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JP3506018B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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JP3506018B2
JP3506018B2 JP27462598A JP27462598A JP3506018B2 JP 3506018 B2 JP3506018 B2 JP 3506018B2 JP 27462598 A JP27462598 A JP 27462598A JP 27462598 A JP27462598 A JP 27462598A JP 3506018 B2 JP3506018 B2 JP 3506018B2
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engine
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fuel injection
air
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Mazda Motor Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室に燃料を直
接、噴射供給するいわゆる筒内直接噴射式エンジンの制
御装置に関し、特に、エンジンを空燃比が理論空燃比よ
りも大きいリーン状態で運転するときの燃料噴射時期の
設定に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この種のエンジンの制御装置
として、例えば国際公開番号Ｗ０９３／０７３６３号公
報に示されるように、エンジンの排気通路に、空燃比が
理論空燃比よりも大きいリーン状態のときに排ガス中の
ＮＯｘ（窒素酸化物）を吸着する一方、空燃比が理論空
燃比以下のリッチ状態になると、前記吸着したＮＯｘを
放出させて還元浄化するＮＯｘ吸着タイプのリーンＮＯ
ｘ触媒を配置して、エンジンの加速運転時や全負荷運転
時に空燃比をリッチ状態に制御する一方、それ以外の運
転時には空燃比をリーン状態に制御して、燃費の改善を
図るようにしたものが知られている。
【０００３】また、特開平７―１１９５０７号公報に示
されるように、エンジンの燃焼室に燃料を直接噴射供給
する燃料噴射弁を設け、エンジンを低負荷域では成層燃
焼状態で運転する一方、高負荷域では均一燃焼状態で運
転し、エンジンが低回転域で前記高負荷域にあるとき
に、シリンダの吸気行程で燃料噴射弁から燃料を２回に
分割して噴射させることで、その早期噴射された半分の
燃料を吸気行程の終了までに燃焼室で拡散させる一方、
後期噴射された残り半分の燃料については、増大した容
積の燃焼室に拡散させ、全ての燃料を一括噴射する場合
のように、次の圧縮行程でピストン頂面近傍に濃厚な混
合気が形成されるのを防いで、スモークの発生を防止す
ることが提案されている。
【０００４】さらに、特開平７−２１７４７８号公報に
は、前記と同様の燃料噴射弁をピストンの頂面に対向す
るように燃焼室の上面に設け、ノッキングが発生したと
きに、少量の燃料を吸気行程の初期に予備的に噴射し
て、この燃料を積極的にピストン頂面の吸気弁側に付着
させるとともに燃焼室の吸気弁側に跳ね返らせ、吸気弁
側のピストン頂面や燃焼室を燃料の気化熱により冷却す
ることで、ノッキングを抑制するようにしたものが開示
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記最初の
従来例（国際公開番号Ｗ０９３／０７３６３号）に開示
されるリーンＮＯｘ触媒はリーン状態でもＮＯｘを浄化
できるものの、その浄化性能は、例えば三元触媒による
理論空燃比状態（λ＝１）でのＮＯｘ浄化性能に比べれ
ば低いので、十分とは言えない。そこで、リーン状態で
は、空燃比をできるだけ希薄（リーン）にすることで、
ＮＯｘの生成そのものを抑制することが望ましく、さら
に、空燃比を希薄にするほど、燃費の改善効果も期待で
きるが（図８参照）、その反面、空燃比を過度に希薄化
させると、エンジンの燃焼状態が急速に悪化してドライ
バビリティーが低下するという、いわゆるリーン限界の
問題がある（図８参照）。
【０００６】この点について、前記最初の従来例のエン
ジンは、リーン状態であっても均一燃焼状態で運転され
るものであり、また、２番目の従来例（特開平７―１１
９５０７号）のように成層燃焼状態と均一燃焼状態とに
切り替えて運転するようにしたエンジンでも、中負荷域
では均一燃焼状態でかつリーン状態で運転することがあ
ると考えられる。そして、均一燃焼状態では前記のリー
ン限界があまり高くないので、そのリーン限界を越えな
いように空燃比を制御すると、燃費の改善及びＮＯｘの
排出低減を十分に達成できないという不具合がある。
【０００７】本発明の目的は、前記のように、燃焼室に
燃料噴射弁から直接燃料を噴射供給するようにした直噴
エンジンにおいて、その燃料噴射を所定の状態で行うこ
とにより、エンジンの燃焼安定性を高めて均一燃焼状態
でのリーン限界を拡大し、そのことにより、燃費の改善
及びＮＯｘ排出量の低減を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成すべ
く、この発明では、エンジンを均一燃焼状態で運転し、
かつ空燃比をーン状態に制御する場合に、シリンダの吸
気行程で燃料を２分割して噴射するようにし、さらに、
その早期噴射の噴射開始時期と後期噴射の噴射開始時期
との中央時期を吸気行程の中央時期よりも早い時期に設
定するようにした。
【０００９】具体的には、請求項１の発明では、エンジ
ンのシリンダ内燃焼室に燃料を直接噴射供給する燃料噴
射弁と、エンジンの排気通路に配設され、空燃比が理論
空燃比よりも大きいリーン状態で排ガス中のＮＯｘを浄
化するリーンＮＯｘ触媒とを備え、エンジンを低負荷域
では成層燃焼状態で運転する一方、その他の領域では均
一燃焼状態で運転するようにしたエンジンの制御装置が
前提である。尚、ここで言うＮＯｘの浄化とは、例えば
ＮＯｘ吸着タイプの触媒によってＮＯｘを吸着すること
やＮＯｘ還元タイプの触媒によってＮＯｘをＮ2及びＯ2
に還元することを含み、排ガス中のＮＯｘを低減させる
こと全てに相当する（以下、本明細書において同様とす
る）。
【００１０】そして、前記エンジンが均一燃焼状態で、
かつ空燃比が理論空燃比よりも大きいリーン状態にある
運転領域において、シリンダの吸気行程で前記燃料噴射
弁から燃料を早期噴射と後期噴射とに、少なくとも該早
期噴射及び後期噴射の両噴射開始時期間の中央時期が吸
気行程の中央時期よりも早い時期となるように２分割し
て噴射させる燃料噴射制御手段を設けた。
【００１１】この構成により、エンジンが均一燃焼状態
でかつリーン状態で運転されるとき、燃料噴射制御手段
により、シリンダの吸気行程で燃料噴射弁から燃料が早
期噴射と後期噴射とに２分割して噴射される。この早期
噴射された一部の燃料は、その後に後期噴射が開始され
るまでの間にピストンの下降移動に伴う燃焼室容積の増
大によって十分に均一に拡散し、また、後期噴射された
残りの燃料も前記容積の増大した燃焼室に拡散するの
で、燃焼室全体に均一な混合気が生成される。つまり、
燃料噴射の分割によって、噴霧の貫徹力をそれほど高め
ることなく、燃焼室における燃料分布の均一化が図られ
る。
【００１２】また、少なくとも前記早期噴射及び後期噴
射の両噴射開始時期間の中央時期が吸気行程の中央時期
よりも早い時期に設定されているので、シリンダの吸
気行程全体で燃料噴射を行ってしまわなければならない
という条件下で、早期噴射を、ピストンの下降移動速度
が比較的高くてそれに伴う吸気流動速度も大きい状態と
なる時期に対応させて行うことができ、その大きな速度
の吸気流動によって燃料分布の均一化がさらに促進さ
れ、かつ燃料の気化霧化が促進される。しかも、早期
及び後期の２回の燃料噴射が全体として吸気行程初め側
にずれるので、後期噴射された燃料がピストンの下死点
近く（吸気行程の終わり）でシリンダ壁面に付着して燃
料分布の均一化が阻害されることを回避できる。特に、
上述の如く噴霧貫徹力があまり高くないので、燃料の壁
面付着による問題は生じない。さらに、点火までの時
間つまり燃料の気化霧化時間を長く確保できるので、燃
料の気化霧化が促進される。
【００１３】従って、前記〜の相乗的な作用によっ
て燃焼室での燃料分布の均一度合を大幅に高めるととも
に、燃料の気化霧化を大きく促進でき、そのことによっ
て燃焼速度がさらに速まり、燃焼時間の短縮によってエ
ンジンの燃焼安定性が大幅に向上する。そして、この燃
焼安定性の向上により、均一燃焼状態におけるリーン限
界が大幅に拡大するので、その分、空燃比を従来よりも
リーン側に設定することができ、そのことにより、燃費
の改善及びＮＯｘ排出量の低減が図られる。
【００１４】請求項２の発明では、エンジンのシリンダ
内燃焼室に燃料を直接噴射供給する燃料噴射弁と、エン
ジンの排気通路に配設され、空燃比が理論空燃比よりも
大きいリーン状態で排ガス中のＮＯｘを浄化するリーン
ＮＯｘ触媒とを備え、エンジンを部分負荷域では空燃比
が理論空燃比よりも大きいリーン状態で運転する一方、
その他の領域では空燃比が理論空燃比以下のリッチ状態
で運転するようにしたエンジンの制御装置が前提であ
る。そして、前記エンジンのリーン状態の運転領域にお
いて、シリンダの吸気行程で前記燃料噴射弁から燃料を
早期噴射と後期噴射とに、少なくとも該早期噴射及び後
期噴射の両噴射開始時期間の中央時期が吸気行程の中央
時期よりも早い時期となるように２分割して噴射させる
燃料噴射制御手段とを設けた。
【００１５】この構成によれば、請求項１記載の発明と
同様の作用が得られる。
【００１６】請求項３の発明では、燃料噴射制御手段に
よる後期噴射を、吸気行程を前期、中期及び後期に３等
分したうちの前期ないし中期に開始することで、前記請
求項１又は２の発明の作用効果を十分に得ることができ
る。また、請求項４の発明では、燃料噴射制御手段によ
る後期噴射は、エンジンの低回転域では吸気行程の前期
ないし中期に終了し、このことで、前記請求項１又は２
の発明の作用効果がさらに高められる。尚、エンジンの
低回転域以外の領域では、エンジンの出力軸が１回転す
る時間が相対的に短くなるので、後期噴射を吸気行程の
前期から中期にかけての期間で終了することは事実上、
困難である。
【００１７】請求項５の発明では、燃料噴射制御手段に
よる後期噴射の期間の中央時期は、吸気行程の中央時期
よりも早い時期であってピストンの下降移動速度が最高
になる時期に設定する。こうすれば、後期噴射は、ピス
トンの下降移動速度が最も高くてそれに伴う吸気流動速
度も最も大きい状態で行われるので、後期噴射した燃料
を吸気流動によって燃焼室に均一に拡散させることがで
きる。
【００１８】請求項６の発明では、排ガスの一部を吸気
系に還流する排気還流手段を設け、この排気還流手段
は、燃料噴射制御手段が燃料の分割噴射を行うエンジン
の運転領域で排ガスの吸気系への還流を行うように構成
する。このことで、前記の如きシリンダの吸気行程での
燃料分割噴射による燃焼性の向上によって、エンジンの
燃焼安定性を損なうことなく排ガスを燃焼室に還流でき
るようになるので、エンジンのポンピングロス低減等に
よって燃費改善が図られる。
【００１９】請求項７の発明では、燃焼室に吸気流動を
生成する吸気流動生成手段が設けられているものとす
る。この吸気流動生成手段による吸気流動によって燃料
分布の均一化が促進されるので、エンジンの燃焼安定性
をさらに向上できる。
【００２０】請求項８の発明では、燃料噴射弁は、噴霧
の広がり角度が４５度以上になる広角タイプのものとす
る。このことで、燃料噴霧が大きく広がるので、燃焼室
での燃料分布の均一化が容易に促進できる。
【００２１】請求項９の発明では、燃料噴射制御手段に
よってシリンダの吸気行程で燃料噴射弁から早期噴射と
後期噴射とに分割して噴射される燃料噴射量を互いに略
同じとする。このことで、早期及び後期噴射のそれぞれ
における燃料噴射弁の開弁時間が十分に確保されるの
で、弁の開閉作動に起因して噴霧の微粒化が阻害される
ことはない。
【００２２】
【発明の実施の形態】図６は本発明の実施形態に係るエ
ンジンの制御装置の全体構成を示し、１は例えば車両に
搭載された多気筒エンジンで、このエンジン１は複数の
シリンダ２，２，…（１つのみ図示する）を有するシリ
ンダブロック３と、このシリンダブロック３に組み付け
られたシリンダヘッド４と、各シリンダ２内に往復動可
能に嵌挿されたピストン５とを備え、シリンダ２、シリ
ンダヘッド４及びピストン５に囲まれて燃焼室６が区画
されている。１０は前記燃焼室６上壁であるシリンダヘ
ッド４下面においてシリンダ２の軸心上の位置に燃焼室
６に臨むように取り付けられた点火プラグで、この点火
プラグ１０は点火回路１１に接続されている。
【００２３】また、前記燃焼室６の側壁部、従ってシリ
ンダ２の軸心上以外の位置には、移動するピストン５と
干渉しない位置に、燃焼室６にその側部から燃料を直接
噴射供給する燃料噴射弁１４が取り付けられており、こ
の燃料噴射弁１４からシリンダ２の圧縮行程後期に噴射
した燃料噴霧をピストン５頂面に凹設したキャビティ
（図示せず）にトラップさせることにより、前記点火プ
ラグ１０近傍に比較的濃い混合気の層を形成して成層化
するようになっている。さらに、前記燃料噴射弁１４は
噴霧の広がり角度が４５度以上になる広角タイプのもの
で、この燃料噴射弁１４からシリンダ２の吸気行程で噴
射された燃料噴霧は、燃焼室６で大きく広がって均一に
拡散するようになっている。
【００２４】前記燃料噴射弁１４は燃料通路１５を介し
て燃料タンク１６に接続されている。燃料通路１５の途
中には、燃料タンク１６内に位置する低圧燃料ポンプ１
７と、この低圧燃料ポンプ１７よりも下流側に位置する
高圧燃料ポンプ１８とが配置されている。これら両燃料
ポンプ１７，１８間の燃料通路１５には低圧プレッシャ
レギュレータ１９と、その下流側に燃料フィルタ２０と
が配置されている。また、燃料噴射弁１４及び高圧燃料
ポンプ１８間の燃料通路１５と、低圧プレッシャレギュ
レータ１９及び燃料フィルタ２０間の燃料通路１５とは
高圧プレッシャレギュレータ２１を配設したリターン通
路２２により接続されており、低圧燃料ポンプ１７から
吐出された燃料を低圧プレッシャレギュレータ１９によ
って調圧した後、高圧燃料ポンプ１８に供給してさらに
増圧させ、その高圧燃料を燃料噴射弁１４からエンジン
１の燃焼室６に噴射供給する。また、高圧燃料ポンプ１
８から吐出される燃料の一部を高圧プレッシャレギュレ
ータ２１によって流量調整しながらリターン通路２２を
経て高圧燃料ポンプ１８の上流側にリターンさせること
で、燃料噴射弁１４に供給される燃料の圧力を適正に調
整するようになっている。
【００２５】２５はエンジン１の燃焼室６に対しエアク
リーナ２６で濾過した吸気（空気）を供給する吸気通路
で、この吸気通路２５の下流端部はシリンダヘッド４に
独立して形成した２つの吸気ポート１２，１２（１つの
み図示する）で構成され、この各吸気ポート１２はそれ
ぞれ吸気弁８を介して燃焼室６に連通されている。前記
一方の吸気ポート１２には、吸気流動生成手段としての
アクチュエータ駆動タイプの吸気流動制御弁３０が接続
されており、この吸気流動制御弁３０の閉弁により他方
の吸気ポート１２のみから吸気を燃焼室６に供給するこ
とで、その燃焼室６に吸気流動として例えばシリンダ軸
線方向のタンブル成分に富んだ吸気スワールを生成する
ようにしている。
【００２６】前記吸気通路２５には上流側から下流側に
向かって順に、エンジン１に吸入される吸入空気量を検
出する感熱式エアフローセンサ２７と、吸気通路２５を
絞る電気式スロットル弁２８と、サージタンク２９とが
それぞれ配設されている。前記電気式スロットル弁２８
は、図外のアクセルペダルに対し機械的に連結されてお
らず、アクチュエータ（図示せず）の駆動によって開閉
するものである。
【００２７】３１はエンジン１の燃焼室６の排ガスを排
出する排気通路で、この排気通路３１の上流端は排気弁
９を介して燃焼室６に連通されている。排気通路３１に
は上流側から下流側に向かって順に、排ガス中の酸素濃
度を検出するＯ2 センサ３２と、排ガスを浄化する２つ
の触媒３３，３４とがそれぞれ配設されている。前記Ｏ
2 センサ３２は、排ガス中の酸素濃度に基づき空燃比を
検出するために用いられるもので、空燃比が理論空燃比
にあるときを境に出力が急変する特性を有する。
【００２８】また、前記２つの触媒３３，３４はいずれ
も、軸方向（排ガスの流れ方向）に沿って互いに平行に
延びる多数の貫通孔が開口されたハニカム構造のコージ
ェライト製担体（図示せず）の各貫通孔壁面に触媒層を
形成したもので、排気通路３１の上流側に三元触媒３３
が、またその下流側にＮＯｘ吸着タイプ（ＮＯｘ還元タ
イプでもよい）のリーンＮＯｘ触媒３４がそれぞれ配置
されている。前記三元触媒３３はエンジン１の空燃比が
理論空燃比以下のリッチ状態でＮＯｘ、ＣＯ（一酸化炭
素）及びＨＣ（炭化水素）を浄化し、またリーンＮＯｘ
触媒３４は加えて、空燃比が理論空燃比よりも大きいリ
ーン状態であってもＮＯｘを吸着・浄化する。
【００２９】尚、前記リーンＮＯｘ触媒３４を排気通路
３１の上流側に、また、三元触媒３３を下流側にそれぞ
れ配置するようにしてもよく、或いは、ＮＯｘ吸着タイ
プ及びＮＯｘ還元タイプの両方の触媒層を有する２重構
造のリーンＮＯｘ触媒を用いるのであれば、三元触媒は
設けなくてもよい。
【００３０】前記排気通路３１における排ガスの一部を
吸気系に還流する排気還流装置３７が設けられている。
この排気還流装置３７は、前記Ｏ2 センサ３２よりも上
流側の排気通路３１に上流端が分岐接続された排気還流
通路３８を有し、この排気還流通路３８の下流端は前記
スロットル弁２８とサージタンク２９との間の吸気通路
２５に接続されている。排気還流通路３８の下流端寄り
には開度調整可能な電気式の排気還流制御弁３９が配置
されており、排気通路３１の排ガスの一部を排気還流通
路３８を介して排気還流制御弁３９により流量調整しな
がら吸気通路２５に還流させるようにしている。
【００３１】前記点火プラグ１０に接続される点火回路
１１、電気式スロットル弁２８のアクチュエータ、燃料
噴射弁１４、高圧プレッシャレギュレータ２１、吸気流
動制御弁３０及び排気還流制御弁３９は、コントロール
ユニット４１によって作動制御されるようになってい
る。このコントロールユニット４１には、前記エアフロ
ーセンサ２７及びＯ2 センサ３２の各出力信号と、アク
セルペダルの開度（踏込み量）をエンジン負荷として検
出するアクセル開度センサ４２の出力信号と、エンジン
１のクランク軸７の回転角度をエンジン回転数として検
出するクランク角センサ４３の出力信号と、エンジン１
の温間時又は冷間時、さらには冷間時における半暖機時
を判別するために冷却水温度（エンジン水温）を検出す
る水温センサ４４の出力信号と、エンジン１のスタータ
信号とが入力されており、予め設定されている燃料噴射
マップに基づいて燃料噴射量を決定し、その燃料噴射量
になるように燃料噴射弁１４から燃料を噴射させる。
【００３２】そして、図４及び図５に示すように、エン
ジン１を空燃比が理論空燃比よりも大きいリーン状態
（λ＞１）又は理論空燃比以下のリッチ状態（λ≦１）
で運転するかの領域、及び燃料の一括噴射又は２回分割
を行うかの領域が予めエンジン回転数及びエンジン負荷
に応じて制御マップとして設定されていて、このエンジ
ン回転数及びエンジン負荷により運転領域が切り換えら
れて運転されるようになっている。
【００３３】具体的には、エンジン１が温間状態にある
場合、図４に示すように、その低負荷・低中回転領域
（Ｉ）（成層リーン領域）では、各シリンダ２の圧縮行
程における点火時期の直前に燃料噴射弁１４から燃料を
１回に一括して噴射することで、空燃比リーン（λ＞
１）の成層燃焼状態で、さらに低負荷・中高回転領域
（Ｖ）を除く低中負荷・低中回転領域（II）（均一リー
ン領域）では、燃料噴射弁１４からの燃料噴射を吸気行
程で２回に分割して行うことにより、空燃比リーン（λ
＞１）の均一燃焼状態で、さらに高負荷・高回転領域
（IV）を除く中高負荷領域（III）（均一リッチ領域）
では、同様に燃料噴射弁１４からの燃料噴射を吸気行程
で２回に分割して行うことにより、空燃比リッチ（λ≦
１）の均一燃焼状態で、また前記高負荷・高回転領域
（IV）及び低負荷・中高回転領域（Ｖ）では、燃料噴射
弁１４からの燃料噴射を吸気行程で１回に一括して行う
ことにより、空燃比リッチ（λ≦１）の均一燃焼状態で
それぞれエンジン１を運転する。
【００３４】一方、エンジン１が冷間状態にある場合に
は、図５に示すように、その高負荷・高回転領域（Ｃ）
を除く中高負荷領域（Ａ）（均一リッチ領域）では、前
記温間時の領域（III）と同様に、各シリンダ２の吸気
行程において燃料噴射弁１４から燃料噴射を２回に分割
して行うことにより、空燃比リッチ（λ≦１）の均一燃
焼状態で、また低負荷領域（Ｂ）及び前記高負荷・高回
転領域（Ｃ）では、前記温間時の領域（IV），（Ｖ）と
同様に、燃料噴射弁１４からの燃料噴射を吸気行程で１
回に一括して行うことにより、空燃比リッチ（λ≦１）
の均一燃焼状態でそれぞれエンジン１を運転する。
【００３５】また、前記エンジン１の温間時の運転領域
（II）及び運転領域（III）、並びに冷間時の運転領域
（Ａ）（図４及び図５で斜線を入れた領域）、すなわち
各シリンダ２の吸気行程で燃料の２分割噴射を行うエン
ジン１の運転領域では、前記排気還流装置３７における
排気還流制御弁３９の開弁によって排ガスの還流を実行
している。その際、排ガスの還流量と吸入空気量との比
率（排気還流率）はエンジン１の運転状態に応じて異な
るが、最大で１０〜４０％としている。
【００３６】尚、前記冷間時の運転領域（Ａ）では、エ
ンジン水温が設定温度（例えば、４５°Ｃ）以上のとき
にのみ排ガスの還流を行うようにしてもよい。また、図
１１に示すように、前記エンジン１の温間時の運転領域
（I）、運転領域（II）、運転領域（III）の高負荷側を
除く領域、及び冷間時（但し、エンジン水温が所定温度
以上になっている半暖機状態に限る）の運転領域（Ａ）
の高負荷域を除く領域で、前記排気還流装置３７による
排ガスの還流を実行するようにしてもよい。
【００３７】前記コントロールユニット４１において、
燃料噴射弁１４の開弁による燃料噴射時期制御の処理動
作について具体的に図２及び図３のフローチャート図に
沿って説明する。
【００３８】まず、図２に示すように、スタート後のス
テップＳ１において、クランク角から求められたエンジ
ン回転数、アクセル開度、エアフローセンサ２７の計測
値、エンジン水温、スタータ信号を読み込む。ステップ
Ｓ２において、前記スタータ信号がＯＮ状態でかつエン
ジン回転数が所定回転数以下の状態であるエンジン１の
始動時かどうかを判定する。この判定が始動時のＹＥＳ
のときには、ステップＳ３に進んでエンジン１の始動時
に対応する燃料噴射量の噴射パルス幅ＴａＫを算出し、
次のステップＳ４では早期噴射パルス幅ＴａＫ１、後期
噴射パルス幅ＴａＫ２、吸気行程一括噴射パルス幅Ｔａ
Ｋ３、圧縮行程一括噴射パルス幅ＴａＤをそれぞれ設定
する。前記早期噴射パルス幅ＴａＫ１及び後期噴射パル
ス幅ＴａＫ２は、各シリンダ２の吸気行程で燃料の２分
割噴射を行うために用いられるもので、早期噴射パルス
幅ＴａＫ１は、前記算出された燃料噴射パルス幅ＴａＫ
に燃料噴射の分割比を設定するための分割係数ｃを乗じ
て、ＴａＫ１＝ｃ×ＴａＫとして、また残りの燃料を噴
射するための後期噴射パルス幅ＴａＫ２は同様にＴａＫ
２＝（１−ｃ）×ＴａＫとしてそれぞれ求められる。
【００３９】また、吸気行程一括噴射パルス幅ＴａＫ３
は、吸気行程で燃料を一括噴射するために用いられるも
ので、前記エンジン１の始動時にはＴａＫ３＝０に設定
される。また、圧縮行程一括噴射パルス幅ＴａＤは圧縮
行程で燃料を一括噴射するために用いられるもので、エ
ンジン１の始動時にはＴａＤ＝０に設定される。
【００４０】前記ステップＳ４の後には、ステップＳ５
において前記早期噴射パルス幅ＴａＫ１及び後期噴射パ
ルス幅ＴａＫ２による燃料の分割噴射時期を算出する。
この各分割噴射時期は予め設定されて記憶されているも
ので、図１（ｂ）に示すように、各シリンダ２の吸気行
程の前期、具体的にはピストン５の上死点後４５〜５０
°ＣＡ（クランク角）で早期噴射パルス幅ＴａＫ１の燃
料噴射が、また同吸気行程の後期、具体的にはピストン
５の上死点後１００〜１２０°ＣＡで後期噴射パルス幅
ＴａＫ２の燃料噴射がそれぞれ開始されるように設定さ
れている。
【００４１】前記ステップＳ５の次は図３に示すステッ
プＳ１７に進み、エンジン１のクランク角の進行によっ
て前記燃料の早期噴射の実行タイミングが来たかどうか
を判定する。この判定がＹＥＳになると、ステップＳ１
８において燃料噴射弁１４を早期噴射パルス幅ＴａＫ１
だけ開弁させて燃料の早期噴射を実行する。その後、ス
テップＳ１９において、今度は燃料の後期噴射の実行タ
イミングが来たかどうかを判定し、判定がＹＥＳになる
と、ステップＳ２０に進んで燃料噴射弁１４を後期噴射
パルス幅ＴａＫ２だけ開弁させて燃料の後期噴射を実行
する。しかる後にリターンする。
【００４２】前記図２に示すステップＳ２においてエン
ジン１の非始動時と判定されたときには、ステップＳ６
に進んでエンジン水温が所定水温以上であるか、つまり
エンジン１が温間状態にあるかどうかを判定する。この
判定がＹＥＳ（エンジン１の温間時）のときにはステッ
プＳ７に進み、エンジン回転数及びエンジン負荷によっ
て決定されるエンジン１の運転状態が前記図４に示す温
間時の特性マップにおける低負荷・低中回転領域（Ｉ）
（成層リーン領域）にあるか否かを判定する。この判定
がＹＥＳのときにはステップＳ８に進んで、前記成層リ
ーン時に対応する前記圧縮行程一括噴射パルス幅ＴａＤ
を算出し、次のステップＳ９では、吸気行程で用いる早
期噴射パルス幅ＴａＫ１、後期噴射パルス幅ＴａＫ２及
び吸気行程一括噴射パルス幅ＴａＫ３を不要としていず
れも「０」に設定する。この後、ステップＳ１０におい
て、前記圧縮行程一括噴射パルス幅ＴａＤによる燃料の
一括噴射時期を算出する。この一括噴射時期も予め設定
されて記憶されており、図１（ａ）に示すように、シリ
ンダ２の圧縮行程の後期で一括噴射が開始されるように
設定されている。
【００４３】前記ステップＳ１０の後はステップＳ１１
に進み、シリンダ２の圧縮行程で前記一括噴射の実行タ
イミングが来たかどうかを判定する。この判定がＹＥＳ
になると、ステップＳ１２において燃料噴射弁１４を一
括噴射パルス幅ＴａＤだけ開弁させて燃料の一括噴射を
実行し、その後にリターンする。
【００４４】前記ステップＳ７で、エンジン１の運転状
態が低負荷・低中回転領域（Ｉ）にないＮＯと判定され
たときには、図３に示すステップＳ１３に移行し、今度
はエンジン１の運転状態が図４に示す特性マップにおけ
る、低負荷・中高回転領域（Ｖ）を除く低中負荷・低中
回転領域（II）（均一リーン領域）にあるか否かを判定
する。この判定がＹＥＳのときにはステップＳ１４に進
み、前記均一リーン時に対応する燃料噴射パルス幅Ｔａ
Ｋを算出し、次のステップＳ１５では、前記ステップＳ
４と同様にして、前記早期噴射パルス幅ＴａＫ１、後期
噴射パルス幅ＴａＫ２、吸気行程一括噴射パルス幅Ｔａ
Ｋ３、圧縮行程一括噴射パルス幅ＴａＤをそれぞれ設定
する。すなわち、前記早期噴射パルス幅ＴａＫ１は、前
記ステップＳ１４で算出されたパルス幅ＴａＫに前記ス
テップＳ４とは別の分割係数ａを乗じて、ＴａＫ１＝ａ
×ＴａＫとして、また残りの燃料を噴射するための後期
噴射パルス幅ＴａＫ２は同様にしてＴａＫ２＝（１−
ａ）×ＴａＫとしてそれぞれ求める。また、吸気行程一
括噴射パルス幅ＴａＫ３及び圧縮行程一括噴射パルス幅
ＴａＤは用いないので、いずれも「０」に設定する。
【００４５】ステップＳ１５の後は、ステップＳ１６に
おいて前記早期噴射パルス幅ＴａＫ１及び後期噴射パル
ス幅ＴａＫ２による燃料の分割噴射時期を図１（ｂ）に
示すように算出する。そして、このステップＳ１６の経
由後は前記ステップＳ１７〜Ｓ２０に進み、燃料の分割
噴射を実行して、しかる後にリターンする。
【００４６】前記ステップＳ１３でＮＯと判定される
と、ステップＳ２１に進んで、さらにエンジン１の運転
状態が図４に示す特性マップにおける、高負荷・高回転
領域（IV）を除く中高負荷領域（III）（均一リッチ領
域）にあるかどうかを判定する。この判定がＹＥＳのと
きにはステップＳ２２に進み、前記均一リッチ時に対応
する燃料噴射パルス幅ＴａＫを算出し、次のステップＳ
２３では、前記ステップＳ４，Ｓ１５と同様にして、前
記早期噴射パルス幅ＴａＫ１、後期噴射パルス幅ＴａＫ
２、吸気行程一括噴射パルス幅ＴａＫ３、圧縮行程一括
噴射パルス幅ＴａＤをそれぞれ設定する。すなわち、前
記早期噴射パルス幅ＴａＫ１は、前記ステップＳ２２で
算出された燃料噴射パルス幅ＴａＫにさらに他の分割係
数ｂを乗じて、ＴａＫ１＝ｂ×ＴａＫとして、また後期
噴射パルス幅ＴａＫ２は同様にしてＴａＫ２＝（１−
ｂ）×ＴａＫとしてそれぞれ求める。また、吸気行程一
括噴射パルス幅ＴａＫ３及び圧縮行程一括噴射パルス幅
ＴａＤは用いないので、いずれも「０」に設定する。こ
のステップＳ２３の後は、ステップＳ２４において前記
早期噴射パルス幅ＴａＫ１及び後期噴射パルス幅ＴａＫ
２による燃料の分割噴射時期を図１（ｂ）に示すように
算出する。さらに、このステップＳ２４の後は前記ステ
ップＳ１７〜Ｓ２０に進んでリターンする。
【００４７】前記ステップＳ２１の判定がＮＯのとき
（高負荷・高回転領域（IV）又は低負荷・中高回転領域
（Ｖ）にあるとき）には、ステップＳ２６に進んで、前
記均一リッチ時に対応する燃料噴射量の噴射パルス幅Ｔ
ａＫを算出する。次のステップＳ２７では、吸気行程で
用いる一括噴射パルス幅ＴａＫ３のみを前記ステップＳ
２６で算出されたパルス幅ＴａＫに設定し（ＴａＫ３＝
ＴａＫ）、その他の早期噴射パルス幅ＴａＫ１及び後期
噴射パルス幅ＴａＫ２、並びに圧縮行程で用いる圧縮行
程一括噴射パルス幅ＴａＤをいずれも不要として「０」
に設定する。この後、ステップＳ２８において、前記吸
気行程一括噴射パルス幅ＴａＫ３による燃料の一括噴射
時期を算出する。この一括噴射時期も予め設定されて記
憶されており、図１（ｃ）に示すように、シリンダ２の
吸気行程の略中央で一括噴射パルス幅ＴａＫ３が開始さ
れるように設定されている。
【００４８】前記ステップＳ２８の後はステップＳ２９
に進み、シリンダ２の吸気行程で前記一括噴射の実行タ
イミングが来たかどうかを判定し、この判定がＹＥＳに
なると、ステップＳ３０において燃料噴射弁１４を一括
噴射パルス幅ＴａＫ３だけ開弁させて燃料の一括噴射を
実行し、その後にリターンする。
【００４９】前記図２に示すステップＳ６で、エンジン
水温が所定水温よりも低くてエンジン１の冷間状態と判
定されたときには、図３に示すステップＳ２５に進み、
エンジン回転数及びエンジン負荷に応じて決定されるエ
ンジン１の運転状態が前記図５に示す冷間時の特性マッ
プにおける中高負荷領域（Ａ）（均一リッチ領域）にあ
るか否かを判定する。この判定がＹＥＳのときには、前
記ステップＳ２２〜Ｓ２４，Ｓ１７〜Ｓ２０に進んでリ
ターンする。
【００５０】前記ステップＳ２５の判定が中高負荷領域
（Ａ）にないＮＯのとき（低負荷領域（Ｂ）又は高負荷
・高回転領域（Ｃ）にあるとき）には、前記ステップＳ
２６〜Ｓ３０に進んだ後にリターンする。
【００５１】この実施形態では、前記ステップＳ２〜Ｓ
７，Ｓ１３〜Ｓ２０により、エンジン１が均一燃焼状態
で、かつ空燃比が理論空燃比よりも大きいリーン状態に
ある運転領域において、具体的にはエンジン１の温間時
の低中負荷・低中回転領域（II）において、各シリンダ
２の吸気行程で前記燃料噴射弁１４から燃料を、早期噴
射パルス幅ＴａＫ１で燃料噴射弁１４を開弁させる早期
噴射と、後期噴射パルス幅ＴａＫ２で燃料噴射弁１４を
開弁させる後期噴射とに２分割して噴射させる燃料噴射
制御手段４６が構成されている。
【００５２】そして、前記燃料噴射制御手段４６による
燃料の早期噴射及び後期噴射のタイミングは、上述した
ように、図１（ｂ）に示す如く、少なくとも早期噴射の
噴射開始時期ｓ１及び後期噴射の噴射開始時期ｓ２間の
中央時期ｍが吸気行程の中央時期Ｍ（＝ピストン上死点
後９０°ＣＡ）よりも早い時期となるように設定されて
いる。
【００５３】また、前記燃料の噴射パルス幅ＴａＫを早
期噴射及び後期噴射の各パルス幅ＴａＫ１，ＴａＫ２に
分割する分割比を設定するための分割係数ａ〜ｃはいず
れも０．５近くの値に設定されており、このことで、シ
リンダ２の吸気行程で燃料噴射弁１４から早期噴射と後
期噴射とに分割して噴射される燃料噴射量が互いに略同
じに設定されている。
【００５４】次に、前記実施形態の作用を説明する。
【００５５】エンジン１の始動時、図１（ｂ）に示すよ
うに、各シリンダ２の吸気行程で燃料噴射弁１４から燃
料が早期噴射と後期噴射とに２分割して噴射される。
【００５６】また、このエンジン１の始動後の運転中、
その冷却水温度によりエンジン１の冷間状態又は温間状
態が、またエンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて
エンジン１の運転領域がそれぞれ判定され、冷却水温度
が所定水温よりも低い冷間時には、エンジン１が低負荷
領域（Ｂ）及び高負荷・高回転領域（Ｃ）にあるとき、
図１（ｃ）に示す如く、各シリンダ２の吸気行程で燃料
噴射弁１４から燃料が一括して１回噴射される。また、
エンジン１が中高負荷領域（Ａ）にあるときには、前記
始動時と同様に各シリンダ２の吸気行程で燃料噴射弁１
４から燃料が早期噴射と後期噴射とに２分割して噴射さ
れる（図１（ｂ）参照）。
【００５７】一方、エンジン冷却水温度が所定水温以上
である温間時には、エンジン１が低中負荷・低中回転の
領域（II）及び中高負荷の領域（III）にあると、それ
ぞれ前記と同様に各シリンダ２の吸気行程で燃料噴射弁
１４から燃料が早期噴射と後期噴射とに２分割して噴射
される（図１（ｂ）参照）。また、エンジン１が低負荷
・低中回転領域（Ｉ）にあれば、図１（ａ）に示すよう
に、各シリンダ２の圧縮行程の後期で燃料噴射弁１４か
ら燃料が一括して１回噴射され、それ以外の運転領域
（IV），（Ｖ）にあるときには、各シリンダ２の吸気行
程で燃料噴射弁１４から燃料が一括して１回噴射される
（図１（ｃ）参照）。
【００５８】さらに、前記シリンダ２の吸気行程で燃料
の分割噴射を行うエンジン１の運転領域（Ａ），（I
I），（III）では、排気還流装置３７の排気還流制御弁
３９が開弁して排ガスの一部がエンジン１の吸気通路２
５に還流され、燃焼室６に供給される。尚、前記運転領
域（Ａ）及び運転領域（III）のうちの高負荷側の領域
においては、排ガスの還流量は実際には極めて僅かであ
る。また、図１１に示すように、それらの高負荷側の領
域では排ガスを還流させないようにしてもよい。
【００５９】したがって、前記のように、エンジン１の
各シリンダ２の吸気行程で燃料が早期噴射と後期噴射と
に２分割して噴射されると、まず、その早期噴射された
一部の燃料が、その後に後期噴射が開始されるまでの間
にピストン５の下降移動に伴う燃焼室６の容積の増大に
よって十分に均一に拡散し、その後、後期噴射された残
りの燃料も前記容積の増大した燃焼室６に拡散するの
で、燃焼室６の全体に均一な混合気が生成される。つま
り、燃料噴射の分割によって、噴霧の貫徹力をそれほど
高めずに、燃焼室６における燃料分布の均一化が図られ
る。
【００６０】しかも、少なくとも前記シリンダ２の吸気
行程における早期噴射の噴射開始時期ｓ１と後期噴射の
噴射開始時期ｓ２との中央時期ｍが吸気行程の中央時期
Ｍよりも早い時期に設定されているので、吸気行程が終
わるまでに２回の燃料噴射を完了させる条件下であって
も、早期噴射を、ピストン５の下降移動速度が比較的高
くてそれに伴う吸気流動速度も大きい状態となる時期に
対応させて行うことができ、その大きな速度の吸気流動
により燃料分布の均一化及び燃料の気化霧化を促進でき
る。
【００６１】また、早期及び後期の２回の燃料噴射が全
体として吸気行程初め側にずれているので、後期噴射さ
れた燃料がピストン５の下死点近く（吸気行程の終わ
り）でシリンダ２壁面に付着して燃料の均一化が阻害さ
れるのを回避できる。特に、上述の如く噴霧貫徹力があ
まり高くないことから、燃料の壁面付着による問題は生
じない。また、点火までの時間つまり燃料の気化霧化時
間が長く確保される上、排気還流により吸気温度が高め
られて燃料液滴が暖められるので、燃料の気化霧化を一
層、促進できる。
【００６２】さらに、吸気流動制御弁３０の閉弁により
エンジン１のシリンダヘッド４における一方の吸気ポー
ト１２から吸気を燃焼室６に供給することで、その燃焼
室６に吸気流動としての吸気スワールが生成され、この
吸気流動によっても燃料分布の均一化及び燃料の気化霧
化が一層、促進される。
【００６３】このように、燃焼室６での燃料分布の均一
度合が大幅に高まり、かつ燃料の気化霧化が促進される
ことで、それらの相乗的な作用によって燃焼速度が大幅
に高まり、燃焼時間の短縮により燃費の改善が図られる
とともに、エンジン１の燃焼安定性が大幅に向上するの
である。
【００６４】前記の燃焼安定性の向上を確かめるため
に、本願の発明者は、早期及び後期噴射の噴射量をそれ
ぞれ略同じとし、早期噴射の開始時期をシリンダ２の吸
気行程初期に固定する一方、後期噴射の開始時期をシリ
ンダ２の吸気行程から圧縮行程にかけて変更しながら、
エンジン１の燃焼安定性及び燃費率の変化を計測した。
その結果、図７に示すように、後期噴射の開始時期を早
めるほど、エンジン１のＰｉ変動率が小さくなり、ま
た、燃費が低減することが分かった。
【００６５】詳しくは、ピストン５の排気上死点（ＴＤ
Ｃ）を基準として、上死点後１２０°ＣＡ（ＡＴＤＣ１
２０°ＣＡ）よりも以前、即ち吸気行程の前期から中期
にかけての期間に、後期噴射を開始するようにすれば、
Ｐｉ変動率及び燃費率を一括噴射の場合よりも低減させ
ることができる。つまり、燃焼安定性の向上と燃費の改
善が実現できる。
【００６６】また、後期噴射の開始時期を早めるほど、
Ｐｉ変動率及び燃費率が低下するので、例えばエンジン
１の低負荷・低回転領域等、燃料噴射量が比較的少なく
噴射パルス幅が短い領域において、後期噴射がＡＴＤＣ
１２０°ＣＡよりも早く終了するように該後期噴射の開
始時期を早めれば、前記の燃焼安定性の向上と燃費の改
善効果がさらに高まる。
【００６７】さらに、例えば図１２に示すように、後期
噴射の開始ｓ２から終了までの期間の中央時期を、吸気
行程の中央時期Ｍよりも早い時期であってピストン５の
下降移動速度が最高になる時期（例えば、ＡＴＤＣ８６
°ＣＡ）に設定すれば、後期噴射は、ピストン５の下降
移動速度が最も高くてそれに伴う吸気流動速度も最も大
きい状態で行われるので、後期噴射した燃料を吸気流動
によって燃焼室に均一に分布させることができ、そのこ
とによって、燃焼安定性の向上と燃費の改善効果がより
一層、高まることが期待できる。
【００６８】そして、この実施形態では、空燃比がリー
ン状態になっているエンジン１の低中負荷・低中回転領
域（II）において、上述の如く、燃料噴射の分割制御に
よってエンジン１の燃焼安定性を大幅に向上させること
ができ、そのことによって、リーン限界が大幅に拡大す
るので、その分、空燃比を従来よりもリーン側に設定す
ることができる。よって、この運転領域における燃費改
善とＮＯｘ排出量の一層の低減とを実現できる。
【００６９】詳しくは、図８に示すように、エンジン１
を均一燃焼状態で運転しながら空燃比をリーン側に変化
させていくと、同図に仮想線で示す一括噴射の場合に
は、Ａ/Ｆ＝２３〜２５の近傍でエンジン１の燃焼状態
が急速に悪化してＰｉ変動率が急増し、これに伴い燃費
も悪化している。そのため、燃料噴射弁１４の個体ばら
つき等によって実際の燃料噴射量がばらつくことを考慮
すれば、リーン限界を越えないように余裕を持って空燃
比を制御する必要があるので、空燃比の制御目標値はＡ
/Ｆ＝２１程度に設定せざるを得ない。つまり、燃料を
一括して噴射する場合には、燃費の改善及びＮＯｘ生成
の低減が不十分になってしまう。
【００７０】これに対し、この実施形態のようにエンジ
ン１の燃焼室６へ分割して燃料噴射を行う場合（同図に
実線で示す分割噴射の場合）には、Ａ/Ｆ＝２５〜２７
程度までリーン限界が拡大するので、燃料噴射量のばら
つき等を考慮しても、空燃比をＡ/Ｆ＝２３程度に設定
することができる。このことにより、エンジン１が均一
燃焼状態かつリーン状態で運転される低中負荷・低中回
転領域（II）において、燃費の改善及びＮＯｘ排出量の
低減を十分に達成できるのである。
【００７１】尚、図９は前記エンジン１の温間時の燃料
噴射制御のための運転領域の他の実施形態を示してお
り、前記実施形態において空燃比リッチで燃料の一括噴
射を行う領域（IV）を中高負荷の領域（III）よりも高
負荷側の領域にも設定したものである。このものでは、
エンジン１の温間時の成層燃焼状態の運転領域（I）、
均一燃焼状態の運転領域（II）、及び同じく運転領域
（III）の高負荷側を除く領域において、図１１に示す
ように、排気還流装置３７によって排ガスの還流を行う
ようにすればよい。また、この実施形態でも図２及び図
３に示す燃料噴射制御を実行すればよく、そうすること
で、前記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００７２】また、図１０は、前記エンジン１とは異な
り成層燃焼を行わないようにした直噴エンジンについ
て、同様に運転領域の他の実施形態を例示したものであ
る。このものでは、前記実施形態において成層燃焼運転
を行うエンジン１の低負荷・低中回転領域（I）におい
ても、燃料噴射を吸気行程で２回に分割して行い、エン
ジンを空燃比リーン（λ＞１）の均一燃焼状態で運転す
るようにしている。このように、成層燃焼運転を行わな
いエンジンでは、燃焼室における燃料の成層化が不要に
なるので、ピストンにキャビティを設けなくてもよくな
り、そのことによって、エンジンの熱損失の低減が図ら
れる。
【００７３】
【発明の効果】以上説明した如く、請求項１の発明によ
ると、シリンダ内燃焼室に燃料を燃料噴射弁によって直
接噴射供給する直噴エンジンの排気通路に空燃比が理論
空燃比よりも大きいリーン状態でもＮＯｘを浄化するリ
ーンＮＯｘ触媒を配置し、エンジンを低負荷域では成層
燃焼状態で、またその他の領域では均一燃焼状態でそれ
ぞれ運転する場合において、エンジンが均一燃焼状態で
かつ空燃比がリーン状態にある運転領域において、シリ
ンダの吸気行程で燃料噴射弁から燃料を２分割噴射し、
その早期噴射及び後期噴射の噴射開始時期間の中央時期
を吸気行程の中央時期よりも早くしたことにより、燃焼
室での燃料分布の均一度合を大幅に高め、かつ燃料の気
化霧化を促進することができる。これにより、燃焼速度
が速まり、燃焼時間の短縮により燃費の改善が図られる
とともに、エンジンの燃焼安定性が大幅に向上して、均
一燃焼状態におけるエンジンのリーン限界が拡大するの
で、空燃比を従来よりも大幅にリーン側に設定して、燃
費の改善及びＮＯｘ排出量の低減を達成できる。
【００７４】請求項２の発明によれば、請求項１記載の
発明と同様の効果が得られる。
【００７５】請求項３の発明によると、前記請求項１又
は２の発明の効果を十分に得ることができ、また、請求
項４の発明によると、その効果をさらに高めることがで
きる。
【００７６】請求項５の発明によると、後期噴射した燃
料をピストンの下降移動に伴う吸気流動によって、燃焼
室に均一に拡散させることができる。
【００７７】請求項６の発明によると、排ガスの還流に
よってエンジンの燃費改善及び一層のＮＯｘ低減が図ら
れる。
【００７８】請求項７の発明によると、燃焼室に吸気流
動を生成するようにしたことにより、吸気流動によって
燃料分布の均一化及び燃料の気化霧化を促進して、エン
ジンの燃焼性をさらに向上できる。
【００７９】請求項８の発明によると、燃料噴霧が大き
く広がるので、燃焼室での燃料分布の均一化が容易に促
進できる。
【００８０】請求項９の発明によると、燃料噴射弁の開
弁作動に起因する噴霧の微粒化の阻害が回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンの各運転領域における燃料噴射時期を
示すタイムチャート図である。
【図２】コントロールユニットで行われる燃料噴射時期
制御の処理動作の前半部を示すフローチャート図であ
る。
【図３】コントロールユニットで行われる燃料噴射時期
制御の処理動作の後半部を示すフローチャート図であ
る。
【図４】エンジンの温間時の燃料噴射制御のための運転
領域を示す図である。
【図５】エンジンの冷間時の燃料噴射制御のための運転
領域を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置の
全体構成を示す図である。
【図７】後期噴射時期の変化に伴って変化する燃費及び
Ｐｉ変動率の特性を示す図である。
【図８】空燃比の変化に伴って変化するエンジンのＰｉ
変動率、燃費率及びＮＯｘ生成量の特性を示す図であ
る。
【図９】エンジンの温間時の燃料噴射制御のための運転
領域の他の実施形態を示す図４相当図である。
【図１０】成層燃焼状態での運転を行わないようにした
エンジンについての図９相当図である。
【図１１】エンジンの温間時及び冷間時（但し、半暖機
状態）の排気還流制御のための運転領域の変形例を示す
図である。
【図１２】後期噴射を吸気行程の中央時期よりも早い時
期に開始するようにした変形例に係る図１相当図であ
る。
【符号の説明】
１ エンジン ２ シリンダ ６ 燃焼室 １４ 燃料噴射弁 ２５ 吸気通路 ３０ 吸気流動制御弁（吸気流動生成手段） ３１ 排気通路 ３４ リーンＮＯｘ触媒 ３７ 排気還流装置（排気還流手段） ４１ コントロールユニット ４６ 燃料噴射制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｊ ３０１Ｎ ３０１Ｕ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/34 F02D 41/02 325 F02D 41/04 335 F02D 43/00 301

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンのシリンダ内燃焼室に燃料を直
    接噴射供給する燃料噴射弁と、エンジンの排気通路に配
    設され、空燃比が理論空燃比よりも大きいリーン状態で
    排ガス中のＮＯｘを浄化するリーンＮＯｘ触媒とを備
    え、エンジンを低負荷域では成層燃焼状態で運転する一
    方、その他の領域では均一燃焼状態で運転するようにし
    たエンジンの制御装置において、 前記エンジンが均一燃焼状態で、かつ空燃比が理論空燃
    比よりも大きいリーン状態にある運転領域において、シ
    リンダの吸気行程で前記燃料噴射弁から燃料を早期噴射
    と後期噴射とに、少なくとも該早期噴射及び後期噴射の
    両噴射開始時期間の中央時期が吸気行程の中央時期より
    も早い時期となるように２分割して噴射させる燃料噴射
    制御手段を設けたことを特徴とするエンジンの制御装
    置。
  2. 【請求項２】 エンジンのシリンダ内燃焼室に燃料を直
    接噴射供給する燃料噴射弁と、エンジンの排気通路に配
    設され、空燃比が理論空燃比よりも大きいリーン状態で
    排ガス中のＮＯｘを浄化するリーンＮＯｘ触媒とを備
    え、エンジンを部分負荷域では空燃比が理論空燃比より
    も大きいリーン状態で運転する一方、その他の領域では
    空燃比が理論空燃比以下のリッチ状態で運転するように
    したエンジンの制御装置において、 前記エンジンのリーン状態の運転領域において、シリン
    ダの吸気行程で前記燃料噴射弁から燃料を早期噴射と後
    期噴射とに、少なくとも該早期噴射及び後期噴射の両噴
    射開始時期間の中央時期が吸気行程の中央時期よりも早
    い時期となるように２分割して噴射させる燃料噴射制御
    手段とを設けたことを特徴とするエンジンの制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２のいずれかのエンジンの
    制御装置において、 燃料噴射制御手段による後期噴射は、吸気行程を前期、
    中期及び後期に３等分したうちの前期ないし中期に開始
    されることを特徴とするエンジンの制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項３のエンジンの制御装置におい
    て、 燃料噴射制御手段による後期噴射は、エンジンの低回転
    域では吸気行程の前期ないし中期に終了することを特徴
    とするエンジンの制御装置。
  5. 【請求項５】 請求項３又は４のいずれかのエンジンの
    制御装置において、 燃料噴射制御手段による後期噴射の期間の中央時期は、
    吸気行程の中央時期よりも早い時期であってピストンの
    下降移動速度が最高になる時期に設定されていることを
    特徴とするエンジンの制御装置。
  6. 【請求項６】 請求項１又は２のいずれかのエンジンの
    制御装置において、 排ガスの一部を吸気系に還流する排気還流手段が設けら
    れ、 前記排気還流手段は、燃料噴射制御手段が燃料の分割噴
    射を行うエンジンの運転領域で、排ガスの吸気系への還
    流を行うように構成されていることを特徴とするエンジ
    ンの制御装置。
  7. 【請求項７】 請求項１又は２のいずれかのエンジンの
    制御装置において、 燃焼室に吸気流動を生成する吸気流動生成手段が設けら
    れていることを特徴とするエンジンの制御装置。
  8. 【請求項８】 請求項１又は２のいずれかのエンジンの
    制御装置において、 燃料噴射弁は、噴霧の広がり角度が４５度以上になる広
    角タイプのものであることを特徴とするエンジンの制御
    装置。
  9. 【請求項９】 請求項１又は２のいずれかのエンジンの
    制御装置において、 燃料噴射制御手段によってシリンダの吸気行程で燃料噴
    射弁から早期噴射と後期噴射とに分割して噴射される燃
    料噴射量が互いに略同じであることを特徴とするエンジ
    ンの制御装置。
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