(57)【要約】【課題】内燃機関のトルク変動および未燃ガスの増加を抑止する。【解決手段】エンジン１０はピストン１５、インジェクタ１８、シリンダ２０を有する。インジェクタ１８は燃料をピストン１５のＴＤＣとＢＤＣとの間におけるシリンダ２０の内壁面に向かって噴射する。ＥＣＵ２３は水温センサ２５、燃料温度センサ２２、吸気温度センサ２４、および回転センサ２６からシリンダボア内壁温度、燃料温度、吸気温度、および回転数データを取得する。ＥＣＵ２３は取得したデータに基づいて噴射時期を決定する。シリンダボア内壁温度、燃料温度、または吸気温度がそれぞれの閾値を下回るとき、またはエンジン回転数ガ閾値を上回るときに、吸気行程においてピストン１５が噴射点Ｐを通過してからＢＤＣに到達するまでの間にＥＣＵ２３は燃料を噴射させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダの内壁における上死点と下死点との間の所定の位置である噴射地点に向けて燃料を噴射する噴射手段と、
前記噴射手段により噴射された前記燃料の燃焼室内における気化に影響を与える因子を検出する検出手段と、
前記燃焼室内における前記燃料の気化が促進される所定の範囲から前記検出手段により検出された前記因子が外れる場合、吸気行程中に上死点から下死点に移動するピストンが前記噴射地点を通過する時期から下死点に到達する時期までの間に、前記噴射手段に前記燃料を噴射させるように制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする火花点火内燃機関。
【請求項２】
前記検出手段は前記噴射地点側の前記ボア内壁における気化に影響を与える因子を検出し、前記制御手段は前記因子に基づいて前記噴射手段による前記燃料の噴射時期の制御を行なうことを特徴とする請求項1に記載の火花点火内燃機関。
【請求項３】
前記気化に影響を与える因子は前記噴射地点側の前記ボア内壁温度であることを特徴とする請求項２に記載の火花点火内燃機関。
【請求項４】
前記燃焼室内にタンブル流を発生させるように、前記燃焼室に吸気を行なう吸気ポートを備え、
前記噴射手段が前記噴射地点に向けて燃料を噴射することにより前記タンブル流を強化するように、前記噴射地点が定められることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の火花点火内燃機関。
【請求項５】
前記吸気ポートは前記燃焼室内に順タンブル流を発生させ、前記噴射地点は排気側ボア内壁に定められることを特徴とする請求項４に記載の火花点火内燃機関。
【請求項６】
前記制御手段は、前記因子が前記所定の範囲外において前記燃料の気化を促進させる方向に変化するほど、前記噴射手段に前記燃料を遅く噴射させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の火花点火内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒内噴射エンジンにおける燃料の噴射時期の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室内に直接燃料を噴射可能な筒内噴射式火花点火内燃機関が開発されている。筒内噴射式火花点火内燃機関では燃焼室内に直接燃料を供給可能なため、筒内への燃料の噴射時期の調整が可能となる（特許文献１参照）。
【０００３】
また、燃料を吸気とは別に燃焼室内に噴射するため、燃料の噴射方向に応じて様々な効果を発生させることが可能である。燃料の噴射方向は、所望の効果を発揮させる方向に設計される。発揮させる効果によっては、ボア内壁に向かって燃料が噴射されるように噴射方向が定められることがある。
【特許文献１】特開平７−２８６５２０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、噴射された燃料は点火されるまでの間に十分に気化することが求められる。しかし、冷機時などのように燃料が気化しにくい状況において、シリンダの内壁に噴射された燃料の一部が気化できずにシリンダ内壁に付着する可能性がある。
【０００５】
シリンダ内壁は潤滑油により覆われており、気化できなかった燃料は潤滑油に吸着される。吸着された燃料も気化されるが、点火されるまでの間に完全に気化できないことがある。そのため、サイクル毎の燃焼させる燃料の量が変動し、トルク変動が生じる可能性がある。また、爆発行程後の排気行程中にも吸着された燃料の気化が続き、排気ガス中の未燃ガスを増加させるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、筒内に直接燃料を噴射可能な火花点火内燃機関において、燃焼室内において燃料が十分に気化できない状況においてもトルク変動および未燃ガスの増加を抑止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る火花点火内燃機関は、噴射手段、検出手段、および制御手段とを含む。噴射手段は、シリンダ内壁における上死点と下死点との間の所定の位置である噴射地点に向けて燃料を噴射する。検出手段は、噴射手段により噴射された燃料の燃焼室内における気化に影響を与える因子を検出する。制御手段は、燃焼室内における燃料の気化が促進される所定の範囲から検出手段により検出された因子が外れる場合、吸気工程中に上死点から下死点に移動するピストンが噴射地点を通過する時期から下死点に到達する時期までの間に、噴射手段に燃料を噴射させるように制御する。
【０００８】
第１の発明によると、因子が所定の範囲から外れる場合に吸気行程中のピストンが噴射地点を通過する時期から下死点に到達する時期までの間に、燃料が噴射される。したがって、因子が所定の範囲から外れる場合にも燃料がピストンの頂面上に広がるので、燃料の気化を促進させることが可能になる。
【０００９】
第２の発明に係る火花点火内燃機関では、第１の発明の構成に加えて、検出手段が検出する因子は、噴射地点側のボア内壁における気化に影響を与える因子である。また、制御手段が因子に基づいて噴射手段による燃料の噴射時期の制御を行う。
【００１０】
第２の発明によると、サイクル毎の気化量の変動に最も影響を及ぼすボア内壁における燃料の気化に注目することにより、より的確に燃料の気化を促進させることが可能となる。
【００１１】
第３の発明に係る火花点火内燃機関では、第２の構成に加えて、気化に影響を与える因子は噴射地点側のボア内壁温度である。
【００１２】
第３の発明によると、ボア内壁における気化に最も大きな影響を与える因子として噴射地点側のボア内壁温度を用いて、噴射時期の制御を行うことにより、燃料気化の促進を効果的に行うことが可能となる。
【００１３】
第４の発明に係る火花点火内燃機関では、第１の構成に加えて、吸気ポートを含む。吸気ポートは燃焼室内にタンブル流を発生させるように燃焼室内に吸気を行なう。また、噴射手段が噴射地点に向けて燃料を噴射することによりタンブル流を強化するように、噴射地点が定められる。
【００１４】
第４の発明によれば、タンブル強化のために燃料噴射の噴流を活用するときに生じる問題点、すなわち、燃料の気化が不十分となることを防止することが可能である。
【００１５】
第５の発明に係る火花点火内燃機関では、第４の構成に加えて、吸気ポートは燃焼室内に順タンブル流を発生させ、噴射地点は排気側ボア内壁に定められる。
【００１６】
第５の発明によれば、一般的な順タンブル流を発生させるエンジンにおいて、前述のように燃料の気化が不十分となることを防止することが可能となる。
【００１７】
第６の発明に係る火花点火内燃機関では、第１の発明の構成に加えて、制御手段が、因子が所定の範囲外において燃料の気化を促進させる方向に変化するほど、噴射手段に燃料を遅く噴射させるように制御する。
【００１８】
第６の発明によると、必要以上に噴射時期を進角させることを防ぐことが可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、燃焼室内において燃料が十分に気化されない状況下において、トルクの変動や未燃ガスの増加を抑止することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用したエンジン（火花点火内燃機関）の概略的な構成図である。
【００２１】
エンジン１０は、燃料タンク１１、吸気通路１２、および排気通路１３に連結される。エンジン１０には、燃料タンク１１から燃料が供給される。また、エンジン１０には吸気通路１２を介して空気が吸入される。吸入された空気により供給された燃料が燃焼される。エンジン１０において燃焼により生成した排気ガスは排気通路１３を介して外部に排出される。
【００２２】
エンジン１０は、シリンダブロック（図示せず）、シリンダヘッド１４、ピストン１５、吸気弁１６、排気弁１７、インジェクタ１８、および点火プラグ１９などを含んで構成される。
【００２３】
シリンダブロックには、シリンダ２０が設けられる。シリンダ２０にピストン１５が設けられる。ピストン１５はシリンダ２０の円筒高さ方向に摺動自在である。シリンダ２０、シリンダヘッド１４、ピストン１５によって囲まれる空間が、燃焼室２１として形成される。
【００２４】
燃焼室２１は、吸気通路１２および排気通路１３と連通する。吸気通路１２および排気通路１３には、それぞれ吸気弁１６および排気弁１７が配置される。吸気弁１６を所定の時期に開くことにより、吸気通路１２を介して燃焼室２１に空気が吸入される。排気弁１７を所定の時期に開くことにより、排気通路１３を介して燃焼室２１から排気ガスが排出される。
【００２５】
なお、吸気通路１２から吸入される空気が燃焼室２１内で順タンブル流（図１符合Ｔ参照）すなわち、吸気された空気が燃焼室２１内の排気弁１７側を下降して燃焼室２１内の吸気弁１６側を上昇するタンブル流を発生させる形状に、吸入ポート１２ａが形成される。
【００２６】
インジェクタ１８は、燃焼室２１に燃料を直接噴射するように、シリンダヘッド１４に設けられる。インジェクタ１８には、燃料タンク１１から燃料が供給される。インジェクタ１８により、燃焼室２１に所定の時期に所定の量の燃料が噴射される。
【００２７】
なお、インジェクタ１８の燃料噴射方向は、吸気ポート１２ａから吸入する空気により発生する順タンブル流Ｔを、噴射する燃料の貫通力により強化する方向に定められる。すなわち、順タンブル流に接する方向で、順タンブル流と同じ方向が噴射方向に定められる。例えば、排気弁１７側の内壁におけるピストン１５のＴＤＣ（上死点）とＢＤＣ（下死点）との間の所定の噴射点Ｐに向かう方向が燃料の噴射方向に定められる。
【００２８】
また、インジェクタ１８はスリット状の噴口を有して、比較的厚さの薄い略扇形状に燃料を噴射する。燃料噴霧の厚さ中心平面と順タンブル流Ｔと平行に気筒中心軸線を通る縦平面とが一致するように、インジェクタ１８は取付けられる。
【００２９】
点火プラグ１９は、燃焼室２１に設けられる。燃焼室２１に吸入された混合気は、点火プラグ１９により所定のタイミングで着火される。着火された混合気が燃焼して排気ガスが生成され、排気通路１３を介して排出される。
【００３０】
燃料タンク１１には、燃料温度センサ２２が設けられる。燃料温度センサ２２により燃料タンク１１に貯蔵される燃料の燃料温度が検出される。検出された燃料温度は、信号としてＥＣＵ２３に送信される。
【００３１】
吸気通路１２には、吸気温度センサ２４が設けられる。吸気温度センサ２４により燃焼室２１に吸入させる空気の吸気温度が検出される。検出された吸気温度は、信号としてＥＣＵ２３に送信される。
【００３２】
エンジン１０には、水温センサ２５や回転センサ２６が設けられる。水温センサ２５および回転センサ２６により、それぞれエンジン１０の冷却水温およびエンジン１０の回転数が検出される。検出された冷却水温および回転数は、信号としてＥＣＵ２３に送信される。
【００３３】
ＥＣＵ２３は取得するデータに基づいて、エンジン１０の各部位に行なわせる動作の制御を行なう。例えば、後述するように、インジェクタ１８からの燃料の噴射時期が制御される。また、点火プラグ１９の点火時期、インジェクタ１８からの燃料の噴射量なども、ＥＣＵ２３によって制御される。
【００３４】
燃料の噴射時期を決定するために、ＥＣＵ２３は燃焼室２１内において吸気行程中に噴射した燃料が爆発行程の始まるまでに十分に気化されるか否かの判別を行なう。判別を行なうために、一定の燃料噴射量に対してサイクル毎のトルク変動を実質的に生じさせないときのシリンダボア内壁温度が、内壁温度閾値ＴＶ１として予め定められる。
【００３５】
シリンダボア内壁温度が高いほど、シリンダボア内壁面における燃料の気化する速度が大きくなる。したがって、シリンダボア内壁温度が高くなる程、１サイクルにおいて燃料の気化が促進されると判別できる。なお、シリンダボア内壁温度は水温と相関性があるため、水温に基づいてシリンダボア内壁温度が算出される。
【００３６】
シリンダボア内壁温度が内壁温閾値ＴＶ１を上回り燃料が十分に気化すると判別されるときには、吸気行程のＢＤＣ付近が燃料噴射時期に決定される。前述のように、吸気行程において吸気ポート１２ａから吸気される空気により燃焼室には順タンブル流Ｔが発生する。発生させた順タンブル流Ｔは吸気行程から圧縮行程ＴＤＣに達するまでの間に減衰していくが、吸気行程ＢＤＣ付近において燃料を噴射することにより順タンブル流Ｔが強められる。順タンブル流Ｔを強めることにより、圧縮行程においても順タンブル流Ｔは確実に持続し、圧縮行程のＴＤＣ近傍において気筒内に乱れを発生させる。この気筒内の乱れにより混合気の着火性が向上する。
【００３７】
シリンダボア内壁温度が内壁温閾値ＴＶ１を下回り、且つ後述するように、別の因子に基づいて燃料が十分に気化できないと判別されるときは、吸気行程においてピストン１５の頂面が噴射点Ｐを通過する時期が燃料噴射の基準噴射時期に定められる。なお、内壁温閾値ＴＶ１以下の温度において、シリンダボア内壁温度に対する遅角補正値の対応マップが予め定められており（図２参照）、基準噴射時期から遅角補正される。したがって、シリンダボア内壁温度が内壁温閾値ＴＶ１を下回る状況においてシリンダボア内壁温が高くなるほど、ＥＣＵ２３は燃料噴射時期を基準噴射時期から遅角させる。
【００３８】
また、ＥＣＵ２３における燃料の噴射時期を決定するために、一定の燃料噴射量に対してサイクル毎のトルク変動を実質的に生じさせないときの燃料温度、吸気温度、およびエンジン回転数が、燃温閾値ＴＶ２、吸気温閾値ＴＶ３、および回転数閾値ＴＶ４として予め定められる。
【００３９】
燃料温度および吸気温度が高いほど、燃料の気化する速度が大きくなる。したがって、燃料温度及び吸気温度が高いほど、１サイクルにおいて燃料の気化が促進すると判別できる。また、エンジン回転数が大きくなると、１サイクルにおける吸気行程および圧縮行程の時間が短くなるため、燃料が気化する量が少なくなる。したがって、エンジン回転数が高くなるほど、１サイクルにおいて燃料が十分に気化出来なくなると判別出来る。
【００４０】
シリンダボア内壁温度と同様に、燃料温度が燃温閾値ＴＶ２を上回り、吸気温度が吸気温閾値ＴＶ３を上回り、あるいはエンジン回転数が回転数閾値ＴＶ４を下回るときに、燃料が十分に気化すると判別される。前述のようにいずれかの要因により燃料が十分に気化すると判別されると、吸気行程のＢＤＣ付近が燃料噴射時期に決定される。
【００４１】
シリンダボア内壁温度と同様に、燃料温度が燃温閾値ＴＶ２を下回り、吸気温度が吸気温閾値ＴＶ３を下回り、且つエンジン回転数が回転数閾値ＴＶ４を上回るときに、吸気行程においてピストン１５の頂面が噴射点Ｐを通過する時期が基準噴射時期に定められる。
【００４２】
なお、燃温閾値ＴＶ２以下の温度において、燃料温度に対する遅角補正値の対応マップが予め定められており（図３参照）、基準噴射時期から遅角補正される。したがって、燃料温度が燃温閾値ＴＶ２を下回る状況において燃料温度が高くなるほど、ＥＣＵ２３は燃料噴射時期を基準噴射時期から遅角させる。
【００４３】
なお、吸気温閾値ＴＶ３以下の温度において、吸気温度に対する遅角補正値の対応マップが予め定められており（図４参照）、基準噴射時期から遅角補正される。したがって、吸気温度が吸気温閾値ＴＶ３を下回る状況において吸気温度が高くなるほど、ＥＣＵ２３は燃料噴射時期を基準噴射時期から遅角させる。
【００４４】
なお、回転数閾値ＴＶ４以上の回転数において、エンジン回転数に対する遅角補正値の対応マップが予め定められ、基準噴射時期から遅角補正される。したがって、エンジン回転数が回転数閾値ＴＶ４を上回る状況においてエンジン回転数が低くなるほど、ＥＣＵ２３は燃料噴射時期を基準噴射時期から遅角させる。
【００４５】
次に、図６のフローチャートを用いて、本実施形態にかかるシリンダボア内壁温度などに応じてＥＣＵ２３がエンジン１０の各部位に実行させる燃料噴射時期の決定の制御について説明する。なお、燃料噴射時期決定の制御は、エンジン１０が暖気されるまでステップ毎に定められた時間で各種動作が実行される。
【００４６】
ステップＳ１００において、ＥＣＵ２３はエンジン１０の水温データを取得する。次のステップＳ１０１において、ＥＣＵ２３は取得した水温データに基づいて排気弁１７側のシリンダボア内壁温度を算出する。
【００４７】
次のステップＳ１０２において、算出したシリンダボア内壁温度が内壁温閾値ＴＶ１を下回るか否かが判別される。シリンダボア内壁温度が内壁温閾値ＴＶ１を上回る場合は、ステップＳ１１２に進む。シリンダボア内壁温度が内壁温閾値ＴＶ１を下回る場合は、ステップＳ１０３に進む。
【００４８】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２３は燃料温度データを取得する。次のステップＳ１０４において、燃料温度が燃温閾値ＴＶ２を下回るか否かが判別される。燃料温度が燃温閾値ＴＶ２を上回る場合は、ステップＳ１１２に進む。燃料温度が燃温閾値ＴＶ２を下回る場合は、ステップＳ１０５に進む。
【００４９】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ２３は吸気温度データを取得する。次のステップＳ１０６において、吸気温度が吸気温閾値ＴＶ３を下回るか否かが判別される。吸気温度が吸気温閾値ＴＶ３を上回る場合は、ステップＳ１１２に進む。吸気温度が吸気温閾値ＴＶ３を下回る場合は、ステップＳ１０７に進む。
【００５０】
ステップＳ１０７において、ＥＣＵ２３はエンジン回転数データを取得する。次のステップＳ１０８において、エンジン回転数が回転数閾値ＴＶ４を上回るか否かが判別される。エンジン回転数が回転数閾値ＴＶ４を下回る場合は、ステップＳ１１２に進む。エンジン回転数が回転数閾値ＴＶ４を下回る場合は、ステップＳ１０９に進む。
【００５１】
ステップＳ１０９では、吸気行程においてピストン１５の頂面が噴射点Ｐを通過する時期が基準噴射時期Ｔ１として定められる。次にステップＳ１１０に進み、ステップＳ１０１で算出したシリンダボア内壁温度に対応する遅角補正値を取得する。また、ステップＳ１０３で取得した燃料温度に対応する遅角補正値を読込む。また、ステップＳ１０５で取得した吸気温度に対応する遅角補正値を読込む。また、ステップＳ１０７で取得したエンジン回転数に対応する遅角補正値を読込む。ステップＳ１１１では、ステップＳ１０９において定めた基準噴射時期Ｔ１をステップＳ１１０において取得した各遅角補正値で補正した時期を燃料噴射時期に定める。
【００５２】
前述のように、ステップＳ１０２においてシリンダボア内壁温度が内壁温閾値ＴＶ１を上回る場合、ステップＳ１０４において燃料温度が燃温閾値ＴＶ２を上回る場合、ステップＳ１０６において吸気温度が吸気温閾値ＴＶ３を上回る場合、またはステップＳ１０８においてエンジン回転数が回転数閾値ＴＶ４を下回る場合に、ステップＳ１１２に進み、燃料噴射時期を吸気行程ＢＤＣ付近に定める。
【００５３】
以上のような構成の火花点火内燃機関によれば、燃焼室内において燃料が十分に気化できない状況においてトルク変動および排気ガス中の未燃ガスの増加を抑止することが可能になる。以下に、本実施形態の効果について詳細に説明する。
【００５４】
一般的に、均質燃焼時において燃焼速度を速めるために、燃焼室２１内においてタンブルの発生およびタンブルの強化が求められている。吸気ポート１２ａからの吸気によって発生させたタンブルを強化するためには、吸気行程のＢＤＣ付近で燃料が噴射されることが望ましい。
【００５５】
一方、タンブルを強化させるように設計した噴射方向に向けてのＢＤＣ付近における噴射では、シリンダボア内壁に燃料が噴射される。エンジン１０が暖機されたときや燃料温度などが高い状態などの通常の運転時においては、燃料がシリンダボア内壁に到達する前に十分に気化しており、あるいはシリンダボア内壁に到達した液状の燃料も爆発行程までの間に十分に気化される。しかし、燃料温度、吸気温度が低いときや、エンジンの回転数が高いときには、燃料がシリンダボア内壁に到達するまでに十分に気化できず、液状の燃料がシリンダボア内壁に到達することがある。
【００５６】
インジェクタ１８から噴射され気化出来ずにシリンダ２０内壁に到達した燃料（図７符号Ｇ参照）は、シリンダボア内壁とピストン１５の頂面上に広がる。シリンダボア内壁は潤滑油により覆われているため、シリンダボア内壁に広がった燃料はシリンダボア内壁を覆う潤滑油に吸着される。一方、ピストン１５は潤滑油に覆われず、燃料はピストン１５の頂面上に広がる。一般的に潤滑油に吸着された燃料の気化速度よりピストン１５の頂面に付着した燃料の気化速度の方が速い。したがって、ピストン１５の頂面上に広がった燃料の方が、シリンダボア内壁上に広がる燃料より速く気化する。さらには、ピストン１５の頂面はシリンダ２０内壁より高温であるため、ピストン１５の頂面に広がった燃料は、シリンダボア内壁に広がる燃料よりさらに速く気化する。
【００５７】
そこで本実施形態では、シリンダボア内壁に到達する前または着火時までにシリンダボア内壁において燃料を十分に気化できないときには、燃料の噴射時期を基準噴射時期から吸気行程ＢＤＣまでの範囲において基準噴射時期から遅角させている。すなわち、燃料の噴射時期を吸気行程ＢＤＣから進角させている。ＢＤＣから進角させることによって、シリンダ２０内壁に広がる燃料の付着面積が減少する一方で、ピストン１５の頂面に広がる燃料の付着面積が増加する。
【００５８】
したがって、シリンダボア内壁に到達する前または着火時までにシリンダボア内壁において燃料を十分に気化できない場合であっても、気化する燃料の量を一定に保つことが可能である。それゆえ、サイクル毎の気化する燃料の量の変動を抑えられ、トルクの変動や未燃ガスの増加を抑止することが可能となる。
【００５９】
さらに、シリンダボア内壁温度が低くなるほど噴射時期を吸気行程ＢＤＣから大きく進角させるので、シリンダボア内壁温が低くなるほどピストン１５の頂面上に広がる燃料の付着面積がさらに増加する。したがって、シリンダボア内壁における燃料の気化に不利な状況になるほど、噴射時期に関しては燃料の気化を促進させるように調整される。したがって、燃料の気化に不利な状況であるか否かに関わらず、燃料を十分に気化することが可能となる。
【００６０】
なお、噴射時期をさらに進角させて、吸気行程においてピストン１５が噴射点Ｐを通過する前に噴射すると、噴射された燃料（図８符号Ｇ参照）はピストン１５の頂面からシリンダボア内壁上に広がる。このときには、逆にシリンダボア内壁に広がる燃料の方が、ピストン１５の頂面に広がる燃料より多くなり、燃料の気化には不利な状況となる。それゆえ、本実施形態では、吸気行程においてピストン１５の頂面が噴射点Ｐを通過する時期からＢＤＣに到達する時期までの間の時期が、噴射時期に決められる。
【００６１】
なお、燃料温度、吸気温度、エンジン回転数に応じて本実施形態のように燃料噴射時期を制御する場合も、シリンダボア内壁温度に応じた制御と同様の効果が得られる。
【００６２】
なお、本実施形態では、前述のように、シリンダボア内壁温度、燃料温度、吸気温度、またはエンジン回転数に応じて吸気行程ＢＤＣからの進角量の調整を行う構成であるが、シリンダボア内壁温度、燃料温度、または吸気温度がそれぞれの閾値を下回るとき、或いはエンジン回転数が回転数閾値ＴＶ４を上回るときに進角量の調整をすること無く所定の進角量で噴射時期を早める構成であってもよい。吸気行程におけるピストン１５の頂面が噴射点Ｐを通過する後からＢＤＣに到達する前に噴射すれば、ピストン１５の頂面に広がる燃料の付着面積が増加する。したがって吸気行程ＢＤＣ付近で噴射するときに比べてサイクル毎の気化量の変動を十分に抑止することが可能である。
【００６３】
また、本実施形態では、シリンダボア内壁温度、燃料温度、吸気温度、およびエンジン回転数に応じて、燃料噴射時期の吸気行程ＢＤＣからの進角を行なう構成であるが、燃焼室内における気化に影響を与えるいかなる因子に応じて噴射時期の進角を行ってもよい。
【００６４】
なお、他の因子に基づいて噴射時期の進角調整を行う場合は、因子が燃料の気化が促進されると判定される範囲内であるときに、吸気行程のＢＤＣ付近が燃料噴射時期に決定される。一方、因子が当該範囲から外れるときに、吸気行程においてピストン１５の頂面が噴射点Ｐを通過する時期からＢＤＣに到達する時期までの間の時期が燃料噴射時期に定められる。
【００６５】
また、本実施形態において、シリンダボア内壁温度、燃料温度、吸気温度、およびエンジン回転数に基づいて燃料の噴射時期を決定する構成であるが、少なくとも一つの因子に基づいて噴射時期を決定してもよい。特に、シリンダボア内壁温度は、他の因子に比べて燃料の気化に大きな影響を及ぼすので、シリンダボア内壁温度のみを用いて噴射時期を決定することにより処理の簡易化を計ることも可能である。
【００６６】
また、本実施形態では、燃料の噴射時期が吸気行程中に一回行なわれることを前提としているが、例えば単一のサイクル中に複数回の燃料噴射が行われる場合にも適用可能である。例えば、複数回の噴射の中の少なくとも一回の燃料噴射において吸気行程ＢＤＣ付近における燃料噴射を通常行なっている場合には、燃料が十分に気化できないときに噴射時期を本実施形態のように進角される。
【００６７】
また、本実施形態では、タンブル強化のためにインジェクタ１８の噴射方向がシリンダ２０内壁の方向に定められる構成であるが、タンブル強化のためだけでなく他のどのような目的のためであっても、噴射方向がピストン１５のＴＤＣからＢＤＣの間におけるシリンダ２０の内壁面を向いた方向であれば、本実施形態を適用可能である。
【００６８】
また、本実施形態において、燃料の燃料温度、吸入する空気の温度は温度センサにより直接検出される構成であるが、水温の検出によりシリンダ内壁温度を検出するように、間接的に燃料温度などを検出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施形態を適用したエンジンの概略的な構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】シリンダボア内壁温度に対する噴射基準時からの遅角補正値を示すグラフである。
【図３】燃料温度に対する噴射基準時からの遅角補正値を示すグラフである。
【図４】吸気温度に対する噴射基準時からの遅角補正値を示すグラフである。
【図５】エンジン回転数に対する噴射基準時からの遅角補正値を示すグラフである。
【図６】ＥＣＵが行なう燃料噴射時期決定制御のプログラム構造を示すフローチャートである。
【図７】ピストンが噴射点を通過してから吸気行程ＢＤＣに到達するまでの間に燃料を噴射する場合の燃料の燃焼室内における付着状態を示す図である。
【図８】ピストンが噴射点を通過する前に燃料を噴射する場合の噴射された燃料の燃焼室内における付着状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０  エンジン
１２ａ  吸気ポート
１５  ピストン
１８  インジェクタ
２０  シリンダ
２１  燃焼室
２２  燃料温度センサ
２３  ＥＣＵ
２４  吸気温度センサ
２５  水温センサ
２６  回転センサ
【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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