JP2002070613A

JP2002070613A - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP2002070613A
Application number: JP2000259113A
Authority: JP
Inventors: Masanao Idogawa; 正直井戸側
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2002-03-08
Anticipated expiration: 2020-08-29
Also published as: JP4337247B2

Abstract

(57)【要約】【課題】内燃機関の燃費や出力に関して不利になること
なく、燃焼方式と気流制御弁とが同時に切り換えられる
ことに伴うショックを抑制することのできる内燃機関の
制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１１の吸気通路３２に設けられた
気流制御弁４８は、エンジンの運転状態が成層燃焼領域
にあるとき開弁状態とされ、同運転状態が成層燃焼領域
と隣接する均質閉弁領域にあるとき閉弁状態とされる。
そして、エンジン１１の運転状態が成層燃焼領域と均質
閉弁領域との間で移行する際には、燃焼方式における成
層燃焼と均質燃焼との切り換えと、気流制御弁４８にお
ける開弁状態と閉弁状態との切り換えが所定間隔をおい
て行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、車載エンジン等の内燃機関におい
ては、燃費改善等を意図して機関運転状態に応じて燃焼
方式を成層燃焼と均質燃焼との間で切り換えるタイプの
ものが実用化されている。また、こうしたタイプの内燃
機関では、例えば１９９９年９月２４日発行の「クラウ
ン、クラウンマジェスタ新型車解説書」に記載されるよ
うに、混合気の良好な燃焼が得られるよう燃焼室内のガ
スの流動状態を変更する気流制御弁を同機関の吸気通路
に設けることも知られている。

【０００３】上記文献に示される内燃機関においては、
機関運転状態が低回転低負荷領域（成層燃焼領域）にあ
るときには成層燃焼運転を実行し、それ以外の領域（均
質燃焼領域）では均質燃焼運転を実行する。また、同機
関の気流制御弁は、成層燃焼領域や均質燃焼領域におけ
る高回転高負荷側の領域では開弁され、均質燃焼領域に
おける低回転高負荷側や高回転低負荷側の領域では閉弁
されるようになる。なお、こうした気流制御弁の開閉制
御は、・成層燃焼運転時には燃焼室内でのガス流の助け
をかりることなく点火プラグ周りに可燃混合気が形成さ
れる。

【０００４】・低回転高負荷時や高回転低負荷時には、
気流制御弁を閉弁することにより、燃焼室内に乱流を生
じさせて空気と燃料との混合を促進させること、及び燃
焼室に吸入されるガスの流速を早めて吸気充填効率を向
上させることが好ましい。

【０００５】・気流制御弁を閉弁するのが好ましいとき
以外は同気流制御弁を開弁し、可能な限り気流制御弁の
閉弁に伴う吸気抵抗の増大を抑制するのが好ましい。等
の理由に基づいてのものである。

【０００６】ところで、機関運転状態が成層燃焼領域と
気流制御弁の閉弁される所定運転領域（均質燃焼領域に
おける低回転高負荷側や高回転低負荷側）との間で移行
する際には、燃焼方式が成層燃焼と均質燃焼との間で切
り換えられるとともに、気流制御弁が開弁状態と閉弁状
態との間で切り換えられる。

【０００７】燃焼方式が切り換えられる際には内燃機関
の良好な運転を行う上で要求される燃料噴射量や点火時
期等が変化し、これに応じて燃料噴射量や点火時期等を
変化させる際にショックが生じ易くなる。また、気流制
御弁が切り換えられる際にも内燃機関の良好な運転を行
う上で要求される燃料噴射量や点火時期等が変化し、こ
れに応じて燃料噴射量や点火時期等を変化させる際にシ
ョックが生じ易くなる。

【０００８】従って、燃焼方式の切り換えと気流制御弁
の切り換えとが同時に行われると、要求される燃料噴射
量や点火時期が上記のように燃焼方式に応じてだけでな
く気流制御弁の開閉状態に応じても変化することから、
それら燃料噴射量や点火時期等の制御態様によってはシ
ョックが生じるおそれがある。

【０００９】そこで、上記文献に記載の内燃機関では、
燃焼方式の切り換えと気流制御弁の切り換えとが同時に
生じないよう、気流制御弁が閉弁する上記所定運転領域
を図９に破線で示すように均質燃焼領域内において成層
燃焼領域から離して設定している。この場合、例えば機
関運転状態が成層燃焼領域から上記所定運転領域に移行
する際などには、最初に燃焼方式が成層燃焼から均質燃
焼に切り換えられ、その後に気流制御弁が開弁状態から
閉弁状態へと切り換えられるため、上記のようなショッ
クの発生が抑制される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように気流制御
弁が閉弁される所定運転領域を設定することで、確かに
上記ショックを抑制することができるようにはなる。た
だし、上記所定運転領域を成層燃焼領域から離して設定
するためには、同所定運転領域を狭くしなければならな
くなる。

【００１１】即ち、上記所定運転領域のうち、均質燃焼
領域の低回転高負荷側に位置する運転領域については、
その図９の負荷方向下限を高負荷側に設定して当該運転
領域を狭くすることにより成層燃焼領域から離れるよう
にしている。また、上記所定運転領域のうち、均質燃焼
領域の高回転低負荷側に位置する運転領域については、
その図９の機関回転数方向下限を高回転側に設定して当
該運転領域を狭くすることにより成層燃焼領域から離れ
るようにしている。

【００１２】しかし、このように気流制御弁が閉弁され
る所定運転領域を狭くすると、同運転領域と成層燃焼領
域との間の領域において、良好な混合気の燃焼を得る上
で気流制御弁を閉弁すべきであるのに同気流制御弁が開
弁されることから、内燃機関の燃費や出力に関して不利
になる。そして、こうした不具合は上記の領域に機関運
転状態が存在する期間が長くなるほど顕著なものにな
る。

【００１３】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、内燃機関の燃費や出力に関
して不利になることなく、燃焼方式と気流制御弁とが同
時に切り換えられることに伴うショックを抑制すること
のできる内燃機関の制御装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。上記
目的を達成するため、請求項１記載の発明では、機関運
転状態に基づき燃焼方式を成層燃焼と均質燃焼との間で
切り換える内燃機関に適用され、同機関の吸気通路に設
けられた気流制御弁の開閉制御を通じて燃焼室内でのガ
スの流動状態を変更する内燃機関の制御装置において、
機関運転状態が成層燃焼領域にあるときとは前記気流制
御弁の開閉状態が異なる状態になる所定運転領域を、均
質燃焼領域内に前記成層燃焼領域と隣接するように設定
する設定手段と、機関運転状態が前記成層燃焼領域と前
記所定運転領域と間で移行する際に、前記燃焼方式の切
り換えと前記気流制御弁の切り換えとを所定間隔をおい
て行う制御手段とを備えた。

【００１５】上記の構成によれば、成層燃焼領域に対し
上記所定運転領域を隣接させることにより同所定運転領
域の縮小が回避され、この縮小に伴い成層燃焼領域と上
記所定運転領域との間に気流制御弁が内燃機関の燃費や
出力に関して不利な開閉状態となる領域が生じるのを回
避することができる。また、機関運転状態が成層燃焼領
域と上記所定運転領域との間で移行する際、燃焼方式の
切り換えと気流制御弁の切り換えとが所定間隔をおいて
行われるため、燃焼方式と気流制御弁とが同時に切り換
えられることに伴い内燃機関にショックが生じるのを抑
制することができる。

【００１６】なお、燃焼方式及び気流制御弁の切り換え
を所定間隔をおいて行う方法としては、例えば一方の切
り換えが行われてから所定時間経過後に他方の切り換え
を行うという方法を採用することができる。

【００１７】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記制御手段は、機関運転状態が前記成
層燃焼領域から前記所定運転領域に移行する際には燃焼
方式を切り換えてから前記気流制御弁を切り換え、機関
運転状態が前記所定運転領域から前記成層燃焼領域に移
行する際には前記気流制御弁を切り換えてから燃焼方式
を切り換えるものとした。

【００１８】成層燃焼運転時には燃焼室内のガスの流動
状態が混合気の燃焼に影響を及ぼし易くなる。上記の構
成によれば、機関運転状態が成層燃焼領域から上記所定
運転領域に移行する際には、燃焼方式が成層燃焼から均
質燃焼へと切り換えられてから気流制御弁の切り換えが
行われるため、上記成層燃焼運転時に気流制御弁の開閉
状態が不適切になることはない。また、機関運転状態が
上記所定運転領域から成層燃焼領域に移行する際には、
気流制御弁の切り換えが行われてから燃焼方式が均質燃
焼から成層燃焼へと切り換えられるため、上記成層燃焼
運転時に気流制御弁の開閉状態が不適切になることはな
い。従って、機関運転状態が成層燃焼運転から上記所定
運転領域に移行する場合であれ、その逆であれ、成層燃
焼運転時に気流制御弁の開閉状態が不適切になって燃焼
室内のガスの流動状態が成層燃焼に相応しくないものに
なるのを回避することができる。

【００１９】請求項３記載の発明では、請求項１又は２
記載の発明において、前記内燃機関は成層燃焼を燃焼室
内でのガス流の助けをかりることなく行うものであっ
て、前記気流制御弁は成層燃焼領域で開弁されるととも
に前記所定運転領域で閉弁されるものとした。

【００２０】上記の構成によれば、燃焼室内でのガス流
の助けをかりることなく成層燃焼を行う内燃機関にあっ
て、同機関の燃費や出力に関して不利になることなく、
機関運転状態が成層燃焼領域と上記所定運転領域との間
で移行する際のショックを抑制することができる。

【００２１】請求項４記載の発明では、請求項３記載の
発明において、前記設定手段は、前記気流制御弁が開弁
する別の運転領域を前記所定運転領域と隣接するように
機関負荷及び機関回転数に基づき均質燃焼領域の高回転
高負荷側に設定し、前記所定運転領域と前記別の運転領
域との境界に対応する機関負荷及び機関回転数を前記気
流制御弁の開弁時と閉弁時とで得られるトルクが等しく
なる機関負荷及び機関回転数とするものとした。

【００２２】上記の構成によれば、内燃機関の高回転高
負荷時には気流制御弁が開弁されるため、吸気抵抗の低
減による機関出力の向上が図られる。また、機関運転状
態が上記所定運転領域と上記別の運転領域との間で移行
する際には気流制御弁が閉弁状態と開弁状態との間で変
化する。しかし、上記所定運転領域と上記別の運転領域
との境界に対応する機関負荷及び機関回転数は気流制御
弁の開弁時と閉弁時とで得られるトルクが等しくなる値
であるため、上記のように気流制御弁の開閉状態が変化
する際にショックが発生するのを抑制することができ
る。

【００２３】請求項５記載の発明では、請求項４記載の
発明において、前記設定手段は、機関負荷を一定とした
条件下で機関回転数を前記気流制御弁の閉弁時と開弁時
とで得られるトルクが等しくなる値としたときの単位時
間当たりの吸入空気量に基づき、その吸入空気量を得る
ことが可能な機関負荷及び機関回転数によって前記所定
運転領域と前記別の運転領域との境界を設定するものと
した。

【００２４】上記の構成によれば、少なくとも一度だけ
上記単位時間当たりの吸入空気量を求めさえすれば、そ
の吸入空気量が得られる機関負荷及び機関回転数を計算
等によって算出し、これら算出される機関負荷及び機関
回転数に基づき上記境界を簡単に設定することができ
る。

【００２５】なお、上記単位時間値の吸入空気量を求め
るために機関負荷を一定にする際には、内燃機関を全負
荷で一定とすることが好ましい。これは、内燃機関は全
負荷としたときに安定した状態となり、このときに正確
に単位時間当たりの吸入空気量を検出することが可能に
なるためである。そして、正確な単位時間当たりの吸入
空気量に基づき上記境界を設定することにより、この境
界の設定を一層適切に行うことができるようになる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を直列四気筒の自動
車用直噴ガソリンエンジンに適用した一実施形態を図１
〜図８に従って説明する。

【００２７】図２に示すように、エンジン１１において
は、そのピストン１２がコネクティングロッド１３を介
してクランクシャフト１４に連結され、同ピストン１２
の往復移動がコネクティングロッド１３によってクラン
クシャフト１４の回転へと変換される。クランクシャフ
ト１４には複数の突起１４ｂを備えたシグナルロータ１
４ａが取り付けられている。そして、シグナルロータ１
４ａの側方には、クランクシャフト１４が回転する際に
上記各突起１４ｂに対応してパルス状の信号を出力する
クランクポジションセンサ１４ｃが設けられている。

【００２８】エンジン１１の燃焼室１６には、吸気通路
３２及び排気通路３３が接続されている。吸気通路３２
において、その上流部分にはエンジン１１の吸入空気量
を調整するためのスロットルバルブ２３が設けられてい
る。このスロットルバルブ２３の開度は、アクセルペダ
ル２５の踏込操作に応じてスロットル用モータ２４を駆
動することによって調節される。即ち、アクセルペダル
２５の踏込操作に応じて変化するアクセル踏込量がアク
セルポジションセンサ２６によって検出され、この検出
されるアクセル踏込量に応じてスロットル用モータ２４
が制御されることによりスロットルバルブ２３の開度が
調節される。また、吸気通路３２において、スロットル
バルブ２３の下流側には吸気通路３２内の圧力（吸気
圧）を検出するためのバキュームセンサ３６が設けられ
ている。

【００２９】エンジン１１には、燃焼室１６内に直接燃
料を噴射供給して燃料と空気とからなる混合気を形成す
る燃料噴射弁４０と、燃焼室１６内の混合気に対して点
火を行う点火プラグ４１とが設けられている。この点火
プラグ４１による点火時期はイグナイタ４１ａによって
制御される。そして、燃焼室１６内の混合気を点火して
燃焼させると、ピストン１２が往復移動してクランクシ
ャフト１４が回転し、エンジン１１が駆動されるように
なる。また、燃焼室１６内で燃焼した後の混合気は排気
として排気通路３３に送り出される。

【００３０】次に、エンジン１１の吸気系の詳細構造に
ついて図１を参照して説明する。エンジン１１の吸気通
路３２は図１に示すように各気筒の燃焼室１６に接続さ
れる直前で二つに分岐されている。そして、一つの燃焼
室１６には分岐後の二つの吸気通路３２がそれぞれ接続
されている。また、これら吸気通路３２うちの一方に
は、燃焼室１６内におけるガスの流動状態を変更するた
めの気流制御弁４８が設けられている。

【００３１】気流制御弁４８は、吸気通路３２に生じる
負圧を作動源とするアクチュエータ４９から延びるロッ
ド５０と連結され、同アクチュエータ４９の作動に基づ
くロッド５０の伸縮によって開弁位置と閉弁位置との間
で開閉動作する。そして、気流制御弁４８を開いた状態
では上記燃焼室１６に接続された二つの吸気通路３２か
ら燃焼室１６内に空気が供給され、気流制御弁４８を閉
じた状態では一方の吸気通路３２のみから燃焼室１６内
に空気が供給される。こうした気流制御弁４８の開閉動
作は、燃焼室１６内におけるガスの流動状態を変更する
ために行われる。

【００３２】一方、上記アクチュエータ４９において
は、そのハウジング５１内を大気室５３と負圧室５４と
に区画するための弾性体よりなるダイヤフラム５２と、
同ダイヤフラム５２に連結されたロッド５０と、負圧室
５４内に設けられてロッド５０の伸縮方向について弾性
を有するコイルスプリング５５とを備えている。また、
アクチュエータ４９において、その大気室５３はハウジ
ング５１外と連通しており、負圧室５４は負圧通路５８
を介してバキュームタンク５７に連通している。このバ
キュームタンク５７は、チェック弁５９ａが設けられた
吸引通路５９を介して、エンジン１１の吸気通路３２に
おけるスロットルバルブ２３の下流側に連通している。
上記チェック弁５９ａは吸気通路３２からバキュームタ
ンク５７への空気の逆流を防ぐためのものであり、同チ
ェック弁５９ａによりバキュームタンク５７内の圧力が
大気圧よりも真空側の値に保持される。

【００３３】また、上記負圧通路５８には、バキューム
スイッチングバルブ（ＶＳＶ）６１が設けられている。
このＶＳＶ６１は、電磁ソレノイド（図示せず）を備え
ている。そして、電磁ソレノイドに対する電圧印加を制
御することでＶＳＶ６１が動作し、負圧室５４がバキュ
ームタンク５７若しくは大気と連通されるようになる。
そして、エンジン１１の運転中にＶＳＶ６１の動作によ
り、負圧室５４がバキュームタンク５７と連通すると、
同タンク５７内の負圧に基づき負圧室５４から空気が吸
引される。これにより、ダイヤフラム５２がコイルスプ
リング５５を収縮させる方向に変位し、ロッド５０が収
縮して気流制御弁４８が閉弁されるようになる。また、
ＶＳＶ６１の動作により負圧室５４が大気と連通する
と、コイルスプリング５５の付勢力によりダイヤフラム
５２がロッド５０を伸長させる方向に変位し、気流制御
弁４８開弁されるようになる。

【００３４】次に、上記気流制御弁４８の開閉制御を通
じて燃焼室１６内でのガスの流動状態を変更するととも
に、エンジン１１の燃焼方式を成層燃焼と均質燃焼との
間で切り換える切換制御を行う制御装置の電気的構成を
図３に基づいて説明する。

【００３５】この制御装置は、スロットル開度制御、燃
料噴射制御、及び点火時期制御などエンジン１１の運転
制御を行う電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）９
２を備えている。このＥＣＵ９２は、ＲＯＭ９３、ＣＰ
Ｕ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６等を備
える算術論理演算回路として構成されている。

【００３６】ここで、ＲＯＭ９３は各種制御プログラム
や、それら各種制御プログラムを実行する際に参照され
るマップ等が記憶されたメモリであり、ＣＰＵ９４はＲ
ＯＭ９３に記憶された各種制御プログラムやマップに基
づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ９５はＣＰＵ
９４での演算結果や各センサから入力されたデータ等を
一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ９
６はエンジン１１の停止時にその保存すべきデータ等を
記憶する不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ９
３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９
６は、バス９７を介して互いに接続されるとともに、外
部入力回路９８及び外部出力回路９９と接続されてい
る。

【００３７】外部入力回路９８には、クランクポジショ
ンセンサ１４ｃ、アクセルポジションセンサ２６、及び
バキュームセンサ３６等が接続されている。一方、外部
出力回路９９には、スロットル用モータ２４、燃料噴射
弁４０、イグナイタ４１ａ、及びＶＳＶ６１等が接続さ
れている。

【００３８】上記ＥＣＵ９２は、クランクポジションセ
ンサ１４ｃからの検出信号に基づきエンジン回転数ＮＥ
を求める。また、ＥＣＵ９２は、アクセルポジションセ
ンサ２６からの検出信号に基づきアクセル踏込量ＡＣＣ
Ｐを求め、バキュームセンサ３６からの検出信号に基づ
き吸気圧ＰＭを求める。更に、ＥＣＵ９２は、最大機関
負荷（全負荷）に対する現在の負荷割合を示す値である
負荷率ＫＬを、エンジン回転数ＮＥ、及び、アクセル踏
込量ＡＣＣＰや吸気圧ＰＭ等の吸入空気量に対応するパ
ラメータに基づき算出する。

【００３９】そして、ＥＣＵ９２は、エンジン回転数Ｎ
Ｅや負荷率ＫＬ等の機関運転状態に応じてエンジン１１
の燃焼方式を、燃料が空気に対して均等に混合された混
合気を燃焼させる均質燃焼と、点火プラグ４１周りのみ
に可燃混合気を存在させた状態で同混合気を燃焼させる
成層燃焼との間で切り換える。ここで、成層燃焼が行わ
れるエンジン１１の運転領域（成層燃焼領域）と均質燃
焼が行われるエンジン１１の運転領域（均質燃焼領域）
とを図８に示す。

【００４０】この図から分かるように、エンジン１１の
運転状態が低回転低負荷領域（成層燃焼領域）にあると
きには、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンとす
ることが可能な成層燃焼を実行することにより、エンジ
ン１１における燃費の改善が図られるようになる。ま
た、エンジン１１の運転状態が上記低回転低負荷領域よ
りも高負荷側及び高回転側の領域（均質燃焼領域）にあ
るときには高出力を得ることが可能な均質燃焼を実行す
ることにより、要求されるエンジン出力を得られるよう
にする。

【００４１】この成層燃焼と均質燃焼との間の燃焼方式
の切り換えは、ＥＣＵ９２を通じて設定される運転モー
ドＭＯＤＥの値、例えば「０（成層燃焼）」、「１（均
質燃焼）」のように設定される値に応じて行われる。即
ち、ＥＣＵ９２は、エンジン回転数ＮＥ及び負荷率ＫＬ
が図８の成層燃焼領域にあるとき運転モードＭＯＤＥを
「０（成層燃焼）」に設定し、「ＭＯＤＥ＝０」である
ことに基づき成層燃焼運転を実行する。また、ＥＣＵ９
２は、エンジン回転数ＮＥ及び負荷率ＫＬが図８の均質
燃焼領域にあるとき運転モードＭＯＤＥを「１（均質燃
焼）」に設定し、「ＭＯＤＥ＝１」であることに基づき
均質燃焼運転を実行する。

【００４２】上記成層燃焼と上記均質燃焼とでは燃焼室
１６内における混合気の形態が互いに異なるため、それ
ぞれの燃焼方式に適した燃料噴射量、燃料噴射時期、点
火時期、及びスロットル開度等も異なるものとなる。従
って、ＥＣＵ９２は、実行中の燃焼方式に適した燃料噴
射量、燃料噴射時期、点火時期、及びスロットル開度等
が得られるよう、燃料噴射弁４０、イグナイタ４１ａ、
及びスロットル用モータ２４等を制御する。また、燃焼
方式が切り換えられる際にはエンジン１１の良好な運転
を行う上で要求される燃料噴射量、燃料噴射時期、点火
時期、及びスロットル開度等が変化する。そのため、Ｅ
ＣＵ９２は、燃焼方式が切り換えられるときには、燃料
噴射量、燃料噴射時期、点火時期、及びスロットル開度
等が要求される値へと切り換えられるよう、燃料噴射弁
４０、イグナイタ４１ａ、及びスロットル用モータ２４
等を制御する。

【００４３】また、ＥＣＵ９２は、エンジン回転数ＮＥ
や負荷率ＫＬ等の機関運転状態に基づきＶＳＶ６１を制
御して気流制御弁４８の開閉状態を変更する。即ち、Ｅ
ＣＵ９２は、エンジン回転数ＮＥ及び負荷率ＫＬが図８
に示される成層燃焼領域、及び均質燃焼領域の高回転高
負荷側に設定される均質開弁領域にあるときには、ＶＳ
Ｖ６１を制御して気流制御弁４８を開弁する。また、エ
ンジン回転数ＮＥ及び負荷率ＫＬが上記均質燃焼領域内
において成層燃焼領域及び均質開弁領域に隣接するよう
設定される均質閉弁領域にあるときには、ＶＳＶ６１を
制御して気流制御弁４８を閉弁する。

【００４４】なお、こうした気流制御弁４８の開閉制御
は、・成層燃焼運転時には燃焼室１６内でのガス流の助
けをかりることなく点火プラグ４１周りに可燃混合気が
形成される。

【００４５】・均質閉弁領域では、気流制御弁４８を閉
弁することにより、燃焼室１６内に乱流を生じさせて空
気と燃料との混合を促進させること、及び燃焼室１６内
に吸入されるガスの流速を早めて吸気充填効率を向上さ
せることが好ましい。

【００４６】・均質燃焼領域において上記均質閉弁領域
以外の領域では、気流制御弁４８を開弁することによ
り、可能な限り同弁４８の閉弁に伴う吸気抵抗の増大を
抑制することが好ましい。等の理由に基づいてのもので
ある。

【００４７】上記気流制御弁４８が開弁しているときと
閉弁しているときとでは、燃焼室１６内でのガスの流動
状態が互いに異なるものとなる。このガスの流動状態は
混合気の燃焼に影響を及ぼすため、気流制御弁４８の開
閉状態が切り換えられるときには、エンジン１１の良好
な運転を行う上で要求される燃料噴射量、燃料噴射時
期、点火時期、及びスロットル開度等も変化することと
なる。ＥＣＵ９２は、気流制御弁４８が切り換えられる
ときにも、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、及び
スロットル開度等が要求される値へと切り換えられるよ
う、燃料噴射弁４０、イグナイタ４１ａ、及びスロット
ル用モータ２４等を制御する。

【００４８】図８に示される均質燃焼領域は、気流制御
弁４８が閉弁する均質閉弁領域と同弁４８が開弁する開
弁領域とに分けられている。そして、上記均質閉弁領域
は成層燃焼領域に隣接しており、上記均質開弁領域は均
質燃焼領域の高回転高負荷側に位置して均質閉弁領域と
隣接している。また、均質閉弁領域及び均質開弁領域
は、それらの境界に対応する負荷率ＫＬ及びエンジン回
転数ＮＥが気流制御弁４８の閉弁時と開弁時とで得られ
るエンジントルクが等しくなる負荷率及びエンジン回転
数となるよう設定されている。

【００４９】上記均質閉弁領域と均質開弁領域との境界
を設定する際には、まず、負荷率ＫＬを例えば最大機関
負荷（全負荷）に対応した値で一定とした条件下で、エ
ンジン回転数ＮＥを気流制御弁４８の閉弁時と開弁時と
でエンジントルクが等しくなる値としたときの単位時間
当たりの吸入空気量を求める。そして、求められた単位
時間当たりの吸入空気量を得ることが可能な負荷率及び
エンジン回転数を計算等によって算出し、これら算出さ
れる負荷率及びエンジン回転数に基づき上記境界が設定
される。

【００５０】このように均質閉弁領域及び均質開弁領
域、並びにそれらの境界を設定することにより、負荷率
ＫＬ及びエンジン回転数ＮＥ等の機関運転状態が均質閉
弁領域と均質開弁領域との間で移行し、気流制御弁４８
が閉弁状態と開弁状態との間で変化する際、ショックが
発生するのを抑制することができる。

【００５１】また、機関運転状態は均質閉弁領域と均質
開弁領域との間で移行するだけでなく、成層燃焼領域と
均質閉弁領域との間で移行することもある。その際に
は、エンジン１１の燃焼方式が成層燃焼と均質燃焼との
間で切り換えられるとともに、気流制御弁４８も閉弁状
態と開弁状態との間で切り換えられることとなる。

【００５２】燃焼方式が上記のように切り換えられる際
には、エンジン１１の良好な運転を行う上で要求される
燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、及びスロットル
開度等が変化し、これに応じて燃料噴射弁４０、イグナ
イタ４１ａ、及びスロットル用モータ２４等が制御され
る際にショックが生じ易くなる。また、気流制御弁４８
が上記のように切り換えられる際にも、エンジン１１の
良好な運転を行う上で要求される燃料噴射量、燃料噴射
時期、点火時期、及びスロットル開度等が変化し、これ
に応じて燃料噴射弁４０、イグナイタ４１ａ、及びスロ
ットル用モータ２４等が制御される際にショックが生じ
易くなる。

【００５３】従って、機関運転状態が成層燃焼領域と均
質閉弁領域との間で移行する際、燃焼方式の切り換えと
気流制御弁４８の切り換えとが同時に行われると、要求
される燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、及びスロ
ットル開度等が燃焼方式に応じて変化するだけでなく気
流制御弁４８の開閉状態に応じても変化することから、
それら燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、及びスロ
ットル開度等の制御態様によってはショックが生じるお
それがある。

【００５４】そこで本実施形態では、機関運転状態が成
層燃焼領域と均質閉弁領域との間で移行する際、燃焼方
式の切り換えと気流制御弁４８の切り換えとを所定間隔
をおいて行い、燃焼方式と気流制御弁４８とが同時に切
り換えられることに伴いエンジン１１にショックが生じ
るのを抑制する。

【００５５】次に、機関運転状態が成層燃焼領域から均
質閉弁領域に移行するとき、及び均質閉弁領域から成層
燃焼領域に移行するときにおける燃焼方式及び気流制御
弁４８の切換制御の概要について、図６及び図７のタイ
ムチャートを参照して説明する。

【００５６】図６は、機関運転状態が成層燃焼領域から
均質閉弁領域へと移行する場合のタイムチャートであ
る。この場合、ＥＣＵ９２は、燃焼方式を成層燃焼から
均質燃焼に切り換えてから所定時間経過後に、気流制御
弁４８を開弁状態から閉弁状態へと切り換える。なお、
上記所定時間としては、成層燃焼から均質燃焼への切り
換えに伴う燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、及び
スロットル開度等の制御態様の変化に基づき、実際に燃
料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、及び吸入空気量等
が変化するのに必要な時間を採用することができる。

【００５７】ＥＣＵ９２は、負荷率ＫＬ及びエンジン回
転数ＮＥが存在する運転領域が図６（ａ）に示されるよ
うに成層燃焼領域から均質閉弁領域へと変化すると、運
転モードＭＯＤＥを図６（ｂ）に示すように「０（成層
燃焼）」から「１（均質燃焼）」へと変化させ、燃焼方
式を成層燃焼から均質燃焼へと切り換える。また、ＥＣ
Ｕ９２は、このときに上記燃焼方式の切り換えが行われ
てからの経過時間を計測するためのカウンタＣ１を図６
（ｃ）に示すように「０」にリセットし、その後にカウ
ンタＣ１の値を所定時間毎に「１」ずつ増加させる。

【００５８】そして、燃焼方式が成層燃焼から均質燃焼
へと切り換えられた後、図６（ｃ）に示すようにカウン
タＣ１の値が上述した所定時間に対応した値である所定
値ａよりも大きくなると、ＥＣＵ９２は、図６（ｄ）に
示すように気流制御弁４８を開弁状態から閉弁状態へと
変化させる。これにより、燃焼室１６に吸入される空気
の流通面積が減少し、この吸入空気の流速が早められる
とともに燃焼室１６内におけるガスの乱流が生じること
となる。こうした燃焼室１６内におけるガスの流動状態
の変化は、燃焼方式の切り換えに伴い燃料噴射量、燃料
噴射時期、点火時期、及び吸入空気量等が変化した後に
生じるようになる。

【００５９】また、図７は、機関運転状態が均質閉弁領
域から成層燃焼領域へと移行する場合のタイムチャート
である。この場合、ＥＣＵ９２は、気流制御弁４８を閉
弁状態から開弁状態へと切り換えてから所定時間経過後
に、燃焼方式を均質燃焼から成層燃焼に切り換える。な
お、上記所定時間としては、気流制御弁４８の閉弁状態
から開弁状態への切り換えに伴い燃焼室１６内のガスの
流動状態が変化するのに必要な時間を採用することがで
きる。

【００６０】ＥＣＵ９２は、負荷率ＫＬ及びエンジン回
転数ＮＥが存在する運転領域が図７（ａ）に示されるよ
うに均質閉弁領域から成層燃焼領域へと変化すると、Ｖ
ＳＶ６１を制御して気流制御弁４８を図７（ｄ）に示す
ように閉弁状態から開弁状態へと切り換える。また、Ｅ
ＣＵ９２は、このときに上記気流制御弁４８の切り換え
が行われてからの経過時間を計測するためのカウンタＣ
２を図７（ｃ）に示すように「０」にリセットし、その
後にカウンタＣ２の値を所定時間毎に「１」ずつ増加さ
せる。

【００６１】そして、気流制御弁４８が閉弁状態から開
弁状態へと切り換えられた後、図７（ｃ）に示すように
カウンタＣ２の値が上述した所定時間に対応した値であ
る所定値ｂよりも大きくなると、ＥＣＵ９２は、図７
（ｂ）に示すように運転モードを「１（均質燃焼）」か
ら「０（成層燃焼）」へと切り換える。これにより、燃
焼方式が均質燃焼から成層燃焼へと切り換えられ、燃料
噴射量、燃料噴射時期、点火時期、スロットル開度等の
制御態様が変化する。こうした制御態様の変化に伴う燃
料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、及び吸入空気量等
の変化は、気流制御弁４８の閉弁状態から開弁状態の切
り換えに伴い燃焼室１６内のガスの流動状態が変化した
後に生じるようになる。

【００６２】次に、気流制御弁４８の切換手順につい
て、気流制御弁切換ルーチンを示す図４のフローチャー
トを参照して説明する。この気流制御弁切換ルーチン
は、ＥＣＵ９２を通じて例えば所定時間毎の時間割り込
みにて実行される。

【００６３】気流制御弁切換ルーチンにおいて、ステッ
プＳ１０１，Ｓ１０２の処理は、エンジン１１の運転状
態が成層燃焼領域、均質閉弁領域、及び均質開弁領域の
うちのいずれの運転領域にあるかを判断するためのもの
である。

【００６４】即ち、ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０１の
処理でエンジン１１の運転状態が均質燃焼領域にあるか
否かを判断し、ステップＳ１０２の処理で同運転状態が
均質閉弁領域にあるか否かを判断する。

【００６５】そして、同運転状態が成層燃焼領域や均質
開弁領域にある場合には、ステップＳ１０１とステップ
Ｓ１０２とのいずれかで否定判定がなされ、ステップＳ
１１１に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ１１１の処理
として気流制御弁４８の開弁を指示し、別のルーチンで
気流制御弁４８が開弁状態となるようＶＳＶ６１を制御
する。従って、エンジン１１の運転状態が成層燃焼領域
や均質開弁領域にある場合には、それが他の運転領域か
ら変化してきた直後の状態であるか否かに関係なく気流
制御弁４８が開弁される。ステップＳ１１１の処理を実
行した後には、後述するステップＳ１１０に進む。

【００６６】また、エンジン１１の運転状態が均質閉弁
領域にある場合には、上記ステップＳ１０１とステップ
Ｓ１０２との両方において肯定判定がなされ、ステップ
Ｓ１０３に進む。ステップＳ１０３以降の処理は、エン
ジン１１の運転状態が成層燃焼領域から均質閉弁領域に
移行する際に、気流制御弁４８の開弁状態から閉弁状態
への切り換えを、燃焼方式の成層燃焼から均質燃焼への
切り換えに対し、所定時間だけ遅らせて実行するための
ものである。

【００６７】ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０３の処理
で、遅延フラグＦ１として「１（遅延中）」がＲＡＭ９
５の所定領域に記憶されているか否かを判断する。この
遅延フラグＦ１は、上述したように燃焼方式の切り換え
に対し気流制御弁４８の切り換えが遅延中であるか否か
を判断するためのものである。そのため、遅延フラグＦ
１は、エンジン１１の運転状態が成層燃焼領域から均質
閉弁領域に移行した時点から上記カウンタＣ１の値が所
定値ａよりも大きくなって気流制御弁４８が閉弁状態に
切り換えられるまでの間は「１（遅延中）」とされ、こ
の切換後に「０（非遅延中）」とされる。

【００６８】エンジン１１の運転状態が成層燃焼領域か
ら均質閉弁領域に移行した後に最初にステップＳ１０３
の処理が行われる際には、遅延フラグＦ１が「０（非遅
延中）」であってステップＳ１０３で肯定判定がなさ
れ、ステップＳ１０４に進む。ＥＣＵ９２は、ステップ
Ｓ１０４の処理で上記成層燃焼領域から均質閉弁領域へ
の変化の直後か否かを判断し、否定判定であればステッ
プＳ１０９の処理で気流制御弁４８の閉弁を指示する。
従って、エンジン１１の運転状態が均質閉弁領域にある
状態が継続されているときには、気流制御弁４８が上記
指示に基づき閉弁状態とされるようになる。

【００６９】また、上記ステップＳ１０４の処理におい
て肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１０５の処
理で遅延フラグＦ１として「１（遅延中）」をＲＡＭ９
５の所定領域に記憶し、ステップＳ１０６の処理でカウ
ンタＣ１の値を「０」にリセットする。その後、ステッ
プＳ１０７に進む。なお、上記ステップＳ１０５の処理
で遅延フラグＦ１が「１（遅延中）」にされると、次回
にステップＳ１０３の処理が実行される際には否定判定
がなされ、直接ステップＳ１０７に進むようになる。こ
のステップＳ１０７の処理として、ＥＣＵ９２は、カウ
ンタＣ１の値を「１」だけ大きくする。

【００７０】続いてＥＣＵ９２は、ステップＳ１０８の
処理として、カウンタＣ１の値が所定値ａよりも大きい
か否か、即ちエンジン１１の運転状態が成層燃焼領域か
ら均質閉弁領域へと変化してから所定時間が経過したか
否かを判断する。そして、「Ｃ１＞ａ」でなければ気流
制御弁切換ルーチンを一旦終了し、「Ｃ１＞ａ」であれ
ばステップＳ１０９に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ
１０９の処理で気流制御弁４８の閉弁を指示し、ステッ
プＳ１１０の処理で遅延フラグＦ１として「０（非遅延
中）」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶した後、この気流
制御弁切換ルーチンを一旦終了する。

【００７１】次に、燃焼方式の決定に係わる運転モード
ＭＯＤＥの切換手順について、運転モード切換ルーチン
を示す図５のフローチャートを参照して説明する。な
お、運転モード切換ルーチンは、ＥＣＵ９２を通じて例
えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。

【００７２】運転モード切換ルーチンにおいて、ＥＣＵ
９２は、ステップＳ２０１の処理として、エンジン１１
の運転状態が成層燃焼領域にあるか否かを判断する。そ
して、ステップＳ２０１で否定判定がなされると、ステ
ップＳ２１０の処理で運転モードＭＯＤＥを「１（均質
燃焼）」に設定した後、ステップ２０９に進む。ＥＣＵ
９２は、運転モードＭＯＤＥが「１」に設定されること
に基づき均質燃焼運転を実行し、燃料噴射量、燃料噴射
時期、点火時期、及びスロットル開度等を均質燃焼に適
したものへと制御する。

【００７３】また、上記ステップＳ２０１で肯定判定が
なされると、ステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０
２以降の処理は、エンジン１１の運転状態が均質閉弁領
域から成層燃焼領域に以降する際、燃焼方式の均質燃焼
から成層燃焼への切り換えを、気流制御弁４８の閉弁状
態から開弁状態への切り換えに対し、所定時間だけ遅ら
せて実行するためのものである。

【００７４】ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０２の処理
で、遅延フラグＦ２として「１（遅延中）」がＲＡＭ９
５の所定領域に記憶されているか否かを判断する。この
遅延フラグＦ２は、上述したように気流制御弁４８の切
り換えに対し燃焼方式の切り替えが遅延中であるか否か
を判断するためのものである。そのため、遅延フラグＦ
２は、エンジン１１の運転状態が均質閉弁領域から成層
燃焼領域に移行した時点から上記カウンタＣ２の値が所
定値ｂよりも大きくなって燃焼方式が成層燃焼に切り換
えられるまでの間は「１（遅延中）」とされ、この切換
後に「０（非遅延中）」とされる。

【００７５】エンジン１１の運転状態が均質閉弁領域か
ら成層燃焼領域に移行した後に最初にステップＳ２０２
の処理が行われる際には、遅延フラグＦ２が「０（非遅
延中）」であってステップＳ２０２で肯定判定がなさ
れ、ステップＳ２０３に進む。ＥＣＵ９２は、ステップ
Ｓ２０３の処理で上記均質閉弁領域から成層燃焼領域へ
の変化の直後が否かを判断し、否定判定であればステッ
プＳ２０８の処理で運転モードＭＯＤＥを「０（成層燃
焼）」に設定する。従って、エンジン１１の運転状態が
成層燃焼領域にある状態が継続されているときには、運
転モードＭＯＤＥが「０（成層燃焼）」であることに基
づき燃焼方式が成層燃焼とされるようになる。

【００７６】また、上記ステップＳ２０３の処理におい
て肯定判定がなされた場合には、ステップＳ２０４の処
理で遅延フラグＦ２として「１（遅延中）」をＲＡＭ９
５の所定領域に記憶し、ステップＳ２０５の処理でカウ
ンタＣ２の値を「０」にリセットする。その後、ステッ
プＳ２０６に進む。なお、上記ステップＳ２０４の処理
で遅延フラグＦ２が「１（遅延中）」にされると、次回
にステップＳ２０２の処理が実行される際には否定判定
がなされ、直接ステップＳ２０６に進むようになる。こ
のステップＳ２０６の処理として、ＥＣＵ９２は、カウ
ンタＣ２の値を「１」だけ大きくする。

【００７７】続いてＥＣＵ９２は、ステップＳ２０７の
処理として、カウンタＣ２の値が所定値ｂよりも大きい
か否か、即ちエンジン１１の運転状態が均質閉弁領域か
ら成層燃焼領域へと変化してから所定時間が経過したか
否かを判断する。そして、「Ｃ２＞ｂ」でなければ運転
モード切換ルーチンを一旦終了し、「Ｃ２＞ｂ」であれ
ばステップＳ２０８に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ
２０８の処理で運転モードＭＯＤＥを「０（成層燃
焼）」に設定し、ステップＳ２０９の処理で遅延フラグ
Ｆ２として「０（非遅延中）」をＲＡＭ９５の所定領域
に記憶した後、運転モード切換ルーチンを一旦終了す
る。

【００７８】以上詳述した本実施形態によれば、以下に
示す効果が得られるようになる。（１）均質燃焼領域において気流制御弁４８が閉弁され
る運転領域（均質閉弁領域）を成層燃焼領域に対し隣接
させることにより、従来のように上記運転領域（均質閉
弁領域）を成層燃焼領域から離して設定することに伴い
同運転領域が縮小するのを回避し、この縮小に伴いエン
ジン１１の燃費や出力に関して不利になるのを回避する
ことができる。また、エンジン１１の運転状態が成層燃
焼領域と均質閉弁領域との間で移行する際、燃焼方式の
切り換えと気流制御弁４８の切り換えとが所定間隔をお
いて行われる。そのため、上記成層燃焼領域から均質閉
弁領域への移行、若しくはその逆において、燃焼方式と
気流制御弁４８とが同時に切り換えられることに伴いエ
ンジン１１にショックが生じるのを抑制することができ
る。

【００７９】（２）成層燃焼は点火プラグ４１周りに可
燃混合気を存在させた状態で同混合気に対して点火を行
うことにより実現するため、燃焼室１６内におけるガス
の流動状態が混合気の燃焼に影響を及ぼし易くなる。そ
のため、成層燃焼運転時に気流制御弁４８の開閉状態が
適正でないと、燃焼室１６内のガスの流動状態が混合気
の燃焼に悪影響を及ぼすおそれがある。エンジン１１の
運転状態が成層燃焼領域から均質閉弁領域に移行する際
には、燃焼方式が成層燃焼から均質燃焼に切り換えられ
てから、気流制御弁４８が成層燃焼に適した開閉状態で
ある開弁状態から閉弁状態へと切り換えられる。そのた
め、成層燃焼領域から均質閉弁領域に移行する際におけ
る成層燃焼運転時に、気流制御弁４８の開閉状態が成層
燃焼にとって不適切な状態（閉弁状態）になることはな
い。また、エンジン１１の運転状態が均質閉弁領域から
成層燃焼領域に移行する際には、気流制御弁４８が閉弁
状態から成層燃焼運に適した開閉状態である開弁状態へ
と切り換えられてから、燃焼方式が均質燃焼から成層燃
焼へと切り換えられる。そのため、均質閉弁領域から成
層燃焼領域に移行する際における成層燃焼運転時にも、
気流制御弁４８の開閉状態が成層燃焼にとって不適切な
状態（閉弁状態）になることはない。従って、成層燃焼
領域から均質閉弁領域へと移行する場合であれ、その逆
であれ、それらの際の成層燃焼運転時に気流制御弁４８
が不適切な状態（閉弁状態）になって、燃焼室１６内に
おけるガスの流動状態が成層燃焼に相応しくないものに
なるのを回避することができる。

【００８０】（３）エンジン１１の運転状態が成層燃焼
領域から均質閉弁領域へと移行する際、燃焼方式が切り
換えられてから所定時間（所定値ａに対応）が経過した
後に気流制御弁４８が切り換えられる。そして、上記所
定時間としては、成層燃焼から均質燃焼への切り換えに
伴う燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、及びスロッ
トル開度等の制御態様の変化に基づき、実際に燃料噴射
量、燃料噴射時期、点火時期、及び吸入空気量等が変化
するのに必要な時間が採用される。従って、気流制御弁
４８が上記のように切り換えられる際に、同切り換えに
基づきエンジン１１の良好な運転を行う上で要求される
燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、及びスロットル
開度等が変化し、これに応じて燃料噴射弁４０、イグナ
イタ４１ａ、及びスロットル用モータ２４等が制御され
るときにショックが生じるのを的確に抑制することがで
きる。

【００８１】（４）エンジン１１の運転状態が均質閉弁
領域から成層燃焼領域へと移行する際、気流制御弁４８
が切り換えられてから所定時間（所定値ｂに対応）が経
過した後に燃焼方式が切り換えられる。そして、上記所
定時間としては、気流制御弁４８の閉弁状態から開弁状
態への切り換えに伴い燃焼室１６内のガスの流動状態が
変化するのに必要な時間が採用される。従って、燃焼方
式が上記のように切り換えられる際に、同切り換えに基
づきエンジン１１の良好な運転を行う上で要求される燃
料噴射量、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、及び
スロットル開度等が変化し、これに応じて燃料噴射弁４
０、イグナイタ４１ａ、スロットル用モータ２４等が制
御されるときにショックが生じるのを的確に抑制するこ
とができる。

【００８２】（５）均質燃焼領域において互いに隣接す
る均質閉弁領域と均質開弁領域は、それらの境界に対応
する負荷率ＫＬ及びエンジン回転数ＮＥが気流制御弁４
８の閉弁時と開弁時とで得られるエンジントルクが等し
くなる負荷率及びエンジン回転数となるよう設定され
る。従って、エンジン１１の運転状態が均質閉弁領域と
均質開弁領域との間で移行する際、気流制御弁４８が閉
弁状態と開弁状態との間で変化しても、その際にショッ
クが発生するのを抑制することができるようになる。ま
た、エンジン１１の運転状態が高回転高負荷領域（均質
開弁領域）にあるときには気流制御弁４８が開弁される
ため、吸気抵抗が低減されることによるエンジン出力の
向上が図られるようになる。

【００８３】（６）上記境界は、負荷率ＫＬを一定とし
た条件下で、エンジン回転数ＮＥを気流制御弁４８の閉
弁時と開弁時とでエンジントルクが等しくなる値とした
ときの単位時間当たりの吸入空気量を求め、この吸入空
気量を得ることが可能な負荷率及びエンジン回転数を計
算等によって算出し、これら負荷率及びエンジン回転数
に基づき設定される。そのため、少なくとも一度だけ上
記単位時間当たりの吸入空気量を求めさえすれば、その
吸入空気量が得られる負荷率及びエンジン回転数を計算
等によって算出し、これら負荷率及びエンジン回転数に
基づき簡単に上記境界を設定することができる。

【００８４】（７）また、上記単位時間当たりの吸入空
気量を求めるために負荷率ＫＬを一定にする際には、負
荷率ＫＬを最大機関負荷（全負荷）に対応した値で一定
とした。エンジン１１においては、全負荷としたときに
安定した運転状態となり、このときに正確に単位時間当
たりの吸入空気量を検出することが可能になる。そのた
め、上記のように負荷率ＫＬを全負荷に対応した値で一
定とした状態で求められる吸入空気量に基づき上記境界
を設定することにより、この境界の設定を一層適切に行
うことができるようになる。

【００８５】なお、本実施形態は、例えば以下のように
変更することもできる。・均質閉弁領域と均質開弁領域との境界を設定するのに
用いられる単位時間当たりの吸入空気量を求める際、負
荷率ＫＬを最大機関負荷（全負荷）に対応する値で一定
にしたが、必ずしもこのように負荷率ＫＬを一定にする
必要はない。

【００８６】・均質閉弁領域及び均質開弁領域は、それ
らの境界に対応する負荷率ＫＬ及びエンジン回転数ＮＥ
が気流制御弁４８の閉弁時と開弁時とでエンジントルク
が等しくなる負荷率及びエンジン回転数となるよう設定
されるが、必ずしもこうした領域の設定の仕方をする必
要はない。

【００８７】・エンジン１１の運転状態が成層燃焼領域
と均質閉弁領域との間で移行する際の燃焼方式及び気流
制御弁４８の切り換えの順番を適宜変更してもよい。・成層燃焼領域で気流制御弁４８が閉弁され、この成層
燃焼領域と隣接する運転領域で気流制御弁４８が開弁さ
れるエンジンに本発明を適用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の制御装置が適用されるエンジンの
吸気系の構成を示す略図。

【図２】同エンジンの全体構成を示す略図。

【図３】上記制御装置の電気的構成を示すブロック図。

【図４】気流制御弁の切換手順を示すフローチャート。

【図５】運転モードの切換手順を示すフローチャート。

【図６】エンジンの運転状態が成層燃焼領域から均質閉
弁領域に移行する際の運転領域、運転モードＭＯＤＥ、
カウンタＣ１、気流制御弁の変化態様を示すタイムチャ
ート。

【図７】エンジンの運転状態が均質閉弁領域から成層燃
焼領域に移行する際の運転領域、運転モードＭＯＤＥ、
カウンタＣ１、気流制御弁の変化態様を示すタイムチャ
ート。

【図８】本実施形態の成層燃焼領域、均質燃焼領域、均
質閉弁領域、及び均質開弁領域を示す図。

【図９】従来の成層燃焼領域、均質燃焼領域、及び気流
制御弁が閉弁される運転領域を示す図。

【符号の説明】

１１…エンジン、１４ｃ…クランクポジションセンサ、
１６…燃焼室、２３…スロットルバルブ、２４…スロッ
トル用モータ、２５…アクセルペダル、２６…アクセル
ポジションセンサ、３２…吸気通路、３６…バキューム
センサ、４０…燃料噴射弁、４１…点火プラグ、４１ａ
…イグナイタ、４８…気流制御弁、４９…アクチュエー
タ、５７…バキュームタンク、５８…負圧通路、５９…
吸引通路、６１…バキュームスイッチングバルブ（ＶＳ
Ｖ）、９２…電子制御ユニット（ＥＣＵ）。９５ａ…チ
ェック弁。

───────────────────────────────────────────────────── 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 41/02 ３１０Ｆ０２Ｄ 41/02 ３１０Ｆ３２５３２５Ｇ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｅ３０１ＵＦターム(参考） 3G084 AA04 BA05 BA09 BA13 BA15 BA17 BA21 CA03 CA04 CA09 DA01 DA02 DA11 EA11 EB08 EC01 FA07 FA10 FA11 FA19 FA32 FA33 3G301 HA01 HA04 HA16 HA17 JA01 JA02 JA04 KA06 KA08 KA09 KA11 KA23 KA24 KA25 LA01 LA05 LB04 MA01 MA11 MA18 NC02 NE19 NE22 NE23 PA01Z PA07Z PA17Z PC00Z PE01Z PE06Z PF03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関運転状態に基づき燃焼方式を成層燃焼
と均質燃焼との間で切り換える内燃機関に適用され、同
機関の吸気通路に設けられた気流制御弁の開閉制御を通
じて燃焼室内でのガスの流動状態を変更する内燃機関の
制御装置において、機関運転状態が成層燃焼領域にあるときとは前記気流制
御弁の開閉状態が異なる状態になる所定運転領域を、均
質燃焼領域内に前記成層燃焼領域と隣接するように設定
する設定手段と、機関運転状態が前記成層燃焼領域と前記所定運転領域と
間で移行する際に、前記燃焼方式の切り換えと前記気流
制御弁の切り換えとを所定間隔をおいて行う制御手段
と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】前記制御手段は、機関運転状態が前記成層
燃焼領域から前記所定運転領域に移行する際には燃焼方
式を切り換えてから前記気流制御弁を切り換え、機関運
転状態が前記所定運転領域から前記成層燃焼領域に移行
する際には前記気流制御弁を切り換えてから燃焼方式を
切り換える請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】前記内燃機関は成層燃焼を燃焼室内でのガ
ス流の助けをかりることなく行うものであって、前記気
流制御弁は成層燃焼領域で開弁されるとともに前記所定
運転領域で閉弁される請求項１又は２記載の内燃機関の
制御装置。
【請求項４】前記設定手段は、前記気流制御弁が開弁す
る別の運転領域を前記所定運転領域と隣接するように機
関負荷及び機関回転数に基づき均質燃焼領域の高回転高
負荷側に設定し、前記所定運転領域と前記別の運転領域
との境界に対応する機関負荷及び機関回転数を前記気流
制御弁の開弁時と閉弁時とで得られるトルクが等しくな
る機関負荷及び機関回転数とするものである請求項３記
載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】前記設定手段は、機関負荷を一定とした条
件下で機関回転数を前記気流制御弁の閉弁時と開弁時と
で得られるトルクが等しくなる値としたときの単位時間
当たりの吸入空気量に基づき、その吸入空気量を得るこ
とが可能な機関負荷及び機関回転数によって前記所定運
転領域と前記別の運転領域との境界を設定する請求項４
記載の内燃機関の制御装置。