JP2000002130A - 成層燃焼内燃機関のアイドル回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】成層燃焼を行いうる内燃機関において、負荷が
加わった際にアイドルアップが行われることによって、
機関回転数が一時的に急増するのを抑制する。 【解決手段】エンジン１の第１吸気弁６ａ及び第２吸気
弁６ｂ近傍のシリンダヘッド４内壁面周辺部には燃料噴
射弁１１が配置され、燃料噴射弁１１からの燃料は、直
接的に気筒１ａ内に噴射される。吸気ダクト２０内には
ステップモータ２２によって開閉されるスロットル弁２
３が配設されている。電子制御装置（ＥＣＵ）３０は、
エンジン１のアイドリング時に成層燃焼が行われている
場合に、燃料噴射弁１１から直接的に供給される燃料量
を増加させる。ここで、負荷が加えられることが検出さ
れてから、実際に負荷がエンジン１に加わるまでの間に
所定の時間を要するが、燃料量もなまし演算により徐々
に増加させられる。従って、負荷がさほど大きくないの
に燃料量のみが増大してしまうことがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成層燃焼を行いう
る内燃機関のアイドル回転数制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的に使用されているエンジン
においては、燃料噴射弁からの燃料は吸気ポートに噴射
され、燃焼室には予め燃料と空気との均質混合気が供給
される。かかるエンジンでは、アクセル操作に連動する
スロットル弁によって吸気通路が開閉され、この開閉に
より、エンジンの燃焼室に供給される吸入空気量（結果
的には燃料と空気とが均質に混合された気体の量）が調
整され、もってエンジン出力が制御される。

【０００３】しかし、上記のいわゆる均質燃焼による技
術では、スロットル弁の絞り動作に伴って大きな吸気負
圧が発生し、ポンピングロスが大きくなって効率は低く
なる。これに対し、スロットル弁の絞りを小とし、燃焼
室に直接燃料を供給することにより、点火プラグの近傍
に可燃混合気を存在させ、当該部分の空燃比を高めて、
着火性を向上するようにしたいわゆる「成層燃焼」とい
う技術が知られている。かかる技術においては、エンジ
ンの低負荷時には、噴射された燃料が、点火プラグ周り
に偏在供給されるとともに、スロットル弁がほぼ全開に
開かれて成層燃焼が実行される。これにより、ポンピン
グロスの低減が図られ、燃費の向上が図られる。

【０００４】上記の如く成層燃焼を行いうる技術とし
て、例えば特開平７−１６６９１６号公報に開示された
ものが知られている。この技術では、シリンダヘッドに
インジェクタを装着し、該インジェクタから燃焼室内に
直接燃料を噴射するようにしている。そして、このイン
ジェクタから噴射される燃料の噴射量及び噴射時期を制
御することで、低・中負荷領域において成層燃焼を行う
ようにしている。

【０００５】また、この技術では、エンジンのアイドリ
ング時において、成層燃焼が行われている場合には、そ
の成層燃焼を行ったまま、燃料噴射量が制御される。こ
のような制御が行われることで、成層燃焼が行われつつ
アイドル回転数の制御が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来公
報に記載された技術においては、次に記すような問題が
生じうる。すなわち、アイドリング時においては、エア
コン等の負荷がエンジンに加わった場合には、エンジン
回転数の低下を防止するため、一般に、アイドルアップ
が行われる。ここで、均質燃焼のみを行う一般的なエン
ジンの場合には、吸入空気量を増加させることでアイド
ルアップが実行される。この場合、負荷信号が入力され
てから実際にエンジンに負荷が加わるまでには、所定の
時間を要するが、吸入空気量を増加させる信号、つま
り、ＩＳＣＶやスロットル弁の開度を増大させる信号が
出力されてから実際に吸入空気量が増大するのにも所定
の時間がかかる。

【０００７】これに対し、上記従来技術において、成層
燃焼が行われている場合には、燃料噴射量を増量させる
ことで、アイドルアップが行われる。しかしながら、燃
料噴射量を増量させる信号が出力されてから実際に燃料
噴射量が増量されるのには、燃料が燃焼室内に直接的に
噴射されるため、ほとんど時間がかからない。その結
果、一時的にエンジン回転数が急増してしまうという不
具合が発生するおそれがあった。

【０００８】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、成層燃焼を行いうる内燃機関
のアイドル回転数制御装置において、内燃機関に負荷が
加わった際にアイドルアップが行われることによって、
機関回転数が一時的に急増してしまうのを抑制すること
のできる成層燃焼内燃機関のアイドル回転数制御装置を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明においては、図１に示すよう
に、成層燃焼を行いうる内燃機関Ｍ１と、前記内燃機関
Ｍ１に加わる負荷を検出するための負荷検出手段Ｍ２
と、前記内燃機関Ｍ１のアイドリング時において、前記
負荷検出手段Ｍ２により前記内燃機関Ｍ１に負荷が加え
られることが検出された場合に、前記内燃機関Ｍ１の回
転数の低下を抑制するべくアイドルアップを行うアイド
ルアップ制御手段Ｍ３とを備えた成層燃焼内燃機関のア
イドル回転数制御装置であって、前記内燃機関Ｍ１の燃
焼状態が成層燃焼であるときには、前記アイドルアップ
制御手段Ｍ３は、前記内燃機関Ｍ１に直接的に供給され
る燃料量を増加せしめる燃料量増加制御手段Ｍ４と、該
燃料量増加制御手段Ｍ４により増加される燃料量の増加
率に制限を課する増加率制限手段Ｍ５とから構成される
ものであることをその要旨としている。

【００１０】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載の成層燃焼内燃機関のアイドル回転数制御装置
において、前記増加率制限手段Ｍ５は、前記燃料量の増
加に際しなましをかけるものであることをその要旨とし
ている。

【００１１】さらに、請求項３に記載の発明では、請求
項１又は２に記載の成層燃焼内燃機関のアイドル回転数
制御装置において、前記増加率制限手段Ｍ５は、さら
に、前記燃料量の増加のタイミングを遅らせるものであ
ることをその要旨としている。

【００１２】併せて、請求項４に記載の発明では、請求
項１から３のいずれかに記載の成層燃焼内燃機関のアイ
ドル回転数制御装置において、さらに、前記負荷検出手
段Ｍ２により検出される負荷の程度に応じて前記燃料量
の増加率を可変とする手段を設けたことをその要旨とし
ている。

【００１３】加えて、請求項５に記載の発明では、請求
項１から４のいずれかに記載の成層燃焼内燃機関のアイ
ドル回転数制御装置において、前記内燃機関Ｍ１の燃焼
状態が均質燃焼であるときには、前記アイドルアップ制
御手段Ｍ３は、前記内燃機関Ｍ１の吸入空気量を増加せ
しめる吸入空気量増加制御手段によって構成されること
をその要旨としている。

【００１４】また、請求項６に記載の発明では、請求項
１から５のいずれかに記載の成層燃焼内燃機関のアイド
ル回転数制御装置において、さらに、前記内燃機関Ｍ１
のアイドリング時において、前記負荷検出手段Ｍ２によ
り前記内燃機関Ｍ１への負荷が軽減されたことが検出さ
れた場合に、前記アイドルアップの解除を行うアイドル
アップ解除制御手段を設けるとともに、前記内燃機関Ｍ
１の燃焼状態が成層燃焼であるときには、前記アイドル
アップ解除制御手段は、前記内燃機関Ｍ１に供給される
燃料量を減少せしめる燃料量減少制御手段と、該燃料量
減少制御手段により減少される燃料量の減少率に制限を
課する減少率制限手段とから構成されるものであること
をその要旨としている。

【００１５】さらに、請求項７に記載の発明において
は、成層燃焼を行いうる内燃機関と、前記内燃機関に加
わる負荷を検出するための負荷検出手段と、前記内燃機
関のアイドリング時において、前記負荷検出手段により
前記内燃機関に負荷が加えられることが検出された場合
に、前記内燃機関の回転数の低下を抑制するべくアイド
ルアップを行うアイドルアップ制御手段とを備えた成層
燃焼内燃機関のアイドル回転数制御装置であって、前記
内燃機関の燃焼状態が成層燃焼であるときに、前記アイ
ドルアップ制御手段によって、前記内燃機関の回転数が
一時的に急増してしまうのを防止するための回転数急増
防止手段を設けたことをその要旨としている。

【００１６】（作用）上記請求項１に記載の発明によれ
ば、図１に示すように、成層燃焼を行いうる内燃機関Ｍ
１に加わる負荷が、負荷検出手段Ｍ２によって検出され
る。そして、内燃機関Ｍ１のアイドリング時において、
負荷検出手段Ｍ２により負荷が加えられることが検出さ
れた場合に、アイドルアップ制御手段Ｍ３によってアイ
ドルアップが行われる。これにより、内燃機関Ｍ１の回
転数の低下が抑制される。

【００１７】さて、本発明では、内燃機関Ｍ１の燃焼状
態が成層燃焼であるときには、前記アイドルアップ制御
手段Ｍ３の構成要素たる燃料量増加制御手段Ｍ４によっ
て、内燃機関Ｍ１に直接的に供給される燃料量が増加さ
せられる。ここで、負荷が加えられることが検出されて
から、実際に負荷が内燃機関Ｍ１に加わるまでの間に
は、所定の時間を要する。一方、燃料量増加制御手段Ｍ
４による燃料量の増加指令がなされてから実際に内燃機
関Ｍ１に供給される燃料量が増加するのは、理論上極め
て短時間で行われる。これに対し、本発明では、アイド
ルアップ制御手段Ｍ３の構成要素たる増加率制限手段Ｍ
５によって、燃料量増加制御手段Ｍ４により増加される
燃料量の増加率に制限が課せられる。

【００１８】このため、内燃機関Ｍ１に実際に加わる負
荷が増加するのに所定の時間がかかるのに対応して、燃
料量が増加するのにも時間がかかることとなる。従っ
て、負荷がさほど大きくないのに燃料量のみが増大して
しまうことがなくなる。

【００１９】また、請求項２に記載の発明よれば、請求
項１に記載の発明の作用に加えて、前記増加率制限手段
Ｍ５によって、燃料量の増加に際しなましがかけられ
る。従って、燃料量は徐々に増大することとなり、上記
請求項１に記載の作用がより効果的に奏される。

【００２０】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
請求項１及び２に記載の発明の作用に加えて、前記増加
率制限手段Ｍ５によって、さらに、前記燃料量の増加の
タイミングが遅らせる。従って、上記作用に加えて、燃
料量の増大を、より一層負荷の増大に合わせやすいもの
とすることが可能となる。

【００２１】併せて、請求項４に記載の発明によれば、
請求項１から３に記載の発明の作用に加えて、さらに、
前記負荷検出手段Ｍ２により検出される負荷の程度に応
じて前記燃料量の増加率が可変とされる。従って、負荷
の種類や程度が異なっていても、それによって、回転数
が急増してしまうことがなくなる。

【００２２】加えて、請求項５に記載の発明によれば、
請求項１から４に記載の発明の作用に加えて、前記内燃
機関Ｍ１の燃焼状態が均質燃焼であるときには、内燃機
関Ｍ１の吸入空気量が増加させられることにより、アイ
ドルアップが行われる。

【００２３】また、請求項６に記載の発明によれば、請
求項１から５に記載の発明の作用に加えて、さらに、内
燃機関Ｍ１のアイドリング時において、負荷検出手段Ｍ
２により内燃機関Ｍ１への負荷が軽減されたことが検出
された場合に、アイドルアップ解除制御手段により、ア
イドルアップの解除が行われる。このとき、内燃機関Ｍ
１の燃焼状態が成層燃焼であるときには、アイドルアッ
プ解除制御手段の構成要素たる燃料量減少制御手段によ
って、内燃機関Ｍ１に供給される燃料量が減少させられ
る。このとき、アイドルアップ解除制御手段の構成要素
たる減少率制限手段によって、燃料量の減少率に制限が
課せられる。従って、負荷が解除される場合にも、内燃
機関Ｍ１に実際に加わる負荷が減少するのに所定の時間
がかかるのに対応して、燃料量が減少するのにも時間が
かかることとなる。従って、負荷がさほど小さくなって
いないのに、燃料量のみが急減してしまうことがなくな
る。

【００２４】さらに、請求項７に記載の発明によれば、
基本的には請求項１に記載の発明と同様の作用が奏され
る。すなわち、回転数急増防止手段の存在により、内燃
機関の燃焼状態が成層燃焼であるときに、アイドルアッ
プ制御手段によって内燃機関の回転数が一時的に急増し
てしまうのが防止される。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明における成層燃焼内
燃機関のアイドル回転数制御装置を具体化した一実施の
形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

【００２６】図２は本実施の形態において、車両に搭載
された筒内噴射式エンジンのアイドル回転数制御装置を
示す概略構成図である。内燃機関としてのエンジン１
は、例えば４つの気筒１ａを具備し、これら各気筒１ａ
の燃焼室構造が図３に示されている。これらの図に示す
ように、エンジン１はシリンダブロック２内にピストン
を備えており、当該ピストンはシリンダブロック２内で
往復運動する。シリンダブロック２の上部にはシリンダ
ヘッド４が設けられ、前記ピストンとシリンダヘッド４
との間には燃焼室５が形成されている。また、本実施の
形態では１気筒１ａあたり、４つの弁が配置されてお
り、図中において、符号６ａとして第１吸気弁、６ｂと
して第２吸気弁、７ａとして第１吸気ポート、７ｂとし
て第２吸気ポート、８として一対の排気弁、９として一
対の排気ポートがそれぞれ示されている。

【００２７】図３に示すように、第１の吸気ポート７ａ
はヘリカル型吸気ポートからなり、第２の吸気ポート７
ｂはほぼ真っ直ぐに延びるストレートポートからなる。
また、シリンダヘッド４の内壁面の中央部には、点火プ
ラグ１０が配設されている。この点火プラグ１０には、
図示しないディストリビュータを介してイグナイタ１２
からの高電圧が印加されるようになっている。そして、
この点火プラグ１０の点火タイミングは、イグナイタ１
２からの高電圧の出力タイミングにより決定される。さ
らに、第１吸気弁６ａ及び第２吸気弁６ｂ近傍のシリン
ダヘッド４内壁面周辺部には燃料噴射弁１１が配置され
ている。すなわち、本実施の形態においては、燃料噴射
弁１１からの燃料は、直接的に気筒１ａ内に噴射される
ようになっており、均質燃焼のみならず、いわゆる成層
燃焼も行われるようになっている。

【００２８】図２に示すように、各気筒１ａの第１吸気
ポート７ａ及び第２吸気ポート７ｂは、それぞれ各吸気
マニホルド１５内に形成された第１吸気路１５ａ及び第
２吸気路１５ｂを介してサージタンク１６内に連結され
ている。各第２吸気通路１５ｂ内にはそれぞれスワール
コントロールバルブ１７が配置されている。これらのス
ワールコントロールバルブ１７は共通のシャフト１８を
介して、アクチュエータとしてのステップモータ１９に
連結されている。このステップモータ１９は、後述する
電子制御装置（以下単に「ＥＣＵ」という）３０からの
出力信号に基づいて制御される。

【００２９】前記サージタンク１６は、吸気ダクト２０
を介してエアクリーナ２１に連結され、吸気ダクト２０
内には、別途のステップモータ２２によって開閉される
スロットル弁２３が配設されている。つまり、本実施の
形態のスロットル弁２３はいわゆる電子制御式のもので
あり、基本的には、ステップモータ２２が前記ＥＣＵ３
０からの出力信号に基づいて駆動されることにより、ス
ロットル弁２３が開閉制御される。そして、このスロッ
トル弁２３の開閉により、吸気ダクト２０を通過して燃
焼室５内に導入される吸入空気量が調節されるようにな
っている。本実施の形態では、吸気ダクト２０、サージ
タンク１６並びに第１吸気路１５ａ及び第２吸気路１５
ｂ等により、吸気通路が構成されている。また、スロッ
トル弁２３の近傍には、その開度（スロットル開度Ｔ
Ａ）を検出するためのスロットルセンサ２５が設けられ
ている。なお、前記各気筒の排気ポート９には排気マニ
ホルド１４が接続されている。そして、燃焼後の排気ガ
スは当該排気マニホルド１４を介して図示しない排気ダ
クトへ排出されるようになっている。

【００３０】さらに、本実施の形態では、公知の排気ガ
ス循環（ＥＧＲ）装置５１が設けられている。このＥＧ
Ｒ装置５１は、排気ガス循環通路としてのＥＧＲ通路５
２と、同通路５２の途中に設けられた排気ガス循環弁と
してのＥＧＲバルブ５３とを含んでいる。ＥＧＲ通路５
２は、スロットル弁２３の下流側の吸気ダクト２０と、
排気ダクトとの間を連通するよう設けられている。ま
た、ＥＧＲバルブ５３は、弁座、弁体及びステップモー
タ（いずれも図示せず）を内蔵しており、これらにより
ＥＧＲ機構が構成されている。ＥＧＲバルブ５３の開度
は、ステップモータが弁体を弁座に対して断続的に変位
させることにより、変動する。そして、ＥＧＲバルブ５
３が開くことにより、排気ダクトへ排出された排気ガス
の一部がＥＧＲ通路５２へと流れる。その排気ガスは、
ＥＧＲバルブ５３を介して吸気ダクト２０へ流れる。す
なわち、排気ガスの一部がＥＧＲ装置５１によって吸入
混合気中に再循環する。このとき、ＥＧＲバルブ５３の
開度が調節されることにより、排気ガスの再循環量が調
整されるのである。

【００３１】さて、上述したＥＣＵ３０は、デジタルコ
ンピュータからなっており、双方向性バス３１を介して
相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３
２、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３３、マイクロプロ
セッサからなるＣＰＵ（中央処理装置）３４、入力ポー
ト３５及び出力ポート３６を具備している。本実施の形
態においては、当該ＥＣＵ３０により、負荷検出手段、
アイドルアップ制御手段、燃料量増加制御手段及び増加
量制限手段が構成されている。

【００３２】前記アクセルペダル２４には、当該アクセ
ルペダル２４の踏込み量に比例した出力電圧を発生する
アクセルセンサ２６Ａが接続され、該アクセルセンサ２
６Ａによりアクセル開度ＡＣＣＰが検出される。当該ア
クセルセンサ２６Ａの出力電圧は、ＡＤ変換器３７を介
して入力ポート３５に入力される。また、同じくアクセ
ルペダル２４には、アクセルペダル２４の踏込み量が
「０」であることを検出するための全閉スイッチ２６Ｂ
が設けられている。すなわち、この全閉スイッチ２６Ｂ
は、アクセルペダル２４の踏込み量が「０」である場合
に全閉信号として「１」の信号を、そうでない場合には
「０」の信号を発生する。そして、該全閉スイッチ２６
Ｂの出力電圧も入力ポート３５に入力されるようになっ
ている。

【００３３】また、上死点センサ２７は例えば１番気筒
１ａが吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、
この出力パルスが入力ポート３５に入力される。クラン
ク角センサ２８は例えばクランクシャフトが３０°ＣＡ
回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入
力ポートに入力される。ＣＰＵ３４では上死点センサ２
７の出力パルスとクランク角センサ２８の出力パルスか
らエンジン回転数ＮＥが算出される（読み込まれる）。

【００３４】さらに、前記シャフト１８の回転角度は、
スワールコントロールバルブセンサ２９により検出さ
れ、これによりスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）
１７の開度が検出されるようになっている。そして、ス
ワールコントロールバルブセンサ２９の出力はＡ／Ｄ変
換器３７を介して入力ポート３５に入力される。

【００３５】併せて、前記スロットルセンサ２５によ
り、スロットル開度ＴＡが検出される。このスロットル
センサ２５の出力はＡ／Ｄ変換器３７を介して入力ポー
ト３５に入力される。

【００３６】加えて、本実施の形態では、サージタンク
１６内の圧力（吸気圧ＰＩＭ）を検出する吸気圧センサ
６１が設けられている。さらに、エンジン１の冷却水の
温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出する水温センサ６２が設
けられている。これら両センサ６１，６２の出力もＡ／
Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５に入力されるよう
になっている。

【００３７】本実施の形態において、これらスロットル
センサ２５、アクセルセンサ２６Ａ、全閉スイッチ２６
Ｂ、上死点センサ２７、クランク角センサ２８、スワー
ルコントロールバルブセンサ２９、吸気圧センサ６１及
び水温センサ６２等により、運転状態が検出される。

【００３８】一方、出力ポート３６は、対応する駆動回
路３８を介して各燃料噴射弁１１、各ステップモータ１
９，２２、イグナイタ１２及びＥＧＲバルブ５３（ステ
ップモータ）に接続されている。そして、ＥＣＵ３０は
各センサ等２５〜２９，６１，６２からの信号に基づ
き、ＲＯＭ３３内に格納された制御プログラムに従い、
燃料噴射弁１１、ステップモータ１９，２２、イグナイ
タ１２及びＥＧＲバルブ５３等を好適に制御する。

【００３９】次に、上記構成を備えた成層燃焼エンジン
のアイドル回転数制御装置における本実施の形態に係る
各種制御に関するプログラムについて、フローチャート
を参照して説明する。すなわち、図４は、エンジン１の
アイドリング時において、成層燃焼が実行されているこ
とを前提としてＥＣＵ３０により実行される「アイドル
回転数制御ルーチン」を示すフローチャートであって、
例えば、所定クランク角毎の割り込みで実行される。

【００４０】処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ
３０は、先ず、ステップ１０１において、アイドルアッ
プ要求があったか否かを判断する。ここで、アイドルア
ップ要求というのは、運転者によりエアコンスイッチが
オンされた場合、パワーステアリング（パワステ）が操
作された場合、シフト位置がＮレンジからＤレンジに切
換えられた場合、その他の電気負荷が加えられた場合等
が挙げられる。

【００４１】そして、ステップ１０１においてアイドル
アップ要求があったと判断されない場合には、アイドル
アップを行う必要がないものとして、その後の処理を一
旦終了する。

【００４２】これに対し、アイドルアップ要求があった
場合には、ステップ１０２へ移行する。ステップ１０２
においては、各種負荷に対応し、燃料量換算された補正
項（例えば、エアコン補正項ＤＣＡＣ、パワステ補正項
ＤＰＳ、電気負荷補正項ＤＢ、トルコン補正項ＤＥ等）
を総て加算するとともに、その加算した値を仮のアイド
ルアップ補正項ｔＰＥとして設定する。

【００４３】さらに、ＥＣＵ３０は、続くステップ１０
３において、今回算出された仮のアイドルアップ補正項
ｔＰＥをなまし演算し、そのなまし値を新たなアイドル
アップ補正項ＰＥとして設定する。すなわち、前回のア
イドルアップ補正項ＰＥ_i-1を（ｎ−１）倍し、それに
今回算出された仮のアイドルアップ補正項ｔＰＥを加算
した値をｎで除算し、その値を新たなアイドルアップ補
正項ＰＥとして設定する。

【００４４】そして、ステップ１０４においては、今回
算出設定した新たなアイドルアップ補正項ＰＥを最終噴
射量ＱＦに反映させる。つまり、ＥＣＵ３０は、別途算
出したアイドルアップ分を含まない基本噴射量ＱＢＡＳ
Ｅに対し、上記アイドルアップ補正項ＰＥを加算した値
を最終噴射量ＱＦとして設定する。そして、その後の処
理を一旦終了する。

【００４５】このように、上記「アイドルアップ制御ル
ーチン」では、成層燃焼が行われている場合において、
アイドルアップ要求があった場合には、アイドルアップ
補正項ＰＥの分だけ燃料噴射量の増量が行われる。ま
た、このアイドルアップ補正項ＰＥの算出に際しては、
なまし値が用いられる。なお、ここでは説明しなかった
が、均質燃焼が行われている場合において、アイドルア
ップ要求があった場合には、従来と同様、吸入空気量
（本実施の形態ではスロットル開度）が増大させられる
ことで、アイドルアップが行われる。

【００４６】次に、本実施の形態の作用及び効果につい
て説明する。 （イ）本実施の形態では、エンジン１のアイドリング時
において、そのエンジン１の燃焼状態が成層燃焼である
ときには、燃料噴射弁１１から直接的に供給される燃料
量が増加させられる。ここで、負荷が加えられることが
検出されてから、実際に負荷がエンジン１に加わるまで
の間には、所定の時間を要する。例えば、図５に示すよ
うに、エアコンスイッチが運転者によりオンされてか
ら、実際にエアコンのマグネットスイッチがオンされる
までには、ディレー時間が存在する。

【００４７】一方、ＥＣＵ３０による燃料量の増加指令
がなされてから実際に気筒１ａ内に供給される燃料量
は、上記ディレーに比べて極めて短時間で増加する。こ
れに対し、本実施の形態では、なましによって、燃料量
は同図２点鎖線で示すように、徐々に増加する。このた
め、エンジン１に実際に加わる負荷が増加するのに所定
の時間がかかるのに対応して、燃料量が増加するのにも
時間がかかることとなる。従って、従来技術とは異な
り、負荷がさほど大きくないのに燃料量のみが増大して
しまうことがなくなる。その結果、エンジン回転数ＮＥ
が一時的に急増してしまうのを防止することができる。

【００４８】（ロ）また、本実施の形態では、負荷の程
度に応じて、燃料量の増加量たるアイドルアップ補正項
ＰＥを可変とすることとした。このため、負荷の種類や
程度が異なっていても、それによって、エンジン回転数
ＮＥが急増してしまうのを確実に防止することができ
る。

【００４９】尚、実施の形態は上記に限定されるもので
はなく、次のように変更してもよい。 （１）上記実施の形態では、アイドルアップ補正項ＰＥ
を算出する際になまし演算することにより、燃料の増加
率に制限を設けることとしたが、これに加えて、燃料量
の増加のタイミングを遅らせることによって、エンジン
回転数ＮＥの急増を抑制するようにしてもよい。このよ
うな構成とすることにより、燃料量の増大を、負荷の増
大に合わせやすいものとすることができ、エンジン回転
数ＮＥの急増防止という効果を得ることができる。

【００５０】また、タイミングを遅らせる場合の遅延時
間を負荷の程度に応じて可変とするようにしてもよい。
この場合には、上記効果がより確実に奏される。 （２）上記実施の形態では説明を省略したが、負荷が軽
減（又は解除）されたことが検出された場合にも、上記
同様、なまし演算する等して、燃料量の減少率に制限を
課するようにしてもよい。この場合には、負荷がさほど
小さくなっていないのに、燃料量のみが急減してしまう
ことがなくなる。その結果、エンジン回転数ＮＥの一時
的な急減を防止することができる。

【００５１】（３）上記実施の形態では、均質燃焼時に
は、スロットル弁２３及びステップモータ２２よりなる
電子制御式スロットル機構を採用することで吸入空気量
を調整することとした。これに対し、吸気通路に設けら
れたスロットル弁２３をバイパスするバイパス吸気通路
に設けられたアイドルスピードコントロールバルブ及び
該バルブを開閉するためのアクチュエータよりなるＩＳ
Ｃ機構によって吸入空気量を調整することとしてもよ
い。

【００５２】（４）上記実施の形態では、筒内噴射式の
エンジン１に本発明を具体化するようにしたが、いわゆ
る一般的な成層燃焼、或いは弱成層燃焼を行うタイプの
ものに具体化してもよい。例えば吸気ポート７ａ，７ｂ
の吸気弁６ａ，６ｂの傘部の裏側に向かって噴射するタ
イプのものも含まれる。また、吸気弁６ａ，６ｂ側に燃
料噴射弁が設けられてはいるが、直接シリンダボア（燃
焼室５）内に噴射するタイプのものも含まれる。

【００５３】（５）さらに、上記実施の形態では、内燃
機関としてガソリンエンジン１の場合に本発明を具体化
したが、その外にもディーゼルエンジン等の場合等にも
具体化できる。

【００５４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
成層燃焼を行いうる内燃機関のアイドル回転数制御装置
において、内燃機関に負荷が加わった際にアイドルアッ
プが行われることによって、機関回転数が一時的に急増
してしまうのを抑制することができるという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な概念を示す概念構成図であ
る。

【図２】一実施の形態における成層燃焼エンジンのアイ
ドル回転数制御装置を示す概略構成図である。

【図３】エンジンの気筒部分を拡大して示す断面図であ
る。

【図４】ＥＣＵにより実行される「アイドル回転数制御
ルーチン」を示すフローチャートである。

【図５】一実施の形態の作用効果を説明する図であっ
て、エアコンスイッチ、マグネットクラッチ、最終噴射
量及びエンジン回転数の挙動を示すタイミングチャート
である。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、１１…燃料噴射弁、２
２…ステップモータ、２３…スロットル弁、３０…負荷
検出手段、アイドルアップ制御手段、燃料量増加制御手
段及び増加量制限手段を構成するＥＣＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/16 Ｆ０２Ｄ 41/16 Ｐ Ｆターム(参考） 3G301 HA01 HA04 HA16 JA04 JA06 KA07 LA03 LA05 LB04 LC04 MA11 NA01 NC01 ND01 NE01 NE04 NE06 NE09 NE17 NE19 NE21 PA07Z PA11Z PE01A PE01Z PE03Z PE04Z PE08Z PF03Z PF08Z PF11Z PF13Z PF14Z

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成層燃焼を行いうる内燃機関と、 前記内燃機関に加わる負荷を検出するための負荷検出手
   段と、 前記内燃機関のアイドリング時において、前記負荷検出
   手段により前記内燃機関に負荷が加えられることが検出
   された場合に、前記内燃機関の回転数の低下を抑制する
   べくアイドルアップを行うアイドルアップ制御手段とを
   備えた成層燃焼内燃機関のアイドル回転数制御装置であ
   って、 前記内燃機関の燃焼状態が成層燃焼であるときには、前
   記アイドルアップ制御手段は、前記内燃機関に直接的に
   供給される燃料量を増加せしめる燃料量増加制御手段
   と、該燃料量増加制御手段により増加される燃料量の増
   加率に制限を課する増加率制限手段とから構成されるも
   のであることを特徴とする成層燃焼内燃機関のアイドル
   回転数制御装置。
2. 【請求項２】 前記増加率制限手段は、前記燃料量の増
   加に際しなましをかけるものであることを特徴とする請
   求項１に記載の成層燃焼内燃機関のアイドル回転数制御
   装置。
3. 【請求項３】 前記増加率制限手段は、さらに、前記燃
   料量の増加のタイミングを遅らせるものであることを特
   徴とする請求項１又は２に記載の成層燃焼内燃機関のア
   イドル回転数制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の成層
   燃焼内燃機関のアイドル回転数制御装置において、さら
   に、前記負荷検出手段により検出される負荷の程度に応
   じて前記燃料量の増加率を可変とする手段を設けたこと
   を特徴とする成層燃焼内燃機関のアイドル回転数制御装
   置。
5. 【請求項５】 前記内燃機関の燃焼状態が均質燃焼であ
   るときには、前記アイドルアップ制御手段は、前記内燃
   機関の吸入空気量を増加せしめる吸入空気量増加制御手
   段によって構成されることを特徴とする請求項１から４
   のいずれかに記載の成層燃焼内燃機関のアイドル回転数
   制御装置。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載の成層
   燃焼内燃機関のアイドル回転数制御装置において、さら
   に、前記内燃機関のアイドリング時において、前記負荷
   検出手段により前記内燃機関への負荷が軽減されたこと
   が検出された場合に、前記アイドルアップの解除を行う
   アイドルアップ解除制御手段を設けるとともに、前記内
   燃機関の燃焼状態が成層燃焼であるときには、前記アイ
   ドルアップ解除制御手段は、前記内燃機関に直接的に供
   給される燃料量を減少せしめる燃料量減少制御手段と、
   該燃料量減少制御手段により減少される燃料量の減少率
   に制限を課する減少率制限手段とから構成されるもので
   あることを特徴とする成層燃焼内燃機関のアイドル回転
   数制御装置。
7. 【請求項７】 成層燃焼を行いうる内燃機関と、 前記内燃機関に加わる負荷を検出するための負荷検出手
   段と、 前記内燃機関のアイドリング時において、前記負荷検出
   手段により前記内燃機関に負荷が加えられることが検出
   された場合に、前記内燃機関の回転数の低下を抑制する
   べくアイドルアップを行うアイドルアップ制御手段とを
   備えた成層燃焼内燃機関のアイドル回転数制御装置であ
   って、 前記内燃機関の燃焼状態が成層燃焼であるときに、前記
   アイドルアップ制御手段によって、前記内燃機関の回転
   数が一時的に急増してしまうのを防止するための回転数
   急増防止手段を設けたことを特徴とする成層燃焼内燃機
   関のアイドル回転数制御装置。