JP3361381B2 - 燃料噴射式エンジンのスワール制御装置 - Google Patents
燃料噴射式エンジンのスワール制御装置Info
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジン運転状態に基
づく燃料噴射弁の制御により燃焼方式を少なくとも成層
燃焼方式と均一燃焼方式とに切り換える燃料噴射式エン
ジンを対象とし、燃焼方式に応じてスワール流の生成を
制御することで燃焼状態を改善するようにした燃焼噴射
式エンジンのスワール制御装置に関する。
づく燃料噴射弁の制御により燃焼方式を少なくとも成層
燃焼方式と均一燃焼方式とに切り換える燃料噴射式エン
ジンを対象とし、燃焼方式に応じてスワール流の生成を
制御することで燃焼状態を改善するようにした燃焼噴射
式エンジンのスワール制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの燃焼方式として、成層化した
濃混合気に着火する成層燃焼方式では全体的な空燃比を
リーン化できるのでエンジンの低中負荷運転領域で燃費
を向上でき、一方、均一混合気に着火する均一燃焼方式
ではエンジンの高負荷運転領域で出力を向上できること
が、従来一般に知られている。また、同じ成層燃焼方式
でも筒内噴射インジェクタを用いて燃料を直接燃焼室内
に噴射する方式では、吸入ポート内に燃料を噴射する方
式に較べて空燃比のリーン限界を大幅に向上することが
でき、この結果、燃費を大幅に向上できることも従来一
般に知られている。
濃混合気に着火する成層燃焼方式では全体的な空燃比を
リーン化できるのでエンジンの低中負荷運転領域で燃費
を向上でき、一方、均一混合気に着火する均一燃焼方式
ではエンジンの高負荷運転領域で出力を向上できること
が、従来一般に知られている。また、同じ成層燃焼方式
でも筒内噴射インジェクタを用いて燃料を直接燃焼室内
に噴射する方式では、吸入ポート内に燃料を噴射する方
式に較べて空燃比のリーン限界を大幅に向上することが
でき、この結果、燃費を大幅に向上できることも従来一
般に知られている。
【０００３】そこで、特開昭６２−２４８８１９号公報
に記載のように、筒内噴射インジェクタからの燃料噴霧
をスワール流の中心を貫通する空気流に乗せることで強
力な成層混合気を形成するようにした燃料噴射式エンジ
ンや、特開昭６０−３０４１６号公報に記載のように、
筒内噴射インジェクタと吸入管噴射インジェクタとを併
用し、エンジンの低負荷領域においては筒内噴射インジ
ェクタから燃焼室中央部の点火プラグ付近に燃料噴射し
て成層燃焼を行わせ、エンジンの高負荷領域においては
吸入管噴射インジェクタから吸入管内に燃料を噴射して
均一燃焼を行わせるようにした燃料噴射式エンジンも知
られている。
に記載のように、筒内噴射インジェクタからの燃料噴霧
をスワール流の中心を貫通する空気流に乗せることで強
力な成層混合気を形成するようにした燃料噴射式エンジ
ンや、特開昭６０−３０４１６号公報に記載のように、
筒内噴射インジェクタと吸入管噴射インジェクタとを併
用し、エンジンの低負荷領域においては筒内噴射インジ
ェクタから燃焼室中央部の点火プラグ付近に燃料噴射し
て成層燃焼を行わせ、エンジンの高負荷領域においては
吸入管噴射インジェクタから吸入管内に燃料を噴射して
均一燃焼を行わせるようにした燃料噴射式エンジンも知
られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記特開昭
６２−２４８８１８号公報に記載の燃料噴射式エンジン
では、筒内噴射インジェクタが燃焼室の側部から中央部
に向けて斜めに燃料噴射する関係で、噴射された燃料噴
霧はスワール流を横切ることとなり、その一部がスワー
ル流に乗って拡散してしまう。このため、成層燃焼が不
安定となり、ＨＣの発生が増加することも予想される。
また、筒内噴射インジェクタが燃焼室の側部に斜めに傾
斜して設置されているため、エンジン負荷の変動に応じ
て燃料噴射量が変化すると、噴射燃料の展開位置が燃焼
室の中央部から外れることが予測され、エンジン負荷の
変動に対応した良好な成層混合気を生成するのが難しい
という問題もある。
６２−２４８８１８号公報に記載の燃料噴射式エンジン
では、筒内噴射インジェクタが燃焼室の側部から中央部
に向けて斜めに燃料噴射する関係で、噴射された燃料噴
霧はスワール流を横切ることとなり、その一部がスワー
ル流に乗って拡散してしまう。このため、成層燃焼が不
安定となり、ＨＣの発生が増加することも予想される。
また、筒内噴射インジェクタが燃焼室の側部に斜めに傾
斜して設置されているため、エンジン負荷の変動に応じ
て燃料噴射量が変化すると、噴射燃料の展開位置が燃焼
室の中央部から外れることが予測され、エンジン負荷の
変動に対応した良好な成層混合気を生成するのが難しい
という問題もある。
【０００５】一方、前記特開昭６０−３０４１６号公報
に記載の燃料噴射式エンジンは、筒内噴射インジェクタ
が燃焼室の側部から燃焼室中央部の点火プラグ付近に向
けて横向きに燃料噴射するよう設置されている関係で、
低負荷領域の成層燃焼時に点火プラグ付近に濃混合気を
生成するのが難しく、安定した成層燃焼が得にくいこと
が予測される。
に記載の燃料噴射式エンジンは、筒内噴射インジェクタ
が燃焼室の側部から燃焼室中央部の点火プラグ付近に向
けて横向きに燃料噴射するよう設置されている関係で、
低負荷領域の成層燃焼時に点火プラグ付近に濃混合気を
生成するのが難しく、安定した成層燃焼が得にくいこと
が予測される。
【０００６】このように燃焼モードを成層燃焼と均一燃
焼とに切り換えるようにした燃料噴射式エンジンにおい
ても、安定した良好な成層燃焼を行うのは一般に難し
く、エミッションをより改善し、燃費及び出力をより向
上させることが要望されている。
焼とに切り換えるようにした燃料噴射式エンジンにおい
ても、安定した良好な成層燃焼を行うのは一般に難し
く、エミッションをより改善し、燃費及び出力をより向
上させることが要望されている。
【０００７】そこで本発明は、安定した良好な成層燃焼
と均一燃焼とを両立させて総合的にエミッションをより
改善し、燃費及び出力をより向上することができる燃料
噴射式エンジンのスワール制御装置を提供することを目
的とする。
と均一燃焼とを両立させて総合的にエミッションをより
改善し、燃費及び出力をより向上することができる燃料
噴射式エンジンのスワール制御装置を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１に記載の本発明による燃料噴射式エンジン
のスワール制御装置は、図１に示すように、エンジン１
の吸気通路２に、開閉制御されることでその閉時にシリ
ンダ内にスワール流を生成するスワールバルブ１０を備
えると共に、エンジン運転状態に基づき燃料噴射弁を制
御してエンジン低中負荷運転領域では成層燃焼し、エン
ジン高負荷運転領域では均一燃焼する燃料噴射式エンジ
ンにおいて、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づき
上記成層燃焼または均一燃焼の各燃焼方式を択一的に選
択する選択手段と、成層燃焼方式の選択時及びスロット
ル全開付近を除く高負荷運転領域での均一燃焼方式の選
択時には上記スワールバルブ１０を閉制御し、スロット
ル全開付近の高負荷運転領域での均一燃焼方式の選択時
にはスワールバルブ１０を開制御するスワールバルブ開
閉制御手段とを備えることを特徴とする。
め、請求項１に記載の本発明による燃料噴射式エンジン
のスワール制御装置は、図１に示すように、エンジン１
の吸気通路２に、開閉制御されることでその閉時にシリ
ンダ内にスワール流を生成するスワールバルブ１０を備
えると共に、エンジン運転状態に基づき燃料噴射弁を制
御してエンジン低中負荷運転領域では成層燃焼し、エン
ジン高負荷運転領域では均一燃焼する燃料噴射式エンジ
ンにおいて、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づき
上記成層燃焼または均一燃焼の各燃焼方式を択一的に選
択する選択手段と、成層燃焼方式の選択時及びスロット
ル全開付近を除く高負荷運転領域での均一燃焼方式の選
択時には上記スワールバルブ１０を閉制御し、スロット
ル全開付近の高負荷運転領域での均一燃焼方式の選択時
にはスワールバルブ１０を開制御するスワールバルブ開
閉制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】また請求項２に記載の本発明による燃料噴
射式エンジンのスワール制御装置は、図１に示すよう
に、エンジン１の吸気通路２に、開閉制御されることで
その閉時にシリンダ内にスワール流を生成するスワール
バルブ１０を備えると共に、エンジン運転状態に基づき
燃料噴射弁を制御してエンジン低中負荷運転領域では成
層燃焼し、エンジン高負荷運転領域では均一燃焼する燃
料噴射式エンジンにおいて、燃焼室１ａの中央部からシ
リンダボアの中心に向かって高圧燃料を直接噴射する第
１の燃料噴射弁手段１１と、吸入系に低圧燃料を噴射す
る第２の燃料噴射弁手段１２と、エンジン回転数及びエ
ンジン負荷に基づきエンジン低中負荷時には成層燃焼方
式を選択し、エンジン中間負荷時には成層燃焼と均一燃
焼との双方による２ゾーン燃焼方式を選択すると共に、
エンジン高負荷時には均一燃焼方式を選択する選択手段
と、成層燃焼方式の選択時には上記第１の燃料噴射弁手
段１１からのみ燃料を噴射させ、２ゾーン燃焼方式の選
択時には燃料噴射量を分担して上記第２の燃料噴射弁手
段１２から燃料を噴射させると共に上記第１の燃料噴射
弁手段１１から燃料を噴射させ、均一燃焼方式の選択時
には上記第２の燃料噴射弁手段１２からのみ燃料を噴射
させる燃料噴射制御手段と、成層燃焼方式の選択時、２
ゾーン燃焼方式の選択時、及びスロットル全開付近を除
く高負荷運転領域での均一燃焼方式の選択時には上記ス
ワールバルブ１０を閉制御し、スロットル全開付近の高
負荷運転領域での均一燃焼方式の選択時にはスワールバ
ルブ１０を開制御するスワールバルブ開閉制御手段とを
備えることを特徴とする。
射式エンジンのスワール制御装置は、図１に示すよう
に、エンジン１の吸気通路２に、開閉制御されることで
その閉時にシリンダ内にスワール流を生成するスワール
バルブ１０を備えると共に、エンジン運転状態に基づき
燃料噴射弁を制御してエンジン低中負荷運転領域では成
層燃焼し、エンジン高負荷運転領域では均一燃焼する燃
料噴射式エンジンにおいて、燃焼室１ａの中央部からシ
リンダボアの中心に向かって高圧燃料を直接噴射する第
１の燃料噴射弁手段１１と、吸入系に低圧燃料を噴射す
る第２の燃料噴射弁手段１２と、エンジン回転数及びエ
ンジン負荷に基づきエンジン低中負荷時には成層燃焼方
式を選択し、エンジン中間負荷時には成層燃焼と均一燃
焼との双方による２ゾーン燃焼方式を選択すると共に、
エンジン高負荷時には均一燃焼方式を選択する選択手段
と、成層燃焼方式の選択時には上記第１の燃料噴射弁手
段１１からのみ燃料を噴射させ、２ゾーン燃焼方式の選
択時には燃料噴射量を分担して上記第２の燃料噴射弁手
段１２から燃料を噴射させると共に上記第１の燃料噴射
弁手段１１から燃料を噴射させ、均一燃焼方式の選択時
には上記第２の燃料噴射弁手段１２からのみ燃料を噴射
させる燃料噴射制御手段と、成層燃焼方式の選択時、２
ゾーン燃焼方式の選択時、及びスロットル全開付近を除
く高負荷運転領域での均一燃焼方式の選択時には上記ス
ワールバルブ１０を閉制御し、スロットル全開付近の高
負荷運転領域での均一燃焼方式の選択時にはスワールバ
ルブ１０を開制御するスワールバルブ開閉制御手段とを
備えることを特徴とする。
【００１０】ここで請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の発明における燃料噴射制御手段が、第１の燃料
噴射弁手段からの燃料噴射時期を圧縮行程の後期とし、
第２の燃料噴射弁手段からの燃料噴射時期を吸入行程の
直前とすることを特徴とする。
に記載の発明における燃料噴射制御手段が、第１の燃料
噴射弁手段からの燃料噴射時期を圧縮行程の後期とし、
第２の燃料噴射弁手段からの燃料噴射時期を吸入行程の
直前とすることを特徴とする。
【００１１】
【作用】請求項１，２に記載の燃料噴射式エンジンのス
ワール制御装置では、エンジン低中負荷運転領域で選択
手段により成層燃焼方式が選択されると、燃料噴射弁の
制御により成層燃焼し、その際、スワールバルブ開閉制
御手段がスワールバルブ１０を閉制御する。このため、
吸入行程時にシリンダ内にはスワール流が生成され、こ
のスワール流が燃料噴射弁から噴射された成層燃焼用の
燃料噴霧を包囲して不用意に拡散することが起きにくく
なり、安定した良好な成層燃焼が行われる。
ワール制御装置では、エンジン低中負荷運転領域で選択
手段により成層燃焼方式が選択されると、燃料噴射弁の
制御により成層燃焼し、その際、スワールバルブ開閉制
御手段がスワールバルブ１０を閉制御する。このため、
吸入行程時にシリンダ内にはスワール流が生成され、こ
のスワール流が燃料噴射弁から噴射された成層燃焼用の
燃料噴霧を包囲して不用意に拡散することが起きにくく
なり、安定した良好な成層燃焼が行われる。
【００１２】また、エンジン高負荷運転領域で選択手段
により均一燃焼方式が選択されると、燃料噴射弁の制御
により均一燃焼し、その際、エンジン負荷運転領域がス
ロットル全開付近を除く負荷程度の比較的に軽い領域で
あれば、スワールバルブ開閉制御手段がスワールバルブ
１０を閉制御する。このため、吸入行程時にシリンダ内
には均一混合気のスワール流が生成され、このスワール
流が圧縮行程の後期に乱れ成分に変換することで、燃焼
速度の速い乱流燃焼を伴う良好な均一燃焼が行われて燃
焼が促進される。
により均一燃焼方式が選択されると、燃料噴射弁の制御
により均一燃焼し、その際、エンジン負荷運転領域がス
ロットル全開付近を除く負荷程度の比較的に軽い領域で
あれば、スワールバルブ開閉制御手段がスワールバルブ
１０を閉制御する。このため、吸入行程時にシリンダ内
には均一混合気のスワール流が生成され、このスワール
流が圧縮行程の後期に乱れ成分に変換することで、燃焼
速度の速い乱流燃焼を伴う良好な均一燃焼が行われて燃
焼が促進される。
【００１３】ここで、請求項２に記載の燃料噴射式エン
ジンのスワール制御装置では、エンジン中間負荷時に選
択手段により２ゾーン燃焼方式が選択されて２ゾーン燃
焼する際にも、スワールバルブ開閉制御手段がスワール
バルブ１０を閉制御する。このため、吸入行程時にシリ
ンダ内には均一混合気のスワール流が生成され、このス
ワール流が燃料噴射弁から噴射された成層燃焼用の燃料
噴霧を包囲して不用意に拡散するのを防止することで、
良好な成層燃焼を伴う均一燃焼が行われる。また、生成
された均一混合気のスワール流が圧縮行程の後期に乱れ
成分に変換し、燃焼速度の速い乱流燃焼を伴うことで燃
焼が促進される。
ジンのスワール制御装置では、エンジン中間負荷時に選
択手段により２ゾーン燃焼方式が選択されて２ゾーン燃
焼する際にも、スワールバルブ開閉制御手段がスワール
バルブ１０を閉制御する。このため、吸入行程時にシリ
ンダ内には均一混合気のスワール流が生成され、このス
ワール流が燃料噴射弁から噴射された成層燃焼用の燃料
噴霧を包囲して不用意に拡散するのを防止することで、
良好な成層燃焼を伴う均一燃焼が行われる。また、生成
された均一混合気のスワール流が圧縮行程の後期に乱れ
成分に変換し、燃焼速度の速い乱流燃焼を伴うことで燃
焼が促進される。
【００１４】一方、エンジン高負荷運転領域で均一燃焼
する際、エンジン負荷運転領域がスロットル全開付近の
領域であれば、スワールバルブ開閉制御手段がスワール
バルブ１０を開制御する。このため、吸気量が充分に確
保されると共にシリンダ内にはスワール流が生成され
ず、その結果、スワール流の乱れ成分への変換により燃
焼速度が上がりすぎてノッキングが発生するという事態
が未然に回避されるのであり、良好な均一燃焼が行われ
る。
する際、エンジン負荷運転領域がスロットル全開付近の
領域であれば、スワールバルブ開閉制御手段がスワール
バルブ１０を開制御する。このため、吸気量が充分に確
保されると共にシリンダ内にはスワール流が生成され
ず、その結果、スワール流の乱れ成分への変換により燃
焼速度が上がりすぎてノッキングが発生するという事態
が未然に回避されるのであり、良好な均一燃焼が行われ
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付の図面を参照
して具体的に説明する。図２は一実施例による燃料噴射
式エンジン及びそのスワール制御装置の全体概略構成を
示し、エンジン１の吸入系を構成する吸入管２には、そ
の上流側からエアクリーナ３、エアフローメータ４、ス
ロットルバルブ５が順次設置されると共に、排気系を構
成する排気管６には、触媒コンバータ７、マフラ８が順
次設置されている。
して具体的に説明する。図２は一実施例による燃料噴射
式エンジン及びそのスワール制御装置の全体概略構成を
示し、エンジン１の吸入系を構成する吸入管２には、そ
の上流側からエアクリーナ３、エアフローメータ４、ス
ロットルバルブ５が順次設置されると共に、排気系を構
成する排気管６には、触媒コンバータ７、マフラ８が順
次設置されている。
【００１６】ここで図３に示すように、前記エンジン１
はサイヤミーズ形の吸気ポート及び排気ポートを有する
４バルブ構成のものであり、吸気ポートの片側の分岐通
路がメインポート１ｂをなし、反対側の分岐通路が隔壁
９によって燃焼室１ａの周辺部に連通するスワールポー
ト１ｃと燃焼室１ａの中央部付近に連通するサブポート
１ｄとに区画されている。そして上記スワールポート１
ｃを常時開いた状態でサブポート１ｄ及びメインポート
１ｂを同時に開閉するスワールバルブ１０が隔壁９の前
端部に位置して吸入管２に設置されている。
はサイヤミーズ形の吸気ポート及び排気ポートを有する
４バルブ構成のものであり、吸気ポートの片側の分岐通
路がメインポート１ｂをなし、反対側の分岐通路が隔壁
９によって燃焼室１ａの周辺部に連通するスワールポー
ト１ｃと燃焼室１ａの中央部付近に連通するサブポート
１ｄとに区画されている。そして上記スワールポート１
ｃを常時開いた状態でサブポート１ｄ及びメインポート
１ｂを同時に開閉するスワールバルブ１０が隔壁９の前
端部に位置して吸入管２に設置されている。
【００１７】前記エンジン１は、燃焼室１ａの中央頂部
に設置されてシリンダボアの中心に向け高圧燃料を直接
噴射する筒内噴射インジェクタ１１と、吸気ポートのメ
インポート１ｂ内に低圧燃料を噴射するポート噴射イン
ジェクタ１２とを第１，第２の燃料噴射弁手段として備
えると共に、この筒内噴射インジェクタ１１及びポート
噴射インジェクタ１２の燃料噴射量及び燃料噴射時期を
それぞれ制御し、かつ前記スワールバルブ１０の開閉を
制御する電子制御装置１３を備えている。そしてこのエ
ンジン１には、クランクシャフトの回転角を検出してそ
の検出信号を電子制御装置１３に出力するクランク角セ
ンサ１４が付設されている。なお、図示省略したが、点
火プラグはその先端のプラグギャップを筒内噴射インジ
ェクタ１１の燃料噴射方向前方にあたる燃焼室１ａに臨
ませて設置されている。
に設置されてシリンダボアの中心に向け高圧燃料を直接
噴射する筒内噴射インジェクタ１１と、吸気ポートのメ
インポート１ｂ内に低圧燃料を噴射するポート噴射イン
ジェクタ１２とを第１，第２の燃料噴射弁手段として備
えると共に、この筒内噴射インジェクタ１１及びポート
噴射インジェクタ１２の燃料噴射量及び燃料噴射時期を
それぞれ制御し、かつ前記スワールバルブ１０の開閉を
制御する電子制御装置１３を備えている。そしてこのエ
ンジン１には、クランクシャフトの回転角を検出してそ
の検出信号を電子制御装置１３に出力するクランク角セ
ンサ１４が付設されている。なお、図示省略したが、点
火プラグはその先端のプラグギャップを筒内噴射インジ
ェクタ１１の燃料噴射方向前方にあたる燃焼室１ａに臨
ませて設置されている。
【００１８】前記電子制御装置１３は、ＣＰＵ，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ，入力ポート，出力ポート，タイマがバスラ
インを介して相互に接続されたマイクロコンピュータか
らなるもので、入力ポートに接続するＡ／Ｄコンバータ
１３ａ及び波形整形回路１３ｂ、出力ポートに接続する
駆動回路１３ｃ，１３ｄ，１３ｅなどが組み込まれてい
る。
Ｍ，ＲＡＭ，入力ポート，出力ポート，タイマがバスラ
インを介して相互に接続されたマイクロコンピュータか
らなるもので、入力ポートに接続するＡ／Ｄコンバータ
１３ａ及び波形整形回路１３ｂ、出力ポートに接続する
駆動回路１３ｃ，１３ｄ，１３ｅなどが組み込まれてい
る。
【００１９】前記Ａ／Ｄコンバータ１３ａにはエアフロ
ーメータ４からの吸入空気量信号Ｑが入力し、波形整形
回路１３ｂにはクランク角センサ１４からのクランク角
信号θが入力するようになっている。また、駆動回路１
３ｃを介して前記筒内噴射インジェクタ１１に所定の燃
料噴射制御信号Ｔｉ1 が出力され、駆動回路１３ｄを介
して前記ポート噴射インジェクタ１２に所定の燃料噴射
制御信号Ｔｉ2 が出力されると共に、駆動回路１３ｅを
介して前記スワールバルブ１０に開閉制御信号ＯＮ，Ｏ
ＦＦが出力されるようになっている。
ーメータ４からの吸入空気量信号Ｑが入力し、波形整形
回路１３ｂにはクランク角センサ１４からのクランク角
信号θが入力するようになっている。また、駆動回路１
３ｃを介して前記筒内噴射インジェクタ１１に所定の燃
料噴射制御信号Ｔｉ1 が出力され、駆動回路１３ｄを介
して前記ポート噴射インジェクタ１２に所定の燃料噴射
制御信号Ｔｉ2 が出力されると共に、駆動回路１３ｅを
介して前記スワールバルブ１０に開閉制御信号ＯＮ，Ｏ
ＦＦが出力されるようになっている。
【００２０】図４は、前記電子制御ユニット１３の機能
の一部を示すブロック図であり、選択手段としての燃焼
方式選択手段１３ｆと、燃料噴射制御手段としての成層
燃焼用燃料噴射制御手段１３ｇ，２ゾーン燃焼用燃料噴
射制御手段１３ｈ，均一燃焼用燃料噴射制御手段１３ｉ
と、スワールバルブ開閉制御手段１３ｊとが構成されて
いる。
の一部を示すブロック図であり、選択手段としての燃焼
方式選択手段１３ｆと、燃料噴射制御手段としての成層
燃焼用燃料噴射制御手段１３ｇ，２ゾーン燃焼用燃料噴
射制御手段１３ｈ，均一燃焼用燃料噴射制御手段１３ｉ
と、スワールバルブ開閉制御手段１３ｊとが構成されて
いる。
【００２１】前記燃焼方式選択手段１３ｆは、エアフロ
ーメータ４からＡ／Ｄコンバータ１３ａを介して入力し
た吸入空気量信号Ｑ、及びクランク角センサ１４から波
形整形回路１３ｂを介して入力したクランク角信号θと
に基づきエンジン回転数Ｎ及びエンジン負荷を算出し、
このエンジン回転数Ｎとエンジン負荷とをパラメータと
して図５に示す燃焼方式マップから４つの燃焼方式、即
ちエンジン１の低中負荷運転領域では成層燃焼方式を、
高負荷運転領域のうちスロットル全開付近を除く負荷程
度が比較的に軽い領域では第１均一燃焼方式を、高負荷
運転領域のうちスロットル全開付近の領域では第２均一
燃焼方式を、低中負荷運転領域と高負荷運転領域との間
のエンジン中間負荷運転領域では２ゾーン燃焼方式をそ
れぞれ選択し、その選択信号Ｍを後述のスワールバルブ
開閉制御手段１３ｊに出力する。
ーメータ４からＡ／Ｄコンバータ１３ａを介して入力し
た吸入空気量信号Ｑ、及びクランク角センサ１４から波
形整形回路１３ｂを介して入力したクランク角信号θと
に基づきエンジン回転数Ｎ及びエンジン負荷を算出し、
このエンジン回転数Ｎとエンジン負荷とをパラメータと
して図５に示す燃焼方式マップから４つの燃焼方式、即
ちエンジン１の低中負荷運転領域では成層燃焼方式を、
高負荷運転領域のうちスロットル全開付近を除く負荷程
度が比較的に軽い領域では第１均一燃焼方式を、高負荷
運転領域のうちスロットル全開付近の領域では第２均一
燃焼方式を、低中負荷運転領域と高負荷運転領域との間
のエンジン中間負荷運転領域では２ゾーン燃焼方式をそ
れぞれ選択し、その選択信号Ｍを後述のスワールバルブ
開閉制御手段１３ｊに出力する。
【００２２】また前記燃焼方式選択手段１３ｆは、成層
燃焼方式を選択すると成層燃焼用燃料噴射制御手段１３
ｇに、２ゾーン燃焼方式を選択すると２ゾーン燃焼用燃
料噴射制御手段１３ｈに、第１均一燃焼方式または第２
均一燃焼方式を選択すると均一燃焼用燃料噴射制御手段
１３ｉに、それぞれ吸入空気量信号Ｑ，エンジン回転数
信号Ｎを出力するように構成されている。
燃焼方式を選択すると成層燃焼用燃料噴射制御手段１３
ｇに、２ゾーン燃焼方式を選択すると２ゾーン燃焼用燃
料噴射制御手段１３ｈに、第１均一燃焼方式または第２
均一燃焼方式を選択すると均一燃焼用燃料噴射制御手段
１３ｉに、それぞれ吸入空気量信号Ｑ，エンジン回転数
信号Ｎを出力するように構成されている。
【００２３】ここで成層燃焼用燃料噴射制御手段１３ｇ
は、入力した吸入空気量信号Ｑとエンジン回転数信号Ｎ
とをパラメータとして筒内噴射インジェクタ１１の基本
燃料噴射量をマップ検索すると共に、図６の燃料噴射時
期タイミングチャートに示すパターンＡに基づき、点火
直前である圧縮行程の後期に燃料噴射制御信号Ｔｉ1を
筒内噴射インジェクタ１１の駆動回路１３ｃに出力す
る。
は、入力した吸入空気量信号Ｑとエンジン回転数信号Ｎ
とをパラメータとして筒内噴射インジェクタ１１の基本
燃料噴射量をマップ検索すると共に、図６の燃料噴射時
期タイミングチャートに示すパターンＡに基づき、点火
直前である圧縮行程の後期に燃料噴射制御信号Ｔｉ1を
筒内噴射インジェクタ１１の駆動回路１３ｃに出力す
る。
【００２４】また、均一燃焼用燃料噴射制御手段１３ｉ
は、入力した吸入空気量信号Ｑとエンジン回転数信号Ｎ
とをパラメータとしてポート噴射インジェクタ１２の基
本燃料噴射量をマップ検索すると共に、図６の燃料噴射
時期タイミングチャートに示すパターンＣに基づき、吸
入行程の直前に燃料噴射制御信号Ｔｉ2 をポート噴射イ
ンジェクタ１２の駆動回路１３ｄに出力する。
は、入力した吸入空気量信号Ｑとエンジン回転数信号Ｎ
とをパラメータとしてポート噴射インジェクタ１２の基
本燃料噴射量をマップ検索すると共に、図６の燃料噴射
時期タイミングチャートに示すパターンＣに基づき、吸
入行程の直前に燃料噴射制御信号Ｔｉ2 をポート噴射イ
ンジェクタ１２の駆動回路１３ｄに出力する。
【００２５】さらに、２ゾーン燃焼用燃料噴射制御手段
１３ｈは、入力した吸入空気量信号Ｑとエンジン回転数
信号Ｎとをパラメータとして筒内噴射インジェクタ１１
及びポート噴射インジェクタ１２が分担する基本燃料噴
射量をそれぞれマップ検索すると共に、図６の燃料噴射
時期タイミングチャートに示すパターンＢに基づき、吸
入行程の直前に燃料噴射制御信号Ｔｉ2 をポート噴射イ
ンジェクタ１２の駆動回路１３ｄに出力し、続いて点火
直前である圧縮行程の後期に燃料噴射制御信号Ｔｉ1 を
筒内噴射インジェクタ１１の駆動回路１３ｃに出力す
る。
１３ｈは、入力した吸入空気量信号Ｑとエンジン回転数
信号Ｎとをパラメータとして筒内噴射インジェクタ１１
及びポート噴射インジェクタ１２が分担する基本燃料噴
射量をそれぞれマップ検索すると共に、図６の燃料噴射
時期タイミングチャートに示すパターンＢに基づき、吸
入行程の直前に燃料噴射制御信号Ｔｉ2 をポート噴射イ
ンジェクタ１２の駆動回路１３ｄに出力し、続いて点火
直前である圧縮行程の後期に燃料噴射制御信号Ｔｉ1 を
筒内噴射インジェクタ１１の駆動回路１３ｃに出力す
る。
【００２６】ここで、前記スワールバルブ開閉制御手段
１３ｊは、燃焼方式選択手段１３ｆから入力した燃焼方
式の選択信号Ｍに応じ、それが成層燃焼方式，２ゾーン
燃焼方式，第１均一燃焼方式のいずれかの選択信号であ
るときにはスワールバルブ１０を閉制御してメインポー
ト１ｂ及びサブポート１ｄを閉じるＯＮ信号をスワール
バルブ１０の駆動回路１３ｅに出力し、それが第２均一
燃焼方式の選択信号であるときのみスワールバルブ１０
を開制御してメインポート１ｂ及びサブポート１ｄを開
くＯＦＦ信号を上記駆動回路１３ｅに出力するよう構成
されている。
１３ｊは、燃焼方式選択手段１３ｆから入力した燃焼方
式の選択信号Ｍに応じ、それが成層燃焼方式，２ゾーン
燃焼方式，第１均一燃焼方式のいずれかの選択信号であ
るときにはスワールバルブ１０を閉制御してメインポー
ト１ｂ及びサブポート１ｄを閉じるＯＮ信号をスワール
バルブ１０の駆動回路１３ｅに出力し、それが第２均一
燃焼方式の選択信号であるときのみスワールバルブ１０
を開制御してメインポート１ｂ及びサブポート１ｄを開
くＯＦＦ信号を上記駆動回路１３ｅに出力するよう構成
されている。
【００２７】次に、以上のように構成された燃料噴射式
エンジンのスワール制御装置の一実施例につき、その作
用を図７，図８のフローチャートに沿って説明する。エ
ンジン１の運転中、電子制御装置１３の燃焼方式選択手
段１３ｆは前述のように吸入空気量信号Ｑ及びクランク
角信号θを入力し（ステップ１）、これらの入力信号
Ｑ，θに基づきエンジン回転数Ｎ及びエンジン負荷を算
出する（ステップ２）。そして算出したエンジン回転数
Ｎとエンジン負荷とをパラメータとして図５に示す燃焼
方式マップによりエンジン１の低中負荷運転領域では成
層燃焼方式を、高負荷運転領域のうちスロットル全開付
近を除く負荷程度が比較的に軽い領域では第１均一燃焼
方式を、高負荷運転領域のうちスロットル全開付近の領
域では第２均一燃焼方式を、低中負荷運転領域と高負荷
運転領域との間のエンジン中間負荷運転領域では２ゾー
ン燃焼方式を選択し（ステップ３）、その選択信号Ｍを
スワールバルブ開閉制御手段１３ｊに出力する。
エンジンのスワール制御装置の一実施例につき、その作
用を図７，図８のフローチャートに沿って説明する。エ
ンジン１の運転中、電子制御装置１３の燃焼方式選択手
段１３ｆは前述のように吸入空気量信号Ｑ及びクランク
角信号θを入力し（ステップ１）、これらの入力信号
Ｑ，θに基づきエンジン回転数Ｎ及びエンジン負荷を算
出する（ステップ２）。そして算出したエンジン回転数
Ｎとエンジン負荷とをパラメータとして図５に示す燃焼
方式マップによりエンジン１の低中負荷運転領域では成
層燃焼方式を、高負荷運転領域のうちスロットル全開付
近を除く負荷程度が比較的に軽い領域では第１均一燃焼
方式を、高負荷運転領域のうちスロットル全開付近の領
域では第２均一燃焼方式を、低中負荷運転領域と高負荷
運転領域との間のエンジン中間負荷運転領域では２ゾー
ン燃焼方式を選択し（ステップ３）、その選択信号Ｍを
スワールバルブ開閉制御手段１３ｊに出力する。
【００２８】続くステップ４では、燃焼方式選択手段１
３ｆにより選択された燃焼方式が成層燃焼方式、２ゾー
ン燃焼方式、均一燃焼方式（第１均一燃焼方式または第
２均一燃焼方式）の何れであるかが判定される。この判
定結果が成層燃焼方式である場合には、燃焼方式選択手
段１３ｆが成層燃焼用燃料噴射制御手段１３ｇに吸入空
気量信号Ｑ及びエンジン回転数信号Ｎを出力すること
で、成層燃焼用燃料噴射制御手段１３ｇが筒内噴射イン
ジェクタ１１の基本燃料噴射量をマップ検索すると共に
図６の燃料噴射時期タイミングチャートに示すパターン
Ａを選択する（ステップ５）。そしてこの成層燃焼用燃
料噴射制御手段１３ｇが点火直前である圧縮行程の後期
に燃料噴射制御信号Ｔｉ1 を筒内噴射インジェクタ１１
の駆動回路１３ｃに出力し、続いてフラグＦが１にセッ
トされる（ステップ６）。
３ｆにより選択された燃焼方式が成層燃焼方式、２ゾー
ン燃焼方式、均一燃焼方式（第１均一燃焼方式または第
２均一燃焼方式）の何れであるかが判定される。この判
定結果が成層燃焼方式である場合には、燃焼方式選択手
段１３ｆが成層燃焼用燃料噴射制御手段１３ｇに吸入空
気量信号Ｑ及びエンジン回転数信号Ｎを出力すること
で、成層燃焼用燃料噴射制御手段１３ｇが筒内噴射イン
ジェクタ１１の基本燃料噴射量をマップ検索すると共に
図６の燃料噴射時期タイミングチャートに示すパターン
Ａを選択する（ステップ５）。そしてこの成層燃焼用燃
料噴射制御手段１３ｇが点火直前である圧縮行程の後期
に燃料噴射制御信号Ｔｉ1 を筒内噴射インジェクタ１１
の駆動回路１３ｃに出力し、続いてフラグＦが１にセッ
トされる（ステップ６）。
【００２９】また前記ステップ４の判定結果が２ゾーン
燃焼方式である場合には、燃焼方式選択手段１３ｆが２
ゾーン燃焼用燃料噴射制御手段１３ｈに吸入空気量信号
Ｑ及びエンジン回転数信号Ｎを出力することで、２ゾー
ン燃焼用燃料噴射制御手段１３ｈが筒内噴射インジェク
タ１１及びポート噴射インジェクタ１２が分担する基本
燃料噴射量をそれぞれマップ検索すると共に図６の燃料
噴射時期タイミングチャートに示すパターンＢを選択す
る（ステップ７）。そしてこの２ゾーン燃焼用燃料噴射
制御手段１３ｈが吸入行程の直前に燃料噴射制御信号Ｔ
ｉ2 をポート噴射インジェクタ１２の駆動回路１３ｄに
出力すると共に点火直前である圧縮行程の後期に燃料噴
射制御信号Ｔｉ1 を筒内噴射インジェクタ１１の駆動回
路１３ｃに出力するのであり、続いてフラグＦが２にセ
ットされる（ステップ８）。
燃焼方式である場合には、燃焼方式選択手段１３ｆが２
ゾーン燃焼用燃料噴射制御手段１３ｈに吸入空気量信号
Ｑ及びエンジン回転数信号Ｎを出力することで、２ゾー
ン燃焼用燃料噴射制御手段１３ｈが筒内噴射インジェク
タ１１及びポート噴射インジェクタ１２が分担する基本
燃料噴射量をそれぞれマップ検索すると共に図６の燃料
噴射時期タイミングチャートに示すパターンＢを選択す
る（ステップ７）。そしてこの２ゾーン燃焼用燃料噴射
制御手段１３ｈが吸入行程の直前に燃料噴射制御信号Ｔ
ｉ2 をポート噴射インジェクタ１２の駆動回路１３ｄに
出力すると共に点火直前である圧縮行程の後期に燃料噴
射制御信号Ｔｉ1 を筒内噴射インジェクタ１１の駆動回
路１３ｃに出力するのであり、続いてフラグＦが２にセ
ットされる（ステップ８）。
【００３０】さらに前記ステップ４の判定結果が均一燃
焼方式（第１均一燃焼方式または第２均一燃焼方式）で
ある場合には、燃焼方式選択手段１３ｆが均一燃焼用燃
料噴射制御手段１３ｉに吸入空気量信号Ｑ及びエンジン
回転数信号Ｎを出力することで、均一燃焼用燃料噴射制
御手段１３ｉがポート噴射インジェクタ１２の基本燃料
噴射量をマップ検索すると共に図６の燃料噴射時期タイ
ミングチャートに示すパターンＣを選択する（ステップ
９）。そしてこの均一燃焼用燃料噴射制御手段１３ｉが
吸入行程の直前に燃料噴射制御信号Ｔｉ2 をポート噴射
インジェクタ１２の駆動回路１３ｄに出力し、続いてフ
ラグＦが３にセットされる（ステップ１０）。
焼方式（第１均一燃焼方式または第２均一燃焼方式）で
ある場合には、燃焼方式選択手段１３ｆが均一燃焼用燃
料噴射制御手段１３ｉに吸入空気量信号Ｑ及びエンジン
回転数信号Ｎを出力することで、均一燃焼用燃料噴射制
御手段１３ｉがポート噴射インジェクタ１２の基本燃料
噴射量をマップ検索すると共に図６の燃料噴射時期タイ
ミングチャートに示すパターンＣを選択する（ステップ
９）。そしてこの均一燃焼用燃料噴射制御手段１３ｉが
吸入行程の直前に燃料噴射制御信号Ｔｉ2 をポート噴射
インジェクタ１２の駆動回路１３ｄに出力し、続いてフ
ラグＦが３にセットされる（ステップ１０）。
【００３１】続いて、燃焼方式選択手段１３ｆにより選
択された燃焼方式が均一燃焼方式（第１均一燃焼方式ま
たは第２均一燃焼方式）であるか否かを判定すべくフラ
グＦ＝３であるか否かが判定され（ステップ１１）、判
定結果がＹＥＳであれば続いてその燃焼方式が第２均一
燃焼方式であるか否かが判定される（ステップ１２）。
そしてこの判定結果がＹＥＳであれば、スワールバルブ
開閉制御手段１３ｊが駆動回路１３ｅにＯＦＦ信号を出
力してスワールバルブ１０を開制御する（ステップ１
３）。
択された燃焼方式が均一燃焼方式（第１均一燃焼方式ま
たは第２均一燃焼方式）であるか否かを判定すべくフラ
グＦ＝３であるか否かが判定され（ステップ１１）、判
定結果がＹＥＳであれば続いてその燃焼方式が第２均一
燃焼方式であるか否かが判定される（ステップ１２）。
そしてこの判定結果がＹＥＳであれば、スワールバルブ
開閉制御手段１３ｊが駆動回路１３ｅにＯＦＦ信号を出
力してスワールバルブ１０を開制御する（ステップ１
３）。
【００３２】一方、前記ステップ１１の判定結果がＮＯ
であれば選択された燃焼方式が成層燃焼方式または２ゾ
ーン燃焼方式であるとみなし、前記ステップ１２の判定
結果がＮＯであれば選択された燃焼方式が第１均一燃焼
方式であるとみなし、これらの場合にはスワールバルブ
開閉制御手段１３ｊが駆動回路１３ｅにＯＮ信号を出力
してスワールバルブ１０を閉制御する（ステップ１
４）。
であれば選択された燃焼方式が成層燃焼方式または２ゾ
ーン燃焼方式であるとみなし、前記ステップ１２の判定
結果がＮＯであれば選択された燃焼方式が第１均一燃焼
方式であるとみなし、これらの場合にはスワールバルブ
開閉制御手段１３ｊが駆動回路１３ｅにＯＮ信号を出力
してスワールバルブ１０を閉制御する（ステップ１
４）。
【００３３】即ち、本実施例においては、エンジン低中
負荷運転領域では成層燃焼方式が選択されることで筒内
噴射インジェクタ１１が圧縮行程の後期に燃焼室１ａの
中央部からシリンダボアの中心に向け高圧燃料を直接噴
射するのであり、その燃料噴霧により生成された濃混合
気に図示省略した点火プラグが着火することで成層燃焼
する。
負荷運転領域では成層燃焼方式が選択されることで筒内
噴射インジェクタ１１が圧縮行程の後期に燃焼室１ａの
中央部からシリンダボアの中心に向け高圧燃料を直接噴
射するのであり、その燃料噴霧により生成された濃混合
気に図示省略した点火プラグが着火することで成層燃焼
する。
【００３４】その際、スワールバルブ開閉制御手段１３
ｊがスワールバルブ１０を閉制御してメインポート１ｂ
及びサブポート１ｄを共に閉じると共にスワールポート
１ｃのみを開くのであり、吸入行程時にシリンダ内には
スワール流が生成される。従って、筒内噴射インジェク
タ１１により燃焼室１ａの中央部からシリンダボアの中
心に向かって噴射された燃料噴霧は、スワール流に包囲
されて不用意に拡散することが起きにくくなり、安定し
た良好な成層燃焼が行われるのであり、空燃比を大幅に
リーン化することで燃費が大幅に向上する。
ｊがスワールバルブ１０を閉制御してメインポート１ｂ
及びサブポート１ｄを共に閉じると共にスワールポート
１ｃのみを開くのであり、吸入行程時にシリンダ内には
スワール流が生成される。従って、筒内噴射インジェク
タ１１により燃焼室１ａの中央部からシリンダボアの中
心に向かって噴射された燃料噴霧は、スワール流に包囲
されて不用意に拡散することが起きにくくなり、安定し
た良好な成層燃焼が行われるのであり、空燃比を大幅に
リーン化することで燃費が大幅に向上する。
【００３５】また、エンジン中間負荷運転領域では２ゾ
ーン燃焼方式が選択されることで、吸入行程の直前にポ
ート噴射インジェクタ１２から吸気ポートのメインポー
ト１ｂ内に燃料が噴射され、この燃料がシリンダ内で均
一混合気となった圧縮行程の後期に筒内噴射インジェク
タ１１によって燃焼室１ａ中央部から着火用の微量の燃
料が直接噴射されるのであり、その燃料噴霧により着火
用の濃混合気が均一混合気中に生成され、この濃混合気
に着火することで成層燃焼を伴う均一燃焼、即ち２ゾー
ン燃焼する。
ーン燃焼方式が選択されることで、吸入行程の直前にポ
ート噴射インジェクタ１２から吸気ポートのメインポー
ト１ｂ内に燃料が噴射され、この燃料がシリンダ内で均
一混合気となった圧縮行程の後期に筒内噴射インジェク
タ１１によって燃焼室１ａ中央部から着火用の微量の燃
料が直接噴射されるのであり、その燃料噴霧により着火
用の濃混合気が均一混合気中に生成され、この濃混合気
に着火することで成層燃焼を伴う均一燃焼、即ち２ゾー
ン燃焼する。
【００３６】その際、スワールバルブ開閉制御手段１３
ｊがスワールバルブ１０を閉制御して前述の成層燃焼時
と同様に吸入ポートのスワールポート１ｃのみを開くの
であり、吸入行程時にシリンダ内には均一混合気のスワ
ール流が生成される。そしてこの均一混合気のスワール
流がポート噴射インジェクタ１２から噴射された着火用
の濃混合気を包囲することで良好な成層燃焼を伴う均一
燃焼が行われる。また均一混合気のスワール流が圧縮行
程の後期に乱れ成分に変換して乱流を発生することか
ら、燃焼速度の速い乱流燃焼を伴うようになって燃焼が
促進される。こうしてエミッションがより改善され、燃
費もより向上する。
ｊがスワールバルブ１０を閉制御して前述の成層燃焼時
と同様に吸入ポートのスワールポート１ｃのみを開くの
であり、吸入行程時にシリンダ内には均一混合気のスワ
ール流が生成される。そしてこの均一混合気のスワール
流がポート噴射インジェクタ１２から噴射された着火用
の濃混合気を包囲することで良好な成層燃焼を伴う均一
燃焼が行われる。また均一混合気のスワール流が圧縮行
程の後期に乱れ成分に変換して乱流を発生することか
ら、燃焼速度の速い乱流燃焼を伴うようになって燃焼が
促進される。こうしてエミッションがより改善され、燃
費もより向上する。
【００３７】また、エンジン高負荷運転領域では第１均
一燃焼方式または第２均一燃焼方式が選択されること
で、吸入行程直前にポート噴射インジェクタ１２から吸
入ポートのメインポート１ｂ内に燃料が噴射され、この
燃料噴霧によりシリンダ内に生成された均一混合気に着
火することで均一燃焼する。
一燃焼方式または第２均一燃焼方式が選択されること
で、吸入行程直前にポート噴射インジェクタ１２から吸
入ポートのメインポート１ｂ内に燃料が噴射され、この
燃料噴霧によりシリンダ内に生成された均一混合気に着
火することで均一燃焼する。
【００３８】その際、スロットル全開付近を除く領域の
エンジン高負荷運転領域であって第１均一燃焼方式が選
択される場合にも、スワールバルブ開閉制御手段１３ｊ
がスワールバルブ１０を閉制御して前述の成層燃焼時及
び２ゾーン燃焼時と同様に吸入ポートのスワールポート
１ｃのみを開くのであり、吸入行程時にシリンダ内には
均一混合気のスワール流が生成される。そしてこの均一
混合気のスワール流が圧縮行程の後期に乱れ成分に変換
して乱流を発生することから、燃焼室１ａ内の均一混合
気が乱流燃焼を伴う良好な均一燃焼を行うのであり、こ
の高負荷領域においても燃焼が促進され、エミッション
がより改善され、燃費もより向上する。
エンジン高負荷運転領域であって第１均一燃焼方式が選
択される場合にも、スワールバルブ開閉制御手段１３ｊ
がスワールバルブ１０を閉制御して前述の成層燃焼時及
び２ゾーン燃焼時と同様に吸入ポートのスワールポート
１ｃのみを開くのであり、吸入行程時にシリンダ内には
均一混合気のスワール流が生成される。そしてこの均一
混合気のスワール流が圧縮行程の後期に乱れ成分に変換
して乱流を発生することから、燃焼室１ａ内の均一混合
気が乱流燃焼を伴う良好な均一燃焼を行うのであり、こ
の高負荷領域においても燃焼が促進され、エミッション
がより改善され、燃費もより向上する。
【００３９】一方、スロットル全開付近の領域のエンジ
ン高負荷運転領域であって第２均一燃焼方式が選択され
る場合には、スワールバルブ開閉制御手段１３ｊがスワ
ールバルブ１０を開制御して吸入ポートのスワールポー
ト１ｃと共にメインポート１ｂ及びサブポート１ｄも開
くのであり、吸気がメインポート１ｂ，サブポート１
ｄ，スワールポート１ｃの全てから行われて充分な吸気
量が確保されることにより高出力が得られる。また、シ
リンダ内にはスワール流が生成されなくなるので、その
結果、スワール流が圧縮行程の後半で乱れ成分に変換す
ることにより燃焼速度が上がりすぎてノッキングが発生
するような事態が未然に回避されるのであり、ノッキン
グのない良好な均一燃焼が行われる。
ン高負荷運転領域であって第２均一燃焼方式が選択され
る場合には、スワールバルブ開閉制御手段１３ｊがスワ
ールバルブ１０を開制御して吸入ポートのスワールポー
ト１ｃと共にメインポート１ｂ及びサブポート１ｄも開
くのであり、吸気がメインポート１ｂ，サブポート１
ｄ，スワールポート１ｃの全てから行われて充分な吸気
量が確保されることにより高出力が得られる。また、シ
リンダ内にはスワール流が生成されなくなるので、その
結果、スワール流が圧縮行程の後半で乱れ成分に変換す
ることにより燃焼速度が上がりすぎてノッキングが発生
するような事態が未然に回避されるのであり、ノッキン
グのない良好な均一燃焼が行われる。
【００４０】即ち、本実施例によれば、安定した良好な
成層燃焼と均一燃焼とが両立して総合的にエミッション
がより改善され、燃費及び出力がより向上する。
成層燃焼と均一燃焼とが両立して総合的にエミッション
がより改善され、燃費及び出力がより向上する。
【００４１】なお、本発明は以上説明した実施例のもの
に限定されるものではなく、燃料噴射弁手段として燃焼
室１ａ内に高圧燃料を直接噴射する筒内噴射インジェク
タ１１のみを備え、この筒内噴射インジェクタ１１によ
りエンジン低中負荷運転領域では圧縮行程の後期に燃料
噴射して成層燃焼し、エンジン高負荷運転領域では吸入
行程の初期から燃料噴射して均一燃焼する燃料噴射式エ
ンジンにも適用できる。
に限定されるものではなく、燃料噴射弁手段として燃焼
室１ａ内に高圧燃料を直接噴射する筒内噴射インジェク
タ１１のみを備え、この筒内噴射インジェクタ１１によ
りエンジン低中負荷運転領域では圧縮行程の後期に燃料
噴射して成層燃焼し、エンジン高負荷運転領域では吸入
行程の初期から燃料噴射して均一燃焼する燃料噴射式エ
ンジンにも適用できる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したとおり請求項１，２に記載
の発明では、エンジン低中負荷運転領域で選択手段によ
り成層燃焼方式が選択されると、燃料噴射弁の制御によ
り成層燃焼し、その際、スワールバルブ開閉制御手段が
スワールバルブを閉制御する。このため、吸入行程時に
シリンダ内にはスワール流が生成され、このスワール流
が燃料噴射弁から噴射された成層燃焼用の燃料噴霧を包
囲して不用意に拡散するのを防止するのであり、こうし
て安定した良好な成層燃焼が行われ、エミッションの改
善、燃費の向上が図られる。
の発明では、エンジン低中負荷運転領域で選択手段によ
り成層燃焼方式が選択されると、燃料噴射弁の制御によ
り成層燃焼し、その際、スワールバルブ開閉制御手段が
スワールバルブを閉制御する。このため、吸入行程時に
シリンダ内にはスワール流が生成され、このスワール流
が燃料噴射弁から噴射された成層燃焼用の燃料噴霧を包
囲して不用意に拡散するのを防止するのであり、こうし
て安定した良好な成層燃焼が行われ、エミッションの改
善、燃費の向上が図られる。
【００４３】また、エンジン高負荷運転領域で選択手段
により均一燃焼方式が選択されると、燃料噴射弁の制御
により均一燃焼し、その際、エンジン負荷運転領域がス
ロットル全開付近を除く負荷程度の比較的に軽い領域で
あれば、スワールバルブ開閉制御手段がスワールバルブ
１０を閉制御する。このため、吸入行程時にシリンダ内
には均一混合気のスワール流が生成され、このスワール
流が圧縮行程の後期に乱れ成分に変換することで、燃焼
速度の速い乱流燃焼を伴う良好な均一燃焼が行われて燃
焼が促進される。
により均一燃焼方式が選択されると、燃料噴射弁の制御
により均一燃焼し、その際、エンジン負荷運転領域がス
ロットル全開付近を除く負荷程度の比較的に軽い領域で
あれば、スワールバルブ開閉制御手段がスワールバルブ
１０を閉制御する。このため、吸入行程時にシリンダ内
には均一混合気のスワール流が生成され、このスワール
流が圧縮行程の後期に乱れ成分に変換することで、燃焼
速度の速い乱流燃焼を伴う良好な均一燃焼が行われて燃
焼が促進される。
【００４４】一方、エンジン高負荷運転領域で均一燃焼
する際、エンジン負荷運転領域がスロットル全開付近の
領域であれば、スワールバルブ開閉制御手段がスワール
バルブ１０を開制御する。このため、吸気量が充分に確
保されると共にシリンダ内にはスワール流が生成され
ず、その結果、スワール流の乱れ成分への変換により燃
焼速度が上がりすぎてノッキングが発生するという事態
が未然に回避されるのであり、良好な均一燃焼が行われ
る。
する際、エンジン負荷運転領域がスロットル全開付近の
領域であれば、スワールバルブ開閉制御手段がスワール
バルブ１０を開制御する。このため、吸気量が充分に確
保されると共にシリンダ内にはスワール流が生成され
ず、その結果、スワール流の乱れ成分への変換により燃
焼速度が上がりすぎてノッキングが発生するという事態
が未然に回避されるのであり、良好な均一燃焼が行われ
る。
【００４５】ここで請求項２に記載の発明では、エンジ
ン中間負荷時に選択手段により２ゾーン燃焼方式が選択
されて２ゾーン燃焼する際にも、スワールバルブ開閉制
御手段がスワールバルブ１０を閉制御する。このため、
吸入行程時にシリンダ内には均一混合気のスワール流が
生成され、このスワール流が燃料噴射弁から噴射された
成層燃焼用の燃料噴霧を包囲して不用意に拡散するのを
防止することで、良好な成層燃焼を伴う均一燃焼が行わ
れる。また、生成された均一混合気のスワール流が圧縮
行程の後期に乱れ成分に変換し、燃焼速度の速い乱流燃
焼を伴うことで燃焼が促進される。
ン中間負荷時に選択手段により２ゾーン燃焼方式が選択
されて２ゾーン燃焼する際にも、スワールバルブ開閉制
御手段がスワールバルブ１０を閉制御する。このため、
吸入行程時にシリンダ内には均一混合気のスワール流が
生成され、このスワール流が燃料噴射弁から噴射された
成層燃焼用の燃料噴霧を包囲して不用意に拡散するのを
防止することで、良好な成層燃焼を伴う均一燃焼が行わ
れる。また、生成された均一混合気のスワール流が圧縮
行程の後期に乱れ成分に変換し、燃焼速度の速い乱流燃
焼を伴うことで燃焼が促進される。
【００４６】従って請求項１，２に記載の発明によれ
ば、安定した良好な成層燃焼と均一燃焼とを両立させて
総合的にエミッションをより改善し、燃費及び出力をよ
り向上することができる。
ば、安定した良好な成層燃焼と均一燃焼とを両立させて
総合的にエミッションをより改善し、燃費及び出力をよ
り向上することができる。
【図１】請求項１，２に記載の発明の構成を示すクレー
ム対応図である。
ム対応図である。
【図２】一実施例の全体概略構成図である。
【図３】一実施例における吸気ポートの概略構造を示す
断面図である。
断面図である。
【図４】一実施例の要部である電子制御装置の機能ブロ
ック図である。
ック図である。
【図５】一実施例に使用される燃焼方式マップである。
【図６】一実施例に使用される燃料噴射時期タイミング
チャートである。
チャートである。
【図７】一実施例の作用を示すフローチャートである。
【図８】一実施例の作用を示すフローチャートである。
１ エンジン
２ 吸入管
３ エアクリーナ
４ エアフローメータ
５ スロットルバルブ
６ 排気管
７ 触媒コンバータ
８ マフラ
９ 隔壁
１０ スワールバルブ
１１ 筒内噴射インジェクタ（第１の燃料噴射弁手段）
１２ ポート噴射インジェクタ（第２の燃料噴射弁手
段） １３ 電子制御装置 １３ａ Ａ／Ｄコンバータ １３ｂ 波形整形回路 １３ｃ，１３ｄ，１３ｅ 駆動回路 １３ｆ 燃焼方式選択手段 １３ｇ 成層燃焼用燃料噴射制御手段 １３ｈ ２ゾーン燃焼用燃料噴射制御手段 １３ｉ 均一燃焼用燃料噴射制御手段 １３ｊ スワールバルブ開閉制御手段１３ｊ １４ クランク角センサ
段） １３ 電子制御装置 １３ａ Ａ／Ｄコンバータ １３ｂ 波形整形回路 １３ｃ，１３ｄ，１３ｅ 駆動回路 １３ｆ 燃焼方式選択手段 １３ｇ 成層燃焼用燃料噴射制御手段 １３ｈ ２ゾーン燃焼用燃料噴射制御手段 １３ｉ 均一燃焼用燃料噴射制御手段 １３ｊ スワールバルブ開閉制御手段１３ｊ １４ クランク角センサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｃ
Ｈ
43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｊ
３０１Ｕ
(56)参考文献 特開 昭60−30416（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−79337（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−196931（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−77045（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−25514（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−83459（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−230531（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02B 31/00 - 31/02
F02D 13/00 - 28/00
F02D 41/00 - 41/40
F02D 43/00
F02B 17/00
Claims (3)
- 【請求項１】 エンジンの吸気通路に、開閉制御される
ことでその閉時にシリンダ内にスワール流を生成するス
ワールバルブを備えると共に、エンジン運転状態に基づ
き燃料噴射弁を制御してエンジン低中負荷運転領域では
成層燃焼し、エンジン高負荷運転領域では均一燃焼する
燃料噴射式エンジンにおいて、 エンジン回転数及びエンジン負荷に基づき上記成層燃焼
または均一燃焼の各燃焼方式を択一的に選択する選択手
段と、 成層燃焼方式の選択時及びスロットル全開付近を除く高
負荷運転領域での均一燃焼方式の選択時には上記スワー
ルバルブを閉制御し、スロットル全開付近の高負荷運転
領域での均一燃焼方式の選択時にはスワールバルブを開
制御するスワールバルブ開閉制御手段とを備えることを
特徴とする燃料噴射式エンジンのスワール制御装置。 - 【請求項２】 エンジンの吸気通路に、開閉制御される
ことでその閉時にシリンダ内にスワール流を生成するス
ワールバルブを備えると共に、エンジン運転状態に基づ
き燃料噴射弁を制御してエンジン低中負荷運転領域では
成層燃焼し、エンジン高負荷運転領域では均一燃焼する
燃料噴射式エンジンにおいて、 燃焼室の中央部からシリンダボアの中心に向かって高圧
燃料を直接噴射する第１の燃料噴射弁手段と、 吸入系に低圧燃料を噴射する第２の燃料噴射弁手段と、 エンジン回転数及びエンジン負荷に基づきエンジン低中
負荷時には成層燃焼方式を選択し、エンジン中間負荷時
には成層燃焼と均一燃焼との双方による２ゾーン燃焼方
式を選択すると共に、エンジン高負荷時には均一燃焼方
式を選択する選択手段と、 成層燃焼方式の選択時には上記第１の燃料噴射弁手段か
らのみ燃料を噴射させ、２ゾーン燃焼方式の選択時には
燃料噴射量を分担して上記第２の燃料噴射弁手段から燃
料を噴射させると共に上記第１の燃料噴射弁手段から燃
料を噴射させ、均一燃焼方式の選択時には上記第２の燃
料噴射弁手段からのみ燃料を噴射させる燃料噴射制御手
段と、 成層燃焼方式の選択時、２ゾーン燃焼方式の選択時、及
びスロットル全開付近を除く高負荷運転領域での均一燃
焼方式の選択時には上記スワールバルブを閉制御し、ス
ロットル全開付近の高負荷運転領域での均一燃焼方式の
選択時にはスワールバルブを開制御するスワールバルブ
開閉制御手段とを備えることを特徴とする燃料噴射式エ
ンジンのスワール制御装置。 - 【請求項３】 上記燃料噴射制御手段は、上記第１の燃
料噴射弁手段からの燃料噴射時期を圧縮行程の後期と
し、上記第２の燃料噴射弁手段からの燃料噴射時期を吸
入行程の直前とすることを特徴とする請求項２記載の燃
料噴射式エンジンのスワール制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08171294A JP3361381B2 (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 燃料噴射式エンジンのスワール制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08171294A JP3361381B2 (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 燃料噴射式エンジンのスワール制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07293260A JPH07293260A (ja) | 1995-11-07 |
| JP3361381B2 true JP3361381B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=13754014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08171294A Expired - Fee Related JP3361381B2 (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 燃料噴射式エンジンのスワール制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3361381B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3554167B2 (ja) * | 1997-12-02 | 2004-08-18 | 株式会社日立製作所 | 筒内噴射エンジンの制御装置 |
| JP3774992B2 (ja) * | 1997-06-09 | 2006-05-17 | 日産自動車株式会社 | エンジンの吸気制御装置 |
| JP4070377B2 (ja) * | 1999-07-21 | 2008-04-02 | 大阪瓦斯株式会社 | 予混合圧縮自着火エンジンとその運転方法 |
| EP1251252B1 (en) | 2000-01-25 | 2005-12-14 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Direct injection type internal combustion engine |
| JP2006183534A (ja) | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
-
1994
- 1994-04-20 JP JP08171294A patent/JP3361381B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07293260A (ja) | 1995-11-07 |
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