(57)【要約】【課題】  燃焼室内の燃料の気化霧化を促進し、排気ガス中に含まれる微小粒子数を一層確実に減少させ得る筒内噴射式エンジンの燃料噴射時期制御装置を提供する。【解決手段】  燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射式エンジンの燃料噴射時期制御装置において、上記燃焼室内に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁と、該燃料噴射弁から燃料が噴射される燃料噴射時期を、上記ピストンがその上死点よりも下方に位置する所定のクランク角度に設定する燃料噴射時期設定手段と、上記燃焼室内の温度を算出する燃焼室内温度算出手段と、該燃焼室内温度算出手段により導出された燃焼室内の温度が所定温度より高い場合には、上記燃料噴射時期を進角補正する進角補正手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段とを設ける。上記進角補正手段は、上記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が高い場合には低い場合に対して進角補正量を小さくする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射式エンジンの燃料噴射時期制御装置において、
上記燃焼室内に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁と、
上記燃料噴射弁から燃料が噴射される燃料噴射時期を、上記筒内のピストンがその上死点よりも下方に位置する所定のクランク角度に設定する燃料噴射時期設定手段と、
上記燃焼室内の温度を算出する燃焼室内温度算出手段と、
上記燃焼室内温度算出手段により導出された燃焼室内の温度が所定温度よりも高い場合には、上記燃料噴射時期を進角補正する進角補正手段と、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、を備えており、
上記進角補正手段は、上記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が高い場合には低い場合に対して進角補正量を小さくすることを特徴とする筒内噴射式エンジンの燃料噴射時期制御装置。
【請求項２】
上記燃料噴射時期設定手段は、上記燃料噴射時期を、上記ピストンが吸気行程における上死点と下死点との間に位置する所定のクランク角度に設定することを特徴とする請求項１記載の筒内噴射式エンジンの燃料噴射時期制御装置。
【請求項３】
上記燃焼室内温度算出手段は、上記エンジン回転数又はエンジン負荷に基づき基本燃焼室内温度を算出した上で、該基本燃焼室内温度を、点火時期，空燃比，燃料噴射時期，バルブタイミング及び吸気流動制御弁の作動状態のうちの少なくとも１つに基づき補正することを特徴とする請求項１又は２記載の筒内噴射式エンジンの燃料噴射時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒の燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射式エンジンの燃料噴射時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジン等から排出される排気ガス中に含まれる粒子の中でも特に１００ｎｍ以下の径を有する微小粒子（所謂ナノ粒子）の人体への影響が懸念されている。この微小粒子については、同じ重量でも粒子個数が多いため総表面積が大きいため、表面に存在する有害化学物質の影響がより顕著に現れることが知られている。将来的には、単位排気量当たりの微小粒子数を規制する大気環境基準が導入されることが予想され、これに対処するためにも、排気ガス中に含まれる微小粒子数を効果的に減少させる技術が求められる。
【０００３】
現在、排気ガス内の粒子は重量濃度に基づき規制されており、例えばディーゼルエンジンにおいては、排気ガスをフィルタ（ＤＰＦ）等の排気ガス処理装置に通過させ、排気ガス中に含まれる粒子を捕集することが行われる。一方、ガソリンエンジンにおいて、単位排気量当たりの粒子数を減らすには、基本的に、エンジンの燃焼室内での燃料の気化霧化時間をより長く確保して、燃料の燃焼効率を向上させることが望ましい。特に気筒の燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射式ガソリンエンジンにおいては、微小粒子が燃焼室内に充満し易く、高い燃焼効率の実現が求められる。これに対処し得る技術として、例えば特開平４−２４１７５３号公報（特許文献１）には、燃焼室内温度に応じて、燃料噴射時期を変更する技術が、具体的には、燃料室内温度が低い場合に燃料噴射時期を進角させることで、混合気の形成及びエミッションを向上させ、また、スモークの発生を防止するものが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２４１７５３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、上記特許文献１に開示される技術では、単に燃焼室内温度が考慮され、それが低い場合には常時燃料噴射時期が所定タイミングだけ進角させられるため、例えばエンジンの回転数が高いとき、すなわちエンジン高速回転時には、低速回転時に対して十分な気化霧化時間を確保し得ず、スモークが発生し、排気ガス中に含まれる微小粒子数が増加する惧れがある。
【０００６】
この発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、燃焼室内の燃料の気化霧化を促進し、排気ガス中に含まれる微小粒子数を一層確実に減少させ得る筒内噴射式エンジンの燃料噴射時期制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本願の請求項１に係る発明は、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射式エンジンの燃料噴射時期制御装置であって、上記燃焼室内に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁と、該燃料噴射弁から燃料が噴射される燃料噴射時期を、上記筒内のピストンがその上死点よりも下方に位置する所定のクランク角度に設定する燃料噴射時期設定手段と、上記燃焼室内の温度を算出する燃焼室内温度算出手段と、該燃焼室内温度算出手段により導出された燃焼室内の温度が所定温度より高い場合に、上記燃料噴射時期を進角補正する進角補正手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、を備えており、上記進角補正手段が、上記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が高い場合には該エンジン回転数が低い場合と比較して進角補正量を小さくすることを特徴としたものである。
【０００８】
また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、上記燃料噴射時期設定手段は、上記燃料噴射時期を、上記ピストンが吸気行程における上死点と下死点との間に位置する所定のクランク角度に設定することを特徴としたものである。
【０００９】
更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、上記燃焼室内温度算出手段は、上記エンジン回転数又はエンジン負荷に基づき基本燃焼室内温度を算出した上で、該基本燃焼室内温度を、点火時期，空燃比，燃料噴射時期，バルブタイミング及び吸気流動制御弁の作動状態のうちの少なくとも１つに基づき補正することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本願の請求項１に係る発明によれば、燃焼室内温度が所定温度より高い場合に、燃料噴射時期を進角補正して噴射を早期に行うことにより、点火までの燃料の気化霧化時間を長く確保し、燃料の気化霧化を促進することができ、排気ガス中に含まれる微小粒子数を減少させる。ここで、燃料噴射時期の進角に伴い、燃料はピストンがより上死点に近付いた時点で噴射されるため、燃料がピストンに衝突し付着し易くなるが、本願発明では、燃焼室内温度が高くピストン自体の温度が高い場合に燃料噴射時期の進角補正がなされるため、ピストンに燃料が付着したとしても、付着した燃料の気化霧化が十分に行われ、スモークの発生が抑制され得る。更に、エンジンの高速回転時には、燃料がピストンに直接に当たらないように、低速回転時に比べて進角補正量を小さく設定することで、排気ガス中に含まれる微小粒子数を減少させることができる。
【００１１】
また、本願の請求項２に係る発明によれば、微小粒子が発生し易い筒内噴射式エンジンの均一燃焼において、微小粒子数を減少させることができる。
【００１２】
更に、本願の請求項３に係る発明によれば、上記燃焼室内温度算出手段による燃焼室内温度の算出精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る筒内噴射式エンジン及び該エンジンに対して燃料噴射時期制御を行うシステム構成をあらわす図である。筒内噴射式エンジン１は、基本的に、ピストン１３の吸気する行程時に燃料を燃焼室４内に噴射することで、燃焼室４内の混合気が均一である状態での燃焼（所謂均一燃焼）を行うエンジンである。
【００１４】
このエンジン１では、吸気弁２が開かれたときに、シリンダヘッド１６内に構成される吸気ポート３を介して燃焼室４内に燃料燃焼用のエアが吸入され、かかる燃焼室４内のエア中に、所定のタイミングでインジェクタ５から燃料（ガソリン）が噴射され、混合気が形成される。気筒１４毎に設けられた各インジェクタ５には、燃料供給系３１内で燃料ポンプ（不図示）により燃料タンク（不図示）から汲み上げられ加圧された燃料が、共通の燃料分配通路３０を介して送り込まれる。特に図示しないが、この燃料分配通路３０には、各インジェクタ５に供給される燃料の圧力（燃圧）を検出する燃圧センサや燃料の流量を計測する燃料流量計が設けられてもよい。
【００１５】
燃焼室４内で形成された混合気は、ピストン１３により圧縮され、点火プラグ７及びそれに接続される点火回路８により所定のタイミングで点火されて燃焼する。点火プラグ７及び点火回路８は、エンジン本体に構成される気筒１４毎に設けられ、それぞれ、所定の点火タイミングで点火を行い、混合気を燃焼させる。なお、点火プラグ７の点火タイミングは、自在にリタード（遅角）させる若しくはアドバンス（進角）させることができる。燃焼ガスすなわち排気ガスは、排気弁９が開かれたときに、シリンダヘッド１６内に構成された排気ポート１７を通じて排気マニホールド１８へ排出される。
【００１６】
また、吸気弁２及び排気弁９には、それぞれ、可変動弁機構２ａ及び９ａが取り付けられ、これら可変動弁機構２ａ及び９ａにより吸気弁２及び排気弁９の開閉作動時期（バルブタイミング）が個々に変更されるようになっている。
【００１７】
排気ポート１７に連通する排気マニホールド１８には、排気中の酸素濃度に基づき空燃比を検出するリニアＯ２センサ２１が設けられている。また、排気マニホールド１８に接続する排気管１９には、排気浄化用触媒としてＣＯ，ＨＣ及びＮＯｘを浄化する三元触媒を用いた触媒コンバータ２０が介設され、触媒コンバータ２０の下流側には、触媒の劣化状態を判定するために、出力が理論空燃比を境に反転するラムダＯ２センサ２２が設けられている。また、排気管１９には、該排気管１９内に通過する排気ガスの一部をＥＧＲ（exhaust gas recirculation）として吸気管３２に戻す排気ガス再循環通路（以下、ＥＧＲ通路と表記）２３が設けられ、このＥＧＲ通路２３に、ＥＧＲガス流量を制御するＥＧＲ弁２９が介設されている。
【００１８】
他方、吸気ポート３に連通する吸気マニホールド２４には、燃費向上を図り、燃料と空気の混合比を最適化すべく、吸気マニホールド２４内のエア流動を制御する吸気流動制御弁（ＴＳＣＶ）２５が設けられている。また、吸気マニホールド２４に連通する吸気管３２には、エアの流れを安定化させるサージタンク２６と、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に応じて開閉されてエアを絞るスロットル弁２７と、吸気管３２内に通過する吸入エアの流量を検出するエアフローセンサ２８とが設けられている。スロットル弁２７には、該スロットル弁２７の開度、すなわちアクセルペダル（不図示）の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ４５が取り付けられている。なお、特に図示しないが、エアフローセンサ２８の上流側には、通常、エア中のダスト等を除去するエアクリーナが設けられる。
【００１９】
この実施形態では、エンジン本体において、シリンダブロック１０に配設されて、ウォータジャケット１５内を還流する冷却水の温度を検出する水温センサ４１，シリンダブロック１０の下部側壁に配設されて、クランク軸１１の基準位置からの回転角度を検出するクランク角センサ４２が設けられている。クランク軸１１の回転角度を検出することで、クランク軸１１にロッド１２を介して連結されたピストン１３の気筒１４内での位置が求まる。
【００２０】
また、エンジン本体に直接に配設されるセンサ以外に、エンジン１には、例えばエンジン１のエアクリーナ（不図示）に配設されて、吸気ポート３へ吸入される吸入エアの温度（吸気温度）を検出する吸気温センサ４３，エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ４４と、燃料分配通路３０及びインジェクタ５を介して各気筒１４へ燃料を供給する燃料供給系３１内の燃料噴射ポンプの回転速度、すなわち、エンジン１の機関回転速度を検出する回転速度センサ４６が設けられている。
なお、ここでは、エンジンに搭載されるセンサとして代表的なもの若しくは本発明に関連するもののみを挙げ、それ以外のセンサについてはその説明を省略する。
【００２１】
以上のような構成を備えたエンジン１に対して、該エンジン１を制御するエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと表記）４０が設けられている。このＥＣＵ４０は、コンピュータからなる、エンジン１用の総合的な制御装置であって、各種センサから検出された情報、例えば、エアフローセンサ２８によって検出される吸入エアの流量，水温センサ４１によって検出されるエンジン水温，クランク角センサ４２によって検出されるクランク軸１１の回転角度，吸気温センサ４３によって検出される吸気温度，エンジン回転数センサ４４によって検出されるエンジン回転数，アクセル開度センサ４５やアイドルスイッチ（アクセルペダル全閉時にＯＮされるスイッチであるが、ここでは不図示）によって検出されるアクセル開度，回転速度センサ４６によって検出されるエンジン１の機関回転速度，燃料流量計によって検出されるインジェクタ５への燃料流量等の各種制御情報に基づいて、燃料噴射制御，点火時期制御，アイドル回転数制御などの各種制御を行う。このＥＣＵ４０は、その内部に、制御回路（不図示）を有しており、各種制御を行うに際して実行される補正，演算，判定等の処理は、その制御回路によって行われる。
【００２２】
特に、本実施形態では、ＥＣＵ４０が、排出される排気ガス中に含まれる微小粒子数を少なくするために、燃焼室４内での燃料の気化霧化を図り、インジェクタ５から燃焼室４内に燃料が噴射される燃料噴射時期を制御するようになっている。具体的には、燃焼室４内の温度（以下、燃焼室内温度という）が所定温度より高い場合には、燃料噴射タイミングをアドバンスさせることで、１サイクル当たりの燃料燃焼時間をより長く確保するようにする。また、エンジン回転数センサ４４により検出される回転数が高い場合には、燃料噴射タイミングをアドバンスさせる上で、回転数が低い場合に比べて進角量を小さく設定することで、１サイクル当たりの燃料燃焼時間を確保するようにする。以下、本願発明の要旨に係る燃料噴射時期制御について詳しく説明する。
【００２３】
図２は、ＥＣＵ４０により実行される一連の制御処理に含まれる燃料噴射タイミング制御処理についてのフローチャートである。この処理では、まず、各種センサから検出される、燃料噴射量を算出するための各種パラメータ信号が読み込まれる（♯１１）。具体的には、エアフローセンサ２８によって検出される気筒２内に吸入されるエアの流量，エンジン回転数センサ４４によって検出されるエンジン回転数，水温センサ４１によって検出されるエンジン水温等が読み込まれる。
【００２４】
次に、♯１１で読み込まれた各種パラメータ信号に基づき把握される運転状態下で最適な燃料噴射量が算出される（♯１２）。更に、♯１２で算出された燃料噴射量から、例えばエンジン回転数やエンジン負荷等の運転状態をパラメータとして予め設定されたマップを用いて、インジェクタ５の基本的な燃料噴射終了タイミングが算出される（♯１３）。続いて、燃料噴射タイミングに関する基本補正項が算出される（♯１４）。具体的には、♯１１で読み込まれたパラメータ信号（つまり気筒２内に吸入されるエアの流量，エンジン回転数，エンジン水温）に加えて、吸気温センサ４３によって検出される吸気温度，ＥＣＵ４０に設定されたタイマー機能を用いて計測されるエンジン始動後時間等が算出される。
【００２５】
次に、燃焼室内温度が予測される（♯１５）。具体的には、まず、エンジン回転数やエンジン負荷等の運転状態に基づき、基本的な燃焼室内温度が算出される。燃焼室内温度は、例えば点火タイミング，空燃比，燃料噴射タイミング，バルブタイミング，吸気流動制御弁の作動状態等の各種パラメータとそれぞれ所定の相関関係を有している。例えば、点火プラグ７による点火タイミングが進角させられた場合には、燃焼室内温度が上昇する。また、空燃比が１４．７〜１６程度であれば、燃焼室内温度は上昇し、また、それ以上にリーンになれば、燃焼室内温度は下降する。このような相関関係を考慮して、点火タイミング，空燃比，燃料噴射タイミング，バルブタイミング，吸気流動制御弁の作動状態等に基づき、既に算出された基本的な燃焼室内温度が補正される。このようにすれば、燃焼室内温度がより高精度に予測可能である。
【００２６】
♯１５で予測された燃焼室内温度は所定温度以上であるか否かが判断され（♯１６）、その結果、燃焼室内温度が所定温度未満であると判断された場合には、♯１５で予測された燃焼室内温度に関する補正項（噴射タイミング進角量）が０に設定され（♯２５）、更に、エンジン回転数に関する補正項（噴射タイミング進角量）が０に設定される（♯２６）。その後、ステップ♯１９へ進む。また、一方、♯１６の結果、燃焼内温度が所定温度以上であると判断された場合には、引き続き、♯１５で予測された燃焼室内温度に関する補正項が算出される（♯１７）。図３Ａは、燃焼室内温度と燃料噴射タイミング進角量との相関関係をあらわすように予め設定されたマップである。このマップでは、燃焼室内温度の所定範囲において、噴射タイミング進角量が燃焼室内温度に対して正比例関係をなし、燃焼室内温度が高いほど、より大きな噴射タイミング進角量で噴射タイミングが補正される。これにより、燃料の気化霧化時間が十分に確保され、燃料の気化霧化を促進することができる。
【００２７】
続いて、エンジン回転数に関する補正項が算出される（♯１８）。図３Ｂは、エンジン回転数と燃料噴射タイミング進角量との相関関係をあらわすように予め設定されたマップである。このマップでは、噴射タイミング進角量がエンジン回転数に対して反比例関係をなし、エンジン回転数が高いほど、より小さな噴射タイミング進角量で噴射タイミングが補正される。一般に、エンジン回転数が低い場合には、点火までの間にピストンに付着した燃料についても十分な気化霧化時間を確保し得るものの、回転数が高い場合には、ピストンに付着した燃料を完全に気化させるに十分な気化霧化時間が確保し得ない可能性があるが、これにより、エンジン回転数が高いほど、噴射タイミング進角量を小さくして、燃料が直接にピストンに衝突しないように制御する。
【００２８】
その後、♯１７及び♯１８で算出された燃料噴射タイミング進角量が考慮され、最終的な燃料噴射終了タイミングが算出される（♯１９）。更に、燃料噴射開始タイミングが算出される（♯２０）。具体的には、♯１２で算出された燃料噴射量と一定の燃料圧力とから決まる燃料噴射時間を、♯１９で算出された燃料噴射終了タイミングから減算することで、燃料噴射開始タイミングが算出される。
【００２９】
次に、燃料噴射開始タイミングになったか否かが判断され（♯２１）、その結果、他方、噴射開始タイミングでないと判断された場合には、即時に処理がメインルーチンへリターンされ、他方、噴射開始タイミングであると判断された場合には、噴射が開始される（♯２２）。♯２２に続いて、燃料噴射終了タイミングであるか否かが判断される（♯２４）。その結果、噴射終了タイミングでないと判断された場合には、処理がメインルーチンへリターンされ、他方、噴射終了タイミングであると判断された場合には、噴射が終了される（♯２３）。
【００３０】
図４Ａ及び４Ｂは、それぞれ、ＥＣＵ４０により燃料噴射タイミング制御処理が実行された結果として、エンジン低速回転時（例えばエンジン回転数が毎分７００回転であるアイドリング時）及び高速回転時（例えばエンジン回転数が毎分２２００回転である走行時）の噴射終了タイミングと、排気ガス中に含まれる微小粒子数との相対変化をあらわすグラフである。両グラフにおいて、横軸となる燃料噴射終了タイミングがクランク角であらわされ、正方向に進角となる。ここでは、クランク角３６０°が、気筒１４内のピストン１３が吸気上死点に位置するタイミングをあらわす。また、噴射終了タイミングを補正する上での燃焼室内温度は、グラフ上に白丸で示された全測定結果について一定とする。
【００３１】
図４Ａに示すように、エンジン低速回転時には、噴射終了タイミングが早期に設定されるにつれ、すなわち、噴射タイミング進角量が大きくなるにつれ、排気ガス中に含まれる微小粒子数が減少する。噴射終了タイミングが約３６０°となる場合には、噴射終了時に、ピストン１３が上死点又はその近傍に位置し、ピストン自体の温度が高く、ピストン１３に付着した燃料も十分に気化することで、燃料の気化霧化が最も効率的に行われ、微小粒子数が最も少なくなる。
【００３２】
他方、図４Ｂに示すように、エンジン高速回転時には、噴射終了タイミングが所定値（約２７５°）になるまで、排気ガス中に含まれる微小粒子数が減少し、噴射終了タイミングが所定値より早期に設定されると微小粒子数が増加する。噴射終了タイミングが約２７５°となる場合には、燃料が噴射される間に、ピストン１３がその下死点又はその近傍に位置することとなり、ピストン１３に直接に衝突する燃料が最も少なく、微小粒子数が最も少なくなる。
【００３３】
ＥＣＵ４０では、図４Ａ及び４Ｂに示すグラフにあらわれるような測定結果に基づき、微小粒子数が最も少なくなる噴射終了タイミングを実現すべく、所定の燃焼室内温度に対して、図３Ａ及び３Ｂに示すマップ上での燃焼室内温度やエンジン回転数に応じた噴射タイミング補正量が予め設定されるようになっている。
【００３４】
以上の説明から明らかなように、ＥＣＵ４０により実行される燃料噴射タイミング制御処理によれば、微小粒子が発生し易い筒内噴射式エンジンの均一燃焼において、燃料の気化霧化時間を長く確保し、燃料の気化霧化を促進することができ、排気ガス中に含まれる微小粒子数を減少させ、微小粒子の排出を抑制することができる。燃料噴射終了タイミングの進角に伴い、燃料がピストン１３に衝突するように噴射されることになるが、この場合には、燃焼室内温度が高くピストン自体の温度が高くなり、ピストン１３に衝突する燃料の気化霧化が十分に行われ、スモークの発生が抑制され得る。更に、エンジン高速回転時には、燃料がピストン１３に直接に当たらないように、低速回転時に比べて進角補正量を小さく設定することで、排気ガス中に含まれる微小粒子数を減少させることができる。
【００３５】
ところで、前述したように、燃料の気化霧化を促進すべく、燃料噴射タイミングを進角させ、燃焼室内温度を上昇させた場合には、燃料の燃焼効率は向上するものの、排気ガス温度が低下し触媒コンバータ２０における触媒温度が低下するという弊害が生じる可能性がある。この触媒温度の低下を抑制するには、排気ガス温度を観察しつつ、図２のフローチャートに沿って燃料噴射タイミング進角量を決定することが望ましい。排気ガス温度は、例えば点火タイミングが遅角させられると上昇するなど、点火タイミングに対して相対的に変化する。すなわち、点火タイミングを制御して排気ガス温度の低下を回避し得る。以下、排気ガス温度の低下（すなわち触媒温度の低下）を抑制すべく点火プラグ７及び点火回路８の点火タイミングを制御するようにＥＣＵ４０により実行される処理（以下、点火タイミング制御処理という）について説明する。
【００３６】
図５は、点火タイミング制御処理についてのフローチャートである。この処理では、まず、各種センサから検出される基本点火タイミングを算出するための各種パラメータ信号が読み込まれる（♯３１）。具体的には、図２中のステップ♯１１と同様に、エアフローセンサ２８によって検出される気筒２内に吸入されるエアの流量，エンジン回転数センサ４４によって検出されるエンジン回転数，水温センサ４１によって検出されるエンジン水温等が読み込まれる。続いて、♯１１で読み込まれた各種パラメータ信号に基づき把握される運転状態下で最適な基本点火タイミングが算出される（♯３２）。その後、点火タイミングに関する基本補正項が算出される（♯３３）。具体的には、♯３１で読み込まれたパラメータ信号（つまり気筒２内に吸入されるエアの流量，エンジン回転数，エンジン水温）に加えて、吸気温センサ４３によって検出される吸気温度等が算出される。
【００３７】
次に、予め求められた排気ガス温度と燃焼室内温度との相関関係に基づき、排気ガス温度が予測される（♯３４）。前述したように、燃焼効率の向上に伴う排気ガス温度の低下を抑制するには、点火タイミングに対して相対的に変化する排気ガス温度を観察しつつ、燃料噴射タイミング進角量を決定することが望ましい。点火タイミングを制御して排気ガス温度の低下を回避し得る。例えば点火タイミングが遅角させられると排気ガス温度が低下する一方、燃料室内温度が低下する。両者間には所定の相関関係があり、この相関関係が把握されることで、燃焼室内温度に基づき、排気ガス温度が予測される。
【００３８】
排気ガス温度に関する補正項（点火タイミング遅角量）が算出される（♯３５）。図６は、排気ガス温度と点火タイミング遅角量との相関関係をあらわすように予め設定されたマップである。このマップでは、排気ガス温度の所定範囲において、噴射タイミング進角量が排気ガス温度に対して正比例関係をなし、排気ガス温度が小さいほど、より大きな噴射タイミング遅角量で噴射タイミングが補正される。その後、♯３５で算出された点火タイミング遅角量が考慮され、最終的な点火タイミングが算出される（♯３６）。そして、この点火タイミングで点火が実行される（♯３７）。以上で処理がメインルーチンへリターンされる。
【００３９】
かかるマップを用いた点火タイミング制御処理により、排気ガス温度の低下、すなわち触媒温度の低下を回避しつつ、燃料の気化霧化を促進すべく、燃料噴射タイミングを進角させ燃焼室内温度を上昇させて燃焼効率を向上させることができる。
【００４０】
なお、本発明は、例示された実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本願発明に係る筒内噴射式エンジンの燃料噴射タイミング制御装置は、自動車等の車両を含み、筒内噴射式エンジンが搭載されるものであれば、いかなるものにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る筒内噴射式エンジン及び該エンジンに対して燃料噴射タイミング制御を行うシステム構成をあらわす図である。
【図２】ＥＣＵにより実行される燃料噴射タイミング制御処理についてのフローチャートである。
【図３Ａ】燃焼室内温度と噴射タイミング進角量との相関関係をあらわすように予め設定されたマップである。
【図３Ｂ】エンジン回転数と噴射タイミング進角量との相関関係をあらわすように予め設定されたマップである。
【図４Ａ】エンジン低速回転時の燃料噴射終了タイミングと排気ガス中に含まれる微小粒子数との相対変化をあらわすグラフである。
【図４Ｂ】エンジン高速回転時の燃料噴射終了タイミングと排気ガス中に含まれる微小粒子数との相対変化をあらわすグラフである。
【図５】ＥＣＵにより実行される点火タイミング制御処理についてのフローチャートである。
【図６】エンジン回転数に対して設定される噴射タイミング進角量をあらわすグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１…エンジン
２…吸気弁
３…吸気ポート
４…燃焼室
５…インジェクタ
７…点火プラグ
８…点火回路
９…排気弁
１１…クランク軸
１２…ロッド
１３…ピストン
１４…気筒
２０…触媒コンバータ
２４…吸気マニホールド
２５…吸気流動制御弁
２７…スロットル弁
２８…エアフローセンサ
３０…燃料分配通路
３１…燃料供給系
４０…ＥＣＵ
４１…水温センサ
４２…クランク角センサ
４３…吸気温センサ
４４…エンジン回転数センサ
４５…アクセル開度センサ
４６…回転速度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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