(57)【要約】【課題】  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に関し、アイドル運転時の失火を防止して内燃機関の運転信頼性を確保することを目的とする。【解決手段】  圧縮行程上死点近傍において燃料プラグに向けて燃料を噴射し燃料に直接点火する第１の燃料噴射モードと、圧縮行程時に第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燃料を噴射し燃料を点火プラグ近傍に集めて点火する第２の燃料噴射モードとを切り換え可能な切り換え手段をそなえ、切り換え手段は、内燃機関の運転領域が低負荷運転領域以外から低負荷運転領域に変更されると、第１の燃料噴射モードでの燃焼安定性を示す指標に基づいて第１の燃料噴射モードを禁止するとともに、該第２の燃料噴射モードに燃料噴射モードを切り換える。【選択図】        図４
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【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上死点近傍において点火プラグに向けて燃料を噴射するとともに、該燃料の噴射力によって点火プラグに燃料を供給して点火する第１の燃料噴射モードと、圧縮行程時に該第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燃料を噴射するとともに、ピストン頂面に沿うようにピストンの上昇により該燃料を点火プラグ近傍に集めて点火する第２の燃料噴射モードとを切り換え可能な切り換え手段と、
噴射される燃料の圧力を検出又は推定する燃圧検出手段とをそなえ、
該切り換え手段は、該内燃機関の運転領域が低負荷運転領域で、該燃圧検出手段で検出又は推定される該燃料圧力に応じて、該第１の燃料噴射モードと該第２の燃料噴射モードとの燃料噴射モードを切り換える
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】
該燃圧検出手段により検出又は推定された燃圧が所定圧力以上のとき、該第１の燃料モードを禁止する
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】
該内燃機関のアイドル運転を検出又は判定するアイドル運転検出手段とをそなえ、
該切り換え手段は、
該アイドル運転検出手段からの情報に基づき該内燃機関の運転状態がアイドル運転以外からアイドル運転に変更されたことを検出又は判定し、且つ、該燃圧検出手段で検出又は推定される該燃料圧力が所定圧力以上であると判定すると、該第１の燃料噴射モードを禁止するとともに、該燃料噴射モードを該第２の燃料噴射モードに切り換える
ことを特徴とする、請求項２記載の筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
該内燃機関が搭載された車両の速度を検出する車速検出手段と、
該アイドル運転を検出又は判定するアイドル運転検出手段と、
該燃料の圧力を調整する燃圧調整手段と、
をそなえ、
該アイドル運転検出手段からの情報に基づき該内燃機関の運転状態がアイドル運転以外からアイドル運転に変更されたと判定し、且つ該車速検出手段からの情報に基づき該車両の停止を検出又は判定すると、
該燃圧調整手段は、燃圧が所定圧力未満となるように燃圧を低下させ、
該切り換え手段は、該燃料圧力が所定圧力未満となるまで該第１の燃料噴射モードを禁止するとともに、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
ことを特徴とする、請求項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内燃機関（エンジン）として筒内噴射型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主に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、ピストンの上昇時或いは上昇終了時に燃料を噴射するモードであって、ピストンが圧縮行程上死点近傍にあるときに点火プラグへ向けて燃料を噴射して、燃料の噴射力（貫徹力）によって点火プラグに燃料を供給し、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）と、圧縮行程の上死点前にピストンの凹部に向けて燃料を噴射し、ピストンの上昇により燃料を点火プラグ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）とが知られている。
【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。
また、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】
【０００５】
ところで、上述したスプレーガイド噴射モードではウォールガイド噴射モードよりも希薄な空燃比で燃焼可能であり、このため燃費が良いという利点を有している。そこで、エンジンの運転中には極力スプレーガイド噴射モードで運転したいという要望がある。
しかしながら、スプレーガイド噴射モードは燃料圧力（以下、燃圧という）の変化に対して燃焼安定性が変動しやすく、常時エンジンを安定して運転するのが困難であるという課題がある。以下、このようなスプレーガイド噴射モードの燃焼安定性について図を用いて簡単に説明すると、図１１はアイドル運転（無負荷運転）におけるスプレーガイド噴射モードでの燃焼安定特性を示す図であって、図中縦軸は点火時期、横軸は噴射時期である。
【０００６】
そして、図中、閉曲線で囲まれた領域が安定した燃焼を実現することができる領域（安定燃焼領域）であって、燃圧が変動するとこの領域が変化することを示している。特に、スプレーガイド噴射モードのアイドル運転では、燃圧が高くなるほど安定燃焼領域が狭くなり、燃圧が低くなるほど安定燃焼領域は広がる特性を有している。
したがって、アイドル運転時にスプレーガイド噴射モードで安定した燃焼を実現するためには低い燃圧が必要とされる。しかし、アイドル運転以外の運転領域では、スプレーガイド噴射モードを成立させるためには比較的高い燃圧（図１１中の高燃圧に相当）が必要であり、このため、スプレーガイド噴射モードでアイドル運転以外からアイドル運転に移行するときには燃圧を低下させる必要がある。
【０００７】
しかしながら、アイドル運転以外からアイドル運転時に燃圧を低下させる場合であっても、制御遅れ等により燃圧は速やかに低下させるとができず、このため燃圧が十分に低下しない状態で、アイドル運転のスプレーガイド噴射モードに移行してしまう場合がある。そして、このような場合には、上述したように燃焼安定領域が狭いため、場合によっては失火を招く恐れがある。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みて創案されたものであって、アイドル運転時の失火を防止してエンジン（内燃機関）の運転信頼性を確保するようにした、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】
【０００９】
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上死点近傍において点火プラグに向けて燃料を噴射するとともに、該燃料の噴射力によって点火プラグに燃料を供給して点火する第１の燃料噴射モード（スプレーガイド）と、圧縮行程時に該第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燃料を噴射するとともに、ピストン頂面に沿うようにピストンの上昇により該燃料を点火プラグ近傍に集めて点火する第２の燃料噴射モード（ウォールガイド）とを切り換え可能な切り換え手段と、噴射される燃料の圧力を検出又は推定する燃圧検出手段とをそなえ、該切り換え手段は、該内燃機関の運転領域が低負荷運転領域で、該燃圧検出手段で検出又は推定される該燃料圧力に応じて、該第１の燃料噴射モードと該第２の燃料噴射モードとの燃料噴射モードを切り換えることを特徴としている（請求項１）。
【００１０】
また、燃料の圧力が所定圧力以上のとき該第１の燃料モードを禁止するのが好ましい（請求項２）。
また、該内燃機関のアイドル運転を検出又は判定するアイドル運転検出手段とをそなえ、該切り換え手段は、該アイドル運転検出手段からの情報に基づき該内燃機関の運転状態がアイドル運転以外からアイドル運転に変更されたことを検出又は判定すると、該燃圧検出手段で検出又は推定される該燃料圧力が所定圧力以上であれば、該第１の燃料噴射モードを禁止するとともに、該燃料噴射モードを該第２の燃料噴射モードに切り換えるように構成しても良い（請求項３）。
【００１１】
また、該内燃機関が搭載された車両の速度を検出する車速検出手段と、該アイドル運転を検出又は判定するアイドル運転検出手段と、該燃料の圧力を調整する燃圧調整手段とをそなえ、該アイドル運転検出手段からの情報に基づき該内燃機関の運転状態がアイドル運転以外からアイドル運転に変更されたと判定し、且つ該車速検出手段からの情報に基づき該車両の停止を検出又は判定したとき、該燃圧調整手段は燃圧が所定圧力未満となるように燃圧を低下させ、該切り換え手段は該燃料圧力が所定圧力未満となるまで該第１の燃料噴射モードを禁止するとともに、該燃料噴射モードを該第２の燃料噴射モードに設定ように構成しても良い（請求項４）。
【発明の効果】
【００１２】
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、内燃機関の低負荷運転領域において、燃料の圧力に応じて第１の燃料噴射モードと第２の燃料噴射モードとを切り換えるので、燃焼が安定して失火を回避することができる。したがってエンジンの運転信頼性を高めることができる利点がある（請求項１〜３）。
また、車両走行中のエンジンストールを確実に回避しながら燃費を高めることができるという利点がある（請求項４）。
【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説明する。
まず、本発明の第１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ついて図を用いて説明すると、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はスプレーガイド噴射モードについて説明するための図、図３はウォールガイド噴射モードについて説明するための図、図４はその作用について説明するためのタイムチャート、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は各燃料噴射モードにおける燃焼安定性について説明する図、図７は燃料噴射モードを設定するためのマップである。
【００１４】
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。
【００１５】
また、インジェクタ４と図示しない燃料タンクとの間には燃料供給路９が設けられ、この燃料供給路９上に、図示しない低圧燃料ポンプ、可変燃圧ポンプ（高圧燃料ポンプ）１０等が介装されている。また、この可変燃圧ポンプ１０の下流側には各気筒に燃料を供給するデリバリパイプ９ａが設けられており、また、このデリバリパイプ９ａは各気筒毎に分岐した分岐通路９ｂに接続されている。そして、各分岐通路がそれぞれの気筒のインジェクタ４に接続されている。
【００１６】
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の中央よりもやや変位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。
【００１７】
ところで、図１に示すように、エンジン１には、その作動全般を電子制御する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、吸気流量を検出するエアフローセンサ（ＡＦＳ）１６、燃料の圧力を検出する燃圧センサ（燃圧検出手段）３０及びアクセル開度を検出するアクセル開度センサ３１が接続されている。ここで、コントローラ１１では、アクセル開度センサ３１で得られるアクセル開度に基づきアイドル運転を検出することができるので、アクセル開度センサ３１はアイドル運転検出手段ということができる。また、このアクセル開度に基づいてエンジン負荷が検出されるようになっており、アクセル開度センサ３１は負荷検出手段ということもできる。なお、アイドル運転検出手段として、アクセル全閉を検出するようなアイドルスイッチを設けてもよい。また、エアフローセンサ（ＡＦＳ）１６で得られる吸気流量に基づいてエンジン負荷を求めてもよく、この場合はエアフローセンサ１６が負荷検出手段として機能する。
【００１８】
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、上述の各センサ１５，１６，３０，３１で得られる情報に基づいて、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。
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。
【００１９】
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７参照）が記憶されており、基本的には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、スロットル開度が所定開度以下（低負荷）、エンジン回転数が所定回転数以下（低回転）、水温が温態（例えば８０℃以上）、燃圧が所定値以上等である。
【００２０】
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。
ここで、圧縮行程噴射モード（圧縮リーン噴射モード）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第１の燃料噴射モードとしてのスプレーガイド噴射モード（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ようにした第２の燃料噴射モードとしてのウォールガイド噴射モード（図３参照）とをそなえている。
【００２１】
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、図３に示すような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する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）で運転することができる。したがって、このスプレーガイド噴射モードでは燃費が非常に良いという利点がある。
【００２２】
また、ウォールガイド噴射モードは、点火プラグ近傍に着火性の良い空燃比の燃料を集めて気筒内に層状の混合気を形成して、全体としては極めて希薄な空燃比（例えばＡ／Ｆ２０〜２５）で運転することができる。
一方、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】
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や、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。そして、吸気行程噴射モード時には、やはりエンジン回転数Ｎｅ及び負荷Ｐｅに応じて図７に示すマップからストイキオモード又はエンリッチモードのいずれかが選択されるようになっている。
【００２４】
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、既に上述したように、スプレーガイド噴射モードでは超リーンな空燃比で燃焼可能であり、このため燃費が良いという利点を有している。このため、エンジン１の運転中には極力スプレーガイド噴射モードで運転したいという要望があるが、スプレーガイド噴射モードではアイドル運転以外では比較的高い燃圧が要求され、且つアイドル運転時には低い燃圧が要求されるため、スプレーガイド噴射モードでアイドル運転以外からアイドル運転に移行するときには燃圧を低下させる必要がある。
【００２５】
ここで、図６に示すＳ／Ｇは、アイドル運転時におけるスプレーガイド噴射モードの燃焼安定性の特性を示すものであって、高燃圧（非アイドル運転時に必要な燃圧）での燃焼安定領域は低燃圧（アイドル運転時に必要な燃圧）での燃焼安定領域よりも狭く、アイドル運転時には、高燃圧でスプレーガイド噴射モードを実行すると安定した燃焼を得るのが困難であるのがわかる。
【００２６】
このため、アイドル運転以外からアイドル運転時に移行する際には速やかに燃圧を低下させる必要があるが、可変燃圧ポンプ１０の制御遅れ等により燃圧は速やかに低下せず、これにより、燃圧が十分に低下しないままアイドル運転のスプレーガイド噴射モードに移行してしまう場合がある。そして、このような場合には、上述したように要求される圧力まで燃圧が低下していないと、燃焼が不安定となり失火を招く恐れがある。
【００２７】
これに対して、図６に示すように、ウォールガイド噴射モード（図中のＷ／Ｇ参照）では、アイドル運転時に高燃圧であっても安定燃焼領域が広く、比較的安定した運転が可能となる。したがって、アイドル運転時には燃圧によって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を使い分ける必要がある。そこで、本実施形態に係る燃料噴射制御装置では、スプレーガイド噴射モードでアイドル運転以外からアイドル運転に移行したと判定された場合、燃焼安定性を示す指標として燃料圧力（燃圧）に着目し、この燃料圧力が所定の圧力値以上であればスプレーガイド噴射モードを一時的に禁止して、代わりに燃焼安定性の高いウォールガイド噴射モードに切り換えるように構成されている。また、燃圧が所定の圧力値まで低下した判定されると、再びスプレーガイド噴射モードに復帰させるようになっている。
【００２８】
以下、詳しく説明すると、コントローラ１１では、スプレーガイド噴射モードの実行時において、アクセル開度センサ３１からの情報に基づいてアクセルオフを検出すると、エンジン１がアイドル運転（低負荷運転）となったと判定する。このとき、アイドル運転でのスプレーガイド噴射モードを成立させるべく高圧ポンプ１０から供給される燃料の圧力は低下していくが、この燃圧は急激には低下しないためアイドル判定時においてはまだスプレーガイド噴射モードが成立するほど十分な圧力には低下していない。
【００２９】
そこで、コントローラ１１では、燃圧センサ３０からの情報に基づいて、スプレーガイド噴射モードが確実に成立する所定の圧力（又は所定値という）Ｐ１まで燃圧が低下したか否かを判定し、燃圧が所定の圧力値Ｐ１以上であれば、エンジン１がアイドル運転であってもスプレーガイド噴射モード（第１の燃料噴射モード）を禁止して、ウォールガイド噴射モード（第２の燃料噴射モード）に設定するようになっている。
【００３０】
そして、燃圧が所定の圧力値Ｐ１未満となると、ウォールガイド噴射モードから再びスプレーガイド噴射モードに切り換えられるようになっている。
また、上述とは逆に、スプレーガイド噴射モードでアイドル運転からアイドル運転以外に移行する時にも、アイドル運転以外でスプレーガイド噴射モードが確実に成立する第２の所定の圧力値Ｐ２（≧Ｐ１）以上となるまではスプレーガイド噴射モードを禁止して、ウォールガイド噴射モードでエンジンを運転するようになっている。なお、アイドル運転からアイドル運転以外に移行する際には燃圧を上昇させることになるが、高圧ポンプ１０の特性上、通常燃圧を上昇させる場合には燃圧を低下させる場合よりも速やかに燃圧を変化させることができるので、アイドル運転からアイドル運転以外に移行する際には、上述のようなスプレーガイド噴射モードの禁止を実行しなくても良い。
【００３１】
本発明の第１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、図５のフローチャートを用いてその作用を説明すると以下のようになる。
まず、エンジン回転数Ｎｅ及び負荷情報Ｐｅを取り込み（ステップＳ１，Ｓ２）、次に、圧縮行程噴射モード許可水温（リーン許可水温）以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。ここで、圧縮行程噴射モード許可水温未満であれば、圧縮行程噴射モード（圧縮リーンモード）が禁止され、燃料噴射モードがストイキオモード又はエンリッチモードに設定される（ステップＳ４）。
【００３２】
一方、圧縮行程噴射モード許可水温以上であれば、次にリーン運転可能域か否かを判定する（ステップＳ５）。すなわち、コントローラ１１内に記憶されたマップ（図７参照）に現在の回転数Ｎｅ及び負荷Ｐｅを当てはめ、リーン運転域（圧縮行程噴射モードでの運転領域）か否かを判定する。そして、リーン運転域外であれば、上述したステップＳ４に進み、ストイキオモード又はエンリッチモードで運転を行う。
【００３３】
一方、リーン運転域にある場合には、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数より小さく、かつ負荷Ｐｅが所定負荷よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数より小さく、かつ負荷Ｐｅが所定負荷よりも小さい場合には、エンジン運転状態が、図７における圧縮行程噴射モードの運転範囲内であって、且つ燃圧に応じて燃料噴射モードを変更可能な運転範囲内、即ち、アイドル運転領域であると判定する。
【００３４】
そして、この場合には、燃料圧力が所定圧力未満か、又は所定圧力以上かを判定し（ステップＳ７）、燃料圧力が所定圧力未満であればスプレーガイド（Ｓ／Ｇ）噴射モードとし（ステップＳ８）、また所定圧力以上であればウォールガイド（Ｗ／Ｇ）噴射モードとして（ステップＳ９）リターンする。
なお、上述のステップＳ６において、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数以上であるか、又は負荷Ｐｅが所定負荷以上である場合には、上記ステップＳ７を通らずにステップＳ８に進み、スプレーガイド（Ｓ／Ｇ）噴射モードに設定してリターンする。つまり、この場合には、燃圧が高く設定されておりスプレーガイド噴射モードであっても安定した燃焼を実現できる領域であるため、スプレーガイド噴射モードに固定される。
【００３５】
これを、図４に示すタイムチャートを用いて具体的に説明すると、スプレーガイド噴射モードでエンジン１を運転中に、図４（ｄ）に示すようにドライバがアクセル（スロットル）を戻し始めると(ｔ=ｔ１)、これに応じて吸気の体積効率Ｅｖが低下していくとともに燃圧も徐々に低下する〔図４（ｂ），（ｃ）参照〕。
その後、低負荷域のスプレーガイド噴射モードにおいて燃焼安定性が保てなくなるような体積効率Ｅｖとなる、又はアイドル運転領域と判定すると（ｔ＝ｔ２）、このときの燃圧が所定圧力Ｐ１以上であるとスプレーガイド噴射モードが禁止され、スプレーガイド噴射モードに代えてウォールガイド噴射モードが実行される。そして、燃圧がＰ１未満になると、燃料噴射モードがウォールガイドモードから再びスプレーガイド噴射モードに切り換えられる（ｔ＝ｔ３）。
【００３６】
以上詳述したように、本第１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、スプレーガイド噴射モードでアイドル運転以外からアイドル運転に移行したときに、安定した燃焼状態を確保できる所定の燃圧まで燃料の圧力が低下するまではスプレーガイド噴射モードを禁止するとともにウォールガイド噴射モードに切り換えるので、アイドル運転以外からアイドル運転に移行する際の燃焼が安定して失火を回避することができる。したがってエンジンの運転信頼性を高めることができる。また、所定の燃圧Ｐ１以下になると、再びスプレーガイド噴射モードに切り換えるので安定した燃焼を実現しながら、燃費の良い運転を実現することができる。
【００３７】
また、スプレーガイド噴射モードでアイドル運転からアイドル運転以外に移行する際には、アイドル運転以外でスプレーガイド噴射モードが確実に成立する第２の所定の圧力値Ｐ２以上となるまではスプレーガイド噴射モードを禁止して、ウォールガイドモードでエンジンを運転するような制御を加えた場合には、アイドル運転からアイドル運転以外に移行する際の燃焼が安定して失火を回避することができ、やはり、エンジンの運転信頼性を高めることができる。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施形態について説明すると、図８はその要部の機能構成を示す模式的なブロック図である。さて、この第２実施形態では第１実施形態に対してウォールガイド噴射モードへの切り換え条件が異なっており、これ以外は同様である。したがって、以下では第１実施形態と異なる部分について主に説明し、同様に構成された部分では第１実施形態と同一の符号を引用し、重複する説明を極力省略する。
【００３９】
本第２実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、第１実施形態と同様に、所定の運転条件が成立するとエンジン１の燃料噴射モードが圧縮行程噴射モードに設定されるようになっている。また、圧縮行程噴射モードでは、基本的にはスプレーガイド噴射モードにより燃料噴射が行われるようになっており、エンジン１の運転状態に応じてウォールガイド噴射モードに切り換えられるようになっている。
【００４０】
すなわち、第１実施形態と同様に、図８に示すように、エンジン１にはコントローラ（制御手段）１１が付設されており、このコントローラ１１ではエンジン回転数センサ１５やエアフローセンサ１６等からの情報に基づいて燃料噴射モードを切り換えるようになっている。
また、図８に示すように、このコントローラ１１の入力側には、第１実施形態で説明したセンサ類に加えて車両の速度を検出する車速センサ（車速検出手段）３２が接続されており、この車速センサからコントローラ１１に車速情報が入力されるようになっている。
【００４１】
そして、本第２実施形態では、スプレーガイド噴射モードの実行時において、アクセル開度センサ３１からの情報に基づいて、アクセルオフを検出してエンジン１がアイドル運転（低負荷運転）となった判定すると、車速＝０（車両停止）を条件に燃圧が可変燃圧ポンプ１０によって低燃圧に切り換えられるようになっている（燃圧調整手段）。なお、燃圧調整手段としては、デリバリパイプ９ａに供給された燃料を燃料タンクに戻すリターン通路に設けられたレギュレータでもよい。そして、その後は燃料の圧力を検出して、燃料圧力が所定の圧力Ｐ１以上であればスプレーガイド噴射モードを禁止してウォールガイド噴射モードを実行し、燃圧が所定の圧力値Ｐ１未満となると、ウォールガイド噴射モードから再びスプレーガイド噴射モードに切り換えられるようになっている。
【００４２】
つまり、アクセルオフによりアイドル運転領域に移行した場合であっても、車両走行時には燃圧を低下させずに、安定燃焼領域の広いウォールガイド噴射モード（第２の燃料噴射モード）で燃料噴射を実行するようになっており、車両が走行停止すると、燃圧を低燃圧に切り換えるようになっている。そして、これ以降は、燃圧に基づいてウォールガイド噴射モード又はスプレーガイド噴射モードを選択するのである。
【００４３】
このように、本第２実施形態では、上述した第１実施形態に対して車速に関する条件がさらに加えられており、アイドル運転時（アクセルオフ時）には、車両走行中であればスプレーガイド噴射モードを禁止して、車両の停止が検出されたときにのみスプレーガイド噴射モードを実行可能としている。
これは、車両走行時には、極力アイドル運転でのスプレーガイド噴射モードを回避するためである。つまり、スプレーガイド噴射モードはウォールガイド噴射モードに比べると燃費は良いが、アイドル運転時の燃焼の安定性という点ではウォールガイド噴射モードの方が信頼性が高い。一方で、車両走行中は、エンジンのストールは確実に回避する必要がある。
【００４４】
そこで、本第２実施形態では、エンジン運転状態がアイドル運転に移行しても車両走行時であれば燃料圧力の低燃圧への切り替えを禁止して、車両走行中のアイドル運転でのスプレーガイド噴射モードを回避しているのである。また、車両が停止している場合には、仮にエンジンストールが生じても車両の安全性を損なうことはないので、この場合には速やかにスプレーガイド噴射モードが成立するように低燃圧に切り換えて、極力スプレーガイド噴射モードで運転を行うようになっている。
【００４５】
本発明の第２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、図１０のフローチャートを用いてその作用を説明すると以下のようになる。
まず、エンジン回転数Ｎｅ，アクセル開度，車速及び燃圧を各センサから順次取り込む（ステップＳ１１〜Ｓ１４）。次に、圧縮行程噴射モード許可水温以上であるか否かを判定し（ステップＳ１５）、圧縮行程噴射モード許可水温未満であれば、圧縮行程噴射モード（圧縮リーンモード）を除く通常制御を実行する（ステップＳ１６）。つまり、この場合には、圧縮行程噴射モードを禁止してストイキオモード又はエンリッチモードのいずれかを選択する。
【００４６】
一方、圧縮行程噴射モード許可水温以上であれば、次にアクセル全閉（アイドル運転）かを判定し（ステップＳ１７）、アクセル全閉でなければ、圧縮行程噴射モードを含めた通常制御を実施する（ステップＳ１８）。つまり、この場合にはコントローラ１１内に記憶されたマップ（図７参照）に現在の回転数Ｎｅ及び負荷Ｐｅを当てはめ、運転状態に応じた燃料噴射モードを設定する。また、ステップＳ１７でアクセル全閉と判定すると、次に車速に基づき車両停止中か否かを判定する（ステップＳ１９）。
【００４７】
そして、車両停止と判定すると、スプレーガイド噴射を成立させるべく燃料圧力を低燃圧に切り換える（ステップＳ２０）。次に、現在の燃圧と、スプレーガイド噴射モードが成立する所定の燃圧Ｐ１とを比較し（ステップＳ２１）、燃圧が所定値Ｐ１以上であれば、スプレーガイド噴射モードを禁止してウォールガイド噴射モードに設定し（ステップＳ２２）、一方、燃圧が所定燃圧Ｐ１未満になったと判定すると、燃料噴射モードをスプレーガイド噴射モードに切り換える（ステップＳ２３）。
【００４８】
また、上記ステップＳ１９で車両が走行中であると判定すると、燃料圧力を通常制御用に高燃圧とする（ステップＳ２４）。次に、所定の燃料カット許可条件が成立しているか否かを判定し（ステップＳ２５）、燃料カット許可条件が成立していれば燃料カットモードを実行する（ステップＳ２６）。また、燃料カット許可条件が成立していない場合は、現在のエンジン回転数Ｎｅが所定回転数未満か否かを判定し（ステップＳ２７）、所定回転数未満であればウォールガイド噴射モードに設定し（ステップＳ２２）、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数以上であればスプレーガイド噴射モードに設定する（ステップＳ２８）。つまり、アクセル全閉（アイドル運転）であって、且つ車両走行中であって、且つ燃料カット禁止という条件が成立した場合には、比較的高回転域であれば、それまでのスプレーガイド噴射モードを維持するのである。これは、ウォールガイド噴射モードは低回転域では成立しない、或いは低回転域では安定した燃焼を得られないからである。一方、比較的低回転であれば、ウォールガイド噴射モードが成立するので、所定回転未満ではウォールガイド噴射モードを設定するのである。
【００４９】
これを、図９に示すタイムチャートを用いて具体的に説明すると、まず、スプレーガイド噴射モードで走行中に図９（ｅ）に示すようにアクセルを戻してスロットルを全閉にすると（ｔ＝ｔ１）、このときは図９（ｆ）に示すように車両走行中（車速≠０）であるので、燃圧を高燃圧に維持する〔図９（ａ）参照〕。このとき、燃料カット条件が成立していれば、燃料噴射モードとしては、燃料カットモードに突入し、燃料噴射を停止する（図９（ｃ）参照）。したがって、図９（ｂ）に示すように、空燃比（Ａ／Ｆ）は最大となる。
【００５０】
その後、図９（ｄ）に示すようにエンジン回転数Ｎｅが低下して燃料カット条件を満たさなくなると（ｔ＝ｔ２）、燃料噴射を再開する。このとき、車両はいまだ走行中であるので、燃圧は高燃圧を維持し、これにより燃料噴射モードとしてはウォールガイド噴射モードが設定される。
そして、車速＝０となると、燃圧を低燃圧に切り替え（ｔ＝ｔ３）、その後燃圧が所定の低燃圧Ｐ１に達すると、再び燃費の良いスプレーガイド噴射モードに切り換えるのである（ｔ＝ｔ４）。
【００５１】
つまり、スプレーガイド噴射モードはエンジン回転数が比較的高い時には高燃圧で安定した燃料が得られるもののエンジン回転数が低下すると高燃圧では燃焼安定性が低下し、低燃圧を必要とすること、エンジン低回転時には低燃圧のスプレーガイド噴射モードの方が高燃圧でのウォールガイド噴射モードよりも燃費が優れているものの、燃焼安定性ではウォールガイド噴射モードの方が優れていること、の２つの点を考慮して、圧縮行程噴射モードの運転領域において、ウォールガイド噴射モードとスプレーガイド噴射モードとを切り換えているのである。
【００５２】
具体的には、車両走行中は圧縮行程噴射モードの運転領域となると、高燃圧で安定して燃焼し、且つ燃費の良いスプレーガイド噴射モードで運転を行い、エンジン回転数が低下してアイドル運転領域となると、車両走行中はエンジンストールを確実に回避する目的で高燃圧を維持して燃焼安定性が高いウォールガイド噴射モードとし、さらに車両が停止すると、今度は燃費を考慮して低燃圧に切り換えるとともにスプレーガイド噴射モードにより燃料噴射を実行するのである。
【００５３】
したがって、本発明の第２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、第１実施形態と同様の利点に加えて車両走行中のエンジンストールを確実に回避でき、信頼性の高い燃料噴射制御装置を提供することができるという利点がある。
以上、本発明の実施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、第２実施形態において、車両停止とは必ずしも車速＝０に限定されず、所定車速（例えば２ｋｍ／ｈ）以下であれば車両停止と判定するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１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の要部の機能構成を示す模式的なブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態が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、スプレーガイド噴射モードについて説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態が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、ウォールガイド噴射モードについて説明するための図である。
【図４】本発明の第１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５】本発明の第１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の説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第１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の作用を説明する図であって、各燃料噴射モードにおける燃焼安定性について説明する図である。
【図７】本発明の第１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の作用を説明する図であって、燃料噴射モードを設定するためのマップである。
【図８】本発明の第２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の要部の機能構成を示す模式的なブロック図である。
【図９】本発明の第２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１０】本発明の第２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１１】アイドル運転における圧縮行程噴射での燃焼安定性について説明するための図である。
【符号の説明】
【００５５】
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（吸気量検出手段）
３０    燃圧センサ（燃圧検出手段）
３１    アクセル開度センサ（アイドル運転検出手段）
３２    車速センサ（車速検出手段）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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