(57)【要約】    【課題】セタン価の異なる複数の燃料を使用する自着火型のエンジンにおいて、低負荷運転等による低セタン価燃料の着火性の低下を補い、排気性能を向上させる。    【解決手段】セタン価の低い第１の燃料を供給するための第１の燃料噴射弁と、この第１の燃料よりもセタン価の高い第２の燃料を供給するための第２の燃料噴射弁とを設け、第２の燃料噴射弁は、第２の燃料を筒内に直接噴射可能に設置する。第１の燃料の噴射時期として、噴射された燃料が筒内全体に拡散する時期を設定し、第２の燃料噴射弁による第２の燃料の噴射時期として、一サイクルについて、噴射された燃料が筒内全体に拡散する第１の噴射時期ＩＴｌ１と、噴射された燃料が筒内で局所的に偏在する第２の噴射時期ＩＴｌ２とを設定し、第１の燃料の均質な混合気に対し、筒内全体に拡散した第２の燃料を重畳させる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セタン価の比較的に低い第１の燃料を供給するための第１の燃料噴射弁と、
前記第１の燃料よりもセタン価の高い第２の燃料を供給するための第２の燃料噴射弁と、
前記第１及び第２の燃料噴射弁の動作を制御可能に構成されたコントロールユニットと、を含んで構成され、
前記第２の燃料噴射弁は、前記第２の燃料を筒内に直接噴射可能に設けられ、
前記コントロールユニットは、前記第１の燃料噴射弁による第１の燃料の噴射時期として、噴射された燃料が筒内全体に拡散する時期を設定する一方、前記第２の燃料噴射弁による第２の燃料の噴射時期として、一サイクルについて、噴射された燃料が筒内全体に拡散する、比較的に早い第１の噴射時期と、噴射された燃料が筒内で局所的に偏在する、前記第１の噴射時期よりも遅い第２の噴射時期と、を設定し、
前記第２の噴射時期に噴射された第２の燃料の燃焼に続いて前記第１の燃料の自着火による燃焼を生じさせるエンジンの燃焼制御装置。
【請求項２】
前記コントロールユニットは、
エンジンの第１の運転領域において、前記第１の燃料に関して前記噴射時期を設定するとともに、前記第２の燃料に関して前記第１及び第２の噴射時期を設定する一方、
前記第１の運転領域よりも高負荷側の第２の運転領域では、前記第１の燃料噴射弁による第１の燃料の噴射時期として、噴射された燃料が筒内全体に拡散する時期を設定する一方、前記第２の燃料噴射弁による第２の燃料の噴射時期として、一サイクルについて、噴射された燃料が筒内全体に拡散する時期のみを設定する請求項１に記載のエンジンの燃焼制御装置。
【請求項３】
前記コントロールユニットは、
エンジンの第１の運転領域において、前記第１の燃料に関して前記噴射時期を設定するとともに、前記第２の燃料に関して前記第１及び第２の噴射時期を設定する一方、
前記第１の運転領域よりも低負荷側の第３の運転領域では、前記第１の燃料噴射弁による第１の燃料の供給を停止させる一方、前記第２の燃料噴射弁による第２の燃料の噴射時期として、一サイクルについて、噴射された燃料が筒内で局所的に偏在する時期のみを設定する請求項１又は２に記載のエンジンの燃焼制御装置。
【請求項４】
前記コントロールユニットは、
エンジンの第１の運転領域において、前記第１の燃料に関して前記噴射時期を設定するとともに、前記第２の燃料に関して前記第１及び第２の噴射時期を設定する一方、
前記第１の運転領域よりも高負荷側の第２の運転領域では、前記第１の燃料噴射弁による第１の燃料の噴射時期として、噴射された燃料が筒内全体に拡散する時期を設定する一方、前記第２の燃料噴射弁による第２の燃料の噴射時期として、一サイクルについて、噴射された燃料が筒内全体に拡散する時期のみを設定し、
前記第１の運転領域よりも低負荷側の第３の運転領域では、前記第１の燃料噴射弁による第１の燃料の供給を停止させる一方、前記第２の燃料噴射弁による第２の燃料の噴射時期として、一サイクルについて、噴射された燃料が筒内で局所的に偏在する時期のみを設定し、
前記第１及び第２の運転領域の中間の第４の運転領域では、前記第１の燃料噴射弁による第１の燃料の噴射時期として、噴射された燃料が筒内全体に拡散する時期を設定する一方、前記第２の燃料噴射弁による第２の燃料の噴射時期として、一サイクルについて、噴射された燃料が筒内で局所的に偏在する時期のみを設定する請求項１に記載のエンジンの燃焼制御装置。
【請求項５】
前記第１の燃料噴射弁が第１の燃料を吸気ポート内に噴射するように設けられた請求項１〜４のいずれかに記載のエンジンの燃焼制御装置。
【請求項６】
前記コントロールユニットは、エンジンの要求負荷の増大に対し、前記第１の噴射時期に噴射する第２の燃料を減量させるとともに、前記第２の噴射時期に噴射する第２の燃料を増量させる請求項１〜５のいずれかに記載のエンジンの燃焼制御装置。
【請求項７】
前記コントロールユニットは、エンジンの要求負荷の低下に対し、前記第１の噴射時期に噴射する第２の燃料の、前記第１の燃料に対する供給量の割合を増大させる請求項１〜６のいずれかに記載のエンジンの燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃焼制御装置に関し、詳細には、セタン価の異なる複数の燃料を使用し、高セタン価燃料の火炎を火種として低セタン価燃料の自着火による燃焼を生じさせるエンジンにおいて、高セタン価燃料の供給量を抑えて排気性能を向上させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
セタン価の比較的に低い燃料（ガソリン）を主燃料として使用し、この主燃料の自着火による燃焼を生じさせるエンジンとして、主燃料以外にセタン価の高い副燃料（軽油）を使用する次のようなエンジンが知られている。主燃料（ガソリン）を供給するための第１の燃料噴射弁と、副燃料として主燃料よりもセタン価の高い燃料（軽油）を供給するための第２の燃料噴射弁とを備え、エンジンの吸気行程において、第１の燃料噴射弁により主燃料を吸気ポート内に噴射して、これを筒内全体に均一に拡散させるとともに、圧縮行程において、第２の燃料噴射弁により副燃料を筒内に直接噴射し、副燃料の火炎を火種として筒内全体で主燃料の自着火による燃焼を生じさせるものである（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−３０８４２３号公報（段落番号００６５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前掲特許文献１に記載されるエンジンについては、次のような問題がある。エンジンの負荷が比較的に低い状態にあるときは、筒内全体に拡散して分布する主燃料が極めて希薄となって、その着火性が低下することから、燃焼不良により未燃ＨＣの排出量が増大することである。他方、この着火性の低下を補うため、副燃料の供給量を増大させることとすれば、副燃料の局所的な集中によりＮＯｘ及びＰＭの排出を助長させてしまうことである。また、圧縮比の低いエンジンにおいても主燃料の着火性が低下することとなるが、これを副燃料の供給量の増大により補うこととすれば、同様にＮＯｘ等の排出量が増大するという問題がある。
【０００４】
本発明は、セタン価の異なる複数の燃料を使用する自着火型のエンジンにおいて、低負荷運転等による低セタン価燃料の着火性の低下を、火種とする高セタン価燃料の供給量の増大によらずに補うことを可能として、ＮＯｘ等の排出を抑制し、排気性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以上の問題を考慮したエンジンの燃焼制御装置を提供するものである。
本発明においては、自着火型のエンジンにおいて、セタン価の比較的に低い第１の燃料を供給するための第１の燃料噴射弁と、この第１の燃料よりもセタン価の高い第２の燃料を供給するための第２の燃料噴射弁と、第１及び第２の燃料噴射弁の動作を制御可能に構成されたコントロールユニットと、を設け、第２の燃料噴射弁は、第２の燃料を筒内に直接噴射可能に設置する。第１の燃料噴射弁による第１の燃料の噴射時期として、噴射された燃料が筒内全体に拡散する時期を設定する一方、第２の燃料噴射弁による第２の燃料の噴射時期として、一サイクルについて、噴射された燃料が筒内全体に拡散する、比較的に早い第１の噴射時期と、噴射された燃料が筒内で局所的に偏在する、第１の噴射時期よりも遅い第２の噴射時期と、を設定し、第２の噴射時期に噴射された第２の燃料の燃焼に続いて第１の燃料の自着火による燃焼を生じさせるものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、セタン価の低い第１の燃料を筒内全体に拡散させる一方、セタン価の高い第２の燃料を、第１の噴射時期に噴射することにより筒内全体に拡散させて、第１の燃料に重畳して分布させるとともに、この第２の燃料を第２の噴射時期に噴射することにより筒内で偏在させ、この偏在する第２の燃料の火炎を火種として、第１の燃料の自着火による燃焼を生じさせることとした。このため、第１の燃料に重畳する第２の燃料により第１の燃料の着火性が確保され、火種とする第２の燃料の供給量を抑えて第１の燃料の自着火による燃焼を生じさせることが可能となる。たとえば、エンジンの低負荷域においては、筒内全体に拡散して分布する第１の燃料が希薄となり、その着火性が低下することとなるが、第２の燃料をこの第１の燃料に重畳して分布させることで、この着火性の低下を補い、火種とする第２の燃料の供給量を増大させることなく、第１の燃料の自着火による燃焼を生じさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る燃焼制御装置を備えるエンジン１の構成を示している。
【０００８】
本実施形態に係るエンジン（以下、単に「エンジン」という。）１は、主燃料としてガソリン（「第１の燃料」に相当する。）を使用するものであり、この主燃料の燃焼を自着火により生じさせる第１の燃焼形態（自着火燃焼）と、これを後述する点火プラグの点火動作により生じさせる第２の燃焼形態（ガソリン点火燃焼）とで燃焼形態を切り換えて運転することが可能である。
【０００９】
エンジン１の本体（シリンダ）は、シリンダブロック１１上にシリンダヘッド１２を載置するとともに、このシリンダブロック１１に対し、シリンダヘッド１２を図示しないヘッドボルトにより固定して構成される。シリンダブロック１１には、ピストン１３が上下に往復自在に挿入されており、シリンダヘッド１２の下面と、ピストン１３の冠面とにより挟まれた空間として、このエンジン１の燃焼室１４が形成される。ピストン１３の冠面には、キャビティ１３ａが設けられており、本実施形態において、このキャビティ１３ａは、断面が気筒中心軸を中心とした略円形に形成されている。シリンダヘッド１２には、燃焼室１４に連通させて吸気及び排気のための各ポート（吸気ポート、排気ポート）１５，１６が形成されるとともに、これらのポート１５，１６を開閉させるための吸気弁１７及び排気弁１８が設置されている。吸気弁１７及び排気弁１８は、図示しないカムにより駆動される。また、エンジン１に燃料を供給するための燃料噴射弁として、主燃料であるガソリンを供給するための第１の燃料噴射弁１９と、副燃料としてガソリンよりもセタン価の高い軽油（「第２の燃料」に相当する。）を供給するための第２の燃料噴射弁２０とが設けられている。第１の燃料噴射弁１９は、ガソリンを吸気ポート１５内に噴射するように設置されており、第２の燃料噴射弁２０は、軽油を燃焼室１４内に直接噴射するように、その噴孔を燃焼室１４の上部略中央に臨ませて、気筒中心軸と略平行に設置されている。なお、点火プラグ２１は、ガソリン点火燃焼に際して使用するものであり、そのプラグギャップを第２の燃料噴射弁２０の噴孔の近傍で燃焼室１４に臨ませるように、第２の燃料噴射弁２０に隣接させて設置されている。
【００１０】
エンジン１において、図示しないエアクリーナを介して吸入された空気は、吸気弁１７の弁開期間中に吸気ポート１５を介して燃焼室１４に導入される。第１の燃料噴射弁１９により吸気ポート１５内に噴射されたガソリンが空気とともに燃焼室１４に導入される一方、第２の燃料噴射弁２０により軽油が燃焼室１４内に直接噴射され、燃焼室１４において、エンジン１の運転条件に応じたガソリン及び軽油の混合気が形成される。燃焼により生じた排気は、排気弁２０の弁開期間中に排気ポート１６を介して排気通路に排出され、図示しない排気浄化装置を介して大気中に放出される。
【００１１】
本実施形態では、エンジン１の運転条件に応じ、主燃料であるガソリンの燃焼をその自着火により生じさせる自着火燃焼と、ガソリンの燃焼を点火プラグ２１の点火動作により生じさせるガソリン点火燃焼とで燃焼形態を切り換える。この燃焼形態の切り換えは、後述するエンジンコントロールユニットからの指令信号により制御される。自着火燃焼は、エンジン１の運転条件が比較的に低負荷側の領域にあるときに選択され、他方、ガソリン点火燃焼は、エンジン１の運転条件がこの低負荷域よりも高負荷側の領域にあるときに選択される。
【００１２】
自着火燃焼では、第１の燃料噴射弁１９によりガソリンを吸気ポート１９内に噴射して、これを筒内全体に拡散させ、均質なガソリン混合気を形成する。また、第２の燃料噴射弁２０により軽油を燃焼室１４内に直接噴射して、これを燃焼室１４の略中央に偏在させ、その火炎を火種としてガソリンの自着火を生じさせる。本実施形態では、ピストン１３の冠面にキャビティ１３ａが設けられており、軽油を圧縮行程中、上死点近傍の時期に噴射することにより噴霧をキャビティ１３ａ内に保持させる。本実施形態では、自着火燃焼による運転において、エンジン１の要求負荷（ガソリン噴射量）の低下による着火性の低下を補うため、更に第２の燃料噴射弁２０により軽油を吸気行程中に噴射して、これを筒内全体に拡散させ、ガソリン混合気に重畳して分布させる。
【００１３】
他方、ガソリン点火燃焼では、第１の燃料噴射弁１９を作動させて、筒内に均質なガソリン混合気を形成する。
第１及び第２の燃料噴射弁１９，２０、ならびに点火プラグ２１等の動作は、マイクロコンピュータを備える電子制御ユニットとして構成されるエンジンコントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という。）１０１からの指令信号により制御される。ＥＣＵ１０１は、本実施形態に係る「燃焼制御装置」のコントロールユニットとしての機能を兼ね備えるものである。ＥＣＵ１０１には、エンジン１の運転条件を示す信号として、運転者によるアクセルペダルの操作量（以下「アクセル操作量」という。）を検出するためのアクセルセンサ１５１からの信号、及びクランク角センサ１５２からの単位クランク角及び基準クランク角毎の信号が入力されるほか、エンジン冷却水の温度を検出するための冷却水温度センサ１５３からの信号等が入力される。なお、クランク角センサ１５２の検出信号に基づいてエンジン回転数を算出することが可能である。
【００１４】
次に、ＥＣＵ１０１の動作について、フローチャートにより説明する。
図２，３は、本実施形態に係る燃焼制御の内容を示すフローチャートである。ＥＣＵ１０１は、この制御ルーチンを所定の時間毎に繰り返し実行する。
【００１５】
基本的な制御の流れを示す図２において、Ｓ１０１では、エンジン１の運転条件として、アクセル操作量ＡＰＯ（要求負荷）及びエンジン回転数ＮＥを読み込む。
Ｓ１０２では、読み込んだ運転条件に基づいて、エンジン１の運転条件が自着火燃焼による運転が可能な領域（自着火可能域）にあるか否かを判定する。この判定は、図４に示すマップデータの検索により行われ、エンジン１の運転条件がＳＩ運転域として示される高負荷側の領域Ｅにあるときに、自着火可能域にないとされ、ＳＩ運転域Ｅ以外の領域Ａ，Ｂｌ，Ｂｈ，Ｃにあるときに、自着火可能域にあるとされる。自着火可能域にあると判定したときは、Ｓ１０３へ進み、自着火可能域にないと判定したときは、Ｓ１０４へ進む。
【００１６】
Ｓ１０３では、燃焼形態として自着火燃焼を選択する。
Ｓ１０４では、燃焼形態としてガソリン点火燃焼を選択する。
Ｓ１０３の処理の具体的な内容を示す図３において、Ｓ２０１では、アクセル操作量ＡＰＯ等のエンジン１の運転条件を読み込む。
【００１７】
Ｓ２０２では、エンジン１の運転条件が属する自着火可能域中の領域Ａ〜Ｃを判定する。この判定は、図４に示すマップデータの検索により行われ、エンジン１の運転条件が自着火可能域Ａ，Ｂ（Ｂｌ，Ｂｈ），Ｃのうち、負荷Ｐｉの比較的に小さい領域（低負荷域）Ａにあるときは、Ｓ２０３へ進む。他方、エンジン１の運転条件が低負荷域Ａよりも高負荷側の領域（中負荷域）Ｂにあるときは、Ｓ２０５へ進み、これよりも更に高負荷側の領域（高負荷域）Ｃにあるときは、Ｓ２０８へ進む。
【００１８】
Ｓ２０３では、軽油の圧縮行程噴射を行う。
図５は、自着火燃焼による運転に際してＥＣＵ１０１が設定する軽油の噴射時期（以下「軽油噴射時期」という。）ＩＴｌ１，ＩＴｌ２を示している。比較的に早い時期ＩＴｌ１は、噴射された燃料を筒内全体に拡散させるための時期であり、吸気行程に設定される。この吸気行程中の軽油噴射時期ＩＴｌ１は、後述する中低負荷域Ｂｌにおける燃焼制御に関して「第１の噴射時期」に相当するものである。また、時期ＩＴｌ１よりも遅い時期ＩＴｌ２は、噴射された燃料を筒内で、燃焼室１４の略中央に偏在させるための時期であり、圧縮行程（特に、燃料がキャビティ１３ａ内に噴射される上死点近傍の時期）に設定される。この圧縮行程中の軽油噴射時期ＩＴｌ２は、中低負荷域Ｂｌにおける燃焼制御に関して「第２の噴射時期」に相当するものである。なお、図５は、軽油噴射時期ＩＴｌ１，ＩＴｌ２以外に、第２の燃料噴射弁２０により時期ＩＴｌ１に噴射される軽油の噴射量（以下「軽油均質噴射量」という。）Ｑｌｈ、第２の燃料噴射弁２０により時期ＩＴｌ２に噴射される軽油の噴射量（以下「軽油成層噴射量」という。）Ｑｌｓ、及び第１の燃料噴射弁１９によるガソリンの噴射量（以下「ガソリン噴射量」という。）Ｑｇを併せて示している。
【００１９】
Ｓ２０３では、第２の燃料噴射弁２０による軽油の噴射時期として、圧縮行程中の軽油噴射時期ＩＴｌ２を設定するとともに、エンジン１の運転条件に応じた軽油成層噴射量Ｑｌｓを設定する。これにより、第２の燃料噴射弁２０によりエンジン１の要求負荷に応じた量の軽油が圧縮行程中に噴射され、着火遅れの後、軽油の燃焼が生じる。軽油噴射時期ＩＴｌ２が上死点近傍の時期に設定され、軽油がキャビティ１３ａ内に噴射されることで、軽油と空気との混合が促進され、ＮＯｘ及びＰＭの発生が抑制される。なお、軽油成層噴射量Ｑｌｓは、要求負荷の増大に応じて増加させる。
【００２０】
Ｓ２０４では、第１の燃料噴射弁１９によるガソリンの噴射を停止させる。このように、低負荷域Ａでは、軽油のみによる運転を行う。
Ｓ２０５では、エンジン１の運転条件が中負荷域Ｂのうち、比較的に低負荷側の領域（中低負荷域）Ｂｌにあるか否かを判定する（図４）。中低負荷域Ｂｌにあるときは、Ｓ２０６へ進み、それ以外の中高負荷域Ｂｈにあるときは、Ｓ２０７へ進む。
【００２１】
Ｓ２０６では、軽油の二度噴きを行う。軽油の噴射時期として、吸気行程中の軽油噴射時期（「第１の噴射時期」に相当する。）ＩＴｌ１、及び圧縮行程中の軽油噴射時期（「第２の噴射時期」に相当する。）ＩＴｌ２を設定するとともに、エンジン１の運転条件に応じた各時期の軽油の噴射量（軽油均質噴射量Ｑｌｈ、軽油成層噴射量Ｑｌｓ）を設定する。これにより、第２の燃料噴射弁２０により軽油が吸気行程及び圧縮行程の双方で噴射され、吸気行程に噴射された軽油は、筒内全体に拡散し、ガソリン混合気に重畳して分布し、他方、圧縮行程に噴射された軽油は、キャビティ１３ａ内に保持されて、ガソリンの自着火を生じさせるための火種を形成する。また、ガソリン混合気に軽油を重畳させたことで、ガソリンの着火性が向上し、ガソリンの自着火による燃焼が促進される。なお、要求負荷の増大に対し、軽油均質噴射量Ｑｌｈを減少させる一方、軽油成層噴射量Ｑｌｓを増大させる。
【００２２】
Ｓ２０７では、軽油の圧縮行程噴射を行う。軽油の噴射時期として、圧縮行程中の軽油噴射時期ＩＴｌ２を設定するとともに、エンジン１の運転条件に応じた軽油成層噴射量Ｑｌｓを設定する。噴射された軽油は、燃焼室１４の略中央に偏在して、ガソリンの自着火を生じさせるための火種を形成する。なお、軽油噴射時期ＩＴｌ２は、要求負荷の増大に応じて進角させ、軽油成層噴射量Ｑｌｓは、要求負荷の増大に対し、スモーク限界（この限界を定める上限値ＬＭＴを一点鎖線により示す。）の制限に応じて減少させる。
【００２３】
Ｓ２０８では、軽油の吸気行程噴射を行う。軽油の噴射時期として、吸気行程中の軽油噴射時期ＩＴｌ１を設定するとともに、エンジン１の運転条件に応じた軽油均質噴射量Ｑｌｈを設定する。噴射された軽油は、筒内全体に拡散する。なお、軽油均質噴射量Ｑｌｈは、要求負荷の増大に応じて減少させる。
【００２４】
Ｓ２０９では、第１の燃料噴射弁１９を作動させて、エンジン１の運転条件に応じた量のガソリンを吸気ポート１５内に噴射する。噴射されたガソリンは、筒内全体に拡散し、均質なガソリン混合気を形成する。ＳＩ運転域Ｅでは、ガソリン混合気に対して点火プラグ２１により点火を行い、ガソリンの燃焼を生じさせる。
【００２５】
なお、本実施形態では、自着火可能域のうち、中低負荷域Ｂｌが「第１の運転領域」に、高負荷域Ｃが「第２の運転領域」に、低負荷域Ａが「第３の運転領域」に、中高負荷域Ｂｈが「第４の運転領域」に相当する。
【００２６】
本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
本実施形態では、自着火燃焼による運転（中低負荷域Ｂｌ）に際し、セタン価の低いガソリンを筒内全体に均一に拡散させる一方、ガソリンよりもセタン価の高い軽油を第１の噴射時期（吸気行程中の軽油噴射時期ＩＴｌ１）に噴射することにより、これを筒内全体に拡散させて、ガソリン混合気に重畳して分布させるとともに、軽油を第２の噴射時期（圧縮工程中の軽油噴射時期ＩＴｌ２）に噴射することにより、これを燃焼室１４の略中央に偏在させたことで、この偏在する軽油を断熱圧縮により着火させ、これを火種として、ガソリンの自着火による燃焼を生じさせることができる。特に、本実施形態では、ガソリン混合気に重畳する軽油によりガソリンの着火性が確保されるため、火種とする軽油の供給量（軽油成層噴射量Ｑｌｓ）を増大させることなく、ガソリンの自着火による燃焼を確実に生じさせることができ、中低負荷域Ｂｌにおいて、未燃ＨＣの排出を抑制することができる。
【００２７】
図６は、ガソリン混合気に重畳して分布させる軽油の噴射量（軽油均質噴射量Ｑｌｈ）に対するガソリンの着火性及びＨＣ排出量の関係を示している。軽油均質噴射量Ｑｌｈを増大させ（Ｑｌｈ１＜Ｑｌｈ２）、ガソリン混合気に重畳する軽油の濃度を増大させるほど、ガソリンの着火性が向上し、ＨＣ排出量を減少させることができる。
【００２８】
図７は、筒内で偏在させる軽油の噴射量（軽油成層噴射量Ｑｌｓ）に対するこの偏在する軽油の混合気（成層混合気）の濃度及びＮＯｘ，ＰＭ排出量の関係を示している。上記の通りガソリンの着火性が向上したことで、軽油成層噴射量Ｑｌｓを減少させることができる。このため、成層混合気の濃度を低下させ、ＮＯｘ，ＰＭ排出量を減少させることができる。本実施形態では、ＮＯｘ，ＰＭ排出量を利用可能域内の量に抑えることのできる軽油成層噴射量Ｑｌｓ（Ｑｌｓ１）を設定し、この軽油成層噴射量Ｑｌｓ１に関して求められるガソリンの着火性が得られる軽油均質噴射量Ｑｌｈ（Ｑｌｈ２）を設定する。
【００２９】
また、本実施形態では、自着火燃焼による低負荷域Ａでの運転に際し、第２の燃料噴射弁２０により圧縮行程中の軽油噴射時期ＩＴｌ２に軽油を噴射して、これを筒内で偏在させる一方、第１の燃料噴射弁１９によるガソリンの噴射を停止させることで、自着火可能域を低負荷側に拡大させ、より広い運転領域で自着火燃焼による運転を行うことができる。
【００３０】
更に、本実施形態では、高負荷域Ｃでの運転に際し、ガソリンを筒内全体に拡散させて、均質なガソリン混合気を形成するとともに、第２の燃料噴射弁２０により吸気行程中の軽油噴射時期ＩＴｌ１に軽油を噴射して、これを筒内全体に拡散させることで、軽油均質噴射量Ｑｌｈの変化に対するエンジントルクの変動を抑制し、ガソリン点火燃焼による運転に円滑に移行することができる。
【００３１】
更に、中低負荷域Ｂｌにおいて、エンジン１の要求負荷の増大に対し、軽油均質噴射量Ｑｌｈを減少させるとともに、軽油成層噴射量Ｑｌｓを増大させることで、ガソリンの着火性の回復に応じてガソリン混合気に重畳させる軽油を減量させて、燃料消費量を削減することができる。また、軽油成層噴射量Ｑｌｓを増大させることで、ガソリン混合気に対する充分な圧縮作用を生じさせて、自着火による燃焼を確実に達成させることができる。
【００３２】
更に、中低負荷域Ｂｌにおいて、エンジン１の要求負荷の低下に対し、ガソリン噴射量Ｑｇに対する軽油均質噴射量Ｑｌｈの割合を増大させることで、ガソリン混合気の濃度の低下に対して着火性の低下を良好に補い、充分な着火性を確保して、未燃ＨＣの排出を抑制することができる。
【００３３】
なお、ガソリンを噴射するための第１の燃料噴射弁１９は、吸気ポート１５内に噴射するばかりでなく、筒内に直接噴射するように、その噴孔を筒内に臨ませて設置することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃焼制御装置を備えるエンジンの構成
【図２】同上実施形態に係る燃焼制御ルーチン（燃焼形態の選択）のフローチャート
【図３】同上実施形態に係る燃焼制御ルーチン（燃焼形態に応じた燃料の噴射時期の設定）のフローチャート
【図４】燃焼形態切換判定用のマップデータ
【図５】エンジンの負荷Ｐｉに対する軽油噴射時期ＩＴｌ１，ＩＴｌ２、軽油成層噴射量Ｑｌｓ、軽油均質噴射量Ｑｌｈ及びガソリン噴射量Ｑｇの変化
【図６】軽油均質噴射量Ｑｌｈと、ガソリンの着火性及びＨＣ排出量との関係
【図７】軽油成層噴射量Ｑｌｓと、成層混合気の濃度及びＮＯｘ，ＰＭ排出量との関係
【符号の説明】
【００３５】
１…エンジン、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…ピストン、１３ａ…ピストンの冠面、１４…燃焼室、１５…吸気ポート、１６…排気ポート、１７…吸気弁、１８…排気弁、１９…第１の燃料噴射弁、２０…第２の燃料噴射弁、２１…点火プラグ、１０１…エンジンコントロールユニット、１５１…アクセルセンサ、１５２…クランク角センサ、１５３…冷却水温度センサ。
【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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