(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内に燃料を直接噴射して点火プラグにより着火する筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
該内燃機関の圧縮行程時に該燃料を噴射する圧縮行程噴射モードとして、圧縮行程上死点において燃料プラグに向けて燃料を噴射するとともに、該燃料に直接点火する第１の燃料噴射モードと、該第１の燃料噴射モードの燃料噴射タイミングよりも早期のタイミングでピストンの凹部に向けて燃料を噴射するとともに、該ピストンの上昇により該燃料点火プラグに向かって上昇する該燃料に点火する第２の燃料噴射モードとを切り換える制御手段と、
該内燃機関に対する外部負荷の入力を検出する外部負荷入力検出手段とをそなえ、
該制御手段は、該外部負荷入力検出手段により該内燃機関に外部負荷の入力が検出されると、該燃料噴射モードを該第２の燃料噴射モードに設定するとともに、該外部負荷の入力が検出されなくなると該燃料噴射モードを該第１の燃料噴射モードに設定するとともに、該第２の燃料噴射モードは、リーン領域で該第１の燃料噴射モードよりも過濃側の空燃比に設定される
ことを特徴とする、筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
該過濃度側の空燃比が、２０から２５の範囲に設定される
ことを特徴とする、請求項１記載の筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
該制御手段による該圧縮行程噴射モードが、該内燃機関の冷却水温度が所定温度以上であって、該内燃機関の燃料圧力が所定圧力以上であって、かつ車両停車中である運転条件を満たした場合にのみ実行される
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の筒内噴射型内燃機関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、圧縮行程時に燃料噴射を実行可能な筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、筒内（シリンダ内）に直接燃料を噴射する筒内噴射型のガソリンエンジンが実用化されている。一般的に、このような筒内噴射型のガソリンエンジンにおいては、圧縮行程に燃料を噴射する圧縮行程噴射モードと吸気行程に燃料を噴射する吸気行程噴射モードとが切り換え可能に設定されている。このうち圧縮行程噴射モード（圧縮リーン噴射モード）では、ピストンが上昇する途中で燃料を噴射するモードであって、気筒内に層状の混合気を形成して、超希薄（超リーン）な空燃比で安定した燃焼を実現するものである。つまり、層状の吸気流を利用して噴射燃料を点火プラグの近傍に集めることができるため、点火プラグの近傍のみは着火性のよい空燃比状態（即ち、理論空燃比又は理論空燃比よりもやや濃化側の空燃比状態）として安定した着火性能を得ながら、全体としては極めて希薄な空燃比（例えばＡ／Ｆ２０〜２５）にして大幅に燃費を節約しながら運転することができる。
【０００３】
また、吸気行程噴射モードでは、燃料の予混合により燃焼室全体の空燃比状態を均一化しながら、安定した着火と確実な火炎伝播を実現して十分な高出力を得られるように運転を行なうことができる。なお、吸気行程噴射モードには、空燃比を理論空燃比（ストイキオ）近傍として大きな出力を得られるようにしたストイキオモードと、空燃比をストイキオよりも希薄（例えばＡ／Ｆ１５〜２０）にして燃費の向上を図るリーンモードと、急加速時等に一時的に空燃比をストイキオよりも濃化（リッチ）にするエンリッチモード等が設けられている。
【０００４】
そして、このような筒内噴射エンジンでは、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて、圧縮行程噴射モード（圧縮リーンモード），吸気行程噴射ストイキオモード（ストイキオモード），吸気行程噴射リーンモード（吸気リーンモード），吸気行程噴射エンリッチモード（エンリッチモード）等の各運転モードが切り換えられる。
一方、このような筒内噴射型の内燃機関では、ピストン上面に凹部が形成され、ピストンが上死点付近に位置する際に、このピストン上面の凹部へ向けて燃料を噴射できるようにインジェクタが配設されるとともに、ピストン上面の凹部内に点火プラグの先端が位置するように点火プラグが配設されている。
【０００５】
これにより、圧縮行程噴射モード時には、燃料は点火プラグ回りにおいては空燃比が比較的リッチとすることができ、一方、点火プラグから離れた箇所においては超リーンの雰囲気を形成することで、燃焼室内に層状希薄状態を形成し、この状態で点火プラグが点火することで、燃焼室全体としてはリーンな空燃比が形成されるものの、安定して運転できる。
【０００６】
なお、下記の特許文献１には、圧縮行程噴射モードとして、燃料噴射中又は燃料噴射直後のピストンに衝突する以前の燃料に点火する第１の運転モードと、燃料噴射終了後ピストンを経由した燃料に点火する第２の運転モードとをそなえ、これらの運転モードをエンジン運転状態に応じて切り換える技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３５３５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１の技術では、アイドル運転時（低負荷、低回転運転）では、上述の第１の運転モードが適用されるが、この運転モードは超リーン運転であるため、燃費が極めて良好であるものの外乱に対して弱く回転低下しやすい。
例えば、図７に示すタイムチャートに示すように、アイドル運転中に何らかの外部負荷等の外乱が入力されると（ｔ＝ｔ１）、この負荷に起因してエンジン回転数が低下する〔図７（ｅ）参照〕。これに対して通常はエンジン回転数Ｎｅの復帰を図るべく、電子制御スロットルバルブ（ＥＴＶ）の開度を増大させて体積効率Ｅｖの上昇を図るとともに、目標空燃比（制御Ａ／Ｆ）をリッチ化していく〔図７（ａ）〜（ｄ）参照〕。
【０００８】
しかしながら、この第１の運転モードはリッチ化すればするほど（即ちＡ／Ｆが低下するほど）、燃焼安定性が低下するという特性を有している。ここで、図８は第１の運転モードの燃焼特性を示す図であり、横軸は燃料噴射時期、縦軸は点火時期である。図示するように、この運転モードでは、Ａ／Ｆを小さくするほど（すなわちリッチ化するほど）、燃焼安定領域を示す面積が小さくなるので、リッチ化するほど燃焼安定性が低下する。したがって、上述のように外乱入力時に空燃比をリッチ化すると、却って失火を招いてエンジン回転数の変動が生じ、やがて失火によりエンジンがストールするおそれがある。
【０００９】
また、上記特許文献１の技術では単に運転状態に応じて圧縮行程噴射における２つの運転モードを切り換えているが、これら２つの運転モードにおける燃焼安定性については何ら着目していないため、運転モードを切り換えても安定した燃焼を得られないおそれがある。したがって、特許文献１の技術では、失火やエンジンストールを十分に防止することはできないという課題がある。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、空燃比の変動に伴い安定燃焼領域が変動することを考慮して、圧縮行程噴射モードでの燃料噴射モードを適切に切り換えるようにした、筒内噴射型内燃機関の燃料噴射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】
【００１１】
本発明の筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置は、筒内に燃料を直接噴射して点火プラグにより着火する筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置であって、該内燃機関の圧縮行程時に該燃料を噴射する圧縮行程噴射モードとして、圧縮行程上死点において燃料プラグに向けて燃料を噴射するとともに、該燃料に直接点火する第１の燃料噴射モードと、該第１の燃料噴射モードの燃料噴射タイミングよりも早期のタイミングでピストンの凹部に向けて燃料を噴射するとともに、該ピストンの上昇により該燃料点火プラグに向かって上昇する該燃料に点火する第２の燃料噴射モードとを切り換える制御手段と、該内燃機関に対する外部負荷の入力を検出する外部負荷入力検出手段とをそなえ、該制御手段は、該外部負荷入力検出手段により該内燃機関に外部負荷の入力が検出されると、該燃料噴射モードを該第２の燃料噴射モードに設定するとともに、該外部負荷の入力が検出されなくなると該燃料噴射モードを該第１の燃料噴射モードに設定するとともに、該第２の燃料噴射モードは、リーン領域で該第１の燃料噴射モードよりも過濃側の空燃比に設定されることを特徴としている（請求項１）。
【００１２】
また、該過濃度側の空燃比が、２０から２５の範囲に設定されることが好ましい（請求項２）。
【００１３】
また、該制御手段による該圧縮行程噴射モードが、該内燃機関の冷却水温度が所定温度以上であって、該内燃機関の燃料圧力が所定圧力以上であって、かつ車両停車中である運転条件を満たした場合にのみ実行されることが好ましい（請求項３）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、燃料安定性を考慮して２つの燃料噴射モードを切り換えるので、空燃比がリーンであっても安定した燃焼を得ることができる。これにより、外部負荷が入力されたときに、適切に燃料噴射モードを切り換えることができ、エンジンの失火やストールを確実に防止することができる。また、制御のハンチングを防止して燃料噴射モードの切り換え制御を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１〜図６を用いて本発明の一実施形態にかかる筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置を説明すると、図１はその要部の機能構成を示す模式的なブロック図、図２及び図３は内燃機関の要部構成を示す模式図であって、図２は第１の燃料噴射モードについて説明するための図、図３は第２の燃料噴射モードについて説明するための図、図４は第１及び第２の燃料噴射モードの特性について説明するための図、図５はその作用について説明するためのフローチャート、図６はその作用について説明するためのタイムチャートである。
【００１６】
図２及び図３に示すように、本発明に適用される内燃機関（エンジン）は、筒内に直接燃料を噴射して点火するようにした筒内噴射型内燃機関１であって、本実施形態ではガソリンエンジンが適用されている。
図示するように、このエンジン１の燃焼室３は、シリンダヘッド８の下面と、シリンダ７の壁面と、ピストン２の頂面とにより形成されている。また、シリンダヘッド８には燃料噴射弁（以下、単にインジェクタという）４が取り付けられている。このインジェクタ４は、その先端側が燃焼室３に臨むように配設されており、このインジェクタ４から燃焼室３内に直接燃料が噴射されるようになっている。
【００１７】
一方、燃焼室３の下面を形成するピストン２の頂面には、図示するような凹部（キャビティという）６が形成されており、この凹部６は、本実施形態では下に凸状に湾曲した球面状に形成されている。なお、このような凹部６の形状としては球面に限定されるものではなく種々の形状を適用することができる。
また、シリンダヘッド８の中央よりもやや偏倚した位置に点火プラグ５が取り付けられている。そして、インジェクタ4と点火プラグ５は、少なくともインジェクタ４から供給される燃料が直接点火プラグ５の先端に到達可能なように燃料噴射方向や点火プラグ５の突き出し量等が設定されている。
【００１８】
ところで、図１に示すように、エンジン１には、その作動全般を電気的に制御するＥＣＵ（制御手段；コントローラ）１１が付設されている。
また、上記コントローラ１１の入力側にはエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１５、エンジンの吸気量を検出するエアフローセンサ（ＡＦＳ）１６、アクセルの開度を検出するアクセル開度センサ（ＡＰＳ）２１が接続されている。
【００１９】
また、コントローラ１１内には、燃料噴射モードを切り換えるための燃料噴射モード切り換え手段１２が設けられており、上述のエンジン回転数センサ１５及びアクセル開度センサ２１で得られるエンジン回転数Ｎｅ及び負荷（エンジン回転数Ｎｅとアクセル開度とから求められる目標Ｐｅ）に基づいて、この燃料噴射モード切り換え手段１２により燃料噴射モードが設定されるようになっている。
【００２０】
なお、アクセル開度センサ２１に代えてスロットル開度センサ等を設け、これらのセンサの検出情報に基づいてエンジン負荷を検出するようにしてもよい。
ここで、図示するように、燃料噴射モード切り換え手段１２には、インジェクタ４に対して吸気行程噴射に適したタイミングでインジェクタ駆動信号を出力する吸気行程噴射用インジェクタ制御手段１３と、インジェクタ４に対して圧縮行程噴射に適したタイミングでインジェクタ駆動信号を出力する圧縮行程噴射用インジェクタ制御手段１４とをそなえている。
【００２１】
また、燃料噴射モード切り換え手段１２には、エンジン回転数Ｎｅ及び負荷Ｐｅをパラメータとしたマップ（図示省略）が記憶されており、これらのパラメータに応じた燃料噴射モードがマップから読み出されて、燃料噴射モードが設定されるようになっている。そして、所定の運転条件が成立すると、圧縮行程噴射モードが選択され、これ以外では吸気行程噴射モードが選択されるようになっている。なお、ここで所定の運転条件とは、スロットル開度閉（無負荷又はアイドル相当）、水温が温態（例えば８０℃以上）、車両停止中（車速＝０）、燃圧が所定値以上等であって、具体的には温態のアイドル運転中に相当する。
【００２２】
そして、圧縮行程噴射モードが選択されると、圧縮行程噴射用インジェクタ制御手段１４からインジェクタ４に対する制御信号が出力されて、インジェクタ４の作動が制御される。この場合には、圧縮行程にあるときに燃料噴射を行い、燃焼室内に全体として超リーンな混合気を形成して燃焼を行う。
また、吸気行程噴射モードが選択されると、吸気行程噴射用インジェクタ制御手段１３からインジェクタ４に対する制御信号が出力されて、インジェクタ４の作動が制御される。この場合には、吸気行程にあるときに燃料噴射を行い、燃焼室内にエンジン１の運転状態に応じた空燃比の混合気を形成して燃焼を行う。
【００２３】
また、燃料噴射モードとしては、上述のような圧縮行程噴射モードと吸気行程噴射モードとに大別されるが、これらの各モードにはさらに複数の異なる燃料噴射モードが設けられている。このうち圧縮行程噴射モード（圧縮リーン噴射モード）としては、ピストン２が圧縮行程上死点近傍にあるときに点火プラグ５へ向けて燃料を噴射して、この燃料に直接点火するようにした噴射モード（スプレーガイド噴射モード；第１の燃料噴射モード、図２参照）と、圧縮行程の上死点前にピストン２の凹部６に向けて燃料を噴射し、ピストン２の上昇により燃料を点火プラグ５の近傍に集めて点火するモード（ウォールガイド噴射モード；第２の燃料噴射モード、図３参照）とをそなえている。
【００２４】
このうちウォールガイド噴射モードは、気筒内で形成される層状の吸気流を利用した層状燃焼により超希薄（超リーン）な空燃比で安定した燃焼を実現する噴射モードである。この噴射モードでは、図３に示すように、ピストン２の凹部６に向けて噴射した燃焼噴霧がピストン２の上昇により集められ、点火プラグ５の先端付近では比較的リッチな混合気を形成するとともに、この混合気の周囲には略空気のみの層が形成される。したがって、全体としては極めて希薄な空燃比（例えばＡ／Ｆ２０〜２５）としながら良好な燃焼を実現でき、燃費を節約しながら運転することができる。
【００２５】
また、スプレーガイド噴射モードでは、図２に示すように、点火プラグ５へ向けて燃料を直接的に噴射することで、燃焼室３内に層状希薄状態を形成することができ、上述のウォールガイド噴射モードよりもさらに超希薄な空燃比（例えばＡ／Ｆ２５〜４０）で安定した燃焼状態を得ることができる。
なお、本実施形態においては、燃料噴射を開始するタイミングを変更することでこれら２つのモード（スプレーガイド噴射モード及びウォールガイド噴射モード）を切り換えることができる。
【００２６】
一方、吸気行程噴射モードでは、燃料の予混合により燃焼室全体の空燃比状態を均一化しながら、安定した着火と確実な火炎伝播を実現して十分な高出力を得られるように運転を行なうことができ、空燃比を理論空燃比（ストイキオ）近傍として大きな出力を得られるようにしたストイキオモード、空燃比をストイキオよりも希薄（例えばＡ／Ｆ１５〜２０）にして燃費の向上を図るリーンモードと、急加速時等に一時的に空燃比をストイキオよりも濃化（リッチ）にするエンリッチモード等が設けられている。
【００２７】
なお、吸気行程噴射モードについては従来より広く知られたものであるので、この吸気行程噴射モードについての説明については省略する。
次に、本発明の要部について説明すると、図１に示すように、コントローラ１１の入力側には上述したエンジン回転数センサ１５、エアフローセンサ１６及びアクセル開度センサ２１以外にも、エアコンスイッチ１７、舵角センサ１８、ワイパスイッチ１９、ヘッドライトスイッチ２０が接続されている。なお、これらのセンサ及びスイッチ１７〜２０はいずれもエンジン１に対する外部負荷の入力を検出する外部負荷入力検出手段として機能する。
【００２８】
このうちエアコンスイッチ１７は、車室内に設けられ、エアコンディショナを作動させる際に乗員によりオンにされるスイッチであって、本実施形態ではエンジン１に接続されたエアコンコンプレッサの作動を検出する手段として機能している。つまり、コントローラ１１ではこのスイッチ１７がオンとなるとエンジン１の外部負荷としてのエアコンコンプレッサ（図示省略）が作動していると判定するようになっている。なお、エアコンスイッチ１７に代えて、エアコンコンプレッサの作動を直接検出するセンサを設けても良い。
【００２９】
また、舵角センサ１８は、エンジンにより駆動されるパワーステアリング用の油圧ポンプ（図示省略）の作動を検出するものであって、舵角センサ１８により検出される操舵角が変化すると、エンジン１の外部負荷が作用していると判定するようになっている。すなわち、通常パワーステアリング用の油圧ポンプは常にエンジン１により駆動されているので、エンジン１には常時負荷が作用しているが、舵角が変化していない状態（操舵していない状態）では油圧ポンプの負荷は最も低く、エンジン１に作用する負荷も最も低い状態となる。これに対して、ドライバが操舵を行うと、この操舵をアシストするべく油圧ポンプの負荷が上昇して、この分エンジン１に対する負荷が増大することになる。
【００３０】
そこで、本実施形態では、舵角センサにより操舵を検出して、操舵が検出されると油圧ポンプが作動してエンジン１に外部負荷が入力されたと判定するようになっている
また、ワイパスイッチ１９及びヘッドライトスイッチ２０はいずれもエンジンの外部負荷としての電気負荷を検出するセンサであって、ワイパスイッチ１９やヘッドライトスイッチ２０がオンとなると電気負荷（オルタネータ負荷）が増大して、この分エンジンが増大したと判定するようになっている。
【００３１】
そして、コントローラ１１では、圧縮行程噴射モード時にこれらのセンサからの情報に基づいて、エンジンに外部負荷が作用していると判定すると、燃料噴射モードをウォールガイド噴射モード（第２の燃料噴射モード）に設定するとともに、外部負荷の入力が検出されなくなると燃料噴射モードをスプレーガイド噴射モード（第１の燃料噴射モード）に設定するようになっている。
【００３２】
つまり、エンジン１が所定の運転条件（アイドル運転、温態、車両停止等）を満たしている場合には上述したように圧縮行程噴射モードに設定され、燃費の向上が図られるが、このような圧縮行程噴射モードで運転中に、さらにエンジン１に外部負荷（パワーステアリング負荷，エアコン負荷，電気負荷等）が作用していないという条件が成立している場合にはスプレーガイド噴射モードに設定され、外部負荷が作用していると判定した場合にはウォールガイド噴射モードに設定されるようになっている。
【００３３】
ここで、図４はスプレーガイド噴射モードとウォールガイド噴射モードとの特性について説明する図であって、横軸が燃料噴射時期、縦軸が点火時期を示しており、安定した燃焼を得られる領域を空燃比（Ａ／Ｆ）毎に示している。
この図からもわかるように、スプレーガイド噴射モードでは安定した燃焼を得られる空燃比は２５〜４０程度であり、空燃比がリーンになるほど燃焼安定領域が広がる特性を有している。一方、ウォールガイド噴射モードでは、安定した燃焼を得られる空燃比は２０〜２５程度であり空燃比がリッチになるほど燃焼安定領域が広がる特性を有している。
【００３４】
このようなスプレーガイド噴射モードでは空燃比が２５〜４０と非常にリーンであるため燃費の向上を図ることができるものの、アイドリング時の僅かな外部負荷に対しても影響を受けやすくなり、回転低下が生じやすくなる。
エンジン１に外部負荷が作用してエンジン回転数が低下すると、通常はエンジン回転数を上昇させるべくスロットル開度を増大させるとともに目標空燃比を小さくして（リッチ化して）エンジン回転数の復帰を図るが、スプレーガイド噴射モードでは、図４に示すようにリッチ化すると安定燃焼領域が狭くなり、失火によるエンストを招くことが考えられる。
【００３５】
これに対して、ウォールガイド噴射モードは、安定した燃焼が得られる空燃比がスプレーガイド噴射モードよりもリッチなため、スプレーガイド噴射モードほど良好な燃費を得ることはできないものの、例えば空燃比２５のときの燃焼安定領域はスプレーガイド噴射モードよりもウォールガイド噴射モードの方が広く、燃焼を良好に保つことができる。
そこで、本実施形態では、圧縮行程噴射モード時において、エンジン１の外部負荷の入力を判定して、外部負荷が入力されたと判定すると、スプレーガイド噴射モードからウォールガイド噴射モードに切り換え、外部負荷が検出されなくなるとウォールガイド噴射モードからスプレーガイド噴射モードに切り換えるようにしているのである。
【００３６】
また、本実施形態においては、これらの２つの噴射モード（スプレーガイド噴射モード及びウォールガイド噴射モード）の切り換えは、燃料噴射開始タイミングを変更することで実行される。また、このような噴射モードの切り換えに伴い、図４に示すような特性に基づいて、点火時期も安定した燃焼が得られるタイミングに適宜補正されるようになっている。
【００３７】
本発明の一実施形態に係る筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置は上述のように構成されているので、その作用を図５に示すフローチャートを用いて簡単に説明すると以下のようになる。まず、ステップＳ１において、圧縮行程噴射モード（圧縮リーンアイドルモード）であるか否かを判定する。なお、ここではスロットル閉（又はアクセル全閉）、水温≧所定温度、車速＝０、燃料圧力≧所定圧力の全ての条件を満足したときに圧縮行程噴射モードであると判定する。
【００３８】
圧縮行程噴射モードであると判定した場合には、次にステップＳ２以降に進み、エアコンオン（ステップＳ２）、パワーステアリング装置オン（ステップＳ３）、電気負荷オン（ステップＳ４）をそれぞれ判定し、これらがいずれもオフであれば、Ｎｏのルートを通ってステップＳ５に進み、スプレーガイド噴射モードに設定される。また、上述のステップＳ２〜Ｓ４のうちひとつでもＹｅｓと判定すると、ステップＳ６に進んでウォールガイド噴射モードに設定される。
【００３９】
つまり、圧縮行程噴射モード時において、エンジンに外部負荷が生じなければ燃費の良いスプレーガイド噴射モードで運転し、外部負荷が生じた場合には、空燃比をリッチ化したときに燃焼安定性の高いウォールガイド噴射モードで運転するのである。
これを図６（ａ）〜（ｆ）のタイムチャートを用いて説明する。まず、車両停止且つアイドル運転等の所定の運転条件が成立して圧縮行程噴射モードとなると、エンジン１に外部負荷が生じていなければ、図６（ｃ）に示すようにスプレーガイド噴射モードで燃料が噴射される。
【００４０】
一方、図６（ａ）に示すように外部負荷が発生すると（ｔ＝ｔ１）、図６（ｆ）に示すようにエンジン回転数が低下する。このときには、エンジンの回転数を復帰させるべくスロットル（ＥＴＶ）の開度を増大させて、吸気効率（Ｅｖ）の上昇を図る〔図６（ｅ），（ｄ）参照〕とともに、目標空燃比（制御Ａ／Ｆ）を低下させる、即ち、空燃比をリッチ化する〔図６（ｂ）参照〕。
【００４１】
また、この場合、燃料噴射モードとしてスプレーガイド噴射モードを維持すると燃焼が悪化するので、ウォールガイド噴射モードに切り換える。つまり、この場合には、空燃比をリッチ化するほど燃焼安定領域が狭くなる（換言すると空燃比をリーン化するほど燃焼安定領域が広がる）ような燃料噴射モード（スプレーガイド噴射モード）から、リッチ化するほど燃焼安定領域が広がる燃焼モード（ウォールガイド噴射モード）に切り換えることで失火を防止するのである。そして、外部負荷がなくなると（ｔ＝ｔ２）、燃料噴射モードをスプレーガイド噴射モードに戻すのである。
【００４２】
したがって、本発明の一実施形態に係る筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、圧縮行程噴射モードで運転中に外部負荷が発生しても、燃料噴射モードをスプレーガイド噴射モードからウォールガイド噴射モードに切り換えることで安定燃焼領域を拡大させて安定した燃焼状態を得ることができ、燃費の良い圧縮行程噴射モードを維持することができるという利点がある。
【００４３】
また、ウォールガイド噴射モードはスプレーガイド噴射モードより空燃比が僅かにリッチとなるものの、一般的な吸気行程噴射よりは十分リーンな空燃比で運転するので、燃費の低下もほとんど生じない。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、エンジン１の外部負荷として、エアコンコンプレッサ，油圧パワーステアリング装置及び電気負荷を用いているが、外部負荷はこのようなものに限定されず、エンジンに対して負荷を加えるような機器を種々適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置の機能構成を示す模式的なブロック図である。
【図２】本発明に適用される筒内噴射型内燃機関の要部構成を示す模式図であって、第１の燃料噴射モードについて説明するための図である。
【図３】本発明に適用される筒内噴射型内燃機関の要部構成を示す模式図であって、第２の燃料噴射モードについて説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置の第１及び第２の燃料噴射モードの特性について説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置の作用について説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態にかかる筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置の作用について説明するためのタイムチャートである。
【図７】従来技術の課題について説明するための図であって、失火時のエンジンの作動を説明するタイムチャートである。
【図８】従来技術の課題について説明するための図であって、空燃比が変動したときの安定燃焼領域の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    エンジン（内燃機関）
２    ピストン
３    燃焼室
４    インジェクタ（燃料噴射弁）
５    点火プラグ
６    凹部
７    シリンダ
８    シリンダヘッド
１１    コントローラ（制御手段）
１２    燃料噴射モード切り換え手段
１３    吸気行程噴射用インジェクタ制御手段
１４    圧縮行程噴射用インジェクタ制御手段
１５    エンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）
１６    エアフローセンサ
１７    エアコンスイッチ（外部負荷入力検出手段）
１８    舵角センサ（外部負荷入力検出手段）
１９    ワイパスイッチ（外部負荷入力検出手段）
２０    ヘッドライトスイッチ（外部負荷入力検出手段）
２１    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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