(57)【要約】【課題】燃焼を安定化させるとともにスモークの発生を抑制した燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】燃焼室３１中央部に配置された点火栓３６及び燃焼室内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタ６７を有する火花点火式直噴エンジン１の燃料噴射制御装置を、火花点火式直噴エンジンの運転状態が所定以上の高負荷状態である場合に、吸気行程から圧縮行程の前期までに全燃料噴射量の８０乃至９０％を噴射して実質的に均一かつリーンな混合気を形成する第１の燃料噴射と、圧縮行程の後期に全燃料噴射量の１０乃至２０％を噴射して点火栓の周囲に局所的にリッチな混合気を形成する第２の燃料噴射とを実行する構成とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室中央部に配置された点火栓及び燃焼室内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタを有する火花点火式直噴エンジンの燃料噴射制御装置であって、
前記火花点火式直噴エンジンの運転状態が所定以上の高負荷状態である場合に、
吸気行程から圧縮行程の前期までに全燃料噴射量の８０乃至９０％を噴射して実質的に均一かつリーンな混合気を形成する第１の燃料噴射と、
圧縮行程の後期に全燃料噴射量の１０乃至２０％を噴射して前記点火栓の周囲に局所的にリッチな混合気を形成する第２の燃料噴射とを実行すること
を特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記第１の燃料噴射及び前記第２の燃料噴射によって形成される混合気の平均当量比が三元触媒の所定の活性範囲内となるように設定されること
を特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
点火直前における点火栓の周囲における混合気の当量比を２以下としたこと
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記第１の燃料噴射によって形成される混合気の空気過剰率を１．１乃至１．２としたこと
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記火花点火式直噴エンジンは前記燃焼室の内部に旋回流を形成する旋回流形成手段を有し、
前記第１の燃料噴射は複数回の燃料噴射を含むこと
を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記火花点火式直噴エンジンは前記燃焼室に新気を導入する吸気ポートに配置されたポート噴射インジェクタを有し、
前記第１の燃料噴射を前記ポート噴射インジェクタを用いて行い、前記第２の燃料噴射を前記直噴インジェクタを用いて行うこと
を特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火花点火式の直噴エンジンの燃料噴射量、噴射時期等を制御する燃料噴射制御装置に関し、燃焼を安定化させるとともにスモークの発生を抑制したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジン等の火花点火式直噴エンジンにおいて、従来のポート噴射に代えて、あるいは、ポート噴射と併用して、燃焼室内（シリンダ内）に直接燃料を噴射する直噴（筒内噴射）とすることが普及している。
このような直噴化によって、燃料の気化潜熱で新気を冷却する効果が高まり、ノッキングの抑制や、充填効率の向上による出力、トルクの向上等を図ることができる。
【０００３】
また、このような直噴エンジンの場合、吸気行程から圧縮行程にかけて燃料噴射を複数回行うことによって、所望の混合気形成を図る技術が各種提案されている。
例えば、特許文献１には、触媒の暖機を行う際に、吸気行程では空燃比を燃焼限界空燃比よりもリーン側にするとともに、吸気行程及び圧縮行程におけるトータル空燃比をストイキ（理論空燃比）に対してリーンにすることが記載されている。
また、特許文献２には、高負荷領域において、吸気行程の後半及び圧縮行程の前半でそれぞれ１回ずつ燃料を噴射する分割噴射方法が記載されている。
また、特許文献３には、高負荷運転時に吸気行程１回、圧縮行程２回の噴射を行う分割噴射方法が記載されている。
また、特許文献４には、中・高負荷運転時に分割噴射により空燃比をストイキに対してリッチな混合気とし、さらに高負荷となった場合には吸気行程のみの噴射とすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−  ３８９４５号公報
【特許文献２】特開２０１１−  １７２８５号公報
【特許文献３】特開２００５−２５６６３０号公報
【特許文献４】特開２００１−２４８４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
直噴ガソリンエンジンにおいては、高負荷状態において燃料噴射量が増加すると、スモーク（煤）の発生量が増加することが問題となる。この原因は、燃料噴射量の増加により混合時間が不足すること、燃料の壁面付着が増加すること、噴霧の偏在によって不均一な混合気となってしまうことなどが挙げられる。
これに対し、燃料を複数回に分割して噴射することによって、一定のスモーク抑制効果が得られることが知られている。これは、燃料の壁面付着量が減少したり、混合気の分布が改善されるためである。
しかし、この場合、後期に噴射される燃料の混合時間が不足したり、先発噴霧と後発噴霧との相互干渉が発生し混合気が不均一となることによって、十分なスモークの軽減効果を得られない場合も多い。
一方、燃焼室全体の当量比をリーンとして希薄燃焼を行うと。スモークを抑制可能であることがわかっているが、この場合燃焼安定性や出力が低下したり、ガソリンエンジン用として一般的な排ガス後処理装置である三元触媒の浄化効率が低下するといった問題がある。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、燃焼を安定化させるとともにスモークの発生を抑制した燃料噴射制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、燃焼室中央部に配置された点火栓及び燃焼室内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタを有する火花点火式直噴エンジンの燃料噴射制御装置であって、前記火花点火式直噴エンジンの運転状態が所定以上の高負荷状態である場合に、吸気行程から圧縮行程の前期までに全燃料噴射量の８０乃至９０％を噴射して実質的に均一かつリーンな混合気を形成する第１の燃料噴射と、圧縮行程の後期に全燃料噴射量の１０乃至２０％を噴射して前記点火栓の周囲に局所的にリッチな混合気を形成する第２の燃料噴射とを実行することを特徴とする燃料噴射制御装置である。
これによれば、第２の燃料噴射によって点火栓の周囲にリッチな混合気を形成することによって着火安定性を向上し、燃焼の安定化を図ることができる。
また、リッチな領域において燃え残った燃料は、周囲のリーンな混合気の領域に存在する過剰な空気（酸素）によって実質的に完全燃焼させることが可能であり、スモークの発生も抑制することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記第１の燃料噴射及び前記第２の燃料噴射によって形成される混合気の平均当量比が三元触媒の所定の活性範囲内となるように設定されることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置である。
これによれば、三元触媒の利用を可能とすることによって、既存の一般的なガソリンエンジンに適用されている比較的簡単かつ安価な排ガス処理装置によって排ガスの後処理を行うことができる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、点火直前における点火栓の周囲における混合気の当量比を２以下としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料噴射制御装置である。
これによれば、点火栓の周囲の混合気が過度にリッチとなってスモークの発生が増加することを防止できる。
【０００９】
請求項４に係る発明は、前記第１の燃料噴射によって形成される混合気の空気過剰率を１．１乃至１．２としたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置である。
これによれば、点火栓周囲の混合気がリッチな領域で燃え残った燃料を、その周囲に残存する過剰な空気によって確実に実質的に完全燃焼させることができる。
また、この程度の空気過剰率であれば、単独でも十分に火炎伝播が可能であり、排気バルブが開く前に燃焼を完了させて後燃えを防止することができる。
【００１０】
請求項５に係る発明は、前記火花点火式直噴エンジンは前記燃焼室の内部に旋回流を形成する旋回流形成手段を有し、前記第１の燃料噴射は複数回の燃料噴射を含むことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置である。
これによれば、燃焼室内部をタンブル、スワール等の旋回流が旋回する間に複数回燃料噴射することによって、リーンな混合気の混合を改善し、均一性を高めることができる。
【００１１】
請求項６に係る発明は、前記火花点火式直噴エンジンは前記燃焼室に新気を導入する吸気ポートに配置されたポート噴射インジェクタを有し、前記第１の燃料噴射を前記ポート噴射インジェクタを用いて行い、前記第２の燃料噴射を前記直噴インジェクタを用いて行うことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置である。
これによれば、第１の燃料噴射をポート噴射とすることによって、燃料の気化時間及び混合時間を十分に確保してリーンな混合気の気化状態、均一性を改善することができる。
【発明の効果】
【００１２】
上述したように、本発明によれば、燃焼を安定化させるとともにスモークの発生を抑制した燃料噴射制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した燃料噴射制御装置の実施例を有するエンジンの構成を示す模式図である。
【図２】図１のエンジンの燃焼室形状を示す図である。
【図３】図１のエンジンにおける暖気終了後の高負荷時の燃料噴射時期、点火時期等を示すタイミングチャートである。
【図４】図１のエンジンにおける点火直前の混合気形成状態を模式的に示す図である。
【図５】図１のエンジンにおける第１噴射の比率とスモーク発生量との相関を示すグラフである。
【図６】図１のエンジンにおける第１噴射の比率とハイドロカーボン（ＴＨＣ）発生量との相関を示すグラフである。
【図７】図１のエンジンにおける点火栓周りの当量比と成層化ボリュームとの相関を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、燃焼を安定化させるとともにスモークの発生を抑制した燃料噴射制御装置を提供する課題を、吸気行程に行われる第１噴射で１サイクルあたりの全噴射量の８０〜９０％を噴射して均一かつリーンな混合気を形成し、圧縮行程に行われる第２噴射で全噴射量の１０〜２０％を噴射して点火栓周囲にリッチな混合気を形成し、トータルでの空燃比を実質的にストイキ（三元触媒の活性範囲内）とすることによって解決した。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明を適用した燃料噴射制御装置の実施例について説明する。
実施例の燃料噴射制御装置は、例えば乗用車等の自動車に搭載されるガソリン直噴エンジンの燃料噴射時期、燃料噴射量、点火時期、スロットルバルブ開度、バルブタイミング等を統括的に制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）である。
図１は、実施例の燃料噴射制御装置を有するエンジンの構成を示す模式図である。
エンジン１は、シリンダ１０、ピストン２０、シリンダヘッド３０、吸気装置４０、排気装置５０、燃料供給装置６０等を有して構成されている。
【００１６】
シリンダ１０は、ピストン２０が挿入されるスリーブを備えている。
シリンダ１０は、図示しないクランクケースと一体に形成されたシリンダブロックに形成されている。
【００１７】
ピストン２０は、シリンダ１０のスリーブ内部に挿入され往復運動する部材である。
ピストン２０は、コンロッド２１を介して図示しないクランクシャフトに接続されている。
ピストン２０の冠面２２は、シリンダヘッド３０と協働してエンジン１の燃焼室を構成する。
【００１８】
シリンダヘッド３０は、シリンダ１０のクランクシャフト側とは反対側の端部に設けられている。
シリンダヘッド３０は、燃焼室３１、吸気ポート３２、排気ポート３３、吸気バルブ３４、排気バルブ３５、点火栓３６等を備えている。
燃焼室３１は、ピストン２０の冠面２２と対向して形成された凹部であって、例えばペントルーフ型に形成されている。
燃焼室形状については、後に詳しく説明する。
吸気ポート３２は、燃焼室３１に燃焼用空気（新気）を導入する流路である。
排気ポート３３は、燃焼室３１から既燃ガス（排ガス）を排出する流路である。
吸気ポート３２及び排気ポート３３は、例えば、１気筒あたり２本ずつが形成されている。
吸気バルブ３４、排気バルブ３５は、吸気ポート３２、排気ポート３３を、所定のバルブタイミングでそれぞれ開閉するものである。
吸気バルブ３４、排気バルブ３５は、カムシャフト、ロッカアーム等の動弁駆動系によって駆動される。
点火栓３６は、エンジン制御ユニットが生成する点火信号に応じて、所定の点火時期にスパーク（火花）を発生し、混合気に点火するものである。
点火栓３６は、燃焼室３１の実質的に中心部（シリンダ１０の中心軸近傍）に配置されている。
【００１９】
吸気装置４０は、エンジン１に燃焼用空気を導入するものである。
吸気装置４０は、インテークダクト４１、エアクリーナ４２、スロットル４３、インテークマニホールド４４等を有して構成されている。
インテークダクト４１は、大気中から空気を導入してエンジン１へ供給する管路である。
エアクリーナ４２は、インテークダクト４１の入口近傍に設けられ、空気中のダスト等を濾過して浄化するものである。
スロットル４３は、インテークダクト４１におけるエアクリーナ４２の下流側に設けられ、吸気空気量を絞ることによってエンジン１の出力調整を行うものである。
スロットル４３は、バタフライバルブ等の弁体、及び、これを駆動する電動アクチュエータを備えて構成されている。
電動アクチュエータは、エンジン制御ユニットからの制御信号に応じて駆動される。
インテークマニホールド４４は、スロットル４３の下流側に設けられ、容器状に形成されたサージタンク、及び、各気筒の吸気ポート３２に接続され新気を導入する分岐管を有して構成されている。
【００２０】
排気装置５０は、エンジン１から排ガスを排出するものである。
排気装置５０は、エキゾーストパイプ５１、触媒コンバータ５２等を有して構成されている。
エキゾーストパイプ５１は、排気ポート３３から出た排ガスを排出する管路である。
触媒コンバータ５２は、エキゾーストパイプ５１の中間部に設けられている。
触媒コンバータ５２は、ハニカム状のアルミナ担体にプラチナ、ロジウム等の貴金属を担持させて構成され、ＨＣ、ＮＯｘ、ＣＯ等を浄化する三元触媒を備えている。
【００２１】
燃料供給装置６０は、燃料タンク６１、フィードポンプ６２、燃料搬送管６３、高圧ポンプ６４、燃料配管６５、デリバリーパイプ６６、インジェクタ６７等を備えて構成されている。
燃料タンク６１は、燃料（ガソリン）を貯留する容器であって、例えば車体後部の床下に搭載されている。
フィードポンプ（低圧ポンプ）６２は、燃料タンク６１内の燃料を、燃料搬送管６３を介して高圧ポンプ６４に圧送するものである。
高圧ポンプ６４は、フィードポンプ６２から供給された燃料を高圧に昇圧し、燃料配管６５を経由して蓄圧室を兼ねたデリバリーパイプ６６に供給するものである。
高圧ポンプ６４は、シリンダヘッド３０に設けられ吸気バルブ３４を駆動するカム軸６４ａによって駆動される。
インジェクタ６７は、例えばソレノイドやピエゾ素子を有するアクチュエータによって駆動されるニードルバルブを備え、デリバリーパイプ６６内に蓄圧された高圧燃料を、エンジン制御ユニットが生成する噴射信号に応じて、所定の時期に所定の噴射量だけ噴射するものである。
インジェクタ６７は、１サイクルあたり複数回の燃料噴射を行なう機能を有する。
インジェクタ６７のノズルは、図１等に示すように、燃焼室３１の側方（シリンダボア側）における吸気バルブ３４側から筒内に挿入されている。
【００２２】
次に、上述したエンジン１の燃焼室形状について説明する。
図２は、実施例のエンジンの燃焼室形状を示す図である。
図２（ａ）は、クランク軸の中心軸方向と直交しかつシリンダの中心を通る平面で切って見た図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のｂ−ｂ部矢視図である。
シリンダヘッド３０の燃焼室３１は、実質的にいわゆるペントルーフ型（三角屋根型）に形成されたペントルーフ部３１ａ、及び、その周囲に設けられたスキッシュエリア３１ｂを有して構成されている。
ペントルーフ部３１ａの主屋根部には、吸気バルブ３４及び排気バルブ３５の弁体部分がそれぞれ設けられている。
ペントルーフ部３１ａの頂部には、点火栓３６の電極部が配置される。
【００２３】
ピストン２０の冠面２２には、キャビティ２３、排気バルブリセス２４等が設けられている。
キャビティ２３は、圧縮後期に後述する第２噴射で噴射された燃料によって形成される混合気を、タンブルを利用して点火栓３６側に巻き上げて、点火栓３６の周囲に層状の混合気を形成する凹部である。
キャビティ２３は、例えばシリンダ１０の中心軸方向から見た平面形が実質的に楕円状に形成されるとともに、ピストン２０の中心に対して、吸気バルブ３４側（インジェクタ６７側）にオフセットした位置に配置されている。
キャビティ２３から混合気が巻き上げられる排気バルブ３５側の端部位置（図２（ｂ）における右側の端部）は、点火栓３６が設けられるペントルーフ部３１ａの頂部に対して、わずかに吸気バルブ３４側（図２（ｂ）における左側）にオフセットして配置されている。
排気バルブリセス２４は、動弁駆動機構の故障時等に、排気バルブ３５がピストン２０と干渉することを防止するために設けられた凹部である。
【００２４】
インジェクタ６７は、例えば６つの噴孔を有する。
実施例において、圧縮行程後期にインジェクタ６７から噴射された噴霧がピストン２０の冠面２２に衝突する点Ｐは、６箇所のうち５箇所がキャビティ２３内となるように分布している。
キャビティ２３内に噴きこまれた噴霧は、１００℃以上の新気内で気化して混合気流を形成しつつキャビティ２３から燃焼室３１の点火栓３６の周辺へ吹き上げられ、点火栓３６の周囲に、周辺領域に対してリッチな混合気を層状に形成する。
【００２５】
図３は、エンジン１における暖気終了後の高負荷時の燃料噴射時期、点火時期等を示すタイミングチャートである。
図３に示すように、エンジン１は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を順次繰り返すオットーサイクルの４ストロークエンジンである。
吸気バルブ３４は、排気行程終了直前から圧縮行程開始直後にかけて開かれ、その他の期間は閉塞される。
排気バルブ３５は、膨張行程終了直前から吸気行程開始直後にかけて開かれ、その他の期間は閉塞される。
点火栓３６は、圧縮行程末期における圧縮上死点直前の所定の点火時期にスパークを発し、混合気への点火を行う。
【００２６】
以下、実施例のエンジン１における高負荷状態時の燃料噴射及び混合気形成について説明する。
エンジン制御ユニットは、ドライバからの要求トルク、スロットル開度、吸気管内圧力、燃料噴射量などからエンジン１の負荷状態を判定し、所定の高負荷状態である場合には、スモークの発生防止及び燃焼の安定化を図るため、以下説明する第１噴射、第２噴射を含む分割噴射を行う。
インジェクタ６７は、吸気行程に第１噴射を行って、燃焼室３１全体にわたって実質的に均一な混合気を形成する。
この実質的に均一な混合気の当量比（空燃比）は、ストイキ（理論当量比）に対してリーンに設定され、空気過剰率λは、例えば、単独で火炎伝播が可能な１．１〜１．２程度に設定されている。
この第１噴射は、１回の噴射であってもよいが、複数回に分割して噴射される構成としてもよい。
例えば、エンジンがタンブル流を発生可能な形状の吸気ポート等のタンブル流発生手段（旋回流形成手段）を有する場合には、タンブル流が燃焼室内を１周する期間の間に、実質的に等間隔で複数回の噴射を行うことによって、混合気の均質性を高めることができる。
一例として、燃焼室内のタンブル比が２である場合、タンブル流はクランク角度１８０°で燃焼室内を１周する。この場合、吸気行程から圧縮行程にかけてクランク角６０°間隔で３回噴射する。
第１噴射の燃料噴射量は、第２噴射の燃料噴射量を合わせた全噴射量の８０〜９０％に設定される。
【００２７】
また、インジェクタ６７は、圧縮行程の後期に第２噴射を行なって点火栓３６の周囲に比較的リッチな混合気を層状に形成する。
図４は、図１のエンジンにおける点火直前の混合気形成状態を模式的に示す図である。
図４に示すように、点火直前においては、第２噴射によって点火栓３６の周囲にストイキに対して燃料リッチな混合気の領域Ｒ１が形成される。
この点火栓３６周辺の領域Ｒ１における当量比φは、２以下となるように設定されている。
第２噴射の燃料噴射量は、第１噴射の燃料噴射量を合わせた全噴射量の１０〜２０％（全噴射量から第１噴射の噴射量を減じた残量）に設定される。
また、第１噴射、第２噴射の燃料噴射量をトータルした燃焼室内全体の平均当量比は実質的に１（ストイキ）であり、三元触媒の活性範囲内となっている。
【００２８】
領域Ｒ１の周囲には、第１噴射によって形成された実質的に均一かつストイキに対してリーンな混合気の領域Ｒ２が形成される。
この状態で点火栓３６がスパークを発生すると、リッチな領域Ｒ１に着火し、その後リーンな領域Ｒ２に火炎伝播する。
このとき、領域Ｒ１がリッチであることから、良好な着火安定性を得ることができ、燃焼を安定化することができる。
また、周囲の領域Ｒ２はストイキに対してリーンであって空気が過剰であるため、領域Ｒ１において燃え残った燃料は、領域Ｒ２の残存空気によって実質的に完全燃焼する。
また、Ｒ２内はリーンではあるが、単独で火炎伝播が可能な程度の空気過剰率であるため、排気バルブ３５が開く前に燃料を完了させることが可能であり、後燃えの発生を防止できる。
【００２９】
以下、上記した第１噴射、第２噴射の噴射燃料量の比（噴き分け比）及び各領域の空燃比の設定根拠について説明する。
図５は、図１のエンジンにおける第１噴射の比率とスモーク発生量との相関を示すグラフである。
図５において、横軸は全燃料噴射量に占める第１噴射の比率を示し、縦軸はスモーク発生量を示している。
図５に示すように、第１噴射の比率が増加するのに応じてスモーク発生量は低下しており、本実施例のように第１噴射の比率が０．８以上の領域ではスモークの発生は実質的に問題とならないレベルにある。
【００３０】
図６は、図１のエンジンにおける第１噴射の比率とハイドロカーボン（ＴＨＣ）発生量との相関を示すグラフである。
図６において、横軸は全燃料噴射量に占める第１噴射の比率を示し、縦軸はＴＨＣ発生量を示している。
図６に示すように、第１噴射の比率はＴＨＣ発生量にはほとんど影響を与えず、本実施例のように第１噴射の比率が０．８以上の領域ではＴＨＣ発生量は実質的に問題とならないレベルにある。
【００３１】
図７は、図１のエンジンにおける点火栓周りの当量比と成層化ボリュームとの相関を示すグラフである。
横軸は点火栓周りの成層化ボリュームの割合（％）を示し、縦軸は点火栓周りの成層化領域（領域Ｒ１）内の当量比（φ）を示している。
また、第１噴射と第２噴射との燃料噴射量の比（噴き分け比）が６：４であるときのデータを実線、７：３であるときのデータを破線、８：２であるときのデータを一点鎖線で図示している。
なお、噴き分け比が６：４、７：３、８：２であるときに、燃焼室３１の成層化領域以外の周辺部（領域Ｒ２）の当量比（φ）は、実質的に０．６，０．７，０．８前後となる。
【００３２】
点火栓３６周辺での着火性を良好とするためには、点火栓周りの当量比（φ）を、１．７以上とすることが要求される。
一方で、点火栓周りの当量比（φ）が２．０を超えると、ＰＮが急激に悪化することから、この当量比は２．０以下とすることが要求される。
また、領域Ｒ２内が過度にリーンとなって単独での火炎伝播が不安定になると、排気バルブ３５が開くまでに燃焼を完了させることが困難となる。
上記各条件を考慮のうえ、本実施例においては、第２噴射の噴射量の全噴射量に占める割合を、１０〜２０％となるように設定した。
【００３３】
以上説明した本実施例によれば、第２噴射によって点火栓３６の周囲に混合気が局所的にリッチとなる領域Ｒ１を形成することによって、着火安定性を高め、燃焼を安定化させることができる。
また、領域Ｒ１内の当量比を２以下とすることによって、混合気が過度にリッチとなりスモークの発生が増加することを防止できる。
また、リッチな混合気の周囲に第１噴射によって実質的に均一かつリーンな領域Ｒ２を形成し、ここでの空気過剰率を１．１〜１．２とすることによって、リッチな領域で燃え残った燃料を過剰な空気によって完全燃焼させることができる。
また、この程度の空気過剰率であれば、単独でも十分に火炎伝播が可能であり、排気バルブが開く前に燃焼を完了させて後燃えを防止することができる。
さらに、第１噴射、第２噴射トータルでの当量比を実質的にストイキとすることによって、三元触媒の利用が可能となり、簡単かつ低コストな排ガス処理装置によって排ガスの後処理が可能となる。
【００３４】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施例のエンジンは、例えば自然吸気のガソリンエンジンであったが、本発明は、過給エンジンや、ガソリン以外の燃料を用いる火花点火式の内燃エンジンにも適用することが可能である。
（２）エンジンを構成する各部材の構成は、上述した実施例に限定されず、適宜変更することが可能である。
例えば、燃焼室形状やピストンの冠面形状、インジェクタの噴霧の形成パターンなどは、適宜変更することが可能である。
（３）実施例においては、第１噴射、第２噴射ともに燃焼室（シリンダ）内に直接燃料を噴射しているが、吸気ポートにもインジェクタを有するエンジンの場合には、第１噴射の一部又は全部をポート噴射によって噴射してもよい。
これによって、燃料の気化時間、混合時間を長く確保することができ、リーンな混合気の気化状態、混合の均一性を改善することができる。
（４）実施例においては、第１噴射を吸気行程において行っているが、第１噴射を複数回に分割して行う場合には、吸気行程から圧縮行程の前半までかけて第１噴射を行ってもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１    エンジン                      １０    シリンダ
２０    ピストン                      ２１    コンロッド
２２    冠面                          ２３    キャビティ
２４    排気バルブリセス              ３０    シリンダヘッド
３１    燃焼室                        ３２    吸気ポート
３３    排気ポート                    ３４    吸気バルブ
３５    排気バルブ                    ３６    点火栓
４０    吸気装置                      ４１    インテークダクト
４２    エアクリーナ                  ４３    スロットル
４４    インテークマニホールド        ５０    排気装置
５１    エキゾーストマニホールド      ５２    触媒コンバータ
６０    燃料供給装置                  ６１    燃料タンク
６２    フィードポンプ                ６３    燃料搬送管
６４    高圧ポンプ                    ６４ａ  カム軸
６５    燃料配管                      ６６    デリバリーパイプ
６７    インジェクタ
【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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