JPH10266864A - 筒内噴射式エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成層燃焼が行われる運転領域内での高負荷側
への運転状態の変化に応じてスワール制御弁が開度減少
方向に作動するときの応答性を高めることにより、運転
状態変動時にも成層燃焼による燃焼性を良好に保ち、し
かも、スワール制御弁の動作の安定性が損なわれないよ
うにする。 【解決手段】 燃焼室内に直接燃料を噴射するインジェ
クタ１２とスワール制御弁２３とを有するエンジンにお
いて、スワール制御弁２３に対して負圧式アクチュエー
タ３０とこれに対する導入圧力調節手段３１を設ける。
そして、スワール制御弁２３を開度減少方向に作動する
ときの導入圧力の変化を開度増加方向に作動するときの
導入圧力の変化と比べて速くするように導入圧力調節手
段３１の通路を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの燃焼室
内に直接燃料を噴射するように配置されたインジェクタ
を備えて、所定運転領域で成層燃焼が行われるようにし
た筒内噴射式エンジンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平６−１２３２４４号
公報に示されるように、インジェクタからの燃料噴射量
を制御する制御手段により、低速低負荷時には空燃比を
比較的リーン（例えばＡ／Ｆ＝２２〜２３）とし、出力
時には空燃比を比較的リッチ（例えばＡ／Ｆ＝１２〜１
５）とするというように運転状態に応じて空燃比を変更
するとともに、吸気通路に介設されたスワール制御弁に
より運転状態に応じて燃焼室内のスワール発生状態をコ
ントロールするようにしたエンジンは知られている。

【０００３】さらに上記公報に示されたエンジンでは、
空燃比の切り換え時のエンジン運転状態に応じてスワー
ル制御弁開閉切り換え時の開閉速度を制御する制御状態
を設け、空燃比をリーン制御域からリッチ制御域に切り
換える加速時等にはスワール制御弁を速く開くようにす
ることで吸入空気量を速やかに増加させて加速性を良く
し、逆にリッチ制御域からリーン制御域に切り換える減
速時等にはスワール制御弁の作動を緩やかに行なわせる
ことでトルクの急変を抑制するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に示されてい
るエンジンでは、空燃比が所定のリーンとリッチとの間
で切り換わるときのトルク変動やエミッションに関する
対策として、空燃比の切り換わり時にスワール制御弁の
開閉速度を変化させるようにしているが、燃焼室に直接
燃料を噴射するインジェクタを設けて低負荷時等に成層
燃焼を行なうようにした筒内噴射式エンジンにおいて成
層状態の調整のためにスワール制御弁を制御する場合
に、上記公報に示されているものとは異なった、次のよ
うな課題が生じる。

【０００５】すなわち、筒内噴射式エンジンにおいて
は、低負荷域等で、上記インジェクタから圧縮行程で燃
料が噴射されることにより、燃焼室全体としての空燃比
が例えば４０以上のリーンでありながら点火プラグ回り
に適度の空燃比の混合気が偏在する状態とされて成層燃
焼が行われるが、この場合、とくに燃料噴射量が少ない
アイドル運転域付近では燃料の分散を避けるためスワー
ルを弱めることが要求され、これより燃料噴射量が多く
なると、点火プラグ回りの混合気が過濃とならないよう
にある程度は燃料を分散させるためスワールを強めるこ
とが要求される。

【０００６】従って、成層燃焼が行われる運転領域の中
では、燃料噴射量が多くなる高負荷側ほどスワールが強
められるようにスワール制御弁が制御されることが望ま
しい。このような制御を行なう場合に、成層燃焼が行わ
れる運転領域内で高負荷側に運転状態が変化して燃料噴
射量が増加したときに、その運転状態の変化に応じたス
ワール制御弁の作動に応答遅れが生じると、スワールが
要求値よりも弱くなるために点火プラグ回りの燃料が過
濃となることで燃焼性が悪化し、失火を招き易くなるた
め、このような場合のスワール制御弁の作動の応答性を
高めることが要求される。ところが、単にスワール制御
弁の開閉作動の応答性を高めようとすると、その動作の
安定性が悪くなるという問題が生じる。

【０００７】具体的に説明すると、スワール制御弁は負
圧式アクチュエータによって作動されるようにしたもの
が一般的であり、この種のものでは上記アクチュエータ
にソレノイドバルブを介して負圧導入通路と大気圧導入
通路とが接続され、負圧導入と大気圧導入との割合がデ
ューティコントロールされることでアクチュエータに対
する導入圧力が調節されるようになっている。このよう
なものにおいて作動の応答性を高めるには上記負圧導入
通路及び大気圧導入通路の両方の流通面積を大きくする
ことが考えられるが、このようにすると、デューティコ
ントロールによる導入圧力の変動が大きくなるため動作
の安定性が損なわれ易くなる。

【０００８】また、スワール制御弁はステップモータで
駆動するようなタイプもあるが、このようなものにおい
て開弁方向、閉弁方向のいずれについてもにパルス入力
間隔を小さくすることで応答性を高めるようにすると、
脱調を招き易くなるという不都合がある。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑み、成層燃
焼が行われる運転領域内での高負荷側への運転状態の変
化に応じてスワール制御弁が開度減少方向に作動すると
きの応答性を高めることにより運転状態変動時にも成層
燃焼による燃焼性を良好に保つことができ、しかも、ス
ワール制御弁の動作の安定性が損なわれることを防止す
ることができる筒内噴射式エンジンを提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンの燃
焼室内に直接燃料を噴射するように配置されたインジェ
クタと、所定運転領域で成層燃焼が行われるように上記
インジェクタからの燃料噴射を制御する制御手段とを備
えるとともに、吸気によって燃焼室内に生成されるスワ
ールをコントロールする開度調節可能なスワール制御弁
を吸気通路に設け、このスワール制御弁の開度が小さく
なるにつれて上記スワールが強化されるように構成した
筒内噴射式エンジンにおいて、上記成層燃焼が行われる
運転領域で、燃料噴射量が多くなる高負荷側ほど上記ス
ワール制御弁の開度を小さくするようにエンジン負荷と
スワール制御弁の開度との対応関係を設定するととも
に、上記負荷の変化に伴うスワール制御弁の開度変化の
応答性を開度減少方向と開度増加方向とで異ならせて、
スワール制御弁の開度減少方向の動作を開度増加方向の
動作よりも速くするように設定したものである。

【００１１】この構成によると、成層燃焼が行われる運
転領域内で運転状態が高負荷側に変化して燃料噴射量が
増加したとき、スワール制御弁が開度減少方向に作動す
ることによってスワールが強化され、とくにこの動作が
速やかに行われることにより、一時的に点火プラグ付近
の混合気が過濃となるといった事態が避けられ、燃焼性
が良好に保たれる。しかも、スワール制御弁の開度減少
方向の動作のみが速くされているので、動作の安定性が
著しく悪化するようなことはない。また、運転状態が低
負荷側に変化して燃料噴射量が減少するときには上記ス
ワール制御弁の動作の遅れによってスワールが多少強過
ぎる状態が一時的に生じるが、この状態では点火プラグ
付近が多少リーン化することで燃焼性が悪化する傾向が
生じる反面、スワールによる燃料の気化、霧化の促進等
が燃焼性を向上する方向に働くので、著しい燃焼性の悪
化を招くことがない。

【００１２】この発明において、所定負荷より低負荷側
の領域で、噴射すべき燃料の全部もしくは一部を上記イ
ンジェクタから圧縮行程で噴射することにより成層燃焼
が行われるようにする一方、所定負荷以上の高負荷運転
領域では上記インジェクタから吸気行程で燃料を噴射す
ることにより均一燃焼が行われるようになっている場
合、少なくとも上記成層燃焼が行われる領域でスワール
制御弁の開度減少方向の動作を開度増加方向の動作より
も速くするように設定しておけばよい。

【００１３】また、上記スワール制御弁のアクチュエー
タを負圧式アクチュエータにより構成し、このアクチュ
エータに対して負圧導入と大気圧導入との割合をデュー
ティコントロールすることにより導入圧力を調節する導
入圧力調節手段を設けている場合、スワール制御弁を開
度減少方向に作動するときの導入圧力の変化を開度増加
方向に作動するときの導入圧力の変化と比べて速くする
ように導入圧力調節手段の通路を構成しておけばよい。

【００１４】また、少なくとも成層燃焼が行われる運転
領域内でのエンジン負荷の上昇時に、そのエンジン負荷
の上昇に応じた燃料噴射量の増加を、スワール制御弁の
開度減少方向の作動に対応したタイミングで行なわせる
燃料噴射調整手段を設けておくようにしてもよい。

【００１５】このようにすると、成層燃焼が行われる運
転領域において、エンジン負荷の上昇に応じた燃料噴射
量の増加とスワールの強化との対応性がより一層高めら
れる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図面
に基づいて説明する。

【００１７】図１において、エンジン本体１は複数の気
筒２を有し、各気筒２内にピストン３が装填されてお
り、このピストン３の上方に燃焼室４が形成されてい
る。この燃焼室４には吸気ポート及び排気ポートが開口
し、当実施形態では、図２にも示すように、第１，第２
の２つの吸気ポート５，６と２つの排気ポート７，８と
が燃焼室４に開口し、各吸気ポート５，６及び各排気ポ
ート７，８がそれぞれ吸気弁９及び排気弁１０によって
開閉されるようになっている。

【００１８】上記燃焼室４の中央部には点火プラグ１１
が配設され、そのプラグ先端が燃焼室４内に臨んでい
る。また、燃焼室４内には側方からインジェクタ１２の
先端部が臨み、このインジェクタ１２から燃焼室４内に
直接燃料が噴射されるように構成されている。上記イン
ジェクタ１２は、図略のニードル弁及びソレノイドを内
蔵し、このソレノイドにインジェクタドライバ１３から
パルス信号が入力されることにより、そのパルス入力時
期に相当する時期にパルス幅に応じた量だけ燃料を噴射
するように構成されている。

【００１９】上記エンジン本体１には吸気通路１５及び
排気通路２５が接続されている。上記吸気通路１５に
は、その上流側から順に、エアクリーナ１６、エアフロ
ーセンサ１７、モータ１９により駆動されるエレキスロ
ットル１８、サージタンク２０が設けられている。この
サージタンク２０の下流側では吸気通路が気筒別に分岐
し、さらに各吸気ポート５，６に対応して第１，第２吸
気通路２１，２２に分けられ、その第２吸気通路２２に
スワール制御弁２３が設けられている。そして、スワー
ル制御弁２３が第２吸気通路２２を閉鎖した状態では第
１吸気通路２１を通って第１吸気ポート５から燃焼室４
に導入される吸気により燃焼室４内に強いスワールが生
成され、スワール制御弁２３が開かれるにつれて上記ス
ワールが弱められるようになっている。

【００２０】上記スワール制御弁２３は負圧式のアクチ
ュエータ３０により作動され、このアクチュエータ３０
に対して導入圧力調節手段３１が設けられている。

【００２１】また、排気通路２５には触媒２６等が設け
られている。

【００２２】４０はＥＣＵ（コントロールユニット）で
あり、このＥＣＵ４０により、上記インジェクタドライ
バ１３を介してインジェクタ１２からの燃料噴射が制御
されるとともに、モータ１９を介してエレキスロットル
１８が制御され、かつ、アクチュエータ３０及び導入圧
力調節手段３１を介してスワール制御弁２３が制御され
るようになっている。

【００２３】図３は上記スワール制御弁２３のアクチュ
エータ３０及び導入圧力調節手段３１の具体的構造と制
御系統の構成を示している。この図において、上記アク
チュエータ３０は、ダイヤフラム３０ａの片側に作動圧
室３０ｂを有し、この作動圧室３０ｂに導入される負圧
に応じてダイヤフラム３０ａが変位することによりロッ
ド３０ｃ及びレバー３０ｄを介してスワール制御弁２３
を作動するもので、負圧の増大につれてスワール制御弁
２３を開方向に作動するようになっている。このアクチ
ュエータ３０には、上記ダイヤフラム３０ａの変位を検
出することによってスワール制御弁２３の開度を検出す
るポジションセンサ３２が設けられている。

【００２４】また、上記導入圧力調節手段３１は、アク
チュエータ３０に対して負圧導入と大気圧導入との割合
をデューティコントロールすることにより導入圧力を調
節するもので、アクチュエータ３０の作動圧室３０ｂに
通じる作動圧導入通路３３と、三方ソレノイドバルブか
らなる第１，第２バルブ３４，３５と、その第１バルブ
３４を介して上記作動圧導入通路３３に連通可能な大気
圧通路３６と、第２バルブ３５を介して上記作動圧導入
通路３３に連通可能な負圧通路３７とを備え、上記大気
圧通路３６は図１中に示すエアクリーナ１６に接続さ
れ、上記負圧通路３７はバキュームポンプ３８に接続さ
れている。

【００２５】そして、第１バルブ３４がＯＮのときには
大気圧通路３６から作動圧導入通路３３に大気圧が導入
され、第２バルブ３５がＯＮのときには負圧通路３７か
ら作動圧導入通路３３に負圧が導入されるようになって
おり、第１バルブ３４及び第２バルブ３５が互いに逆に
ＯＮ，ＯＦＦ動作を行なうようにされつつ両バルブ３
４，３５がデューティ制御されることにより、アクチュ
エータ３０の作動圧室３０ｂに対する負圧と大気圧との
導入割合が調節される。これによって上記作動圧室３０
ｂの導入圧力が調節され、その圧力に応じてスワール制
御弁２３の開度が変化する。すなわち、負圧導入割合が
増加するとスワール制御弁２３の開度が大きくなり、大
気圧導入割合が増加するとスワール制御弁２３の開度が
小さくなるように構成されている。

【００２６】この導入圧力調節手段３１において、スワ
ール制御弁２３を開度減少方向に作動させるときの上記
導入圧力の変化が開度増加方向に作動させるときの上記
導入圧力の変化と比べて速くなることにより、スワール
制御弁２３の開度減少方向の動作を開度増加方向の動作
よりも速くするように、通路が構成されている。具体的
には、例えば負圧通路３７よりも大気圧通路３６の方が
大きな通路面積に形成され、あるいは、負圧通路３７に
比較的小径の絞りが設けられる一方、大気圧通路３６に
は絞りが設けられないか、比較的大径の絞りが設けられ
ることにより、大気圧通路３６の方が負圧通路３７より
も空気流通抵抗が小さくなるように構成されている。

【００２７】上記ＥＣＵ４０には、上記ポジションセン
サ３２と、アクセル開度（アクセルペダルの踏込量）を
検出するアクセル開度センサ４１と、エンジン回転数を
検出するエンジン回転数センサ４２とからの信号が入力
されている。このＥＣＵ４０は、燃料噴射制御手段４３
とスワール制御手段４４とを踏んでいる。

【００２８】上記燃料噴射制御手段４３は、アクセル開
度センサ４１及びエンジン回転数センサ４２等の信号に
より調べられる運転状態に応じて燃料噴射量及び燃料噴
射時期を決定し、インジェクタドライバ１３に指令信号
を出力して上記燃料噴射時期にインジェクタ１２へパル
ス信号を出力させるものであり、所定負荷（所定アクセ
ル開度）以下の低負荷領域では圧縮行程で燃料を噴射さ
せることにより点火プラグ付近に適度の空燃比の混合気
を偏在させる成層燃焼状態とし、所定負荷より高負荷の
領域では吸気行程で燃料を噴射させることにより燃焼室
全体に混合気を分散させる均一燃焼状態とするように、
燃料噴射時期を制御する。なお、上記成層燃焼状態で
は、低負荷時でも上記スロットル弁１８は全開もしくは
比較的大きな開度に制御されることにより、燃焼室全体
としては空燃比が大幅にリーン化される。

【００２９】また、上記スワール制御手段４４は、運転
状態に応じてスワール制御弁２３の目標開度を設定し、
この目標開度と上記ポジションセンサ３２で検出される
実開度とを比較し、それに応じて上記第１，第２バルブ
３４，３５をデューティ制御することにより、上記実開
度が目標開度となるようにフィードバック制御する。

【００３０】上記目標開度は、例えば負荷に対しては図
４に示すような特性に設定される。すなわち、所定負荷
以下の成層燃焼領域では、燃料噴射量の少ない低負荷時
にはスワールを弱めるべく制御弁開度（スワール制御弁
２３の目標開度）が大きくされ、負荷が高くなって燃料
噴射量が増加するにつれ、スワールを強めるべく制御弁
開度が小さくされる。また、上記所定負荷より高負荷側
の均一燃焼領域では、低負荷側で制御弁開度が小さく、
全開負荷に近づくにつれて制御弁開度が大きくされる。

【００３１】以上のような当実施形態の筒内噴射式エン
ジンによると、上記所定負荷以下の成層燃焼領域では、
上記インジェクタ１２から圧縮行程で燃料が噴射される
ことにより、燃焼室全体としては空燃比がリーンとされ
つつ点火プラグ１１付近に適度の空燃比の混合気が偏在
する状態となり、成層燃焼が行われる。

【００３２】この成層燃焼領域において、燃料噴射量の
少ないアイドリング時等の極低負荷時には、スワール制
御弁２３の開度が大きくされることによりスワールが弱
められ、燃料の拡散が防止される。また、成層燃焼領域
内で負荷が比較的高くなって燃料噴射量が増加すると、
スワール制御弁２３の開度が小さくされることでスワー
ルが強められることにより、ある程度燃料が分散され
て、点火プラグ付近の混合気の空燃比が適度に調整さ
れ、良好な成層燃焼状態が保たれる。

【００３３】ところで、図４及び図５に示すように成層
燃焼領域内で極低負荷Ａ１から比較的高負荷Ａ２へ運転
状態が変化したとき、負荷Ａ２に対応する目標開度と実
開度との比較に基づき、上記アクチュエータ３０の作動
圧室３０ｂに対して大気圧導入割合が増加するようにバ
ルブ３４，３５がデューティ制御されることにより、ス
ワール制御弁２３が開度減少方向に作動される。このと
き、スワール制御弁２３の作動の応答遅れが生じると、
スワールが要求よりも弱くなるために点火プラグ１１付
近の混合気が過濃となって燃焼室が悪化するが、当実施
形態では大気圧通路３６の方が負圧通路３７よりも空気
流通抵抗が小さくされることにより大気導入割合増加時
の導入圧力の変化が速くなるため、スワール制御弁２３
の開度減少方向の作動が短い時間Ｔ１で応答性良く行わ
れ、点火プラグ１１付近の混合気が適正空燃比に保たれ
る。

【００３４】一方、成層燃焼領域内で比較的高負荷Ａ２
から極低負荷Ａ１へ運転状態が変化したときには、上記
アクチュエータ３０の作動圧室３０ｂに対して負圧導入
割合が増加するようにバルブ３４，３５がデューティ制
御されることにより、スワール制御弁２３が開度増加方
向に作動される。このとき、スワール制御弁２３の開度
減少方向の作動時と比べると、アクチュエータ３０の作
動圧室３０ｂに対する導入圧力の変化が遅くて、スワー
ル制御弁２３が負荷Ａ１に応じた開度にまで開くのに要
する時間Ｔ２が長くなるため、その応答遅れの間に一時
的にスワールが要求より多少強くなる。しかし、低負荷
時にスワールが要求より強くても、それにより点火プラ
グ１１付近の混合気が多少リーン化する傾向が生じるも
のの、スワールによって燃料の気化、霧化は促進される
ので、大幅に燃焼性が悪化することはない。

【００３５】つまり、成層燃焼状態において、スワール
が負荷に応じた要求値よりも弱くなると、点火プラグ付
近が過濃となる傾向と燃料の気化、霧化が悪くなる傾向
がともに燃焼性を悪化させる要因となることから、この
ような傾向を招く負荷上昇時の応答遅れは極力避ける必
要があるのに対し、スワールが負荷に応じた要求値より
も強くなると、成層化に及ぼす影響（点火プラグ付近が
リーン化する傾向）が燃焼性を悪化させる方向に作用す
る一方で燃料の気化、霧化に及ぼす影響（気化、霧化の
促進）が燃焼性を向上する方向に作用することから、こ
のような傾向を招く負荷低下時の応答遅れはある程度許
容される。

【００３６】そして、このようにスワール制御弁２３の
開度増加方向の作動時における上記導入圧力の変化を比
較的遅くしておけば、開度減少方向の作動時における上
記導入圧力の変化を速くしても、ハンチング等が抑制さ
れ、制御の安定性が確保される。

【００３７】また、上記所定負荷より高負荷側の均一燃
焼領域においては、上記インジェクタ１２から吸気行程
で燃料が噴射されることにより、燃焼室全体に燃料が拡
散されて均一燃焼が行われる。この場合、全開負荷に近
づくにつれ、燃料噴射量に見合うように吸気充填量を高
めるため、吸気流通面積を大きくして吸気抵抗を低減す
べく、スワール制御弁２３の開度が大きくされる。もっ
とも、均一燃焼領域でのスワール制御弁２３の制御はこ
の実施形態のものに限定されず、例えば所定高負荷まで
スワール制御弁２３を一定の小開度に保つようにし、あ
るいは低回転域では略全開負荷までスワール制御弁２３
を小開度に保つ等、燃料噴射量に対して充分な吸気充填
量の確保に支障のない範囲でスワールを生成させるよう
に制御してもよい。

【００３８】なお、上記のような運転状態の変化に応じ
たスワール制御弁２３の制御に加え、少なくとも成層燃
焼領域内でのエンジン負荷の上昇時にそれに応じた燃料
噴射量の増加をスワール制御弁２３の開度減少方向の作
動に対応したタイミングで行なわせるような燃料噴射調
整手段を上記燃料噴射制御手段４３に設けておくように
してもよい。つまり、成層燃焼領域内でのエンジン負荷
の上昇時に、スワール制御弁２３の開度減少方向の動作
は速く行なわれるが、それでも若干の応答遅れが生じる
ことがあるので、それに見合うように、上記燃料噴射制
御手段４３での演算処理においてエンジン負荷の上昇に
応じた燃料噴射量の増加にディレーを持たせるようにし
ておいてもよい。

【００３９】また、上記実施形態では、所定負荷以下の
成層燃焼領域では圧縮行程で燃料を噴射し、所定負荷よ
り高負荷側の均一燃焼領域では吸気行程で燃料を噴射す
るようにしているが、圧縮行程で燃料噴射を行なう低負
荷域と吸気行程で燃料噴射を行なう高負荷域との間の領
域で、吸気行程と圧縮行程とに分けて燃料を噴射する分
割噴射により弱成層状態とするようにしてもよい。この
場合、図４中に示す成層燃焼領域の中には分割噴射を行
なう領域も含まれる。

【００４０】また、上記実施形態では、スワール制御弁
２３を負圧式アクチュエータ３０で駆動するようにして
いるが、図６に示すように、スワール制御弁５０をステ
ップモータ５１で駆動するようにしてもよく、この場
合、例えばスワール制御弁５０を閉弁方向に付勢するス
プリング５５をステップモータ５１に組み込むことによ
り、スワール制御弁５０の開度減少方向の動作を開度増
加方向の動作よりも速くするように構成すればよい。

【００４１】すなわち、図６に示すステップモータ５１
は、ケーシング５２に取り付けられた多相巻線からなる
固定子５３と、その内部に配置された回転子５４とを有
し、その回転子５４にスワール制御弁５０の弁軸５０ａ
が螺合しており、上記固定子５３の多相巻線に順次パル
スが加えられることにより回転子５４が一定角度ずつ回
転し、それに伴ってスワール制御弁５０が弁軸方向（図
の上下方向）に一定量ずつリフトすることで通路を開閉
するようになっている。さらに上記ステップモータ５１
には、弁軸５０ａを上方から押圧するコイルスプリング
５５が具備され、このスプリング５５によってスワール
制御弁５０が閉弁方向に付勢されることにより、スワー
ル制御弁５０の開度減少方向の動作がスプリング５５に
よって助勢されるようになっている。この実施形態によ
る場合でも、運転状態に応じたスワール制御弁５０の制
御は第１の実施形態と同様に行われる。

【００４２】この構造によると、スワール制御弁５０の
開度減少方向の作動時には、その作動がスプリング５５
によって助勢されるため、パルス間隔を短くして急速に
ステップモータ５１を駆動しても脱調が生じにくくな
り、一方、スワール制御弁５０の開度減少方向の作動時
には、スプリング５５が抵抗となるため、脱調を避ける
にはパルス間隔を長くしてステップモータ５１を緩やか
に駆動する必要がある。従って、図７に示すように、ス
ワール制御弁５０の開度減少方向の弁リフト変化が開度
増加方向の弁リフト変化よりも速くなる。これにより、
第１の実施形態と同様の作用が得られる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明は、燃焼室内に直接
燃料を噴射するインジェクタとスワール制御弁とを有す
るエンジンにおいて、成層燃焼が行われる運転領域で、
燃料噴射量が多くなる高負荷側ほどスワール制御弁の開
度を小さくしてスワールを強めるようにするとともに、
そのスワール制御弁の開度減少方向の動作を開度増加方
向の動作よりも速くするように設定しているため、成層
燃焼領域内で負荷上昇に伴って燃料噴射量が増加したと
き、スワール制御弁の作動の応答遅れによって一時的に
スワールが要求値より弱くなるといった事態を防止し
て、燃焼性を良好に保つことができ、しかも、スワール
制御弁の動作の安定性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる制御装置を備えたエンジンの全
体構成図である。

【図２】燃焼室、インジェクタ、吸気通路、スワール制
御弁等の構成を示す概略平面図である。

【図３】スワール制御弁のアクチュエータ及び導入圧力
調節手段の具体的構造と制御系統の構成を示す説明図で
ある。

【図４】スワール制御弁の開度とエンジン負荷との対応
関係を示す図である。

【図５】エンジン負荷の変化に応じたスワール制御弁の
開度の変化を示すタイムチャートである。

【図６】スワール制御弁のアクチュエータの別の実施形
態を示す断面図である。

【図７】図６に示す実施形態による場合のスワール制御
弁の弁リフトの変化を示す図である。

【符号の説明】

１ エンジン本体 ４ 燃焼室 １１ 点火プラグ １２ インジェクタ １５ 吸気通路 ２３ スワール制御弁 ３０ アクチュエータ ３１ 導入圧力調節手段 ３４，３５ バルブ ３３ 作動圧導入通路 ３６ 大気圧通路 ３７ 負圧通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｅ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｄ ３０１Ｕ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの燃焼室内に直接燃料を噴射す
   るように配置されたインジェクタと、所定運転領域で成
   層燃焼が行われるように上記インジェクタからの燃料噴
   射を制御する制御手段とを備えるとともに、吸気によっ
   て燃焼室内に生成されるスワールをコントロールする開
   度調節可能なスワール制御弁を吸気通路に設け、このス
   ワール制御弁の開度が小さくなるにつれて上記スワール
   が強化されるように構成した筒内噴射式エンジンにおい
   て、上記成層燃焼が行われる運転領域で、燃料噴射量が
   多くなる高負荷側ほど上記スワール制御弁の開度を小さ
   くするようにエンジン負荷とスワール制御弁の開度との
   対応関係を設定するとともに、上記負荷の変化に伴うス
   ワール制御弁の開度変化の応答性を開度減少方向と開度
   増加方向とで異ならせて、スワール制御弁の開度減少方
   向の動作を開度増加方向の動作よりも速くするように設
   定したことを特徴とする筒内噴射式エンジン。
2. 【請求項２】 所定負荷より低負荷側の領域で、噴射す
   べき燃料の全部もしくは一部を上記インジェクタから圧
   縮行程で噴射することにより成層燃焼が行われるように
   する一方、所定負荷以上の高負荷運転領域では上記イン
   ジェクタから吸気行程で燃料を噴射することにより均一
   燃焼が行われるようにするとともに、少なくとも上記成
   層燃焼が行われる領域でスワール制御弁の開度減少方向
   の動作を開度増加方向の動作よりも速くするように設定
   したことを特徴とする請求項１記載の筒内噴射式エンジ
   ン。
3. 【請求項３】 上記スワール制御弁のアクチュエータを
   負圧式アクチュエータにより構成し、このアクチュエー
   タに対して負圧導入と大気圧導入との割合をデューティ
   コントロールすることにより導入圧力を調節する導入圧
   力調節手段を設けるとともに、スワール制御弁を開度減
   少方向に作動するときの導入圧力の変化を開度増加方向
   に作動するときの導入圧力の変化と比べて速くするよう
   に導入圧力調節手段の通路を構成したことを特徴とする
   請求項１又は２記載の筒内噴射式エンジン。
4. 【請求項４】 少なくとも成層燃焼が行われる運転領域
   内でのエンジン負荷の上昇時に、そのエンジン負荷の上
   昇に応じた燃料噴射量の増加を、スワール制御弁の開度
   減少方向の作動に対応したタイミングで行なわせる燃料
   噴射調整手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至３
   のいずれかに記載の筒内噴射式エンジン。