JP3379165B2

JP3379165B2 - 筒内噴射式火花点火機関

Info

Publication number: JP3379165B2
Application number: JP25409893A
Authority: JP
Inventors: 善一郎益城
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-10-12
Filing date: 1993-10-12
Publication date: 2003-02-17
Anticipated expiration: 2018-02-17
Also published as: JPH07103017A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも特定運転領
域において気筒内へ直接燃料を噴射し、それにより形成
される混合気を点火栓により着火燃焼させる筒内噴射式
火花点火機関に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平２−１１５５４２号公報には、筒
内へ直接燃料を噴射する第１噴射弁と、吸気通路へ燃料
を噴射する第２噴射弁とを具備し、機関低負荷時には主
に第１噴射弁を使用することにより低燃費の成層燃焼を
実行し、機関高負荷時には主に第２噴射弁を使用するこ
とにより高出力の均一燃焼を実行する内燃機関におい
て、フューエルカット復帰時には低負荷運転状態であっ
ても主に第２噴射弁を使用する内燃機関が記載されてい
る。

【０００３】このフューエルカット復帰時の低負荷運転
状態における第２噴射弁を使用しての燃料噴射は、燃焼
室内が低温度である場合に第１噴射弁から噴射された燃
料では霧化せず、また燃焼室内が高温度である場合に第
１噴射弁内で燃料が気化して所望量の燃料が供給されな
いことを防止することを意図している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、フューエル
カットの強制復帰時及び機関急加速時のようにアクセル
ペダルが急激に踏み込まれる時には、スロットル弁が所
望の開度に達しても吸気量はそれに追従して瞬間的には
増加せず、かなりの応答遅れが発生する。一方、気筒内
へ直接燃料を噴射する噴射弁は、噴射した燃料が吸気通
路壁面等に付着することはないために、機関運転状態に
応じた燃料量は確実に燃焼室内へ供給される。それによ
り、筒内噴射が実行される運転領域において、フューエ
ルカット強制復帰時及び機関急加速時に形成される混合
気空燃比は目標値よりかなりリッチ側となり、スモーク
が発生する。また、機関急減速時には逆にかなりリーン
側となり、失火が発生する可能性がある。

【０００５】前述の従来技術は、フューエルカット復帰
時に吸気通路壁面への燃料付着を伴う第２噴射弁が使用
されるために、結果的にこの時に形成される混合気空燃
比はそれほどリッチ側となることはなく、スモークの発
生は防止されるが、機関低負荷時である場合に成層燃焼
が実行されず、燃費が悪化する。また、依然として機関
急加速時におけるスモークの発生及び機関急減速時にお
ける失火の発生を防止することはできない。

【０００６】従って、本発明の目的は、少なくとも特定
運転領域に筒内噴射が実行される筒内噴射式火花点火機
関において、この運転領域において、アクセルペダルの
踏み込み量が急激に変化する時にも筒内噴射を実行して
所望の空燃比を実現することができる筒内噴射式火花点
火機関を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による筒内噴射式
火花点火機関は、気筒内へ直接燃料を噴射する燃料噴射
弁と、排気通路と、吸気通路と、前記吸気通路内に配置
されたスロットル弁と、機関運転状態に応じた目標スロ
ットル弁開度を決定する第１決定手段と、前記第１決定
手段により決定される目標スロットル弁開度となるよう
に前記スロットル弁を駆動する第１駆動手段と、前記排
気通路と前記吸気通路とを連通する排気ガス再循環通路
と、前記排気ガス再循環通路内に配置された制御弁と、
機関運転状態に応じた目標制御弁開度を決定する第２決
定手段と、前記第２決定手段により決定される目標制御
弁開度となるように前記制御弁を駆動する第２駆動手段
と、アクセルペダルの踏み込み変化量を検出する検出手
段と、前記燃料噴射弁が使用される運転領域において前
記検出手段により検出されるアクセルペダルの踏み込み
変化量が所定値以上である時に、その後の所定時間は前
記第１決定手段により決定される前記目標スロットル弁
開度を、吸気量の応答遅れを考慮して、この時の必要吸
気量が得られやすくする側に補正する第１補正手段と、
前記燃料噴射弁が使用される運転領域において前記検出
手段により検出されるアクセルペダルの踏み込み変化量
が前記所定値以上である時に、その後の所定時間は前記
第２決定手段により決定される前記目標制御弁開度を、
吸気量の応答遅れを考慮して、この時の必要吸気量が得
られやすくする側に補正する第２補正手段、とを具備す
ることを特徴とする。

【０００８】

【作用】この筒内噴射式火花点火機関は、気筒内へ直接
燃料を噴射する燃料噴射弁と、スロットル弁と、排気ガ
ス再循環通路内に配置された制御弁とを具備し、第１決
定手段が機関運転状態に応じた目標スロットル弁開度を
決定し、第１駆動手段が第１決定手段により決定される
目標スロットル弁開度となるようにスロットル弁を駆動
し、第２決定手段が機関運転状態に応じた目標制御弁開
度を決定し、第２駆動手段が第２決定手段により決定さ
れる目標制御弁開度となるように制御弁を駆動し、検出
手段がアクセルペダルの踏み込み変化量を検出し、前述
の燃料噴射弁が使用される運転領域において検出手段に
より検出されるアクセルペダルの踏み込み変化量が所定
値以上である時に、その後の所定時間は、第１補正手段
が、第１決定手段により決定される目標スロットル弁開
度を、吸気量の応答遅れを考慮して、この時の必要吸気
量が得られやすくする側に補正し、前述の燃料噴射弁が
使用される運転領域において検出手段により検出される
アクセルペダルの踏み込み変化量が所定値以上である時
に、その後の所定時間は、第２補正手段が、第２決定手
段により決定される目標制御弁開度を、吸気量の応答遅
れを考慮して、この時の必要吸気量が得られやすくする
側に補正する。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明による筒内噴射式火花点火機
関の概略断面図である。同図において、１は燃焼室、２
はピストン、３は吸気弁４を介して燃焼室１に通じる吸
気通路、５は排気弁６を介して燃焼室１に通じる排気通
路である。７は燃焼室１内に直接燃料を噴射するための
燃料噴射弁であり、この燃料噴射弁７により圧縮行程末
期に燃料噴射が実行され、各運転領域において低燃費の
成層燃焼が実行されるようになっている。また８は点火
プラグである。

【００１０】吸気通路３にはスロットル弁９が配置さ
れ、このスロットル弁９はアクセルペダル（図示せず）
に連動するものではなく、ステップモータ等の第１駆動
装置１０によって独自に駆動されるものである。吸気通
路３のスロットル弁９下流と排気通路５とは、排気ガス
再循環通路１１によって連通され、この排気ガス再循環
通路１１内には、循環させる排気ガス量を制御するため
の制御弁１２が配置されている。１３はこの制御弁１２
を駆動するためのステップモータ等の第２駆動装置であ
る。

【００１１】２０は、燃料噴射弁７を介しての燃料噴射
量制御、第１駆動装置１０を介してのスロットル弁９の
開度制御、及び第２駆動装置１３を介しての制御弁１２
の開度制御を担当する制御装置であり、機関負荷として
のアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダ
ルストロークセンサ２１、機関回転数を検出するための
回転センサ２２、及び機関温度としての冷却水温を検出
する冷却水温センサ２３等の機関運転状態を決定するた
めのセンサが接続されている。

【００１２】スロットル弁９の開度制御は、図２に示す
第１フローチャートに従って実行される。本フローチャ
ートは機関始動と同時に実行され、機関一回転毎に繰り
返されるものである。まずステップ１０１において、ア
クセルペダルストロークセンサ２１によって現在のアク
セルペダルの踏み込み量Ｌ１が検出される。次にステッ
プ１０２において、機関負荷に相当するこの踏み込み量
Ｌ１を基に図５に示す第１マップの実線によって目標ス
ロットル弁開度θ１が決定される。

【００１３】次にステップ１０３において、後述される
第１カウント値ｎａが０であるかどうかが判断される。
当初、この判断は肯定されてステップ１０４に進み、同
様な第２カウント値ｎｂが０であるかどうかが判断され
る。当初、この判断も肯定され、ステップ１０５に進
む。

【００１４】ステップ１０５において、現在のアクセル
ペダルの踏み込み量Ｌ１と前回の踏み込み量Ｌ０との差
が所定値α以上であるかどうかが判断され、この判断が
否定される時はステップ１０６に進み、前回の踏み込み
量Ｌ０と今回の踏み込み量Ｌ１との差が所定値β以上で
あるかどうかが判断される。

【００１５】この判断が否定される時、すなわちアクセ
ルペダルの踏み込み変化量は比較的小さい時は、それに
伴うスロットル弁９の開度変化量も小さく、この時には
所望量の吸気が燃焼室１内へ供給されるために、ステッ
プ１０２において決定された目標スロットル弁開度θ１
は補正の必要はなく、ステップ１０７において、スロッ
トル弁９の実際の開度θ１’はこの開度θ１とされ、ス
テップ１０８において、この実際の開度θ１’が実現さ
れるように第１駆動装置１０が作動される。この時、実
際の開度θ１’が１００％を上回らないように、またア
イドル時の最小開度を下回らないようにガード処理が実
行される。次にステップ１０９に進み今回のアクセルペ
ダルの踏み込み量Ｌ１を前回の踏み込み量Ｌ０として終
了する。

【００１６】一方、ステップ１０５における判断が肯定
される時、すなわちアクセルペダルの踏み込み変化量が
大きな機関急加速時又はフューエルカットの強制復帰時
には、ステップ１１０に進み、当初０にリセットされて
いる第１カウント値ｎａは１だけ増加される。次にステ
ップ１１１に進み、ステップ１０２において決定された
目標スロットル弁開度θ１はこの時のカウント値ｎａに
対応する係数ＫＡna倍されて補正される。

【００１７】次にステップ１１２において、第１カウン
ト値ｎａが所定値ＭＡに達しているかどうかが判断さ
れ、当初この判断は否定されてステップ１０７に進み、
スロットル弁９の実際の開度θ１’はステップ１１１に
おいて補正された開度θ１とされる。一度ステップ１１
０を通過すると、次回の処理においてステップ１０３の
判断が否定され、強制的にステップ１１０以降の処理が
実行され、ステップ１１２における判断が肯定されてス
テップ１１３において第１カウント値ｎａが０にリセッ
トされるまで、すなわちＭＡ回繰り返される。

【００１８】前述した係数ＫＡnaは、図６の第２マップ
に示すように１より大きな値であり、以上説明した流れ
によって、機関急加速時又はフューエルカットの強制復
帰時には、スロットル弁９の開度は、図８に示すタイム
チャートのように、時間ｔ１からの所定時間（フローチ
ャートの実行間隔＊ＭＡ）の間、機関負荷に応じて与え
られる目標スロットル弁開度が増加され、この増加割合
は徐々に大きくされた後、徐々に小さくされるようにな
っている。従って、この時に発生する吸気量増加の応答
遅れは、目標以上にスロットル弁９が開弁されることで
緩和されるために、吸気不足によって混合気空燃比が目
標値よりリッチ側となることは防止され、所望の空燃比
を実現することができる。また、特に、所定時間経過後
において、緩やかにこの時の機関負荷に対応する目標ス
ロットル弁開度に戻されているために、この時に急激に
吸気量が減少してトルクショックが発生することはな
い。

【００１９】一方、ステップ１０６における判断が肯定
される時、すなわちアクセルペダルの踏み込み変化量が
大きな機関急減速時には、ステップ１１４に進み、当初
０にリセットされている第２カウント値ｎｂは１だけ増
加される。次にステップ１１５に進み、ステップ１０２
において決定された目標スロットル弁開度θ１はこの時
のカウント値ｎｂに対応する係数ＫＢnb倍されて補正さ
れる。次にステップ１１６に進み、第２カウント値ｎａ
が所定値ＭＢに達しているかどうかが判断され、当初こ
の判断は否定されてステップ１０７に進み、スロットル
弁９の実際の開度θ１’はステップ１１５において補正
された開度θ１とされる。一度ステップ１１４を通過す
ると、次回の処理においてステップ１０４の判断が否定
され、強制的にステップ１１４以降の処理が実行され、
ステップ１１７における判断が肯定されてステップ１１
７において第２カウント値ｎｂが０にリセットされるま
で、すなわちＭＢ回繰り返される。

【００２０】前述した係数ＫＢnbは、図７の第３マップ
に示すように１より小さな正数であり、以上説明した流
れによって、機関急減速時には、スロットル弁９の開度
は、図８に示すタイムチャートのように、時間ｔ２から
の所定時間（フローチャートの実行間隔＊ＭＢ）の間、
機関負荷に応じて与えられる目標スロットル弁開度が減
少され、この減少割合は徐々に大きくされた後、徐々に
小さくされるようになっている。従って、この時に発生
する吸気量減少の応答遅れは、目標以上にスロットル弁
９を閉弁することで緩和されるために、吸気過多によっ
て混合気空燃比が目標値よりリーン側となることは防止
され、所望の空燃比を実現することができる。また、特
に、所定時間経過後において、緩やかにこの時の機関負
荷に対応する目標スロットル弁開度に戻されているため
に、この時に急激に吸気量が増加してトルクショックが
発生することはない。

【００２１】このように、アクセルペダルの踏み込み変
化量が所定値以上である場合において、その後の所定時
間は、機関負荷に応じて決定される目標スロットル弁開
度が、アクセルペダルの踏み込み量の増加時には増加側
に、またアクセルペダルの踏み込み量の減少時には減少
側に補正され、すなわち、この時の吸気遅れに対して、
目標スロットル弁開度は必要吸気量が得られやすくなる
側に補正されるために、吸気量の過不足によって所望の
空燃比が実現されず、失火及びスモークが発生すること
は防止される。

【００２２】また、制御弁１１の開度制御は、図３に示
す第２フローチャートに従って実行される。本フローチ
ャートも機関始動と同時に実行され、機関一回転毎に繰
り返されるものである。まずステップ２０１において、
アクセルペダルストロークセンサ２１によって現在のア
クセルペダルの踏み込み量Ｌ１が検出される。次にステ
ップ２０２において、機関負荷に相当するこの踏み込み
量Ｌ１を基に図５に示す第１マップの点線によって目標
制御弁開度θ２が決定される。

【００２３】以下の処理は基本的な考え方が前述の第１
フローチャートと同様であり、違いのみを説明する。前
述同様、ステップ２０６において、現在のアクセルペダ
ルの踏み込み量Ｌ１と前回の踏み込み量Ｌ０との差が所
定値α以上であるかどうかが判断されるが、この判断の
前にステップ２０５において、現在のアクセルペダルの
踏み込み量Ｌ１が設定値Ａ以下であるかどうかが判断さ
れる。この判断が肯定される時、すなわち機関低負荷時
は、ステップ２０６における判断を行うことなくステッ
プ２０７に進み、前回の踏み込み量Ｌ０と今回の踏み込
み量Ｌ１との差が所定値β以上であるかどうかが判断さ
れる。

【００２４】この判断が否定される時、すなわちアクセ
ルペダルの踏み込み変化量は比較的小さい時は、それに
伴うスロットル弁９の開度変化量も小さく、この時には
所望量の吸気が燃焼室１内へ供給されるために、ステッ
プ２０２において決定された目標制御弁開度θ２は補正
の必要はなく、ステップ２０８において、制御弁１２の
実際の開度θ２’はこの開度θ２とされ、ステップ２０
９において、この実際の開度θ２’が実現されるように
第２駆動装置１３が作動される。この時、実際の開度θ
２’が１００％を上回らないようにガード処理が実行さ
れる。

【００２５】ステップ２０６の判断が肯定される時、す
なわちアクセルペダルの踏み込み変化量が大きな機関急
加速時又はフューエルカットの強制復帰時には、ステッ
プ２１１以降の処理が実行される。この処理で、ステッ
プ２０２において決定された基本制御弁開度θ２はこの
時のカウント値ｎｃに対応する係数ＫＣnc倍されて補正
される。この係数ＫＣncは、前述の係数ＫＢnbと同様な
傾向を示す１より小さな正数であるために、この時に
は、制御弁１２の開度は、図９に示すタイムチャートの
ように、時間ｔ１からの所定時間（フローチャートの実
行間隔＊ＭＣ）の間、機関負荷に応じて与えられる目標
制御弁開度が減少され、この減少割合は徐々に大きくさ
れた後、徐々に小さくされるようになっている。従っ
て、この時に発生する吸気量増加の応答遅れは、再循環
させる排気ガス量を減少することによって吸気が燃焼室
１内へ流入しやすくなって緩和されるために、吸気不足
によって混合気空燃比が目標値よりリッチ側となること
は防止され、所望の空燃比を実現することができる。ま
た、特に、所定時間経過後において、緩やかにこの時の
機関負荷に対応する目標制御弁開度に戻されているため
に、この時に再循環排気ガス量が急激に増加してトルク
ショックが発生することはない。

【００２６】一方、ステップ２０７における判断が肯定
される時、すなわちアクセルペダルの踏み込み変化量が
大きな機関急減速時には、ステップ２１５以降の処理が
実行される。この処理で、ステップ２０２において決定
された目標制御弁開度θ２はこの時のカウント値ｎｄに
対応する係数ＫＤnd倍されて補正される。この係数ＫＤ
ndは、前述の係数ＫＡnaと同様な傾向を示す１より大き
な値であるために、この時には、制御弁１２の開度は、
図９に示すタイムチャートのように、時間ｔ２からの所
定時間（フローチャートの実行間隔＊ＭＤ）の間、機関
負荷に応じて与えられる目標制御弁開度が増加され、こ
の増加割合は徐々に大きくされた後、徐々に小さくされ
るようになっている。従って、この時に発生する吸気量
減少の応答遅れは、再循環させる排気ガス量を増加する
ことによって吸気が燃焼室１内へ流入しにくくなって緩
和されるために、吸気過多によって混合気空燃比が目標
値よりリーン側となることは防止され、所望の空燃比を
実現することができる。また、特に、所定時間経過後に
おいて、緩やかにこの時の機関負荷に対応する基本制御
弁開度に戻されているために、この時に再循環排気ガス
量が急激に減少してトルクショックが発生することはな
い。

【００２７】このように、アクセルペダルの踏み込み変
化量が所定値以上である場合において、その後の所定時
間は、機関負荷に応じて決定される目標制御弁開度が、
アクセルペダルの踏み込み量の増加時には減少側に、ま
たアクセルペダルの踏み込み量の減少時には増加側に補
正され、すなわち、この時の吸気遅れに対して、目標制
御弁開度は再循環排気ガス量を変化させることにより必
要吸気量が得られらやすくなる側に補正されるために、
吸気量の過不足によって所望の空燃比が実現されず、失
火及びスモークが発生することは防止される。ただし、
ステップ２０５の判断が設けられており、機関低負荷時
は、ステップ２１１以降の目標開度を減少する補正は行
わないようになっている。これは、機関低負荷時は吸気
通路３内の負圧の程度が大きく、この時に制御弁１１が
目標以上に閉弁されると、大きなポンピングロスが発生
して出力低下がもたらされるためである。

【００２８】燃料噴射量制御は、図４に示す第３フロー
チャートに従って実行される。本フローチャートも機関
始動と同時に実行され、機関一回転毎に繰り返されるも
のである。まずステップ３０１において、アクセルペダ
ルストロークセンサ２１により現在のアクセルペダルの
踏み込み量Ｌ１及び回転センサ２２により機関回転数Ｎ
が検出される。次にステップ３０２において、機関負荷
に相当するこの踏み込み量Ｌ１と機関回転数Ｎを基に目
標燃料噴射量Ｑが決定される。

【００２９】以下の処理は基本的な考え方が前述の第２
フローチャートと同様であり、違いのみを説明する。前
述同様、ステップ３０６において、現在のアクセルペダ
ルの踏み込み量Ｌ１と前回の踏み込み量Ｌ０との差が所
定値α以上であるかどうかが判断され、この判断が否定
される時にはステップ３０７に進み、前回の踏み込み量
Ｌ０と今回の踏み込み量Ｌ１との差が所定値β以上であ
るかどうかが判断される。

【００３０】この判断が否定される時、すなわちアクセ
ルペダルの踏み込み変化量は比較的小さい時は、それに
伴うスロットル弁９の開度変化量も小さく、この時には
所望量の吸気が燃焼室１内へ供給されるために、ステッ
プ３０２において決定された目標燃料噴射量Ｑは補正の
必要はなく、ステップ３０８において、実際の燃料噴射
量Ｑ’はこの目標燃料噴射量Ｑとされ、ステップ３０９
において、この燃料噴射量Ｑ’を基に燃料噴射が実行さ
れる。

【００３１】ステップ３０６の判断が肯定される時、す
なわちアクセルペダルの踏み込み変化量が大きな機関急
加速時又はフューエルカットの強制復帰時には、ステッ
プ３１１以降の処理が実行される。この処理で、ステッ
プ３０２において決定された目標燃料噴射量Ｑはこの時
のカウント値ｎｅに対応する係数ＫＥne倍されて補正さ
れる。この係数ＫＥneは、前述の係数ＫＥnbと同様な傾
向を示す１より小さな正数であるために、この時には、
実際の燃料噴射量は、図１０に示すタイムチャートのよ
うに、時間ｔ１からの所定時間（フローチャートの実行
間隔＊ＭＥ）の間、機関運転状態に応じて与えられる目
標燃料噴射量が減少され、この減少割合は徐々に大きく
された後、徐々に小さくされるようになっている。従っ
て、この時に発生する吸気量増加の応答遅れに対して、
燃料噴射量が減少されるために、混合気空燃比が目標値
よりリッチ側となることは防止され、所望の空燃比を実
現することができる。また、特に、所定時間経過後にお
いて、緩やかにこの時の機関運転状態に対応する目標燃
料噴射量に戻されているために、この時に燃料噴射量が
急激に増加してトルクショックが発生することはない。

【００３２】一方、ステップ３０７における判断が肯定
される時、すなわちアクセルペダルの踏み込み変化量が
大きな機関急減速時には、ステップ３１５以降の処理が
実行される。この処理で、ステップ３０２において決定
された目標燃料噴射量Ｑはこの時のカウント値ｎｆに対
応する係数ＫＦnf倍されて補正される。この係数ＫＦnf
は、前述の係数ＫＡnaと同様な傾向を示す１より大きな
値であるために、この時には、実際の燃料噴射量Ｑ’
は、図１０のタイムチャートに示すように、時間ｔ２か
らの所定時間（フローチャートの実行間隔＊ＭＦ）の
間、機関運転状態に応じて与えられる目標燃料噴射量が
増加され、この増加割合は徐々に大きくされた後、徐々
に小さくされるようになっている。従って、この時に発
生する吸気量減少の応答遅れに対して、燃料噴射量が増
加されるために、混合気空燃比が目標値よりリーン側と
なることは防止され、所望の空燃比を実現することがで
きる。また、特に、所定時間経過後において、緩やかに
この時の機関負荷に対応する目標燃料噴射量に戻されて
いるために、この時に燃料噴射量が急激に減少してトル
クショックが発生することはない。

【００３３】このように、アクセルペダルの踏み込み変
化量が所定値以上である場合において、その後の所定時
間は、機関負荷及び回転数に応じて決定される目標燃料
噴射量が、アクセルペダルの踏み込み量の増加時には減
少側に、またアクセルペダルの踏み込み量の減少時には
増加側に補正され、すなわち、この時の吸気遅れに対し
て、燃料噴射量はこの時の空燃比が所望の空燃比に近づ
けられる側に補正されるために、失火及び失火及びスモ
ークが発生することは防止される。ただし、ステップ３
０５の判断が設けられており、機関低負荷時は、ステッ
プ３１１以降の目標燃料噴射量を減少する補正は行わな
いようになっている。これは、機関低負荷時は目標燃料
噴射量が少なく、これを減少させると、失火が発生する
可能性があるためである。

【００３４】本実施例において、各制御の増減補正時間
を決定する所定値ＭＡ、ＭＢ、ＭＣ、ＭＤ、ＭＥ、ＭＦ
は各増減補正に適した値が設定されており、これらをア
クセルペダルの踏み込み変化量の応じた変数とすること
も可能である。また各増加補正係数ＫＡna、ＫＤnd、Ｋ
Ｆnfは、１より大きな固定最適値とすることも可能であ
り、各減少補正係数ＫＢnb、ＫＣnc、ＫＥneは、１より
小さな固定最適値とすることも可能である。

【００３５】本実施例は、気筒内に燃料を噴射する燃料
噴射弁７だけを有する筒内噴射式火花点火機関を示した
が、例えば、さらに吸気通路に燃料を噴射するもう一つ
の燃料噴射弁を有する内燃機関であっても、筒内噴射が
実行される運転領域において前述の制御を行うことで、
筒内噴射を中止することなくアクセルペダルの踏み込み
量が急激に変化する時に、所望の空燃比を実現すること
ができる。

【００３６】本実施例において、前述の三つの制御は同
時に実行するようにしたが、これは本発明を限定するも
のではなく、いずれは一つ又は二つだけを実行し、他は
通常の制御としても比較的良好に所望空燃比を実現する
ことができる。但し、スロットル弁の開度制御は、機関
高負荷時において目標スロットル弁開度が既に全開、す
なわち１００％となっており、この時には増加補正は行
うことはできず、また機関低負荷時において、目標スロ
ットル弁開度がアイドル開度近傍である時には減少補正
は行うことはできない。さらに、前述したように、機関
低負荷時において、制御弁開度及び燃料噴射量の減少補
正は好ましくなく、また排気ガス再循環は多少の燃焼悪
化を伴うために、通常機関高負荷時には行われておら
ず、従ってこの時には制御弁１２は全閉であるために、
増加及び減少補正は行うことができない。このように、
各制御には補正不可能な運転領域があり、このような運
転領域が存在しないように前述の三つの制御の少なくと
も二つを組み合わせて実行することが好ましい。

【００３７】

【発明の効果】このように、本発明による第１の筒内噴
射式火花点火機関によれば、気筒内へ直接燃料を噴射す
る燃料噴射弁と、排気通路と、吸気通路と、吸気通路内
に配置されたスロットル弁と、機関運転状態に応じた目
標スロットル弁開度を決定する第１決定手段と、第１決
定手段により決定される目標スロットル弁開度となるよ
うにスロットル弁を駆動する第１駆動手段と、排気通路
と吸気通路とを連通する排気ガス再循環通路と、排気ガ
ス再循環通路内に配置された制御弁と、機関運転状態に
応じた目標制御弁開度を決定する第２決定手段と、第２
決定手段により決定される目標制御弁開度となるように
制御弁を駆動する第２駆動手段と、アクセルペダルの踏
み込み変化量を検出する検出手段とが設けられ、この燃
料噴射弁が使用される運転領域において検出手段により
検出されるアクセルペダルの踏み込み変化量が所定値以
上である時には、その後の所定時間は第１決定手段によ
り決定される目標スロットル弁開度は、吸気量の応答遅
れを考慮して、この時の必要吸気量が得られやすくする
側に補正され、また、その後の所定時間は第２決定手段
により決定される目標制御弁開度は、吸気量の応答遅れ
を考慮して、この時の必要吸気量が得られやすくする側
に補正されるために、吸気増減遅れによる吸気量の過不
足によって所望の空燃比が実現されず、失火及びスモー
クが発生することは防止される。

【００３８】

【００３９】また、本発明による第２の筒内噴射式火花
点火機関によれば、前述の第１の筒内噴射式火花点火機
関において、さらに、機関運転状態に応じた目標燃料噴
射量を決定する第３決定手段と、第３決定手段により決
定される目標燃料噴射量となるように燃料噴射弁を制御
する制御手段とが設けられ、この燃料噴射弁が使用され
る運転領域において検出手段により検出されるアクセル
ペダルの踏み込み変化量が所定値以上である時に、その
後の所定時間は第３決定手段により決定される目標燃料
噴射量は、吸気量の応答遅れを考慮して、この時の空燃
比が所望の空燃比に近づけられる側に補正されるため
に、吸気増減遅れによる吸気量の過不足が起きても、所
望の空燃比を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による筒内噴射式火花点火機関の概略断
面図である。

【図２】スロットル弁の開度制御のための第１フローチ
ャートである。

【図３】制御弁の開度制御のための第２フローチャート
である。

【図４】燃料噴射量制御のための第３フローチャートで
ある。

【図５】スロットル弁及び制御弁の目標開度決定のため
の第１マップである。

【図６】第１フローチャートに使用される係数ＫＡna決
定のための第２マップである。

【図７】第１フローチャートに使用される係数ＫＢnb決
定のための第３マップである。

【図８】実際のスロットル弁開度を示すタイムチャート
である。

【図９】実際の制御弁開度を示すタイムチャートであ
る。

【図１０】実際の燃料噴射量を示すタイムチャートであ
る。

【符号の説明】

１…燃焼室３…吸気通路５…排気通路７…燃料噴射弁８…点火プラグ９…スロットル弁１０…第１駆動装置１１…排気ガス再循環通路１２…制御弁１３…第２駆動装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 41/12 ３１０Ｆ０２Ｄ 41/12 ３１０ 41/14 ３２０ 41/14 ３２０ＣＦ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｆ５５０Ｒ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00 F02M 25/07

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】気筒内へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁
と、排気通路と、吸気通路と、前記吸気通路内に配置さ
れたスロットル弁と、機関運転状態に応じた目標スロッ
トル弁開度を決定する第１決定手段と、前記第１決定手
段により決定される目標スロットル弁開度となるように
前記スロットル弁を駆動する第１駆動手段と、前記排気
通路と前記吸気通路とを連通する排気ガス再循環通路
と、前記排気ガス再循環通路内に配置された制御弁と、
機関運転状態に応じた目標制御弁開度を決定する第２決
定手段と、前記第２決定手段により決定される目標制御
弁開度となるように前記制御弁を駆動する第２駆動手段
と、アクセルペダルの踏み込み変化量を検出する検出手
段と、前記燃料噴射弁が使用される運転領域において前
記検出手段により検出されるアクセルペダルの踏み込み
変化量が所定値以上である時に、その後の所定時間は前
記第１決定手段により決定される前記目標スロットル弁
開度を、吸気量の応答遅れを考慮して、この時の必要吸
気量が得られやすくする側に補正する第１補正手段と、
前記燃料噴射弁が使用される運転領域において前記検出
手段により検出されるアクセルペダルの踏み込み変化量
が前記所定値以上である時に、その後の所定時間は前記
第２決定手段により決定される前記目標制御弁開度を、
吸気量の応答遅れを考慮して、この時の必要吸気量が得
られやすくする側に補正する第２補正手段、とを具備す
ることを特徴とする筒内噴射式火花点火機関。
【請求項２】さらに、機関運転状態に応じた目標燃料
噴射量を決定する第３決定手段と、前記第３決定手段に
より決定される目標燃料噴射量となるように前記燃料噴
射弁を制御する制御手段と、前記燃料噴射弁が使用され
る運転領域において前記検出手段により検出されるアク
セルペダルの踏み込み変化量が前記所定値以上である時
に、その後の所定時間は前記第３決定手段により決定さ
れる前記目標燃料噴射量を、吸気量の応答遅れを考慮し
て、この時の空燃比が所望の空燃比に近づけられる側に
補正する第３補正手段、とを具備することを特徴とする
請求項１に記載の筒内噴射式火花点火機関。