JP3677947B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機関の運転条件に応じて均質燃焼と成層燃焼とを切り換える内燃機関において、該燃料切換時の燃料噴射制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、直噴火花点火式内燃機関が注目されており、このものでは、機関の運転条件に応じて、燃焼方式を切換制御、すなわち、吸気行程にて燃料を噴射することにより、燃焼室内に燃料を拡散させ均質の混合気を形成して行う均質燃焼と、圧縮行程にて燃料を噴射することにより、点火栓回りに集中的に層状の混合気を形成して行う成層燃焼とに切換制御するのが一般的である（特開昭５９−３７２３６号公報参照）。
【０００３】
上記燃焼切換を行なう機関において、機関の回転速度と負荷（トルク) に基づいて燃焼領域を設定したマップに、成層燃焼領域と均質燃焼領域に挟まれる領域に、燃料を吸気行程と圧縮行程との２回に分けて噴射する弱成層燃焼領域を設定するようにしたものがある。
すなわち、成層燃焼領域と均質燃焼領域とを切換時にトルク段差がつかないように当量比を連続的に設定して隣接させると、両領域の境界付近では当量比がいずれの燃焼にも適合しなくなり、境界付近の成層燃焼領域では点火栓周りが過剰にリッチとなって失火やスモークの増大を生じ、一方境界付近の均質燃焼領域では均質混合気が過剰にリーンとなって失火が発生したり燃焼が不安定となったりする。
【０００４】
そこで、成層燃焼領域と均質燃焼領域との間に設定した領域で、点火時期の設定等により基本的には成層燃焼を行い、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程との２回に分けて噴射する構成としており、これにより、点火栓周りの混合比が過剰にリッチとなることを抑制しつつ成層燃焼を行って失火やスモークの増大を抑制すると同時に、均質燃焼による失火や燃焼不安定の発生も抑制できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の燃料噴射分割方式では、前記特定した弱成層燃焼領域において定常状態でも２回に分けて噴射する方式であるため、以下のような問題を生じていた。
噴射を２回に分けると１回当たりの噴射量が減少するため、燃料噴射弁のオフセット誤差（パルス幅−燃料量特性のドリフト分) が大きくなり、１回噴射方式に比較して空燃比制御精度が低下し、排気エミッション特性，運転性が悪化する。
【０００７】
吸気行程で噴射される燃料量が少ないため均質混合気が過剰にリーンで成層燃焼での燃焼火炎が消炎してしまい、ＨＣ（未燃燃料) の排出量が増加する。特に低負荷域で分割噴射すると２回目の噴射で可燃混合気を形成するため、１回目は多く噴けないので均質部分が超希薄となり、この傾向が増大する。定常運転時も分割噴射を行うため、高電圧昇圧方式の燃料噴射弁を駆動するドライブユニットの発熱量が増大し、発熱容量を満たすように２系統とするとユニットが高価についてしまう。
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、燃焼切換時の当量比制御と分割噴射とを適切に併用することにより、上記問題点を解消した内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は図１に示すように、
シリンダ内に燃料を噴射供給する直接噴射式内燃機関において、
機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
検出された運転状態に基づいて、吸気行程で比較的リッチな当量比となるように燃料を供給する均質燃焼条件と、圧縮行程で比較的リーンな当量比となるように燃料を供給する成層燃焼条件とを判別する燃焼条件判別手段と、
前記均質燃焼条件と成層燃焼条件との判別が切り換わったときに、前記リッチな当量比とリーンな当量比との間で当量比を徐々に切り換える当量比切換手段と、
前記当量比切換手段によって徐々に切り換えられる当量比が、切換前の燃焼条件における限界の当量比に対し所定値以上の偏差を有してから、切換後の燃焼条件における限界の当量比に対し所定値以下の偏差となるまでの間、吸気行程と圧縮行程との両方に分けて燃料を供給する燃料分割供給手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、
前記当量比切換手段は、当量比を時間の経過とともに徐々に切り換えることを特徴とする。
上記の請求項１又は請求項２の発明において、機関の運転状態、例えば回転速度と負荷とに基づいて均質燃焼条件と成層燃焼条件とを判別し、該判別が切り換わったときは、当量比を均質燃焼条件における比較的リッチな当量比と成層燃焼条件における比較的リーンな当量比との間で、徐々に時間を掛けて切り換える。
このように均質燃焼と成層燃焼との切換時に、時間を掛けた当量比の切換によってトルク段差の発生を回避できるため、均質燃焼領域と成層燃焼領域とを当量比に差をつけて隣接させることができ、この結果、均質燃焼領域と成層燃焼領域との境界付近においても、それぞれ安定した燃焼が得られ、空燃比精度を高く維持でき、失火の発生やスモークの増大を抑制できる。
【００１１】
そして、該当量比を切り換える過渡時に吸気行程と圧縮行程とに分割して燃料を噴射する構成として、点火栓周辺の混合比を適度にリッチ状態に維持しつつ、その外側に均質な混合気を形成して燃焼させることにより、空燃比の燃焼限界が拡がり、失火を防止しつつ安定した燃焼を得ることができる。
また、前記分割噴射時に吸気行程での噴射により形成された燃料均質混合気が希薄になり過ぎることがあるとしても、切換時に一時的に発生するだけであり、従来のように定常的な分割噴射によるＨＣの増大も抑制できる。
【００１２】
また、分割噴射が一時的に行うものであるため、ドライブユニットの発熱量の増大も抑制でき、定常的に分割噴射する場合のように昇圧系統を２系統設ける必要もなく、安価なユニットを使用できる。
【００１５】
また、分割噴射の実行条件を、切換前後の燃焼条件における当量比に対して所定値以上の偏差を持たせて規定したことにより、より適切な範囲で分割噴射を実行して、確実に可燃混合気を形成することができ、リッチ過剰やリーン過剰による失火を防止でき、安定燃焼を確保できる。
また、請求項３に係る発明は、均質燃焼条件が理論空燃比での燃焼である場合、該理論空燃比相当の当量比に対し、前記所定値は機関回転速度に基づいて設定されることを特徴とする。
【００１６】
均質燃焼のリーン限界当量比は、機関回転速度によって定まるため、機関回転速度によって分割噴射を実行する当量比を規定する偏差を設定することで、さらに適切な範囲で分割噴射を実行することができる。
また、請求項４に係る発明は、
シリンダ内に燃料を噴射供給する直接噴射式内燃機関において、
機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
検出された運転状態に基づいて、吸気行程で比較的リッチな当量比となるように燃料を供給する均質燃焼条件と、圧縮行程で比較的リーンな当量比となるように燃料を供給する成層燃焼条件とを判別する燃焼条件判別手段と、
前記均質燃焼条件と成層燃焼条件との判別が切り換わったときに、前記リッチな当量比とリーンな当量比との間で当量比を加重平均により遅れ処理して徐々に切り換える当量比切換手段と、
前記当量比切換手段における加重平均の現在値に対する重みを、機関回転速度とスロットル開度とに基づいて設定する重み設定手段と、
前記当量比切換手段による当量比の切り換え期間中の少なくとも所定期間、吸気行程と圧縮行程との両方に分けて燃料を供給する燃料分割供給手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図２は実施の一形態を示す直噴火花点火式内燃機関のシステム図である。
車両に搭載される内燃機関１の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ２から吸気通路３により、電制スロットル弁４の制御を受けて、空気が吸入される。
【００１８】
電制スロットル弁４は、コントロールユニット２０からの信号により作動するステップモータ等により開度制御される。
そして、燃焼室内に燃料（ガソリン）を直接噴射するように、電磁式の燃料噴射弁（インジェクタ）５が設けられている。
燃料噴射弁５は、コントロールユニット２０から機関回転に同期して吸気行程又は圧縮行程にて出力される噴射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所定圧力に調圧された燃料を噴射するようになっている。そして、噴射された燃料は、吸気行程噴射の場合は燃焼室内に拡散して均質な混合気を形成し、また圧縮行程噴射の場合は点火栓６回りに集中的に層状の混合気を形成し、コントロールユニット２０からの点火信号に基づき、点火栓６により点火されて、燃焼（均質燃焼又は成層燃焼）する。尚、燃焼方式は、当量比制御との組合わせで、均質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼（空燃比２０〜３０）、成層リーン燃焼（当量比４０程度）に分けられる。
【００１９】
機関１からの排気は排気通路７より排出され、排気通路７には排気浄化用の触媒８が介装されている。
コントロールユニット２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種のセンサから信号が入力されている。
【００２０】
前記各種のセンサとしては、エンジン１のクランク軸又はカム軸回転を検出するクランク角センサ２１，２２が設けられている。これらのクランク角センサ２１，２２は、気筒数をｎとすると、クランク角７２０°／ｎ毎に、予め定めたクランク角位置（各気筒の圧縮上死点前の所定クランク角位置）で基準パルス信号ＲＥＦを出力すると共に、１〜２°毎に単位パルス信号ＰＯＳを出力するもので、基準パルス信号ＲＥＦの周期などからエンジン回転数Ｎｅを算出可能である。
【００２１】
この他、吸気通路３のスロットル弁４上流で吸入空気流量Ｑａを検出するエアフローメータ２３、アクセル開度（アクセルペダルの踏込み量）ＡＣＣを検出するアクセルセンサ２４、スロットル弁４の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ２５（スロットル弁４の全閉位置でＯＮとなるアイドルスイッチを含む）、エンジン１の冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ２６、排気通路７にて排気当量比のリッチ・リーンに応じた信号を出力するＯ₂ センサ２７、車速ＶＳＰを検出する車速センサ２８などが設けられている。
【００２２】
ここにおいて、コントロールユニット２０は、前記各種のセンサからの信号を入力しつつ、内蔵のマイクロコンピュータにより、所定の演算処理を行って、電制スロットル弁４によるスロットル開度、燃料噴射弁５による燃料噴射量、及び、点火栓６による点火時期を制御する。
次に、本発明の第１の実施形態に係る燃焼切換時の制御機能を、図３のブロック図を参照して説明する。
【００２３】
均質当量比設定部Ａは、機関の回転速度，負荷等の運転条件に基づいて均質燃焼時における当量比を設定する。
同様に成層当量比設定部Ｂは、機関の回転速度，負荷等の運転条件に基づいて成層燃焼時における当量比を設定する。
均質／成層判定部Ｃは、機関の運転条件に基づいて均質燃焼，成層燃焼のいずれを行なうべきかを判定する。
【００２４】
切換部Ｄは、前記均質／成層判定部の判定結果に基づいて、均質当量比設定部又は成層当量比設定部のいずれかで設定された当量比に切り換えて設定する。
遅延部Ｅは、切換部Ｄから出力された当量比を遅れ処理する。これは、燃焼の切換に応じて当量比をステップ的に切り換えると、吸入空気量の切換後の遅れによりトルク段差を生じるため、当量比を空気量の遅れに合わせて徐々に変化させることにより、トルクを滑らかに変化させるためである。
【００２５】
燃料噴射量算出部Ｆは、吸入空気量，機関回転速度，前記遅れ処理された当量比を基本とし、水温や当量比フィードバック補正係数等による各種補正を施して燃料噴射量を算出する。
配分率算出部Ｇは、切換部Ｄ，遅延部Ｅのいずれかの当量比に基づいて、燃焼切換時の吸気行程で噴射される均質燃焼用の燃料噴射量と、圧縮行程で噴射される成層燃焼用の燃料噴射量との配分率を算出する。
【００２６】
吸気行程噴射量算出部Ｈ及び圧縮行程用噴射量算出部Ｉは、前記燃料噴射量算出部Ｆで算出された一行程当たりの総燃料噴射量を、配分率算出部Ｇで算出された配分率に基づいて、吸気行程での燃料噴射量と圧縮行程での燃料噴射量とに配分する。
均質噴射時期算出部Ｊ，成層噴射時期算出部Ｋは、それぞれ均質燃焼時の燃料噴射時期、成層燃焼時の燃料噴射時期を算出する。
【００２７】
噴射パルス生成部Ｌは、前記均質燃焼噴射時期算出部Ｊで算出された均質燃焼用の噴射時期に前記吸気行程での燃料噴射量に対応したパルス幅の燃料噴射パルスを生成し、同様に前記成層燃焼噴射時期算出部Ｋで算出された成層燃焼用の噴射時期に前記圧縮行程での燃料噴射量に対応したパルス幅の燃料噴射パルスを生成する。
【００２８】
これにより、燃焼切換時には、前記配分率で吸気行程と圧縮行程とに前記配分率で配分された量の燃料が噴射され、二回噴射が行なわれる。
次に、前記燃料噴射量の配分率を設定するルーチンを、図４のフローチャートに従い、図５のタイムチャートを参照しつつ説明する。このルーチンは、所定時間例えば10ｍｓ毎に実行される。
【００２９】
ステップ１では機関の回転速度，負荷等の運転条件に基づいて、成層燃焼，均質燃焼のいずれかを選択する（均質／成層判定部） 。
ステップ２では、いずれの燃焼が選択されたかを判定する（切換部） 。
ステップ２で成層燃焼が選択された場合は、ステップ４へ進んで成層燃焼用の当量比をマップからの検索等により算出する（成層当量比算出部） 。
【００３０】
ステップ２で均質燃焼が選択された場合は、ステップ３へ進んで均質燃焼用の当量比をマップからの検索等により算出する（均質当量比算出部） 。
ステップ５では、前記算出された当量比を遅れ処理するときの加重平均の現在値に対する重みＦｌｏａｄを、機関の運転条件例えば機関回転速度Ｎとスロットル弁開度ＴＶＯとに基づいてマップ（図６参照） からの検索等により算出する。
【００３１】
ステップ６では、前記重みＦｌｏａｄを用いて、当量比Ｔφｄを次式により加重平均して遅れ処理する（遅延部） 。
Ｔφｄ＝Ｔφｄ n ×Ｆｌｏａｄ＋Ｔφｄ n-1 ×（１−Ｆｌｏａｄ）
例えば、成層燃焼から均質燃焼へ判定が切り換えられると、図５に示すように当量比が成層燃焼用のマップ値から遅れ処理により徐々に増大して均質燃焼用の目標値に近づけられる。
【００３２】
図４に戻ってステップ７では、次式により燃料噴射量Ｔｅを算出する（燃料噴射量算出部) 。
Ｔｅ＝Ｔｐ×Ｔφｄ×Ｋtr×Ｋtw×Ｋas×（α＋αｍ)
ここで、Ｔｐは、エアフロメータで検出された吸入空気量Ｑ，機関回転速度Ｎにより得られる基本燃料噴射量（＝ｋＱ／Ｎ；ｋは定数) 、Ｋtrは過渡補正係数, Ｋtwは水温補正係数, Ｋasは始動後増量補正係数, αは空燃比フィードバック補正係数, αｍは該空燃比フィードバック補正係数αの学習値である。
【００３３】
ステップ８では、成層燃焼用の燃料噴射時期ITS と、均質燃焼用の燃料噴射時期ITH とを、機関の回転速度Ｎと負荷に基づいて各燃焼毎のマップ（図７, 図８参照） ４からの検索等によって算出する。
ステップ９では、均質燃焼用の燃料噴射時期ITH をセットする。
ステップ10では、前記遅れ処理された当量比Ｔφｄが、均質燃焼時の下限値ＴφＨより所定値α１だけ小さい均質燃焼切換用判定値より大きいか否かを判定する。そして、該判定値より大きいと判定された場合は、ステップ11へ進んで均質燃焼への配分率を100 ％とし、ステップ７で算出された燃料噴射量Ｔｅを全て吸気行程で噴射して完全な均質燃焼を行なわせる。
【００３４】
ステップ10で当量比Ｔφｄが均質燃焼切換用判定値以下であると判定されたときはステップ12へ進み、該当量比Ｔφｄが成層燃焼時の上限値ＴφＳより所定値α２だけ大きい成層燃焼切換用判定値より小さいか否かを判定する。そして、該判定値より小さいと判定された場合は、ステップ13へ進んで均質燃焼への配分率を０％、つまり成層燃焼への配分率を100 ％とし、前記燃料噴射量Ｔｅを全て圧縮行程で噴射して完全な成層燃焼を行なわせる。
【００３５】
また、ステップ12で当量比Ｔφｄが成層燃焼切換用判定値より小さいと判定されたとき、つまり、当量比ＴφｄがＴφＳ＋α２＜Ｔφｄ＜ＴφＨ−α１の範囲にあるときは、本発明に係る燃焼切換時の状態であって、かつ、吸気行程と圧縮行程とで２回燃料を噴射するときであると判断して、ステップ14以降へ進み２回噴射を実行する。
【００３６】
ステップ14では、当量比Ｔφｄを成層燃焼用下限値ＴφＳと均質燃焼用上限値ＴφＨとで内分した比率を次式により算出する。
Ｔφｄ内分比＝（Ｔφｄ−ＴφＳ）／（ＴφＨ−ＴφＳ）
なお、当量比Ｔφｄを成層燃焼切換用判定値ＴφＳ＋α２と、均質燃焼切換用判定値ＴφＨ−α１とで内分して、内分比（＝０〜１）を算出してもよい。
【００３７】
ステップ15では、前記当量比Ｔφｄの内分比に基づいて、前記均質燃焼を基準とする燃料噴射量の配分率を、図９に示したようなテーブルから検索する。該均質燃焼の燃料配分率は、当量比Ｔφｄが増大するほど増大するが、０より相当量大きい最小値から100 ％より相当量小さい最大値の範囲に設定される。これは、吸気行程又は圧縮行程での燃料噴射量が小さくなり過ぎると燃料噴射弁による燃料噴射量の精度が維持できなくなるためである。
【００３８】
このように、燃焼に切換に応じて当量比を徐々に切り換える期間中に分割噴射を行うことにより、この間の燃焼性を安定させることができ、失火の発生を防止できる。特に、本実施の形態では、当量比の範囲で分割噴射期間を設定し、かつ、切換前後の燃焼の当量比から所定の偏差を有する当量比範囲で設定してあるため、リッチ過剰やリーン過剰となることを防止して確実に安定した燃焼を確保できる。また、アイドル時等でエアコン負荷の投入等により成層燃焼から理論空燃比での均質ストイキ燃焼に切り換えられる場合、該理論空燃比相当の当量比（＝１) からの偏差は、機関回転速度に基づいて設定する。均質燃焼のリーン限界当量比は、機関回転速度によって定まるためである。
【００３９】
なお、燃焼の切換判断に応じてスロットル弁開度を制御し（例えば図５の例では成層燃焼から均質燃焼への切換判断時にスロットル弁開度を減少制御) 、これに応じてシリンダ吸入空気量が徐々に変化する（図５の例では漸減) 。また、トルクは、吸入空気量の遅れに応じて当量比を徐々に変化させる制御により、略一定に維持される。また、点火時期（進角値) は、分割噴射期間中は基本的に成層燃焼を行うので成層燃焼に合わせて設定しつつ当量比の変化に応じて緩やかに変化させ（図５の例では均質燃焼に近づくにつれて緩やかに遅角) る。そして、分割噴射と１回噴射による均質燃焼への切換に同期してステップ的に変化させ（均質燃焼への切換時に進角) 、均質燃焼時の当量比変化期間中は緩やかに変化させる制御とする。
【００４０】
次に、上記のようにして算出された燃料噴射量の配分率に従って実行される燃料噴射制御ルーチンを、図10のフローチャートに従って説明する。このルーチンは、均質燃焼の燃料噴射時期ITH となったときに実行される。ステップ21では、前記配分率が100 ％か否かを判定する。100 ％でない場合は、ステップ22へ進み同じく配分率が０％か否かを判定する。０％でもない場合は、２回噴射を行なう場合であり、ステップ23以降へ進む。
【００４１】
ステップ23では、吸気行程時の燃料噴射量（燃料噴射弁に出力されるパルス幅) Ｔｉ１を次式により算出する。
Ｔｉ１＝Ｔｅ×配分率＋Ｔｓ
ここで、Ｔｓは燃料噴射弁の開弁に要する無効噴射分である。
ステップ24では、圧縮行程時の燃料噴射量Ｔｉ２を次式により算出する。
【００４２】
Ｔｉ２＝Ｔｅ×（１−配分率）＋Ｔｓ
次いでステップ25へ進み、別ルーチンで算出された成層燃焼用の点火時期ＡＤＶＳをセットする。２回噴射の場合の燃焼は基本的には成層燃焼であるため、成層燃焼用の点火時期ＡＤＶＳを使用するのである。
ステップ26では、前記吸気行程での燃料噴射時期ITH で燃料噴射量Ｔｉ１の噴射が開始される。
【００４３】
ステップ27で、成層燃焼用の燃料噴射時期ITS をセットし、ステップ28で前記圧縮行程での燃料噴射量Ｔｉ２をセットする。これにより、圧縮行程での成層燃焼用の燃料噴射時期ITS で燃料噴射量Ｔｉ２の燃料噴射が開始される。
また、ステップ21で配分率が100 ％と判定された場合は完全な均質燃焼を行なう場合であり、ステップ29へ進んで次式に示すように、均質燃焼用の吸気行程で噴射される燃料噴射量Ｔｉ１を算出すると共に、成層燃焼用の圧縮行程で噴射される燃料噴射量Ｔｉ２を０に設定する。
【００４４】
Ｔｉ１＝Ｔｅ（×100 ％) ＋Ｔｓ
Ｔｉ２＝０
次いで、ステップ30へ進んで、別ルーチンで算出された均質燃焼用の点火時期ＡＤＶＨをセットした後、前記ステップ25以降へ進む。これにより、該点火時期で点火を行って均質燃焼を行う。
【００４５】
また、ステップ22で配分率が０％と判定された場合は、完全な成層燃焼を行なう場合であり、ステップ31へ進んで次式に示すように、均質燃焼用の吸気行程で噴射される燃料噴射量Ｔｉ１を０に設定すると共に、成層燃焼用の圧縮行程で噴射される燃料噴射量Ｔｉ２を算出する。
Ｔｉ１＝０
Ｔｉ２＝Ｔｅ（×100 ％） ＋Ｔｓ
次いで、ステップ25へ進み、成層燃焼用の点火時期ＡＤＶＳをセットした後、該点火時期で点火を行ない成層燃焼を行う。
【００４６】
図11は、所定時間例えば10ｍｓ毎に実行される点火時期算出ルーチンのフローを示し、ステップ31で機関の運転条件例えば機関回転速度Ｎと基本燃料噴射量Ｔｐ等の負荷とに基づいて均質燃焼用の点火時期ＡＤＶＨを算出し、ステップ32では同様にして成層燃焼用の点火時期ＡＤＶＳを算出する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の構成を示す機能ブロック図。
【図２】 本発明の一実施形態を示すシステム図。
【図３】 同上の実施形態に係る制御の機能を示すブロック図。
【図４】 同じく分割噴射時における吸気行程と圧縮行程との燃料量の配分率を算出するルーチンを示すフローチャート。
【図５】 同じく成層燃焼から均質燃焼に切り換える場合の各種状態の変化を示すタイムチャート。
【図６】 同じく当量比を変化させるときの加重平均演算の重み付けを設定したマップ。
【図７】 同じく均質燃焼用の点火時期を設定したマップ。
【図８】 同じく成層燃焼用の点火時期を設定したマップ。
【図９】 同じく前記配分率を設定したマップ。
【図１０】 同じく燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート。
【図１１】 同じく各燃焼用の点火時期を算出するルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
１ 内燃機関
４ 電制スロットル弁
５ 燃料噴射弁
６ 点火栓
20 コントロールユニット

Claims (4)

1. シリンダ内に燃料を噴射供給する直接噴射式内燃機関において、
   機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   検出された運転状態に基づいて、吸気行程で比較的リッチな当量比となるように燃料を供給する均質燃焼条件と、圧縮行程で比較的リーンな当量比となるように燃料を供給する成層燃焼条件とを判別する燃焼条件判別手段と、
   前記均質燃焼条件と成層燃焼条件との判別が切り換わったときに、前記リッチな当量比とリーンな当量比との間で当量比を徐々に切り換える当量比切換手段と、
   前記当量比切換手段によって徐々に切り換えられる当量比が、切換前の燃焼条件における限界の当量比に対し所定値以上の偏差を有してから、切換後の燃焼条件における限界の当量比に対し所定値以下の偏差となるまでの間、吸気行程と圧縮行程との両方に分けて燃料を供給する燃料分割供給手段と、
   を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記当量比切換手段は、当量比を時間の経過とともに徐々に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 均質燃焼条件が理論空燃比での燃焼である場合、該理論空燃比相当の当量比に対し、前記所定値は機関回転速度に基づいて設定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. シリンダ内に燃料を噴射供給する直接噴射式内燃機関において、
   機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   検出された運転状態に基づいて、吸気行程で比較的リッチな当量比となるように燃料を供給する均質燃焼条件と、圧縮行程で比較的リーンな当量比となるように燃料を供給する成層燃焼条件とを判別する燃焼条件判別手段と、
   前記均質燃焼条件と成層燃焼条件との判別が切り換わったときに、前記リッチな当量比とリーンな当量比との間で当量比を加重平均により遅れ処理して徐々に切り換える当量比切換手段と、
   前記当量比切換手段における加重平均の現在値に対する重みを、機関回転速度とスロットル開度とに基づいて設定する重み設定手段と、
   前記当量比切換手段による当量比の切り換え期間中の少なくとも所定期間、吸気行程と圧縮行程との両方に分けて燃料を供給する燃料分割供給手段と、
   を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。

Images