JP2000008908A - 筒内噴射式内燃機関の燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒内噴射式内燃機関の燃焼制御において、異
なる運転状態間を移行する際に、燃料噴射時期を適切に
変更し好適な燃焼状態を達成する。 【解決手段】 ＡＣＣＰ＞ＫＯＴＰＡＣであれば（Ｓ１
４１で「ＹＥＳ」）、燃料の増量補正（Ｓ１４４）が行
われるとともに、リッチ空燃比での燃焼に適切な燃料噴
射時期が設定されているマップＢが選択される（Ｓ１４
５）。また、ＡＣＣＰ≦ＫＯＴＰＡＣであれば（Ｓ１４
１で「ＮＯ」）、燃料の増量補正はなされず（Ｓ１４
２）、理論空燃比での燃焼に適切な燃料噴射時期が設定
されているマップＡが選択される（Ｓ１４３）。このよ
うに、加速用増量補正がない運転状態と加速用増量補正
がある運転状態との異なる運転状態間で燃料噴射時期を
適切に移行でき、それぞれの運転状態で燃料噴射時期を
適切に制御できる。したがって、常に好適な燃焼状態を
達成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料噴射弁から燃
焼室内に直接燃料を噴射することで生じた混合気に点火
プラグにより点火する筒内噴射式内燃機関における燃焼
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】筒内噴射式内燃機関においては、機関低
負荷時には圧縮行程にて燃焼室内に直接燃料を噴射して
成層燃焼を行うと共に、機関高負荷時には吸気行程にて
燃焼室内に直接燃料を噴射して均質燃焼を行わせている
（特開平８−１８９４０５号公報）。このような筒内噴
射式内燃機関では、運転状態に応じて燃料噴射時期を設
定することは、適切な燃焼状態を得るためには特に重要
であり、機関負荷や機関回転数に基づいて燃料噴射時期
が制御されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】更に、このような筒内
噴射式内燃機関においても、運転者の加速要求に応じて
燃料を増量する、いわゆる出力増量を行うことは、運転
者の要求に対して十分な応答性を与えて良好なドライバ
ビリティを実現する上で必要な制御である。

【０００４】このような出力増量を行わせる場合に、運
転者の加速要求はアクセルペダルの踏み込み量であるア
クセル開度に現れるので、制御装置はこのアクセル開度
が加速要求判定開度値よりも大きくなったことを検出す
れば、運転者が加速要求しているものと判断でき、直ち
に燃料を増量して対処することができる。

【０００５】出力増量により燃料増量が行われると、こ
の燃料量の変化は、通常の理論空燃比での増量でなく、
より燃料が濃いリッチ状態での燃料噴射および燃焼とな
るので、適切な燃焼状態を実現するために、燃料噴射時
期をリッチ状態に対応する適切な燃料噴射時期に直ちに
移行しなくてはならない。

【０００６】しかし、燃料噴射時期を決定している機関
負荷（吸気量、吸気圧、スロットル開度等）や機関回転
数が、運転者が操作するアクセル開度のように直ちに変
化しないため、運転者の加速要求が燃料噴射時期制御側
では明らかでなく、リッチな燃料噴射がなされているこ
とが判らない。このため、適切な燃料噴射時期に移行す
ることができず、不適切な燃焼状態を招き、燃料増量の
割には十分な加速性を得られずに燃費やエミッションを
悪化させるおそれがあった。

【０００７】また、このことは、筒内噴射式内燃機関が
旋回流制御弁（スワールコントロールバルブ：ＳＣＶ）
を備えている場合に、機関高負荷時には、閉状態（全閉
あるいは比較的小さい開度）から全開状態となって、吸
気抵抗を低減させて、機関出力の向上を図っているが、
このような旋回流制御弁が全開に移行した場合も、吸気
圧や機関回転数にて燃料噴射時期を設定している燃料噴
射時期制御では、旋回流制御弁が閉状態から全開状態に
移行したことが判らない。特に、旋回流制御弁を全開し
て吸気抵抗を少なくすると吸気圧がわずかに低下する現
象が生じるので、吸気圧が高くなったことから旋回流制
御弁の全開状態をチェックすることは不可能である。こ
のため、適切な燃料噴射時期に移行することができず、
不適切な燃焼状態を招き、十分な加速性を得られず、燃
費やエミッションを悪化させるおそれがあった。

【０００８】本発明は、異なる運転状態間で燃料噴射時
期を移行しなくてはならないタイミングを適正に捉える
ことにより、燃料噴射時期を適切に変更して好適な燃焼
状態を達成することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の筒内噴射式内
燃機関の燃焼制御装置は、燃料噴射弁から燃焼室内に直
接燃料を噴射することで生じた混合気に点火プラグによ
り点火する筒内噴射式内燃機関において、運転者の加速
要求を検出する加速要求検出手段にて加速要求がなされ
たと判断されると燃料噴射量に対して加速用増量補正を
行う筒内噴射式内燃機関の燃焼制御装置であって、前記
筒内噴射式内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、
前記燃料噴射時期を、前記負荷検出手段にて検出された
負荷と、前記加速用増量補正の有無とに応じて制御する
燃料噴射時期制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】燃料噴射時期制御手段が、負荷検出手段に
て検出された負荷と、前記加速用増量補正の有無とに応
じて、燃料噴射時期を制御している。このように燃料噴
射時期制御手段は、加速用増量補正が燃料噴射量に対し
てなされているか否かにより、燃料噴射時期を切り替え
ているため、加速用増量補正がない運転状態と加速用増
量補正がある運転状態との異なる運転状態間で燃料噴射
時期を適切に移行でき、それぞれの運転状態で燃料噴射
時期を適切に制御できる。したがって、常に好適な燃焼
状態を達成することができる。

【００１１】請求項２の筒内噴射式内燃機関の燃焼制御
装置は、請求項１の構成に対して、前記筒内噴射式内燃
機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段を備
え、前記燃料噴射時期制御手段は、前記燃料噴射時期
を、前記負荷検出手段にて検出された負荷と、前記機関
回転数検出手段にて検出された機関回転数と、前記加速
用増量補正の有無とに応じて制御することを特徴とす
る。

【００１２】このように、一層適切な燃料噴射時期を設
定するためには、機関回転数をパラメータに加えて燃料
噴射時期を制御する方が良い。請求項３の筒内噴射式内
燃機関の燃焼制御装置は、燃料噴射弁から燃焼室内に直
接燃料を噴射することで生じた混合気に点火プラグによ
り点火する筒内噴射式内燃機関において、運転者の加速
要求を検出する加速要求検出手段にて加速要求がなされ
たと判断されると燃料噴射量に対して加速用増量補正を
行う筒内噴射式内燃機関の燃焼制御装置であって、前記
筒内噴射式内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、
負荷に対する燃料噴射時期の対応関係データに基づい
て、前記負荷検出手段にて検出された負荷に応じて燃料
噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段と、前記燃料
噴射時期制御手段にて用いられる、前記対応関係データ
を、前記加速用増量補正の有無に応じて切り替える対応
関係切替手段とを備えたことを特徴とする。

【００１３】このように、加速用増量補正がない運転状
態と加速用増量補正がある運転状態との異なる運転状態
間で、負荷に対する燃料噴射時期の対応関係データ切り
替えることによっても、燃料噴射時期を適切に移行で
き、それぞれの運転状態で燃料噴射時期を適切に制御で
きるので、常に好適な燃焼状態を達成することができ
る。

【００１４】請求項４の筒内噴射式内燃機関の燃焼制御
装置は、請求項３の構成に対して、前記筒内噴射式内燃
機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段を備
え、前記燃料噴射時期制御手段は、負荷および機関回転
数に対する燃料噴射時期の対応関係データに基づいて、
前記負荷検出手段にて検出された負荷と前記機関回転数
検出手段にて検出された機関回転数とに応じて燃料噴射
時期を制御することを特徴とする。

【００１５】このように、対応関係データにも機関回転
数をパラメータに加えることにより、一層適切な燃料噴
射時期を設定することができるようになる。請求項５の
筒内噴射式内燃機関の燃焼制御装置は、請求項１〜４の
いずれか記載の構成において、前記加速用増量補正は、
高負荷時において、前記加速要求検出手段にて加速要求
がなされたと判断された場合に実行されることを特徴と
する。

【００１６】燃料噴射時期が負荷や機関回転数に基づい
て制御されるのは、均質燃焼が行われる高負荷時の場合
であり、このような場合に、異なる運転状態間で燃料噴
射時期を適切に移行でき、それぞれの運転状態で燃料噴
射時期を適切に制御できる。

【００１７】請求項６の筒内噴射式内燃機関の燃焼制御
装置は、燃料噴射弁から燃焼室内に直接燃料を噴射する
ことで生じた混合気に点火プラグにより点火する筒内噴
射式内燃機関において、吸気通路に配置されて燃焼室内
に流入する吸入空気の旋回状態を開度により調整する旋
回流制御弁を、内燃機関の高負荷時に全開にする筒内噴
射式内燃機関の燃焼制御装置であって、前記筒内噴射式
内燃機関の吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、前記燃
料噴射時期を、前記吸気圧検出手段にて検出された吸気
圧と、前記旋回流制御弁全開実行の有無とに応じて制御
する燃料噴射時期制御手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１８】燃料噴射時期制御手段が、吸気圧検出手段
にて検出された吸気圧と、前記旋回流制御弁全開実行の
有無とに応じて、燃料噴射時期を制御している。このよ
うに燃料噴射時期制御手段は、旋回流制御弁が全開状態
か否かにより、燃料噴射時期を切り替えているため、旋
回流制御弁が全開状態である運転状態と旋回流制御弁が
全開状態でない運転状態との異なる運転状態間で燃料噴
射時期を適切に移行でき、それぞれの運転状態で燃料噴
射時期を適切に制御できる。したがって、常に好適な燃
焼状態を達成することができる。

【００１９】請求項７の筒内噴射式内燃機関の燃焼制御
装置は、請求項６の構成に対して、前記筒内噴射式内燃
機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段を備
え、前記燃料噴射時期制御手段は、前記燃料噴射時期
を、前記吸気圧検出手段にて検出された吸気圧と、前記
機関回転数検出手段にて検出された機関回転数と、前記
旋回流制御弁全開実行の有無とに応じて制御することを
特徴とする。

【００２０】このように、一層適切な燃料噴射時期を設
定するためには、更に、機関回転数をパラメータに加え
て燃料噴射時期を制御する方が良い。請求項８の筒内噴
射式内燃機関の燃焼制御装置は、燃料噴射弁から燃焼室
内に直接燃料を噴射することで生じた混合気に点火プラ
グにより点火する筒内噴射式内燃機関において、吸気通
路に配置されて燃焼室内に流入する吸入空気の旋回状態
を開度により調整する旋回流制御弁を、内燃機関の高負
荷時に全開にする筒内噴射式内燃機関の燃焼制御装置で
あって、前記筒内噴射式内燃機関の吸気圧を検出する吸
気圧検出手段と、吸気圧に対する燃料噴射時期の対応関
係データに基づいて、前記吸気圧検出手段にて検出され
た吸気圧に応じて燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期
制御手段と、前記燃料噴射時期制御手段にて用いられ
る、前記対応関係データを、前記旋回流制御弁全開実行
の有無に応じて切り替える対応関係切替手段とを備えた
ことを特徴とする。

【００２１】このように、旋回流制御弁が全開状態であ
る運転状態と旋回流制御弁が全開状態でない運転状態と
の異なる運転状態間で、吸気圧に対する燃料噴射時期の
対応関係データ切り替えることによっても、燃料噴射時
期を適切に移行でき、それぞれの運転状態で燃料噴射時
期を適切に制御できるので、常に好適な燃焼状態を達成
することができる。

【００２２】請求項９の筒内噴射式内燃機関の燃焼制御
装置は、請求項８の構成に対して、前記筒内噴射式内燃
機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段を備
え、前記燃料噴射時期制御手段は、吸気圧および機関回
転数に対する燃料噴射時期の対応関係データに基づい
て、前記吸気圧検出手段にて検出された吸気圧と前記機
関回転数検出手段にて検出された機関回転数とに応じて
燃料噴射時期を制御することを特徴とする。

【００２３】このように、対応関係データにも機関回転
数をパラメータに加えることにより、一層適切な燃料噴
射時期を設定することができるようになる。なお、この
ような筒内噴射式内燃機関の燃焼制御装置の各手段をコ
ンピュータシステムにて実現する機能は、例えば、コン
ピュータシステム側で起動するプログラムとして備える
ことができる。このようなプログラムの場合、例えば、
ＲＯＭやバックアップＲＡＭをコンピュータ読み取り可
能な記録媒体として前記プログラムを記録しておき、こ
のＲＯＭあるいはバックアップＲＡＭをコンピュータシ
ステムに組み込んで用いることができる。この他、フロ
ッピーディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハー
ドディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に
記録し、必要に応じてコンピュータシステムにロードし
て起動することにより用いてもよい。

【００２４】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１は、上述し
た発明が適用された筒内噴射式内燃機関の燃焼制御装置
の概略構成を表すブロック図である。

【００２５】内燃機関としてのガソリンエンジン１は、
４つの気筒１ａを有している。図２〜図５にも示すごと
く、各気筒１ａには、シリンダブロック２、シリンダブ
ロック２内で往復動するピストン３、およびシリンダブ
ロック２上に取り付けられたシリンダヘッド４にて区画
された燃焼室５がそれぞれ形成されている。

【００２６】そして各燃焼室５には、それぞれ第１吸気
弁６ａ、第２吸気弁６ｂおよび一対の排気弁８が設けら
れている。この内、第１吸気弁６ａは第１吸気ポート７
ａに接続され、第２吸気弁６ｂは第２吸気ポート７ｂに
接続され、一対の排気弁８は一対の排気ポート９にそれ
ぞれ接続されている。

【００２７】図２はシリンダヘッド４の平面断面図であ
って、図示されるように第１吸気ポート７ａはヘリカル
型吸気ポートであり、第２吸気ポート７ｂは略直線状に
延びるストレート型吸気ポートである。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が配置さ
れ、第１吸気弁６ａおよび第２吸気弁６ｂ近傍のシリン
ダヘッド４の内壁面周辺部には燃料噴射弁１１が配置さ
れている。

【００２８】図３はピストン３における頂面の平面図、
図４は図２におけるＸ−Ｘ断面図、図５は図２における
Ｙ−Ｙ断面図であり、図示される様にピストン３の頂面
上には燃料噴射弁１１の下方から点火プラグ１０の下方
まで延びる略円形の輪郭形状を有する浅皿部１２が形成
され、浅皿部１２の中央部には、略半球形状をなす深皿
部１３が形成され、点火プラグ下方の浅皿部１２と深皿
部１３との接続部には略球形状をなす凹部１４が形成さ
れている。

【００２９】図１に示したごとく、各気筒１ａの第１吸
気ポート７ａおよび第２吸気ポート７ｂはそれぞれ各吸
気マニホールド１５内に形成された第１吸気通路１５ａ
および第２吸気通路１５ｂを介してサージタンク１６に
連結され、各第２吸気通路１５ｂ内にはそれぞれ旋回流
制御弁１７が配置されている。これらの旋回流制御弁１
７は共通のシャフト１８を介してモータ１９（ＤＣモー
タまたはステップモータ）に連結されている。このモー
タ１９は電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）３０の
出力信号に基づいて制御される。

【００３０】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
モータ２２（ＤＣモータまたはステップモータ）によっ
て駆動されるスロットル弁２３が配置される。このスロ
ットル弁２３は後述する図７に示すごとくに開度制御が
なされる。

【００３１】また、各気筒１ａの各排気ポート９は排気
マニホルド２４に連結されている。電子制御ユニット３
０は、ディジタルコンピュータからなり、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）３２、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３３、
ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５お
よび出力ポート３６を備えている。

【００３２】アクセルペダル２５にはアクセル開度セン
サ２６が接続され、アクセルペダル２５の踏込み量に比
例した出力電圧をＡＤ変換器３７を介して入力ポート３
５に入力している。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、例えば図示してないクランクシャフ
トが３０度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３５に入力される。ＣＰＵ３４では
上死点センサ２７の出力パルスとクランク角センサ２８
の出力パルスから現在のクランク角が計算され、クラン
ク角センサ２８の出力パルスからエンジン回転数（機関
回転数）が計算される。シャフト１８にはＳＣＶ開度セ
ンサ１９ａが設けられて、旋回流制御弁１７の開度に対
応した出力電圧をＡＤ変換器３８を介して入力ポート３
５に入力している。サージタンク１６には、吸気圧セン
サ３９が設けられ、サージタンク１６内の吸気圧ＰＭ
（吸入空気の圧力：絶対圧）に対応した出力電圧をＡＤ
変換器４０を介して入力ポート３５に入力している。排
気マニホルド２４には空燃比センサ４１が設けられ、空
燃比に応じた出力電圧をＡＤ変換器４２を介して入力ポ
ート３５に入力している。

【００３３】出力ポート３６は、対応する駆動回路４５
を介して各燃料噴射弁１１および各モータ１９，２２に
接続されている。図１に示すガソリンエンジン１では、
エンジン回転数ＮＥと、後述するリーン燃料噴射量ＱＬ
とに基づいて図６（Ａ）に示されるような４つのエンジ
ン運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が定められており、
各運転領域に対して目標空燃比および燃料噴射時期がそ
れぞれ定められている。すなわち、図６（Ｂ〉に示され
るように運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３では目標空燃比が理
論空燃比よりも燃料濃度が薄いリーン空燃比とされ、こ
れに対し運転領域Ｒ４では目標空燃比が理論空燃比、あ
るいは運転状態により理論空燃比より燃料が濃いリッチ
空燃比とされる。なお、これら運転領域はエンジン回転
数ＮＥおよびリーン燃料噴射量ＱＬとの関数として図６
（Ａ）に示すマップの形で予めＲＯＭ３３内に記憶され
ている。

【００３４】次に、３つの運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３に
おける制御方法について説明する。まず、初めに、スロ
ットル弁２３の開度ＴＨＲＯＴを設定するためのテーブ
ルを示す図７を参照すると、アクセルペダル２５の踏み
込み量ＡＣＣＰが後述するしきい値ＡＣＣＰ３よりも小
さい運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３において、スロットル開
度ＴＨＲＯＴは各運転領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３毎に、アク
セルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰが大きくなると大
きくされる。

【００３５】一方、運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３において
旋回流制御弁１７の開度は小さくされるか、あるいは小
さく維持される。したがって、目標空燃比がリーン空燃
比である運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３には燃焼室５内に旋
回流Ｓ（図２）が形成される。

【００３６】図８は運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３における
燃料噴射量であるリーン燃料噴射量ＱＬと燃料噴射時期
とを示している。このリーン燃料噴射量ＱＬは、目標空
燃比がリーン空燃比であるときに、空燃比を目標リーン
空燃比とし、かつ出力トルクを要求トルクとするのに最
適な燃料噴射量であって、予め実験により求められてい
る値である。

【００３７】図６（Ｂ）および図８を参照すると、リー
ン燃料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱｌよりも少なく、した
がってアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰがしき
い値ＡＣＣＰｌよりも小さい運転領域Ｒｌでは、圧縮行
程末期に１回だけ燃料が噴射される。このときの燃料噴
射量ＱＣは図８に示されるようにアクセルペダル２５の
踏み込み量ＡＣＣＰが大きくなるにつれて増大する。こ
の噴射燃料は深皿部１３の周壁面に衝突する。深皿部１
３の周壁面に衝突した燃料は旋回流Ｓによって気化せし
められつつ拡散され、それによって凹部１４および深皿
部１３内に混合気が形成される。このとき凹部１４およ
び深皿部１３以外の燃焼室５内は空気で満たされてい
る。そしてこの混合気が点火プラグ１０によって着火さ
れる。

【００３８】一方、リーン燃料噴射量ＱＬがしきい値Ｑ
Ｑｌとしきい値ＱＱ２との間であり、したがってアクセ
ルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰがしきい値ＡＣＣＰ
ｌとしきい値ＡＣＣＰ２との間である運転領域Ｒ２で
は、図６（Ｂ）および図８に示されるように、吸気行程
に第１回目の燃料噴射が行われ、次いで圧縮行程末期に
第２回目の燃料噴射が行われる。すなわち、第１回目の
噴射燃料は吸入空気と共に燃焼室５内に流入し、この噴
射燃料によって燃焼室５内に均質な稀薄混合気が形成さ
れる。次いで圧縮行程末期に第２回目の燃料噴射が行わ
れる。このときには深皿部１３および浅皿部１２の双方
に向けて燃料が噴射される。この噴射の結果、凹部１４
および深皿部１３内には火種となる着火可能な空燃比の
混合気が形成される。この混合気が点火プラグ１０によ
って着火され、この着火火炎によって燃焼室５内全体を
占める稀薄混合気が燃焼される。

【００３９】ところで運転領域Ｒ２では、次に説明する
運転領域Ｒ３に比べて燃料噴射量が少ないので、燃焼室
５内全体を占める混合気はかなり稀薄となる。しかしな
がらこのとき旋回流制御弁１７の開度が小さく維持され
るために燃焼室５内には強力な旋回流が発生する。この
ように運転領域Ｒ２では第１回目の燃料噴射により形成
された燃焼室５内全体を占める混合気はかなり稀薄とな
るが強力な旋回流が発生するために、火炎が稀薄混合気
中を急速に伝播する。したがって混合気が稀薄であって
も良好な燃焼が得られることになる。なお、この場合、
圧縮行程末期に噴射される燃料は火種を作れば十分であ
るのでアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰにかか
わらずに圧縮行程末期に噴射される燃料噴射量ＱＣは一
定に維持されている。これに対して吸気行程に噴射され
る燃料噴射量ＱＩはアクセルペダル２５の踏み込み量Ａ
ＣＣＰが大きくなるにつれて増大する。

【００４０】リーン燃料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱ２と
しきい値ＱＱ３との間であり、したがってアクセルペダ
ル２５の踏み込み量ＡＣＣＰがしきい値ＡＣＣＰ２とし
きい値ＡＣＣＰ３との間である運転領域Ｒ３では図６
（Ｂ）および図８に示されるように、吸気行程に１回だ
け燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と共に燃
焼室５内に流入し、この噴射燃料によって燃焼室５内に
は着火可能な均質混合気が形成される。すなわち、運転
領域Ｒ３は均質燃焼領域となる。このときの燃料噴射量
ＱＩはアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰが大き
くなるにつれて増大する。

【００４１】次に、目標空燃比が理論空燃比である運転
領域Ｒ４における制御方法について説明する。リーン燃
料噴射量ＱＬがしきい値ＱＱ３よりも多く、したがって
アクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰがしきい値Ａ
ＣＣＰ３よりも大きい運転領域Ｒ４では図６（Ｂ）に示
されるように、運転領域Ｒ３と同様に、吸気行程に１回
だけ燃料噴射が行われ、この噴射燃料によって燃焼室５
内に理論空燃比（場合により理論空燃比より燃料濃度が
濃いリッチ空燃比）の均質混合気が形成される。すなわ
ち、運転領域Ｒ４は均質燃焼領域となる。このときの燃
料噴射量Ｑは後述する式１にて、理論空燃比基本燃料噴
射量ＱＢＳやフィードバック補正係数ＦＡＦ等に基づい
て算出される。

【００４２】この理論空燃比基本燃料噴射量ＱＢＳは図
６（Ａ）に示される運転領域Ｒ４をカバーするように、
サージタンク１６内の吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥ
との関数として図９に示すマップの形で予めＲＯＭ３３
内に記憶されている。

【００４３】また、フィードバック補正係数ＦＡＦは、
空燃比を理論空燃比に一致させるためのものである。こ
のフィードバック補正係数ＦＡＦは空燃比センサ４１の
出力信号に基づいて制御され、このときフィードバック
補正係数ＦＡＦは、安定した状態では１．０を中心とし
て変動する。

【００４４】一方、再び図７を参照すると、アクセルペ
ダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰがしきい値ＡＣＣＰ３よ
りも大きい運転領域Ｒ４ではスロットル開度ＴＨＲＯＴ
はアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰが大きくな
るにつれて大きくされる。なお、スロットル開度ＴＨＲ
ＯＴはアクセルペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰの関数
として図７に示されるテーブルの形で予めＲＯＭ３３内
に記憶されている。

【００４５】このように、運転領域Ｒ４ではリーン燃料
噴射量ＱＬを用いることなく燃料噴射量Ｑが算出され
る。したがって、運転領域Ｒ４ではリーン燃料噴射量Ｑ
Ｌを算出する必要はない。しかしながら、本実施の態様
では運転領域が図６（Ａ）に示されるいずれの運転領域
にあるかを判断するために運転領域Ｒ４においてもリー
ン燃料噴射量ＱＬの算出が継続される。

【００４６】図１０は、運転領域Ｒ４における旋回流制
御弁１７の目標開度ＯＰを設定するためのマップを示し
ている。このマップは図中で、大中小にて値の傾向を表
しているごとく、エンジン負荷を表す吸気圧ＰＭが高く
なるにつれて、あるいはエンジン回転数ＮＥが高くなる
につれて、旋回流制御弁の目標開度ＯＰが大きくなるよ
うに設定されている。なお、この大中小にて傾向を示し
ている部分は、例えば３０％以下の小さい開度の範囲で
調整されている。そして、或程度、吸気圧ＰＭとエンジ
ン回転数ＮＥとが高い領域Ｔで旋回流制御弁の目標開度
ＯＰ＝１００％、すなわち旋回流制御弁１７が全開に制
御される。その結果、高負荷高回転域では、多量の吸入
空気量を確保することができ、ポンピングロスを低減す
ることができる。このように旋回流制御弁１７は吸気制
御弁としても作用する。

【００４７】次に、本実施の形態１において、ＥＣＵ３
０により実行される制御の内、燃焼制御処理について説
明する。図１１および図１２は、燃焼制御処理のフロー
チャートである。この処理は、時間周期あるいはクラン
ク角周期、例えば１８０°ＣＡ毎に繰り返し割り込み実
行される。なお、以下のフローチャートのステップを
「Ｓ〜」 で表す。

【００４８】燃焼制御処理が開始されると、まずリーン
燃料噴射量ＱＬが計算される（Ｓ１００）。このリーン
燃料噴射量ＱＬは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル
ペダル２５の踏み込み量ＡＣＣＰの関数として図１５に
示すマップの形で予めＲＯＭ３３内に記憶されている。

【００４９】次に、求められたリーン燃料噴射量ＱＬと
エンジン回転数ＮＥとから、現在の運転領域が図６
（Ａ）に示される運転領域Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の
内、いずれの運転領域にあるか否かが決定される（Ｓ１
１０）。そして、ステップＳ１１０にて決定された現在
の運転領域が運転領域Ｒ４であるか否かが判別される
（Ｓ１２０）。

【００５０】現在の運転状態が運転領域Ｒ４であると判
定された場合には（Ｓ１２０で「ＹＥＳ」）、図１３に
示す旋回流制御弁１７の目標開度ＯＰ算出処理（Ｓ１２
２）が実行される。

【００５１】図１３の目標開度ＯＰ算出処理では、ま
ず、エンジン回転数ＮＥが全開条件回転数判定値ＫＮＥ
ＳＣＶを越えたか否かが判定される（Ｓ３００）。ＮＥ
≦ＫＮＥＳＣＶであれば（Ｓ３００で「ＮＯ」）、図１
０に示したマップに基づいて、吸気圧ＰＭとエンジン回
転数ＮＥから旋回流制御弁の目標開度ＯＰを求め（Ｓ３
７０）、目標開度ＯＰ算出処理から一旦出る。

【００５２】一方、ＮＥ＞ＫＮＥＳＣＶであれば（Ｓ３
００で「ＹＥＳ」）、アクセルペダル踏み込み量ＡＣＣ
Ｐが全開条件アクセル判定値ＫＰＷＲＡＣを越えている
か否かが判定される（Ｓ３１０）。ＡＣＣＰ＞ＫＰＷＲ
ＡＣであれば（Ｓ３１０で「ＹＥＳ」）、旋回流制御弁
１７の目標開度ＯＰに１００％を設定して（Ｓ３６
０）、処理を一旦出る。

【００５３】ステップＳ３１０にて「ＮＯ」と判定され
た場合（ＡＣＣＰ≦ＫＰＷＲＡＣ）には、ステップＳ３
７０にて吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥとから旋回流
制御弁１７の目標開度ＯＰを求める処理が実行されて一
旦処理を出る。

【００５４】ステップＳ１２２の後には、図９のマップ
を用いて、吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥとから、理
論空燃比基本燃料噴射量ＱＢＳが算出される（Ｓ１３
０）。そしてステップＳ１３０の後に加速時増量ＯＴＰ
算出処理（Ｓ１４０）が行われる。

【００５５】この加速時増量ＯＴＰ算出処理について図
１４のフローチャートに基づいて説明する。本処理が開
始されると、まず、アクセルペダル踏み込み量ＡＣＣＰ
が加速時増量判定値ＫＯＴＰＡＣを越えているか否かが
判定される（Ｓ１４１）。

【００５６】ＡＣＣＰ≦ＫＯＴＰＡＣであれば（Ｓ１４
１で「ＮＯ」）、加速時増量ＯＴＰには値「０」が設定
される（Ｓ１４２）。すなわちステップＳ１４２が実行
されると燃料の増量補正は行われない。

【００５７】次に、領域Ｒ４における均質燃焼用に設定
される燃料噴射時期に、吸気圧ＰＭとエンジン回転数Ｎ
Ｅとをパラメータとする燃料噴射時期マップＡ（図示し
ていない）から求められた噴射時期が設定される（Ｓ１
４３）。この燃料噴射時期マップＡは、高負荷時に理論
空燃比で燃焼が行われる場合に適切な燃焼が行われるよ
うに燃料噴射時期が設定されているマップである。こう
して、加速時増量ＯＴＰ算出処理を一旦出る。

【００５８】ＡＣＣＰ＞ＫＯＴＰＡＣであれば（Ｓ１４
１で「ＹＥＳ」）、加速時増量ＯＴＰには値Ｍ（例え
ば、１＞Ｍ＞０）が設定される（Ｓ１４４）。すなわち
ステップＳ１４４が実行されると燃料の増量補正が行わ
れる。

【００５９】次に、領域Ｒ４における均質燃焼用に設定
される燃料噴射時期に、吸気圧ＰＭとエンジン回転数Ｎ
Ｅとをパラメータとする燃料噴射時期マップＢ（図示し
ていない）から求められた噴射時期が設定される（Ｓ１
４５）。この燃料噴射時期マップＢは、高負荷時にリッ
チ空燃比で燃焼が行われる場合に適切な燃焼が行われる
ように燃料噴射時期が設定されているマップである。こ
うして、加速時増量ＯＴＰ算出処理を一旦出る。

【００６０】図１１に戻り、加速時増量ＯＴＰ算出処理
（Ｓ１４０）が終了すると、次に、空燃比フィードバッ
ク条件が成立しているか否かが判定される（Ｓ１５
０）。例えば、「（１）始動時でない。（２）燃料カッ
ト中でない。（３）暖機完了している。（例えば冷却水
温度（ＴＨＷ）≧４０°）（４）空燃比センサ４１は活
性完了している。（５）加速時増量ＯＴＰの値が０であ
る。」の条件がすべて成立しているか否かが判定され
る。

【００６１】空燃比フィードバック条件が成立していれ
ば（Ｓ１５０で「ＹＥＳ」）、空燃比フィードバック係
数ＦＡＦとその学習値ＫＧの算出が行われる（Ｓ１６
０）。空燃比フィードバック係数ＦＡＦは空燃比センサ
４１の出力に基づいて算出され、学習値ＫＧは空燃比フ
ィードバック係数ＦＡＦが中心値である１．０からのず
れ量を記憶するものであり、このような値を用いた空燃
比制御技術は特開平６−１０７３６号公報などに示され
ているごとく種々の手法が知られている。

【００６２】一方、空燃比フィードバック条件が成立し
ていなければ（Ｓ１５０で「ＮＯ」）、空燃比フィード
バック係数ＦＡＦには１．０が設定される（Ｓ１７
０）。ステップＳ１６０またはＳ１７０の次に、燃料噴
射量Ｑが次式１のごとく求められる（Ｓ１８０）。

【００６３】

【数１】 Ｑ ← ＱＢＳ｛１＋ＯＴＰ＋（ＦＡＦ−１．０）＋（ＫＧ−１．０）｝α＋β … ［式１］ ここで、α，βはガソリンエンジン１の種類や制御の内
容に応じて適宜設定される係数である。

【００６４】また、前述したステップＳ１２０にて、運
転領域Ｒ４以外の領域、すなわち運転領域Ｒ１〜Ｒ３の
いずれかの場合は（Ｓ１２０で「ＮＯ」）、リーン燃料
噴射量ＱＬとエンジン回転数ＮＥとから旋回流制御弁１
７の目標開度ＯＰを求める処理が実行され（Ｓ１２
４）、燃料噴射量Ｑには、ステップＳ１００にて求めら
れているリーン燃料噴射量ＱＬが設定される（Ｓ１９
０）。なお、運転領域Ｒ１〜Ｒ３である場合は、旋回流
制御弁１７の目標開度ＯＰには０％に近い極めて小さい
値を設定する。

【００６５】このように、燃料噴射量Ｑは、運転領域Ｒ
４では、吸気圧ＰＭ、エンジン回転数ＮＥ、アクセルペ
ダル踏み込み量ＡＣＣＰおよび実空燃比に基づいて設定
され、運転領域Ｒ１〜Ｒ３では、エンジン回転数ＮＥお
よびアクセルペダル踏み込み量ＡＣＣＰに基づいて設定
される。

【００６６】ステップＳ１８０またはＳ１９０の次には
図７のテーブルを用いて、アクセルペダル踏み込み量Ａ
ＣＣＰからスロットル開度ＴＨＲＯＴが求められる（Ｓ
２００）。

【００６７】そして、旋回流制御弁１７用のモータ１９
が、直前の処理（Ｓ１２２，Ｓ１２４）で得られた旋回
流制御弁１７の目標開度ＯＰを実現するように駆動さ
れ、更にスロットル弁２３用のモータ２２が直前の処理
（Ｓ２００）で算出されたスロットル開度ＴＨＲＯＴを
実現するように駆動される（Ｓ２４０）。こうして、旋
回流制御弁１７とスロットル弁２３との位置は適切な開
度に調整される。

【００６８】次に、燃料噴射時期を判断するために、現
在の運転状態が運転領域Ｒ１か否かが判定される（Ｓ２
５０）。運転領域Ｒ１でなければ（Ｓ２５０で「Ｎ
Ｏ」）、運転領域Ｒ２か否かが判定される（Ｓ２６
０）。

【００６９】このステップＳ２５０，Ｓ２６０の判定に
より、現在の状態が運転領域Ｒ１であれば（Ｓ２５０で
「ＹＥＳ」）、燃料噴射は圧縮行程末期に設定される
（Ｓ２７０）。現在の状態が運転領域Ｒ２であれば（Ｓ
２５０で「ＮＯ」、Ｓ２６０で「ＹＥＳ」）、燃料噴射
は圧縮行程末期と吸気行程とに設定される（Ｓ２８
０）。現在の状態が運転領域Ｒ３またはＲ４であれば
（Ｓ２５０で「ＮＯ」、Ｓ２６０で「ＮＯ」）、燃料噴
射は吸気行程に設定される（Ｓ２９０）。そして、本処
理を一旦終了する。

【００７０】なお、ステップＳ２９０にて燃料噴射が吸
気行程に設定された場合の燃料噴射時期の内、高負荷側
である領域Ｒ４での燃料噴射時期は、図１４に示した加
速時増量ＯＴＰ算出処理のステップＳ１４３，Ｓ１４５
のいずれかにて設定された燃料噴射時期が設定される。

【００７１】上述した実施の形態１の内容と請求項１〜
５との関係は、ステップＳ１４１，Ｓ１４３，Ｓ１４５
が燃料噴射時期制御手段および対応関係切替手段として
の処理に相当し、吸気圧センサ３９が負荷検出手段に相
当し、クランク角センサ２８が機関回転数検出手段に相
当し、燃料噴射時期マップＡ，Ｂが対応関係データに相
当する関係にある。更に、前記ステップＳ１４１は加速
要求検出手段としての処理にも相当する。

【００７２】以上説明した本実施の形態１によれば、以
下の効果が得られる。 （イ）．ＡＣＣＰ＞ＫＯＴＰＡＣであれば（Ｓ１４１で
「ＹＥＳ」）、ステップＳ１４４が実行されて燃料の増
量補正が行われるとともに、燃料増量によるリッチな空
燃比で燃焼が行われる場合に適切な燃料噴射時期が設定
されているマップＢが選択されて、燃料噴射時期が決定
される（Ｓ１４５）。また、ＡＣＣＰ≦ＫＯＴＰＡＣで
あれば（Ｓ１４１で「ＮＯ」）、ステップＳ１４２が実
行されて燃料の増量補正はなされず、理論空燃比での燃
焼が行われる場合に適切な燃料噴射時期が設定されてい
るマップＡが選択されて、燃料噴射時期が決定される
（Ｓ１４３）。

【００７３】例えば、図１６に示すごとく、旋回流制御
弁１７の開度が１００％でない場合に、加速時増量が無
い状態では、燃料噴射時期マップＡにより燃料噴射時期
は出力トルクが極大となる燃料噴射時期ＴＡに設定され
る。しかし、加速時増量が有る状態では、進角側と遅角
側の両方に極大となる燃料噴射時期ＴＢ１，ＴＢ２が現
れるが、燃料噴射時期マップＢには、２つの燃料噴射時
期ＴＢ１，ＴＢ２の内で出力トルクが大きい方の燃料噴
射時期ＴＢ２が設定されている。このため加速時増量が
なされる時には燃料噴射時期ＴＢ２が燃料噴射時期とし
て設定される。すなわち、このステップＳ１４１，Ｓ１
４３，Ｓ１４５の処理により、加速用増量補正の有無
と、吸気圧センサ３９により検出された吸気圧ＰＭと、
クランク角センサ２８から検出されたエンジン回転数Ｎ
Ｅとに応じて、出力トルクが最大となる燃料噴射時期に
制御されることになる。

【００７４】このように、加速用増量補正がない運転状
態と加速用増量補正がある運転状態との異なる運転状態
間で燃料噴射時期を適切に移行でき、それぞれの運転状
態で燃料噴射時期を適切に制御できる。したがって、常
に好適な燃焼状態を達成することができる。

【００７５】［実施の形態２］本実施の形態２では、実
施の形態１の図１４にて示した加速時増量ＯＴＰ算出処
理の代わりに図１７に示す加速時増量ＯＴＰ算出処理が
実行され、更に、図１８に示す燃料噴射時期設定処理が
行われる点が異なり、他の構成は、実施の形態１と同じ
である。

【００７６】まず、図１７に示す加速時増量ＯＴＰ算出
処理では、アクセルペダル踏み込み量ＡＣＣＰが加速時
増量判定値ＫＯＴＰＡＣを越えているか否かが判定され
る（Ｓ１１４１）。ＡＣＣＰ≦ＫＯＴＰＡＣであれば
（Ｓ１１４１で「ＮＯ」）、加速時増量ＯＴＰには値
「０」が設定される（Ｓ１１４２）。すなわち燃料の増
量補正は行われない。そして、一旦、本処理を出る。

【００７７】また、ＡＣＣＰ＞ＫＯＴＰＡＣであれば
（Ｓ１１４１で「ＹＥＳ」）、加速時増量ＯＴＰには値
Ｍが設定される（Ｓ１１４４）。すなわち燃料の増量補
正が行われる。そして、一旦、本処理を出る。

【００７８】このように、図１７の加速時増量ＯＴＰ算
出処理は、実施の形態１の図１４の場合に比較して、燃
料噴射時期の設定が存在しない点が異なる。次に、図１
８の燃料噴射時期設定処理について説明する。本処理
は、時間周期あるいはクランク角周期、例えば１８０°
ＣＡ毎に繰り返し割り込み実行される。

【００７９】まず、ＳＣＶ開度センサ１９ａにて検出さ
れる旋回流制御弁１７の実開度ＳＣＶＯが全開判定値Ｋ
ＳＣＶ以上か否かが判定される（Ｓ１２００）。この全
開判定値ＫＳＣＶは、旋回流制御弁１７がほぼ全開状態
となってスワールがほぼ無くなった状態を示す値であ
り、例えば、８０〜１００％が設定されている。

【００８０】ＳＣＶＯ＜ＫＳＣＶであれば（Ｓ１２００
で「ＮＯ」）、領域Ｒ４における均質燃焼用に設定され
る燃料噴射時期に、吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥと
をパラメータとする燃料噴射時期マップＣ（図示してい
ない）から求められた噴射時期が設定される（Ｓ１２２
０）。この燃料噴射時期マップＣは、旋回流制御弁１７
が全開でない状態で燃焼が行われる場合に適切な燃焼が
行われるように燃料噴射時期が設定されているマップで
ある。こうして、燃料噴射時期設定処理を一旦出る。

【００８１】ＳＣＶＯ≧ＫＳＣＶであれば（Ｓ１２００
で「ＹＥＳ」）、領域Ｒ４における均質燃焼用に設定さ
れる燃料噴射時期に、吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥ
とをパラメータとする燃料噴射時期マップＤ（図示して
いない）から求められた噴射時期が設定される（Ｓ１２
１０）。この燃料噴射時期マップＤは、旋回流制御弁１
７が全開となった場合に適切な燃焼が行われるように燃
料噴射時期が設定されているマップである。こうして、
燃料噴射時期設定処理を一旦出る。

【００８２】上述した実施の形態２の内容と請求項６〜
９との関係は、ステップＳ１２００，Ｓ１２１０，Ｓ１
２２０が燃料噴射時期制御手段および対応関係切替手段
としての処理に相当し、吸気圧センサ３９が吸気圧検出
手段に相当し、クランク角センサ２８が機関回転数検出
手段に相当し、燃料噴射時期マップＣ，Ｄが対応関係デ
ータに相当する関係にある。

【００８３】以上説明した本実施の形態２によれば、以
下の効果が得られる。 （イ）．ＳＣＶＯ≧ＫＳＣＶであれば（Ｓ１２００で
「ＹＥＳ」）、スワールがほとんど無い状態で燃焼が行
われる場合に適切な燃料噴射時期が設定されているマッ
プＤが選択されて、燃料噴射時期が決定される（Ｓ１２
１０）。また、ＳＣＶＯ＜ＫＳＣＶであれば（Ｓ１２０
０で「ＮＯ」）、スワールが十分にある状態での燃焼が
行われる場合に適切な燃料噴射時期が設定されているマ
ップＣが選択されて、燃料噴射時期が決定される（Ｓ１
２２０）。

【００８４】例えば、図１９に示すごとく、旋回流制御
弁１７の開度が図１０のマップから得られていているご
とく全開でない（例えば、０〜３０％）場合に、燃料噴
射時期マップＣにより燃料噴射時期は出力トルクが極大
となる燃料噴射時期ＴＣに設定される。一方、旋回流制
御弁１７の開度が全開あるいはほぼ全開で有る状態で
は、進角側に極大となる燃料噴射時期ＴＤが現れる。し
たがって、燃料噴射時期マップＤには、燃料噴射時期Ｔ
Ｄが設定されているので、この燃料噴射時期ＴＤが燃料
噴射時期として設定される。すなわち、このステップＳ
１２００，Ｓ１２１０，Ｓ１２２０の処理により、旋回
流制御弁１７の全開実行の有無と、吸気圧センサ３９に
より検出された吸気圧ＰＭと、クランク角センサ２８か
ら検出されたエンジン回転数ＮＥとに応じて、出力トル
クが最大となる燃料噴射時期に制御される。

【００８５】このように、旋回流制御弁１７の全開でな
い運転状態と全開での運転状態との異なる運転状態間で
燃料噴射時期を適切に移行でき、それぞれの運転状態で
燃料噴射時期を適切に制御できる。したがって、常に好
適な燃焼状態を達成することができる。

【００８６】［その他の実施の形態］・前記実施の形態
１では、ガソリンエンジン１の運転状態が加速時増量の
実行と停止との間を移行する時に燃料噴射時期マップを
切り替え、前記実施の形態２では、旋回流制御弁１７が
全開と全開でない状態との間を移行する時に燃料噴射時
期マップを切り替えていたが、両方を実行するように制
御してもよい。例えば、加速時増量が停止状態でかつ旋
回流制御弁１７が全開でない場合、加速時増量が実行状
態でかつ旋回流制御弁１７が全開でない場合、加速時増
量が停止状態でかつ旋回流制御弁１７が全開である場
合、および加速時増量が実行状態でかつ旋回流制御弁１
７が全開である場合に分けて、それぞれの運転状態にお
いて適切な燃料噴射時期を実現する燃料噴射時期マップ
を備え、これらを状態変化に応じて切り替えて、燃料噴
射時期設定に用いてもよい。

【００８７】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明の実施の形態には、特許請求の範囲に記載
した技術的事項以外に次のような各種の技術的事項の実
施形態を有するものであることを付記しておく。

【００８８】（１）．燃料噴射弁から燃焼室内に直接燃
料を噴射することで生じた混合気に点火プラグにより点
火する筒内噴射式内燃機関において、運転者の加速要求
を検出する加速要求検出手段にて加速要求がなされたと
判断されると燃料噴射量に対して加速用増量補正を行う
筒内噴射式内燃機関の燃焼制御装置であって、前記加速
用増量補正が燃料噴射量に対してなされているか否かを
判定する加速時燃料増量判定手段と、前記筒内噴射式内
燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、前記燃料噴射
時期を、前記負荷検出手段にて検出された負荷と、前記
加速時燃料増量判定手段の判定結果とに応じて制御する
燃料噴射時期制御手段と、を備えたことを特徴とする筒
内噴射式内燃機関の燃焼制御装置。

【００８９】（２）．前記（１）の構成に対して、前記
筒内噴射式内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数
検出手段を備え、前記燃料噴射時期制御手段は、前記燃
料噴射時期を、前記負荷検出手段にて検出された負荷
と、前記機関回転数検出手段にて検出された機関回転数
と、前記加速時燃料増量判定手段の判定結果とに応じて
制御することを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃焼制
御装置。

【００９０】（３）．燃料噴射弁から燃焼室内に直接燃
料を噴射することで生じた混合気に点火プラグにより点
火する筒内噴射式内燃機関において、運転者の加速要求
を検出する加速要求検出手段にて加速要求がなされたと
判断されると燃料噴射量に対して加速用増量補正を行う
筒内噴射式内燃機関の燃焼制御装置であって、前記加速
用増量補正が燃料噴射量に対してなされているか否かを
判定する加速時燃料増量判定手段と、前記筒内噴射式内
燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、負荷に対する
燃料噴射時期の対応関係データに基づいて、前記負荷検
出手段にて検出された負荷に応じて燃料噴射時期を制御
する燃料噴射時期制御手段と、前記燃料噴射時期制御手
段にて用いられる、前記対応関係データを、前記加速時
燃料増量判定手段の判定結果に応じて切り替える対応関
係切替手段と、を備えたことを特徴とする筒内噴射式内
燃機関の燃焼制御装置。

【００９１】（４）．前記（３）の構成に対して、前記
筒内噴射式内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数
検出手段を備え、前記燃料噴射時期制御手段は、負荷お
よび機関回転数に対する燃料噴射時期の対応関係データ
に基づいて、前記負荷検出手段にて検出された負荷と前
記機関回転数検出手段にて検出された機関回転数とに応
じて燃料噴射時期を制御することを特徴とする筒内噴射
式内燃機関の燃焼制御装置。

【００９２】（５）．燃料噴射弁から燃焼室内に直接燃
料を噴射することで生じた混合気に点火プラグにより点
火する筒内噴射式内燃機関において、吸気通路に配置さ
れて燃焼室内に流入する吸入空気の旋回状態を開度によ
り調整する旋回流制御弁を、内燃機関の高負荷時に全開
にする筒内噴射式内燃機関の燃焼制御装置であって、前
記旋回流制御弁が全開状態か否かを判定する旋回流制御
弁全開判定手段と、前記筒内噴射式内燃機関の吸気圧を
検出する吸気圧検出手段と、前記燃料噴射時期を、前記
吸気圧検出手段にて検出された吸気圧と、前記旋回流制
御弁全開判定手段の判定結果とに応じて制御する燃料噴
射時期制御手段と、を備えたことを特徴とする筒内噴射
式内燃機関の燃焼制御装置。

【００９３】（６）．前記（５）の構成に対して、前記
筒内噴射式内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数
検出手段を備え、前記燃料噴射時期制御手段は、前記燃
料噴射時期を、前記吸気圧検出手段にて検出された吸気
圧と、前記機関回転数検出手段にて検出された機関回転
数と、前記旋回流制御弁全開判定手段の判定結果とに応
じて制御することを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃
焼制御装置。

【００９４】（７）．燃料噴射弁から燃焼室内に直接燃
料を噴射することで生じた混合気に点火プラグにより点
火する筒内噴射式内燃機関において、吸気通路に配置さ
れて燃焼室内に流入する吸入空気の旋回状態を開度によ
り調整する旋回流制御弁を、内燃機関の高負荷時に全開
にする筒内噴射式内燃機関の燃焼制御装置であって、前
記旋回流制御弁が全開状態か否かを判定する旋回流制御
弁全開判定手段と、前記筒内噴射式内燃機関の吸気圧を
検出する吸気圧検出手段と、吸気圧に対する燃料噴射時
期の対応関係データに基づいて、前記吸気圧検出手段に
て検出された吸気圧に応じて燃料噴射時期を制御する燃
料噴射時期制御手段と、前記燃料噴射時期制御手段にて
用いられる、前記対応関係データを、前記旋回流制御弁
全開判定手段の判定結果に応じて切り替える対応関係切
替手段と、を備えたことを特徴とする筒内噴射式内燃機
関の燃焼制御装置。

【００９５】（８）．前記（７）の構成に対して、前記
筒内噴射式内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数
検出手段を備え、前記燃料噴射時期制御手段は、吸気圧
および機関回転数に対する燃料噴射時期の対応関係デー
タに基づいて、前記吸気圧検出手段にて検出された吸気
圧と前記機関回転数検出手段にて検出された機関回転数
とに応じて燃料噴射時期を制御することを特徴とする筒
内噴射式内燃機関の燃焼制御装置。

【００９６】

【発明の効果】請求項１の筒内噴射式内燃機関の燃焼制
御装置は、燃料噴射時期制御手段が、負荷検出手段にて
検出された負荷と、前記加速用増量補正の有無とに応じ
て、燃料噴射時期を制御している。このように燃料噴射
時期制御手段は、加速用増量補正が燃料噴射量に対して
なされているか否かにより、燃料噴射時期を切り替えて
いるため、加速用増量補正がない運転状態と加速用増量
補正がある運転状態との異なる運転状態間で燃料噴射時
期を適切に移行でき、それぞれの運転状態で燃料噴射時
期を適切に制御できる。したがって、常に好適な燃焼状
態を達成することができる。

【００９７】請求項２の筒内噴射式内燃機関の燃焼制御
装置は、請求項１の構成に対して、更に機関回転数をパ
ラメータに加えて燃料噴射時期を制御するため、一層適
切な燃料噴射時期を設定できる。

【００９８】請求項３の筒内噴射式内燃機関の燃焼制御
装置は、加速用増量補正がない運転状態と加速用増量補
正がある運転状態との異なる運転状態間で、負荷に対す
る燃料噴射時期の対応関係データ切り替えている。この
ため、燃料噴射時期を適切に移行でき、それぞれの運転
状態で燃料噴射時期を適切に制御できることから、常に
好適な燃焼状態を達成することができる。

【００９９】請求項４の筒内噴射式内燃機関の燃焼制御
装置は、請求項３の構成に対して、対応関係データに機
関回転数をパラメータに加えるているので、一層適切な
燃料噴射時期を設定することができる。

【０１００】請求項５の筒内噴射式内燃機関の燃焼制御
装置は、請求項１〜４のいずれか記載の構成において、
前記加速用増量補正は、高負荷時において、前記加速要
求検出手段にて加速要求がなされたと判断された場合に
実行される。燃料噴射時期が負荷や機関回転数に基づい
て制御されるのは、均質燃焼が行われる高負荷時の場合
であり、このような場合に、異なる運転状態間で燃料噴
射時期を適切に移行でき、それぞれの運転状態で燃料噴
射時期を適切に制御できる。

【０１０１】請求項６の筒内噴射式内燃機関の燃焼制御
装置は、燃料噴射時期制御手段が、吸気圧検出手段にて
検出された吸気圧と、前記旋回流制御弁全開実行の有無
とに応じて、燃料噴射時期を制御している。このように
燃料噴射時期制御手段は、旋回流制御弁が全開状態か否
かにより、燃料噴射時期を切り替えているため、旋回流
制御弁が全開状態である運転状態と旋回流制御弁が全開
状態でない運転状態との異なる運転状態間で燃料噴射時
期を適切に移行でき、それぞれの運転状態で燃料噴射時
期を適切に制御できる。したがって、常に好適な燃焼状
態を達成することができる。

【０１０２】請求項７の筒内噴射式内燃機関の燃焼制御
装置は、請求項６の構成に対して、更に、機関回転数を
パラメータに加えて燃料噴射時期を制御しているため、
一層適切な燃料噴射時期を設定できる。

【０１０３】請求項８の筒内噴射式内燃機関の燃焼制御
装置は、旋回流制御弁が全開状態である運転状態と旋回
流制御弁が全開状態でない運転状態との異なる運転状態
間で、吸気圧に対する燃料噴射時期の対応関係データ切
り替えている。このため、燃料噴射時期を適切に移行で
き、それぞれの運転状態で燃料噴射時期を適切に制御で
きるので、常に好適な燃焼状態を達成することができ
る。

【０１０４】請求項９の筒内噴射式内燃機関の燃焼制御
装置は、請求項８の構成に対して、対応関係データに機
関回転数をパラメータに加えているので、一層適切な燃
料噴射時期を設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１としての筒内噴射式内燃機関の
燃焼制御装置の概略構成を表すブロック図。

【図２】 前記筒内噴射式内燃機関のシリンダヘッドの
平面断面図。

【図３】 前記筒内噴射式内燃機関のピストン頂面の平
面図。

【図４】 図２におけるＸ−Ｘ断面図。

【図５】 図２におけるＹ−Ｙ断面図。

【図６】 実施の形態１における運転領域の説明図。

【図７】 実施の形態１におけるスロットル開度ＴＨＲ
ＯＴを設定するためのテーブルの説明図。

【図８】 実施の形態１における運転領域毎の燃料噴射
量および燃料噴射時期を示す説明図。

【図９】 実施の形態１における理論空燃比基本燃料噴
射量ＱＢＳを求めるためのマップの説明図。

【図１０】 実施の形態１における運転領域Ｒ４にて旋
回流制御弁の目標開度ＯＰを設定するためのマップの説
明図。

【図１１】 実施の形態１においてＥＣＵが実行する燃
焼制御処理のフローチャート。

【図１２】 実施の形態１においてＥＣＵが実行する燃
焼制御処理のフローチャート。

【図１３】 実施の形態１においてＥＣＵが実行する旋
回流制御弁の目標開度ＯＰ算出処理のフローチャート。

【図１４】 実施の形態１においてＥＣＵが実行する加
速時増量ＯＴＰ算出処理のフローチャート。

【図１５】 実施の形態１におけるリーン燃料噴射量Ｑ
Ｌを求めるためのマップの説明図。

【図１６】 実施の形態１においてエンジンの運転状態
の違いよる適切な燃料噴射時期の差を示す説明図。

【図１７】 実施の形態２においてＥＣＵが実行する加
速時増量ＯＴＰ算出処理のフローチャート。

【図１８】 実施の形態２においてＥＣＵが実行する燃
料噴射時期設定処理のフローチャート。

【図１９】 実施の形態２においてエンジンの運転状態
の違いよる適切な燃料噴射時期の差を示す説明図。

【符号の説明】

１…ガソリンエンジン、１ａ…気筒、２…シリンダブ
ロック、３…ピストン、４…シリンダヘッド、５…燃焼
室、６ａ…第１吸気弁、６ｂ…第２吸気弁、７ａ…第１
吸気ポート、７ｂ…第２吸気ポート、８…一対の排気
弁、９…一対の排気ポート、１０…点火プラグ、１１…
燃料噴射弁、１２…浅皿部、１３…深皿部、１４…凹
部、１５…吸気マニホールド、１５ａ…第１吸気通路、
１５ｂ…第２吸気通路、１６…サージタンク、１７…旋
回流制御弁、１８…シャフト、１９…旋回流制御弁１７
用のモータ、１９ａ…ＳＣＶ開度センサ、２０…吸気ダ
クト、２１…エアクリーナ、２２…スロットル弁２３用
のモータ、２３…スロットル弁、２４…排気マニホル
ド、２５…アクセルペダル、２６…アクセル開度セン
サ、２７…上死点センサ、２８…クランク角センサ、３
０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、３１…双方向性バ
ス、３２…ＲＡＭ、３３…ＲＯＭ、３４…ＣＰＵ、３５
…入力ポート、３６…出力ポート、３７，３８…ＡＤ変
換器、３９… 吸気圧センサ、４０…ＡＤ変換器、４１
…空燃比センサ、４２…ＡＤ変換器、４５…駆動回路。

───────────────────────────────────────────────────── 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 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｕ Ｆターム(参考） 3G084 AA00 AA04 BA13 BA15 BA21 CA04 DA02 DA10 EB06 EB11 FA10 FA11 FA29 FA33 FA38 3G301 HA01 HA04 HA16 HA17 JA02 JA21 KA09 KA12 LA03 LA05 LB04 MA14 MA18 MA26 NC02 ND01 NE01 PA00Z PA07Z PD03A PD03Z PE01Z PE03Z PF03Z

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射弁から燃焼室内に直接燃料を噴
   射することで生じた混合気に点火プラグにより点火する
   筒内噴射式内燃機関において、運転者の加速要求を検出
   する加速要求検出手段にて加速要求がなされたと判断さ
   れると燃料噴射量に対して加速用増量補正を行う筒内噴
   射式内燃機関の燃焼制御装置であって、 前記筒内噴射式内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段
   と、 前記燃料噴射時期を、前記負荷検出手段にて検出された
   負荷と、前記加速用増量補正の有無とに応じて制御する
   燃料噴射時期制御手段と、 を備えたことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃焼制
   御装置。
2. 【請求項２】 請求項１の構成に対して、 前記筒内噴射式内燃機関の機関回転数を検出する機関回
   転数検出手段を備え、 前記燃料噴射時期制御手段は、前記燃料噴射時期を、前
   記負荷検出手段にて検出された負荷と、前記機関回転数
   検出手段にて検出された機関回転数と、前記加速用増量
   補正の有無とに応じて制御することを特徴とする筒内噴
   射式内燃機関の燃焼制御装置。
3. 【請求項３】 燃料噴射弁から燃焼室内に直接燃料を噴
   射することで生じた混合気に点火プラグにより点火する
   筒内噴射式内燃機関において、運転者の加速要求を検出
   する加速要求検出手段にて加速要求がなされたと判断さ
   れると燃料噴射量に対して加速用増量補正を行う筒内噴
   射式内燃機関の燃焼制御装置であって、 前記筒内噴射式内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段
   と、 負荷に対する燃料噴射時期の対応関係データに基づい
   て、前記負荷検出手段にて検出された負荷に応じて燃料
   噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段と、 前記燃料噴射時期制御手段にて用いられる、前記対応関
   係データを、前記加速用増量補正の有無に応じて切り替
   える対応関係切替手段と、 を備えたことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃焼制
   御装置。
4. 【請求項４】 請求項３の構成に対して、 前記筒内噴射式内燃機関の機関回転数を検出する機関回
   転数検出手段を備え、 前記燃料噴射時期制御手段は、負荷および機関回転数に
   対する燃料噴射時期の対応関係データに基づいて、前記
   負荷検出手段にて検出された負荷と前記機関回転数検出
   手段にて検出された機関回転数とに応じて燃料噴射時期
   を制御することを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃焼
   制御装置。
5. 【請求項５】 前記加速用増量補正は、高負荷時におい
   て、前記加速要求検出手段にて加速要求がなされたと判
   断された場合に実行されることを特徴とする請求項１〜
   ４のいずれか記載の筒内噴射式内燃機関の燃焼制御装
   置。
6. 【請求項６】 燃料噴射弁から燃焼室内に直接燃料を噴
   射することで生じた混合気に点火プラグにより点火する
   筒内噴射式内燃機関において、吸気通路に配置されて燃
   焼室内に流入する吸入空気の旋回状態を開度により調整
   する旋回流制御弁を、内燃機関の高負荷時に全開にする
   筒内噴射式内燃機関の燃焼制御装置であって、 前記筒内噴射式内燃機関の吸気圧を検出する吸気圧検出
   手段と、 前記燃料噴射時期を、前記吸気圧検出手段にて検出され
   た吸気圧と、前記旋回流制御弁全開実行の有無とに応じ
   て制御する燃料噴射時期制御手段と、 を備えたことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃焼制
   御装置。
7. 【請求項７】 請求項６の構成に対して、 前記筒内噴射式内燃機関の機関回転数を検出する機関回
   転数検出手段を備え、 前記燃料噴射時期制御手段は、前記燃料噴射時期を、前
   記吸気圧検出手段にて検出された吸気圧と、前記機関回
   転数検出手段にて検出された機関回転数と、前記旋回流
   制御弁全開実行の有無とに応じて制御することを特徴と
   する筒内噴射式内燃機関の燃焼制御装置。
8. 【請求項８】 燃料噴射弁から燃焼室内に直接燃料を噴
   射することで生じた混合気に点火プラグにより点火する
   筒内噴射式内燃機関において、吸気通路に配置されて燃
   焼室内に流入する吸入空気の旋回状態を開度により調整
   する旋回流制御弁を、内燃機関の高負荷時に全開にする
   筒内噴射式内燃機関の燃焼制御装置であって、 前記筒内噴射式内燃機関の吸気圧を検出する吸気圧検出
   手段と、 吸気圧に対する燃料噴射時期の対応関係データに基づい
   て、前記吸気圧検出手段にて検出された吸気圧に応じて
   燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段と、 前記燃料噴射時期制御手段にて用いられる、前記対応関
   係データを、前記旋回流制御弁全開実行の有無に応じて
   切り替える対応関係切替手段と、 を備えたことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃焼制
   御装置。
9. 【請求項９】 請求項８の構成に対して、 前記筒内噴射式内燃機関の機関回転数を検出する機関回
   転数検出手段を備え、 前記燃料噴射時期制御手段は、吸気圧および機関回転数
   に対する燃料噴射時期の対応関係データに基づいて、前
   記吸気圧検出手段にて検出された吸気圧と前記機関回転
   数検出手段にて検出された機関回転数とに応じて燃料噴
   射時期を制御することを特徴とする筒内噴射式内燃機関
   の燃焼制御装置。