(57)【要約】【課題】同一運転モードでの燃料噴射および点火タイミングの相違に関わらず、燃焼室内での燃料付着量を正確に算出して燃料噴射量を補正できる筒内噴射型火花点火式内燃機関を提供する。【解決手段】スプレーガイドモードでの成層運転時において、燃料噴射時期ＩＴから点火時期ＳＡまでの噴射−点火期間IT-SAが長くなってピストンやシリンダへの燃料付着量が増加するほど付着率補正係数Ｋdephを増加側に設定し（ステップＳ２８）、この付着率補正係数Ｋdephにより補正した筒内燃料付着率Ｋdepに基づいて燃料噴射量injＭを設定する（ステップＳ３０，３２）。【選択図】図３
2007170334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、
上記燃料噴射弁からの燃料噴霧の噴射経路近傍に電極部が配置された点火プラグと、
上記点火プラグの電極部近傍を通過後の燃料噴霧を再び該電極部近傍に案内可能に形成されたピストンと、
機関の運転状態に基づいて上記燃料噴射弁の噴射量を算出する噴射量算出手段と、
上記噴射量算出手段により算出された噴射量に基づき上記燃料噴射弁を駆動し、機関の圧縮行程で上記燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧が上記点火プラグの電極部近傍を通過したときに点火して成層燃焼させる第１の運転モードと、上記電極部近傍を通過後の燃料噴霧が上記ピストンにより再び上記電極部近傍に移送されたときに点火して成層燃焼させる第２の運転モードとを機関の運転状態に応じて選択的に実行する運転制御手段と、
上記運転制御手段により実行される各運転モードに対応する固有の値として上記燃料噴射弁により噴射された燃料の燃焼室内への付着量を算出し、該燃料付着量に基づいて上記噴射量算出手段により算出された噴射量を補正する燃料付着補正手段と
を備えたことを特徴とする筒内噴射型火花点火式内燃機関。
【請求項２】
上記燃料付着補正手段は、内燃機関の温度に応じて設定される前記第１の運転モードの燃料付着率または前記第２の運転モードの燃料付着率より燃料付着量を算出し、
同一の内燃機関の温度において、第２の運転モードの燃料付着率より第１の運転モードの燃料付着率を小さく設定したことを特徴とする請求項１記載の筒内噴射型火花点火式内燃機関。
【請求項３】
燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、
上記燃料噴射弁からの燃料噴霧の噴射経路近傍に電極部が配置された点火プラグと、
機関の運転状態に基づいて上記燃料噴射弁の噴射量を算出する噴射量算出手段と、
上記噴射量算出手段により算出された噴射量に基づき上記燃料噴射弁を駆動し、機関の圧縮行程で上記燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧が上記点火プラグの電極部近傍を通過したときに点火して成層燃焼させる運転制御手段と、
上記燃料噴射弁の噴射時期と上記点火プラグの点火時期との間隔に応じて該燃料噴射弁により噴射された燃料の燃焼室内への付着量を算出し、該燃料付着量に基づき上記噴射量算出手段により算出された噴射量を補正する燃料付着補正手段と
を備えたことを特徴とする筒内噴射型火花点火式内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は成層燃焼を行う筒内噴射型火花点火式内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射型火花点火式内燃機関では、例えば圧縮行程で燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧を点火プラグ近傍に移送して、点火プラグの周囲に理論空燃比近傍の混合気を形成した上で、全体として極めてリーンな空燃比で点火する成層燃焼を可能としている。燃料噴霧を点火プラグ近傍に移送する形態としては種々のものがあり、機関運転状態に応じて燃料噴霧の移送経路を切換えるようにした内燃機関が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
当該特許文献１に開示された技術では、燃焼室の上面の略中央位置に燃料噴射弁を設けると共に、燃料噴射弁に隣接して点火プラグを配置し、燃料噴射弁から噴射中または噴射直後のピストンに衝突する以前の燃料噴霧を点火して成層燃焼させる運転モード（以下、第１の運転モードと称する）と、ピストン上のキャビティを経由した燃料噴霧を点火して成層燃焼させる運転モード（以下、第２の運転モードと称する）とを、機関負荷や回転速度に応じて切換えている。
【特許文献１】特開平１１−２１０４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示された内燃機関では、第１の運転モードと第２の運転モードとで燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧が点火プラグに到達するまでの移送経路が全く異なることから、燃料噴霧の移送中に燃焼室内、例えばピストンの頂面やシリンダの内壁に付着する燃料量も大幅に相違する。
また、第１の運転モードのみに着目した場合でも、当該第１の運転モードでは噴射中または噴射直後の燃料噴霧を点火するため、点火時期に対して燃料噴射時期を先行させるほど、点火の時点で燃料噴霧の先端が点火プラグを通過してピストンやシリンダに到達する可能性が高くなり、結果として燃料付着量が増加する傾向となる。従って、同一運転モードでも、燃料噴射および点火タイミングによって燃焼室内での燃料付着量が大幅に相違する。
【０００５】
上記特許文献１の技術では、これらの現象に関して全く考慮していないため、燃料付着量を見込んだ適切な燃料噴射量の補正を実行することができず、結果として不適切な噴射量制御により排ガス特性を悪化させるという問題があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、運転モード間での燃料噴霧の移送経路の相違や同一運転モードでの燃料噴射および点火タイミングの相違に関わらず、燃焼室内での燃料付着量を正確に算出して燃料噴射量を補正でき、もって、不適切な燃料噴射制御による排ガス特性の悪化を未然に防止することができる筒内噴射型火花点火式内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、燃料噴射弁からの燃料噴霧の噴射経路近傍に電極部が配置された点火プラグと、点火プラグの電極部近傍を通過後の燃料噴霧を再び該電極部近傍に案内可能に形成されたピストンと、機関の運転状態に基づいて燃料噴射弁の噴射量を算出する噴射量算出手段と、噴射量算出手段により算出された噴射量に基づき燃料噴射弁を駆動し、機関の圧縮行程で燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧が点火プラグの電極部近傍を通過したときに点火して成層燃焼させる第１の運転モードと、電極部近傍を通過後の燃料噴霧がピストンにより再び電極部近傍に移送されたときに点火して成層燃焼させる第２の運転モードとを機関の運転状態に応じて選択的に実行する運転制御手段と、運転制御手段により実行される各運転モードに対応する固有の値として燃料噴射弁により噴射された燃料の燃焼室内への付着量を算出し、燃料付着量に基づいて噴射量算出手段により算出された噴射量を補正する燃料付着補正手段とを備えたものである。
【０００７】
従って、噴射量算出手段により算出された噴射量に基づいて運転制御手段により燃料噴射弁が駆動され、燃料噴霧が点火プラグの電極部近傍を通過したときに点火する第１の運転モードと電極部近傍を通過後の燃料噴霧がピストンにより再び電極部近傍に移送されたときに点火する第２の運転モードとが機関の運転状態に基づいて選択的に実行される。
第１の運転モードと第２の運転モードとでは、燃料噴霧の移送経路の相違に起因して燃焼室内での燃料の付着特性（付着し易いか否か）が相違するが、それぞれの運転モードに対応する固有の値として燃料付着補正手段により燃料の付着量が算出され、燃料付着量に基づいて運転制御手段による燃料噴射量が補正されるため、何れの運転モードでも適切な燃料噴射量に基づいて燃料噴射制御を実行可能となる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の筒内噴射型火花点火式内燃機関において、燃料付着補正手段は、内燃機関の温度に応じて設定される第１の運転モードの燃料付着率または第２の運転モードの燃料付着率より燃料付着量を算出し、同一の内燃機関の温度において、第２の運転モードの燃料付着率より第１の運転モードの燃料付着率を小さく設定したものである。
【０００９】
従って、ピストンにより移送された燃料に点火させる第２の運転モードに対し、第１の運転モードでは、燃料がピストンと接触する機会が少ないため燃料付着率を小さく設定して適切な燃料噴射量に基づいて燃料噴射制御を実行可能となる。
請求項３の発明は、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、燃料噴射弁からの燃料噴霧の噴射経路近傍に電極部が配置された点火プラグと、機関の運転状態に基づいて燃料噴射弁の噴射量を算出する噴射量算出手段と、噴射量算出手段により算出された噴射量に基づき燃料噴射弁を駆動し、機関の圧縮行程で燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧が点火プラグの電極部近傍を通過したときに点火して成層燃焼させる運転制御手段と、燃料噴射弁の噴射時期と点火プラグの点火時期との間隔に応じて燃料噴射弁により噴射された燃料の燃焼室内への付着量を算出し、燃料付着量に基づき噴射量算出手段により算出された噴射量を補正する燃料付着補正手段とを備えたものである。
【００１０】
従って、噴射量算出手段により算出された噴射量に基づいて運転制御手段により燃料噴射弁が駆動され、燃料噴霧が点火プラグの電極部近傍を通過したときに点火されて成層燃焼により内燃機関が運転される。この燃料噴霧の移送形態では、点火時期に対して燃料噴射時期を先行させるほど、点火の時点で燃料噴霧の先端が点火プラグを通過してピストンやシリンダに到達する可能性が高くなって燃料付着量が増加する傾向となるが、噴射時期と点火時期との間隔に応じて噴射量算出手段により燃料の付着量が算出され、燃料付着量に基づいて運転制御手段による燃料噴射量が補正されるため、燃料噴射および点火タイミングが相違しても適切な燃料噴射量に基づいて燃料噴射制御を実行可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように請求項１の発明の筒内噴射型火花点火式内燃機関によれば、運転モード間での燃料噴霧の移送経路の相違に関わらず燃焼室内での燃料付着量を常に正確に算出して燃料噴射量を補正でき、もって、不適切な燃料噴射制御による排ガス特性の悪化を未然に防止することができる。
請求項２の発明の筒内噴射型火花点火式内燃機関によれば、ピストン等に接触する機会の少ない第１の運転モードにおいて、燃料付着率を小さくすることにより、燃焼室内での燃料付着量を常に正確に算出して燃料噴射量を補正でき、もって、不適切な燃料噴射制御による排ガス特性の悪化を未然に防止することができる。
【００１２】
請求項３の発明の筒内噴射型火花点火式内燃機関によれば、同一運転モードにおいて燃料噴射および点火タイミングの相違に関わらず燃焼室内での燃料付着量を常に正確に算出して燃料噴射量を補正でき、もって、不適切な燃料噴射制御による排ガス特性の悪化を未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した筒内噴射型火花点火式内燃機関の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の筒内噴射型火花点火式内燃機関を示す概略構成図である。本実施形態の内燃機関は直列４気筒機関として構成されており、各図では１気筒分を示しているが、他の気筒についても全く同一構成である。
内燃機関Ｅのシリンダブロック１に形成されたシリンダ１ａ内には上下方向に摺動可能にピストン２が配設され、シリンダブロック１上にはシリンダヘッド３が固定されている。シリンダヘッド３の下面には内燃機関Ｅの吸気側（図の左方）及び排気側（図の右方）に向けてそれぞれ傾斜する一対の斜面３ａ，３ｂが形成され、これらの傾斜面３ａ，３ｂ、シリンダ１ａの内壁、ピストン２の頂面に囲まれて所謂ペントルーフ型燃焼室４が形作られている。ピストン頂面にはキャビティ２ａが形成され、当該キャビティ２ａの形状は、燃焼室４内に流入した吸気をキャビティ２ａ内で上方に反転させてタンブル流を生起させるための最適形状に設定されている。
【００１４】
シリンダヘッド３の両斜面３ａ，３ｂが交わる稜線より若干吸気側の位置には燃料噴射弁５が配設され、当該燃料噴射弁５は上端を僅かに吸気側に傾斜させた直立姿勢に保持され、下端に設けられた噴孔部５ａを燃焼室４内に臨ませて当該燃焼室４内に燃料を噴射し得る。また、シリンダヘッド３の両斜面３ａ，３ｂの稜線より若干排気側の位置には点火プラグ６が配設され、当該点火プラグ６は上端を僅かに排気側に傾斜させた直立姿勢に保持されて、下端の電極部６ａを燃焼室４内に臨ませている。
【００１５】
このような燃料噴射弁５と点火プラグ６との位置関係の結果、燃焼室４内において燃料噴射弁５の噴孔部５ａと点火プラグ６の電極部６ａとは互いに近接しており、噴孔部５ａから噴射された燃料噴霧が電極部６ａの近傍（直下）を通過するようになっている。なお、燃料噴霧の移送経路と電極部６ａとの位置関係はこれに限ることはなく、後述するスプレーガイド式により混合気を点火可能であれば任意に変更可能であり、例えば燃料噴霧の移送経路を電極部６ａと一致させてもよい。
【００１６】
シリンダヘッド３の吸気側の斜面３ａには燃料噴射弁５を間に挟んで内燃機関Ｅの前後方向（紙面と直交する方向）に一対の吸気ポート７が併設され、同様にシリンダヘッド３の排気側の斜面３ｂには点火プラグ７を挟んで前後方向に一対の排気ポート８が併設されている。両吸気ポート７にはそれぞれ吸気弁７ａが設けられ、両排気ポート８にはそれぞれ排気弁８ａが設けられ、これらの吸気弁７ａ及び排気弁８ａは、シリンダヘッド３上の図示しない動弁機構によりクランク軸の回転に同期した所定のタイミングで開閉駆動される。
【００１７】
両吸気ポート７は他の気筒の吸気ポートと共に図示しない共通の吸気通路と連通し、機関運転時には、吸気通路に導入された吸気がスロットル弁の開度に応じて流量調整された後に各気筒に分配され、吸気弁７ａの開弁に伴って燃焼室４内に流入する。また、両排気ポート８は他の気筒の排気ポートと共に図示しない共通の排気通路と連通し、機関運転時には、燃焼室４内で燃焼後の排ガスが排気弁８ａの開弁に伴って排気通路へと排出されて他の気筒の排ガスと合流し、排気通路に設けられた触媒や消音器を経て外部に排出される。
【００１８】
燃料噴射弁５は燃料路９ａを介して他の気筒の燃料噴射弁と共に共通のデリバリパイプ９と接続され、デリバリパイプ９は燃料路１０ａを介して可変燃圧式ポンプ１０と接続されている。可変燃圧ポンプ１０は内燃機関Ｅにより回転駆動されて低圧ポンプから供給される燃料を所定の制御圧まで昇圧し、昇圧後の燃料がデリバリパイプ９により各気筒の燃料噴射弁５に分配されて、各気筒の燃料噴射弁５の開弁に応じて燃焼室４内に噴射される。
【００１９】
車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップなどの記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えたＥＣＵ（電子制御ユニット）１１が設置されている。ＥＣＵ１１の入力側には、内燃機関Ｅの回転速度Ｎeを検出する回転速度センサ１２、内燃機関Ｅのスロットル開度θthを検出するスロットルセンサ１３、アクセル操作量θaccを検出するアクセルセンサ１４などの各種センサ類が接続され、出力側には上記燃料噴射弁５、点火プラグ６を駆動するイグナイタ１５、スロットル弁の開度を調整する電動モータなどの各種デバイス類が接続されている。
【００２０】
本実施形態では上記運転モードとして、吸気行程で噴射した燃料により均一な混合気を形成して均一燃焼を成立するストイキモードと、圧縮行程で噴射した燃料により点火プラグ６の電極部６ａの周囲に理論空燃比近傍の混合気を形成した上で、全体として極めてリーンな空燃比Ａ/Ｆで燃焼させて成層燃焼を成立するスプレーガイドモード（第１の運転モード）およびウォールガイドモード（第２の運転モード）を実行する（運転制御手段）。スプレーガイドモードとウォールガイドモードとは異なる燃料噴霧の移送形態により成層燃焼を成立させる運転モードであり、以下、これらのスプレーガイドモードとウォールガイドモードについて説明する。
【００２１】
吸気行程で吸気ポート７から燃焼室４内に流入した吸気はピストン２のキャビティ２ａにより上方に反転されてタンブル流を生起し、生起されたタンブル流は内燃機関Ｅのサイクルが圧縮行程に移行した後にも持続している。一方、成層燃焼による内燃機関Ｅの運転時には、圧縮行程で燃料噴射弁５から噴射された燃料噴霧が自己の運動エネルギにより点火プラグ６の電極部６ａの直下を通過した後、吸気のタンブル流と共に上昇中のピストン２のキャビティ２ａ内で上方に反転され、再び点火プラグ６の電極部６ａ近傍に到達する。
【００２２】
結果として燃料噴霧は、噴射中または噴射直後に点火プラグ２の電極部２ａの直下を通過するタイミングと、その後にタンブル流と共にピストンキャビティ２ａにより反転されて再び電極部２ａに到達したタイミングとの２回に亘り、電極部２ａの周囲に点火可能な混合気を形成して点火の機会を与えられ、前者のタイミングで点火が行われるとスプレーガイドモードにより成層燃焼が成立し、後者のタイミングで点火が行われるとウォールガイドモードにより成層燃焼が成立する。
【００２３】
実際の制御では、スプレーガイドモード用あるいはウォールガイドモード用の点火時期マップ及び噴射時期マップに基づき、目標平均有効圧Ｐeおよび機関回転速度Ｎeから燃費に対して最良トルクが得られるＭＢＴ（Minimum advance for the Best Torque）相当値の点火時期ＳＡ及び噴射時期ＩＴが燃焼安定領域内において設定され、当該設定ポイントに基づいて点火および燃料噴射が実行されてスプレーガイドモードやウォールガイドモードによる成層燃焼が行われる。本実施形態では、後述するスプレーガイドモードでの燃料付着量に基づく補正処理を行うための便宜上、噴射時期ＩＴとして噴射開始時期が設定される。なお、この点火時期ＳＡ及び噴射時期ＩＴの設定は一例であり、設定ポイントをＭＢＴ相当値以外の位置に設定してもよいことは言うまでもない。
【００２４】
一方、ＥＣＵ１１は燃料噴射弁５から噴射された燃料噴霧が燃焼室４内、例えばピストン２の頂面やシリンダ１ａの内壁に付着したときの燃料付着率Ｋdepkyuu, Ｋdepを算出して燃料噴射量injＭの補正処理に適用しているが、本実施形態では運転モードの相違や燃料噴射および点火タイミングの相違に応じて燃料付着率Ｋdepkyuu, Ｋdepを設定しており、以下、当該処理について詳述する。
【００２５】
図２，３はＥＣＵ１１が実行する運転モード切換ルーチンを示すフローチャートであり、ＥＣＵ１１は内燃機関Ｅの運転中に当該ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。まず、ステップＳ２で機関回転速度Ｎe、目標平均有効圧Ｐe、体積効率Ｅv、冷却水温Ｔw、吸気温Ｔa、大気圧Ｐaなどの各種情報を入力し、ステップＳ４で体積効率Ｅv、目標空燃比Ａ/Ｆ、その他の補正係数などから燃料噴射量injＭを算出する（噴射量算出手段）。続くステップＳ６では成層燃焼を実行可能であるか否かを判定する。当該判定処理は、機関回転速度Ｎeおよび目標平均有効圧Ｐeに基づいて図示しない運転領域マップによる行われ、例えば目標平均有効圧Ｐeが高くて成層燃焼では要求トルクを達成不能な領域では、ステップＳ６でＮｏ（否定）の判定を下してステップＳ８に移行する。
【００２６】
ステップＳ８では過渡判定を行う。具体的には体積効率Ｅvの時間当たりの変化量ΔＥvが所定値ΔＥv0を越えているか否かを判定し、判定がＮｏで定常運転のときにはルーチンを終了する。ステップＳ８の判定がＹｅｓ（肯定）で過渡運転のときにはステップＳ１０に移行し、ストイキモード用の制御マップから機関回転速度Ｎeおよび目標平均有効圧Ｐeに基づいて噴射時期ＩＴと点火時期ＳＡを算出する。続くステップＳ１２では点火時期ＳＡを冷却水温Ｔw、吸気温Ｔa、大気圧Ｐaなどにより補正し、ステップＳ１４で冷却水温Ｔwから筒内燃料付着率Ｋdepkyuuを算出する。
【００２７】
当該筒内燃料付着率Ｋdepkyuuは、現在のストイキモードでの運転状態において燃料噴射弁４から噴射された燃料のピストン２やシリンダ１ａへの付着し易さを表すものであり、噴射された全燃料量に対する付着した燃料量の割合として示される。冷却水温Ｔwが低くて燃焼室４内での燃料霧化が促進されないほど、燃料付着は顕著なものとなるため噴射筒内燃料付着率Ｋdepkyuuとして大きな値が算出される。
【００２８】
その後、ステップＳ１６で次式(1)に従って筒内燃料付着率Ｋdepkyuuにより燃料噴射量injＭを補正してルーチンを終了する。
injＭ＝injＭ×（１＋Ｋdepkyuu）………(1)
一方、成層燃焼を実行可能であるとしてステップＳ６でＹｅｓの判定を下したときには、ステップＳ１８で過渡判定を行う。ストイキモードでは燃料噴射量injＭの時間当たりの変化量ΔinjＭに基づいて判定を実施し、変化量ΔinjＭが所定値ΔinjＭ0以下のときには定常運転と見なしＮｏの判定を下してルーチンを終了する。ステップＳ１８の判定がＹｅｓのときには過渡運転と見なしてステップＳ２０に移行し、制御マップから機関回転速度Ｎeおよび目標平均有効圧Ｐeに基づいて噴射時期ＩＴと点火時期ＳＡを算出する。
【００２９】
当該算出処理には上記運転領域マップから設定された運転モードに応じた制御マップ、即ちスプレーガイドモード用またはウォールガイド用の制御マップが適用され、運転モードに対応する値として噴射時期ＩＴおよび点火時期ＳＡが算出される。続くステップＳ２２では噴射時期ＩＴと点火時期ＳＡを冷却水温Ｔw、吸気温Ｔa、大気圧Ｐaなどにより補正し、その後、ステップＳ２４に移行する。
【００３０】
ステップＳ２４では運転領域マップから設定された運転モードがスプレーガイドモードであるか否かを判定し、判定がＹｅｓのときにはステップＳ２６で冷却水温Ｔwからスプレーガイドモードでの筒内燃料付着率Ｋdepを算出する（燃料付着補正手段）。ステップＳ２８ではスプレーガイドモードでの燃料噴射時期ＩＴ（噴射開始時期）から点火時期ＳＡまでの期間（以下、噴射−点火期間IT-SAと称する）に基づき所定のマップから付着率補正係数Ｋdephを算出する（燃料付着補正手段）。当該付着率補正係数Ｋdephは、噴射−点火期間IT-SAに応じた燃焼室４内での燃料付着量の相違を補償するための補正値である。
【００３１】
図４は噴射−点火期間IT-SAから付着率補正係数Ｋdephを設定するためのマップを示す図であり、噴射−点火期間IT-SAが長くなるほど付着率補正係数Ｋdephとして大きな値が設定される。その後、ＥＣＵ１１はステップＳ３０で次式(2)に従って付着率補正係数Ｋdephにより筒内燃料付着率Ｋdepを補正し、続くステップＳ３２では次式(3)に従って筒内燃料付着率Ｋdepにより燃料噴射量injＭを補正した後、ルーチンを終了する。
【００３２】
Ｋdep＝Ｋdep×Ｋdeph………(2)
injＭ＝injＭ×（１＋Ｋdep）………(3)
また、運転モードがウォールガイドモードであるとして上記ステップＳ２４でＮｏの判定を下したときにはステップＳ３４に移行し、冷却水温Ｔwからウォールガイドモードでの筒内燃料付着率Ｋdepを算出し（燃料付着補正手段）、算出した筒内燃料付着率Ｋdepに基づいて上記ステップＳ３２で燃料噴射量injＭを補正する。
【００３３】
ステップＳ２６およびステップＳ３４での筒内燃料付着率Ｋdepの算出処理は、全体的な傾向として上記ステップＳ１４のストイキモードの場合と同様であり、冷却水温Ｔwが低いほど筒内燃料付着率Ｋdepを増加させる。ただし、ウォールガイドモードを前提としたステップＳ３４では、後述する燃料噴霧の移送経路の相違を考慮した上で、ステップＳ２６のスプレーガイドモードの場合に比較して冷却水温Ｔwの全域に亘って筒内燃料付着率Ｋdepをより大きな値に設定している。
【００３４】
そして、このようにして設定された噴射時期ＩＴ、点火時期ＳＡ、燃料噴射量injＭに基づきＥＣＵ１１により燃料噴射弁５や点火プラグ６のイグナイタ１５が駆動制御され、運転領域に応じて選択された運転モードにより内燃機関Ｅが運転される。
次に、以上のＥＣＵ１１の処理による筒内燃料付着率Ｋdepkyuu,Ｋdepや燃料噴射量injＭの設定状況を、特にスプレーガイドモードとウォールガイドモードとの相違、およびスプレーガイドモード内での噴射−点火期間IT-SAに応じた相違に関して詳述する。
【００３５】
上記のようにスプレーガイドモードでは燃料噴射弁５から噴射されて点火プラグ６の電極部６ａの直下を通過する燃料噴霧を点火するのに対し、ウォールガイドモードでは、その後に燃料噴霧がタンブル流と共にピストン２のキャビティ２ａ内で上方に反転されて再び電極部６ａ近傍に到達したときに点火している。この燃料噴霧の移送経路の相違に起因して、燃料がピストン２やシリンダ１ａに付着する機会はスプレーガイドモードよりウォールガイドモードの方がかなり多く、結果としてスプレーガイドモードに比較してウォールガイドモードでは燃焼室４内での燃料付着量が大幅に増加する傾向がある。
【００３６】
このような両運転モード間における燃料噴霧の移送経路の相違、ひいては燃料付着特性の相違を鑑みて、スプレーガイドモードのステップＳ２４に比較してウォールガイドモードのステップＳ３４ではより大きな筒内燃料付着率Ｋdepが算出され、算出された筒内燃料付着率Ｋdepに基づいて燃料噴射量injＭがより増加側に補正される。従って、何れの運転モードでも燃料付着特性に対応する正確な筒内燃料付着率Ｋdepを算出して燃料噴射量injを適切に補正でき、もって、運転モードの相違に関わらず常に適切な燃料噴射量injＭに基づいて燃料噴射制御を実行でき、不適切な燃料噴射制御による排ガス特性の悪化を未然に防止することができる。
【００３７】
一方、スプレーガイドモードでの運転中において、図５図および４中のＡに示すように噴射−点火期間IT-SAが短い場合には、燃料噴霧の先端が点火プラグ６の電極部６ａを通過した直後に点火が行われるため、燃料噴霧のほとんどがピストン２やシリンダ１ａに到達する以前に燃焼し、燃焼室４内での燃料付着量は比較的少ない。これに対して図６および図４中のＢに示すように噴射−点火期間IT-SAが長い場合には、点火の時点で燃料噴霧の先端が点火プラグ６を通過して既にピストン２やシリンダ１ａに到達しているため、燃焼室４内での燃料付着量が増加する。図４のマップではこのような燃料付着量の相違を鑑みて、噴射−点火期間IT-SAが長くなるほど付着率補正係数Ｋdephを増加設定して筒内燃料付着率Ｋdepを補正しているため、実際の燃料付着量に対応する正確な筒内燃料付着率Ｋdepに基づいて燃料噴射量injを適切に補正でき、もって、スプレーガイドモードでの燃料噴射および点火タイミングの相違に関わらず常に適切な燃料噴射量injＭに基づいて燃料噴射制御を実行でき、不適切な燃料噴射制御による排ガス特性の悪化を未然に防止することができる。
【００３８】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、成層燃焼の運転モードとしてスプレーガイドモードとウォールガイドモードとを切換える内燃機関Ｅに具体化したが、スプレーガイドモードのみを実行する内燃機関に適用して、噴射−点火期間IT-SAを反映した筒内燃料付着率Ｋdepに基づく燃料噴射量injの補正を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施形態の筒内噴射型火花点火式内燃機関を示す概略構成図である。
【図２】ＥＣＵが実行する運転モード切換ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】同じくＥＣＵが実行する運転モード切換ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】噴射−点火期間から付着率補正係数を設定するためのマップを示す図である。
【図５】噴射−点火期間が短い場合の燃料噴射状況を示す模式図である。
【図６】噴射−点火期間が長い場合の燃料噴射状況を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４０】
２    ピストン
４    燃焼室
５    燃料噴射弁
６    点火プラグ
６ａ  電極部
１１  ＥＣＵ（噴射量算出手段、運転制御手段、燃料付着補正手段）
Ｅ    内燃機関
【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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