(57)【要約】【課題】燃圧が変わった時でも、燃料噴霧とキャビティの衝突時における燃料噴射弁とキャビティ間の距離をほぼ一定に保ち、ロバスト性の乏しい成層燃焼を成立させること。【解決手段】成層燃焼時に燃圧が圧力補正可能レベル範囲内でかつ噴射時期補正必要レベル範囲内である場合には（ステップＳ１１〜１３肯定）、インジェクタから噴射された燃料噴霧のキャビティとの衝突位置が基準圧時の当該衝突位置と同じになるように、予め設定されたマップに基づいて燃料噴射開始時期を変更し（ステップＳ１４〜１７）、マップに基づいて燃圧から補正した噴射期間から噴射終了時期を算出し（ステップＳ１８）、これらに基づいて燃料噴射する（ステップＳ１９）。燃圧が圧力補正可能レベル範囲外ならば、調圧異常時の制御を行う（ステップＳ１１否定、ステップＳ２０）。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン頂面にキャビティを有しエンジンの運転条件に応じて成層燃焼と均質燃焼とを切り替える筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法であって、
成層燃焼時に燃圧が圧力補正可能レベル範囲内でかつ噴射時期補正必要レベル範囲内である場合には、燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧の前記キャビティとの衝突位置が基準圧時の当該衝突位置と同じになるように燃料噴射開始時期を変更することを特徴とする筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法。
【請求項２】
前記燃圧が圧力補正可能レベル範囲内でかつ高圧である場合には、燃料供給系に設けられたレギュレータの異常による調圧異常と判断して均質燃焼に切り替えるとともに、燃料噴射開始時期を吸気行程上死点近傍に固定し、サンプリング平均燃圧から算出した噴射期間で燃料噴射することを特徴とする請求項１に記載の筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法。
【請求項３】
前記燃圧が圧力補正可能レベル範囲内でかつ低圧である場合には、燃料残量が少ないと判断して均質燃焼に切り替えるとともに、
噴射と点火の最小インターバルマップから噴射終了クランク角度を算出し、
予め回転数と負荷で定義された筒内圧マップと燃圧とから現時点における噴射可能クランク角度を算出し、
前記算出された両クランク角度を比較して、より進角側を最終噴射終了クランク角度とし、
この最終噴射終了クランク角度と現時点の燃圧とに基づいて噴射開始クランク角度を算出し燃料噴射することを特徴とする請求項１に記載の筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧縮天然ガス（ＣＮＧ：Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｎａｔｕｒａｌ  Ｇａｓ）を筒内に直接噴射し、成層燃焼運転領域を有する筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時制御方法に関し、さらに詳しくは、燃圧が変わった時でも、燃料噴霧とキャビティの衝突時における燃料噴射弁とキャビティ間の距離をほぼ一定に保つことができ、ロバスト性の乏しい成層燃焼を成立させることができる筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エネルギー対策や環境対策等の観点から、自動車用内燃機関の燃料として圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を利用するとともに、その燃費の向上や出力向上を図るべく、筒内にＣＮＧ燃料を燃料噴射弁によって直接噴射する筒内直噴ＣＮＧエンジン（以下、適宜ＣＮＧエンジンと記す）の開発が盛んに行われており、種々の技術が提案されている。
【０００３】
図示例を省略するが、このような筒内直噴ＣＮＧエンジンは、ピストン頂面の吸気側部分に成層燃焼を成立させるための凹状のキャビティを備えている。そしてこのＣＮＧエンジンは、通常、ＣＮＧ燃料を貯蔵するＣＮＧ燃料ボンベと、各気筒内にＣＮＧ燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、ＣＮＧ燃料を蓄圧し各燃料噴射弁に分配するデリバリパイプと、ＣＮＧ燃料ボンベとデリバリパイプとを接続する燃料供給パイプの途中に設けられ、ＣＮＧ燃料を所定圧力に減圧する高圧レギュレータとを備え、成層燃焼と均質燃焼とを切り替え可能に構成されている。
【０００４】
ＣＮＧ燃料は、上記ＣＮＧ燃料ボンベにおいて高圧（たとえば、最大２０ＭＰａ程度）で蓄圧されているが、このＣＮＧ燃料ボンベから圧送されると、デリバリパイプに供給される前に上記高圧レギュレータによって筒内噴射可能な一定圧力（たとえば、５ＭＰａ程度）に減圧される。
【０００５】
したがって、従来は、上記一定圧力値に対応する燃焼マップが予め設定されており、このマップに基づき、エンジンの回転数と負荷状況等に応じた成層燃焼と均質燃焼とを切り替える制御を行っていた。
【０００６】
すなわち、このような筒内直噴ＣＮＧエンジンは、圧縮行程で燃料噴射することで充填効率等を上げ、性能向上を図ろうとしているので、高圧で燃焼室内に燃料噴射する必要がある。また、ＣＮＧ燃料ボンベ内の残存ガス圧力が、上記一定圧力値以下になると、ＣＮＧ燃料を高圧レギュレータによって調圧供給できなくなるため、航続距離が伸びなくなることが知られている。
【０００７】
このため、燃圧が基準圧よりも小さい時に、吸気弁の閉弁時期を早め、吸気行程または圧縮行程前半（吸気死点直後）に筒内噴射するように制御することで、燃圧が低圧であっても燃料噴射できるようにし、航続距離を伸ばすことができる技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−３２８９９７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術にあっては、燃料噴射弁から高圧で噴射される燃料噴霧は、燃圧（噴射圧）が異なると、同一の燃料噴射量および噴射時間であっても噴霧長が異なり、その結果、同一の噴射開始時期ではキャビティとの衝突位置が異なる。このため、圧縮行程噴射を行う成層燃焼時には、燃料噴霧のキャビティとの衝突位置が異なると、同一燃料量噴射時でも失火等が発生する虞があった。
【００１０】
したがって、燃圧が変わった時でも、燃料噴霧とキャビティの衝突時における燃料噴射弁とキャビティ間の距離をほぼ一定に保つことができる筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法の提供が望まれていた。
【００１１】
また、高圧レギュレータの異常時や燃料残量が少なくなった時等の調圧異常時にも適切な燃料噴射ができる筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法の提供が望まれていた。
【００１２】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、燃圧が変わった時でも、燃料噴霧とキャビティの衝突時における燃料噴射弁とキャビティ間の距離をほぼ一定に保つことができ、ロバスト性の乏しい成層燃焼を成立させることができる筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法を提供することを目的とする。
【００１３】
また、この発明は、調圧異常によって燃圧が変わった時でも、適切な燃料噴射ができる筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明の請求項１に係る筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法は、ピストン頂面にキャビティを有しエンジンの運転条件に応じて成層燃焼と均質燃焼とを切り替える筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法であって、成層燃焼時に燃圧が圧力補正可能レベル範囲内でかつ噴射時期補正必要レベル範囲内である場合には、燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧の前記キャビティとの衝突位置が基準圧時の当該衝突位置と同じになるように燃料噴射開始時期を変更することを特徴とするものである。
【００１５】
したがって、この発明によれば、燃圧が変わった時でも、燃料噴霧とキャビティの衝突時における燃料噴射弁とキャビティ間の距離をほぼ一定に保つことができるので、ロバスト性の乏しい成層燃焼を成立させることができる。
【００１６】
また、この発明の請求項２に係る筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法は、請求項１に記載の発明において、前記燃圧が圧力補正可能レベル範囲内でかつ高圧である場合には、燃料供給系に設けられたレギュレータの異常による調圧異常と判断して均質燃焼に切り替えるとともに、燃料噴射開始時期を吸気行程上死点近傍に固定し、サンプリング平均燃圧から算出した噴射期間で燃料噴射することを特徴とするものである。
【００１７】
したがって、この発明によれば、調圧異常時であっても成層燃焼の不成立による失火等を抑制でき、均質燃焼で対応できる。
【００１８】
また、この発明の請求項３に係る筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法は、請求項１に記載の発明において、前記燃圧が圧力補正可能レベル範囲内でかつ低圧である場合には、燃料残量が少ないと判断して均質燃焼に切り替えるとともに、噴射と点火の最小インターバルマップから噴射終了クランク角度を算出し、予め回転数と負荷で定義された筒内圧マップと燃圧とから現時点における噴射可能クランク角度を算出し、前記算出された両クランク角度を比較して、より進角側を最終噴射終了クランク角度とし、この最終噴射終了クランク角度と現時点の燃圧とに基づいて噴射開始クランク角度を算出し燃料噴射することを特徴とするものである。
【００１９】
したがって、この発明によれば、燃料残量が少なくなり燃圧が低下した時に、直ちに吸気行程噴射あるいは圧縮行程噴射の前半に制御を切り替えても、可能な限り圧縮行程で燃料噴射できるので、吸入空気量不足から均質燃焼領域が一気に縮小するのを抑制でき、均質燃焼領域を段階的に縮小することができる。この結果、運転できない領域が発生する時間を最小限にとどめることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２１】
図１は、この発明の実施の形態に係る筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法を示すフローチャート、図２は、調圧異常時の制御方法を示すフローチャート、図３は、燃料残量が少ない時の制御方法を示すフローチャートである。また、図４は、ＣＮＧエンジンの概略構成を示す断面図、図５は、ＣＮＧエンジンへの燃料供給システムを示す模式図である。
【００２２】
先ず、本発明を適用するＣＮＧエンジン１０およびその燃料供給システムの概略構成について図４および図５に基づいて説明する。図４および図５に示すように、ＣＮＧエンジン１０は、ＣＮＧ燃料をインジェクタ２３によって燃焼室１０ａに直接噴射する直噴式であり、基本的には通常の直噴式のガソリンエンジンと同様の構成となっている。
【００２３】
すなわち、図４に示すように、ＣＮＧエンジン１０の燃焼室１０ａは、シリンダボア１１とシリンダヘッド１３とシリンダボア１１内に往復動自在に配設されたピストン１２とによって構成されている。また、ピストン１２の頂面の吸気側部分には、成層燃焼を成立させるために凹状のキャビティ１２ａが形成されている。
【００２４】
この燃焼室１０ａのほぼ中央には、混合気に点火するための点火プラグ１４が配設されている。また、燃焼室１０ａを臨む吸気ポート１５には吸気弁１６が配設され、燃焼室１０ａを臨む排気ポート１８には排気弁２０が配設されている。また、燃焼室１０ａの吸気弁１６近傍には、ＣＮＧ燃料を燃焼室１０ａに直接噴射するインジェクタ２３が配設されている。
【００２５】
このインジェクタ２３は、キャビティ１２ａ内に燃料噴霧２３ａが噴射されるように、その噴霧形状および噴霧角が設定されている。距離Ｌ１は、燃料噴霧２３ａがピストン１２に衝突した時におけるインジェクタ２３の噴射孔とキャビティ１２ａの底壁間の距離を示している。
【００２６】
なお、インジェクタ２３から噴射された燃料噴霧２３ａは、キャビティ１２ａに入り、当該キャビティ１２ａの底壁に衝突した後、この底壁に沿って点火プラグ１４方向に流れながら混合気を形成する。そして、この混合気に点火プラグ１４で点火することにより燃焼させている。
【００２７】
つぎに、上記ＣＮＧエンジン１０にＣＮＧ燃料を供給にするための燃料供給系統の構成について図５に基づいて説明する。なお、この図５において、排気系統の構成は図示を省略してある。
【００２８】
図５に示すように、ＣＮＧ燃料ボンベ３２は、ＣＮＧ燃料を高圧（たとえば、最大２０ＭＰａ程度）状態で貯蔵するためのものである。なお、図示を省略するが、ＣＮＧ燃料ボンベ３２は、ボンベ内の圧力を検出する圧力センサや、温度を検出する温度センサを備えている。このＣＮＧ燃料ボンベ３２とＣＮＧエンジン１０のデリバリパイプ３３とは、燃料供給パイプ（燃料供給系）３４によって接続されている。
【００２９】
このデリバリパイプ３３は、後述する高圧レギュレータ３５を経て圧送されてきたＣＮＧ燃料を上記各インジェクタ２３に分配するためのものであり、当該デリバリパイプ３３内の圧力を検出する圧力センサ３３ａや、温度を検出する温度センサ３３ｂを備えている。
【００３０】
また、ＣＮＧ燃料ボンベ３２からインジェクタ２３に至る燃料供給パイプ３４には、ＣＮＧ燃料ボンベ３２から圧送されたＣＮＧ燃料の圧力を筒内噴射可能な所定圧力（たとえば、５ＭＰａ程度）まで減圧する高圧レギュレータ３５が設けられている。
【００３１】
なお、以上に説明したＣＮＧエンジン１０、インジェクタ２３、高圧レギュレータ３５等は、デリバリパイプ３３の圧力センサ３３ａや温度センサ３３ｂ、ＣＮＧ燃料ボンベ３２の圧力センサや温度センサ（図示せず）等の各種センサ情報に基づいて、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって制御されている。
【００３２】
つぎに、本発明に係る燃料噴射時期の制御方法について図１〜図３に基づいて説明する。その際、図４および図５、図６〜図１０を適宜参照する。ここで、図６は、噴射開始時期の一例を示すマップであり、回転数と噴射燃料量毎にクランク角度ＢＴＤＣ（上死点前）を示し、上記電子制御ユニット（ＥＣＵ）に予め格納されている。また、図７は、定容容器で噴霧長を測定する様子を示す模式図、図８は、定容容器で測定した噴射時間と噴霧長との関係の一例を示すマップであり、燃圧と噴射燃料量毎に予め準備され、上記電子制御ユニット（ＥＣＵ）に格納されている。
【００３３】
また、図９は、基準圧時において燃料噴霧がピストンに衝突した時におけるインジェクタとキャビティ間の距離の一例を示すマップであり、回転数と噴射燃料量毎に当該距離を示し、上記電子制御ユニット（ＥＣＵ）に予め格納されている。また、図１０は、筒内圧とクランク角度との関係の一例を示す筒内圧マップであり、グラフ図（１）およびマップ（２）である。この図１０に係る筒内圧マップも上記電子制御ユニット（ＥＣＵ）に予め格納されている。
【００３４】
図１に示すように、先ず、ＣＮＧエンジン１０を始動したら（ステップＳ１０）、燃圧（図５に示すデリバリパイプ３３内の圧力であり、噴射圧である）が、圧力補正可能なレベル範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ１１）。たとえば、燃圧が５ＭＰａ、圧力補正可能なレベル範囲が４〜６ＭＰａである場合には、燃圧が圧力補正可能なレベル範囲内にあると判断される。
【００３５】
燃圧が圧力補正可能なレベル範囲内にない場合（ステップＳ１１否定）には、後述する調圧異常時制御に移行する（ステップＳ２０）。燃圧が圧力補正可能なレベル範囲内にあるならば（ステップＳ１１肯定）、運転領域が成層燃焼であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。
【００３６】
運転領域が成層燃焼でない場合には（ステップＳ１２否定）、通常の均質燃焼制御を実施する（ステップＳ５０）。すなわち、当該燃圧で噴射期間のみを補正して燃料噴射する。均質燃焼はロバスト性がきわめて良いので、噴射時期を変更する必要がなく、噴射期間のみを補正すれば足りるからである。なお、この通常の均質燃焼制御が実行された後は、ステップＳ１１に戻る。
【００３７】
一方、運転領域が成層燃焼である場合には（ステップＳ１２肯定）、燃圧が噴射時期を補正する必要があるレベルの範囲内か否かを判断する（ステップＳ１３）。すなわち、圧力変動が通常の範囲内であり、補正しなくてもよいレベルの範囲内か否かを判断する。たとえば、現時点での燃圧が５ＭＰａであり、かつ、予め設定された補正不要範囲が４．８〜５．２ＭＰａであるならば、現時点の燃圧は補正不要範囲内にあるので、噴射時期の補正は不要であると判断される。
【００３８】
このように噴射時期を補正する必要がない場合には（ステップＳ１３否定）、通常の成層燃焼制御を実施する（ステップＳ６０）。この場合、現時点の燃圧で噴射期間のみを補正する。なお、この通常の成層燃焼制御が実行された後は、ステップＳ１１に戻る。
【００３９】
一方、噴射時期を補正する必要がある場合は（ステップＳ１３肯定）、以下の手順で噴射パラメータを補正する。
（１）  先ず、図９に示すマップから、基準圧時（たとえば、５ＭＰａ時）の標準適合値（補正していない値）で、燃料噴霧２３ａとキャビティ１２ａの衝突時におけるインジェクタ２３とキャビティ１２ａ間の距離Ｌを算出する（ステップＳ１４）。
【００４０】
この図９は、噴射開始時期を示すマップ（図６参照）と、定容容器２５（図７参照）で測定した噴霧長を示すマップ（図８参照）とから、クランク角度毎の噴霧長Ｌ２を計算し、つぎに回転数からクランク角度毎のインジェクタ２３とピストンキャビティ１２ａ間の距離Ｌ１を算出し、これらの距離が同一（Ｌ１＝Ｌ２）となった時の距離をＬと定義し、これを予めマップとして上記電子制御ユニット（ＥＣＵ）に格納したものである。
【００４１】
（２）  つぎに、現燃圧での図８から、上記距離Ｌ２時の時間を算出する（ステップＳ１５）。
【００４２】
（３）  そして、上記（２）で算出した時間と、（２）と同じ距離でかつ基準圧時の時間との差を算出する（ステップＳ１６）。この時間差は、同一噴射開始とした時の衝突までの時間差であり、正負の符号を持つものである。
【００４３】
（４）  つぎに、上記（３）で算出した時間差を回転数からクランク角度に変換し、これを補正クランク角度として図６に示す基準圧時の噴射開始時期を補正し、噴射開始クランク角度を算出する（ステップＳ１７）。
【００４４】
（５）  つぎに、現燃圧と基準圧とから噴射期間を補正し、再定義する（ステップＳ１８）。
【００４５】
（６）  そして、上記（４）で算出した噴射開始クランク角度と、上記（５）で再定義した噴射期間とから噴射終了クランク角度を算出し（ステップＳ１８）、この噴射終了クランク角度に基づいて燃料噴射する（ステップＳ１９）。なお、この燃料噴射が実行された後は、ステップＳ１１に戻る。
【００４６】
以上のように燃料噴射時期を制御することで、燃圧が変わった時でも、燃料噴霧２３ａとキャビティ１２ａの衝突時におけるインジェクタ２３とキャビティ１２ａ間の距離をほぼ一定に保てるので、ロバスト性の乏しい成層燃焼を成立させることができる。
【００４７】
つぎに、上記ステップＳ１１否定の場合（図１参照）に実施される調圧異常時の制御方法（ステップＳ２０）について、図２に基づいて具体的に説明する。
【００４８】
前述の図１におけるステップＳ１１では、燃圧が圧力補正可能なレベル範囲内にないものとして判断されているので、図２に示すステップＳ２１では、さらにこの燃圧が圧力補正可能なレベルの下限以下か否かを判断する。
【００４９】
燃圧が圧力補正可能なレベルの下限以下である場合には（ステップＳ２１肯定）、後述する燃料残量が少ない場合の制御（図３参照）に移行する（ステップＳ４０）。
【００５０】
一方、燃圧が圧力補正可能なレベルの下限を越える場合には（ステップＳ２１否定）、圧力が高く、高圧レギュレータ３５が異常であると判断できるので（ステップＳ３０）、ＣＮＧエンジン１０の搭載車両の運転手にその旨の警告をインジケータ等で表示し（ステップＳ３１）、運転領域が成層燃焼か否かを判断する（ステップＳ３２）。なお、この警告は、音声等による発音手段によるもの、あるいは、この発音手段と上記インジケータ等の表示手段との併用によるものであってもよい。
【００５１】
成層燃焼である場合には（ステップＳ３２肯定）、ロバスト性が悪く、これが成立しない可能性があるため、均質燃焼へ切り替える（ステップＳ３３）。
【００５２】
燃圧は基本的に高圧であるが、調圧異常時には燃圧の変動が大きい可能性がある。このため、必ず噴射可能となるように、噴射開始時期を吸気行程上死点近傍に設定する（ステップＳ３４）。一方、均質燃焼である場合には（ステップＳ３２否定）、噴射開始時期を吸気行程上死点近傍に設定する（ステップＳ３４）。
【００５３】
噴射期間は燃圧によって変化するので、燃圧の変動が大きいと噴射期間の算出は困難である。そこで、可能な限り燃圧の計測時間を多くし、噴射期間をサンプリング平均燃圧で算出する（ステップＳ３５）。そして、他の適合値を変更することなく、この算出された噴射期間で燃料噴射を行う（ステップＳ３６）。
【００５４】
以上に示したレギュレータ３５の異常時における制御（ステップＳ３０〜ステップＳ３６）は、イグニション（ＩＧ）がＯＦＦになるまで繰り返し実行され（ステップＳ３７否定）、イグニション（ＩＧ）がＯＦＦになったら（ステップＳ３７肯定）、制御を終了する（ステップＳ３８）。このように制御することで、調圧異常が直っていないにもかかわらず、変動により燃圧が低下した時に通常の制御に移行してしまうのを抑制できる。
【００５５】
以上のように制御することで、調圧異常時であっても成層燃焼の不成立による失火等を抑制でき、均質燃焼で対応できる。また、噴射開始時期を吸気行程上死点近傍に設定しているので、いわゆる吸気ポート噴射の場合と同等の性能までしか期待できないが、調圧異常を運転手により早く認識させ、停車を促す効果を期待できる。
【００５６】
つぎに、前述した図２におけるステップＳ２１肯定の場合、すなわち燃圧が圧力補正可能なレベルの下限以下である場合に実施される燃料残量が少ない場合の制御方法（ステップＳ４０）について、図３に基づいて具体的に説明する。
【００５７】
燃料残量が少ない場合は、燃圧が段階的に低下しており、予め設定された通常の制御値が使えなくなっている。特に成層燃焼時は、噴射期間や燃料噴霧の貫徹力が変化するので、失火等の不具合が発生し易くなる。
【００５８】
そこで、図３に示すように、燃料残量が少ない場合には（ステップＳ４０）、すべての燃焼領域を均質燃焼に切り替えることで、上記失火等の不具合の発生を抑制する（ステップＳ４１、ステップＳ４２）。
【００５９】
つぎに、上記のように均質燃焼に切り替えられた状態であっても、できるだけ圧縮行程で燃料噴射できるように以下の制御を実施する。
【００６０】
点火時期はＣＮＧエンジン１０の回転数と負荷（吸気管圧力と燃料量）で決まり、燃圧の影響はない。また、噴射終了時期と点火時期は、ある程度のインターバルがないと、噴射された燃料と空気が十分に混合されない。この場合も燃圧とは関係がない。
【００６１】
ＣＮＧ燃料は気体であるため気化時間が必要ないので、噴射終了−点火の最小インターバルを、回転数と燃料量で定義された噴射開始時期のマップ（図６参照）で適合して、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）に格納しておく。
【００６２】
そして、この噴射終了−点火の最小インターバルマップと、上記点火時期から求まる噴射−点火インターバルから可能な噴射終了クランク角度Ａを算出する（ステップＳ４３）。
【００６３】
つぎに、予め回転数および吸気管圧力で定義されたモータリング時の筒内圧マップ（図１０参照）と燃圧に基づいて、現時点における噴射終了クランク角度Ｂ（噴射可能クランク角度）を算出する（ステップＳ４４）。
【００６４】
つぎに、上記噴射終了クランク角度Ａと上記噴射終了クランク角度Ｂとを比較して、より進角側の角度を噴射終了クランク角度（最終噴射終了クランク角度）と定義する（ステップＳ４５）。
【００６５】
そして、この噴射終了クランク角度と現時点における燃圧とから、噴射開始クランク角度を算出し、この噴射開始クランク角度に基づいて燃料噴射を行う（ステップＳ４６）。
【００６６】
このように、燃料残量が少なくなり燃圧が低下した時に、直ちに吸気行程噴射あるいは圧縮行程噴射の前半に制御を切り替えても、可能な限り圧縮行程で燃料噴射できるので、吸入空気量不足から均質燃焼領域が一気に縮小するのを抑制でき、均質燃焼領域を段階的に縮小することができる。この結果、運転できない領域が発生する時間を最小限にとどめることができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法（請求項１）によれば、燃圧が変わった時でも、燃料噴霧とキャビティの衝突時における燃料噴射弁とキャビティ間の距離をほぼ一定に保つことができるので、ロバスト性の乏しい成層燃焼を成立させることができる。
【００６８】
また、この発明に係る筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法（請求項２）によれば、調圧異常時であっても成層燃焼の不成立による失火等を抑制でき、均質燃焼で対応できる。
【００６９】
また、この発明に係る筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法（請求項３）によれば、燃料残量が少なくなり燃圧が低下した時に、直ちに吸気行程噴射あるいは圧縮行程噴射の前半に制御を切り替えても、可能な限り圧縮行程で燃料噴射できるので、吸入空気量不足から均質燃焼領域が一気に縮小するのを抑制でき、均質燃焼領域を段階的に縮小することができる。この結果、運転できない領域が発生する時間を最小限にとどめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る筒内直噴ＣＮＧエンジンの燃料噴射時期制御方法を示すフローチャートである。
【図２】調圧異常時の制御方法を示すフローチャートである。
【図３】燃料残量が少ない時の制御方法を示すフローチャートである。
【図４】ＣＮＧエンジンの概略構成を示す断面図である。
【図５】ＣＮＧエンジンへの燃料供給システムを示す模式図である。
【図６】噴射開始時期の一例を示すマップである。
【図７】定容容器で噴霧長を測定する様子を示す模式図である。
【図８】定容容器で測定した噴射時間と噴霧長との関係の一例を示すマップである。
【図９】基準圧時において燃料噴霧がピストンに衝突した時におけるインジェクタとキャビティ間の距離の一例を示すマップである。
【図１０】筒内圧とクランク角度との関係の一例を示す筒内圧マップである。
【符号の説明】
１０  ＣＮＧエンジン
１０ａ  燃焼室
１２  ピストン
１２ａ  キャビティ
１４  点火プラグ
１５  吸気ポート
１６  吸気弁
１８  排気ポート
２０  排気弁
２３  インジェクタ（燃料噴射弁）
２３ａ  燃料噴霧
３２  ＣＮＧ燃料ボンベ
３３  デリバリパイプ
３４  燃料供給パイプ（燃料供給系）
３５  高圧レギュレータ（レギュレータ）
Ｌ１、Ｌ２  距離
【図１】
2005002896.tif 000003
【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】
2005002896.tif 000011
【図１０】
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