(57)【要約】    【課題】  環境変化によらず良好な成層混合気塊を生成して安定した成層燃焼を維持できるようにするようにした。    【解決手段】  燃料噴射期間中において、燃料噴射弁の先端から内側キャビティまでの距離が燃料噴霧の分裂長さより大きい通常の状態では、成層燃焼を実施している運転状態の中で比較的低負荷運転領域では内側キャビティに指向させて燃料を噴射し、比較的高負荷運転領域においては外側キャビティに指向させて燃料を噴射し、燃料噴射弁の噴孔から内側キャビティ壁面に衝突するまでの距離Ｈｂが燃料噴霧の分裂長さＬｂ以下となったときは、前記通常状態では内側キャビティに指向させて燃料を噴射する負荷領域においても、外側キャビティに指向させて燃料を噴射するように、燃料噴射制御を切り換える。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁を燃焼室上面の略中央部に設置し、ピストン冠面に前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧の中心軸と略同一中心軸となるような大径ボウル状の外側キャビティと、該外側キャビティに内包された小径ボウル状の内側キャビティとで構成される二重構造のピストンキャビティを設けると共に、燃料噴霧の分裂長さを判定する手段を設け、
燃料噴射期間中において、前記燃料噴射弁の噴孔から内側キャビティ壁面に衝突するまでの距離が燃料噴霧の分裂長さより大きい通常の状態では、成層燃焼を実施している運転状態の中で比較的低負荷運転領域では内側キャビティに指向させて燃料を噴射し、比較的高負荷運転領域においては外側キャビティに指向させて燃料を噴射する一方、
前記燃料噴射弁の先端から内側キャビティまでの距離が燃料噴霧の分裂長さ以下となったときは、前記通常状態では内側キャビティに指向させて燃料を噴射する負荷領域においても、外側キャビティに指向させて燃料を噴射するように、燃料噴射制御を切り換えることを特徴とする直噴火花点火式内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴霧の分裂長さによる判定によって、外側キャビティに指向させて燃料を噴射する場合、噴射期間中もしくは噴射終了後の燃料噴霧が内側キャビティエッジ部に干渉することなく、全燃料が外側キャビティへ指向するように燃料噴射制御することを特徴とする請求項１に記載の直噴火花点火式内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴霧の分裂長さによる判定によって、外側キャビティに指向させて燃料を噴射する場合、１行程で２度の分割燃料噴射を行い、２度目に噴射された燃料に火花点火を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の直噴火花点火式内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記通常の状態では噴射終了後の燃料噴霧に直接火花点火を行う第１の成層燃焼モードとし、前記燃料噴射弁の先端から内キャビティ底面までの距離が噴霧の分裂長さ以下となった場合、内側キャビティ底面を介して巻き上がった混合気に火花点火を行う第２の成層燃焼モードに切り換えることを特徴とする請求項１及び２に記載の直噴火花点火式内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記内側キャビティに指向させる燃料噴射と、外側キャビティに指向させる燃料噴射との切り換えを、燃料噴射タイミングを変化させて行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の直噴火花点火式内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記内側キャビティに指向させる燃料噴射と、外側キャビティに指向させる燃料噴射との切り換えを、燃料噴霧角を変化させて行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の直噴火花点火式内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記燃料噴射弁として渦巻き噴射弁を用い、燃圧を変化させることにより燃料噴霧角を変化させることを特徴とする請求項６に記載の直噴火花点火式内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記燃料噴射弁が針弁のリフト量を可変な構造を有し、前記燃料噴霧の分裂長さの判定により、外側キャビティでの前記第１の成層燃焼モードを行う場合は、針弁のリフト量を低下させて燃料噴射期間を大きくすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の直噴火花点火式内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記燃料噴射弁が、針弁が本体の外側に突出して開く外開きタイプであることを特徴とする請求項８記載の直噴火花点火式内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
外側キャビティを内側キャビティより深く形成して、燃料噴射弁先端から外側キャビティ底面までの距離が、燃料噴射弁先端から内側キャビティ底面までの距離よりも長く形成してあることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載の直噴火花点火式内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
前記燃料噴射弁の先端から内側キャビティまでの距離が燃料噴霧の分裂長さ以下となったときに、前記通常状態では外側キャビティに指向させて燃料を噴射する負荷領域のときは、燃焼モードを成層燃焼から均質燃焼へ切り換えることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１つに記載の直噴火花点火式内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直噴火花点火式内燃機関の制御装置に関し、特に、環境変化によらず良好な成層燃焼を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射弁から筒内に燃料を直接噴射し、筒内に成層化した混合気に火花点火を行う直噴火花点火式内燃機関では、混合気のサイズによりエンジンの出力が制御可能となり、燃料噴射量（噴射期間）により負荷が調整されることとなる。これにより、スロットル弁の絞りを行う必要がなく、ポンピングロスがなくなるため、特に低・中負荷において大幅に燃料消費が低減できることが知られている。
【０００３】
このような直噴火花点火式内燃機関では着実に点火・燃焼せしめるために、機関の回転速度・負荷に応じて、筒内に適切な大きさ・空燃比の混合気塊を、確実に成層化した状態で形成することが重要である。
特許文献１には、燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧に直接火花点火を行う手法や、燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧をピストンキャビティ壁面へ衝突させ、キャビティ形状に沿った噴霧の循環流を形成し、均質な混合気をキャビティ上空に配置する手法が開示されている。
【０００４】
ところで、ピストンキャビティを有する内燃機関において、吸気圧力や吸気温度など環境パラメータが変化した場合に均質燃焼に切り換えて点火プラグの燻りを回避した場合はポンピングロスが発生し燃費が悪化する問題がある。
これに対して特許文献２には、燃料噴射時期を進角、または点火時期を遅角させて点火時期における点火プラグギャップ近傍の混合気のリッチ程度を抑制する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−８２０２８号公報
【特許文献２】特開平１０-１５１９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２のように単純なボウル形状のピストンキャビティに対して噴射時期を進角しただけでは、点火プラグ周辺の混合気濃度のリッチ度合いを抑制できる可能性があるが、噴霧特性の変化によりキャビティ底面もしくは壁面への噴霧の衝突位置がかわり混合気がキャビティからはみ出すなど、良好な成層混合気塊が生成されず、スモークやＨＣレベルが悪化する恐れがある。
【０００６】
良好な成層混合気塊を生成するためには基本的にキャビティに指向した形で燃料を噴射する必要があるが、進角可能範囲がキャビティとの位置関係により限定されてしまい、十分な効果が得られるとは言い難い。
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、キャビティ形状と燃料噴射制御とを適切に設定することにより、環境変化によらず良好な成層混合気塊を生成して安定した成層燃焼を維持できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため本発明は、まず、ピストン冠面に設けられるピストンキャビティについては、燃焼室上面の略中央部に設置した燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧の中心軸と略同一中心軸となるような大径ボウル状の外側キャビティと、該外側キャビティに内包された小径ボウル状の内側キャビティとで構成される二重構造とする。
そして、燃料噴霧の分裂長さを判定し、燃料噴射期間中において、燃料噴射弁の噴孔から燃料噴霧が内側キャビティ壁面に衝突するまでの距離が燃料噴霧の分裂長さより大きい通常の環境のときは、成層燃焼を実施する運転状態の中で比較的低負荷運転領域では内側キャビティに指向させて燃料を噴射し、比較的高負荷運転領域においては外側キャビティに指向させて燃料を噴射する。
【０００８】
一方、吸気圧力や吸気温度など環境パラメータが変化して、燃料噴射弁の先端から内側キャビティまでの距離が燃料噴霧の分裂長さ以下となったときは、通常の環境では主に外側キャビティに指向させて燃料を噴射するように燃料噴射制御を切り換える構成とした。
【発明の効果】
【０００９】
成層燃焼を実施している運転状態の中で噴射点から噴射された燃料噴霧が内側キャビティ底面へ衝突する点までの距離よりも噴霧の分裂長さが短い場合は、通常は噴射時期や噴霧角の設定で内側キャビティへ指向させて燃料噴射する負荷領域でも、外側キャビティへ指向させて燃料噴射する。
これにより、燃料噴霧が分裂し液滴となる以前の液柱（液膜）状態で壁面に衝突し、局部的に過濃混合気を形成してしまう問題を抑制でき、過濃混合気により生成されるスモークによりプラグが燻る問題を回避できる。
【００１０】
また、外側キャビティへ指向させて燃料噴射をおこなうことで、噴射タイミングを十分に早期に設定することができるため、十分な気化時間が確保されてこの点でも過濃混合気の生成を抑制できる。
また、噴霧先端を外側キャビティによってホールドできるため、混合気が希薄となりすぎることはなく、ＨＣの悪化を抑制することができる。
【００１１】
また、混合気塊のサイズが大きくなるため、燃費は多少悪化するが、従来の吸気ポート噴射による均質燃焼よりも燃費の良い運転が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態にかかる直噴火花点火式内燃機関の構成を示す。
この内燃機関は、シリンダヘッド１、シリンダブロック２及びピストン３により構成される燃焼室４を有し、排気バルブ５及び吸気バルブ６を介して、吸気ポート７から新気を導入及び排気ポート８から排気を排出する。
【００１３】
前記各バルブを駆動するカム軸端には燃料ポンプ９が配置されている。燃料ポンプ９により加圧された燃料は燃料配管１０を介して燃料噴射弁１１より燃焼室４へ噴射可能である。前記燃料ポンプ９は、別に配置された電気モータにより駆動される形式としてもよい。
前記燃料噴射弁１１は燃焼室４の略中央部に配置され、マルチホール噴射弁に加えて、例えば、特開２０００−３０３９３６に示されるような少なくとも２つの異なる燃料噴霧角を制御可能な仕様、もしくは針弁が本体の外側に突出して開く外開きタイプの噴射弁、針弁のリフト量を可変な圧電素子駆動型のピエゾ式噴射弁などが含まれるものとする。
【００１４】
ピストン３の燃料噴射弁１１に対面する冠面には、前記燃料噴射弁１１から噴射される燃料噴霧の中心軸と略同一中心軸となるような小径ボウル状の内側キャビティ３ａと、該内側キャビティ３ａを内包する大径ボウル状の外側キャビティ３ｂからなる二重キャビティが形成されている。
そして、前記燃料噴射弁１１から噴射された燃料は、主に前記内側キャビティ３a及び外側キャビティ３bに成層化された混合気塊を形成する。この混合気は、前記燃料噴射弁１１に隣接して燃焼室４の略中央部に配置された点火プラグ１２により点火・燃焼せしめられる。
【００１５】
なお、この内燃機関はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１３にて統合的に制御される。このためＥＣＵ１３にはクランク角センサ１４からのクランク角信号、アクセル開度センサ１５からのアクセル開度信号、水温センサ１６からの冷却水温度信号等が入力され、これらの信号を基に、前記燃料噴射弁１１、点火プラグ１２、並びに燃料ポンプ９等の各制御を行う。
【００１６】
また、本内燃機関では、燃焼形態として主に、圧縮行程中（特に、圧縮行程後半）に燃料噴射を行うことでリーン運転を実現し燃費を向上させる成層燃焼モードと、吸気行程中（特に吸気行程前半）に燃料噴射を行いストイキ運転（理論空燃比運転）を実現する均質燃焼モードとが設けられており、運転状態に応じて選択されるようになっている。成層燃焼モードとして噴射後の噴霧に直接火花点火を行う手法や噴霧がピストンを介して巻き上がった混合気に火花点火を行う手法などがあるが、本実施形態では成層混合気の形成手法は特に限定しない。
【００１７】
以下、まず本実施形態における通常の設定における運転モード領域について説明する。
図２は、機関の負荷と回転速度による燃焼モード領域と、各領域での混合気分布を示す。成層燃焼モードにおける低負荷域（図示領域ａ）においては、噴射される燃料量が少ないため、内側キャビティ３ａを指向した燃料噴射を行い、コンパクトな混合気を形成して、着火及び燃焼安定性が高く、燃費の良好な運転を行う。
【００１８】
一方、成層燃焼モードにおける噴射される燃料量が多い高負荷域（図示領域ｂ）においては、内側キャビティ３ａを利用して混合気を形成すると、内側キャビティ３ａ上空にて過濃混合気が形成され、点火プラグ１２のかぶりや燻りの原因ともなる。そのため、成層燃焼モードにおける高負荷時においては、外側キャビティ３ｂを利用して混合気を形成することにより、噴射量が多い条件でもほぼストイキ近傍の混合気を形成できる。
【００１９】
これにより、着火及び燃焼安定性に優れた運転が可能となる。なお、噴射された燃料にピストン３を介さずに直接火花点火を行う燃焼方式においても、負荷に応じた内外２つのキャビティ３ａ，３ｂが混合気を受け止める役割を果たすことで、キャビティがない場合に噴霧先端部でピストン周辺への混合気拡散によって希薄混合気が形成されてしまうことを抑制できるため、未燃ＨＣの少ない、燃費の良い運転が実現できる。
本実施形態におけるＥＣＵ１３は、図２に示す特性マップによる領域判定に加えて、図３に示すような燃料噴霧の分裂長さＬｂと噴射点から噴射された噴霧がピストン３へ衝突する点までの軸方向距離Ｈｂを判定する機能を有し、図４に示すように、吸気圧力、吸気温度、燃料圧力や燃料温度といったパラメータにより分裂長さの特性をテーブルデータとして保有している。
【００２０】
ここで、燃料噴霧の分裂長さとは一般的に高圧で噴射された燃料が液滴まで微粒化するのに必要な距離を指すが、ここでは、例えば寒冷地などで気化率が低く、液体の燃料が蒸発を完了できずに液滴が燃料噴射弁の噴孔直下に高密度で存在する領域も広義に噴霧の分裂長さとして含むものとする（「アトマイゼーション・テクノロジー  微粒化の基礎と基本用語辞典」  日本液体微粒化学会／編  ２００１年１１月発行  森北出版株式会社  参照）。
【００２１】
図５は本実施形態におけるＥＣＵ１３での制御フローを示す。以下、本制御フローに従って説明する。
まずステップ１（図にはＳ１と記す。以下同様）では、クランク角センサ１４、アクセル開度センサ１５等からの信号に基づき、機関の回転速度、負荷等を検出する。
次にステップ２では、上記機関の回転速度、負荷等の運転条件に基づいた燃料噴射タイミング、燃料噴射量及び点火時期等の制御パラメータを予め記憶させておいたテーブルより読み込む。ここで、これらテーブルに従った上記制御パラメータの設定により、機関負荷・回転速度に応じた燃焼モードの切り換えが行われる。図２に示すように、成層燃焼では燃料噴射方向の内側キャビティ３ａと外側キャビティ３ｂとの切り換え、高負荷・高回転領域（図２の領域ｃ）では均質燃焼を実施する。
【００２２】
ステップ３では、燃料噴霧の分裂長さＬｂを、吸気圧力、吸気温度、噴射圧力と燃料温度からなる関数により算出し、あらかじめ記憶されている燃料の噴射点（燃料噴射弁１１の噴孔）から燃料噴霧が内側キャビティ３ａ壁面に衝突する点までの軸方向距離Ｈｂを参照する。
ここで、前記噴霧の噴射点から衝突点までの軸方向距離は、燃料噴射期間中に変化するが、該燃料噴射期間中に分裂長さＬｂ以下となるかが判ればよいので、燃料噴射期間中にピストン３が最も上昇して最短となるときの値に設定すればよい（燃料噴射期間が圧縮上死点前で終了するときは噴射終了タイミング、燃料噴射期間が圧縮上死点を含む場合には、圧縮上死点で最短となる）。
次に、ステップ４では、上記燃料噴霧の分裂長さＬｂと噴射点から噴霧が衝突する点までの軸方向距離Ｈｂを比較し、ステップ５にてＬｂよりもＨｂが大きいと判定されたときは、燃料の燃料噴霧が液柱（液膜）状態でピストン壁面に衝突することはないと判断されるのでステップ８に進み、上記各制御パラメータを通常状態での設定とした運転を行う。
ステップ４で燃料噴霧の分裂長さＬｂがＨｂより大きいと判定された場合は、ステップ５に進み、内側キャビティ３ａを指向した燃料噴射を行う運転領域（図２の領域ａ）か否かを判断する。
【００２３】
ステップ５で、燃料噴射を内側キャビティ３ａへ指向させる運転領域ａと判断された場合は、ステップ７に進み、通常は内側キャビティ３ａを指向するべき運転領域ａにおいても、外側キャビティ３ｂを指向した燃料噴射を行って、主として外側キャビティ３ｂ内で成層燃焼が行われるようにする。
ただし、外側キャビティ３ｂに指向させて噴射後に直接火花点火を行う第１の成層燃焼モードを適用している場合においては、その燃焼特性上、噴射時期から点火時期までの混合時間が短いことから、キャビティ底面に形成された過濃混合気がリーン化する前に燃焼してしまいスモークが排出されやすくなることがある。このため、ピストン３を介して形成された混合気に火花点火を行う第２の成層燃焼モードに切り変えてもよい{後述の図６（Ａ）に点火時期を点線で示す}。
【００２４】
上記第２の成層燃焼モードでは、噴霧が内側キャビティ３ａに衝突し、点火プラグ１２まで巻き上がるまでの時間が確保でき、噴射量の少ない低負荷においては点火プラグ１２が燻りにくい効果が得られる。
また、燃料噴霧が内側キャビティ３ａのエッジ部分に干渉するとスモークが排出される要因となり、効果が半減するため、噴射期間中もしくは噴射終了後の噴霧が内側キャビティ３ａのエッジ部分に干渉することなく全燃料を外側キャビティ３ｂに指向させるようにする。このようにすれば、外側キャビティ３ｂのエッジ部に混合気が集中して衝突することがなく、過濃混合気すなわちスモークの生成が回避できる。
【００２５】
図６に燃料噴射パターンもしくは、燃料噴射弁仕様の違いによる設定点の変化を示す。
同図（Ａ）は、通常は内側キャビティ３ａを指向させる低負荷領域ａで、噴射タイミングだけで外側キャビティ３ｂに指向させた燃料噴射に切り換える燃料噴射パターンの基本的な形態を示し、燃料噴射タイミングを進角させ、燃料噴射終了近傍で点火を行う。
このように、低負荷（小噴射量）領域で、外側キャビティ３ｂに指向させた燃料噴射を行う場合は、点火プラグ周りの混合気が希薄となり、また、点火時期も噴射時期の進角に伴って進角させることとなるので点火時期での筒内圧力が低くなり、失火してしまう可能性がある。
【００２６】
そこで、同図（Ｂ）に示すように、１行程で２度噴射する分割噴射とし、２度目の噴射で点火プラグ近傍へ少量の燃料噴射を行うようにすると、２度目に噴射された燃料に火花点火を行うため、任意のタイミングでプラグギャップに可燃混合気を供給できるため、噴射時期の進角量に依存することなく、所望の（筒内圧力が高い状態での）点火時期の設定が可能となり、着火性が高められ、安定した燃焼を確保でき、燃費の良い運転が可能となる。
【００２７】
同図（Ｃ）は、燃料噴射弁１１として、ピエゾ式で針弁が本体から外側に突出してリフトする外開きのリフト量可変なタイプを用いた場合を示し、通常は内側キャビティ３ａを指向させる低負荷領域ａで外側キャビティ３ｂに指向させた燃料噴射に切り換えるときに、燃料噴射弁１１の針弁を低リフトとし、噴射期間を延ばすようにする。
このようにすれば、噴射期間の大部分を外側キャビティ３ｂに指向させて、外側キャビティ３ｂ内での成層燃焼を行うことができる。また、噴射期間が延びるので噴射終了近傍に設定される点火時期を過度に進角させる必要がなく、安定した燃焼を確保でき、燃費の良い運転が可能となる。また、燃料噴射弁が外開きタイプであるため、低リフト化することで、液膜厚さを低減することができ、これにより微粒化が進み、より均質な混合気を形成できる効果もある。
【００２８】
同図（Ｄ）は、燃料噴射弁１１として噴霧角可変なタイプを用いた場合を示し、噴射時期を変更することなく容易に外側キャビティ３ｂを指向した燃料噴射が可能となるため、点火時期が最適となる噴射タイミングにて外側キャビティ３ｂへ指向した燃料噴射が可能となる。特に燃料噴射弁として渦巻き噴射弁とした場合、燃料噴霧角を大きくする手段として、燃圧を大きくすることにより、噴射弁の構造を複雑化することなく噴霧角の変更が可能となる。
【００２９】
図５に戻って、ステップ５で外側キャビティ３ｂを指向する燃料噴射を行う運転領域ｂと判断された場合は、ステップ６に進み均質燃焼に切り換えることとする。
なお、内側キャビティ３ａより外側キャビティ３ｂ底面を深い形状とした場合は、燃料噴霧の噴射点からピストンへの衝突点までの軸方向距離Ｈｂをより増大させることができ、かつ、キャビティ容積も増大するので、さらにスモーク低減効果が高められる。
【００３０】
図７（Ａ）は、図６（Ａ）に示した成層燃焼状態でＬｂ＞Ｈｂの判定によって、噴射タイミングを進角させて、内側キャビティ３ａから外側キャビティ３ｂへ燃料噴射の指向を変えた場合の混合気分布の変化の様子を示し、図７（Ｂ）は、成層燃焼モードで外側キャビティ３ｂへの燃料噴射の指向が要求される領域ｂで、Ｌｂ＞Ｈｂと判定されたときに、均質燃焼へ切り換えたときの混合気分布の変化の様子を示す。
【００３１】
また、図８は、図６（Ｃ）に示した成層燃焼状態でＬｂ＞Ｈｂの判定によって、針弁リフト量を小さくして、内側キャビティ３ａから外側キャビティ３ｂへ燃料噴射の指向を変えた場合の混合気分布の変化の様子を示し、図９は、図６（Ｄ）に示した成層燃焼状態でＬｂ＞Ｈｂの判定によって、噴霧角を広角にして、内側キャビティ３ａから外側キャビティ３ｂへ燃料噴射の指向を変えた場合の混合気分布の変化の様子を示す。
【００３２】
以上のように、本実施形態では、通常は図２に示すような運転負荷・回転に応じた各燃焼モードの最適点にて運転が実施されるが、燃料噴霧の分裂長さＬｂが噴射点から噴射された噴霧がピストンへ衝突する点までの軸方向距離Ｈｂよりもながい場合に、内側キャビティを指向した燃焼モードの場合は外側キャビティを指向した燃焼モードへ切り換えることとしている。
【００３３】
これにより、例えば高地での運転などや気象条件、ブレーキブースターなどの要求により初期吸入空気圧が低下した場合や、寒冷地などで燃料の気化率が低い条件など環境パラメータが変化した場合において、噴霧の分裂長さＬｂが増大し、霧化及び気化が不十分な燃料が直接ピストンボウルに衝突してしまうことで形成される過濃度混合気から生成されるスモークにより、点火プラグの燻ってしまう問題が回避できるため、環境パラメータの変化よらずに成層燃焼を実施することが可能となる。
【００３４】
また、内側キャビティを利用した成層燃焼を行う場合と比較して、混合気のサイズが大きくなるため燃費は若干悪化するが、ポンピングロスを伴う均質燃焼に切り換える場合よりも燃費のよい成層燃焼が実現できることになる。
さらに、急加速や登坂走行を除く通常の高速走行や市街走行において使用頻度の高い低負荷・低回転速度の領域は内側キャビティを用いた成層燃焼により実施されることから、分裂長さＬｂの判定により成層運転領域が拡大できる効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態にかかる直噴火花点火式内燃機関の構成を示す図。
【図２】機関の負荷と回転速度による燃焼モード領域と、各領域での混合気分布を示す図。
【図３】噴霧の分裂長さＬｂと噴射点から噴霧衝突点までの距離Ｈｂの関係を示す図。
【図４】吸気温度、吸気圧力、燃料噴射圧力、燃料温度が噴霧の分裂長さに与える影響を示す図。
【図５】実施形態の制御フローを示すフローチャート。
【図６】燃料噴射弁仕様の違いによる噴射時期と点火時期の設定の変化を示すタイムチャート。
【図７】基本的な燃料噴射パターンにおける内側キャビティから外側キャビティへの成層燃焼へ切り換えた場合および外側キャビティでの成層燃焼から均質燃焼に切り換えた場合の混合気分布を示す図。
【図８】燃料噴射弁のリフト量を変化させる燃料噴射パターンにおける内側キャビティから外側キャビティへの成層燃焼へ切り換えた場合および外側キャビティでの成層燃焼から均質燃焼に切り換えた場合の混合気分布を示す図。
【図９】燃料噴射量の噴霧角を変化させる燃料噴射パターンにおける内側キャビティから外側キャビティへの成層燃焼へ切り換えた場合および外側キャビティでの成層燃焼から均質燃焼に切り換えた場合の混合気分布を示す図。
【符号の説明】
【００３６】
３    ピストン
３ａ  内側キャビティ
３ｂ  外側キャビティ
４    燃焼室
１１    燃料噴射弁
１２    点火プラグ
１３    エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
１４    クランク角センサ
１５    アクセル開度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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