JP2917712B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関に関する。

【０００２】

【従来の技術】機関低負荷運転時には燃焼室内の限定さ
れた領域内に混合気を形成すると共に他の領域を空気の
みまたは空気およびＥＧＲガスのみとして混合気を点火
栓により着火し、機関中負荷運転時および機関高負荷運
転時には燃焼室内を混合気により一様に満たすようにし
た内燃機関が、本出願人により既に提案されている（特
願平２−３２２６７４号参照）。ところで通常内燃機関
では例えば燃料タンクで発生した燃料蒸気を吸気通路内
に供給するようにしており、そのために燃料蒸気供給制
御装置を具備している。このような燃料蒸気供給制御装
置には例えば活性炭が配置され燃料蒸気を供給しないと
きには燃料蒸気を活性炭に吸着せしめている。一方燃料
蒸気を供給するときには例えば燃料タンク内で発生した
燃料蒸気を直接吸気通路内に供給すると共に空気により
燃料蒸気を活性炭から離脱せしめて吸気通路内に供給し
ている。したがって発生した燃料蒸気量が少ないときあ
るいは活性炭に吸着されている燃料蒸気量が少ないとき
には供給される燃料蒸気量は少なくなる。ところが前記
記載の内燃機関におけるように機関低負荷運転時に多量
の空気の存在下で混合気を燃焼せしめるようにした場合
には機関低負荷運転時に微少の燃料蒸気を吸気通路内に
供給するとこの燃料蒸気は燃焼室内の空気中に分散して
極度に希薄な混合気を形成するために、この希薄混合気
には着火火炎が伝播せずその結果大部分の燃料蒸気は燃
焼することなく排気通路内に排出されるようになる。こ
の問題点を解決するために、前記記載の内燃機関では機
関低負荷運転時に多量の空気の存在下で混合気を燃焼せ
しめるようにした場合には燃料蒸気を吸気通路内に供給
しないようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記記
載の内燃機関におけるように機関低負荷運転時に燃料蒸
気を吸気通路内に供給しないようにすると燃料蒸気供給
制御装置内の活性炭に吸着されていた燃料蒸気が離脱す
ることが少なくなり、このため活性炭の吸着能力が飽和
状態になりやすくなる。その結果燃料蒸気が活性炭に吸
着されずに大気に放出されることとなり、したがって燃
料蒸気を機関出力向上のために有効に利用できないとい
う問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに本発明によれば、機関負荷が予め定められた設定負
荷よりも小さいときには燃焼室内の限定された領域内に
混合気を形成すると共に他の領域を空気のみまたは空気
およびＥＧＲガスのみとして混合気を点火栓により着火
し、機関負荷が前記設定負荷よりも大きいときには燃焼
室内を混合気により一様に満たすようにした内燃機関に
おいて、燃料を機関吸気通路内または筒内に噴射する燃
料噴射弁と機関低負荷運転時に燃料蒸気を吸気通路内に
供給する装置とを具備し、機関低負荷運転時において機
関シリンダ内に供給した燃料蒸気量を検出する手段を具
備し該手段により検出した燃料蒸気量が予め定められた
設定量よりも多いときには燃料蒸気の供給を継続し、前
記燃料蒸気量が前記設定量よりも少ないときには燃料蒸
気の供給を停止している。

【０００５】

【作用】機関低負荷運転時に機関シリンダ内に供給され
る燃料蒸気量が予め定められた設定値よりも多いときの
み燃料蒸気を供給しているので燃料蒸気が燃焼室内で燃
焼せしめられる。

【０００６】

【実施例】図１を参照すると機関全体１は４つの気筒１
ａを備えている。各気筒１ａはそれぞれ対応する吸気枝
管２を介して共通のサージタンク３に接続され、サージ
タンク３は吸気ダクト４を介してエアクリーナ５に接続
される。吸気ダクト４内にはステップモータ６によって
駆動されるスロットル弁７が配置される。このスロット
ル弁７は機関負荷が極く低いときのみ或る程度閉弁して
おり、機関負荷が少し高くなると全開状態に保持され
る。またエアクリーナ５とスロットル弁７間の吸気ダク
ト４内には吸入空気の温度を測定するためのセンサ５ａ
が設けられる。一方、各気筒１ａは共通の排気マニホル
ド８に連結され、この排気マニホルド８は三元触媒コン
バータ９に連結される。また各気筒１ａにはそれぞれ燃
料噴射弁１１が取り付けられこれらの燃料噴射弁１１は
電子制御ユニット３０の出力信号に基づいて制御され
る。

【０００７】図１に示されるように吸気ダクト４には吸
気ダクト４内に燃料蒸気を供給するための燃料蒸気供給
制御装置１２が取り付けられる。この燃料蒸気供給制御
装置１２は活性炭層１３を有するキャニスタ１４を具備
し、活性炭層１３両側のキャニスタ１４内にはそれぞれ
燃料蒸気室１５と空気室１６とが形成される。燃料蒸気
室１５は一方では並列配置されかつそれぞれ逆方向に流
通可能な一対の逆止弁１７，１８を介して燃料タンク１
９に接続され、他方では燃料蒸気室１５から吸気ダクト
４内に向けてのみ流通可能な逆止弁２０および第１電磁
弁２１を介してダクト４ａによりスロットル弁７下流の
吸気ダクト４内に連結される。また空気室１６は一方で
は空気供給ポンプ２２に接続され、他方では第２電磁弁
２３を介して大気に連通せしめられる。

【０００８】吸気ダクト４内への燃料蒸気の供給を停止
すべきときには第１電磁弁２１が閉弁せしめられ、空気
供給ポンプ２２が停止せしめられ、第２電磁弁２３が開
弁せしめられる。このとき燃料タンク１９内で発生した
燃料蒸気は逆止弁１８を介して燃料蒸気室１５に流入
し、次いでこの燃料蒸気は活性炭層１３内の活性炭に吸
着される。次いで活性炭層１３内において燃料成分が除
去された空気は第２電磁弁２３を介して大気に排出され
る。燃料タンク１９内の圧力が低下したときには逆止弁
１７が開弁する。したがってこの逆止弁１７により燃料
タンク１９内の圧力低下によって燃料タンク１９が変形
するのが阻止できる。

【０００９】これに対して吸気ダクト４内に燃料蒸気を
供給すべきときには第１電磁弁２１が開弁せしめられ、
第２電磁弁２３が閉弁せしめられ、空気供給ポンプ２２
が駆動せしめられる。空気供給ポンプ２２が駆動せしめ
られると空気供給ポンプ２２から空気室１６内に空気が
吐出され、この空気が活性炭層１３内に送り込まれる。
このとき活性炭に吸着されていた燃料が離脱し、その結
果燃料成分を含んだ空気が燃料蒸気室１５内に流出す
る。次いでこの燃料成分を含んだ空気が逆止弁２０およ
び第１電磁弁２１を介して吸気ダクト４内に供給され
る。前記記載のように図１に示す実施例では極く低負荷
運転時を除いてスロットル弁７が全開状態に保持されて
おり、このようにスロットル弁７が全開状態であっても
燃料蒸気を吸気ダクト４内に供給しうるように空気供給
ポンプ２２を備えている。

【００１０】逆止弁２０と第１電磁弁２１間のダクト４
ａ内には吸気ダクト４内に供給される燃料蒸気の濃度を
検出するための濃度センサ２４が取付けられる。この濃
度センサ２４により検出された燃料蒸気濃度と空気供給
ポンプ２２の動力により検出された空気供給量とから各
気筒１ａのシリンダ内に供給される燃料蒸気量が検出さ
れる。

【００１１】電子制御ユニット３０はデジタルコンピュ
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を具備
する。吸気温センサ５ａは吸気温度に比例した出力電圧
を発生しまた濃度センサ２４はダクト４ａ内の燃料蒸気
濃度に比例した出力電圧を発生し、これらの出力電圧は
対応するＡＤ変換器３８をそれぞれ介して入力ポート３
５に入力される。アクセルペダル１０はアクセルペダル
１０の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷セン
サ２５に接続され、負荷センサ２５の出力電圧は対応す
るＡＤ変換器３８を介して入力ポート３５に入力され
る。また、入力ポート３５には機関回転数を表す出力パ
ルスを発生する回転数センサ２６が接続される。一方、
出力ポート３６は対応する駆動回路３９を介してステッ
プモータ６、各燃料噴射弁１１、第１電磁弁２１、空気
供給ポンプ２２および第２電磁弁２３に接続される。

【００１２】図２は各気筒１ａの燃焼室構造を示してい
る。図２を参照すると、５０はシリンダブロック、５１
はシリンダブロック５０内で往復動するピストン、５２
はシリンダブロック５０上に固定されたシリンダヘッ
ド、５３はピストン５１とシリンダヘッド５２間に形成
された燃焼室をそれぞれ示す。図面には示されていない
がシリンダヘッド５２の内壁上には吸気弁と排気弁とが
配置されており、吸気ポートは燃焼室５３内に流入した
空気がシリンダ軸線周りの旋回流を発生するように構成
されている。図２（Ａ）に示されるようにシリンダヘッ
ド５２の内壁面の中央部に点火栓５４が配置され、シリ
ンダヘッド５２の内壁面の周辺部に燃料噴射弁１１が配
置される。図２（Ａ）および（Ｂ）に示されるようにピ
ストン５１の頂面上には燃料噴射弁１１の下方から点火
栓５４の下方まで延びるほぼ円形の輪郭形状を有する浅
皿部５５が形成され、浅皿部５５の中央部にはほぼ半球
形状をなす深皿部５６が形成される。また、点火栓５４
下方の浅皿部５５の深皿部５６との接続部にはほぼ球形
状をなす凹部５７が形成される。

【００１３】図３は機関低負荷運転時における燃焼方法
を示し、図４は機関中負荷運転時における燃焼方法を示
している。また図５は燃料噴射量Ｑと機関負荷、例えば
アクセルペダル１０の踏込み量Ｌとの関係を示している

【００１４】図５においてアクセルペダル１０の踏込み
量ＬがＬ１よりも小さい機関低負荷運転時には図３
（Ａ）および（Ｂ）に示されるように圧縮行程末期に深
皿部５６の周壁面に向けて燃料噴射Ｆ、この実施例では
ガソリン噴射が行われる。このときの燃料噴射量Ｑは図
５に示されるようにアクセルペダル１０の踏込み量Ｌが
大きくなるにつれて増大する。深皿部５６の周壁面に向
けて噴射された燃料は旋回流Ｓによって気化せしめられ
つつ拡散され、それによって図３（Ｃ）に示されるよう
に凹部５７および深皿部５６内に混合気Ｇが形成され
る。このとき凹部５７および深皿部５６以外の燃焼室５
３内は空気で満たされている。次いで混合気Ｇが点火栓
５４によって着火せしめられる。

【００１５】一方、図５においてアクセルペダル１０の
踏込み量ＬがＬ１とＬ２との間である機関中負荷運転時
には吸気行程初期と圧縮行程末期の２回に分けて燃料噴
射が行われる。すなわちまず初めに図４（Ａ）および
（Ｂ）に示されるように吸気行程初期に浅皿部５５に向
けて燃料噴射Ｆが行われ次いで燃料蒸気を含んだ空気が
吸入され、これによって燃焼室５３内は混合気により一
様に満たされる。次いで図４（Ｃ）に示されるように圧
縮行程末期に深皿部５６の周壁面に向けて燃料噴射Ｆが
行われ、図４（Ｄ）に示されるようにこの噴射燃料によ
って凹部５７および深皿部５６内に火種となる着火可能
な混合気Ｇが形成される。この混合気Ｇは点火栓５４に
よって着火せしめられ、この着火火炎によって燃焼室５
３内全体の混合気が燃焼せしめられる。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
で図５に示されるように機関中負荷運転時にはアクセル
ペダル１０の踏込み量Ｌにかかわらずに圧縮行程末期の
燃料噴射量は一定に維持される。これに対して吸気行程
初期の燃料噴射量はアクセルペダル１０の踏込み量Ｌが
大きくなるのにつれて増大する。

【００１６】図５においてアクセルペダル１０の踏込み
量ＬがＬ２よりも大きい機関高負荷運転時には吸気行程
初期に一回だけ燃料噴射が行われる。すなわち機関高負
荷運転時には図４（Ａ）および（Ｂ）に示されるように
吸気行程初期に浅皿部５５に向けて燃料噴射Ｆが行われ
次いで燃料蒸気を含んだ空気が吸入され、その結果燃焼
室５３内は混合気によりほぼ一様に満たされるようにな
る。この混合気は点火栓５４により着火せしめられる。
なおこのとき吸気行程初期の燃料噴射量Ｑは図５に示さ
れるようにアクセルペダル１０の踏込み量Ｌが大きくな
るにつれて増大する。

【００１７】ところで、前記記載のように機関低負荷運
転時、例えば無負荷運転時において多量の空気の存在下
で混合気を燃焼せしめるようにしているときに燃料蒸気
を吸気ダクト４内に供給するとほとんどすべての燃料蒸
気は燃焼室５３内の空気中に拡散するようになる。とこ
ろが供給された燃料蒸気量が少ないときには燃料蒸気が
拡散した混合気が極度に希薄なためにこの混合気には着
火火炎が伝播せず、その結果燃料蒸気は燃焼せしめられ
ることなく排気マニホルド８内に排出されることにな
る。その結果燃料蒸気を機関出力向上のために利用する
ことができなくなる。そこで本実施例では機関無負荷運
転時に燃焼室５３内に供給される燃料蒸気量を検出し、
供給される燃料蒸気量が予め定められた設定量よりも多
いときには燃料蒸気の供給を継続し、一方供給される燃
料蒸気量が前記設定量よりも少ないときには燃料蒸気の
供給を停止するようにしている。燃焼室５３内に供給さ
れた燃料蒸気量が前記設定量よりも多いときには機関低
負荷運転時において燃焼室５３内に供給された燃料蒸気
が拡散して形成した比較的希薄な混合気にも着火火炎が
伝播するので燃料蒸気は燃焼せしめられる。このため燃
料蒸気を機関出力向上のために有効に利用できる。一方
燃焼室５３内に供給された燃料蒸気量が前記設定量より
も少ないときには機関低負荷運転時において燃焼室５３
内に供給された燃料蒸気が拡散して形成した混合気は極
度に希薄なために、この混合気には着火火炎が伝播しな
いので燃料蒸気の供給を停止する。その結果燃料蒸気が
燃焼されずに排気マニホルド８内に排出されるのが阻止
できる。またこのように機関低負荷運転時にも燃料蒸気
を供給することによって燃料蒸気供給制御装置１２内に
配置された活性炭が飽和して燃料蒸気が活性炭に吸着さ
れずに大気中に放出されるのが阻止できる。

【００１８】次に図６および図７を参照し、機関無負荷
運転時において前記記載の第１実施例を実行するための
ルーチンを説明する。なお機関低負荷運転時においても
前記記載の第１実施例を適用することができる。

【００１９】まずステップ６０では第１カウンタＣ１が
設定値Ｃ１Ｍよりも大きいか否かが判別される。第１カ
ウンタＣ１は過去の処理サイクルにおいて燃料蒸気の供
給を停止したときからの時間を表している。また設定値
Ｃ１Ｍは後述する設定値Ｃ２Ｍと合わせて燃料蒸気の供
給を継続するか否かを判別する間隔を表しており、この
設定値Ｃ１Ｍは図８に示すように吸入空気温度が高いと
き程小さく設定されるように予めＲＯＭ３３内に記憶さ
れている。ステップ６０でＣ１≧Ｃ１Ｍが成立するとき
にはステップ６２に進み、Ｃ１＜Ｃ１Ｍが成立するとき
にはステップ６１に進みＣ１をカウントしてステップ６
２に進む。ステップ６２では機関無負荷運転時であるか
否かが判別される。機関無負荷運転時であるときはステ
ップ６３に進み、一方機関無負荷運転時でないときには
処理サイクルを完了する。

【００２０】ステップ６３では、機関無負荷運転時に燃
料噴射を停止するときにセットされるフラグがすでにセ
ットされているか否かが判別される。通常フラグはセッ
トされていないのでステップ６４に進みＣ１≧Ｃ１Ｍが
再び判別される。Ｃ１≧Ｃ１Ｍが成立し、すなわち過去
の処理サイクルにおいて燃料蒸気の供給を停止してから
所定の時間が経過したときにはステップ６５に進んで第
１電磁弁２１の開度Ｄを予め定められたＤ０とすること
により燃料蒸気の供給を開始し、次いでステップ６７に
進む。一方ステップ６４においてＣ１＜Ｃ１Ｍが成立す
るときにはステップ６６に進んで第１電磁弁２１を全閉
とし、すなわち機関運転が低負荷運転から無負荷運転に
なりＣ１＜Ｃ１Ｍが成立するときには一旦燃料蒸気の供
給を停止する。次いで処理サイクルを完了する。

【００２１】ステップ６７では第２カウンタＣ２が設定
値Ｃ２Ｍになっているか否かが判別される。Ｃ２≠Ｃ２
Ｍが成立するときにはステップ６８に進んでＣ２をカウ
ントし処理サイクルを完了する。Ｃ２＝Ｃ２Ｍが成立
し、すなわち所定の時間が経過したときにはステップ６
９に進んで燃料蒸気量Ｖが予め定められた設定量Ｖ０よ
りも大きいか否かが判別される。設定量Ｖ０は、Ｖ≧Ｖ
０が成立するときには燃焼室５３内の多量の空気中に燃
料蒸気を供給することにより形成した混合気にまで着火
火炎が伝播するように設定され、また図９に示されるよ
うに燃料噴射量Ｑが多い程また吸入空気温度が高い程少
なく設定される。なおこの設定量Ｖ０は予めＲＯＭ３３
内に記憶されている。したがってステップ６９において
Ｖ≧Ｖ０が成立するときには燃料蒸気を供給しても燃料
蒸気が燃焼せしめられるので、このときには燃料蒸気の
供給を継続する。その結果燃料蒸気を機関出力向上のた
めに有効に利用できると共に、活性炭の吸着能力が飽和
して燃料蒸気が活性炭に吸着されずに大気に放出される
のが阻止できる。次いでステップ７０および７１に進
む。ステップ７０ではフラグをセットし、機関無負荷運
転時にＶ≧Ｖ０が成立するときには燃料蒸気の供給を継
続すると共に燃料噴射を停止するようにする。ステップ
７１では第１電磁弁２１の開度ＤをＤ０よりも大きく設
定したＤ１とすることにより燃料蒸気の供給量を増加せ
しめる。

【００２２】一方、ステップ６９においてＶ＜Ｖ０が成
立するときには燃焼室５３内の多量の空気中に燃料蒸気
を供給することにより形成した混合気は極度に希薄であ
りこの混合気には着火火炎が伝播しないので、このとき
にはステップ７２に進んで第１電磁弁２１を全閉とし燃
料蒸気の供給を停止する。このため燃料蒸気が燃焼室５
３内で燃焼されずに排出されるのが阻止できる。

【００２３】ステップ６９においてＶ≧Ｖ０が成立し燃
料蒸気の供給を継続するようにしたときにはステップ７
１からステップ７３に進んで設定値Ｃ１Ｍをｃだけ小さ
くし、すなわち燃料蒸気の供給を停止している時間を短
くする。ステップ６９においてＶ≧Ｖ０が成立するとき
には例えば燃料タンク１９内で発生している燃料蒸気量
が比較的多いと考えられるので、設定値Ｃ１Ｍを小さく
し燃料蒸気の供給の再開を早めることにより活性炭の吸
着能力が飽和するのを阻止できる。一方ステップ６９に
おいてＶ＜Ｖ０が成立しステップ７２において燃料蒸気
の供給を停止するようにしたときにはステップ７４に進
んで設定値Ｃ１Ｍをｃ′だけ大きくし、すなわち燃料蒸
気の供給を停止している時間を長くする。ステップ６９
においてＶ＜Ｖ０が成立するときには発生している燃料
蒸気量が比較的少なくまた活性炭に吸着されている燃料
蒸気量も比較的少ないと考えられるので、設定値Ｃ１Ｍ
を大きくし燃料蒸気の供給の再開を遅くすることにより
活性炭に比較的多量の燃料蒸気を吸着せしめることがで
きる。活性炭に比較的多量の燃料蒸気が吸着せしめられ
たときには、燃料蒸気を供給して形成された混合気にま
で着火火炎が伝播するので燃料蒸気が燃焼されずに排出
されるのが阻止できる。

【００２４】ステップ６９においてＶ≧Ｖ０が成立しフ
ラグがセットされたときにはステップ６３からステップ
７５に進む。ステップ７５では機関回転数Ｎがその最小
許容値Ｎｍよりも大きいか否かが判別される。Ｎ＞Ｎｍ
が成立するときにはステップ７６に進み、第１電磁弁２
１の開度Ｄを機関回転数Ｎに応じてフィードバック制御
し供給する燃料蒸気量を制御する。一方Ｎ≦Ｎｍが成立
するときにはステップ７７および７８に進みフラグをリ
セットして燃料噴射を再開すると共に第１電磁弁２１を
全閉にして燃料蒸気の供給を停止する。機関回転数Ｎが
低下するのは供給される燃料蒸気量が減少しているため
であるので燃料噴射を再開して機関回転数Ｎの低下を阻
止すると共に、燃料蒸気の供給を停止して燃料蒸気が燃
焼されずに排出されるのを阻止している。次いでステッ
プ７９および８０に進みカウンタＣ１およびＣ２をクリ
アして処理サイクルを完了する。

【００２５】次に第２実施例を説明する。第２実施例に
おいて機関は図１に示される機関を用いることができま
た濃度センサ２４を具備しなくてよい。

【００２６】燃料噴射を行っているときに燃料蒸気の供
給を開始しこの燃料蒸気が燃焼せしめられると機関回転
数が上昇する。したがって供給された燃料蒸気量が多い
程機関回転数の上昇が大きくなる。このように機関低負
荷運転時に燃料蒸気を供給して機関回転数が上昇したと
きには第２実施例では燃料噴射量を減少せしめることに
よりこの機関回転数の上昇を阻止しており、このため供
給された燃料蒸気量が多いとき程燃料噴射量をより多く
減少している。このように燃料蒸気を供給したことによ
り上昇した機関回転数を低下するために燃料噴射量を減
少せしめるようにしたときには燃料噴射減少量から供給
された燃料蒸気量を検出することができる。そこで第２
実施例では、機関低負荷運転時に燃料噴射量Ｑが予め定
められた設定量Ｑ０よりも少ないときには供給された燃
料蒸気量が多くこの燃料蒸気により形成された混合気に
まで着火火炎が伝播すると判断して、燃料蒸気の供給を
継続する。一方Ｑ＞Ｑ０が成立するときには供給された
燃料蒸気量が少なくこの燃料蒸気により形成された混合
気には着火火炎が伝播しないと判断して、燃料蒸気の供
給を停止するようにしている。

【００２７】次に図１０および図１１を参照して前記記
載の第２実施例を実行するためのルーチンを説明する。
なお機関低負荷運転時においても前記記載の第２実施例
を適用することができる。

【００２８】まずステップ９０では第１カウンタＣ１が
設定値Ｃ１Ｍよりも大きいか否かが判別される。第１カ
ウンタＣ１は過去の処理サイクルにおいて燃料蒸気の供
給を停止したときからの時間を表している。また設定値
Ｃ１Ｍは後述する設定値Ｃ２Ｍと合わせて燃料蒸気の供
給を継続するか否かを判別する間隔を表しており、この
設定値Ｃ１Ｍは図８に示すように吸入空気温度が高いと
き程小さく設定されるように予めＲＯＭ３３内に記憶さ
れている。ステップ９０でＣ１≧Ｃ１Ｍが成立するとき
にはステップ９２に進み、Ｃ１＜Ｃ１Ｍが成立するとき
にはステップ９１に進みＣ１をカウントしてステップ９
２に進む。ステップ９２では機関無負荷運転時であるか
否かが判別される。機関無負荷運転時であるときはステ
ップ９３に進み、一方機関無負荷運転時でないときには
処理サイクルを完了する。

【００２９】ステップ９３では、機関無負荷運転時に燃
料噴射を停止するときにセットされるフラグがすでにセ
ットされているか否かが判別される。通常フラグはセッ
トされていないのでステップ９４に進み燃料噴射量Ｑが
計算される。この燃料噴射量Ｑは機関回転数Ｎに応じて
フィードバック制御される。次いでステップ９５に進み
Ｃ１≧Ｃ１Ｍが再び判別される。Ｃ１≧Ｃ１Ｍが成立
し、すなわち過去の処理サイクルにおいて燃料蒸気の供
給を停止してから所定の時間が経過したときにはステッ
プ９６に進んで第１電磁弁２１の開度Ｄを予め定められ
たＤ０とすることにより燃料蒸気の供給を開始し、次い
でステップ９８に進む。一方ステップ９５においてＣ１
＜Ｃ１Ｍが成立するときにはステップ９７に進んで第１
電磁弁２１を全閉とし、すなわち機関運転が低負荷運転
から無負荷運転になりＣ１＜Ｃ１Ｍが成立するときには
一旦燃料蒸気の供給を停止する。次いで処理サイクルを
完了する。

【００３０】ステップ９８では第２カウンタＣ２が設定
値Ｃ２Ｍになっているか否かが判別される。Ｃ２≠Ｃ２
Ｍが成立するときにはステップ９９に進んでＣ２をカウ
ントし処理サイクルを完了する。Ｃ２＝Ｃ２Ｍが成立
し、すなわち所定の時間が経過したときにはステップ１
００に進んで燃料噴射量Ｑが予め定められた設定噴射量
Ｑ０よりも大きいか否かが判別される。設定噴射量Ｑ０
は、Ｑ≦Ｑ０が成立するときには燃焼室５３内の多量の
空気中に燃料蒸気を供給することにより形成した混合気
にまで着火火炎が伝播するように設定され、また設定噴
射量Ｑ０は図１２に示されるように吸入空気温度が高い
程少なく設定される。なおこの設定噴射量Ｑ０は予めＲ
ＯＭ３３内に記憶されている。したがってステップ１０
０においてＱ≦Ｑ０が成立するときには燃料蒸気を供給
しても燃料蒸気が燃焼せしめられるので、このときには
燃料蒸気の供給を継続する。その結果燃料蒸気を機関出
力向上のために有効に利用できると共に、活性炭の吸着
能力が飽和して燃料蒸気が活性炭に吸着されずに大気に
放出されるのが阻止できる。次いでステップ１０１およ
び１０２に進む。ステップ１０１ではフラグをセット
し、機関無負荷運転時にＱ≦Ｑ０が成立するときには燃
料蒸気の供給を継続すると共に燃料噴射を停止するよう
にする。ステップ１０２では第１電磁弁２１の開度Ｄを
Ｄ０よりも大きく設定したＤ１とすることにより燃料蒸
気の供給量を増加せしめる。

【００３１】一方、ステップ１００においてＱ＞Ｑ０が
成立するときには燃焼室５３内の多量の空気中に燃料蒸
気を供給することにより形成した混合気は極度に希薄で
ありこの混合気には着火火炎が伝播しないので、このと
きにはステップ１０３に進んで第１電磁弁２１を全閉と
し燃料蒸気の供給を停止する。このため燃料蒸気が燃焼
室５３内で燃焼されずに排出されるのが阻止できる。

【００３２】ステップ１００においてＱ≦Ｑ０が成立し
燃料蒸気の供給を継続するようにしたときにはステップ
１０２からステップ１０４に進んで設定値Ｃ１Ｍをｃだ
け小さくし、すなわち燃料蒸気の供給を停止している時
間を短くする。ステップ６９においてＱ≦Ｑ０が成立す
るときには例えば燃料タンク１９内で発生している燃料
蒸気量が比較的多いと考えられるので、設定値Ｃ１Ｍを
小さくし燃料蒸気の供給の再開を早めることにより活性
炭の吸着能力が飽和するのを阻止できる。一方ステップ
１００においてＱ＞Ｑ０が成立しステップ１０３におい
て燃料蒸気の供給を停止するようにしたときにはステッ
プ１０５に進んで設定値Ｃ１Ｍをｃ′だけ大きくし、す
なわち燃料蒸気の供給を停止している時間を長くする。
ステップ１００においてＱ＞Ｑ０が成立するときには発
生している燃料蒸気量が比較的少なくまた活性炭に吸着
されている燃料蒸気量も比較的少ないと考えられるの
で、設定値Ｃ１Ｍを大きくし燃料蒸気の供給の再開を遅
くすることにより活性炭に比較的多量の燃料蒸気を吸着
せしめることができる。活性炭に比較的多量の燃料蒸気
が吸着せしめられたときには、燃料蒸気を供給して形成
された混合気にまで着火火炎が伝播するので燃料蒸気が
燃焼されずに排出されるのが阻止できる。

【００３３】ステップ１００においてＱ≦Ｑ０が成立し
フラグがセットされたときにはステップ９３からステッ
プ１０６に進む。ステップ１０６では機関回転数Ｎがそ
の最小許容値Ｎｍよりも大きいか否かが判別される。Ｎ
＞Ｎｍが成立するときにはステップ１０７に進み、第１
電磁弁２１の開度Ｄを機関回転数Ｎに応じてフィードバ
ック制御し供給する燃料蒸気量を制御する。一方Ｎ≦Ｎ
ｍが成立するときにはステップ１０８および１０９に進
みフラグをリセットして燃料噴射を再開すると共に第１
電磁弁２１を全閉にして燃料蒸気の供給を停止する。機
関回転数Ｎが低下するのは供給される燃料蒸気量が減少
しているためであるので燃料噴射を再開して機関回転数
Ｎの低下を阻止すると共に、燃料蒸気の供給を停止して
燃料蒸気が燃焼されずに排出されるのを阻止している。
次いでステップ１１１および１１２に進みカウンタＣ１
およびＣ２をクリアして処理サイクルを完了する。

【００３４】これまで述べた実施例では各気筒がそれぞ
れ一個の燃料噴射弁１１を有している。しかしながらこ
の燃料噴射弁１１に加えて各気筒の吸気ポートにそれぞ
れ追加の燃料噴射弁を設けて吸気ポートに向けて燃料噴
射するようにし、筒内に向けて燃料噴射する燃料噴射弁
１１から圧縮行程末期にのみ燃料噴射すると共に吸気ポ
ートに向けて燃料噴射する燃料噴射弁から図５に示す吸
気行程初期噴射に相当する燃料を噴射するようにしても
よい。また前記記載の実施例ではＥＧＲガスを導入して
いないが、排気マニホルド８と吸気ダクト４とを例えば
電磁弁を介して連結することによりＥＧＲガスを導入し
てもよい。

【００３５】

【発明の効果】機関低負荷運転時にも燃料蒸気をシリン
ダ内に供給しているので活性炭の吸着能力が飽和して燃
料蒸気が活性炭に吸着されずに大気に放出されるのが阻
止でき、シリンダ内に供給される燃料蒸気量が少ないと
きには燃料蒸気の供給を停止することにより燃料蒸気が
燃焼室内で燃焼されずに排気通路に排出されるのが阻止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の全体図である。

【図２】燃焼室の側面断面図およびピストン頂面の平面
図である。

【図３】低負荷運転時における燃焼方法を説明する図で
ある。

【図４】中負荷運転時における燃焼方法を説明する図で
ある。

【図５】燃料噴射量を示す線図である。

【図６】第１実施例のルーチンを示す線図である。

【図７】第１実施例のルーチンを示す線図である。

【図８】設定値Ｃ１Ｍと吸入空気温度との関係を示す線
図である。

【図９】設定量Ｖ０と燃料噴射量との関係を示す線図で
ある。

【図１０】第２実施例のルーチンを示す線図である。

【図１１】第２実施例のルーチンを示す線図である。

【図１２】設定噴射量Ｑ０と吸入空気温度との関係を示
す線図である。

【符号の説明】

４…吸気ダクト ７…スロットル弁 １１…燃料噴射弁 １２…燃料蒸気供給制御装置 １３…活性炭層 １４…キャニスタ ２４…濃度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３０１Ｌ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関負荷が予め定められた設定負荷より
   も小さいときには燃焼室内の限定された領域内に混合気
   を形成すると共に他の領域を空気のみまたは空気および
   ＥＧＲガスのみとして混合気を点火栓により着火し、機
   関負荷が前記設定負荷よりも大きいときには燃焼室内を
   混合気により一様に満たすようにした内燃機関におい
   て、燃料を機関吸気通路内または筒内に噴射する燃料噴
   射弁と機関低負荷運転時に燃料蒸気を吸気通路内に供給
   する装置とを具備し、機関低負荷運転時において機関シ
   リンダ内に供給した燃料蒸気量を検出する手段を具備し
   該手段により検出した燃料蒸気量が予め定められた設定
   量よりも多いときには燃料蒸気の供給を継続し、前記燃
   料蒸気量が前記設定量よりも少ないときには燃料蒸気の
   供給を停止する内燃機関。
2. 【請求項２】 燃料蒸気量が前記設定量よりも少ないか
   否かを予め定められた設定時間毎に判別すると共に、吸
   入空気温度が高いとき程該設定時間を短くする請求項１
   に記載の内燃機関。
3. 【請求項３】 燃料蒸気量が前記設定量よりも多いとき
   に燃料蒸気の供給を継続するときには燃料噴射を停止す
   る請求項１に記載の内燃機関。