JPH1136958A

JPH1136958A - 筒内噴射式エンジン

Info

Publication number: JPH1136958A
Application number: JP19731297A
Authority: JP
Inventors: Michihiro Imada; 道宏今田; Masayuki Tetsuno; 雅之鐵野; Tatsuo Yamauchi; 健生山内; Kiyotaka Mamiya; 清孝間宮
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 1999-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】均一燃焼が行われる筒内噴射式エンジンにお
いて、吸気充填量の急増に起因する空燃比の過大化を解
消する。【解決手段】燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内噴射
式エンジンにおいて、吸気行程中に燃料を早期噴射（基
本噴射）して均一燃焼を行う均一燃焼領域が設定された
もの。早期噴射開始時点よりも前のピストン上死点に加
え、早期噴射開始時点よりも後のピストン下死点でも検
出吸入空気流量に基づく吸気充填量の算出を行う。ピス
トン上死点で算出した吸気充填量に基づいて早期噴射で
の燃料噴射量を決定するとともに、ピストン下死点で算
出した吸気充填量が増大している場合には、その増大分
に見合う量の燃料を圧縮行程前半中に追加噴射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室内に直接燃
料を噴射する筒内噴射式エンジンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃焼室内に直接燃料を噴射する筒
内噴射式エンジンとして、例えば特開平８−１８９４０
５号公報に示されるようなものが知られている。このエ
ンジンは、要求燃料噴射量の少ない低負荷運転領域で
は、圧縮行程後半でのみ燃料を噴射することにより、点
火プラグ近傍でのみ局所的かつ相対的に燃料リッチの状
態にし、その周囲の部分を燃料リーンの状態に保って点
火する成層燃焼を行う一方、要求燃料噴射量の多い高負
荷運転領域では、吸気行程中に燃料を早期噴射し、筒内
に均一化させた状態で点火する均一燃焼を行うように構
成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記吸気行程中での早
期噴射を行う場合の燃料噴射量は、当該噴射の開始時点
よりも前の時点（一般には吸気行程が開始されるピスト
ン上死点近傍の時点）で算出された吸気充填量に基づき
決定される。詳しくは、エアフローセンサ等の出力する
吸入空気流量検出信号が毎サイクルのピストン上死点近
傍の時点で取り込まれるとともに、当該検出吸入空気流
量に基づいて吸気充填量が演算され、この吸気充填量と
目標空燃比とに基づいて燃料噴射量が決定される。

【０００４】従って、このようなエンジンでは、上記吸
入空気流量検出信号の取込み及び燃料噴射量の決定が行
われた後に吸入空気流量が急増した場合（例えばアクセ
ルが急激に大きく踏み込まれた場合）には、その吸入空
気流量の増大分が燃料噴射量の演算に考慮されず、結果
的に空燃比が過大となり、最悪の場合には失火が生じる
おそれがある。

【０００５】なお、上記公報には、成層燃焼領域から均
一燃焼領域への過渡期に分割噴射領域を設定し、この領
域で吸気行程噴射（早期噴射）と圧縮行程噴射（後期噴
射）とに分けて燃料を噴射する分割噴射を行うものが開
示されているが、この分割噴射は、１サイクルで必要と
される燃料噴射量を単に２分割しただけのものであり、
吸入空気流量の増大に伴う燃料の不足分を補うものでは
ない。また、ここでいう後期噴射は、成層燃焼を実現す
るために点火時期直前の圧縮行程後半に行われるもので
あり、当該後期噴射で供給される燃料は点火までにほと
んど気化及び霧化されないので、燃料不足分を補うため
に後期噴射での燃料噴射量を増加させることは極めて困
難である。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑み、均一燃
焼を行うための吸気行程噴射を行ってから吸入空気流量
が急増する場合にも、これに良好に対応して適正な燃料
噴射量を確保できる筒内噴射式エンジンを提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、燃焼室内に直接燃料を噴射す
るようにインジェクタが配置されるとともに、このイン
ジェクタから吸気行程中に燃料を早期噴射して均一燃焼
を行う運転領域である均一燃焼領域が設定された筒内噴
射式エンジンにおいて、吸入空気流量検出手段と、上記
均一燃焼領域における早期噴射開始時点よりも前の噴射
前時点と当該早期噴射開始時点よりも後の噴射後時点と
の双方で検出吸入空気流量に基づく吸気充填量の算出を
行う充填量算出手段と、上記噴射前時点で算出された吸
気充填量に基づいて早期噴射での燃料噴射量を決定する
とともに、噴射前時点で算出された吸気充填量よりも噴
射後時点で算出された吸気充填量が大きい場合にその増
大分に見合う量の燃料を圧縮行程前半中に噴射する追加
噴射を行わせる燃料制御手段とを備えたものである。

【０００８】このエンジンでは、まず、噴射前時点で算
出された吸気充填量に基づいて均一燃焼用の早期噴射に
かかる燃料噴射量が演算され、当該量の燃料が吸気行程
中に噴射される。その後、噴射後時点で再び吸気充填量
が演算され、この吸気充填量が上記噴射前時点で演算さ
れた吸気充填量よりも大きい場合（すなわち吸気充填量
が増大した場合）に、当該増大分に見合う燃料が追加噴
射されることにより、空燃比の過大化が防がれる。しか
も、この追加噴射は、点火時期よりも十分手前の圧縮行
程前半で行われるので、この追加噴射された燃料も点火
までに十分気化及び霧化されることが期待できる。

【０００９】本発明では、上記噴射前時点で算出された
吸気充填量よりも噴射後時点で算出された吸気充填量が
一定値以上大きい場合にのみ上記追加噴射を行わせるよ
うに上記燃料制御手段を構成してもよい。この構成で
は、吸気充填量の増大量が微量であって、実質上エンジ
ンの運転に殆ど影響を与えない場合には、追加噴射が省
略されるため、無駄なインジェクタの駆動を防ぐことが
できる。

【００１０】上記追加噴射の開始時期は、圧縮行程前半
の範囲で自由に設定が可能である。ただし、吸気弁の閉
弁時点をピストン下死点以降に設定するとともに、圧縮
行程において上記吸気弁閉弁時点よりも前の時点から上
記追加噴射を開始させるように上記燃料制御手段を構成
すれば、吸気流を利用して追加噴射にかかる燃料の気化
及び霧化をさらに促進させることが可能になる。

【００１１】追加噴射にかかる燃料噴射量は、上記吸気
充填量の増大分に加えてエンジンの加速度も考慮した量
にしてもよい。この場合には、追加噴射によって加速性
能も高めることができる。

【００１２】また、吸気行程中に燃料を噴射する早期噴
射と圧縮行程後半で燃料を噴射する後期噴射とに分けて
燃料噴射を行う運転領域である分割噴射領域を設定する
場合には、この分割噴射領域でも早期噴射開始時点より
も前の噴射前時点と当該早期噴射開始時点よりも後の噴
射後時点との双方で検出吸入空気流量に基づく吸気充填
量の算出を行うように上記充填量算出手段を構成し、噴
射前時点で算出された吸気充填量よりも噴射後時点で算
出された吸気充填量が大きくなった場合にその増大分に
見合う量の燃料を上記後期噴射よりも手前の圧縮行程前
半中に追加噴射するように、燃料制御手段を構成するの
がよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
〜図５に基づいて説明する。

【００１４】図１に示すエンジンの本体１０は、複数の
気筒１２を有し、各気筒１２内にピストン１４が装填さ
れており、各ピストン１４の上方に燃焼室１６が形成さ
れている。この実施の形態では、上記燃焼室１６に対し
て２つの吸気ポートと排気ポートとが開口し、各吸気ポ
ート及び排気ポートがそれぞれ吸気弁１７及び排気弁１
８によって開閉されるようになっている。

【００１５】各燃焼室１６の頂部には点火プラグ２０が
配設され、そのプラグ先端が燃焼室１６内に臨んでい
る。また、各燃焼室１６内には側方からインジェクタ２
２の先端部（すなわち燃料噴射部）が臨み、このインジ
ェクタ２２から燃焼室１６内に直接燃料が噴射されるよ
うに構成されている。各インジェクタ２２は、図略のニ
ードル弁及びソレノイドを内蔵し、このソレノイドに後
述のパルス信号が入力されることにより、そのパルス入
力時期に相当する時期にパルス幅に応じた量だけ燃料を
噴射するように構成されている。

【００１６】上記吸気ポートには吸気通路２４が接続さ
れている。この吸気通路２４には、その上流側から順
に、エアクリーナー２５、エアフローセンサ（吸入空気
流量検出手段）２６、スロットルセンサ及びスロットル
弁をもつエレキスロットル２８、サージタンク３０が設
けられ、サージタンク３０の下流側通路は各吸気ポート
に対応して分岐している。また、排気ポートには排気通
路３４が設けられ、この排気通路３４の途中に適当な触
媒３６が設けられている。

【００１７】上記吸気通路２４と排気通路３４との間に
は、排気ガスを吸気通路２４側に還流させるための排気
ガス還流（以下、ＥＧＲと称する。）通路３２が設けら
れている。このＥＧＲ通路３２の入口端は、排気通路３
４における触媒３６の上流側部分に接続されている。出
口端は、吸気通路２４におけるエレキスロットル２８の
下流側の吸気集合部分に接続され、この出口端にＥＧＲ
弁３３が設けられており、このＥＧＲ弁３３の駆動によ
ってＥＧＲ流量の調節が可能となっている。

【００１８】上記エンジンには、上記スロットルセン
サ、エアフローセンサ２６の他、エンジン回転数等を検
出するためのクランク角センサ３７、アクセル開度セン
サ３８等の各種センサ類が装備され、これらセンサの出
力信号（検出信号）がＥＣＵ（コントロールユニット）
４０に入力されるようになっている。このＥＣＵ４０
は、本発明に関連する機能として、運転状態判定手段４
２、充填量算出手段４４、及び燃料制御手段４６を備え
ている。

【００１９】運転状態判定手段４２は、前記各センサの
出力信号を取り込んで、現在のエンジンの運転状態が図
２に示す３種の運転領域のうちのいずれの領域に属する
のか判定するものである。

【００２０】同図のように、各運転領域はエンジン回転
数ne及びエンジン負荷Peに基づいて区画されている。図
中、成層燃焼領域は、燃料噴射量の少ない低回転低負荷
運転時において、圧縮行程後半でのみ燃料を噴射（後期
噴射）することにより、燃焼室１６内全体は燃料リーン
の状態にしながら点火プラグ２０の近傍のみ他の領域と
比較して相対的かつ局所的にリッチ状態にして点火する
成層燃焼を行う領域である。各均一燃焼領域は、成層燃
焼領域よりも高回転側あるいは高負荷側に設定され、こ
の領域では、筒内に燃料を均一化してから点火を行う均
一燃焼を実現すべく、吸気行程での噴射（早期噴射）が
行われる。

【００２１】なお、図２には、均一燃焼領域よりも高負
荷、高回転側の領域に空気過剰率λが１未満のエンリッ
チ領域を示しているが、この領域は省略が可能である。
また、この明細書及び後述の図４及び図５のフローチャ
ートでは当該エンリッチ領域についての説明を省略す
る。

【００２２】充填量算出手段４４は、図２に示すよう
に、ピストン上死点及び下死点が到来する度に（すなわ
ちクランク角にして180°ごとに）エアフローセンサ２
６による吸入空気流量検出信号を取込み、この信号等に
基づいて各気筒１２についての吸気充填量ceを算出する
ものである。

【００２３】燃料制御手段４６は、運転状態判定手段４
２により判定された運転領域での燃焼に見合う燃料噴射
量及び燃料噴射時期を決定し、図略のインジェクタドラ
イバに指令信号を出力して、上記燃料噴射時期に上記燃
料噴射量に相当する幅のパルス信号をインジェクタ２２
へ出力させるものである。この実施の形態では、上記各
均一燃焼領域において、図２に示すように、吸気行程中
の早期噴射（基本噴射）を行うに加え、必要に応じて圧
縮行程前半中に追加噴射を行うように、燃料制御手段４
６が構成されている。

【００２４】この燃料制御手段４６の行う具体的な制御
動作を図４及び図５のフローチャートに示す。

【００２５】図４のステップＳ１に示すように、ここで
の制御動作は、ピストン上死点（ＴＤＣ）及び下死点
（ＢＤＣ）に到達する度に行われる。この実施の形態で
は、各気筒１２のクランク角が相互にずれており、図示
のフローチャートにかかる制御動作は、各気筒１２のう
ち、吸気行程開始時のピストン上死点及び吸気行程終期
のピストン下死点が到来した気筒１２について選択的に
適用される。

【００２６】まず、エンジン回転数ne、アクセル開度ac
c、及び、検出吸入空気流量から算出される吸気充填量c
eを取り込み（ステップＳ２）、エンジン回転数ne及び
アクセル開度accをパラメータとするマップMap1に基づ
いて目標トルクtrqobjを演算する（ステップＳ３）。そ
して、上記の検出信号に基づき、現在の運転状態がいず
れの運転領域に属するか否かを判定する。

【００２７】成層燃焼領域では（ステップＳ４でＹＥ
Ｓ）、ピストン下死点が到来した時のみ制御動作を行う
（ステップＳ５でＹＥＳ）。まず、エンジン回転数ne及
び目標トルクtrqobjをパラメータとするマップMap2に基
づいて、目標空燃比afwを決定し（ステップＳ６）、同
じくエンジン回転数ne及び目標トルクtrqobjをパラメー
タとするマップMap3に基づいて燃料噴射開始時期tinjを
決定する（ステップＳ７）。このマップMap3により決定
される燃料噴射開始時期は、前記成層燃焼を実現すべ
く、点火時期直前の圧縮行程後半に設定される。

【００２８】さらに、上記空気充填量ceと目標空燃比af
wとの比に係数Ｋを乗じた値を基本燃料噴射量qbaseとし
て演算し（ステップＳ８）、これに（１＋ctotal）（ct
otalは総補正係数）を乗じた値を最終燃料噴射量qfinと
して演算する（ステップＳ９）。そして、この最終燃料
噴射量qfinをパラメータとするテーブルTabに基づいて
燃料噴射パルス幅Tiを演算し（ステップＳ１０）、この
燃料噴射パルス幅Tiでもって上記燃料噴射開始時期tinj
に燃料を噴射させる（ステップＳ１１）。

【００２９】一方、成層燃焼領域以外の均一燃焼領域で
は（ステップＳ４でＮＯ）、図５に示すステップに移行
する。まず、空気過剰率λが１である理論空燃比下での
運転領域では（ステップＳ１２でＹＥＳ）、目標空燃比
を当該理論空燃比（14.7）に設定し（ステップＳ１
３）、エンジン回転数neをパラメータとするテーブルTa
b2に基づいて燃料噴射開始時期tinjを演算する一方（ス
テップＳ１４）、空気過剰率λが１よりも大きいリーン
運転領域では（ステップＳ１２でＮＯ）、エンジン回転
数ne及び目標トルクtrqobjをパラメータとするマップMa
p4に基づいて目標空燃比afw（＞理論空燃比）を演算し
（ステップＳ１５）、同じくエンジン回転数ne及び目標
トルクtrqobjをパラメータとするマップMap5に基づいて
燃料噴射開始時期tinjを演算する（ステップＳ１６）。

【００３０】このステップＳ１４，Ｓ１６で決定される
燃料噴射開始時期tinjは、現在が吸気行程開始時のピス
トン下死点であるという前提で設定される時期であり、
吸気行程中の適当な時期に設定される。もし、ピストン
下死点でなく吸気行程終期のピストン上死点である場合
には、後述のステップＳ２３のように別の時期が改めて
tinjとして設定される。

【００３１】前記成層燃焼領域と同様、空気充填量ceと
目標空燃比afwとの比に係数Ｋを乗じた値を基本燃料噴
射量qbaseとして演算し（ステップＳ１７）、これに
（１＋ctotal）を乗じた値を最終燃料噴射量qfinとして
演算する（ステップＳ１８）。そして、現在が吸気行程
開始時のピストン上死点である場合には（ステップＳ１
９でＮＯ）、ステップＳ１４もしくはＳ１６で設定した
燃料噴射開始時期tinj、及び、ステップＳ１８で演算し
た最終燃料噴射量qfinを維持し、その条件下で早期噴射
を行う（図４のステップＳ１０，Ｓ１１）。

【００３２】これに対し、現在が吸気行程終期のピスト
ン下死点である場合、すなわち、既に基本噴射である早
期噴射が行われた後の時点である場合には（ステップＳ
１９でＹＥＳ）、今回演算した吸気充填量ce(i)と前回
演算した吸気充填量（すなわち吸気行程開始時のピスト
ン上死点で演算した吸気充填量）ce(i-1)との差、すな
わち吸気充填量の変化量Δce＝ce(i)−ce(i-1)を演算す
る（ステップＳ２０）。

【００３３】そして、この変化量Δceが一定値Ｃ１以上
の場合のみ（ステップＳ２１でＹＥＳ）、すなわち、ピ
ストン上死点からピストン下死点に至るまでの間に吸気
充填量ceが一定値Ｃ１以上増大した場合のみ、今回演算
した最終燃料噴射量qfin(i)と前回演算した最終燃料噴
射量qfin(i-1)との差、すなわち、吸気充填量ceの増加
分だけ補わなければならない燃料噴射量を最終燃料噴射
量qfinとして演算し（ステップＳ２２）、この燃料噴射
を開始する時期tinjをエンジン回転数neをパラメータと
するテーブルTab3に基づいて演算する（ステップＳ２
３）。この燃料噴射開始時期tinjは、圧縮行程前半中の
適当な時期に設定される。そして、この燃料噴射開始時
期tinj及び最終燃料噴射量qfinでもって、追加噴射を行
う（図４のステップＳ１０，Ｓ１１）。

【００３４】以上のように、このエンジンでは、均一燃
焼を行うための早期噴射を行うのに加え、この早期噴射
後のピストン下死点で演算した吸気充填量ce(i)が上記
早期噴射前のピストン上死点で演算した吸気充填量ce(i
-1)よりも一定値Ｃ１以上増大した場合に、その増大分
に見合う量の燃料が圧縮行程前半で追加噴射されるた
め、早期噴射での燃料噴射量を決定するための吸気充填
量の演算後に実際の吸気充填量が急増した場合でも、こ
れに対応して追加噴射を行うことによって、空燃比の過
大化を避け、これに起因するエンジンの失火等を防止す
ることができる。

【００３５】図６は、従来のように追加噴射を全く行わ
ないエンジンでの各パラメータの時間変化を調べた実験
データを示し、図７は、前記実施形態のように追加噴射
を行うエンジンでの各パラメータの時間変化を調べた実
験データを示している。図６に示す従来例では、急加速
時等にスロットル開度tvoが急増して充填量ceが急激に
増大すると、これに燃料噴射量が追従できず、実際の空
燃比が一時的に過大となって失火等を生じるおそれがあ
るが、図７に示す本発明エンジンでは、吸気充填量ceの
急増によって、第１気筒の早期噴射パルス幅Ｔ₁₁及び第
２気筒の早期噴射パルス幅Ｔ₁₂だけでは各気筒について
の燃料噴射量が足りなくなってしまう場合でも、これに
追従して第１気筒、第２気筒のそれぞれについて適当な
追加噴射パルス幅Ｔ₂₁，Ｔ₂₂を設定することにより、燃
料不足を補い、実際の空燃比を目標空燃比に良好に追従
させることが可能となっている。

【００３６】本発明の第２の実施の形態を図８及び図９
に示す。この実施の形態では、前記図２に示した低回転
低負荷側の成層燃焼領域と、リーン状態での均一燃焼領
域との間に、分割噴射領域が設定されている。この領域
では、成層燃焼から均一燃焼への過渡期として、図９に
示すように、吸気行程で行う均一燃焼用の早期噴射（基
本噴射）と、圧縮行程後半に行う成層燃焼用の後期噴射
とに分割して燃料噴射を行うように、前記燃料制御手段
４４が構成されている。

【００３７】このような分割噴射領域においても、均一
燃焼領域と同様、吸気行程開始時のピストン上死点に加
え、その後のピストン下死点でも吸気充填量ceの演算を
行い、このピストン下死点における吸気充填量ceがピス
トン上死点での吸気充填量ceよりも増大した場合には、
その増大に伴う燃料噴射量の不足分を圧縮行程前半の追
加噴射で補うことにより、急加速時等においても良好な
運転を確保することができる。前記図４及び図５のフロ
ーチャートでは、分割噴射領域にある場合に図４のステ
ップＳ４でＮＯに進み、図５のステップＳ１２でＮＯに
進んで、以下、リーン状態での均一燃焼領域と同様のス
テップを辿ればよい。この場合、ステップＳ１６では、
燃料噴射時期tinjとして、吸気行程前半の早期噴射開始
時期と、圧縮行程後半の後期噴射開始時期との２つの時
期が設定されることになる。

【００３８】なお、この分割噴射領域は、成層燃焼領域
から均一燃焼領域への過渡期として設定されるものに限
らない。例えば、触媒による排気ガス浄化作用が十分に
得られない触媒冷機状態のときに、エンジンからの水素
炭化物や窒素酸化物の排出量を低減し、かつ、排気温度
を高めて触媒の暖機を促進することを目的に、点火プラ
グ付近の区域に他の区域よりも局所的にリッチな混合気
を形成するために分割噴射を行うような場合にも、本発
明の適用が可能である。

【００３９】以上のような分割噴射を行う場合には、吸
気充填量ceの増大による燃料不足分を後期噴射（成層燃
焼用噴射）における燃料噴射量の増加によって補うこと
も考えられるが、この後期噴射は成層燃焼の実現を目的
として点火直前の圧縮行程後半に行われるものであるた
め、この後期噴射での燃料噴射量を少量増やしただけで
も点火プラグ近傍が過剰リッチとなり易く、好適な運転
を確保することは難しい。これに対し、図９に示すよう
に、圧縮行程後半での後期噴射とは別に圧縮行程前半で
追加噴射をすれば、この追加噴射された燃料を点火まで
に筒内で十分気化・霧化して有効な燃料補充をすること
ができる。

【００４０】特に、吸気弁１７の閉弁時期をピストン下
死点以降の圧縮行程まで遅らせ、この閉弁時期よりも手
前の時期に追加噴射の開始時期を設定すれば、吸気流を
利用することにより、追加噴射にかかる燃料の気化・霧
化をさらに促進できる効果も得られることになる。これ
は、前記第１の実施の形態での追加噴射についても同様
である。

【００４１】本発明は、以上の実施の形態の他、例えば
次のような態様をとることも可能である。

【００４２】(1) 前記各実施形態では、吸気充填量増大
量Δceが一定値Ｃ１以上の場合のみ追加噴射をするもの
を示したが、本発明では、当該増大量Δceが正値の場
合、すなわち、僅かでも吸気充填量ceが増大した場合に
追加噴射をするようにしてもよい。ただし、上記一定値
Ｃ１を適当な値に設定すれば、吸気充填量の変化が微量
で運転にほとんど影響を与えないような場合には追加噴
射を省略することができ、インジェクタの駆動回数を必
要以上に増やさなくても済む利点がある。

【００４３】(2) 前記実施形態では、吸気充填量の増大
分に見合う量だけ追加噴射をするものを示したが、エン
ジンの加速時にその加速に見合う量の燃料も加えて追加
噴射するようにすれば、良好な加速性能を得ることが可
能になる。

【００４４】(3) 前記実施形態では、吸気充填量ceの演
算時期をピストン上死点及び下死点に設定したが、本発
明ではこれらの時点より多少ずれた時点で演算を行って
もよい。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明は、燃料の早期噴
射が行われる均一燃焼領域をもつ筒内噴射式エンジンに
おいて、早期噴射開始時点の前後で検出吸入空気流量に
基づく吸気充填量の算出を行い、噴射前時点で算出され
た吸気充填量に基づいて早期噴射での燃料噴射量を決定
するとともに、噴射前時点で算出された吸気充填量より
も噴射後時点で算出された吸気充填量が大きい場合にそ
の増大分に見合う量の燃料を圧縮行程前半中に追加噴射
するようにしたものであるので、吸気充填量の急増に起
因する空燃比の過大化を防ぎ、ひいてはエンジンの失火
等を防止できる効果がある。

【００４６】また、上記噴射前時点で算出された吸気充
填量よりも噴射後時点で算出された吸気充填量が一定値
以上大きい場合にのみ上記追加噴射を行わせるようにす
れば、吸気充填量の増大量が微量で実質上追加噴射が必
要ない場合にこれを省略することができ、インジェクタ
の駆動回数を削減することができる。

【００４７】吸気弁の閉弁時点をピストン下死点以降に
設定するとともに、圧縮行程において上記吸気弁閉弁時
点よりも前の時点から上記追加噴射を開始させるように
上記燃料制御手段を構成したものでは、吸気流を利用し
て追加噴射にかかる燃料の気化及び霧化をさらに促進さ
せ、追加噴射による空燃比増大抑制効果をさらに高める
ことができる。

【００４８】上記吸気充填量の増大分に加えてエンジン
の加速度も考慮した量を追加噴射にかかる燃料噴射量と
して演算するものでは、この追加噴射によって加速性能
も高めることができる。

【００４９】また、吸気行程中に燃料を噴射する早期噴
射と圧縮行程後半で燃料を噴射する後期噴射とに分けて
燃料噴射を行う運転領域である分割噴射領域を設定する
とともに、この分割噴射領域でも早期噴射開始時点より
も前の噴射前時点と当該早期噴射開始時点よりも後の噴
射後時点との双方で検出吸入空気流量に基づく吸気充填
量の算出を行うように上記充填量算出手段を構成し、噴
射前時点で算出された吸気充填量よりも噴射後時点で算
出された吸気充填量が大きくなった場合にその増大分に
見合う量の燃料を上記後期噴射よりも手前の圧縮行程前
半中に追加噴射するように構成したものでは、当該分割
噴射領域でも、吸気充填量の増大に起因する空燃比の過
大化及びエンジンの失火等を防止できる効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるエンジンの
全体構成図である。

【図２】上記エンジンにおいて設定された各運転領域を
示すグラフである。

【図３】上記エンジンでの燃料噴射時期を示すグラフで
ある。

【図４】上記エンジンにおいて行われる燃料噴射制御動
作を示すフローチャートである。

【図５】上記エンジンにおいて行われる燃料噴射制御動
作を示すフローチャートである。

【図６】追加噴射が行われない従来のエンジンにおいて
吸気充填量が変化した際の各パラメータの変化を示すグ
ラフである。

【図７】本発明にかかるエンジンにおいて吸気充填量が
変化した際の各パラメータの変化を示すグラフである。

【図８】本発明の第２の実施の形態にかかるエンジンに
おいて設定された各運転領域を示すグラフである。

【図９】本発明の第２の実施の形態にかかるエンジンで
の燃料噴射時期を示すグラフである。

【符号の説明】

１０エンジン本体１６燃焼室１７吸気弁２２インジェクタ２４吸気通路２６エアフローセンサ（吸入空気流量検出手段）４０ＥＣＵ４２運転状態判定手段４４充填量算出手段４６燃料制御手段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 45/00 ３６６Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６６Ｇ (72)発明者間宮清孝広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室内に直接燃料を噴射するようにイ
ンジェクタが配置されるとともに、このインジェクタか
ら吸気行程中に燃料を早期噴射して均一燃焼を行う運転
領域である均一燃焼領域が設定された筒内噴射式エンジ
ンにおいて、吸入空気流量検出手段と、上記均一燃焼領
域における早期噴射開始時点よりも前の噴射前時点と当
該早期噴射開始時点よりも後の噴射後時点との双方で検
出吸入空気流量に基づく吸気充填量の算出を行う充填量
算出手段と、上記噴射前時点で算出された吸気充填量に
基づいて早期噴射での燃料噴射量を決定するとともに、
噴射前時点で算出された吸気充填量よりも噴射後時点で
算出された吸気充填量が大きい場合にその増大分に見合
う量の燃料を圧縮行程前半中に噴射する追加噴射を行わ
せる燃料制御手段とを備えたことを特徴とする筒内噴射
式エンジン。
【請求項２】請求項１記載の筒内噴射式エンジンにお
いて、上記噴射前時点で算出された吸気充填量よりも噴
射後時点で算出された吸気充填量が一定値以上大きい場
合にのみ上記追加噴射を行わせるように上記燃料制御手
段を構成したことを特徴とする筒内噴射式エンジン。
【請求項３】請求項１または２記載の筒内噴射式エン
ジンにおいて、吸気弁の閉弁時点をピストン下死点以降
に設定するとともに、圧縮行程において上記吸気弁閉弁
時点よりも前の時点から上記追加噴射を開始させるよう
に上記燃料制御手段を構成したことを特徴とする筒内噴
射式エンジン。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の筒内噴
射式エンジンにおいて、上記吸気充填量の増大分に加え
てエンジンの加速度も考慮した量の燃料を追加噴射させ
るように上記燃料制御手段を構成したことを特徴とする
筒内噴射式エンジン。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の筒内噴
射式エンジンにおいて、吸気行程中に燃料を噴射する早
期噴射と圧縮行程後半で燃料を噴射する後期噴射とに分
けて燃料噴射を行う運転領域である分割噴射領域を設定
するとともに、この分割噴射領域でも早期噴射開始時点
よりも前の噴射前時点と当該早期噴射開始時点よりも後
の噴射後時点との双方で検出吸入空気流量に基づく吸気
充填量の算出を行うように上記充填量算出手段を構成
し、噴射前時点で算出された吸気充填量よりも噴射後時
点で算出された吸気充填量が大きくなった場合にその増
大分に見合う量の燃料を上記後期噴射よりも手前の圧縮
行程前半中に追加噴射するように上記燃料制御手段を構
成したことを特徴とする筒内噴射式エンジン。