(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンの上動により圧縮した高温高圧の混合気を自己着火燃焼させる内燃機関の燃焼制御装置において、
第１回の燃料噴射により第１の混合気領域を形成し、第１回の燃料噴射に加えて第１回の燃料噴射後且つ圧縮上死点前に行う第２回の燃料噴射により第１の混合気領域より濃厚な空燃比である第２の混合気領域を筒内に形成し、
第２の混合気領域の着火時期が圧縮行程終了後となるように、第２回の燃料噴射時期を圧縮行程後半の上死点前の一定時期に設定し、着火した第２の混合気領域から未着火の第１の混合気領域へ燃焼を広がらせたことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予混合圧縮自己着火燃焼を行う内燃機関に係り、特に筒内の混合気分布を最適化することによって、燃焼時期を安定させ、広い運転範囲で圧縮自己着火燃焼を行う内燃機関の燃焼制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンエンジンの熱効率を改善するために、混合気をリーン化することでポンプ損失を低減すると共に作動ガスの比熱比を大きくして理論熱効率を向上する手法が知られている。しかしながら、従来の火花点火エンジンでは空燃比をリーン化すると燃焼期間が長期化して燃焼安定度が悪化する。このため、空燃比のリーン化には限界がある。
【０００３】
このような燃焼安定度の悪化を避けながら空燃比をリーン化する技術として、特開平７−７１２７９号公報にあるように予混合圧縮自己着火燃焼を起こさせる２行程サイクルエンジンが開示されている。予混合圧縮自己着火燃焼では燃焼室の複数の位置から燃焼反応が起こるため、空燃比がリーン化した場合においても火花点火に比べると燃焼期間が長期化せずに、よりリーンな空燃比でも安定した燃焼が可能となる。また空燃比がリーンのために燃焼温度が低下し、ＮＯｘ（窒素酸化物）も大幅に低減できる。
【０００４】
第２の従来技術として、特開平１１−２３６８４８号公報にあるように、１サイクル中に燃料を２回に分けて筒内に供給する圧縮着火式内燃機関が開示されている。この従来例は、ディーゼル機関の燃焼を穏やかにして、ノッキング限界改善とＮＯｘ及び煤の発生量を低減するため、圧縮上死点前の所定の噴射時期において総噴射量の３０％以下の第１回の燃料噴射を行い、次いでほぼ圧縮上死点付近の第２回の噴射時期で残りの燃料を噴射している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１の従来例では通常の２行程サイクルエンジン構成としているためガス交換を制御する吸気バルブおよび排気バルブがなく、未燃ガスの吹き抜けが発生し燃費が悪化していた。また、膨張行程はガス交換を行う必要性から後半に排気を行う膨張排気行程となるので、燃焼ガスの膨張による仕事を十分に取り出すことができないため、高負荷運転が困難であるという問題点があった。
【０００６】
また、第２の従来技術のように２回目の燃料噴射量を１回目より多くした場合、１回目の噴射によって生成された薄い混合気は、軽油のように非常に着火性の良い燃料の場合には燃焼するが、ガソリンのような着火性が悪い燃料の場合には、大量の未燃ＨＣが排出されるという問題点があった。
【０００７】
また、２回目の噴射量が相対的に多いため、燃焼温度が高くなりＮＯｘ低減が困難であるという問題点があった。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みたもので、その目的は、ノッキング及び燃焼不安定を回避しつつ、圧縮自己着火燃焼による運転範囲を拡大して、燃費を改善することのできる内燃機関の燃焼制御装置を提供することである。
【０００９】
また本発明の目的は、圧縮自己着火燃焼による未燃ＨＣ（炭化水素）及びＮＯｘを低減したクリーンな内燃機関を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、ピストンの上動により圧縮した高温高圧の混合気を自己着火燃焼させる内燃機関の燃焼制御装置において、第１回の燃料噴射により第１の混合気領域を形成し、第１回の燃料噴射に加えて第１回の燃料噴射後且つ圧縮上死点前に行う第２回の燃料噴射により第１の混合気領域より濃厚な空燃比である第２の混合気領域を筒内に形成し、第２の混合気領域の着火時期が圧縮行程終了後となるように、第２回の燃料噴射時期を圧縮行程後半の上死点前の一定時期に設定し、着火した第２の混合気領域から未着火の第１の混合気領域へ燃焼を広がらせたことを要旨とする。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ピストンの上動により圧縮した高温高圧の混合気を自己着火燃焼させる内燃機関の燃焼制御装置において、第１回の燃料噴射により第１の混合気領域を形成し、第１回の燃料噴射に加えて第１回の燃料噴射後且つ圧縮上死点前に行う第２回の燃料噴射により第１の混合気領域より濃厚な空燃比である第２の混合気領域を筒内に形成し、第２の混合気領域の着火時期が圧縮行程終了後となるように、第２回の燃料噴射時期を圧縮行程後半の上死点前の一定時期に設定し、着火した第２の混合気領域から未着火の第１の混合気領域へ燃焼を広がらせるようにしたので、圧縮上死点付近で第２の混合気領域が確実に自己着火すると共に、着火した第２の混合気領域から未着火の第１の混合気領域へ徐々に燃焼が広がる為に、内燃機関の自己着火性を向上させるとともに、燃焼室容積が拡大する膨張行程で燃焼が行われるため、ノッキングの原因となる筒内圧力上昇率を効果的に減少することができるという効果がある。
【００３４】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る内燃機関の燃焼制御装置をガソリンエンジンに適用した第１実施形態の構成を示すシステム構成図である。
【００３５】
本発明においては、１回目の燃料噴射により第１の混合気領域６を形成するとともに、燃料噴射弁１８から２回目の燃料噴射により第１の混合気領域６よりも燃料濃度が濃厚な第２の混合気領域７を形成することが特徴である。
【００３６】
図中のエンジン本体１０は、シリンダ１１と、シリンダヘッド１２と、ピストン１３と、吸気ポート１４と、吸気ポート１４を開閉する吸気弁１５と、排気ポート１６と、排気ポート１６を開閉する排気弁１７と、筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁１８とを備えている。
【００３７】
尚、図中符号６は第１の混合気領域、符号７は第２の混合気領域、符号８は燃焼室壁付近の空気層をそれぞれ示す。
【００３８】
このエンジン本体１０を制御する電子制御装置（以下、ＥＣＵと略す）１は、クランク角センサ信号及びアクセル開度センサ信号に基づいて運転条件を判定し、燃料噴射回数を１回または２回とする運転条件判定部２と、運転条件判定部２の判定に従って１回目の燃料噴射を制御することによって第１の混合気領域６を形成する１回目燃料噴射制御部３と、運転条件判定部２の判定に従って２回目の燃料噴射を制御することによって第２の混合気領域７を形成する２回目燃料噴射制御部４と、１回目燃料噴射制御部３及び２回目燃料噴射制御部４からの信号に従って燃料噴射弁１８の駆動信号を出力する燃料噴射弁駆動部５とを備えている。
【００３９】
尚、ＥＣＵ１の構成要素は、ハードワイヤードの論理回路で構成することもできるが、マイクロコンピュータ及びその制御プログラムとして実現することもできる。
【００４０】
図２は、エンジン本体１０の要部平面図の例である。図２において、エンジン本体１０は、吸気ポート１４、吸気弁１５、排気ポート１６、排気弁１７をそれぞれ２つづつ備え、高回転高負荷時の吸排気効率を改善すると共に、動弁系の質量を低減している。吸気ポート１４の一方には、スワール制御弁１９が設けられ、スワール制御弁１９を閉じることにより、筒内に横旋回流（スワール）を形成し、燃料と吸気の混合を促進できるようになっている。
【００４１】
但し、本発明は、必ずしも吸排気弁が多弁であることを必要とせず、スワール制御弁も必須ではない。
【００４２】
図３は、本実施形態に用いられる燃料噴射弁１８の一例であるホロコーン噴射弁２０の先端部の形状を示す縦断面図である。ホロコーン噴射弁２０は、バルブボディ先端部２１の中央に噴射弁軸方向に一つの噴口２２と、この噴口２２を開閉するニードルバルブ２３とが設けられている。そして図示しない駆動コイルに燃料噴射パルスの通電を行うと、ニードルバルブ２３が図中上方へ引き上げられ、噴口２２が開いて燃料が噴射されるようになっている。ニードルバルブ２３の弁リフト量は所望の噴射期間に応じて可変となるような構成としても良い。
【００４３】
噴口２２から噴射された燃料は、ホロコーン噴射弁２０の軸と同軸の円錐面形状に広がる。ホロコーン噴射弁２０は、比較的低い燃料圧力で用いることができる。
【００４４】
ホロコーン噴射弁２０を用いた燃料噴射時期が吸気行程、又は圧縮行程中の比較的早い時期であれば、筒内圧力は余り高くないので噴射された燃料は容易に飛翔することができ、筒内の比較的広い領域に分布する。これとは逆に、燃料噴射時期が圧縮行程中の比較的遅い時期であれば、筒内圧力が高いので、噴射された燃料は飛翔が困難となり、余り広がることはない。
【００４５】
図４は、本実施形態に用いられる燃料噴射弁１８の他の例である多噴口噴射弁３０の先端部の形状を示す縦断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。多噴口噴射弁３０は、バルブボディ先端部３１の中央に噴射弁軸方向に一つの中央噴口３２と、この中央噴口３２の周囲に噴射弁軸方向に対して傾いた方向を指向する複数の側方噴口３３と、ニードルバルブ３４とが設けられている。ニードルバルブ３４の弁リフト量は所望の噴射期間に応じて可変となるような構成としても良い。側方噴口３３は、燃料噴射弁軸、または気筒軸周りに回転対称に配置されるのが好ましく、その数は必ずしも４に限らず複数、好ましくは３以上の数であればよい。
【００４６】
そして、図示しない駆動コイルに燃料噴射パルスを通電すると、ニードルバルブ３４が図中上方へ引き上げられ、中央噴口３２及び複数の側方噴口３３が開き、燃料が噴射されるようになっている。中央噴口３２、側方噴口３３から噴射された燃料は、多噴口噴射弁３０の軸と同軸の円錐形状に広がる。
【００４７】
多噴口噴射弁３０を用いた燃料噴射時期が吸気行程、又は圧縮行程中の比較的早い時期であれば、筒内圧力は余り高くないので噴射された燃料は容易に飛翔することができ、筒内の比較的広い領域に分布する。これとは逆に、燃料噴射時期が圧縮行程中の比較的遅い時期であれば、筒内圧力が高いので、噴射された燃料は飛翔が困難となり、余り広がることはない。
【００４８】
図５は、第１実施形態の燃料噴射により形成される高負荷時の筒内燃料分布の例を示すグラフである。同図において、横軸はシリンダ中心軸（燃焼室中心軸）からの距離を示し、縦軸は当量比を示す。シリンダ軸回り方向の燃料分布は、一様な分布、即ち図５を縦軸中心に回転させた分布となっている。
【００４９】
同図に示すように、高負荷時には、シリンダ中心軸付近に当量比が比較的低い第１の混合気領域６が形成され、その外周部に第１の混合気領域６よりも濃厚で当量比が比較的高い第２の混合気領域７がドーナツ状に形成され、さらにシリンダ壁付近は燃料が殆どない空気層８となっている。
【００５０】
第１の混合気領域６は、１回目燃料噴射制御部３の制御により吸気行程または圧縮行程に噴射されて形成され、第２の混合気領域７は、２回目燃料噴射制御部４の制御により圧縮行程中の１回目燃料噴射後から圧縮上死点までの間に燃料噴射されて形成される。尚、空気層８の形成を確実にするためには、１回目燃料噴射は吸気行程の後半以後に行うことが望ましい。
【００５１】
図６は、本第１実施形態の燃料噴射により形成される低負荷時の筒内燃料分布の例を示すグラフである。同図において、横軸はシリンダ中心軸（燃焼室中心軸）からの距離を示し、縦軸は当量比を示す。シリンダ軸回り方向の燃料分布は、一様な分布、即ち図６を縦軸中心に回転させた分布となっている。
【００５２】
同図に示すように、低負荷時には、例えばシリンダ中心軸付近からボア半径の約１／３程度まで第１の混合気領域６が形成され、その外周部に比較的当量比が高い第２の混合気領域７がボア半径の約２／３程度までドーナツ状に形成され、その外側はシリンダ壁まで空気層８が設けられている。
【００５３】
そして低負荷時には、第１の混合気領域６の当量比と、第２の混合気領域７の当量比の差は、高負荷時より大きくなるように設定されている。これにより、低負荷時の着火性を確保するとともに、低温のシリンダ壁に火炎が達する前に燃料が燃え尽き、未燃ＨＣの排出をほぼゼロとすることができる。
【００５４】
図７は、第１の混合気領域の筒内体積比率を変化させた場合のＮＯｘ排出量変化を示すグラフであり、高負荷時から低負荷時までほぼ同様の傾向を示す。
【００５５】
燃焼室中心軸付近の第１の混合気領域の体積比率を０％から１００％まで徐々に増やすと、体積比率３５％程度までは、ＮＯｘ排出量はほぼゼロであるが、体積比率の増加に従ってＮＯｘ排出量は増加し、ほぼ７０％前後で最大となり、以後低下する。
【００５６】
これは、圧縮上死点付近で着火しない第１の混合気領域の体積比率が増加するに従って圧縮上死点付近で着火する第２の混合気領域の体積比率が減少し、結果として第２の混合気領域の燃料濃度が高まり、燃焼温度が上昇してＮＯｘ排出量が増加するためである。
【００５７】
第１の混合気領域の体積比率が約７０％を超えたところから１００％へ向かってＮＯｘ排出量が低減するのは、第１の混合気領域の体積比率の増加に従って第２の混合気領域の体積比率が減少するとともに、燃焼時までに第２の混合気領域がその外側の空気層に拡散することにより、高温度で燃焼する領域が減少するためである。
【００５８】
図８は、第１の混合気領域の筒内体積比率を変化させた場合のＨＣ排出量変化を示すグラフであり、高負荷時から低負荷時までほぼ同様の傾向を示す。
【００５９】
燃焼室中心軸付近の第１の混合気領域の体積比率を０％から１００％まで徐々に増やすと、最初は圧縮上死点付近で着火しない第１の混合気領域が殆どなく、圧縮上死点付近で着火する第２の混合気領域の体積比率が殆どを占めるため、第２の混合気領域全体の当量比が低下し、その着火性が悪くＨＣ排出量が多いが、第１の混合気領域の体積比率の増加に伴って第２の混合気領域の着火性が良くなるため急激にほぼゼロまでＨＣ排出量が低下する。
【００６０】
そして、第１の混合気領域の体積比率が約２０％から約４５％程度までＨＣ排出量はほぼゼロとなる。第１の混合気領域の体積比率が約４５％を超えたところから、体積比率の増加に従って、ＨＣ排出量が増加する。しかもその増加の割合は、体積比率が１００％に近づくにつれてより急激となる。
【００６１】
これは、燃焼室中心部から周囲に広がる第１の混合気領域の体積比率が増加するに従って、その外周部に存在する着火性の良い第２の混合気領域、即ち、当量比の高い、燃料濃度の高い混合気領域が燃焼室壁付近まで広がることになる。このため、ピストンクレビス部や燃焼室壁面の直近まで燃料が拡散し、これら低温部に接する燃料層がクエンチ層（消炎層）となることによる。
【００６２】
以上の図７及び図８から、本第１実施形態においては、第１の混合気領域は、燃焼室体積の約２０％〜約４０％程度の体積であることが好ましいといえる。
【００６３】
図９は、１回目燃料噴射制御部３及び２回目燃料噴射制御部４による燃料噴射量の負荷に対する制御を説明するグラフである。
【００６４】
１回目噴射量は、高負荷時の噴射量から負荷の減少に従って噴射量は直線的に減少する。２回目噴射量は、高負荷時の噴射量から負荷の減少に従って直線的に増加し、その増加の割合は、１回目噴射量の減少の割合より小さい。
【００６５】
高負荷時の１回目噴射量は、１回目と２回目とを合わせた全噴射量の半分を超える噴射量、好ましくは６０ないし８０％とし、２回目噴射量はその残量である２０ないし４０％とする。
【００６６】
高負荷から低負荷へ負荷が減少するに従って２回目噴射量を減少させているので、１回目の燃料噴射により形成される第１の混合気領域の空気過剰率と、２回目の燃料噴射により形成される第２の混合気領域の空気過剰率との差は、高負荷時に０ないし１．０であり、負荷が減少するに従って低下する。
【００６７】
図１０は、１回目燃料噴射制御部３及び２回目燃料噴射制御部４による燃料噴射時期の負荷に対する制御を説明するグラフである。
【００６８】
２回目の噴射時期は、圧縮行程後半の上死点前の一定の時期とし、好ましくは第２の混合気領域が圧縮自己着火する時期が圧縮行程終了後となるように時期が設定される。１回目の噴射時期は、図示しない吸気行程、または図１０に示すように圧縮行程の前半の時期としている。
【００６９】
〔第２実施形態〕
次に、図１１ないし図１９を参照して、本発明に係る内燃機関の燃焼制御装置の第２の実施形態を説明する。
【００７０】
図１１は、本発明に係る内燃機関の燃焼制御装置をガソリンエンジンに適用した第２実施形態の構成を示すシステム構成図である。本実施形態の構成は、図１に示した第１実施形態の構成とほぼ同様であるので、同様な構成要素には同じ符号を付与して、重複する説明を省略する。
【００７１】
第２実施形態においては、筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁１８から１回目の燃料噴射により形成される第１の混合気領域６の形状と、２回目の燃料噴射により形成される第２の混合気領域７の形状とが第１実施形態と異なっていることが特徴である。
【００７２】
図１２は、本第２実施形態の燃料噴射により形成される高負荷時の筒内燃料分布の例を示すグラフである。同図において、横軸はシリンダ中心軸（燃焼室中心軸）からの距離を示し、縦軸は当量比を示す。シリンダ軸回り方向の燃料分布は、一様な分布、即ち図１２を縦軸中心に回転させた分布となっている。
【００７３】
同図に示すように、高負荷時には、シリンダ中心軸付近に当量比が高く圧縮上死点付近で着火する第２の混合気領域７が形成され、その外周部に当量比が低く圧縮上死点付近で着火しない第１の混合気領域６が形成され、さらにシリンダ壁付近は燃料が殆どない空気層８となっている。
【００７４】
第１の混合気領域６は、１回目燃料噴射制御部３の制御により吸気行程または圧縮行程に噴射されて形成され、第２の混合気領域７は、２回目燃料噴射制御部４の制御により圧縮行程中の１回目燃料噴射後から圧縮上死点までの間に燃料噴射されて形成される。尚、空気層８の形成を確実にするためには、１回目燃料噴射は吸気行程の後半以後に行うことが望ましい。
【００７５】
図１３は、本第２実施形態の燃料噴射により形成される低負荷時の筒内燃料分布の例を示すグラフである。同図において、横軸はシリンダ中心軸（燃焼室中心軸）からの距離を示し、縦軸は当量比を示す。シリンダ軸回り方向の燃料分布は、一様な分布、即ち図１３を縦軸中心に回転させた分布となっている。
【００７６】
同図に示すように、低負荷時には、例えばシリンダ中心軸付近からボア半径の１／２程度まで１つの混合気領域９が形成され、その外側はシリンダ壁まで空気層８が設けられている。
【００７７】
低負荷時の混合気領域９の当量比は、高負荷時の第１の混合気領域６より高く、同第２の混合気領域７よりやや低くなるように、１回目燃料噴射制御部３の制御により形成される。これにより、低負荷時の着火性を確保するとともに、低温のシリンダ壁に火炎が達する前に燃料が燃え尽き、未燃ＨＣの排出をほぼゼロとすることができる。
【００７８】
図１４は、高負荷時に第２の混合気領域の筒内体積比率を変化させた場合のＮＯｘ排出量変化を示すグラフである。高負荷時に燃焼室中心軸付近の第２の混合気領域の体積比率を０％から１００％まで徐々に増やすと、体積比率の増加に従ってＮＯｘ排出量は増加する。これは、当量比の高い、言い換えれば燃料濃度の高い領域の体積比率が増加するため、燃焼温度が高くなる領域の体積比率が増加するためである。
【００７９】
図１５は、高負荷時に第２の混合気領域の筒内体積比率を変化させた場合のＨＣ排出量変化を示すグラフである。
【００８０】
高負荷時に燃焼室中心軸付近の第２の混合気領域の体積比率を０％から１００％まで徐々に増やすと、最初は着火性の良い第２の混合気領域が殆どないため、着火性が悪くＨＣ排出量が多いが、体積比率の増加に伴って着火性が良くなるため急激にほぼゼロまでＨＣ排出量が低下する。そして、体積比率が約２０％程度を超えたところから、体積比率の増加に従って、ＨＣ排出量が増加する。しかもその増加の割合は、体積比率が１００％に近づくにつれてより急激となる。
【００８１】
これは、着火性の良い第２の混合気領域の体積比率が増加するということは、当量比の高い、燃料濃度の高い混合気領域が燃焼室壁付近まで広がることになる。このため、ピストンクレビス部や燃焼室壁面の直近まで燃料が拡散し、これら低温部に接する燃料層がクエンチ層（消炎層）となることによる。
【００８２】
以上の図１４及び図１５から、高負荷時の第２の混合気領域は、燃焼室体積の１０〜３０％程度の体積であることが好ましいといえる。
【００８３】
図１６は、低負荷時に第２の混合気領域の筒内体積比率を変化させた場合のＮＯｘ排出量変化を示すグラフである。低負荷時に燃焼室中心軸付近の第２の混合気領域の体積比率を０％から１００％まで徐々に増やすと、体積比率の増加に従ってＮＯｘ排出量は低減し、約５０％程度でＮＯｘは殆ど無くなる。
【００８４】
図１７は、低負荷時に第２の混合気領域の筒内体積比率を変化させた場合のＨＣ排出量変化を示すグラフである。低負荷時に燃焼室中心軸付近の第２の混合気領域の体積比率を０％から１００％まで徐々に増やすと、０％から５０％程度までは、ＨＣ排出量は殆どないが、５０％程度を超えたところから体積比率の増加に伴って最初は徐々に、後に急激にＨＣ排出量が増加する。これは、着火性の良い第２の混合気領域の体積比率に従って、ピストンクレビス部や燃焼室壁面の直近まで燃料が拡散し、これら低温部に接する燃料層がクエンチ層となることによる。
【００８５】
以上の図１６及び図１７から、低負荷時には、第２の混合気領域は、燃焼室容積の２回目の燃料噴射量を少なくするか、１回目の燃料噴射のみとすることにより、ＮＯｘ及びＨＣの排出量を低減することができる。
【００８６】
図１８は、１回目燃料噴射制御部３及び２回目燃料噴射制御部４による燃料噴射量の負荷に対する制御を説明するグラフである。
【００８７】
１回目噴射量は、高負荷時の噴射量から負荷の減少に従って噴射量は直線的に減少する。２回目噴射量は、高負荷時の噴射量から負荷の減少に従って直線的に減少し、低負荷近辺ではゼロとする。高負荷時の１回目噴射量は、１回目と２回目とを合わせた全噴射量の半分を超える噴射量、好ましくは６０ないし８０％とし、２回目噴射量はその残量である２０ないし４０％とする。
【００８８】
高負荷から低負荷へ負荷が減少するに従って２回目噴射量を減少させているので、１回目の燃料噴射により形成される第１の混合気領域の空気過剰率と、２回目の燃料噴射により形成される第２の混合気領域の空気過剰率との差は、高負荷時に０．５ないし１．０であり、負荷が減少するに従って低下する。
【００８９】
図１９は、１回目燃料噴射制御部３及び２回目燃料噴射制御部４による燃料噴射時期の負荷に対する制御を説明するグラフである。
【００９０】
２回目の噴射時期は、圧縮行程後半の上死点前の一定の時期とし、好ましくは第２の混合気領域が圧縮自己着火する時期が圧縮行程終了後となるように時期が設定される。１回目の噴射時期は、高負荷時にはＢＤＣ近くの進角した時期であるが、負荷の減少に従って２回目噴射時期の直前、好ましくは圧縮行程終了前６０度まで遅角させている。
【００９１】
図２０は、第１または第２実施形態における第１の混合気領域と第２の混合気領域との空燃比の空気過剰率の差の大きさによる排気性能の特性を表すものである。同図に示すように、空気過剰率差が小さくなり過ぎると燃焼速度が上がるため急速燃焼となり、燃焼温が増加することによりＮＯｘが増加する。
【００９２】
一方、空気過剰率差が大きくなり過ぎると、シリンダ壁近傍とシリンダ中心の中心部の空燃比リーン部が未燃となりＨＣが増加する特性となる。よって空気過剰率の差は１．０〜３．０の範囲が排気性能上、相応しい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の燃焼制御装置をガソリンエンジンに適用した第１の実施形態の構成を示すシステム構成図である。
【図２】実施形態のエンジン本体の要部平面図の例である。
【図３】実施形態に用いられるホロコーン噴射弁の先端部の形状を示す縦断面図である。
【図４】実施形態に用いられる多噴口噴射弁の先端部の形状を示す縦断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【図５】第１実施形態の燃料噴射により形成される高負荷時の筒内燃料分布の例を示すグラフである。
【図６】第１実施形態の燃料噴射により形成される低負荷時の筒内燃料分布の例を示すグラフである。
【図７】第１実施形態において、第１の混合気領域の筒内体積比率を変化させた場合のＮＯｘ排出量を示すグラフである。
【図８】第１実施形態において、第１の混合気領域の筒内体積比率を変化させた場合のＨＣ排出量を示すグラフである。
【図９】第１実施形態において、１回目及び２回目燃料噴射量の負荷に対する制御を説明するグラフである。
【図１０】第１実施形態において、１回目及び２回目燃料噴射時期の負荷に対する制御を説明するグラフである。
【図１１】本発明に係る内燃機関の燃焼制御装置をガソリンエンジンに適用した第２の実施形態の構成を示すシステム構成図である。
【図１２】第２実施形態の燃料噴射により形成される高負荷時の筒内燃料分布の例を示すグラフである。
【図１３】第２実施形態の燃料噴射により形成される低負荷時の筒内燃料分布の例を示すグラフである。
【図１４】第１実施形態において、高負荷時に第２の混合気領域の筒内体積比率を変化させた場合のＮＯｘ排出量を示すグラフである。
【図１５】第２実施形態において、高負荷時に第２の混合気領域の筒内体積比率を変化させた場合のＨＣ排出量を示すグラフである。
【図１６】第２実施形態において、低負荷時に第２の混合気領域の筒内体積比率を変化させた場合のＮＯｘ排出量を示すグラフである。
【図１７】第２実施形態において、低負荷時に第２の混合気領域の筒内体積比率を変化させた場合のＨＣ排出量を示すグラフである。
【図１８】第２実施形態において、１回目及び２回目燃料噴射量の負荷に対する制御を説明するグラフである。
【図１９】第２実施形態において、１回目及び２回目燃料噴射時期の負荷に対する制御を説明するグラフである。
【図２０】第１または第２実施形態において、第１の混合気領域と第２の混合気領域の空燃比の空気過剰率の差による排気性能の特性を説明するグラフである。
【符号の説明】
１  電子制御装置（ＥＣＵ）
２  運転条件判定部
３  １回目燃料噴射制御部
４  ２回目燃料噴射制御部
５  燃料噴射弁駆動部
６  第１の混合気領域
７  第２の混合気領域
８  空気層
１０  エンジン本体
１１  シリンダブロック
１２  シリンダヘッド
１３  ピストン
１４  吸気ポート
１５  吸気弁
１６  排気ポート
１７  排気弁
１８  燃料噴射弁
１９  スワール制御弁
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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