上記運転状態判別手段５１におい
て、均一燃焼領域（ロ）から成層燃焼領域（イ）への移
行時におけるエンジン負荷が所定値未満であることが確
認された場合、またはエンジンの成層燃焼運転時に、排
気還流手段により排気の一部を吸気系に還流させる運転
状態で、燃料室６内の空燃比（Ａ／Ｆ）を一時的にリッ
チ側に設定するリッチスパイク制御が実行されたことが
確認された場合には、均一燃焼領域（ロ）の高負荷状態
が、予め設定された基準時間以上に亘って継続されたか
否かに拘わらず、上記タンブル調節弁３７の開度を一時
的に増大させてタンブル流の強度を強制的に弱める制御
が、上記タンブル流制御手段５４において実行されるよ
うになっている。Further, when it is confirmed by the operation state judging means 51 that the engine load at the time of transition from the uniform combustion region (b) to the stratified combustion region (a) is less than a predetermined value, or the engine stratification is performed. During the combustion operation, the rich spike control for temporarily setting the air-fuel ratio (A / F) in the fuel chamber 6 to the rich side was executed in an operating state in which a part of the exhaust gas is recirculated to the intake system by the exhaust gas recirculation means. When it is confirmed that the opening degree of the tumble control valve 37 is temporarily set regardless of whether or not the high load state in the uniform combustion region (b) is continued for a preset reference time or longer. The control for increasing the intensity of the tumble flow to forcibly reduce the strength of the tumble flow is executed by the tumble flow control means 54.

【００６１】上記ＥＣＵ５０において実行される燃圧の
制御動作を、図１１および図１２に示すフローチャート
に基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、
まずエンジン回転数とアクセル開度とをパラメータとし
たマップから、エンジンの目標負荷Ｐｉを読み出すとと
もに（ステップＳ１）、この目標負荷Ｐｉとエンジン回
転数とをパラメータとしたマップからエンジンの運転領
域を読み出して決定した後（ステップＳ２）、エンジン
回転数に対応した基本燃圧Ｐｂと、エンジンの運転状態
に対応したタンブル調節弁３７の基本開度Ｖｂとを図外
のマップから読み出してそれぞれ設定する（ステップＳ
３，Ｓ４）。The fuel pressure control operation executed by the ECU 50 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 11 and 12. When the above control operation starts,
First, the target load Pi of the engine is read from the map using the engine speed and the accelerator opening as parameters (step S1), and the operating region of the engine is read from the map using the target load Pi and the engine speed as parameters. After determining (step S2), the basic fuel pressure Pb corresponding to the engine speed and the basic opening degree Vb of the tumble control valve 37 corresponding to the operating state of the engine are read from a map (not shown) and set (step S2). S
3, S4).

【００６２】次いで、上記ステップＳ２で決定されたエ
ンジンの運転領域が、均一燃焼領域（ロ）から成層燃焼
領域（イ）への移行後に、後述する噴霧貫徹力およびタ
ンブル流強度の制御時間ｔが経過する前の状態にあるか
否かを判定する（ステップＳ５）。このステップＳ５
で、ＮＯと判定されて均一燃焼領域（ロ）から成層燃焼
領域（イ）への移行後に上記制御時間ｔが経過したこと
が確認された場合、または均一燃焼領域（ロ）の運転状
態にあることが確認された場合には、そのままリターン
する。Next, after the engine operating region determined in step S2 is changed from the uniform combustion region (b) to the stratified combustion region (a), the spray penetration force and the tumble flow intensity control time t, which will be described later, are set. It is determined whether or not it is in a state before elapse (step S5). This step S5
In the case where it is determined that NO and the control time t has elapsed after the transition from the uniform combustion region (b) to the stratified combustion region (a), or the operating state of the uniform combustion region (b) is present. If it is confirmed, the process directly returns.

【００６３】また、上記ステップＳ５でＹＥＳと判定さ
れて上記制御時間ｔ内にあること、つまり均一燃焼領域
（ロ）から成層燃焼領域（イ）に移行した直後の状態に
あることが確認された場合には、上記ステップＳ１で設
定されたエンジンの目標負荷Ｐｉが、予め設定された基
準負荷Ｐｉ１以上の運転状態、つまり現時点が比較的高
負荷の成層燃焼領域にあるか否かを判定する（ステップ
Ｓ６）。Further, it is confirmed that it is YES in step S5 and that it is within the control time t, that is, it is in the state immediately after the transition from the uniform combustion region (b) to the stratified combustion region (a). In this case, it is determined whether or not the target load Pi of the engine set in step S1 is equal to or higher than the preset reference load Pi1, that is, the present time is in the relatively high load stratified charge combustion region ( Step S6).

【００６４】上記ステップＳ６でＮＯと判定されて均一
燃焼領域（ロ）から低負荷の成層燃焼領域（イ）に移行
したことが確認された場合には、この移行後の運転状態
での基本燃圧Ｐｂに対して燃圧を大きな値に補正して噴
霧貫徹力を強制的に高めるための燃圧補正値Ｐｃと、タ
ンブル調節弁３１の開度を大きな値に補正して上記移行
後の運転状態での基本開度Ｖｂに対してタンブル流Ｔの
強度を強制的に低下させるための開度補正値Ｖｃとをそ
れぞれ算出して設定するとともに（ステップＳ７，Ｓ
８）、噴霧貫徹力およびタンブル流強度の制御時間とし
て所定時間ｔを設定した後（ステップＳ９）、後述する
ステップＳ２５，Ｓ２６に移行して噴霧貫徹力およびタ
ンブル流強度の制御を実行する。When it is determined NO in step S6 and it is confirmed that the uniform combustion region (b) has shifted to the low load stratified combustion region (a), the basic fuel pressure in the operating state after this transition is confirmed. The fuel pressure correction value Pc for correcting the fuel pressure to a large value with respect to Pb to forcibly increase the spray penetration force, and the opening degree of the tumble control valve 31 to a large value for the operation state after the transition An opening correction value Vc for forcibly reducing the strength of the tumble flow T with respect to the basic opening Vb is calculated and set (steps S7, S).
8) After setting the predetermined time t as the control time for the spray penetration force and the tumble flow intensity (step S9), the process proceeds to steps S25 and S26 described below to execute the control of the spray penetration force and the tumble flow intensity.

【００６５】上記ステップＳ６でＹＥＳと判定されて上
記目標負荷Ｐｉが基準負荷Ｐｉ１以上であることが確認
された場合には、リッチスパイク制御が実行された直後
であるか否かを判定し（ステップＳ１０）、ＹＥＳと判
定された場合には、燃圧を大きな値に補正して噴霧貫徹
力を強制的に高めるための燃圧補正値Ｐｃと、タンブル
調節弁３１の開度を大きくする方向に補正してタンブル
流Ｔの強度を強制的に低下させるための開度補正値Ｖｃ
とをそれぞれ算出して設定するとともに（ステップＳ１
１，Ｓ１２）、噴霧貫徹力およびタンブル流強度の制御
時間として、２制御サイクルに相当する時間ｔを設定す
る（ステップＳ１３）。When it is determined YES in step S6 and it is confirmed that the target load Pi is equal to or greater than the reference load Pi1, it is determined whether or not it is immediately after the rich spike control is executed (step S6). S10), if YES is determined, the fuel pressure correction value Pc for correcting the fuel pressure to a large value to forcibly increase the spray penetration force and the opening amount of the tumble control valve 31 are corrected. Opening correction value Vc for forcibly reducing the strength of the tumble flow T
And are respectively calculated and set (step S1
1, S12), the time t corresponding to two control cycles is set as the control time for the spray penetration force and the tumble flow intensity (step S13).

【００６６】一方、上記ステップＳ１０でＮＯと判定さ
れてリッチスパイク制御が実行された直後ではないこと
が確認された場合には、上記成層燃焼域（イ）に移行す
る前における均一燃焼領域（ロ）の運転状態の継続時間
Ｔｈを算出するとともに（ステップＳ１４）、上記均一
燃焼領域（ロ）の運転状態における平均負荷Ｐｉａを算
出する（ステップＳ１５）。On the other hand, if it is judged NO in step S10 and it is confirmed that it is not immediately after the rich spike control is executed, the uniform combustion region (B) before the transition to the stratified combustion region (A) is obtained. ) The operating state duration Th is calculated (step S14), and the average load Pia in the operating state of the uniform combustion region (B) is calculated (step S15).

【００６７】そして、上記平均負荷Ｐｉａが予め設定さ
れた基準負荷Ｐ１よりも大きいか否かを判定し（ステッ
プＳ１６）、ＮＯと判定されて均一燃焼領域（ロ）の高
負荷状態から成層燃焼領域（イ）に移行した状態にない
ことが確認された場合には、上記燃圧補正値Ｐｃと、開
度補正値Ｖｃとをそれぞれ０にセットした後（ステップ
Ｓ１７，Ｓ１８）、後述するステップＳ２５に移行して
噴霧貫徹力およびタンブル流強度の制御を実行する。Then, it is determined whether or not the average load Pia is larger than a preset reference load P1 (step S16), and if NO is determined, the uniform combustion region (b) is changed from the high load state to the stratified combustion region. When it is confirmed that the state has not changed to (a), the fuel pressure correction value Pc and the opening degree correction value Vc are set to 0 (steps S17 and S18), and then to step S25 described later. After that, the spray penetration force and the tumble flow strength are controlled.

【００６８】一方、上記ステップＳ１６でＹＥＳと判定
されて均一燃焼領域（ロ）の高負荷状態から成層燃焼領
域（イ）に移行した状態にあることが確認された場合に
は、上記均一燃焼領域（ロ）の運転状態の継続時間Ｔｈ
が、筒内温度の上昇を考慮して設定された第１基準時間
Ｔ１以上であるか否かを判定し（ステップＳ１９）、Ｎ
Ｏと判定された場合には、ステップＳ１７に移行して上
記燃圧補正値Ｐｃおよび開度補正値Ｖｃとをそれぞれ０
にセットする。On the other hand, if it is determined YES in step S16 and it is confirmed that the high load state of the uniform combustion region (b) has shifted to the stratified combustion region (a), the uniform combustion region is determined. (B) Operation state duration Th
Is equal to or longer than the first reference time T1 set in consideration of the rise of the in-cylinder temperature (step S19), N
If it is determined to be O, the process proceeds to step S17, and the fuel pressure correction value Pc and the opening degree correction value Vc are set to 0 respectively.
Set to.

【００６９】上記ステップＳ１９でＹＥＳと判定されて
上記継続時間Ｔｈが予め設定された第１基準時間Ｔ１以
上であることが確認された場合には、燃料の噴霧貫徹力
を強制的に高めるための燃圧補正値Ｐｃを算出して設定
した後（ステップＳ２０）、上記均一燃焼領域（ロ）の
運転状態の継続時間Ｔｈが、予め設定された第２基準時
間Ｔ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ２
１）。この第２基準時間Ｔ２は、上記第１基準時間Ｔ１
よりも長い時間に設定されている。If YES is determined in step S19 and it is confirmed that the duration Th is the preset first reference time T1 or more, the fuel spray penetration force is forcibly increased. After calculating and setting the fuel pressure correction value Pc (step S20), it is determined whether or not the duration Th of the operating state of the uniform combustion region (b) is equal to or longer than the preset second reference time T2. (Step S2
1). The second reference time T2 is the first reference time T1.
Is set for a longer time than.

【００７０】上記ステップＳ２１でＮＯと判定されて上
記均一燃焼領域（ロ）の運転状態の継続時間Ｔｈが、上
記第１基準時間Ｔ１以上で、かつ第２基準時間Ｔ２未満
であることが確認された場合には、エンジンの冷却水温
度と、外気温度と、エンジン回転数と、上記均一燃焼領
域（ロ）の運転状態の継続時間Ｔｈとに基づいて噴霧貫
徹力の制御時間ｔを設定した後（ステップＳ２２）、上
記ステップＳ１８に移行して開度補正値Ｖｃを０にセッ
トする。It is determined NO in step S21, and it is confirmed that the operating time duration Th of the uniform combustion region (B) is equal to or longer than the first reference time T1 and shorter than the second reference time T2. In the case of being set, after the control time t of the spray penetration force is set based on the cooling water temperature of the engine, the outside air temperature, the engine speed, and the duration Th of the operating state of the uniform combustion region (b). (Step S22), the process proceeds to step S18, and the opening degree correction value Vc is set to 0.

【００７１】上記ステップＳ２１でＹＥＳと判定されて
上記均一燃焼領域（ロ）の運転状態の継続時間Ｔｈが、
上記第２基準時間Ｔ２以上であることが確認された場合
には、タンブル流Ｔの強度を強制的に低下させるための
開度補正値Ｖｃを算出して設定した後（ステップＳ２
３）、エンジンの冷却水温度と、外気温度と、エンジン
回転数と、上記均一燃焼領域（ロ）の運転状態の継続時
間Ｔｈとに基づき、上記噴霧貫徹力およびタンブル流強
度の制御時間ｔを設定する（ステップＳ２４）。It is judged YES in step S21, and the duration Th of the operating state of the uniform combustion region (B) is
When it is confirmed that the time is not less than the second reference time T2, the opening degree correction value Vc for forcibly reducing the strength of the tumble flow T is calculated and set (step S2).
3) Based on the cooling water temperature of the engine, the outside air temperature, the engine speed, and the duration Th of the operating state of the uniform combustion region (b), the control time t of the spray penetration force and the tumble flow intensity is set. It is set (step S24).

【００７２】その後、上記基本燃圧Ｐｂと燃圧補正値Ｐ
ｃとに基づいて最終燃圧Ｐｆ（＝Ｐｂ＋Ｐｃ）を算出し
て設定するとともに（ステップＳ２５）、上記基本開度
Ｖｂと開度補正値Ｖｃとにタンブル調節弁３７の最終開
度Ｖｆ（＝Ｖｂ＋Ｖｃ）を算出して設定した後（ステッ
プＳ２６）、制御動作を終了する。なお、上記各制御時
間ｔは、上記ステップＳ２４で設定される制御時間ｔが
最も長く、ステップＳ１３で設定される制御時間ｔが最
も短い値に設定される。Thereafter, the basic fuel pressure Pb and the fuel pressure correction value P
The final fuel pressure Pf (= Pb + Pc) is calculated and set based on c (step S25), and the final opening Vf (= Vb + Vc) of the tumble control valve 37 is added to the basic opening Vb and the opening correction value Vc. Is calculated and set (step S26), the control operation is ended. In addition, each control time t is set such that the control time t set in step S24 is the longest and the control time t set in step S13 is the shortest.

【００７３】以上のように、燃焼室６内にタンブル流Ｔ
を生成するように吸気系を構成するとともに、エンジン
の成層燃焼運転時に、燃焼室６内で生成されたタンブル
流Ｔに対向させるように燃料噴射弁１８から燃料を噴射
することにより、点火プラグ１６の周りに混合気を成層
化させた状態で点火するように構成された火花点火式直
噴エンジンの制御装置において、燃料の噴霧貫徹力を強
制的に変化させるように制御する燃圧制御手段５３から
なる貫徹力制御手段を設け、エンジンが均一燃焼領域
（ロ）から成層燃焼領域（イ）に移行したことが確認さ
れた場合に、上記貫徹力制御手段を作動させて、上記噴
霧貫徹力を、成層燃焼領域における噴霧貫徹力の基準値
に比べて一時的に高めるように構成したため、上記運転
領域の移行時に、燃料の噴霧貫徹力とタンブル流Ｔの強
度とのバランスが崩れるのを効果的に防止して燃焼安定
性を良好状態に維持することができる。As described above, the tumble flow T in the combustion chamber 6
The ignition plug 16 is configured to generate the fuel and the fuel is injected from the fuel injection valve 18 so as to face the tumble flow T generated in the combustion chamber 6 during the stratified combustion operation of the engine. In a control device for a spark ignition type direct injection engine configured to ignite the air-fuel mixture in a stratified state around a fuel pressure control means 53 for controlling so as to forcibly change the fuel spray penetration force. When it is confirmed that the engine has moved from the uniform combustion region (b) to the stratified combustion region (a), the penetration force control means is operated to change the spray penetration force to Since the spray penetration force in the stratified combustion region is set to be temporarily higher than the reference value, the balance between the spray penetration force of the fuel and the strength of the tumble flow T is lost during the transition to the operation region. That effectively prevent to combustion stability can be maintained in a good state.

【００７４】すなわち、燃料噴射量が多い均一燃焼領域
（ロ）から、成層燃焼領域（イ）に運転状態に移行した
場合には、筒内温度が高くなって燃料噴霧Ｆａが気化し
易い状態で、燃料噴射量が少なくなるため、燃料の噴霧
貫徹力が極端に低下する傾向があるが、このような場合
に、上記貫徹力制御手段を作動させて、燃料の噴霧貫徹
力を、成層燃焼領域（イ）における噴霧貫徹力の基準値
に対して強制的に高める制御を実行することにより、燃
料噴霧Ｆａが燃焼室６の周辺部側に押し流れされるのを
防止し、点火プラグ周りに混合気を適正に成層化して、
燃焼安定性を良好に維持することができる。That is, when the operation state shifts from the uniform combustion region (b) where the fuel injection amount is large to the stratified combustion region (a), the in-cylinder temperature rises and the fuel spray Fa is easily vaporized. Since the fuel injection amount becomes small, the fuel spray penetration force tends to be extremely reduced.In such a case, the fuel penetration force is activated by operating the penetration force control means. By executing the control forcibly increasing the reference value of the spray penetration force in (a), the fuel spray Fa is prevented from being swept to the peripheral side of the combustion chamber 6 and mixed around the ignition plug. Stratify the energy properly,
Good combustion stability can be maintained.

【００７５】特に、上記のように上記タンブル流Ｔの強
度を強制的に変化させるタンブル流制御手段５５を設
け、エンジンが均一燃焼領域（ロ）から成層燃焼領域
（イ）に移行したことが確認された場合に、上記タンブ
ル流制御手段５５を作動状態としてタンブル流Ｔの強度
を、基準強度に対して強制的に低下させる制御と、上記
燃料の噴霧貫徹力を、基準値に対して強制的に高める制
御との両方を実行するように構成した場合には、燃料噴
霧Ｆａが燃焼室６の周辺部側に押し流れされるのを、よ
り効果的に防止できるという利点がある。In particular, as described above, the tumble flow control means 55 for forcibly changing the strength of the tumble flow T is provided, and it is confirmed that the engine has moved from the uniform combustion region (b) to the stratified combustion region (a). In this case, the tumble flow control means 55 is operated to forcibly reduce the strength of the tumble flow T with respect to the reference strength, and the spray penetration force of the fuel is forced with respect to the reference value. When configured to execute both the control for increasing the fuel consumption to the upper side, it is possible to more effectively prevent the fuel spray Fa from flowing toward the peripheral portion side of the combustion chamber 6.

【００７６】なお、上記均一燃焼領域（ロ）から成層燃
焼領域（イ）への移行時に、必ずしも上記タンブル流制
御手段５５と、燃圧制御手段５３からなる貫徹力制御手
段との両方を作動状態とする必要はなく、上記タンブル
流Ｔの強度を強制的に低下させる制御と、上記燃料の噴
霧貫徹力を強制的に高める制御との少なくとも一方を実
行することにより、燃料の噴霧貫徹力とタンブル流Ｔの
強度とのバランスを維持するように構成してもよい。At the time of transition from the uniform combustion region (b) to the stratified combustion region (a), both the tumble flow control means 55 and the penetration force control means consisting of the fuel pressure control means 53 are always activated. It is not necessary to carry out the above, and at least one of the control for forcibly reducing the strength of the tumble flow T and the control for forcibly increasing the spray penetration force of the fuel is performed, and the spray penetration force of the fuel and the tumble flow are executed. It may be configured to maintain a balance with the strength of T.

【００７７】また、図１３（ａ）に示すように、均一燃
焼領域（ロ）の運転状態が、時点ｔ１から時点ｔ２まで
の所定時間（第１基準時間Ｔ１）以上に亘って継続され
ることにより、図１３（ｂ）に示すように、気筒２内の
温度が上昇した後に、成層燃焼領域に移行したことが確
認された場合に、筒内温度が低下する時点ｔ３まで、上
記タンブル流制御手段５５または貫徹力制御手段の少な
くとも一方を作動させる制御を実行するように構成した
場合には、上記筒内温度が上昇することに起因して上記
バランスが崩れるのを効果的に防止できるという利点が
ある。Further, as shown in FIG. 13 (a), the operating state of the uniform combustion region (b) is continued for a predetermined time (first reference time T1) from time t1 to time t2. As a result, as shown in FIG. 13B, when it is confirmed that the temperature in the cylinder 2 has risen and then transitioned to the stratified charge combustion region, the tumble flow control is performed until time t3 when the in-cylinder temperature decreases. When the control for activating at least one of the means 55 and the penetration force control means is executed, it is possible to effectively prevent the balance from being lost due to the rise in the in-cylinder temperature. There is.

【００７８】また、上記実施形態では、均一燃焼領域
（ロ）の運転状態が予め設定された基準時間（第２基準
時間Ｔ２）以上に亘り継続されて、筒内温度が高い値に
上昇した状態で、成層燃焼領域（イ）に移行したことが
確認された場合に、上記タンブル流制御手段５５または
貫徹力制御手段の両方を作動させて、上記タンブル流Ｔ
の強度を、基準強度に対して強制的に低下させる制御お
よび燃料の噴霧貫徹力を、基準値に対して強制的に高め
る制御の両方を実行するように構成したため、上記筒内
温度の上昇に起因して燃料の噴霧貫徹力とタンブル流Ｔ
の強度とのバランスが崩れるのを効果的に防止すること
ができる。そして、上記運転状態の継続時間Ｔｈが基準
時間（第２基準時間Ｔ２）未満であることが確認された
場合には、上記タンブル流制御手段５５または貫徹力制
御手段の一方を作動させて、例えば燃料の噴霧貫徹力
を、基準値に対して強制的に高める制御のみを実行する
ことにより、燃料の噴霧貫徹力とタンブル流Ｔの強度と
を充分にバランスさせることができる。Further, in the above embodiment, the operating state of the uniform combustion region (B) is continued for a preset reference time (second reference time T2) or more, and the in-cylinder temperature rises to a high value. Then, when it is confirmed that the transition to the stratified combustion region (a) is made, both the tumble flow control means 55 and the penetration force control means are operated to make the tumble flow T
Is configured to execute both the control for forcibly decreasing the strength of the cylinder against the reference strength and the control for forcibly increasing the fuel spray penetration force against the reference value. Due to the spray penetration force of the fuel and the tumble flow T
It is possible to effectively prevent the balance with the strength of the material from being lost. When it is confirmed that the duration Th of the operating state is less than the reference time (second reference time T2), one of the tumble flow control means 55 and the penetration force control means is operated to, for example, By executing only the control for forcibly increasing the fuel spray penetration force with respect to the reference value, the fuel spray penetration force and the strength of the tumble flow T can be sufficiently balanced.

【００７９】さらに、上記実施形態では、均一燃焼領域
（ロ）から成層燃焼領域（イ）への移行時におけるエン
ジン負荷Ｐｉが所定値Ｐｉ１未満であり、筒内温度が上
昇し易い傾向にある均一燃焼領域（ロ）から、燃料噴射
量が極端に少ない低負荷の成層燃焼領域（イ）の運転状
態に移行したことが確認された場合に、上記燃圧制御手
段５３からなる貫徹力制御手段により燃料の噴霧貫徹力
を、基準値に対して強制的に高める制御を実行するよう
に構成したため、上記運転状態の移行時に、燃料噴射量
が極端に低下することに起因して燃料の噴霧貫徹力とタ
ンブル流Ｔの強度とのバランスが崩れるのを効果的に防
止することができる。Further, in the above embodiment, the engine load Pi at the time of transition from the uniform combustion region (b) to the stratified combustion region (a) is less than the predetermined value Pi1, and the in-cylinder temperature tends to rise easily. When it is confirmed from the combustion region (b) to the operation state of the low load stratified combustion region (a) where the fuel injection amount is extremely small, the fuel is controlled by the penetration force control means including the fuel pressure control means 53. Since the spray penetration force of No. 1 is configured to execute a control to forcibly increase the spray penetration force with respect to the reference value, at the time of transition to the above operating state, the fuel injection quantity is extremely reduced due to the extreme decrease in the fuel injection amount. It is possible to effectively prevent the balance with the strength of the tumble flow T from being lost.

【００８０】特に、上記実施形態に示すように、均一燃
焼領域（ロ）から成層燃焼領域（イ）への移行時におけ
るエンジン負荷Ｐｉが所定値Ｐｉ１未満であることが確
認された場合に、一時的に上記貫徹力制御手段により燃
料の噴霧貫徹力を、基準値に対して強制的に高める制御
と、上記タンブル流制御手段５５によりタンブル流Ｔの
強度を、基本強度に対して強制的に弱める制御とを実行
するようにした構成によると、上記運転状態の移行時
に、燃料噴射量が極端に低下することに起因して燃料の
噴霧貫徹力とタンブル流Ｔの強度とのバランスが崩れる
のを、さらに効果的に防止できるという利点がある。In particular, as shown in the above embodiment, when it is confirmed that the engine load Pi at the time of transition from the uniform combustion region (b) to the stratified combustion region (a) is less than the predetermined value Pi1, Purposely, the penetration force control means forcibly increases the fuel spray penetration force with respect to a reference value, and the tumble flow control means 55 forcibly weakens the strength of the tumble flow T with respect to the basic strength. According to the configuration for executing the control, it is possible to prevent the balance between the fuel spray penetration force and the strength of the tumble flow T from being lost due to the extreme decrease in the fuel injection amount at the time of transition to the operating state. There is an advantage that it can be prevented more effectively.

【００８１】また、上記実施形態では、成層燃焼運転時
に、排気の一部を吸気系に還流させる運転状態で、例え
ば排気通路３２に配設されたＮＯｘ浄化触媒４２のＮＯ
ｘ吸着材からＮＯｘを放出させてその吸着力を回復させ
るため、図１４（ａ）に示す時点ｔ１ａで、燃料室６内
の空燃比を一時的にリッチ側に制御することにより、図
１４（ｂ）に示すように、気筒２内の温度が上昇した場
合に、その直後、つまり上記リッチスパイク制御が終了
した時点ｔ２ａで、上記貫徹力制御手段を作動させて燃
料の噴霧貫徹力を、一時的（時点ｔ２ａ〜時点ｔ３ａの
間）に高める制御を実行するように構成したため、上記
リッチスパイク制御自体による筒内温度の上昇に加え
て、このリッチスパイク制御によって温度が上昇した排
気が吸気系に還流されることによる筒内温度の上昇に起
因して、燃料の噴霧貫徹力とタンブル流Ｔの強度とのバ
ランスが崩れるのを効果的に防止することができる。Further, in the above-described embodiment, during the stratified charge combustion operation, the NOx of the NOx purification catalyst 42 disposed in the exhaust passage 32, for example, is operated in a state where the exhaust gas is recirculated to the intake system.
In order to release NOx from the x adsorbent and restore its adsorption force, the air-fuel ratio in the fuel chamber 6 is temporarily controlled to the rich side at the time t1a shown in FIG. As shown in b), when the temperature in the cylinder 2 rises, immediately after that, that is, at the time t2a at which the rich spike control ends, the penetration force control means is operated to temporarily change the fuel spray penetration force. Since it is configured to execute the control to increase the temperature (between the time point t2a and the time point t3a), in addition to the rise in the in-cylinder temperature due to the rich spike control itself, the exhaust gas whose temperature has risen due to the rich spike control enters the intake system. It is possible to effectively prevent the balance between the spray penetration force of the fuel and the strength of the tumble flow T from being lost due to the rise in the temperature in the cylinder due to the recirculation.

【００８２】特に、上記実施形態に示すように、成層燃
焼運転時に、排気の一部を吸気系に還流させる運転状態
で、リッチスパイク制御が実行された場合に、上記貫徹
力制御手段により燃料の噴霧貫徹力を、基準値に対して
強制的に高める制御と、上記タンブル流制御手段５５に
よりタンブル流Ｔの強度を、基本強度に対して強制的に
弱める制御とを実行するようにした構成によると、上記
筒内温度が上昇することに起因して燃料の噴霧貫徹力と
タンブル流Ｔの強度とのバランスが崩れるのを、さらに
効果的に防止できるという利点がある。In particular, as shown in the above embodiment, when the rich spike control is executed in an operation state in which part of the exhaust gas is recirculated to the intake system during the stratified charge combustion operation, the fuel penetration is performed by the penetration force control means. With a configuration in which the spray penetration force is forcibly increased with respect to a reference value, and the tumble flow control means 55 forcibly weakens the strength of the tumble flow T with respect to the basic strength. Then, there is an advantage that the balance between the fuel spray penetration force and the strength of the tumble flow T due to the rise in the in-cylinder temperature can be more effectively prevented.

【００８３】また、上記実施形態では、均一燃焼領域
（ロ）の高負荷状態から成層燃焼領域（イ）に移行した
場合に、タンブル流Ｔの強度を基準強度に対して弱める
制御または噴霧貫徹力を基準値に対して高める制御を実
行するように構成したため、燃料噴射量が極めて多く、
筒内温度が顕著に上昇し易い傾向にある均一燃焼領域
（ロ）の高負荷状態から、成層燃焼領域（イ）の運転状
態に移行することに起因して、燃料の噴霧貫徹力とタン
ブル流Ｔの強度とのバランスが崩れるのを効果的に防止
することができる。しかも、燃料噴射量が比較的少な
く、筒内温度が上昇し易い傾向にない均一燃焼領域
（ロ）の低負荷状態から、成層燃焼領域（イ）への移行
時に、上記タンブル流Ｔの強度を基準強度に対して弱め
る制御または噴霧貫徹力を基準値に対して高める制御が
実行されることに起因して、燃料の噴霧貫徹力とタンブ
ル流の強度とのバランスが崩れるという事態に発生を防
止することができる。Further, in the above-described embodiment, when the high load state in the uniform combustion region (b) is changed to the stratified combustion region (a), the control for weakening the strength of the tumble flow T with respect to the reference strength or the spray penetration force. Is configured to execute a control for increasing the fuel injection amount to a reference value, the fuel injection amount is extremely large,
Due to the transition from the high load state in the uniform combustion region (b) where the in-cylinder temperature tends to rise significantly to the operating state in the stratified combustion region (a), the fuel spray penetration force and tumble flow It is possible to effectively prevent the balance with the strength of T from being lost. Moreover, the intensity of the tumble flow T is changed at the transition from the low load state of the uniform combustion region (b) where the fuel injection amount is relatively small and the in-cylinder temperature does not tend to rise easily to the stratified combustion region (a). Prevents a situation where the balance between the fuel spray penetration force and the tumble flow intensity is lost due to the control to weaken the reference strength or to increase the spray penetration force to the reference value. can do.

【００８４】なお、上記実施形態では、燃料の吐出量を
広い範囲に亘って調節可能な電磁ポンプ等からなる高圧
ポンプ２６により、燃料分配管１９への燃料の吐出量を
調節して燃料の噴射圧力を制御するように構成した例に
ついて説明したが、上記燃料噴射弁１８に、ピエゾ素子
の積層体からなるピエゾスタックを配設し、このピエゾ
スタックに印加される電圧値を制御して上記燃料噴射弁
１８に設けられた弁体のリフト量を調節することによ
り、燃圧を変化させることなく、単位時間当たりの燃料
噴射量を変化させて燃料の噴霧貫徹力を調整するように
してもよい。この場合には、簡単な構成で上記燃料の噴
霧貫徹力を迅速に調整することができる。In the above embodiment, the fuel injection amount is adjusted by adjusting the discharge amount of the fuel to the fuel distribution pipe 19 by the high-pressure pump 26 including an electromagnetic pump capable of adjusting the discharge amount of the fuel over a wide range. Although the example in which the pressure is controlled has been described, the fuel injection valve 18 is provided with a piezo stack including a stack of piezo elements, and the voltage value applied to the piezo stack is controlled to control the fuel. By adjusting the lift amount of the valve element provided in the injection valve 18, the fuel injection amount per unit time may be changed without changing the fuel pressure to adjust the fuel spray penetration force. In this case, the spray penetration force of the fuel can be quickly adjusted with a simple structure.

【００８５】さらに、上記実施形態では、タンブル流Ｔ
が時計方向に回る方向から見た断面で、上記凹部２７の
シリンダ軸線Ｚよりも左側にオフセットした位置に、タ
ンブル正流Ｔｍを上方に偏向する段部２８を形成したた
め、上記燃料噴霧Ｆａとタンブル正流Ｔｍとが衝突する
ことにより生成された混合気を上方に巻き上げて点火プ
ラグ１６の周りに漂わせ、この点火プラグ１６の周りに
混合気を適正に成層化することができ、これによって燃
料の噴射圧力が低いとともに、タンブル流強度が比較的
小さい傾向にある成層燃焼運転時に、ピストン５の冠面
に燃料噴霧Ｆａを衝突させる等の構成を採用することな
く、混合気の着火性を良好状態に維持しつつ、燃費を向
上させることができるという利点がある。Further, in the above embodiment, the tumble flow T
In the cross section viewed from the clockwise direction, a step portion 28 that deflects the tumble forward flow Tm upward is formed at a position offset to the left of the cylinder axis Z of the recess 27, so that the fuel spray Fa and the tumble The air-fuel mixture generated by the collision with the positive flow Tm is rolled up and drifts around the spark plug 16, and the air-fuel mixture can be appropriately stratified around the spark plug 16, thereby making it possible to fuel the fuel. The injection pressure is low and the tumble flow intensity tends to be relatively small. In the stratified charge combustion operation, the ignition performance of the air-fuel mixture is improved without adopting a structure in which the fuel spray Fa collides with the crown surface of the piston 5. There is an advantage that the fuel efficiency can be improved while maintaining the state.

【００８６】すなわち、エンジンの低負荷低回転の領域
で実行される上記成層燃焼運転時には、燃料噴射量が少
ないことに起因して燃料の噴射圧力が低くなるととも
に、吸入空気量が少ないことに起因してタンブル比で表
されるタンブル流強度が小さくなるため、上記凹部２７
内で燃料噴霧Ｆａと、タンブル正流Ｔｍとを略正対する
方向から衝突させるように構成した場合においても、点
火プラグ１６により着火可能な燃料濃度を有する混合気
のエリアが小さく、かつ上記燃料濃度を有する混合気層
の滞在時間が短くなる傾向がある。なお、上記タンブル
比とは、気筒２内における吸気流動の縦方向の変化速度
を、吸気弁１２のバルブリフト毎に測定して積分し、そ
の上で、この積分値をクランク軸７の角速度で除した値
として定義される値である。That is, during the stratified charge combustion operation executed in the low load and low engine speed region, the fuel injection pressure is low due to the small fuel injection amount and the intake air amount is small. As a result, the tumble flow strength represented by the tumble ratio becomes small, so that the recess 27
Even in the case where the fuel spray Fa and the tumble forward flow Tm are made to collide from each other in the inside, the area of the air-fuel mixture having a fuel concentration that can be ignited by the ignition plug 16 is small, and the fuel concentration is the above-mentioned. The residence time of the air-fuel mixture having The tumble ratio is the vertical change rate of intake air flow in the cylinder 2 measured and integrated for each valve lift of the intake valve 12, and then the integrated value is expressed by the angular velocity of the crankshaft 7. It is a value defined as the divided value.

【００８７】このため、従来は、燃費ベストのタイミン
グよりも燃料の噴射時期をリタードさせたり、成層燃焼
運転時に点火プラグ１６の突出量を大きくしたりするこ
とにより着火性を維持することが行われていたが、上記
のように燃料の噴射時期をリタードさせた場合には、燃
費が悪化し、かつ点火プラグ１６の突出量を大きくした
場合には、その電極部分に液滴燃料が付着することに起
因して、点火プラグ１６の信頼性が低下するという欠点
がある。Therefore, conventionally, the ignition performance is maintained by retarding the fuel injection timing rather than the fuel efficiency best timing or increasing the protrusion amount of the ignition plug 16 during the stratified charge combustion operation. However, if the fuel injection timing is retarded as described above, the fuel efficiency deteriorates, and if the amount of protrusion of the ignition plug 16 is increased, the droplet fuel adheres to the electrode portion. Due to this, there is a drawback that the reliability of the spark plug 16 is reduced.

【００８８】これに対して上記のようにタンブル流Ｔが
時計方向に回る方向から見た断面で、ピストン冠面にタ
ンブル流が沿う底面を有するとともに、シリンダ軸線Ｚ
を挟んで左右に開口する凹部２７を形成し、凹部２７の
シリンダ軸線よりも左側にオフセットした位置に、タン
ブル流Ｔを上方に偏向する段部２８を形成することによ
り、上記燃料噴霧Ｆａとタンブル正流Ｔｍとが衝突する
ことにより生成された混合気を上方に巻き上げて点火プ
ラグ１６周りに漂わせるように構成した場合には、点火
プラグ１６の突出量を大きくすることなく、点火プラグ
周りに混合気を適正に成層化することができるととも
に、その状態を長く維持することができる。したがっ
て、燃料の噴射時期をリタードさせことに起因して燃費
が悪化したり、点火プラグ１６の突出量を大きくするこ
とに起因して点火プラグ１６の電極部分に液滴燃料が付
着したりする等の問題を生じることなく、混合気の着火
性を良好状態に維持しつつ、燃費を向上させることがで
きる。On the other hand, as described above, the tumble flow T has a bottom surface along which the tumble flow extends along the crown surface of the piston in a cross section viewed from the clockwise direction, and the cylinder axis Z
By forming a concave portion 27 that opens to the left and right with the fuel spray Fa and the tumble being formed, a step portion 28 that deflects the tumble flow T upward is formed at a position offset to the left of the cylinder axis of the concave portion 27. When the air-fuel mixture generated by the collision with the positive flow Tm is rolled up and drifts around the spark plug 16, the spark plug 16 does not have to project to a large amount and is allowed to flow around the spark plug 16. The air-fuel mixture can be appropriately stratified and the state can be maintained for a long time. Therefore, the fuel consumption is deteriorated due to the retard of the fuel injection timing, and the droplet fuel is attached to the electrode portion of the spark plug 16 due to the increase in the protrusion amount of the spark plug 16. It is possible to improve fuel efficiency while maintaining the ignitability of the air-fuel mixture in a good state without causing the problem of No.

【００８９】上記断面において、凹部２７のシリンダ軸
線Ｚよりも左側にオフセットした位置に、タンブル流Ｔ
を上方に偏向する段部２８を形成することによる上記作
用、効果を確認するため、ピストン冠面に略全体に凹部
２７のみを形成した比較例と、ピストン冠面に上記段部
２８を形成した本発明例とで、燃費率および燃焼安定性
にどのような差があるかを確認するために行った実験の
結果を図１５および図１６に示す。In the above section, the tumble flow T is located at a position offset to the left of the cylinder axis Z of the recess 27.
In order to confirm the above-described action and effect of forming the step portion 28 that deflects the upper part of the piston, a comparative example in which only the concave portion 27 is formed on substantially the entire piston crown surface, and the step portion 28 is formed on the piston crown surface. 15 and 16 show the results of an experiment conducted to confirm how the fuel efficiency and the combustion stability differ from those of the present invention.

【００９０】図１５は、上死点前（ＢＴＤＣ）の所定期
間において、横軸に点火時期のクランク角（ＣＡ）をと
って、燃費率の変化状態を比較したものであり、破線は
上記比較例のデータを示し、実線は本発明例のデータを
示すものである。このデータから、本発明例によれば、
点火時期を燃費ベストのタイミングに近づけることによ
り、上記比較例に比べ、燃費率が向上することが確認さ
れた。FIG. 15 is a graph comparing the change state of the fuel consumption rate by taking the crank angle (CA) of the ignition timing on the horizontal axis in a predetermined period before top dead center (BTDC), and the broken line shows the above comparison. The data of the example is shown, and the solid line shows the data of the example of the present invention. From this data, according to the example of the present invention,
It was confirmed that the fuel consumption rate was improved by bringing the ignition timing closer to the fuel consumption best timing as compared with the comparative example.

【００９１】また、図１６は、点火時期を種々変化させ
て燃焼安定性を調べたものであり、このデータから、点
火プラグ１６の近傍に混合気層を適正に形成し得るよう
にした本発明例では、実線で示すように、燃焼安定性を
良好に保ち得る期間、つまり燃焼安定基準を満足する点
火時期可変範囲ａ１が、破線で示す比較例の点火時期可
変範囲ａ２に比べて、大幅に広くなることが確認され
た。FIG. 16 shows the combustion stability investigated by variously changing the ignition timing. From this data, it is possible to properly form the air-fuel mixture layer in the vicinity of the ignition plug 16 of the present invention. In the example, as shown by the solid line, the ignition timing variable range a1 that satisfies the combustion stability standard, that is, the period in which the combustion stability can be kept good, is significantly larger than the ignition timing variable range a2 of the comparative example shown by the broken line. It was confirmed that it would become wider.

【００９２】特に、上記吸気ポート１０および排気ポー
ト１１の屈曲量を小さくして吸気抵抗および排気抵抗を
低減すること等を目的として、上記吸気弁１２および排
気弁１３の設置角度（挟み角度）θが３５°以上となる
ように、燃焼室６の天井部を形成する二つの傾斜面の傾
斜角度を比較的大きくした場合には、上記点火プラグ１
６の電極が燃焼室６の上方に配設されて、この電極の近
傍に混合気層を適正に形成して燃焼安定性を良好に保ち
得る期間が短くなる傾向があるため、上記構成を採用す
ることの利点が顕著に得られる。Particularly, for the purpose of reducing the bending amount of the intake port 10 and the exhaust port 11 to reduce the intake resistance and the exhaust resistance, the installation angle (sandwich angle) θ of the intake valve 12 and the exhaust valve 13 is set. When the inclination angle of the two inclined surfaces forming the ceiling of the combustion chamber 6 is made relatively large so that the angle becomes 35 ° or more, the spark plug 1
Since the electrode No. 6 is disposed above the combustion chamber 6 and the period during which the air-fuel mixture layer is appropriately formed in the vicinity of this electrode and combustion stability can be kept good tends to be short, the above configuration is adopted. The advantages of doing so are significant.

【００９３】すなわち、上記断面で、凹部２７のシリン
ダ軸線Ｔよりも左側にオフセットした位置に、タンブル
流Ｔを上方に偏向する段部２８を形成し、上記燃料噴霧
Ｆａとタンブル正流Ｔｍとが衝突することにより生成さ
れた混合気を上方に巻き上げるようにした構成による
と、上記点火プラグ１６の電極が燃焼室６の上方に位置
している場合においても、燃焼安定性を良好に保ち得る
期間が短くなるのを効果的に防止できるという顕著な作
用、効果が得られることになる。That is, in the above-mentioned cross section, a step portion 28 for deflecting the tumble flow T upward is formed at a position offset to the left of the cylinder axis T of the recess 27, and the fuel spray Fa and the tumble forward flow Tm are formed. According to the configuration in which the air-fuel mixture generated by the collision is wound upward, even when the electrode of the spark plug 16 is located above the combustion chamber 6, a period in which good combustion stability can be maintained. It is possible to obtain a remarkable action and effect of effectively preventing the shortening.

【００９４】また、上記実施形態では、タンブル流Ｔが
時計方向に回る方向から見た断面で、ピストン冠面に形
成された上記段部２８の上端に、上記凹部２７の底面と
略平行に延びる棚部２９を形成するとともに、この棚部
２９を、上記凹部２７の開口縁よりも下方に位置させた
ため、ピストン冠面に上記段部２８を設けることによる
タンブル流Ｔの偏向作用を損なうことなく、成層燃焼運
転時に、圧縮行程で燃料噴射弁１８から噴射された燃料
が、ピストン冠面に形成された上記段部２８および棚部
２９に付着するのを防止することができる。したがっ
て、上記のように燃焼安定性が低下するのを防止しつ
つ、ピストン冠面に液滴燃料が付着することに起因し
て、燃費が悪化したり、エミッションが悪化したりする
のを防止することができる。Further, in the above-described embodiment, the tumble flow T extends in a cross section viewed from the clockwise direction and extends substantially parallel to the bottom surface of the recess 27 at the upper end of the step portion 28 formed on the piston crown surface. Since the shelf portion 29 is formed and the shelf portion 29 is positioned below the opening edge of the recess 27, the deflection effect of the tumble flow T due to the step portion 28 provided on the piston crown surface is not impaired. During the stratified charge combustion operation, it is possible to prevent the fuel injected from the fuel injection valve 18 in the compression stroke from adhering to the step portion 28 and the shelf portion 29 formed on the piston crown surface. Therefore, while preventing the combustion stability from being lowered as described above, it is possible to prevent the fuel consumption from being deteriorated and the emission from being deteriorated due to the adherence of the droplet fuel to the piston crown surface. be able to.

【００９５】さらに、上記実施形態に示すように、上記
断面における段部２８の上端位置を、成層燃焼運転時の
噴射開始時点のピストン位置で、燃料の噴霧エリアより
も下方側に位置させた場合には、ピストン冠面に上記段
部２８を設けることによるタンブル流Ｔの偏向作用を損
なうことなく、成層燃焼運転時に、圧縮行程で燃料噴射
弁から噴射された燃料がピストン冠面に付着するのを防
止し、これによって燃焼安定性が低下するのを防止しつ
つ、燃費が悪化したり、エミッションが悪化したりする
のを効果的に防止できるという利点がある。Further, as shown in the above embodiment, when the upper end position of the step portion 28 in the above-mentioned cross section is located below the fuel spray area at the piston position at the injection start point during the stratified charge combustion operation. In addition, the fuel injected from the fuel injection valve in the compression stroke adheres to the piston crown surface during the stratified charge combustion operation without impairing the deflection effect of the tumble flow T provided by providing the step portion 28 on the piston crown surface. Therefore, there is an advantage that it is possible to effectively prevent deterioration of fuel economy and emission while preventing deterioration of combustion stability.

【００９６】[0096]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、燃焼室
内にタンブル流を生成するように吸気系を構成するとと
もに、エンジンの成層燃焼運転時に、燃焼室内で生成さ
れたタンブル流に対向させるように燃料噴射弁から燃料
を噴射することにより、点火プラグ周りに混合気を成層
化させた状態で点火するように構成された火花点火式直
噴エンジンの制御装置において、上記タンブル流の強度
を強制的に変化させるように制御するタンブル流制御手
段と、燃料の噴霧貫徹力を強制的に変化させるように制
御する貫徹力制御手段とを備え、エンジンが均一燃焼領
域から成層燃焼領域に移行したことが確認された場合
に、上記タンブル流制御手段または貫徹力制御手段の少
なくとも一方を作動させて、成層燃焼領域におけるタン
ブル流の基準強度に対してタンブル流の強度を一時的に
弱める制御または成層燃焼領域における噴霧貫徹力の基
準値に対して噴霧貫徹力を一時的に高める制御を実行す
るように構成したため、上記運転領域の移行時に、燃料
の噴霧貫徹力とタンブル流の強度とのバランスが崩れる
のを効果的に防止して燃焼安定性を良好状態に維持でき
るという利点がある。As described above, according to the present invention, the intake system is constructed so as to generate the tumble flow in the combustion chamber, and is opposed to the tumble flow generated in the combustion chamber during the stratified combustion operation of the engine. By injecting fuel from the fuel injection valve as described above, in the control device of the spark ignition type direct injection engine configured to ignite in the state where the air-fuel mixture is stratified around the ignition plug, Equipped with a tumble flow control means for controlling to forcibly change and a penetration force control means for controlling to forcibly change the spray penetration force of the fuel, and the engine moved from the uniform combustion region to the stratified combustion region. If it is confirmed that at least one of the tumble flow control means and the penetration force control means is operated to set the reference strength of the tumble flow in the stratified combustion region to the standard strength. Since it is configured to execute a control to temporarily weaken the strength of the tumble flow or a control to temporarily increase the spray penetration force with respect to the reference value of the spray penetration force in the stratified combustion region, at the time of transition of the operating region, There is an advantage that it is possible to effectively prevent the balance between the fuel spray penetration force and the strength of the tumble flow from being upset, and to maintain the combustion stability in a good state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明に係る火花点火式直噴エンジンの制御装
置の実施形態を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of a control device for a spark ignition type direct injection engine according to the present invention.

【図２】燃料供給系の具体的構造を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram showing a specific structure of a fuel supply system.

【図３】燃料噴霧の拡がり角および噴霧貫徹力を示す説
明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a spread angle of fuel spray and a spray penetration force.

【図４】エンジン本体の要部の具体的構成を示す断面図
である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a specific configuration of a main part of the engine body.

【図５】ピストンの具体的形状を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a specific shape of a piston.

【図６】ピストンの具体的形状を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a specific shape of a piston.

【図７】燃料の噴射状態を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a fuel injection state.

【図８】ＥＣＵの具体的構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a specific configuration of an ECU.

【図９】エンジンの運転領域を示す制御マップの一例を
示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a control map showing an operating region of the engine.

【図１０】ＥＧＲ率の制御マップの一例を示す説明図で
ある。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of an EGR rate control map.

【図１１】エンジン制御の前半部を示すフローチャート
である。FIG. 11 is a flowchart showing a first half of engine control.

【図１２】エンジン制御の後半部を示すフローチャート
である。FIG. 12 is a flowchart showing the latter half of engine control.

【図１３】筒内温度の変化状態の一例を示すタイムチャ
ートである。FIG. 13 is a time chart showing an example of a change state of the in-cylinder temperature.

【図１４】筒内温度の変化状態の他の例を示すタイムチ
ャートである。FIG. 14 is a time chart showing another example of the changing state of the in-cylinder temperature.

【図１５】点火時期の変化と燃費率の変化との対応関係
を示すグラフである。FIG. 15 is a graph showing a correspondence relationship between a change in ignition timing and a change in fuel consumption rate.

【図１６】点火時期の変化と燃焼安定性の変化との対応
関係を示すグラフである。FIG. 16 is a graph showing a correspondence relationship between a change in ignition timing and a change in combustion stability.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ エンジン本体 ６ 燃焼室内 １６ 点火プラグ １８ 燃料噴射弁 ４５ ＥＧＲ通路（排気還流制御手段） ４６ ＥＧＲ弁（排気還流制御手段） ５０ 運転状態判別手段 ５３ 燃圧制御手段（貫徹力制御手段） ５５ タンブル流制御手段 1 engine body 6 Combustion chamber 16 spark plugs 18 Fuel injection valve 45 EGR passage (exhaust gas recirculation control means) 46 EGR valve (exhaust gas recirculation control means) 50 Operating state determination means 53 Fuel pressure control means (penetration force control means) 55 Tumble flow control means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/04 ３４５ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３４５Ｄ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｄ ３０１Ｇ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｒ ５７０ ５７０Ａ 69/00 ３４０ 69/00 ３４０Ｒ (72)発明者 太田 統之 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 荒木 啓二 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G023 AA02 AA03 AA04 AA07 AA18 AB01 AC04 AD02 AG01 AG02 AG03 3G060 AA03 BA19 BA20 CA03 CB06 CC01 FA06 FA07 GA01 GA03 GA07 3G062 AA07 BA02 BA04 BA08 CA06 EA10 GA01 GA05 GA06 3G084 AA03 AA04 BA01 BA03 BA04 BA05 BA09 BA11 BA14 BA24 CA04 DA01 DA02 DA10 DA11 DA15 EB01 EB06 EB08 EB11 EB12 FA07 FA10 FA20 FA26 FA33 FA38 3G301 HA01 HA04 HA06 HA09 HA13 HA15 HA16 JA01 JA02 JA04 JA25 JA26 KA09 LB04 LB06 LC01 MA27 MA28 NA08 NC02 ND01 ND02 NE01 PA01Z PA11Z PD01Z PE01Z PE03Z PF03Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F02D 41/04 345 F02D 41/04 345D 43/00 301 43/00 301D 301G F02M 25/07 550 F02M 25 / 07 550R 570 570A 69/00 340 69/00 340R (72) Inventor Noriyuki Ota No. 3 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Mazda Co., Ltd. (72) Keiji Araki 3 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture No. 1 Mazda Co., Ltd. F term (reference) 3G023 AA02 AA03 AA04 AA07 AA18 AB01 AC04 AD02 AG01 AG02 AG03 3G060 AA03 BA19 BA20 CA03 CB06 CC01 FA06 FA07 GA01 GA03 GA07 3G062 AA 07 BA02 GA06 GA04 GA06 GA05 GA05 GA05 GA06 GA03 BA03 BA04 BA05 BA09 BA11 BA14 BA24 CA04 DA01 DA02 DA10 DA11 DA15 EB01 EB06 EB08 EB11 EB12 FA07 FA10 F A20 FA26 FA33 FA38 3G301 HA01 HA04 HA06 HA09 HA13 HA15 HA16 JA01 JA02 JA04 JA25 JA26 KA09 LB04 LB06 LC01 MA27 MA28 NA08 NC02 ND01 ND02 NE01 PA01Z PA11Z PD01Z PE01Z PE03Z PF03Z

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 燃焼室内にタンブル流を生成するように
吸気系を構成するとともに、エンジンの成層燃焼運転時
に、燃焼室内で生成されたタンブル流に対向させるよう
に燃料噴射弁から燃料を噴射することにより、点火プラ
グ周りに混合気を成層化させた状態で点火するように構
成された火花点火式直噴エンジンの制御装置において、
上記タンブル流の強度を強制的に変化させるように制御
するタンブル流制御手段と、燃料の噴霧貫徹力を強制的
に変化させるように制御する貫徹力制御手段とを備え、
エンジンが均一燃焼領域から成層燃焼領域に移行したこ
とが確認された場合に、上記タンブル流制御手段または
貫徹力制御手段の少なくとも一方を作動させて、成層燃
焼領域におけるタンブル流の基準強度に対してタンブル
流の強度を一時的に弱める制御または成層燃焼領域にお
ける噴霧貫徹力の基準値に対して噴霧貫徹力を一時的に
高める制御を実行することを特徴とする火花点火式直噴
エンジンの制御装置。1. An intake system is configured to generate a tumble flow in a combustion chamber, and fuel is injected from a fuel injection valve to face the tumble flow generated in the combustion chamber during stratified combustion operation of the engine. Thus, in the control device for the spark ignition type direct injection engine, which is configured to ignite in the state where the air-fuel mixture is stratified around the spark plug,
A tumble flow control means for controlling to forcibly change the strength of the tumble flow, and a penetration force control means for controlling so as to forcibly change the spray penetration force of the fuel,
When it is confirmed that the engine has transitioned from the uniform combustion region to the stratified charge combustion region, at least one of the tumble flow control means and the penetration force control means is actuated, with respect to the reference strength of the tumble flow in the stratified combustion region. Control device for spark ignition type direct injection engine, characterized by executing control for temporarily weakening the strength of the tumble flow or control for temporarily increasing the spray penetration force with respect to a reference value of the spray penetration force in the stratified combustion region . 【請求項２】 均一燃焼領域の運転状態が所定時間以上
に亘って継続された後に成層燃焼領域に移行したことが
確認された場合に、成層燃焼領域におけるタンブル流の
基準強度に対してタンブル流の強度を一時的に弱める制
御または成層燃焼領域における噴霧貫徹力の基準値に対
して噴霧貫徹力を一時的に高める制御の少なくとも一方
を実行することを特徴とする請求項１記載の火花点火式
直噴エンジンの制御装置。2. When it is confirmed that the operation state of the uniform combustion region has been continued for a predetermined time or longer and then transitioned to the stratified combustion region, the tumble flow with respect to the reference strength of the tumble flow in the stratified combustion region. 2. The spark ignition system according to claim 1, wherein at least one of a control for temporarily weakening the strength of the fuel and a control for temporarily increasing the spray penetration force with respect to a reference value of the spray penetration force in the stratified combustion region is executed. Control device for direct injection engine. 【請求項３】 均一燃焼領域の運転状態が予め設定され
た基準時間以上に亘って継続された後に成層燃焼領域に
移行したことが確認された場合には、上記タンブル流制
御手段または貫徹力制御手段の両方を作動させて、成層
燃焼領域におけるタンブル流の基準強度に対してタンブ
ル流の強度を一時的に弱める制御と成層燃焼領域におけ
る噴霧貫徹力の基準値に対して噴霧貫徹力を一時的に高
める制御とを実行し、上記運転状態の継続時間が基準時
間未満であることが確認された場合には、上記タンブル
流制御手段または貫徹力制御手段の一方のみを作動させ
て、成層燃焼領域におけるタンブル流の基準強度に対し
てタンブル流の強度を一時的に弱める制御または成層燃
焼領域における噴霧貫徹力の基準値に対して噴霧貫徹力
を一時的に高める制御を実行することを特徴とする請求
項１または２記載の火花点火式直噴エンジンの制御装
置。3. The tumble flow control means or the penetration force control when it is confirmed that the operating state of the uniform combustion region has been continued for a preset reference time or longer and then transitioned to the stratified combustion region. Both the means are operated to temporarily weaken the strength of the tumble flow with respect to the reference strength of the tumble flow in the stratified combustion region and to temporarily change the spray penetration force with respect to the reference value of the spray penetration force in the stratified combustion region. If it is confirmed that the duration of the operating state is less than the reference time, the tumble flow control means or the penetration force control means is operated to activate the stratified combustion region. Control for temporarily weakening the strength of the tumble flow with respect to the reference strength of the tumble flow in the engine, or for temporarily increasing the spray penetration force with respect to the reference value of the spray penetration force in the stratified combustion region. The control device for a spark ignition type direct injection engine according to claim 1 or 2, which executes control. 【請求項４】 均一燃焼領域から成層燃焼領域への移行
時におけるエンジン負荷が所定値未満である場合には、
上記貫徹力制御手段により成層燃焼領域における噴霧貫
徹力の基準値に対して噴霧貫徹力を一時的に高める制御
を実行することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記
載の火花点火式直噴エンジンの制御装置。4. When the engine load at the time of transition from the uniform combustion region to the stratified combustion region is less than a predetermined value,
The spark ignition system according to any one of claims 1 to 3, wherein the penetration force control means executes control for temporarily increasing the spray penetration force with respect to a reference value of the spray penetration force in a stratified combustion region. Control device for direct injection engine. 【請求項５】 成層燃焼運転時に、排気の一部を吸気系
に還流させる運転状態で、燃料室内の空燃比が一時的に
リッチ側に制御された場合には、その直後に、上記貫徹
力制御手段を作動させて燃料の噴霧貫徹力を、成層燃焼
領域における噴霧貫徹力の基準値に対して一時的に高め
る制御を実行することを特徴とする請求項１〜４の何れ
かに記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置。5. When the air-fuel ratio in the fuel chamber is temporarily controlled to the rich side in an operation state in which a part of exhaust gas is recirculated to the intake system during stratified charge combustion operation, immediately after that, the penetration force is increased. The control for activating the spray penetration force of the fuel to temporarily increase the spray penetration force of the fuel with respect to the reference value of the spray penetration force in the stratified combustion region is executed. Control device for spark ignition type direct injection engine. 【請求項６】 均一燃焼領域の高負荷状態から成層燃焼
領域に移行した場合に、上記タンブル流制御手段または
貫徹力制御手段の少なくとも一方を作動させて、成層燃
焼領域におけるタンブル流の基準強度に対してタンブル
流の強度を一時的に弱める制御または成層燃焼領域にお
ける噴霧貫徹力の基準値に対して噴霧貫徹力を一時的に
高める制御を実行することを特徴とする請求項１〜５の
何れかに記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置。6. When at least one of the tumble flow control means and the penetration force control means is actuated when the high load state of the uniform combustion region is shifted to the stratified combustion region, the reference strength of the tumble flow in the stratified combustion region is set. On the other hand, the control for temporarily weakening the strength of the tumble flow or the control for temporarily increasing the spray penetration force with respect to the reference value of the spray penetration force in the stratified combustion region is executed. A spark ignition type direct injection engine control device according to claim 1. 【請求項７】 上記貫徹力制御手段は、燃料噴射弁から
噴射される燃料の噴射圧力を調節することにより、上記
燃料の噴霧貫徹力を制御することを特徴とする請求項１
〜６の何れかに記載の火花点火式直噴エンジンの制御装
置。7. The penetration force control means controls the spray penetration force of the fuel by adjusting the injection pressure of the fuel injected from the fuel injection valve.
The control device for a spark ignition type direct injection engine according to any one of 1 to 6. 【請求項８】 上記貫徹力制御手段は、燃料噴射弁から
噴射される燃料の単位時間当たりの噴射量を調節するこ
とにより、上記燃料の噴霧貫徹力を制御することを特徴
とする請求項１〜６の何れかに記載の火花点火式直噴エ
ンジンの制御装置。8. The penetration force control means controls the spray penetration force of the fuel by adjusting an injection amount of fuel injected from a fuel injection valve per unit time. The control device for a spark ignition type direct injection engine according to any one of 1 to 6.
JP2001303099A 2001-09-28 2001-09-28 Controller for spark ignition type direct-injection engine Withdrawn JP2003106202A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001303099A JP2003106202A (en) 2001-09-28 2001-09-28 Controller for spark ignition type direct-injection engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001303099A JP2003106202A (en) 2001-09-28 2001-09-28 Controller for spark ignition type direct-injection engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003106202A true JP2003106202A (en) 2003-04-09

Family

ID=19123241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001303099A Withdrawn JP2003106202A (en) 2001-09-28 2001-09-28 Controller for spark ignition type direct-injection engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003106202A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7802554B2 (en) 2006-09-29 2010-09-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Direct injection spark ignition internal combustion engine and method for controlling same
CN106103950A (en) * 2014-03-25 2016-11-09 日立汽车***株式会社 Engine control system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7802554B2 (en) 2006-09-29 2010-09-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Direct injection spark ignition internal combustion engine and method for controlling same
KR101083845B1 (en) 2006-09-29 2011-11-15 도요타지도샤가부시키가이샤 Direct injection spark ignition internal combustion engine and method for controlling same
CN106103950A (en) * 2014-03-25 2016-11-09 日立汽车***株式会社 Engine control system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6668792B2 (en) Control system for in-cylinder direct injection engine
EP0905360B1 (en) Direct fuel injection engine
US6725649B2 (en) Control apparatus for a direct-injection, spark-ignition engine
US7168409B2 (en) Controller for direct injection internal combustion engine
US7104249B2 (en) Direct fuel injection/spark ignition engine control device
US20040154582A1 (en) Combustion control device and method for engine
US20100242901A1 (en) Control of internal combustion engine
JP2002339789A (en) Control device for spark ignition type direct-injection engine and fuel injection time setting method
WO2002097255A1 (en) Compression ignition internal combustion engine
JP4085900B2 (en) Fuel injection control device for in-cylinder direct injection spark ignition engine
US6668791B2 (en) Control system for in-cylinder direct injection engine
KR19980019021A (en) CONTROL SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
EP1298294B1 (en) Piston for a direct-injection spark-ignition engine and a direct-injection spark-ignition engine equipped with the piston
JP2003106186A (en) Control system for spark ignition type direct injection engine
JP3506018B2 (en) Engine control device
JP2003106202A (en) Controller for spark ignition type direct-injection engine
JP3882630B2 (en) Control device for spark ignition direct injection engine
JP2003106187A (en) Control system for spark ignition type direct injection engine
JP4483099B2 (en) Fuel pressure control device for in-cylinder injection engine
JP4487466B2 (en) Control device for spark ignition direct injection engine
JP2003106195A (en) Control system for spark ignition type direct injection engine
JP4281647B2 (en) In-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine controller
JP2003201897A (en) Control device of engine
JPH08200116A (en) Cylinder fuel injection-type internal combustion engine
JP2002339782A (en) Control device for spark ignition type direct-injection engine

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20081202