JP3926989B2

JP3926989B2 - 筒内噴射式火花点火エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP3926989B2
Application number: JP2001025420A
Authority: JP
Inventors: 藤枝　　護; 松春阿保; 純一山口; 徳安　　昇
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2021-02-01
Also published as: JP2002227651A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内噴射式火花点火エンジンにおいて、運転状態に応じて切り換わる成層燃焼と均質燃焼の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式の火花点火エンジンにおいては、吸気流動，燃料噴霧の方向，噴霧形態，燃料噴射タイミングなどを利用して、気筒内の燃料噴霧を点火プラグ付近に集めて燃焼させる成層燃焼を可能にしたり、気筒内に燃料と空気を均質に分散させて燃焼させる均質燃焼を可能にしている。
【０００３】
成層燃焼は、希薄空燃比を実現させる有効な燃焼方式であり、従来は、一般に低中負荷の運転領域で行なわれていた。均質燃焼は、高負荷運転領域で行なわれている。
【０００４】
従来より成層燃焼および均質燃焼を満足させるために、種々の提案がなされている。例えば、特開平９−２５６８５８号公報では、吸気ポートを順タンブルポート部と逆タンブルポート部とに仕切り、順タンブルポート部には気筒内に導入される吸気量（順タンブル流）を調節するコントロールバルブを設けている。
【０００５】
この従来技術は、所定の低中速・低中負荷域の領域では、コントロールバルブを閉めて逆タンブルポート部から気筒内に吸気を送り、気筒内に逆タンブル流を生起させようとするものである。逆タンブル流は、吸気流が逆タンブルポート部の直下に位置するシリンダ壁に沿って下降した後にピストン頂面を経て燃焼室天井壁と進む流れであり、ピストン頂面には、吸気流が燃焼室天井壁に向かうようにガイド（窪み）が形成されている。この方式は、燃料噴霧はピストン頂面に向けて噴射され、この燃料噴霧が逆タンブルの気流に乗って点火プラグに集まることで成層燃焼を可能にしている。
【０００６】
一方、特開２０００−１１０５６７号公報では、成層燃焼時には、吸気ポート内に設けた流動制御弁によって燃焼室内に順タンブル流（気筒内の天井壁に沿った後にピストン頂面に向かいその後天井壁に戻る吸気の流れ）を生起し、かつこの順タンブル流を強化し、この順方向の流れを利用してピストン頂面（冠面）に向けて噴射した燃料噴霧を点火プラグに集まるようにしている。この従来技術では、ピストン冠面に設けた側面ω形状の凹部により順タンブル流の保存性を高めている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術は、燃料噴霧はほぼ対称である。
【０００８】
最近においては、気筒内に噴射される燃料噴霧の幾何学的形状を非対称にして成層燃焼を実現させる試みもなされている。この非対称の燃料噴霧は、点火プラグ側に向かう燃料噴霧（点火プラグ側稜線）の速度を大きくし、反対側のピストンに向かう噴霧（インジェクタ側稜線）の速度を小さくして燃料噴霧の方向をダイレクトに点火プラグ側に向けようとするものである。
【０００９】
このように燃料噴霧を非対称にする場合には、気筒内の雰囲気圧力が高くなっても噴霧の形状が変化しない特徴を作り出している。特に噴霧の速度を高くすると、雰囲気圧力の影響を少なくできることが知られている。
【００１０】
この方式において、成層燃焼時に燃料噴霧を点火プラグ付近に集めるには、今までのように単にタンブル流の流れに燃料噴霧を乗せるだけでは充分ではなく、燃料噴霧速度を配慮して運転状態に応じて燃料噴射のタイミングや吸気流動の利用の仕方に独自の工夫が要求される。
【００１１】
本発明は、上記要求に応えて、非対称燃料噴霧方式の筒内噴射式火花点火エンジンを用いて、成層燃焼の運転域を広げることのできる筒内噴射式火花エンジンの制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃料を火花点火エンジンの気筒内に直接噴射し、かつ気筒内に吸気の縦渦（タンブル流）を形成する筒内噴射式火花点火エンジンの制御装置において、
噴射された燃料噴霧を点火プラグ側稜線とその反対側の稜線の速度が大きく異なる非対称形状の燃料噴霧にすると共に、気筒内に生じる吸気流動の順タンブル流と逆タンブル流の比をエンジン負荷に応じて変化させるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、例えば、空気流動が少ない低負荷運転域では、順タンブル流の逆タンブル流に対する比を大きくする（順タンブル流の勢いを強める）ことにより、点火プラグ側に指向する燃料噴霧が助勢され、またこの非対称燃料噴霧の噴射タイミングを圧縮行程時（例えば圧縮行程後半）に設定することにより、燃料噴霧をダイレクトに点火プラグ付近に集めることで成層燃焼を可能にする。中速・中負荷運転域には、吸気量（吸気流速）が増加した分を配慮して、逆タンブル流に対する順タンブル流の比を低速・低負荷運転域よりも小さくして、順タンブル流の勢いを調整すること、および燃料噴霧の噴射タイミングを圧縮行程時に設定することで、上記同様に成層燃焼を可能にする。
【００１４】
高速・高負荷運転域においても成層燃焼（希薄燃焼）が可能な領域があり（高速・高負荷運転域の小さい方から途中までの運転域）、この場合には、逆タンブル流動の順タンブル流に対する比を大きくして、吸気流量の増大により勢いのある点火プラグ側に指向する燃料噴霧に適度の制動をかけ、また、燃料噴射タイミングを圧縮行程時にすることで、点火プラグ周辺に燃料噴霧を集めることで成層燃焼を可能にする。
【００１５】
したがって、今までよりも広い運転域（低負荷から高負荷まで）で安定した成層燃焼運転を可能にする。
【００１６】
それ以上の高速・高負荷運転では順タンブル流，逆タンブル流ともに大きくし、燃料噴霧タイミングも吸気行程時に設定することにより均質燃焼を可能にする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面を用いて説明する。まず、本実施例に係る構成を図１を用いて説明する。図１は、本実施例に係る自動車用の筒内噴射式火花点火エンジンの一気筒だけを取り出して、その制御装置を示す断面図である。
【００１８】
シリンダ（気筒）１の天井壁（シリンダヘッド）１ａのほぼ中心に点火プラグ４が配置され、点火プラグの周辺に吸気ポート５及び排気ポート６が配置されている。吸気ポート５には吸気弁７が、排気ポート６には排気弁８が設けられている。シリンダヘッド１ａにおける吸気弁７配置側の側部には、インジェクタ３がシリンダ１の中心線に対して斜角をもって設置されている。
【００１９】
吸気ポート５は、その通路が隔壁９により上側通路９ａと下側通路９ｂとに仕切られている。上側通路９ａは、主として気筒内に順タンブル流の吸気流動を形成するためのものであり、下側通路９ｂは、主として気筒内に逆タンブル流の吸気流動を形成するためのものである。
【００２０】
順タンブル流は、吸気弁７からシリンダ１の天井壁１ａに沿って点火プラグ４側に流れた後にピストン２の頂面（ピストンヘッド面）側に流れてピストン２の頂面で再びシリンダ１の天井壁１ａに向かう吸気流動である。逆タンブル流は、吸気弁７からインジェクタ３側のシリンダ側壁に沿ってピストン２の頂面側に流れた後にピストン２の頂面でシリンダ１の天井壁１ａに向かう吸気流動である。
【００２１】
吸気ポート５には、上側通路５ａ，下側通路５ｂの開閉を切り換える制御弁１０が設けられている。この制御弁１０は、上側通路５ａ，下側通路５ｂの開口断面積に合わせた半円形状の弁体であり、図１５に示すように枢軸１９に付いており、その周縁に面取り１０ａが施されている。面取り１０ａを設けることによって、制御弁１０が上側通路５ａ，下側通路５ｂのいずれに位置しても、制御弁１０が吸気ポート５の管壁にかじりが生じないように配慮したものである。図１４は本発明の半円弁の実施例である。半円版１８が軸１９に付いている。半円版１８の吸気ポート５と接触する周方向の端面を両側面取りしておく。こうすることにより、上側通路を閉して場合も、下側通路を閉下場合も弁の噛み付きを防止できる。
【００２２】
この吸気弁１０は、直流モータなどの電動アクチュエータ２０により駆動する。
【００２３】
図９（ａ）にピストン２の部分斜視図を示し、図９（ｂ）にピストン２の上面図を示す。これらの図から明らかなようにピストン２の頂面には、ピストンヘッドの直径を横断する帯溝２ａが形成され、帯溝２ａの底面２ａ′は円弧状の窪みをなしている。この帯溝２ａは順タンブル流，逆タンブル流の流れ方向に向けて形成され、順タンブル流，逆タンブル流のガイドをなすようにしてある。
【００２４】
制御弁１０は、
制御弁１０は、上側通路５ａを閉じたり、下側通路５ｂを閉じたり、上側，下側通路５ａ，５ｂ双方共に開くことにより、気筒内に生じる吸気流動の順タンブル流と逆タンブル流の比をエンジン負荷に応じて変化させる機能をなす。
【００２５】
インジェクタ３は、例えば、図２に示すように、燃料噴霧の点火プラグ側稜線とその反対側の稜線（これを噴射弁側稜線と称する）の速度が大きく異なる非対称形状の燃料噴霧を噴射するように設定してある。
【００２６】
図１３および図１４に、本実施例の非対称噴霧を作るインジェクタのオリフィス形状の一例を示す。
【００２７】
図１３の例では、オリフィス１７がインジェクタの軸線と同じ場合（ストレートオリフィス）の例である。図１３において、弁１５が開き、燃料が矢印（図示してないが周方向の４〜６方向）より流入する。スワラー１６で旋回流となり、弁１５を通り、オリフィス１７に流入する。ここでオリフィス１７の出口を斜めに切ってあるため、オリフィス１７の長さｈ１、ｈ２がｈ１＜ｈ２となっている。このためｈ１側から噴出する燃料の流速は高く、ｈ２側から噴出する燃料の流速は低くなる。噴霧の噴出角度は、噴出速度に比例するため噴霧角がＬ１側とＬ２側で非対称となる。また噴出する速度が異なるため、噴霧の稜線長さがＬ１＞Ｌ２となる。
【００２８】
図１４の例は、オリフィス１７が噴射弁の軸線と異なる場合（偏向オリフィス）である。図１３と同様にｈ１＜ｈ２となるため、噴霧１１もＬ１＞Ｌ２となる。
【００２９】
図１１は従来型のインジェクタの燃料噴霧形状と円周方向の流量分布を示す。噴霧の稜線長さのＬ１，Ｌ２はほぼ同じで対称形をしている。このため、流量の分布量も対称である。それに対して本実施例のインジェクタは、噴霧の稜線長さＬ１とＬ２がＬ１＞Ｌ２であり、非対称であるため、周方向の流量分布もＬ１側が多く、Ｌ２側が少なくなる。
【００３０】
燃焼制御手段となるエンジン制御ユニット２１は、エンジン回転数センサ２２，吸気管圧力センサ２３，エンジン冷却水温度２４などの入力して運転状態を演算し、運転条件に応じて以下に述べるように制御弁１０の位置制御及びインジェクタ３の燃料噴射タイミングを制御する。
【００３１】
次に本発明の燃焼制御態様を図１〜図８により説明する。
▲１▼まず、図１，図２を用いて低速・低負荷運転域の場合について説明する。
【００３２】
図１は低速・低負荷（アイドルを含む）時の吸気行程前半を示す。吸気弁７は開き、ピストン２は降下中でシリンダ１に吸気が導入されている。制御弁１０は吸気ポート５の下部通路５ｂを閉じ、上部通路５ａを開いている。
【００３３】
この状態では、吸気ポートの上部通路５ａから流れる吸気により、シリンダ１内に流入する吸気流（空気流）は、点火プラグ４側に強いながれの順タンブル流１２ａが形成され、噴射弁３側に弱い流れの逆タンブル流１２ａ′（逆タンブル流）ができる。
【００３４】
図２は低速・低負荷運転域における圧縮行程後半である。吸気弁７は閉じ、ピストン２も上昇中である。シリンダ１内には大きな渦の順タンブル流１２ａと小さい渦の逆タンブル流１２ａ′が生じており、この状態で燃料が噴射される。燃料噴霧１１は、順タンブル流１２ａにより、点火プラグ４近傍に輸送される。
【００３５】
図１，図２の場合は、エンジン出力は最も小さい状態で、空気量も最も少ない。このため、制御弁１０により下部側吸気ポート５ｂを閉じ、上部側吸気ポート５ａを開くことにより、順タンブル流の逆タンブル流に対する比を大きくする（順タンブル流の勢いを強める）。それにより、点火プラグ４側に指向する燃料噴霧が助勢され、またこの非対称燃料噴霧の噴射タイミングを圧縮行程時に設定することにより、燃料噴霧をダイレクトに点火プラグ付近に集めることで成層燃焼を可能にする。
▲２▼次に図３，図４を用いて中速・中負荷運転域の場合について説明する。
【００３６】
図３は、中速、中負荷運転の吸気行程の前半である。制御弁１０は吸気ポート５ａ，５ｂの中立の位置にあり、上側通路５ａ及び下側通路５ｂの双方が開状態にある。
【００３７】
吸気弁７は開いており、吸気流１２ｃ，１２ｄ，１２ｅがシリンダ１に流入する。吸気流１２ｃは、吸気ポート５の上側通路５ａより流入する空気の流れで、比較的強い流れである。吸気流１２ｄは、吸気ポート５の下側通路５ｂより流入する空気の流れで中程度の流れである。吸気流１２ｅは、吸気通路５の下部通路５ｂより点火プラグ４側に洩れる流れで、吸気流１２ｃと一体になる。このため空気流１２ｃはより強い流動となる。
【００３８】
図４は中速・中負荷運転域の圧縮行程後半である。吸気流は、比較的大きい順タンブル流１２ｃと逆タンブル流１２ｄの２個の渦が生成される。ここで燃料が噴射される。この燃料噴霧１１に対して逆タンブル流１２ｄが噴霧を遅らすように働く。中速・中負荷運転域では、図１，２の低速・低負荷運転域に比較して空気量も増加して、空気の流動も強くなるが、逆タンブル流１２ｄの空気流分だけ吸気流動力が制御できる。すなわち、中速・中負荷運転域には、吸気量（吸気流速）が増加した分を配慮して、逆タンブル流に対する順タンブル流の比を低速・低負荷運転域よりも小さくして、順タンブル流の勢いを調整すること、および燃料噴霧の噴射タイミングを圧縮行程時に設定することで、上記同様に成層燃焼を可能にする。
▲３▼次に図５，図６を用いて高速・高負荷運転域の小さい方から途中までの運転域の場合について説明する。本発明では、この運転域においても成層燃焼を可能にするものである。
【００３９】
図５は成層燃焼モードにおける高速・高負荷運転時の吸気行程前半の状態を示している。吸気弁７は開き、制御弁１０は吸気ポート５の上側通路５ａを閉じ、下側通路５ｂを開くように設定されている。この場合、シリンダ１内には、順タンブル流１２ａ，逆タンブル流１２ｂが発生する。ここで逆タンブル流１２ｂは下側通路５ｂが開いているため比較的強い流動である。一方、順タンブル流１２ａは下側通路５ｂより点火プラグ側に洩れるように流れるため比較的弱い流動である。
【００４０】
図６は高速・高負荷運転域で成層燃焼を行なう場合の圧縮行程後半の状態を示す。吸気流１２ａ、１２ｂもやや偏平になりながら各々別の流動となっている。すなわち順タンブル流１２ａは、噴射弁３の反対側に比較的小さい渦となり、逆タンブル流１２ｂは噴射弁３側に比較的大きな渦となる。ここで噴射弁３より燃料が噴射され噴霧１１が形成される。燃料噴霧１１は空気流１２ｂに逆らいながら自身の貫通力で前進する。また、空気流１２ａ、１２ｂに上部に持ち上げられ、点火プラグ４の付近に点火可能な混合気を形成する。このように成層運転でも比較的小さい高速、高負荷の場合は、噴射弁３側に比較的強い逆タンブル流１２ｂを作ることにより、噴霧１１の進み過ぎが防止できる。このため空気の流動が強い領域まで成層運転を広げることができる。
【００４１】
▲３▼の場合には、上記▲１▼および▲２▼の場合と異なり、成層燃焼時に逆タンブル流１２ｂが反対側の順タンブル流１２ａより大きい逆転現象が生じる。
▲４▼次に図７，図８により前記▲３▼よりも高い高速・高負荷運転域で均質燃焼が要求される場合について説明する。
【００４２】
図７は高負荷、高回転領域の吸気行程前半の状態である。吸気ポート５の上側通路５ａおよび下側通路５ｂの双方を開とする。このため空気流も図３と同様に１２ｃ、１２ｄ、１２ｅが形成される。ここで噴射弁３より燃料が噴射され、噴霧１１が形成される。この噴霧１１は強い流動の空気流１２ｃ側に多く供給される。
【００４３】
図４は上記均質モードの高速・高負荷運転域の圧縮行程前半である。吸気弁７は閉じている。シリンダ１内には大きな順タンブル流１２ｃと比較的小さい逆タンブル流１２ｄになる。渦の大きさと供給燃料量の多さが合っているので均一な混合気がシリンダ内に形成できる。
【００４４】
図１０に本実施例に係る燃焼領域をエンジン回転数と負荷との関係で示したマップである。白抜きで示した部分が成層燃焼領域であり、その外側に均質燃料領域がある。一番内側に図１、２で示したアイドルを含む低速、低負荷運転域がある。その外側に図３、４で示した成層運転の中速、中負荷運転域がある。その外側に図５、６で示した成層運転の高速，高負荷域がある。この高速・高負荷運転域の成層燃焼を可能にしたことにより、従来よりも成層燃焼範囲を広げることができた。
【００４５】
図１６は本発明の他の実施例を示す部分断面図である。吸気ポート５に隔壁９が無い場合である。制御弁（半円弁）１０を吸気弁７の近くに設置することで、制御弁１０の中間開度で制御弁自身に隔壁９の効果を持たせることができる。本実施例も先の実施例同様の作用を可能にする。
【００４６】
図１７に本発明の効果を示す。横軸は燃料の噴射時期（ＩＴ）、縦軸は点火時期（Ａｄｖ．）である。筒内噴射の場合は、燃料噴射後に点火する必要が有り、ＩＴ―Ａｄｖ．同時線より右下側では燃焼しない。ＩＴ―Ａｄｖ．同時線に平行してＡ，Ｂ，Ｃ線がある。Ａ線よりＩＴ―Ａｄｖ．同時線の間は噴霧の輸送期間であり、安定した燃焼は得られない。Ｂ線とＡ線の間が安定燃焼の範囲である。Ｂ線よりＡｄｖ．が遅れると噴霧の拡散によりＨＣが増加し、Ｃ線より遅れると噴霧の移動または拡散により点火しなくなる。燃焼を燃費の面より見るとＡｄｖ．の上限，下限線がある。上限線は、これよりＡｄｖ．が進むと、燃焼が速すぎて燃費が低下する。下限線より遅れると、燃焼が遅くなりすぎて燃費が低下する。一方ＩＴが遅れると、ピストンが上昇してから燃料噴射をするためピストン上部に噴霧が付着する。それがスモークの発生原因となる。縦軸にほぼ平行したスモーク線があり、これよりＩＴ遅れ側でスモークが発生する。Ａ線、Ｂ線、上限線、下限線、スモーク線に囲まれた範囲が目標領域である。この領域が広いことが燃費と排気の両立の上から望まれる。
【００４７】
図１８に従来噴霧（対称噴霧）と本発明の非対称噴霧との燃料特性の違いを示す。噴霧が比較的遅い従来噴霧のＡ線（点線）はＩＴ−Ａｄｖ．同時線より離れる。また、ＩＴが遅れるとシリンダ内の圧力が高くなるが、従来噴霧は雰囲気圧力が高くなると噴霧角度が狭くなり（図１９で説明）ＩＴ遅れ側で領域が狭くなる。本発明の非対称噴霧は雰囲気圧力が高くなっても噴霧が狭くならないため、領域が広くなる。また、非対称であってピストン側の噴霧が少ないためピストン上面に付着する燃料量も少なく、スモーク線もＩＴ遅れ側に後退する。このように、非対称噴霧は目標領域が広くできる。
【００４８】
図１９に雰囲気圧力に対する加圧下の噴霧角と大気圧下の噴霧角の比を示す。本発明の非対称噴霧は、雰囲気圧力が高くなっても噴霧角が狭くならないため、加圧下の噴霧角と大気圧下の噴霧角の比が小さくならない。
【００４９】
図２０は雰囲気圧力に対する加圧下のＬ１と大気圧下のＬ１の比を示す。本発明の非対称噴霧は噴霧の速度が速いため、加圧下でもＬ１が小さくならないため、加圧下のＬ１と大気圧下のＬ１の比が小さくならない。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、非対称燃料噴霧方式の筒内噴射式火花点火エンジンを用いて、成層燃焼の運転域を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図で低速・低負荷運転域の吸気行程時を示す。
【図２】図１の圧縮行程の動作図。
【図３】上記実施例の動作図。
【図４】上記実施例の動作図。
【図５】上記実施例の動作図。
【図６】上記実施例の動作図。
【図７】上記実施例の動作図。
【図８】上記実施例の動作図。
【図９】上記実施例に用いるピストンの部分斜視図および上面図。
【図１０】本発明の特性図。
【図１１】従来装置の噴射弁の特性図。
【図１２】本発明の噴射弁の特性図。
【図１３】本実施例に用いる噴射弁の構成図。
【図１４】本実施例に用いる他の噴射弁の構成図。
【図１５】本実施例に用いる制御弁（通路切り換え弁）の断面図。
【図１６】本発明の他の実施例を示す構成図。
【図１７】本発明の特性の説明図。
【図１８】本発明と従来装置との差異を示す説明図。
【図１９】本発明の噴射弁の特性図。
【図２０】本発明の噴射弁の特性図。
【符号の説明】
１…シリンダ、２…ピストン、３…インジェクタ（噴射弁）、４…点火プラグ、５…吸気ポート、５ａ…上側通路、５ｂ…下側通路、６…排気ポート、７…吸気弁、８…排気弁、９…隔壁、１０…制御弁（半円弁）、１１…噴霧、１２…空気流。

Claims

燃料を火花点火エンジンの気筒内に直接噴射し、かつ気筒内に吸気の縦渦となるタンブル流を形成する筒内噴射式火花点火エンジンの制御装置において、噴射された燃料噴霧を点火プラグ側稜線とその反対側の稜線の速度が大きく異なる非対称形状の燃料噴霧にすると共に、気筒内に生じる吸気流動の順タンブル流と逆タンブル流の比をエンジン負荷に応じて変化させるようにし、
前記順タンブル流と逆タンブル流の比の制御は、前記吸気ポートを上側の通路と下側の通路で構成し、運転条件に応じてこの吸気ポートを、（１）上側通路を開，下側通路を閉、（２）上側通路および下側通路双方を開、（３）上側通路を閉，下側通路を開の切り換え制御をすることにより行われように構成され、
前記吸気ポートの上側通路，下側通路の開閉を切り換える弁が半円形状の弁体で、この半円弁の周縁に面取りが施されていることを
特徴とする筒内噴射式火花点火エンジンの制御装置。
前記順タンブル流と逆タンブル流の比は、順タンブル流の方が逆タンブル流よりも大きくなる制御域〜逆タンブル流の方が順タンブル流よりも大きくなる制御域の範囲にかけて変えることができるようにした請求項１記載の筒内噴射式火花エンジンの制御装置。
気筒の天井壁の中央に点火プラグを配置し、吸気弁の側部にインジェクタを配置した筒内噴射式火花エンジンの制御装置であって、
吸気ポートには、気筒内に導く吸気流の順タンブル流と逆タンブル流との比を運転の負荷に応じて変化させる吸気流動制御手段を設け、前記インジェクタは、気筒内に噴射される燃料噴霧の点火プラグ側稜線の速度がその反対側の稜線よりも大きくなるような非対称形状の燃料噴霧を噴射するよう設定され、かつ運転域に応じて前記吸気流動制御手段及び燃料噴射タイミングを制御して成層燃焼と均質燃焼を実行する燃焼制御手段を有し、
前記吸気流動制御手段は、吸気ポートを上側通路と下側通路により構成し、この上側，下側の通路の開閉を制御する制御弁により構成され、前記燃焼制御手段は、運転条件に応じて前記制御弁及び燃料噴射タイミングを制御することにより、（１）低速・低負荷運転域では、前記吸気ポートの上側通路を開、下側通路を閉、燃料噴射タイミングを圧縮行程時とし、（２）中速・中負荷運転域では、前記上側通路および下側通路の双方を開、燃料噴射タイミングを圧縮行程時とし、（３）高速・高負荷運転域の小さい方から途中までの運転域では、前記上側通路を閉、前記下側通路を開、燃料噴射タイミングを圧縮行程時とし、（４）前記（３）よりも高い高速・高負荷運転域では、前記上側通路および下側通路の双方を開、燃料噴射タイミングを吸気行程とすることを特徴とする筒内噴射式火花エンジンの制御装置。