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JP2002339789A - 火花点火式直噴エンジンの制御装置および燃料噴射時期設定方法 - Google Patents

火花点火式直噴エンジンの制御装置および燃料噴射時期設定方法

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Publication number
JP2002339789A
JP2002339789A JP2001147020A JP2001147020A JP2002339789A JP 2002339789 A JP2002339789 A JP 2002339789A JP 2001147020 A JP2001147020 A JP 2001147020A JP 2001147020 A JP2001147020 A JP 2001147020A JP 2002339789 A JP2002339789 A JP 2002339789A
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JP
Japan
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fuel
fuel injection
timing
engine
ignition
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001147020A
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English (en)
Inventor
Kiyotaka Mamiya
清孝 間宮
Masayuki Tetsuno
雅之 鐵野
Tatsuo Yamauchi
健生 山内
Muneyuki Oota
統之 太田
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP2001147020A priority Critical patent/JP2002339789A/ja
Priority to EP02010872A priority patent/EP1258622A3/en
Priority to US10/145,999 priority patent/US6681739B2/en
Priority to KR1020020026968A priority patent/KR20020087891A/ko
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Abstract

(57)【要約】 【課題】タンブル流を利用して成層化を図る火花点火式
直噴エンジンにおいて、成層領域の低速側から高速側ま
でにわたり良好に成層燃焼が行われるようにして、燃費
改善効果を高める。 【解決手段】成層燃焼時に燃焼室内でタンブル流と燃料
噴霧を衝突させることにより点火時期に点火プラグ付近
に可燃混合気を生成するようにした火花点火式直噴エン
ジンにおいて、燃料噴射弁からの噴霧の貫徹力を成層燃
焼領域内ではエンジン回転速度が高くなるにつれて強く
するように燃圧を制御する燃圧制御手段５５と、噴射時
期設定手段４９等からなる燃料噴射時期制御手段とを備
える。燃料噴射時期制御手段は、燃料噴射終了時期と点
火時期との間隔を、成層燃焼領域内の同一負荷状態にお
いてエンジン回転速度が高くなるほど時間的に短くなる
ように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室に直接燃料
を噴射する燃料噴射弁を備えるとともに、成層燃焼運転
時にタンブル流を利用して点火プラグ周りに可燃混合気
を成層化するようにした火花点火式直噴エンジンにおい
て、燃料噴射等の制御を行う制御装置及び燃料噴射時期
設定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、火花点火式エンジンにおい
て、燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を設け、低
回転低負荷側の運転領域では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
り点火プラグ周りに混合気を偏在させて成層燃焼を行わ
せ、これにより燃費改善を図るようにした火花点火式直
噴エンジンは種々知られている。
【０００３】例えば特開２０００−１０４５５０号公報
に示されたエンジンでは、燃焼室内にタンブルが生成さ
れるように吸気ポートを形成するとともに、燃焼室に直
接燃料を噴射する燃料噴射弁を設け、成層燃焼時には圧
縮行程後期にこの燃料噴射弁からタンブル流に逆行する
方向に燃料を噴射させることにより、燃料噴射弁からの
燃料噴霧がタンブル流と衝突して点火プラグ付近へ搬送
されるようにしている。
【０００４】火花点火式直噴エンジンにおいて、成層燃
焼時の燃料噴射時期及び点火時期の制御は、例えば特開
２０００−２０５００６号公報に示されるように行われ
る。すなわち、成層燃焼時に、燃料噴射時期は目標負荷
及びエンジン回転数に応じて予め設定されたマップから
求められ、また、点火時期は、目標負荷及びエンジン回
転数に応じて予め設定されたマップから求められる基本
点火時期と、水温等に応じた各種補正量とに基づいて演
算されるようになっている。
【０００５】なお、このように成層燃焼時に燃料噴射時
期を目標負荷及びエンジン回転数に応じて制御する場
合、エンジン回転数に応じた制御としては、通常、回転
数の上昇につれ、燃料噴射終了時期と点火時期との時間
間隔が短くなることがないように、燃料噴射時期が進角
されることにより燃料噴射終了時期と点火時期とのクラ
ンク角間隔が大きくされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の特開
２０００−１０４５５０号公報に示されるような従来の
タンブル流を利用した火花点火式エンジンでは、成層燃
焼領域の低速側から高速側までの広い回転数域にわたっ
て成層化状態を良好に保つことが難しいという問題が残
されていた。
【０００７】すなわち、エンジン回転数が高くなるにつ
れて吸気流速が速くなるので、吸気ポートから燃焼室に
流入する気流によって生じるタンブル流はエンジン回転
数が高くなるにつれて強くなる傾向があり、このため、
燃料噴射弁からの燃料噴霧の貫徹力が一定であると、例
えば低速域で適正に成層化されるように設定されていて
も、タンブル流が強くなる高速側では燃料噴霧がタンブ
ル流により燃焼室周辺へ押し流され易くなる。そこで、
エンジン回転数が高くなるにつれ、燃料噴射弁に供給さ
れる燃料の圧力（燃圧）を高める等によって噴霧の貫徹
力をタンブル流に見合うように強めることが考えられ
る。
【０００８】しかし、このようにエンジン回転数が高く
なるにつれて燃料噴霧の貫徹力を高めることによりタン
ブル流とのバランスが保たれるようにしても、それに伴
って衝突エネルギーが増大することから燃料が拡散し易
くなる傾向が生じるという問題が残される。
【０００９】本発明はこのような点に鑑み、タンブル流
を利用して成層化を図るようにするものにおいて、成層
領域の低速側から高速側までにわたり良好に成層燃焼が
行われるようにして、燃費改善効果を高めることができ
る火花点火式直噴エンジンの制御装置及び燃料噴射時期
設定方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、燃焼室内にタンブル流を生成するタンブル
生成手段と、タンブル流に逆行するように燃料を燃焼室
内に噴射する燃料噴射弁とを備え、エンジンの低速、低
負荷側の所定運転領域である成層燃焼領域で点火時期に
点火プラグ付近に可燃混合気を生成するように燃料噴射
弁から燃料を噴射させるようにした火花点火式直噴エン
ジンにおいて、燃料噴射弁からの噴霧の貫徹力を成層燃
焼領域内ではエンジン回転速度が高くなるにつれて強く
するように調節する貫徹力調節手段と、上記燃料噴射弁
からの燃料噴射時期を運転状態に応じて制御する燃料噴
射制御手段とを備え、上記燃料噴射制御手段は、成層燃
焼領域では点火時期前の圧縮行程で燃料噴射弁から燃料
を噴射させ、かつ、燃料噴射終了時期と点火時期との間
の間隔を、成層燃焼領域内の同一負荷状態においてエン
ジン回転速度が高くなるほど時間的に短くなるように制
御することを特徴とするものである。
【００１１】この構成によると、成層燃焼領域では、点
火時期に対応づけて燃料噴射弁からの燃料噴射時期が制
御されつつ、タンブル流に逆行するように燃料が噴射さ
れることにより、点火時期に点火プラグ付近に可燃混合
気が生成され、成層燃焼が行われる。
【００１２】特に、成層燃焼領域内で、エンジン回転速
度が高くなるにつれてタンブル流が強くなるが、それに
対応するように燃料噴射弁からの燃料噴霧の貫徹力が強
められることにより、タンブル流の強さと燃料噴霧の貫
徹力とがバランスする状態が維持される。さらに、この
ように成層燃焼領域内の高回転側でタンブル流及び燃料
噴霧の貫徹力がともに強くなることで衝突エネルギーが
増大して燃料が拡散し易くなる傾向に対し、燃料噴射終
了時期と点火時期との時間間隔が短くなることで燃料の
拡散が抑制されて上記傾向が是正される。これらの作用
で成層領域内の低速側から高速側にまでわたり、成層化
状態が良好に保たれることとなる。
【００１３】この発明の装置において、上記燃料噴射制
御手段は、成層燃焼領域内でのエンジン回転速度に応じ
た制御として、燃料噴射終了時期と点火時期との間のク
ランク角間隔が高速側では低速側と比べて略同一または
短くなるように制御すればよい。このようにすること
で、エンジン回転数が高くなるにつれ、タンブル流及び
燃料噴霧の貫徹力が強くなることで燃料が拡散し易くな
る傾向に対し、これを有効に是正し得る程度に拡散抑制
作用が得られる。
【００１４】また、上記燃料噴射制御手段は、成層燃焼
領域内でのエンジン負荷の変化に対しては、負荷が高く
なるにつれて燃料噴射終了時期と点火時期との間のクラ
ンク角間隔が長くなるように制御することがこのまし
い。このようにすると、成層燃焼領域内でエンジン負荷
が高くなることにより燃料噴射量が多くなったとき、点
火プラグ周りに燃料が集中し過ぎる傾向が是正されて、
成層燃焼領域内での高負荷域でも適度の成層化状態が得
られる。
【００１５】なお、上記貫徹力調節手段は、例えば燃料
噴射弁に供給する燃料の圧力を調節するものである。
【００１６】上記点火時期は、エンジン負荷が高くなる
につれて遅角するように設定されていることが好まし
い。このようにすると、成層燃焼領域のうちで燃料噴射
量が多い高負荷側では、燃料噴射開始時期があまり早く
ならないようにしつつ燃料噴射終了時期と点火時期との
間のクランク角間隔が低負荷時と比べて長くされ、成層
化が良好に行われる。
【００１７】また、本発明は、燃焼室内にタンブル流を
生成するタンブル生成手段と、タンブル流に逆行するよ
うに燃料を燃焼室内に噴射する燃料噴射弁とを備え、エ
ンジンの低速、低負荷側の所定運転領域である成層燃焼
領域で点火時期に点火プラグ付近に可燃混合気を生成す
るように燃料噴射弁から燃料を噴射させるようにした火
花点火式直噴エンジンの燃料噴射時期を設定する方法で
あって、アクセル操作量とエンジン回転速度とに応じて
目標負荷を求め、成層燃焼領域では上記目標負荷とエン
ジン回転速度とに応じて点火時期を求め、この点火時期
を基準にエンジン回転数に対しては略一定のクランク角
だけ前の時期を燃料噴射の終了時期として設定すること
を特徴とするものである。
【００１８】この方法によると、上記のように成層領域
内の低速側から高速側にまでわたり成層状態が良好に保
たれるようにするための燃料噴射終了時期の設定が容易
に、かつ正確に行われる。
【００１９】この方法において、点火時期を基準に燃料
噴射の終了時期として設定する際、目標負荷が高いほど
燃料噴射の終了時期を早めることが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
【００２１】図１は、本発明の一実施形態による火花点
火式直噴エンジンの全体的な構成を示す。この図におい
て、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上に配置さ
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挿されていて、そのピ
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
方部に回転自在に支持されたクランク軸７に、コネクテ
ィングロッド８を介して連結されている。クランク軸７
の一端側には、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が配置されてい
る。
【００２２】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の下端まで延びる２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２つの傾斜面には吸気ポート
１０及び排気ポート１１がそれぞれ２つずつ（図面では
１つずつのみを示す）開口し、各ポート１０，１１の開
口端に吸気弁１２及び排気弁１３が設けられている。こ
れら吸気弁１２及び排気弁１３は、シリンダヘッド４の
上部に軸支された２本のカム軸１４等からなる動弁機構
により、それぞれ各気筒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。
【００２３】上記燃焼室６の中央部の上方には、上記４
つの吸排気弁に取り囲まれるように点火プラグ１６が配
置されており、この点火プラグ１６の先端が上記天井部
から燃焼室６内に突出している。この点火プラグ１６に
は点火回路１７が接続され、各気筒２毎に所定のタイミ
ングで点火プラグ１６に通電するようになっている。
【００２４】また、燃焼室６の周縁部には、２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。この燃料噴射弁１８の基端
部には、全気筒２に共通の燃料分配管１９が接続されて
いて、燃料供給系２０から供給される高圧の燃料を各気
筒に分配するようになっている。なお、燃料噴射系２０
は、その詳細についての図示及び説明は省略するが、燃
料分配管１９と燃料タンクとの間の燃料通路に、低圧燃
料ポンプ、低圧レギュレータ、燃料フィルタ及び電動高
圧燃料ポンプ等を配設している。そして、上記電動高圧
燃料ポンプから燃料分配管１９への燃料の吐出量を可変
調節することにより、燃料噴射弁１８から噴射される燃
料の圧力（燃圧）を制御することができるようになって
いる。
【００２５】エンジン本体１の構造を、図２の拡大断面
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は、燃焼室６から斜め上方に向かって直線的に延
びていて、エンジン本体１の一側面（図２で右側面）に
開口しており、２つの吸気ポート（一方は図示せず）は
互いに独立して形成されている。これらの吸気ポート１
０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燃焼室６内に
タンブル流Ｔが生成されるようになっている。図２のよ
うに燃焼室６の右側に吸気ポート１０、左側に排気ポー
ト１１が位置する断面においては反時計方向（図２中の
矢印方向）にタンブル流Ｔが生成される。
【００２６】上記燃料噴射弁１８からの燃料噴射方向は
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２に示す断面において燃焼室６の右
側に位置する燃料噴射弁１８から斜め左下方に向けて燃
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と逆行する方向に向かうよう
になっている。
【００２７】また、上記ピストン５の冠面には凹部５ａ
が形成されている。この凹部５ａは、シリンダ軸線を挟
んで左右両方に略同等に広がり、図２に示す断面におい
て底面が滑らかに湾曲し、平面視では図３に示すよう
に、凹部５ａの開口が燃料噴射弁１８による燃料噴射方
向（燃料噴霧の中心線の延びる方向：図３において左右
方向）を長軸、これと直交する方向を短軸とする略楕円
形状に形成されている。この凹部５ａにタンブル流Ｔと
燃料噴霧とが互いに逆の方向から導入されることにより
凹部５ａ内でタンブル流Ｔと燃料噴霧とが正面衝突する
ようになっている。
【００２８】上記凹部５ａを除いたピストン５冠面の外
周側部分５ｂは、対向する燃焼室６天井部の傾斜面に略
平行に沿うような形状とされていて、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冠面の外周側部分５ｂ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は上死点、Ｂ
ＴＤＣは上死点前、ＣＡはクランク角を意味する。
【００２９】また、図１に示すように、各気筒の吸気ポ
ート１０に連通する吸気通路２１がエンジン本体１の一
側面に接続される一方、各気筒の排気ポート１１に連通
する排気通路２２がエンジン本体１の他側面に接続され
ている。
【００３０】上記吸気通路２１は、エンジン本体１の各
気筒２の燃焼室６に対し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２３
と、電動式モータ２５により駆動されて開閉する電気式
スロットル弁２４と、サージタンク２６とが配設されて
いる。また、サージタンク２６よりも下流の吸気通路２
１は、各気筒２毎に分岐する独立吸気通路とされてお
り、各独立吸気通路の下流端部はさらに２つに分岐し
て、２つの吸気ポート１０にそれぞれ連通している。
【００３１】２つの吸気ポート１０の各上流側には、燃
焼室６におけるタンブルの流速を調節するタンブル調節
弁２７が配設され、このタンブル調節弁２７が、例えば
ステッピングモータからなるアクチュエータ２８によっ
て開閉作動されるようになっている。このタンブル調節
弁２７は、円形のバタフライバルブの一部を切り欠き、
例えば弁軸より下側の部分を切り欠いて形成されてお
り、タンブル調節弁２７が閉じられているときには吸気
が切欠き部分から下流側に流れて、燃焼室６に強いタン
ブル流が生成され、タンブル調節弁２７が開かれるにつ
れ、タンブル流の強度が徐々に弱められるようになって
いる。
【００３２】なお、吸気ポート１０やタンブル調節弁２
７の形状は上述したものに限られず、例えば、吸気ポー
ト１０は上流側で１つに合流する所謂コモンポートであ
ってもよい。この場合、タンブル調節弁２７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。
【００３３】一方、上記排気通路２２は、燃焼室６から
既燃ガスを排出するものであり、その上流端側には各気
筒２の排気ポート１１に連通する排気マニフォールド２
２ａを備えている。この排気マニフォールド２２ａ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
３０が配設されている。このリニアＯ2センサ３０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
られるもので、理論空燃比を含む所定の空燃比範囲にお
いて酸素濃度に対しリニアな出力が得られるようになっ
ている。
【００３４】排気マニフォールド２２ａの集合部には排
気管２２ｂの上流端が接続され、この排気管２２ｂの下
流側には排気を浄化するための触媒３１が設けられてい
る。また、排気管２２ｂの上流側には、排気通路２２を
流れる排気の一部を吸気通路２１に還流させるＥＧＲ通
路３３の上流端が接続されている。このＥＧＲ通路３３
の下流端は上記スロットル弁２４とサージタンク２６と
の間の吸気通路２１に接続され、ＥＧＲ通路３３の途中
には開度調節可能な電気式のＥＧＲ弁３４が配設されて
いて、ＥＧＲ通路３３による排気の還流量を調節できる
ようになっている。
【００３５】上記点火回路１７、燃料噴射弁１８、燃料
供給系２０、スロットル弁２４を駆動するモータ２５、
タンブル調節弁２７のアクチュエータ２８、電気式ＥＧ
Ｒ弁３４等は、エンジンコントロールユニット４０（以
下、ＥＣＵという）によって制御されるようになってい
る。一方、このＥＣＵ４０には、上記クランク角センサ
９、エアフローセンサ２３、リニアＯ2センサ３０等か
らの信号が入力され、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３６か
らの検出信号、エンジンの回転速度を検出する回転速度
センサ３７からの検出信号等も入力されるようになって
いる。
【００３６】図４は上記ＥＣＵ４０に機能的に含まれる
手段の構成を示している。この図において，ＥＣＵ４０
は目標負荷設定手段４１を有し、この目標負荷設定手段
４１は、アクセル開度accel及びエンジン回転数neに応
じてマップ等から、要求エンジントルクに見合う仮想充
填効率を求め、この仮想充填効率からこれに対応した目
標図示平均有効圧力を求めて、これを目標負荷とする。
【００３７】この場合に、所定の計算で仮想充填効率か
ら第１の目標図示平均有効圧力Piobjを求める一方、仮
想充填効率になまし処理を施し、このなまし処理後の仮
想充填効率から第２の目標図示平均有効圧力Piobjdを求
めるようになっている。
【００３８】ＥＣＵ４０はさらに運転モード設定手段４
２を有し、この運転モード設定手段４２は、目標負荷
（目標図示平均有効圧力Piobj）とエンジン回転数neと
に応じて基本的な運転モードmodsを設定する。すなわ
ち、図５に示すように、目標負荷（目標図示平均有効圧
力Piobj）が第１設定値Ｐ１より低く、かつ、エンジン
回転数neが設定回転数より低い領域（成層燃焼領域）で
は、空燃比を理論空燃比よりも大（空気過剰率λをλ＞
１）としつつ成層燃焼を行なう成層燃焼モードとし、こ
の領域より高負荷側及び高回転側の領域（均一燃焼領
域）では空燃比を理論空燃比以下（λ≦１）としつつ均
一燃焼を行なう均一燃焼モードとする。なお、好ましく
は、均一燃焼領域のうち、目標負荷（目標図示平均有効
圧力Piobj）が第２設定値Ｐ２より低い大部分の領域で
は空燃比が理論空燃比とされ、アクセル全開域（目標負
荷が第２設定値Ｐ２以上の領域）等では空燃比が理論空
燃比よりもリッチ（λ＜１）に設定される。
【００３９】さらにＥＣＵ４０は、スロットル弁２４で
調節される吸気量、タンブル調節弁２７で調節されるタ
ンブル強度、燃料噴射弁１８からの燃料噴射量及び燃料
噴射時期、点火プラグ１６の点火時期等の各種制御パラ
メータの値を目標負荷及びエンジン回転数ne等に応じて
決定する。この場合、吸気量等の応答速度の低い制御パ
ラメータ（低速応答系）の制御と、燃料噴射量及び噴射
時期、点火時期等の応答速度の高い制御パラメータ（高
速応答系）の制御とのタイミングを調整するため、制御
パラメータのうちで低速応答系の制御値を決定するため
の目標負荷としては第１の目標図示平均有効圧力Piobj
が用いられ、高速応答系の制御値を決定するための目標
負荷としては第２の目標図示平均有効圧力Piobjdが用い
られる。
【００４０】具体的に説明すると、吸気量制御のための
手段としては目標空燃比設定手段４３及びスロットル開
度演算手段４４を有している。上記目標空燃比設定手段
４３は、吸気量制御用の目標空燃比afwbを、上記運転モ
ード設定手段４２で設定される運転モードmods別に設定
するものであり、成層燃焼モードでは第１の目標図示平
均有効圧力Piobjとエンジン回転数neとに応じ、予め作
成されているマップから目標空燃比afwbを求め、また、
均一燃焼領域では目標空燃比afwbを理論空燃比等に設定
するようになっている。
【００４１】上記スロットル開度演算手段４４は、目標
負荷に対応する仮想充填効率（理論空燃比で運転される
状態を想定した目標負荷に対応する値）と目標空燃比af
wbとから目標充填効率を求め、この目標充填効率とエン
ジン回転数neとに基づいて目標スロットル開度を演算
し、それに応じた制御信号をスロットル弁駆動用のモー
タ２５に出力する。
【００４２】なお、吸気系に関係する制御を行う手段と
してはさらに、図示しないが、ＥＧＲ制御手段及びタン
ブル制御手段を有する。ＥＧＲ制御手段は、運転状態に
応じてＥＧＲ弁３４を制御し、例えば、成層燃焼領域と
均一燃焼領域のうちで理論空燃比とされる領域（目標負
荷が第２設定値Ｐ２より低い領域）とではＥＧＲ弁３４
を開いて排気還流を行わせ、均一燃焼領域のうちで空燃
比がリッチとされるアクセル全開域（目標負荷が設定値
Ｐ２以上の領域）ではＥＧＲ弁３４を閉じる。また、タ
ンブル制御手段は、運転状態に応じてタンブルの強さを
調節すべく、運転モードmodsと目標負荷（目標図示平均
有効圧力Piobj）及びエンジン回転数neに基づいてタン
ブル調節弁２７の開度を設定するようになっている。
【００４３】燃料噴射弁１８からの燃料噴射に関係する
手段としては、目標空燃比作成手段４６及び運転モード
設定手段４７を有するとともに、噴射量演算手段４８、
噴射時期設定手段４９及び噴射制御手段５０からなる燃
料噴射制御手段を有する。
【００４４】上記目標空燃比作成手段４６は、燃料噴射
量等制御用の目標空燃比を求めるものであり、過渡時の
目標空燃比afw0と、定常時の目標空燃比afwbdとを求め
るとともに、これら目標空燃比afw0，afwbdのいずれか
を選択して最終的な燃料噴射量等制御用の目標空燃比af
wを決定する。
【００４５】過渡時の目標空燃比afw0は、実充填効率の
下で目標負荷に対応するトルクが得られるように、実充
填効率ceと第２の目標図示平均有効圧力Piobjdとに基づ
いて求められる。上記実充填効率ceはエアフローセンサ
２３の出力から求められる。一方、定常時の目標空燃比
afwbdは、成層燃焼モードでは第２の目標図示平均有効
圧力Piobjdとエンジン回転数neとに応じ、予め作成され
ているマップから求められ、均一燃焼モードでは理論空
燃比等に設定される。
【００４６】そして、吸気量制御用の目標空燃比afwbと
上記目標空燃比afw0との偏差が大きくなる過渡時には、
目標空燃比afw0が最終的な目標空燃比afwとされ、上記
偏差が小さい定常時には上記目標空燃比afwbdが最終的
な目標空燃比afwとされる。
【００４７】運転モード設定手段４７は、高速系の制御
パラメータを決定するために用いる運転モードmodfを、
燃料噴射量制御用等の目標空燃比afwに応じて設定する
もので、上記目標空燃比afwが所定値以上のときは成層
燃焼モード、所定値より小さいときは均一燃焼モードと
する。なお、この運転モード設定手段４７により設定さ
れる高速系用の運転モードmodfと運転モード設定手段４
２により設定される基本的な運転モード（低速系用の運
転モード）modsとは、定常時には一致するが、運転モー
ドが移行する過渡時には食い違うことがある。
【００４８】噴射量演算手段４８は、エアフローセンサ
２３の出力から求められた実充填効率ceと、目標空燃比
作成手段４６により求められた目標空燃比afwとに基づ
いて基本噴射量を演算し、さらに各種補正値（例えばリ
ニアＯ2センサ３０の検出値と目標空燃比との比較に基
づくフィードバック補正値等）を加味して最終噴射量を
演算し、この最終噴射量に比例した噴射パルス幅を求め
る。
【００４９】噴射時期設定手段４９は、燃料噴射時期を
運転モード及び運転状態等に応じて設定するもので、具
体的には図６に示すように、運転モード設定手段４７に
より設定される高速系用の運転モードmodfを判定する運
転モード判定手段４９ａと、この判定手段４９ａによる
判定に応じて成層燃焼時及び均一燃焼時にそれぞれ噴射
時期の演算を行う噴射時期演算手段４９ｂ，４９ｃによ
り構成されている。
【００５０】成層燃焼時噴射時期演算手段４９ｂは、成
層燃焼を行わせるべく噴射時期を圧縮行程の期間内と
し、とくに、後に詳述するように、目標負荷（第２の目
標図示平均有効圧力Piobjd）に応じて燃料噴射終了時期
と点火時期との間のクランク角間隔を求め、これと後記
点火時期演算手段５２により演算される点火時期IgTと
に基づいて噴射時期を演算する。また、均一燃焼時噴射
時期演算手段４９ｃは、均一燃焼を行わせるべく噴射時
期を吸気行程の期間内とし、実充填効率ce及びエンジン
回転数neに基づいてマップから噴射時期を求める。
【００５１】上記噴射制御手段５０は、上記噴射時期設
定手段４９により設定された噴射時期に、上記噴射量演
算手段４８により演算された噴射パルス幅に相当する時
間だけ燃料噴射弁１８を作動させるように、噴射パルス
を出力する。
【００５２】点火時期を制御する手段としては、基本点
火時期及び補正量を設定する設定手段５１と、点火時期
演算手段５２を有し、さらに当実施形態では、ラフネス
に応じて点火時期を補正すべく、ラフネス指数演算手段
５３及びラフネス補正量演算手段５４を有する。
【００５３】上記設定手段５１は、運転モード設定手段
４７で設定される運転モードmodf別に基本点火時期等を
設定するもので、成層燃焼モードでは目標負荷（第２の
目標図示平均有効圧力Piobjd）とエンジン回転数neとに
応じてマップから基本点火時期を求め、均一燃焼モード
では実充填量ceとエンジン回転数neとに応じてマップか
ら基本点火時期を求めるようにし、このほかに水温等に
応じた各種補正量を求める。上記基本点火時期は、目標
負荷との関係としては、圧縮上死点よりも早い範囲で、
目標負荷が高くなるにつれて遅くなるように（圧縮上死
点に近づくように）設定されている。
【００５４】また、上記ラフネス指数演算手段５３は、
エンジンの回転変動を調べることにより燃焼変動を検出
して、その変動割合を表すラフネス指数を演算し、ラフ
ネス補正量演算手段５４は、上記ラフネス指数に応じた
点火時期補正量を演算する。
【００５５】そして、点火時期演算手段５２は、上記基
本点火時期と各種補正量及びラフネス指数に応じた補正
量から最終的な点火時期を求め、それに応じて点火回路
１７に点火時期をコントロールする信号を出力する。
【００５６】また、５５は燃圧制御手段であり、成層燃
焼領域においては圧縮行程での燃焼室内圧力よりも燃圧
を高くし、かつ、タンブル流とのバランスを保つように
燃料噴霧の貫徹力を調整すべく、運転状態に応じて燃圧
を制御し、例えばエンジン回転数が高くなるにつれてタ
ンブル流が強くなることから、それのに対応して燃圧を
高めることにより燃料噴霧の貫徹力を強めるように、エ
ンジン回転数等に応じてテーブル等から目標燃圧を算出
し、その目標燃圧に応じて燃料供給系２０の高圧燃料ポ
ンプに対し制御信号を出力するようになっている。
【００５７】図７は主に吸入空気量の制御と燃料噴射時
期及び点火時期の制御に関して、上記ＥＣＵ４０により
行われる処理をフローチャートで示している。
【００５８】このフローチャートの処理がスタートする
と、先ずステップＳ１で、上記目標負荷設定手段４１と
しての機能により、エンジン回転数（ne）とアクセル開
度（accel）から目標負荷（Piobj）が算出され、ステッ
プＳ２で、上記運転モード設定手段４２としての機能に
より、上記目標負荷とエンジン回転数とから運転モード
（mods）が決定される。次いで、ステップＳ３で、目標
空燃比設定手段４３としての機能により、上記目標負荷
とエンジン回転数と運転モードとから目標空燃比（afw
b）が算出される。さらに、ステップＳ４で、上記スロ
ットル開度演算手段４４としての機能により、目標負
荷、目標空燃比、エンジン回転数等に基づいて目標スロ
ットル開度が算出される。
【００５９】次にステップＳ５〜Ｓ１７で、燃料噴射時
期設定手段４９及び点火時期制御のための各手段５１〜
５４の機能を果たす処理が行われる。具体的に説明する
と、ステップＳ５で成層燃焼モードか否かが判定され、
この場合に望ましくは、運転モード設定手段４７で設定
される高速系用の運転モードが調べられて、これが成層
燃焼モードであるか否かが判定される。そして、成層燃
焼モードである場合は、ステップＳ６で、燃料噴射終了
時期ＥＯＩと点火時期ＩｇＴとのクランク角間隔である
インターバル量θＩＮＴが算出される。
【００６０】この場合、当実施形態では、成層燃焼領域
内での同一負荷における低速時と高速時とでは図８
（ａ）に破線及び実線で示すように上記インターバル量
（クランク角間隔）θＩＮＴが同じとされ、つまり回転
数の変化に対してインターバル量θＩＮＴが一定とさ
れ、負荷の変化に対しては図９（ａ）に示すように負荷
が高くなるにつれてインターバル量（クランク角間隔）
θＩＮＴが大きくされる。これにより、燃料噴射終了時
期ＥＯＩと点火時期ＩｇＴとの時間間隔ＴＩＮＴは、図
８（ｂ）及び図９（ｂ）に示すように、成層燃焼領域内
において回転数が高くなるにつれて短くなり、かつ、負
荷が高くなるにつれて長くなるように設定される。
【００６１】そして、予め上記のような負荷とインター
バル量θＩＮＴとの対応関係を示すデータがテーブル等
でＥＣＵ４０内のメモリに記憶されており、このテーブ
ル等に基づき、ステップＳ６でそのときの目標負荷に応
じてインターバル量θＩＮＴが算出される。
【００６２】次に、ステップＳ７で、目標負荷とエンジ
ン回転数とに応じて基本点火時期が算出される。さら
に、ステップＳ８でラフネスに応じた点火時期補正量Δ
ＩｇＴが予め定められた上限値より小さいか否かが判定
される。上記上限値は、ラフネスの誤検出等で補正量Δ
ＩｇＴが過剰に変動してしまうことを避けるためのリミ
ッターであり、補正量ΔＩｇＴが上限値以上となった場
合は、ステップＳ９で上限値に固定されてから、後述の
ステップＳ１５に移る。
【００６３】ステップＳ８の判定がＹＥＳの場合は、ス
テップＳ１０で、エンジンの回転変動から燃焼変動割合
を示すラフネス指数Ｒ１が算出され、さらにステップＳ
１１で、エンジン回転数とアクセル開度からラフネスの
許容限界に相当するラフネス指数閾値Ｒ１Ｔが求められ
る。そして、ステップＳ１２でラフネス指数Ｒ１とラフ
ネス指数閾値Ｒ１Ｔとが比較され、ラフネス指数Ｒ１が
閾値Ｒ１Ｔより小さければ、点火時期を遅角補正する補
正量ΔＩｇＴが増加され（ステップＳ１３）、ラフネス
指数Ｒ１が閾値Ｒ１Ｔ以上になれば上記補正量ΔＩｇＴ
が減少される（ステップＳ１４）。
【００６４】次にステップＳ１５で、基本点火時期Ｉｇ
Ｔｂとラフネスの応じた点火時期補正量ΔＩｇＴ及びそ
の他の各種補正量Ｃから、最終点火時期ＩｇＴを算出す
る。
【００６５】続いてステップＳ１６で、インターバル量
θＩＮＴと最終点火時期ＩｇＴとから燃料噴射終了時期
が算出され、つまり、最終点火時期ＩｇＴからインター
バル量θＩＮＴに相当するクランク角だけ前の時期が燃
料噴射終了時期とされる。
【００６６】さらにステップＳ１７で、燃料噴射終了時
期ＥＯＩと噴射量及び燃圧から、噴射開始時期が算出さ
れる。
【００６７】なお、ステップＳ５で成層燃焼モードでな
いことがないこと（均一燃焼モードにあること）を判定
されたときの処理については図示を省略するが、前述の
ようにエンジン回転数及び充填効率等に応じて均一燃焼
時の点火時期及び燃料噴射時期が求められる。
【００６８】以上のような当実施形態の装置によると、
成層燃焼領域では、圧縮行程で燃料噴射弁１８から燃料
が噴射され、かつ、燃焼室６内にタンブル流が生成され
て、このタンブル流に対して逆行するように燃料が噴射
されることにより、燃焼室６内でタンブル流と燃料噴霧
とが互いに衝突し、燃料の微粒化が促進されつつ、点火
時期に点火プラグ付近に可燃混合気が生成され、成層燃
焼が行われる。
【００６９】特に、成層燃焼時に、タンブル流の強さと
燃料噴霧の貫徹力とのバランスが保たれるように燃圧制
御手段５５により運転状態に応じて燃圧が調整されると
ともに、噴射時期補正量演算手段４９の成層燃焼時噴射
時期演算手段４９ｂとしての処理（図７のフローチャー
ト中のステップＳ６、Ｓ１６）により、燃料噴射終了時
期ＥＯＩと点火時期ＩｇＴとの間隔が図８及び図９に示
すように調整されるため、成層燃焼領域のうちの低速域
から高速域までにわたり、良好に成層燃焼が行われ、燃
費改善効果が高められる。
【００７０】すなわち、成層燃焼領域のうちの低速域で
は、タンブル流が比較的弱く、これに対応して燃料噴霧
の貫徹力も比較的弱くなるように燃圧が調整されること
により、両者のバランスが保たれるとともに、このよう
にタンブル流及び燃料噴霧の貫徹力が弱い状態で、燃料
が噴射されてから点火までの間に燃料噴霧が充分に気
化、霧化され、点火時点で適度の濃度の混合気が点火プ
ラグ周りに偏在する状態が得られるように、燃料噴射終
了時期ＥＯＩと点火時期ＩｇＴとの時間間隔が調整され
る。
【００７１】一方、成層燃焼領域のうちの高速域では、
低速域と比べてタンブル流が強くなるが、これに対応し
て燃圧が高められることにより燃料噴霧の貫徹力も強く
されることにより、タンブル流とのバランスが保たれ
る。そして、この状態では、タンブル流及び燃料噴霧の
貫徹力がともに弱い低速域と比べると、燃料噴霧の気
化、霧化は促進されるものの、強いタンブル流との衝突
によって燃料の拡散が生じ易くなる傾向があるが、燃料
噴射終了時期ＥＯＩと点火時期ＩｇＴとの時間間隔ＴＩ
ＮＴが短くされることにより、燃料の拡散が抑制され
る。当実施形態では、エンジン回転数の変化に対して燃
料噴射終了時期ＥＯＩと点火時期ＩｇＴとのクランク角
間隔（インターバル量）θＩＮＴが一定とされることに
より、エンジン回転数の上昇に反比例して時間間隔ＴＩ
ＮＴが短くなり、適度の燃料拡散抑制作用が得られる。
【００７２】このようにして、エンジン回転数の上昇に
伴いタンブル流及び燃料噴霧が強くなることで燃料が拡
散し易くなる傾向が、上記燃料時間間隔ＴＩＮＴの調整
により是正され、成層燃焼領域内の高速域でも良好な成
層状態が得られることとなる。
【００７３】また、成層燃焼領域内でのエンジン負荷の
変化に対しては、負荷が高くなるにつれて上記クランク
角間隔θＩＮＴが大きくされ、同一回転数ではクランク
角間隔と時間間隔とは比例するので、負荷が高くなるに
つれて時間間隔ＴＩＮＴが大きくなる。これにより、負
荷に対応して燃料噴射量が多くなったときに点火プラグ
周りに燃料が集中し過ぎる傾向が是正されて、成層燃焼
領域内での高負荷域でも適度の成層化状態が得られる。
【００７４】この場合、燃料噴射開始時期が進角しすぎ
るとタンブル流と燃料噴霧との衝突がうまく行われにく
くなる等の不具合が生じるが、エンジン負荷が高くなる
につれて点火時期を遅角する（圧縮上死点に近づける）
ようにすれば、成層燃焼領域の高負荷側で、燃料噴射開
始時期が進角しすぎることを避けつつ、上記クランク角
間隔θＩＮＴを大きくすることができ、成層化が良好に
行われる。
【００７５】さらに図７に示すような燃料噴射時期設定
方法によると、目標負荷及びエンジン回転数等に基づい
て求められる点火時期と、エンジン回転数に対して一定
のインターバル量θＩＮＴとに基づき、燃料噴射終了時
期（さらには燃料噴射開始時期）が演算により求められ
るため、予め燃料噴射時期を運転状態に応じたマップと
して設定しておく必要がなく、燃料噴射時期制御のため
の設定作業を簡略化することができる。しかも、運転状
態等に応じて点火時期が変えられても、それと上記イン
ターバル量θＩＮＴとから燃料噴射終了時期が演算され
ることにより、時間間隔ＴＩＮＴが適正に調整されて良
好な成層化状態が確保される。
【００７６】特に当実施形態では、成層燃焼時に、上記
点火時期はラフネスが許容限界を超えない範囲で燃費に
有利なように遅角方向に補正され、さらにこの点火時期
とインターバル量とに基づいて燃料噴射終了時期が演算
されるので、点火時期及び燃料噴射時期の双方が燃費に
とって最適となるように調節されることとなる。
【００７７】すなわち、燃料噴射弁１８から圧縮行程で
燃料が噴射されて成層燃焼が行われている状態では、燃
焼が速いため要求点火時期はＴＤＣに近くなり、点火時
期を進角すると過早燃焼で逆トルクがかかる。一方、点
火時期及び燃料噴射時期を遅くし過ぎるとタンブルが減
衰してしまい、噴霧が巻き上がらずに略水平方向に飛ん
でしまうので燃焼安定性が悪化する。その結果、図１０
に示すように、点火時期を遅角させていくと燃焼変動が
許容限界値に達するところの点火時期付近で燃費率が最
小となる。このため、燃焼変動の許容限界付近まで点火
時期を制御しつつそれに応じて燃料噴射時期を制御する
ことにより、燃費の良い状態を維持し得ることとなる。
【００７８】なお、本発明の装置及び方法は上記実施形
態に限定されず、種々変更可能である。
【００７９】例えば、上記実施形態では、成層燃焼領域
内での同一負荷状態におけるエンジン回転数の変化に対
し、燃料噴射終了時期と点火時期とのクランク角間隔θ
ＩＮＴを一定としているが、クランク角間隔θＩＮＴは
略一定であるか、若しくは回転数の上昇につれて小さく
なるようにすればよく、要は、エンジン回転数が高くな
るつれ、タンブル流及び燃料噴霧の貫徹力が強くなるこ
とにより燃料が拡散し易くなる傾向を是正し得る程度に
時間間隔ＴＩＮＴが短くなるようにすればよい。
【００８０】また、エンジン回転数等に応じて燃料噴霧
の貫徹力を調整する手段としては、上記実施形態のよう
に燃圧の調整するもののほかに、燃料噴射弁の噴霧角を
変えるようにするもの等も考えられる。
【００８１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、成層燃
焼時に燃焼室内でタンブル流と燃料噴霧を衝突させるこ
とにより点火時期に点火プラグ付近に可燃混合気を生成
するようにした火花点火式直噴エンジンにおいて、成層
領域内でエンジン回転速度が高くなるにつれ、燃料噴射
弁からの燃料噴霧の貫徹力を強めるようにするととも
に、燃料噴射終了時期と点火時期との間の時間間隔を短
くするようにしているため、成層領域内で回転数の上昇
に伴いタンブル流が強くなってもそれとのバランスを保
つように燃料噴霧の貫徹力を調整しつつ、このように成
層燃焼領域内の高速側でタンブル流及び燃料噴霧の貫徹
力が強くなることで燃料が拡散し易くなる傾向を、燃料
噴射終了時期と点火時期との時間間隔の調整によって是
正することができる。従って、成層領域内の低速側から
高速側にまでわたって成層状態を良好に保つことがで
き、成層燃焼による燃費改善をより一層高めることがで
きる。
【００８２】また、この種エンジンにおける燃料噴射時
期設定方法として、アクセル操作量とエンジン回転速度
とに応じて目標負荷を求め、成層燃焼領域では上記目標
負荷とエンジン回転速度とに応じて点火時期を求め、こ
の点火時期を基準にエンジン回転数に対しては略一定の
クランク角だけ前の時期を燃料噴射の終了時期として設
定するようにすれば、上記のような効果を得るための燃
料噴射終了時期の設定を容易に、かつ適正に行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制御装置が適用される火花点火式直噴
エンジンの全体構造の一例を示す概略図である。
【図２】エンジン本体の断面図である。
【図３】ピストンの平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態によるエンジンコント
ロールユニットの構成の一例を示すブロック図である。
【図５】成層燃焼領域、均一燃焼領域などの運転領域を
設定した制御マップの一例を示す図である。
【図６】図４中の噴射時期設定手段の具体的構成を示す
ブロック図である。
【図７】本発明の実施形態による点火時期及び燃料噴射
時期等の制御を示すフローチャートである。
【図８】燃料噴射終了時期と点火時期とのクランク角間
隔及び時間間隔についてそれぞれ、成層燃焼領域内での
低速時と高速時とでどのように変わるかを示す説明図で
ある。
【図９】燃料噴射終了時期と点火時期とのクランク角間
隔及び時間間隔についてそれぞれ、エンジン負荷との関
係を示す図である。
【図１０】成層燃焼時の点火時期と燃費率及び燃焼変動
との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ エンジン本体 ６ 燃焼室 １６ 点火プラグ １７ 点火回路 １８ 燃料噴射弁 ２０ 燃料供給系 ４０ ＥＣＵ ４９ 噴射時期設定手段 ５０ 噴射制御手段 ５１ 基本点火時期補正量設定手段 ５２ 点火時期演算手段 ５５ 燃圧制御手段
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 41/02 Ｆ０２Ｄ 41/02 ３０１Ｆ ３０１Ｇ 41/04 ３３５ 41/04 ３３５Ｃ ３３５Ｅ ３３５Ｆ ３４５ ３４５Ｃ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｂ ３０１Ｊ 45/00 ３１２ 45/00 ３１２Ｎ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｂ 17/00 １０１ // Ｆ０２Ｂ 17/00 １０１ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｃ (72)発明者 山内 健生 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 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 Ｆターム(参考） 3G022 AA07 AA08 CA09 DA02 EA01 FA06 GA01 GA05 GA06 GA08 GA14 GA15 3G023 AA02 AA07 AB03 AC05 AD01 AD02 AD06 AD07 AG01 AG03 3G084 AA04 BA05 BA09 BA14 BA15 BA17 BA21 CA03 DA02 EB08 EB12 EB25 EC07 FA08 FA10 FA13 FA19 FA21 FA29 FA34 FA38 3G301 HA04 HA13 HA16 HA17 JA02 KA08 LA00 LA03 LA05 LB04 LB06 LB07 LC03 LC04 MA01 MA11 MA19 MA20 NA01 NA08 NC02 ND02 NE11 NE13 NE15 NE17 PA04Z PA17Z PB03Z PC02Z PC07Z PD04Z PE01 PE02Z PE03Z PE08Z PF03Z

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼室内にタンブル流を生成するタンブ
    ル生成手段と、タンブル流に逆行するように燃料を燃焼
    室内に噴射する燃料噴射弁とを備え、エンジンの低速、
    低負荷側の所定運転領域である成層燃焼領域で点火時期
    に点火プラグ付近に可燃混合気を生成するように燃料噴
    射弁から燃料を噴射させるようにした火花点火式直噴エ
    ンジンにおいて、 燃料噴射弁からの噴霧の貫徹力を成層燃焼領域内ではエ
    ンジン回転速度が高くなるにつれて強くするように調節
    する貫徹力調節手段と、 上記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を運転状態に応じて
    制御する燃料噴射制御手段とを備え、 上記燃料噴射制御手段は、成層燃焼領域では点火時期前
    の圧縮行程で燃料噴射弁から燃料を噴射させ、かつ、燃
    料噴射終了時期と点火時期との間の間隔を、成層燃焼領
    域内の同一負荷状態においてエンジン回転速度が高くな
    るほど時間的に短くなるように制御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。
  2. 【請求項２】 上記燃料噴射制御手段は、成層燃焼領域
    内でのエンジン回転速度に応じた制御として、燃料噴射
    終了時期と点火時期との間のクランク角間隔が高速側で
    は低速側と比べて略同一または短くなるように制御する
    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。
  3. 【請求項３】 上記燃料噴射制御手段は、成層燃焼領域
    内でのエンジン負荷の変化に対しては、負荷が高くなる
    につれて燃料噴射終了時期と点火時期との間のクランク
    角間隔が長くなるように制御することを特徴とする請求
    項１又は２記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置。
  4. 【請求項４】 上記貫徹力調節手段は、燃料噴射弁に供
    給する燃料の圧力を調節するものであることを特徴とす
    る請求項１乃至３のいずれかに記載の火花点火式直噴エ
    ンジンの制御装置。
  5. 【請求項５】 点火時期は、エンジン負荷が高くなるに
    つれて遅角するように設定されていることを特徴とする
    請求項１乃至４のいずれかに記載の火花点火式直噴エン
    ジンの制御装置。
  6. 【請求項６】 燃焼室内にタンブル流を生成するタンブ
    ル生成手段と、タンブル流に逆行するように燃料を燃焼
    室内に噴射する燃料噴射弁とを備え、エンジンの低速、
    低負荷側の所定運転領域である成層燃焼領域で点火時期
    に点火プラグ付近に可燃混合気を生成するように燃料噴
    射弁から燃料を噴射させるようにした火花点火式直噴エ
    ンジンの燃料噴射時期を設定する方法であって、 アクセル操作量とエンジン回転速度とに応じて目標負荷
    を求め、成層燃焼領域では上記目標負荷とエンジン回転
    速度とに応じて点火時期を求め、 この点火時期を基準にエンジン回転数に対しては略一定
    のクランク角だけ前の時期を燃料噴射の終了時期として
    設定することを特徴とする火花点火式直噴エンジンの燃
    料噴射時期設定方法。
  7. 【請求項７】 点火時期を基準に燃料噴射の終了時期と
    して設定する際、目標負荷が高いほど燃料噴射の終了時
    期を早めることを特徴とする請求項６記載の火花点火式
    直噴エンジンの燃料噴射時期設定方法。
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