JP3182787B2 - 内燃機関の供給燃料制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の空燃比制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】機関燃焼室内に燃料を供給するための燃
料噴射弁を具備し、機関負荷が予め定められた設定負荷
よりも低いときには点火栓周りに混合気が集まるように
燃焼室内を成層化すると共に空燃比を第１の空燃比に制
御し、機関負荷が上述の設定負荷よりも高いときには燃
焼室内に均一混合気を形成すると共に空燃比を上述の第
１の空燃比よりも小さな第２の空燃比に制御するように
した内燃機関の空燃比制御装置が公知である（特開昭63
−159614号公報参照）。この内燃機関では機関吸気通路
内にスロットル弁が配置され、機関負荷が設定負荷を越
えたときに燃焼室内を成層化する運転状態を維持しつ
つ、スロットル弁の開度を低減させることにより機関シ
リンダ内に供給される吸入空気量を徐々に低減させ、斯
くして空燃比が第２の空燃比まで低下したときに燃焼室
内に均一混合気を形成する運転状態に移行するようにし
ている。このように燃焼室内を成層化する運転状態から
燃焼室内に均一混合気を形成する運転状態に切換わる前
後の空燃比を一致させることにより、運転状態の切換時
に機関出力トルクが急変しないようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの場
合、燃焼室内を成層化する運転状態から燃焼室内に均一
混合気を形成する運転状態に切換わる前後において、燃
焼室内に供給される燃料量および燃焼室内に供給される
吸入空気量が夫々ほぼ等しくなっている。このとき、燃
焼室内を成層化する運転状態では点火栓周りに集められ
た混合気を形成する空気のみが燃焼に寄与せしめられる
のに対し、燃焼室内に均一混合気を形成する運転状態で
は燃焼室内全体の空気が燃焼に寄与せしめられる。従っ
て、燃焼室内に均一混合気を形成する運転状態に切換わ
った直後には燃焼室内を成層化するときに供給されてい
た燃料量とほぼ同量の燃料がより多量の空気の寄与のも
とに燃焼せしめられることになり、その結果実際には機
関出力トルクが急激に増大してしまうという問題を生ず
る。

【０００４】

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに１番目の発明によれば図５の発明の構成図に示され
るように、点火栓１０周りに混合気が集まるように燃焼
室４内を成層化する成層化運転状態と燃焼室４内に均一
混合気を形成する均一運転状態とを選択的に行うように
した内燃機関Ａにおいて、成層化運転状態から均一運転
状態への切り換え作用直前に燃焼室４内に供給される燃
料量を切り換え作用直後に燃焼室４内に供給される燃料
量よりも多くする供給燃料制御手段Ｂを具備している。
上記問題点を解決するために２番目の発明によれば図５
の発明の構成図に示されるように、点火栓１０周りに混
合気が集まるように燃焼室４内を成層化する成層化運転
状態と燃焼室４内に均一混合気を形成する均一運転状態
とを選択的に行うようにした内燃機関Ａにおいて、均一
運転状態から成層化運転状態への切り換え作用直後に燃
焼室４内に供給される燃料量を切り換え作用直前に燃焼
室４内に供給される燃料量よりも多くする供給燃料制御
手段Ｂを具備している。

【０００６】

【作用】１番目の発明では、成層化運転状態において機
関出力トルクが大きくされた後に均一運転状態に切り換
えられるので運転状態の移行時にトルクショックが発生
するのが阻止される。２番目の発明では、均一運転状態
から機関出力トルクが大きくされている成層化運転状態
に切り換えられるので運転状態の移行時にトルクショッ
クが発生するのが阻止される。

【０００７】

【実施例】図６から図９に本発明を筒内噴射式２サイク
ル内燃機関に適用した場合を示す。図６から図９を参照
すると、１はシリンダブロック、２はシリンダブロック
１内で往復動するピストン、３はシリンダブロック１上
に固定されたシリンダヘッド、４はシリンダヘッド３の
内壁面３ａとピストン２の頂面間に形成された燃焼室を
夫々示す。シリンダヘッド内壁面３ａ上に凹溝５が形成
され、この凹溝５の底壁面をなすシリンダヘッド内壁面
部分３ｂ上に一対の給気弁６が配置される。一方、凹溝
５を除くシリンダヘッド内壁面部分３ｃは傾斜したほぼ
平坦をなし、このシリンダヘッド内壁面部分３ｃ上に一
対の排気弁７が配置される。シリンダヘッド内壁面部分
３ｂとシリンダヘッド内壁面部分３ｃは凹溝５の周壁８
を介して互いに接続されている。

【０００８】この凹溝周壁８は給気弁６の周縁部に極め
て近接配置されかつ給気弁６の周縁部に沿って円弧状に
延びる一対のマスク壁８ａと、給気弁６間に位置する新
気ガイド壁８ｂと、シリンダヘッド内壁面３ａの周壁と
給気弁６間に位置する一対の新気ガイド壁８ｃとにより
構成される。各マスク壁８ａは最大リフト位置にある給
気弁６よりも下方まで燃焼室４に向けて延びており、従
って排気弁７側に位置する給気弁６周縁部と弁座９間の
開口は給気弁６の開弁期間全体に亙ってマスク壁８ａに
より閉鎖されることになる。

【０００９】また、各新気ガイド壁８ｂ，８ｃはほぼ同
一平面内に位置しており、更にこれらの新気ガイド壁８
ｂ，８ｃは両給気弁６の中心を結ぶ線に対してほぼ平行
に延びている。点火栓10はシリンダヘッド内壁面３ａの
中心に位置するようにシリンダヘッド内壁面部分３ｃ上
に配置されている。一方、排気弁７に対しては排気弁７
と弁座11間の開口を覆うマスク壁が設けられておらず、
従って排気弁７が開弁すると排気弁７と弁座11間に形成
される開口はその全体が燃焼室４内に開口することにな
る。

【００１０】シリンダヘッド３内には給気弁６に対して
給気ポート12が形成され、排気弁７に対して排気ポート
13が形成される。一方、両給気弁６の間のシリンダヘッ
ド内壁面３ａの周縁部には燃料噴射弁14が配置され、こ
の燃料噴射弁14から燃料が燃焼室４内に向けて噴射され
る。

【００１１】図７および図８に示されるようにピストン
２の頂面上には点火栓10の下方から燃料噴射弁14の先端
部の下方まで延びる凹溝15が形成される。図７および図
８に示される実施例ではこの凹溝15は点火栓10と燃料噴
射弁14とを含む垂直平面Ｅ−Ｅに対して対称なほぼ球面
状をなす。また、ピストン２の頂面の中心部には凹溝15
よりも曲率半径の小さな球面状をなす凹所16が形成され
る。この凹所16も垂直平面Ｅ−Ｅ上に形成されており、
この凹所16は凹溝15の凹状内壁面の上方部に開口してい
る。図７に示すようにピストン２が上死点に達すると点
火栓10が凹所16内に侵入する。一方、凹所16に関して凹
溝15と反対側のピストン２の頂面部分２ａは傾斜したほ
ぼ平坦面から形成され、図７に示すようにピストン２が
上死点に達するとシリンダヘッド内壁面部分３ｃとピス
トン頂面部分２ａ間にはスキッシュエリア17が形成され
る。

【００１２】図６を参照すると、各気筒の給気ポート12
は給気枝管20および給気ダクト21を介してインタークー
ラ22に連結され、インタークーラ22は給気ダクト23を介
して機関駆動の機械式過給機24の吐出側に接続され、機
関式過給機24の吸込側は給気ダクト25を介してエアクリ
ーナ26に接続される。給気ダクト25内にはスロットル弁
27およびエアフローメータ28が配置される。なお、スロ
ットル弁27は図示しないアクセルペダルに連動してい
る。

【００１３】また、インタークーラ22下流の給気ダクト
21から第１のバイパス通路30が分岐され、この第１バイ
パス通路30がスロットル弁27と機械式過給機24間の給気
ダクト25に連結される。この第１バイパス通路30内には
第１のバイパス制御弁31が配置される。この第１バイパ
ス制御弁31を駆動するアクチュエータ32は、第１バイパ
ス制御弁31に弁棒を介して連結されたダイアフラム33
と、このダイアフラム33により隔成された負圧室34およ
び大気圧室35とを具備し、負圧室34内にはダイアフラム
33を第１バイパス制御弁31の閉弁方向に向けて付勢する
圧縮ばね36が備えられる。負圧室34は大気に連通可能な
三方弁37を介して負圧源38に連結される。従ってこの三
方弁37を切換作動させるデューティ比を制御することに
よって第１バイパス制御弁31の開度を制御することがで
きる。三方弁37は電子制御ユニット60の出力信号に基づ
いて制御される。

【００１４】また、給気ダクト25にはスロットル弁27上
流の給気ダクト25とスロットル弁27下流の給気ダクト25
とを連結する第２のバイパス通路40が接続され、この第
２バイパス通路40内に第２のバイパス制御弁41が配置さ
れる。この第２バイパス制御弁41は例えばステップモー
タ42により駆動され、このステップモータ42は電子制御
ユニット60の出力信号に基づいて制御される。

【００１５】電子制御ユニット60はディジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス61によって相互に接続され
たＲＯＭ（リードオンリメモリ）62、ＲＡＭ（ランダム
アクセスメモリ）63、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）6
4、バックアップRAM 65、入力ポート66および出力ポー
ト67を具備する。エアフローメータ28は吸入空気量Ｑに
比例した出力電圧を発生し、この出力電圧がＡＤ変換器
68を介して入力ポート66に入力される。またスロットル
弁27にはスロットル開度ＴＡに比例した出力電圧を発生
するスロットルセンサ44が連結され、このスロットルセ
ンサ44の出力電圧がＡＤ変換器69を介して入力ポート66
に入力される。更に入力ポート66には機関クランクシャ
フト（図示しない）が例えば30度回転する毎に出力パル
スを発生するクランク角センサ47と、例えば１番気筒が
上死点にあることを示す出力信号を発生する上死点検出
センサ48とが接続される。CPU 64ではクランク角センサ
47の出力パルスに基づいて機関回転数Ｎが計算される。
一方、出力ポート67は対応する駆動回路71, 72, 73, 74
を介して夫々燃料噴射弁14、点火栓10、三方弁37、およ
び第２バイパス制御弁41の駆動用ステップモータ42に接
続される。

【００１６】図10に示されるように図６から図９に示す
実施例では排気弁７が給気弁６よりも先に開弁し、排気
弁７が給気弁６よりも先に閉弁する。また、図10におい
てＩ _l は機関低負荷運転時における燃料噴射時期の一例
を示しており、Ｉ_h は機関高負荷運転時における燃料噴
射時期の一例を示している。図10から機関低負荷運転時
には圧縮行程末期に燃料噴射弁14からの燃料噴射Ｉ_l が
行われることがわかり、このとき後述するように燃焼室
４内は点火栓10の周りに混合気が集まるように成層化さ
れる。また図10から機関高負荷運転時には排気弁７が閉
弁したとき、或いは排気弁７が閉弁する前後において燃
料噴射Ｉ_h が行われることがわかり、このとき後述する
ように燃焼室４内には均一混合気が形成される。

【００１７】図11は点火栓10の周りに混合気が集まるよ
うに燃焼室４内を成層化する成層燃焼運転領域Ｒ_s と、
燃焼室４内に均一混合気を形成する均一燃焼運転領域Ｒ
_h とを示している。図11に示されるように本実施例では
スロットル開度ＴＡと機関回転数Ｎに基づいて成層燃焼
運転領域Ｒ_s と均一燃焼運転領域Ｒ_h とが定められてい
る。図11においてＴＡ_u は燃焼室４内を成層化して燃焼
を行いうる上限のスロットル開度を示しており、ＴＡ_l
は燃焼室４内に均一混合気を形成して燃焼を行いうる下
限のスロットル開度を示している。機関運転状態が成層
燃焼運転領域Ｒ _s にあるとき、即ち機関負荷が低いとき
には燃料噴射弁14からの燃料噴射が図10のＩ_l で示され
るように圧縮行程の末期に行われる。一方、機関運転状
態が均一燃焼運転領域Ｒ_h にあるとき、即ち機関負荷が
高いときには燃料噴射弁14からの燃料噴射が図10のＩ_h
で示されるように排気弁７が閉弁したとき、或いは排気
弁７が閉弁する前後において行われる。

【００１８】次に図12から図14を参照しつつ、図11に示
す成層燃焼運転領域Ｒ_s および均一燃焼運転領域Ｒ_h に
おける作動について説明する。図12に示すように給気弁
６および排気弁７が開弁すると給気弁６を介して燃焼室
４内に空気が流入する。このとき、排気弁７側の給気弁
６の開口はマスク壁８ａによって覆われているので空気
はマスク壁８ａと反対側の給気弁６の開口から燃焼室４
内に流入する。この空気は矢印Ｗで示すように給気弁６
下方のシリンダボア内壁面に沿い下降し、次いでピスト
ン２の頂面に沿い進んで排気弁７下方のシリンダボア内
壁面に沿い上昇し、斯くして空気は燃焼室４内をループ
状に流れることになる。このループ状に流れる空気Ｗに
よって燃焼室４内の既燃ガスが排気弁７を介して排出さ
れ、更にこのループ状に流れる空気Ｗによって燃焼室４
内には垂直面内で旋回する旋回流Ｘが発生せしめられ
る。次いでピストン２が下死点ＢＤＣを過ぎて上昇を開
始し、排気弁７が閉弁すると燃料噴射弁14からの燃料噴
射が行われる。

【００１９】本発明による実施例では機関運転状態が図
11に示す成層燃焼運転領域Ｒ_s にあるとき、即ち機関負
荷が低いときには上述のように燃料噴射弁14からの燃料
噴射が図10のＩ_l で示されるように圧縮行程の末期に行
われる。このときの燃料噴射の様子が図13に示されてい
る。即ち、圧縮行程末期になると図13に示す如く噴射燃
料Ｆが凹溝15の凹状内壁面に斜めに衝突するように燃料
噴射弁14から凹溝15の凹状内壁面に向けて燃料が噴射さ
れる。なお、この噴射燃料Ｆの噴射軸線は図８に示す垂
直平面Ｅ−Ｅ内に位置している。このように噴射燃料Ｆ
が凹溝15の凹状内壁面上に斜めに衝突すると衝突した燃
料は図13においてＧで示されるように慣性力によって凹
溝15の凹状内壁面に沿い気化しつつ点火栓10の下方に進
み、次いで凹所16内に送り込まれる。機関低負荷運転時
には噴射量が少ないがこのとき大部分の噴射燃料が点火
栓10の下方に運ばれるので点火栓10の周りには着火可能
な混合気Ｇが形成されることになる。即ち、機関低負荷
運転時には混合気Ｇの周りは空気と残留既燃ガスで満た
されており、燃焼室４内の空気は過剰な状態にある。こ
のように燃焼室４内の空気が過剰な状態にあっても混合
気は燃焼室４内全体に広がって極度に稀薄な混合気とな
ることがなく、燃焼室４内の一部の領域内に集まってい
るので、即ち燃焼室４内が成層化されるので良好な着火
およびそれに続く良好な燃焼が得られることになる。

【００２０】また、図12に示されるように燃焼室４内に
発生した旋回流Ｘはピストン２が上昇するにつれて減衰
しつつ旋回半径が次第に小さくなり、ピストン２が上死
点に近づくと図13に示されるように凹溝15の凹状内壁面
に沿う旋回流Ｘとなる。噴射燃料Ｆはこの旋回流Ｘによ
っても点火栓10の下方に向かう力が与えられる。また、
ピストン２が更に上死点に近づくと図13において矢印Ｈ
で示すようにスキッシュエリア17からスキッシュ流が噴
出し、このスキッシュ流Ｈも凹溝15の凹状内壁面に沿っ
て進む。従って噴射燃料Ｆはこのスキッシュ流Ｈによっ
ても点火栓10の下方に向かう力が与えられる。また、凹
溝15の凹状内壁面に沿い点火栓10の下方に向かう燃料は
旋回流Ｘおよびスキッシュ流Ｈによって気化せしめら
れ、斯くして点火栓10の周りには十分に気化した可燃混
合気が集まることになる。斯くして噴射量が少ない機関
低負荷運転時であっても良好な着火と、それに続く良好
な燃焼が得られることになる。

【００２１】また、燃焼室４内を成層化するとき、即ち
機関負荷が低いときには目標燃料噴射量Ｑ_fsはスロット
ル開度ＴＡと機関回転数Ｎから決定され、これらの関係
は図18（ａ）に示すようにマップの形で予めROM 62内に
記憶されている。従って燃焼室４内を成層化するときに
はスロットル開度ＴＡと機関回転数Ｎから図18（ａ）に
示す関係に基づいて目標燃料噴射量Ｑ_fsが決定される。
図１（ｂ）に或る機関回転数における目標燃料噴射量Ｑ
_fsとスロットル開度ＴＡとの関係を示す。

【００２２】また、燃焼室４内を成層化するときの目標
機関負荷Ｑ_s ／Ｎ（目標吸入空気量Ｑ_s ／機関回転数
Ｎ）はスロットル開度ＴＡと機関回転数Ｎから決定さ
れ、これらの関係は図15（ａ）に示すようにマップの形
で予めROM 62内に記憶されている。この目標機関負荷Ｑ
_s／Ｎは空燃比がスロットル開度ＴＡと機関回転数Ｎに
応じて予め定められた第１の空燃比（Ａ／Ｆ)₁になるよ
うに決められている。図１（ａ）に或る機関回転数にお
ける目標吸入空気量Ｑ_s とスロットル開度ＴＡとの関係
を示す。第１の空燃比（Ａ／Ｆ)₁は、燃焼室４内を成層
化して燃焼を行いうる上限のスロットル開度ＴＡ_u 付近
の運転状態において例えば約20に設定され、スロットル
開度ＴＡが零に近い運転状態において例えば約30に設定
される。但し、この第１の空燃比（Ａ／Ｆ)₁は燃焼室４
内全体での平均の空燃比であり、スロットル開度ＴＡお
よび機関回転数Ｎに拘らずに点火栓10の周りにはほぼ理
論空燃比の混合気Ｇが集められる。

【００２３】燃料噴射量の少い機関低負荷運転時に多量
の吸入空気を燃焼室４内に供給すると旋回流Ｘが強くな
りすぎて混合気が燃焼室４内全体に拡散してしまう。し
かしながら空燃比を第１の空燃比（Ａ／Ｆ)₁に制御する
ことにより、即ち図１（ａ),（ｂ）に示すように目標燃
料噴射量Ｑ_fsが少いときに燃焼室４内に供給される吸入
空気量Ｑを制限することにより、混合気が拡散すること
を防止できる。また、燃料噴射量の少い機関低負荷運転
時に多量の吸入空気を燃焼室４内に供給すると燃焼室４
内に残留する既燃ガスの割合が低くなり、燃焼温度が上
昇して多量のNO _x が発生するという問題も生ずるが、空
燃比を第１の空燃比（Ａ／Ｆ)₁に制御して残留する既燃
ガスの割合を高くすることにより多量のNO_x が発生する
ことを阻止できる。

【００２４】なお、図15（ａ）に示される目標機関負荷
Ｑ_s ／Ｎを実現するための第１バイパス制御弁31の目標
開度ＳＢ_s および第２バイパス制御弁41の目標開度ＳＣ
_s が夫々図16（ａ）および図17（ａ）に示すように、ス
ロットル開度ＴＡと機関回転数Ｎに関するマップの形で
予めROM 62内に記憶されている。従って燃焼室４内を成
層化するときにはスロットル開度ＴＡと機関回転数Ｎか
ら図16（ａ）に示す関係に基づいて第１バイパス制御弁
31の目標開度ＳＢ_sが決定されると共に図17（ａ）に示
す関係に基づいて第２バイパス制御弁41の目標開度ＳＣ
_s が決定される。

【００２５】一方、機関運転状態が図11に示す均一燃焼
運転領域Ｒ_hにあるとき、即ち機関負荷が高いときには
燃料噴射弁14からの燃料噴射が図10のＩ_h で示されるよ
うに排気弁７が閉弁したとき、或いは排気弁７が閉弁す
る前後において行われる。このときの燃料噴射の様子が
図14に示されている。

【００２６】即ち、このときには図14に示されるように
ピストン２の位置が低いときに燃料噴射が行われるので
噴射燃料Ｆはピストン２の頂面全体に向かう。従って噴
射燃料Ｆは燃焼室４内全体に亘って拡散する。更にこの
とき燃焼室４内には旋回流Ｘが発生しているのでこの旋
回流Ｘによって噴射燃料Ｆの拡散作用が促進され、斯く
して燃焼室４内には均一混合気が形成されることにな
る。なお、上述のように燃料噴射Ｉ_h は排気弁７が閉弁
したとき、或いは排気弁７が閉弁する前後において行わ
れるので、噴射燃料Ｆが排気ポート13内に吹き抜けるこ
とがない。

【００２７】また、燃焼室４内に均一混合気を形成する
とき、即ち機関負荷が高いときには目標燃料噴射量Ｑ_fh
は機関負荷Ｑ／Ｎ（エアフローメータ28の出力信号から
求まる吸入空気量Ｑ／機関回転数Ｎ）と機関回転数Ｎか
ら決定され、これらの関係は図18（ｂ）に示すようにマ
ップの形で予めROM 62内に記憶されている。従って燃焼
室４内に均一混合気を形成するときには機関負荷Ｑ／Ｎ
と機関回転数Ｎから図18（ｂ）に示す関係に基づいて目
標燃料噴射量Ｑ_fhが決定される。図１（ｂ）に或る機関
回転数における目標燃料噴射量Ｑ_fhとスロットル開度Ｔ
Ａとの関係を示す。

【００２８】また、燃焼室４内に均一混合気を形成する
ときの目標機関負荷Ｑ_h ／Ｎ（目標吸入空気量Ｑ_h ／機
関回転数Ｎ）はスロットル開度ＴＡと機関回転数Ｎから
決定され、これらの関係は図15（ｂ）に示すようにマッ
プの形で予めROM 62内に記憶されている。この目標機関
負荷Ｑ_h ／Ｎは空燃比がスロットル開度ＴＡと機関回転
数Ｎに応じて予め定められた第２の空燃比（Ａ／Ｆ)₂に
なるように決められている。図１（ａ）に或る機関回転
数おける目標吸入空気量Ｑ_h とスロットル開度ＴＡとの
関係を示す。第２の空燃比（Ａ／Ｆ)₂は燃焼室４内全体
において例えば理論空燃比（約14.6) に設定され、上述
の第１の空燃比（Ａ／Ｆ)₁よりも小さな値をとる。

【００２９】なお、図15（ｂ）に示される目標機関負荷
Ｑ_h ／Ｎを実現するための第１バイパス制御弁31の目標
開度ＳＢ_h および第２バイパス制御弁41の目標開度ＳＣ
_h が夫々図16（ｂ）および図17（ｂ）に示すように、ス
ロットル開度ＴＡと機関回転数Ｎに関するマップの形で
予めROM 62内に記憶されている。従って燃焼室４内に均
一混合気を形成するときにはスロットル開度ＴＡと機関
回転数Ｎから図16（ｂ）に示す関係に基づいて第１バイ
パス制御弁31の目標開度ＳＢ_h が決定されると共に図17
（ｂ）に示す関係に基づいて第２バイパス制御弁41の目
標開度ＳＣ_h が決定される。

【００３０】さて、図１および図11においてスロットル
開度ＴＡが、燃焼室４内に均一混合気を形成して燃焼を
行いうる下限のスロットル開度ＴＡ_lから燃焼室４内を
成層化して燃焼を行いうる上限のスロットル開度ＴＡ_u
までのオーバーラップ領域内にあるときには、均一混合
気を形成することもできるし成層化することもできる。
このオーバーラップ領域内ではスロットル開度ＴＡが同
じでかつ機関回転数Ｎが同じである運転条件下におい
て、燃焼室４内を成層化して燃焼を行ったときの機関出
力トルクＴ_q と燃焼室４内に均一混合気を形成して燃焼
を行ったときの機関出力トルクＴ_q が等しくなるよう
に、目標燃料噴射量Ｑ_fs，Ｑ_fh、第１バイパス制御弁31
の目標開度ＳＢ_s , ＳＢ_h 、および第２バイパス制御弁
41の目標開度ＳＣ_s , ＳＣ_h が予め実験により求められ
ている。図１（ｂ）からわかるように、スロットル開度
ＴＡが同じでかつ機関回転数Ｎが同じである場合には、
燃焼室４内を成層化するときの目標燃料噴射量Ｑ_fsの方
が燃焼室４内に均一混合気を形成するときの目標燃料噴
射量Ｑ_fhよりも多くなっている。この理由について説明
する。燃焼室４内に均一混合気を形成する場合には燃焼
室４内全体の空気が燃焼に寄与するのに対し、点火栓10
周りに混合気が集まるように燃焼室４内を成層化する場
合にはほぼ凹溝15内の空気のみが燃焼に寄与する。この
ように燃焼室４内を成層化する場合の方が空気利用率が
低くなるので、目標燃料噴射量Ｑ_fsとＱ_fhを同じ量にす
ると成層化する場合の方が機関出力トルクが小さくなっ
てしまう。そこで、成層化する場合の目標燃料噴射量Ｑ
_fsを均一混合気を形成する場合の目標燃料噴射量Ｑ_fhよ
りも多くして、成層化する場合と均一混合気を形成する
場合とで同一の機関出力トルクＴ_q が得られるようにし
ている。

【００３１】次に図１を参照して、燃焼室４内を成層化
する運転状態から燃焼室４内に均一混合気を形成する運
転状態に切換えるときの吸入空気量Ｑおよび燃料噴射量
Ｑ_f の制御方法について説明する。図１を参照すると、
スロットル開度ＴＡが予め定められた切換開始スロット
ル開度ＴＡ_c を越えたときに、燃焼室４内を成層化する
運転状態から燃焼室４内に均一混合気を形成する運転状
態への切換移行が実施される。図１および図11を参照す
ると、この切換開始スロットル開度ＴＡ_c は均一混合気
を形成して燃焼を行いうる下限のスロットル開度ＴＡ_l
と、燃焼室４内を成層化して燃焼を行いうる上限のスロ
ットル開度ＴＡ_u との間のほぼ中央に設定されている。

【００３２】スロットル開度ＴＡが切換開始スロットル
開度ＴＡ_c を越えると、機関負荷Ｑ／Ｎを、燃焼室４内
を成層化する場合の目標機関負荷Ｑ_s ／Ｎから均一混合
気を形成する場合の目標機関負荷Ｑ_h ／Ｎにただちに減
少させるべく、第１バイパス制御弁31の開度が図16
（ｂ）に示す関係から求められる目標開度ＳＢ_h になる
ように三方弁37を切換作動させるデューティ比がただち
に変化せしめられると共に、第２バイパス制御弁41の開
度が図17（ｂ）に示す関係から求められる目標開度ＳＣ
_h になるようにステップモータ42を駆動するための制御
信号がただちに出力される。しかしながら、三方弁37を
切換作動させるデューティ比が変化せしめられてから実
際に第１バイパス制御弁31の開度が目標開度ＳＢ_h にな
るまでにはかなり大きな応答遅れがある。また、ステッ
プモータ42を駆動する制御信号が出力されてから実際に
第２バイパス制御弁41の開度が目標開度ＳＣ_h になるま
でにも応答遅れがある。また、給気通路系が有する容積
のために第１バイパス制御弁31の開度および第２バイパ
ス制御弁41の開度が変化せしめられてから燃焼室４内に
流入する空気量が変化するまでにも応答遅れが生ずる。
これらの応答遅れのために、吸入空気量Ｑを減少すべき
制御信号が三方弁37およびステップモータ42に出力され
てから実際に吸入空気量Ｑが均一混合気を形成する場合
の目標吸入空気量Ｑ_h に減少するまでには図１（ａ）に
示されるような遅れが生ずる。なお、燃料噴射量Ｑ_f に
ついては目標燃料噴射量が決定されると、その目標燃料
噴射量の燃料をただちに燃焼室４内に供給することがで
きる。

【００３３】図１に示される実施例では、吸入空気量Ｑ
を減少すべき制御信号が三方弁37およびステップモータ
42に出力されてから実際に吸入空気量Ｑが均一混合気を
形成する場合の目標吸入空気量Ｑ_h に減少するまでの吸
入空気量減少期間において、図１（ｂ）に示されるよう
に燃焼室４内を成層化する運転状態を維持しつつ燃料噴
射量Ｑ_f を次式に基づいて増量するようにしている。 Ｑ_f ＝Ｑ_fs・Ｋ_sh …（１） ここでＱ_fsは上述のように燃焼室４内を成層化する場合
の目標燃料噴射量であり、Ｋ_shは図19に示される燃料増
量補正係数である。図19を参照すると、燃焼室４内を成
層化する場合の目標機関負荷Ｑ_s／Ｎと実際の機関負荷
Ｑ／Ｎとの差が大きくなるほど燃料増量補正係数Ｋ_shの
値が大きくなることがわかる。なお、この燃料増量補正
係数Ｋ_shは実際には（Ｑ_s ／Ｎ−Ｑ／Ｎ）と機関回転数
Ｎの関数になっている。

【００３４】吸入空気量減少期間には凹溝15内の空気量
が通常の成層時における空気量よりも減少するために、
燃料噴射量Ｑ_f を成層化する場合の目標燃料噴射量Ｑ_fs
に制御すると空気利用率が低下する分だけ機関出力トル
クが低下してしまう。しかしながら、このように吸入空
気量減少期間において燃料噴射量を増量補正することに
より、機関出力トルクが低下することを防止できる。次
いで、吸入空気量Ｑが均一混合気を形成する場合の目標
吸入空気量Ｑ_h まで減少する（図１におけるスロットル
開度ＴＡ₁ の位置）と、燃料噴射量Ｑ_f が均一混合気を
形成する場合の目標燃料噴射量Ｑ_fhに制御されると共に
燃料噴射時期が図10に示すＩ_h に切換えられ、通常の均
一混合気を形成する運転状態に移行する。斯くして、図
１（ｃ）に示されるように成層化する運転状態から均一
混合気を形成する運転状態に切換移行するときに、機関
出力トルクを滑らかに増大させることができる。また、
吸入空気量減少期間の末期、即ち図１においてスロット
ル開度ＴＡがＴＡ₁ の近傍にある時期において燃焼室４
内全体での平均の空燃比がほぼ理論空燃比前後になる。
このとき点火栓10の周りに集められた混合気はかなりリ
ッチな混合気となり、その結果NO_x の発生を低減するこ
とができる。

【００３５】次に図２を参照して、燃焼室４内に均一混
合気を形成する運転状態から燃焼室４内を成層化する運
転状態に切換えるときの吸入空気量Ｑおよび燃料噴射量
Ｑ_f の制御方法について説明する。図２を参照すると、
スロットル開度ＴＡが予め定められた切換開始スロット
ル開度ＴＡ_c よりも低減したときに、燃焼室４内に均一
混合気を形成する運転状態から燃焼室４内を成層化する
運転状態への切換移行が実施される。

【００３６】スロットル開度ＴＡが切換開始スロットル
開度ＴＡ_c よりも低減すると、機関負荷Ｑ／Ｎを、燃焼
室４内に均一混合気を形成する場合の目標機関負荷Ｑ_h
／Ｎから燃焼室４内を成層化する場合の目標機関負荷Ｑ
_s ／Ｎにただちに増大させるべく、第１バイパス制御弁
31の開度が図16（ａ）に示す関係から求められる目標開
度ＳＢ_s になるように三方弁37を切換作動させるデュー
ティ比がただちに変化せしめられると共に、第２バイパ
ス制御弁41の開度が図17（ａ）に示す関係から求められ
る目標開度ＳＣ_s になるようにステップモータ42を駆動
するための制御信号がただちに出力される。しかしなが
ら、第１バイパス制御弁31や第２バイパス制御弁41の応
答遅れのために、吸入空気量Ｑを増大すべき制御信号が
三方弁37およびステップモータ42に出力されてから実際
に吸入空気量Ｑが成層化する場合の目標吸入空気量Ｑ_s
に増大するまでには図２（ａ）に示されるような遅れが
生ずる。

【００３７】図２に示される実施例では、吸入空気量Ｑ
を増大すべき制御信号が三方弁37およびステップモータ
42に出力されると、燃料噴射時期がただちに図10に示す
Ｉ_l に切換えられて燃焼室４内を成層化する運転状態に
切換えられると共に、燃料噴射量Ｑ_f が次式に基づいて
増量せしめられる。 Ｑ_f ＝Ｑ_fs・Ｋ_hs …（２） ここでＫ_hsは図20に示される燃料増量補正係数である。
なお、この燃料増量補正係数Ｋ_hsは実際には（Ｑ_s ／Ｎ
−Ｑ／Ｎ）と機関回転数Ｎの関数になっている。式
（２）に基づく燃料噴射量の増量補正は、吸入空気量Ｑ
を増大すべき制御信号が三方弁37およびステップモータ
42に出力されてから実際に吸入空気量Ｑが燃焼室４内を
成層化する場合の目標吸入空気量Ｑ_s に増大するまでの
吸入空気量増大期間内において実施される。

【００３８】この吸入空気量増大期間には吸入空気量Ｑ
が成層化する場合の目標吸入空気量Ｑ_s まで達していな
いので凹溝15内の空気量も不足するが、燃料噴射量Ｑ_f
を増量補正することにより、機関出力トルクが低下する
ことを防止できる。次いで、吸入空気量が成層化する場
合の目標吸入空気量Ｑ_s まで増大する（図２におけるス
ロットル開度ＴＡ₂ の位置）と、燃料噴射量Ｑ_f の増量
補正処理が停止されて、通常の燃焼室４内を成層化する
運転状態に移行する。斯くして図２（ｃ）に示されるよ
うに均一混合気を形成する運転状態から成層化する運転
状態に切換移行するときに、機関出力トルクが滑らかに
減少せしめられる。また、吸入空気量増大期間には燃料
噴射量が増量されて点火栓10周りにかなりリッチな混合
気が形成されるので、NO_x の発生を低減することができ
る。

【００３９】次に図３を参照して、機関急加速運転時に
おいて燃焼室４内を成層化する運転状態から燃焼室４内
に均一混合気を形成する運転状態に切換えるときの吸入
空気量Ｑおよび燃料噴射量Ｑ_f の制御方法について説明
する。図３においてスロットル開度がＴＡ₃ のときに機
関急加速運転が行われてスロットル開度ＴＡが急激に増
大したとする。このとき機関負荷Ｑ／Ｎがスロットル開
度ＴＡと機関回転数Ｎに基づいて図15（ａ）の関係から
決定される成層時の目標機関負荷Ｑ_s ／Ｎに沿って変化
するように、図16（ａ）に示す関係から第１バイパス制
御弁31の目標開度ＳＢ_s が決定されると共に図17（ａ）
に示す関係から第２バイパス制御弁41の目標開度ＳＣ_s
が決定される。しかしながら、上述のように第１バイパ
ス制御弁31や第２バイパス制御弁41の応答遅れがあるた
めに図３（ａ）に示すように吸入空気量Ｑの増大には遅
れが生ずる。

【００４０】このように吸入空気量Ｑの増大に遅れが生
じると吸入空気量Ｑが燃焼室４内を成層化する場合の目
標吸入空気量Ｑ_s に達しないために、燃焼に寄与する空
気量も低減し、その結果機関出力トルクが低下してしま
い、良好な機関加速性能が得られないという問題を生ず
る。そこで図３に示す実施例では、機関急加速運転時に
スロットル開度ＴＡが燃焼室４内に均一混合気を形成し
て燃焼を行いうる下限のスロットル開度ＴＡ_l を越えた
ときから、燃焼室４内を成層化する運転状態を維持しつ
つ燃料噴射量Ｑ_f を次式に基づいて増量するようにして
いる。 Ｑ_f ＝Ｑ_fs・Ｋ_a …（３） ここでＫ_a は図21に示される燃料増量補正係数である。
図21を参照すると、成層化する場合の目標機関負荷Ｑ_s
／Ｎと実際の機関負荷Ｑ／Ｎとの差が大きくなるほど燃
料増量補正係数Ｋ_a の値が大きくなることがわかる。な
お、この燃料増量補正係数Ｋ_a は実際には（Ｑ_s ／Ｎ−
Ｑ／Ｎ）と機関回転数Ｎの関数になっている。このよう
に、吸入空気量Ｑが成層化する場合の目標吸入空気量Ｑ
_s よりも低下する急加速運転時において燃料噴射量Ｑ_f
を増量補正することにより、機関出力トルクが低下する
のを防止するようにしている。

【００４１】次いで、吸入空気量Ｑが燃焼室４内に均一
混合気を形成する場合の目標吸入空気量Ｑ_h を下回る
（図３におけるスロットル開度ＴＡ₄ の位置）と、燃料
噴射量Ｑ_f が均一混合気を形成する場合の目標燃料噴射
量Ｑ_fhに制御されると共に燃料噴射時期が図10に示すＩ
_h に切換えられ、均一混合気を形成する運転状態に移行
する。図３からわかるように、急加速運転時において均
一混合気を形成する運転状態に移行するスロットル開度
ＴＡ₄ は、図１における切換開始スロットル開度ＴＡ_c
よりも小さなスロットル開度になっている。このように
して、機関急加速運転時に機関出力トルクを円滑に上昇
させると共に均一混合気を形成する運転状態に早めに移
行させる。斯くして良好な機関加速性能を確保すること
ができる。また、燃料噴射量に増量補正がかけられてい
る期間において点火栓10の周りにはかなりリッチな混合
気が形成されるので、NO_xの発生を抑えつつ機関出力ト
ルクを円滑に上昇させることができる。

【００４２】次に図４を参照して、機関急減速運転時に
おいて燃焼室４内に均一混合気を形成する運転状態から
燃焼室４内を成層化する運転状態に切換えるときの吸入
空気量Ｑおよび燃料噴射量Ｑ_f の制御方法について説明
する。図４においてスロットル開度がＴＡ₅ のときに機
関急減速運転が行われてスロットル開度ＴＡが急激に減
少したとする。このとき機関負荷Ｑ／Ｎが燃焼室４内に
均一混合気を形成するときの目標機関負荷Ｑ_h ／Ｎに沿
って変化するように、図16（ｂ）に示す関係から第１バ
イパス制御弁31の目標開度ＳＢ_h が決定されると共に図
17（ｂ）に示す関係から第２バイパス制御弁41の目標開
度ＳＣ_h が決定される。しかしながら、上述のように第
１バイパス制御弁31や第２バイパス制御弁41の応答遅れ
があるために図４（ａ）に示されるように吸入空気量Ｑ
の減少には遅れが生ずる。

【００４３】このように機関急減速運転時に吸入空気量
Ｑの減少に遅れが生じた状態で均一混合気を形成する運
転が行われると、空気利用率が高くなるために機関出力
トルクが速やかに低下せず、その結果良好な機関減速性
能が得られないという問題が生ずる。また、燃焼室４内
に形成される均一混合気が理論空燃比よりも少しリーン
側の混合気となり、その結果多量のNO_x が発生してしま
うという問題も生ずる。

【００４４】そこで図４に示す実施例では、機関急減速
運転時にスロットル開度ＴＡが燃焼室４内を成層化して
燃焼を行いうる上限のスロットル開度ＴＡ_uを下回った
ときに、燃料噴射時期がただちに図10に示すＩ_l に切換
えられて燃焼室４内を成層化する運転状態に切換えられ
ると共に、燃料噴射量Ｑ_f が次式に基づいて増量せしめ
られる。 Ｑ_f ＝Ｑ_fs・Ｋ_d …（４） ここでＫ_d は図22に示される燃料増量補正係数である。
図22を参照すると、燃焼室４内を成層化する場合の目標
機関負荷Ｑ_s ／Ｎと実際の機関負荷Ｑ／Ｎとの差が大き
くなるほど燃料増量補正係数Ｋ_dの値が大きくなること
がわかる。なお、この燃料増量補正係数Ｋ_d は実際には
（Ｑ_s ／Ｎ−Ｑ／Ｎ）と機関回転数Ｎの関数になってい
る。このように機関負荷Ｑ／Ｎが成層時の目標機関負荷
Ｑ_s ／Ｎよりも低い機関急減速運転時において燃料噴射
量Ｑ_f を増量補正することにより、機関出力トルクが図
１（ｃ）および図２（ｃ）に示される目標機関トルクよ
りも低下しないようにしている。また、このとき点火栓
10の周りにはかなりリッチな混合気が形成されることに
なるので、NO_x の発生を低減することができる。

【００４５】次いで、吸入空気量Ｑが燃焼室４内を成層
化する場合の目標吸入空気量Ｑ_s を越える（図４におけ
るスロットル開度ＴＡ₆ の位置）と、燃料噴射量Ｑ_f の
増量補正処理が停止されて、通常の燃焼室４内を成層化
する運転状態に移行する。図４からわかるように、この
通常の成層化する運転状態に移行するスロットル開度Ｔ
Ａ₆ は、図２における切換開始スロットル開度ＴＡ_c よ
りも大きなスロットル開度になっている。このようにし
て、機関急減速運転時に機関出力トルクを速やかに且つ
円滑に低下させると共に、燃焼室４内を成層化する運転
状態に早めに移行させる。斯くして良好な機関急減速性
能を確保することができる。

【００４６】次に、図23から図28に示されるフローチャ
ートを参照して吸入空気量および燃料噴射量の制御につ
いて説明する。この制御ルーチンは一定クランク角間隔
毎の割込みによって実行される。図23から図28を参照す
るとまず始めにステップ100 において、エアフローメー
タ28の出力信号から求まる吸入空気量Ｑ、およびクラン
ク角センサ47の出力信号から求まる機関回転数Ｎに基づ
いて、機関負荷Ｑ／Ｎが算出される。次いでステップ10
1 では次式に基づいてスロットル開度の変化率ΔＴＡが
計算される。 ΔＴＡ＝ＴＡ−ＴＡ₀ …（５） ここでＴＡ₀ は前回の処理サイクル時におけるスロット
ル開度である。

【００４７】次いでステップ102 では均一混合気モード
フラグＨＧＦが０であるか否かが判別される。なお、こ
の均一混合気モードフラグＨＧＦは、点火栓10周りに混
合気が集まるように燃焼室４内を成層化すべきときに値
０をとり、一方燃焼室４内に均一混合気を形成すべきと
きに値１をとる。ステップ102 において均一混合気モー
ドフラグＨＧＦが０である場合にはステップ103 に進ん
で、スロットル開度ＴＡが燃焼室４内に均一混合気を形
成して燃焼を行いうる下限のスロットル開度ＴＡ_l 以上
であるか否かが判別される。ＴＡ≧ＴＡ_l である場合に
はステップ104に進んでスロットル開度の変化率ΔＴＡ
が予め定められた急加速判定値β₁ 以上であるか否かが
判別される。ΔＴＡ≧β₁ である場合にはステップ107
に進む。一方、ステップ103 においてＴＡ＜ＴＡ_lであ
る場合、またはステップ104 においてΔＴＡ＜β₁ であ
る場合にはステップ143 に進む。

【００４８】一方、ステップ102 において均一混合気モ
ードフラグＨＧＦが０でない場合にはステップ105 に進
んで、スロットル開度ＴＡが燃焼室４内を成層化して燃
焼を行いうる上限のスロットル開度ＴＡ_u 以下であるか
否かが判別される。ＴＡ≦ＴＡ_u である場合にはステッ
プ106 に進んでスロットル開度の変化率ΔＴＡが予め定
められた急減速判定値β₂ 以下であるか否かが判別され
る。なお、この急減速判定値β₂ は負の値をとる。ΔＴ
Ａ≦β₂ である場合にはステップ125 に進む。一方、ス
テップ105 においてＴＡ＞ＴＡ_u である場合、またはス
テップ106 においてΔＴＡ＞β₂ である場合にはステッ
プ143 に進む。

【００４９】ステップ107 では燃焼室４内に均一混合気
を形成する場合の目標機関負荷Ｑ_h ／Ｎが図15（ｂ）に
示すマップに基づいて計算される。次いでステップ108
では機関負荷Ｑ／Ｎが目標機関負荷Ｑ_h ／Ｎ以下である
か否かが判別される。Ｑ／ＮがＱ_h ／Ｎ以上である場合
にはステップ109 に進んで、燃焼室４内を成層化すると
きの第１バイパス制御弁31の目標開度ＳＢ_s が図16
（ａ）に示すマップに基づいて計算される。次いでステ
ップ110 では第１バイパス制御弁31の開度を目標開度Ｓ
Ｂ_s にすべく三方弁37が駆動せしめられる。次いでステ
ップ111 では、燃焼室４内を成層化するときの第２バイ
パス制御弁41の目標開度ＳＣ_s が図17（ａ）に示すマッ
プに基づいて計算される。次いでステップ112 では第２
バイパス制御弁41の開度を目標開度ＳＣ_s にすべくステ
ップモータ42が駆動せしめられる。次いでステップ113
では燃焼室４内を成層化するときの目標燃料噴射量Ｑ_fs
が図18（ａ）に示すマップに基づいて計算される。次い
でステップ114 では上述の式（３）に基づいて増量補正
された燃料噴射量Ｑ_f が求められる。次いでステップ11
5 では予めROM 62内に記憶されているデータから燃料噴
射時期Ｉ_l が計算される。次いでステップ116 では燃料
噴射処理が行われて本制御ルーチンを終了する。

【００５０】一方、ステップ108 においてＱ／ＮがＱ_h
／Ｎ以下であると判別された場合にはステップ117 に進
んで、燃焼室４内に均一混合気を形成するときの第１バ
イパス制御弁31の目標開度ＳＢ_hが図16（ｂ）に示すマ
ップに基づいて計算される。次いでステップ118 では第
１バイパス制御弁31の開度を目標開度ＳＢ_h にすべく三
方弁37が駆動せしめられる。次いでステップ119 では、
燃焼室４内に均一混合気を形成するときの第２バイパス
制御弁41の目標開度ＳＣ_h が図17（ｂ）に示すマップに
基づいて計算される。次いでステップ120 では第２バイ
パス制御弁41の開度を目標開度ＳＣ_h にすべくステップ
モータ42が駆動せしめられる。次いでステップ121 では
燃焼室４内に均一混合気を形成するときの目標燃料噴射
量Ｑ_fhが図18（ｂ）に示すマップに基づいて計算され
る。次いでステップ122 では予めROM 62内に記憶されて
いるデータから燃料噴射時期Ｉ_h が計算される。次いで
ステップ123 では燃料噴射処理が行われる。次いでステ
ップ124 では均一混合気モードフラグＨＧＦに値１がセ
ットされて、本制御ルーチンを終了する。

【００５１】ステップ125 では燃焼室４内を成層化する
場合の目標機関負荷Ｑ_s ／Ｎが図15（ａ）に示すマップ
に基づいて計算される。次いでステップ126 では機関負
荷Ｑ／Ｎが目標機関負荷Ｑ_s ／Ｎ以上であるか否かが判
別される。Ｑ／ＮがＱ_s ／Ｎ以下である場合にはステッ
プ127 に進んで、燃焼室４内に均一混合気を形成すると
きの第１バイパス制御弁31の目標開度ＳＢ_h が図16
（ｂ）に示すマップに基づいて計算される。次いでステ
ップ128 では第１バイパス制御弁31の開度を目標開度Ｓ
Ｂ_h にすべく三方弁37が駆動せしめられる。次いでステ
ップ129 では燃焼室４内に均一混合気を形成するときの
第２バイパス制御弁41の目標開度ＳＣ_h が図17（ｂ）に
示すマップに基づいて計算される。次いでステップ130
では第２バイパス制御弁41の開度を目標開度ＳＣ_h にす
べくステップモータ42が駆動せしめられる。次いでステ
ップ131 では燃焼室４内を成層化するときの目標燃料噴
射量Ｑ _fsが図18（ａ）に示すマップに基づいて計算され
る。次いでステップ132では上述の式（４）に基づいて
増量補正された燃料噴射量Ｑ_f が求められる。次いでス
テップ133 では予めROM 62内に記憶されているデータか
ら燃料噴射時期Ｉ_l が計算される。次いでステップ134
では燃料噴射処理が行われて本制御ルーチンを終了す
る。

【００５２】一方、ステップ126 においてＱ／ＮがＱ_s
／Ｎ以上であると判別された場合にはステップ135 に進
んで第１バイパス制御弁31の目標開度ＳＢ_s が図16
（ａ）に示すマップに基づいて計算される。次いでステ
ップ136 では第１バイパス制御弁31の開度を目標開度Ｓ
Ｂ_s にすべく三方弁37が駆動せしめられる。次いでステ
ップ137 では、第２バイパス制御弁41の目標開度ＳＣ_s
が図17（ａ）に示すマップに基づいて計算される。次い
でステップ138 では第２バイパス制御弁41の開度を目標
開度ＳＣ_s にすべくステップモータ42が駆動せしめられ
る。次いでステップ139 では目標燃料噴射量Ｑ_fsが図18
（ａ）に示すマップに基づいて計算される。次いでステ
ップ140 では予めROM 62内に記憶されているデータから
燃料噴射時期Ｉ_l が計算される。次いでステップ141 で
は燃料噴射処理が行われる。次いでステップ142 では均
一混合気モードフラグＨＧＦに値０がセットされて、本
制御ルーチンを終了する。

【００５３】ステップ143 ではスロットル開度ＴＡが切
換開始スロットル開度ＴＡ_c 以上であるか否かが判別さ
れる。ＴＡ＜ＴＡ_c である場合にはステップ144 に進ん
で第１バイパス制御弁31の目標開度ＳＢ_s が図16（ａ）
に示すマップに基づいて計算される。次いでステップ14
5 では第１バイパス制御弁31の開度を目標開度ＳＢ_s に
すべく三方弁37が駆動せしめられる。次いでステップ14
6 では、第２バイパス制御弁41の目標開度ＳＣ_s が図17
（ａ）に示すマップに基づいて計算される。次いでステ
ップ147 では第２バイパス制御弁41の開度を目標開度Ｓ
Ｃ_s にすべくステップモータ42が駆動せしめられる。

【００５４】次いでステップ148 では均一混合気モード
フラグＨＧＦが０であるか否かが判別される。均一混合
気モードフラグＨＧＦが０である場合にはステップ149
に進んで目標燃料噴射量Ｑ_fsが図18（ａ）に示すマップ
に基づいて計算される。次いでステップ150 では予めRO
M 62内に記憶されているデータから燃料噴射時期Ｉ_l が
計算される。次いでステップ151 では燃料噴射処理が行
われて本制御ルーチンを終了する。

【００５５】一方、ステップ148 において均一混合気モ
ードフラグＨＧＦが０でない場合にはステップ152 に進
んで、燃焼室４内を成層化する場合の目標機関負荷Ｑ_s
／Ｎが図15（ａ）に示すマップに基づいて計算される。
次いでステップ153 では機関負荷Ｑ／Ｎが目標機関負荷
Ｑ_s ／Ｎ以上であるか否かが判別される。Ｑ／ＮがＱ _s
／Ｎ以下である場合にはステップ154 に進んで、燃焼室
４内を成層化するときの目標燃料噴射量Ｑ_fsが図18
（ａ）に示すマップに基づいて計算される。次いでステ
ップ155 では上述の式（２）に基づいて増量補正された
燃料噴射量Ｑ_f が求められる。次いでステップ156 では
予めROM 62内に記憶されているデータから燃料噴射時期
Ｉ_l が計算される。次いでステップ157 では燃料噴射処
理が行われて本制御ルーチンを終了する。一方、ステッ
プ153 においてＱ／ＮがＱ_s ／Ｎ以上であると判別され
た場合にはステップ158に進んで均一混合気モードフラ
グＨＧＦに値０がセットされ、次いでステップ149 に進
む。

【００５６】一方、ステップ143 において、ＴＡ≧ＴＡ
_c であると判別された場合にはステップ160 に進んで第
１バイパス制御弁31の目標開度ＳＢ_h が図16（ｂ）に示
すマップに基づいて計算される。次いでステップ161 で
は第１バイパス制御弁31の開度を目標開度ＳＢ_h にすべ
く三方弁37が駆動せしめられる。次いでステップ162で
は、第２バイパス制御弁41の目標開度ＳＣ_h が図17
（ｂ）に示すマップに基づいて計算される。次いでステ
ップ163 では第２バイパス制御弁41の開度を目標開度Ｓ
Ｃ_h にすべくステップモータ42が駆動せしめられる。

【００５７】次いでステップ164 では均一混合気モード
フラグＨＧＦが１であるか否かが判別される。均一混合
気モードフラグＨＧＦが１である場合にはステップ165
に進んで目標燃料噴射量Ｑ_fhが図18（ｂ）に示すマップ
に基づいて計算される。次いでステップ166 では予めRO
M 62内に記憶されているデータから燃料噴射時期Ｉ_h が
計算される。次いでステップ167 では燃料噴射処理が行
われて本制御ルーチンを終了する。

【００５８】一方、ステップ164 において均一混合気モ
ードフラグＨＧＦが１でない場合にはステップ168 に進
んで、燃焼室４内に均一混合気を形成する場合の目標機
関負荷Ｑ_h ／Ｎが図15（ｂ）に示すマップに基づいて計
算される。次いでステップ169 では機関負荷Ｑ／Ｎが目
標機関負荷Ｑ_h ／Ｎ以下であるか否かが判別される。Ｑ
／ＮがＱ_h ／Ｎ以上である場合にはステップ170 に進ん
で、燃焼室４内を成層化するときの目標燃料噴射量Ｑ_fs
が図18（ａ）に示すマップに基づいて計算される。次い
でステップ171 では上述の式（１）に基づいて増量補正
された燃料噴射量Ｑ_f が求められる。次いでステップ17
2 では予めROM 62内に記憶されているデータから燃料噴
射時期Ｉ_l が計算される。次いでステップ173 では燃料
噴射処理が行われて本制御ルーチンを終了する。一方、
ステップ169 においてＱ／ＮがＱ _h ／Ｎ以下であると判
別された場合にはステップ174 に進んで均一混合気モー
ドフラグＨＧＦに値１がセットされ、次いでステップ16
5 に進む。

【００５９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば点火栓周
りに混合気が集まるように燃焼室内を成層化する運転状
態から燃焼室内に均一混合気を形成する運転状態に移行
するときに機関出力トルクを滑らかかつ連続的に変化さ
せることができ、従って運転状態の移行時にトルクショ
ックが発生することを阻止できる。請求項２に記載の発
明によれば燃焼室内に均一混合気を形成する運転状態か
ら燃焼室内を成層化する運転状態に移行するときに機関
出力トルクを滑らかかつ連続的に変化させることがで
き、従って運転状態の移行時にトルクショックが発生す
ることを阻止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃焼室内を成層化する運転状態から燃焼室内に
均一混合気を形成する運転状態に切換えるときの吸入空
気量および燃料噴射量の制御方法と、そのとき出力され
る機関出力トルクの概要を示す線図である。

【図２】燃焼室内に均一混合気を形成する運転状態から
燃焼室内を成層化する運転状態に切換えるときの吸入空
気量および燃料噴射量の制御方法と、そのとき出力され
る機関出力トルクの概要を示す線図である。

【図３】機関急加速運転時における吸入空気量と燃料噴
射量の制御方法の概要を示す線図である。

【図４】機関急減速運転時における吸入空気量と燃料噴
射量の制御方法の概要を示す線図である。

【図５】発明の構成図である。

【図６】筒内噴射式２サイクル内燃機関の全体図であ
る。

【図７】２サイクル内燃機関の側面断面図である。

【図８】ピストン頂面の平面図である。

【図９】シリンダヘッド内壁面の底面図である。

【図10】給排気弁の開弁時期および燃料噴射時期を示す
線図である。

【図11】燃焼室内を成層化する運転領域と、燃焼室内に
均一混合気を形成する運転領域を示す線図である。

【図12】給排気弁が開弁しているところを示す２サイク
ル内燃機関の側面断面図である。

【図13】噴射燃料が凹溝内に向かう燃料噴射時を示す２
サイクル内燃機関の側面断面図である。

【図14】噴射燃料がピストン頂面全体に向かう燃料噴射
時を示す２サイクル内燃機関の側面断面図である。

【図15】目標機関負荷のマップを示す線図である。

【図16】第１バイパス制御弁の目標開度のマップを示す
線図である。

【図17】第２バイパス制御弁の目標開度のマップを示す
線図である。

【図18】目標燃料噴射量のマップを示す線図である。

【図19】燃料増量補正係数Ｋ_shを示す線図である。

【図20】燃料増量補正係数Ｋ_hsを示す線図である。

【図21】燃料増量補正係数Ｋ_a を示す線図である。

【図22】燃料増量補正係数Ｋ_d を示す線図である。

【図23】吸入空気量および燃料噴射量の制御ルーチンを
示すフローチャートの第１の部分である。

【図24】吸入空気量および燃料噴射量の制御ルーチンを
示すフローチャートの第２の部分である。

【図25】吸入空気量および燃料噴射量の制御ルーチンを
示すフローチャートの第３の部分である。

【図26】吸入空気量および燃料噴射量の制御ルーチンを
示すフローチャートの第４の部分である。

【図27】吸入空気量および燃料噴射量の制御ルーチンを
示すフローチャートの第５の部分である。

【図28】吸入空気量および燃料噴射量の制御ルーチンを
示すフローチャートの第６の部分である。

【符号の説明】

４…燃焼室 10…点火栓 14…燃料噴射弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３３０ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３３０Ａ 41/10 ３３０ 41/10 ３３０Ｚ 41/12 ３３０ 41/12 ３３０Ｚ (56)参考文献 特開 平３−281965（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−248938（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−159614（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−138121（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−138119（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−138118（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−30417（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−30436（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−165545（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−12153（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−52145（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−228856（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−60148（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−203335（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−255539（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−140441（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00 F02B 1/00 - 23/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点火栓周りに混合気が集まるように燃焼
   室内を成層化する成層化運転状態と燃焼室内に均一混合
   気を形成する均一運転状態とを選択的に行うようにした
   内燃機関において、成層化運転状態から均一運転状態へ
   の切り換え作用直前に燃焼室内に供給される燃料量を切
   り換え作用直後に燃焼室内に供給される燃料量よりも多
   くする供給燃料制御手段を具備した内燃機関の供給燃料
   制御装置。
2. 【請求項２】 点火栓周りに混合気が集まるように燃焼
   室内を成層化する成層化運転状態と燃焼室内に均一混合
   気を形成する均一運転状態とを選択的に行うようにした
   内燃機関において、均一運転状態から成層化運転状態へ
   の切り換え作用直後に燃焼室内に供給される燃料量を切
   り換え作用直前に燃焼室内に供給される燃料量よりも多
   くする供給燃料制御手段を具備した内燃機関の供給燃料
   制御装置。