JPH1089122A - 成層燃焼エンジンのアイドル回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】成層燃焼及び均質燃焼を行いうるエンジンにお
いて、負荷が加えられた際の各燃焼状態におけるアイド
ル回転数の安定性を確保し、もって回転変動による不具
合を防止する。 【解決手段】エンジン１の第１吸気弁６ａ及び第２吸気
弁６ｂ近傍のシリンダヘッド４内壁面周辺部には燃料噴
射弁１１が配置され、燃料噴射弁１１からの燃料は、直
接的に気筒１ａ内に噴射される。また、電子制御式のス
ロットル弁２３の開度や、燃料噴射弁１１からの噴射量
が制御されることによりアイドルアップが図られる。電
子制御装置（ＥＣＵ）３０は、シフト位置がＤレンジに
なった後、所定の遅延時間が経過した後にアイドルアッ
プを実行する。また、成層燃焼時の遅延時間を均質燃焼
時の遅延時間よりも大きく設定する。従って、実際にエ
ンジン１に負荷がかかる時期と、アイドルアップの時期
との適正化が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成層燃焼エンジン
のアイドル回転数制御装置に係り、詳しくは、筒内噴射
式内燃機関の如く、成層燃焼及び均質燃焼を行いうる成
層燃焼エンジンのアイドル回転数制御装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的に使用されているエンジン
においては、燃料噴射弁からの燃料は、吸気ポートに噴
射され、燃焼室には予め燃料と空気との均質混合気が供
給される。かかるエンジンでは、アクセル操作に連動す
るスロットル弁によって吸気通路が開閉され、この開閉
により、エンジンの燃焼室に供給される吸入空気量（結
果的には燃料と空気とが均質に混合された気体の量）が
調整され、もってエンジン出力が制御される。

【０００３】しかし、上記のいわゆる均質燃焼による技
術では、スロットル弁の絞り動作に伴って大きな吸気負
圧が発生し、ポンピングロスが大きくなって効率は低く
なる。これに対し、スロットル弁の絞りを小とし、燃焼
室に直接燃料を供給することにより、点火プラグの近傍
に可燃混合気を存在させ、当該部分の空燃比を高めて、
着火性を向上するようにしたいわゆる「成層燃焼」とい
う技術が知られている。この技術では、一般に、燃料を
燃焼室内に均一に分散して噴射供給するための均質燃焼
用の燃料噴射弁と、点火プラグ周りに向けて燃料を直接
噴射供給する成層燃焼用の燃料噴射弁とが設けられてい
る。そして、エンジンの低負荷時には、成層燃焼用の燃
料噴射弁から燃料が噴射され、その燃料が点火プラグ周
りに偏在供給されるとともに、スロットル弁がほぼ全開
に開かれて成層燃焼が実行される。これにより、燃費の
向上が図られるとともに、ポンピングロスの低減が図ら
れる。

【０００４】一方、エンジンのアイドル回転数を制御す
る装置としては、従来より種々の技術が提案されてい
る。すなわち、近年では一般に、低燃費化の観点から、
アイドル回転数が比較的低く設定されているため、自動
変速機等の負荷を備えたエンジンでは、非駆動レンジ
（Ｎレンジ等）から駆動レンジ（Ｄレンジ等）へシフト
変更した際の負荷の増大により回転数低下、ひいてはス
トールが起こりやすい。そのため、この技術では、上記
のような回転数の不安定化を防止することを主目的とし
ている。

【０００５】例えば、特開平５−３９７３６号公報に開
示された技術では、非駆動レンジから駆動レンジへシフ
トした際には、負荷信号が入力されてから所定の遅延時
間が経過した後にアイドル回転数の増大（アイドルアッ
プ）を行うようにしている。これは、負荷信号が入力さ
れてから、負荷が実際にエンジンに加わるまでの間に若
干の遅れが存在するため、その遅れに合わせてアイドル
アップを実行しようとするものである。また、この技術
では、非駆動レンジから駆動レンジへシフトした際、そ
の駆動レンジのシフト位置（Ｄレンジ、Ｌレンジ等）に
応じて遅延時間を変更するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
記載された技術を、既述した成層燃焼を行いうるエンジ
ンに適用した場合には、次に示すような問題が生じるお
それがあった。すなわち、成層燃焼が行われている場
合、スロットル弁の開度は比較的大きいため、吸入空気
量ではなく、燃料の噴射量を増大させることによりアイ
ドルアップが行われる。これに対し、均質燃焼のときに
は、スロットル弁（或いはアイドルピードコントロール
バルブ）の開度を増大させて吸入空気量を増大させるこ
とによってアイドルアップが行われる（勿論、このとき
は空燃比をほぼ一定に保つべく吸入空気量の増大に伴っ
て燃料噴射量も増大させられる）。

【０００７】このように、同じアイドルアップを実行す
るにしても、成層燃焼実行時と、均質燃焼実行時とで
は、アイドルアップの方法に相違がある。このため、ア
イドルアップが指令されてから、実際にトルクが増大す
るまでの応答時間が、成層燃焼と均質燃焼とでは異なっ
てくる。具体的には、成層燃焼の場合には、燃料噴射量
が増大させられるだけなので、応答遅れはほとんどなく
即座にトルク増大に反映される。一方、均質燃焼の場合
には、スロットル弁（或いはアイドルピードコントロー
ルバルブ）が開かれてから、燃焼室に増大した空気量が
到達するまでに時間を要するため、トルクが増大するの
が相対的に遅いものとなる。

【０００８】従って、その系にとってアイドルアップの
応答が比較的早い場合には、先にトルクが増大してから
負荷が加わることとなる。その結果、回転数が一旦増大
して、その後、負荷がかかってショックが発生し、回転
数が急激に落ち込むといった不具合が発生するおそれが
あった。逆に、アイドルアップの応答が余りに遅い場合
には、トルクが増大する前に負荷が加わることとなり、
回転数が低下して、エンジンストールが起こるおそれが
あった。

【０００９】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、成層燃焼及び均質燃焼
を行いうる成層燃焼エンジンのアイドル回転数制御装置
において、エンジンに負荷が加えられた際の各燃焼状態
におけるアイドル回転数の安定性を確保し、もって回転
変動による不具合を防止することのできる成層燃焼エン
ジンのアイドル回転数制御装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明においては、図１に示すよう
に、成層燃焼及び均質燃焼を行うべく、エンジンＭ１の
気筒内に燃料を供給しうる燃料噴射手段Ｍ２と、前記エ
ンジンＭ１の運転状態を検出する運転状態検出手段Ｍ３
と、前記運転状態検出手段Ｍ３の検出結果に基づき、成
層燃焼と均質燃焼との間で、燃焼状態の制御を行う燃焼
状態制御手段Ｍ４と、前記エンジンＭ１のアイドリング
時の回転数を増大させるためのアイドルアップ手段Ｍ５
と、前記エンジンＭ１に加えられる負荷の作動状態を検
出する負荷状態検出手段Ｍ６と、前記負荷状態検出手段
Ｍ６の検出結果に基づき、前記負荷の作動が検出された
後、前記アイドルアップ手段Ｍ５を制御して前記エンジ
ンＭ１のアイドル回転数を増大させるアイドルアップ制
御手段Ｍ７とを備えた成層燃焼エンジンのアイドル回転
数制御装置において、前記燃焼状態制御手段Ｍ４により
成層燃焼が実行されているときの前記アイドルアップ制
御手段Ｍ７により前記エンジンＭ１のアイドル回転数を
増大させる時期を、前記燃焼状態制御手段Ｍ４により均
質燃焼が実行されているときの前記アイドルアップ制御
手段Ｍ７により前記エンジンＭ１のアイドル回転数を増
大させる時期よりも遅らせるアイドルアップ開始時期制
御手段Ｍ８を設けたことをその要旨としている。

【００１１】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載の成層燃焼エンジンのアイドル回転数制御装置
において、前記アイドルアップ手段Ｍ５は、成層燃焼が
実行されているときには、燃料噴射量を増大させるもの
であり、均質燃焼が実行されているときには、少なくと
も吸入空気量を増大させるものであることをその要旨と
している。

【００１２】さらに、請求項３に記載の発明では、請求
項２に記載の成層燃焼エンジンのアイドル回転数制御装
置において、前記吸入空気量を増大させるものは、吸気
通路に設けられたスロットル弁及び該スロットル弁を開
閉するためのアクチュエータよりなる電子制御式スロッ
トル機構、吸気通路に設けられたスロットル弁をバイパ
スするバイパス吸気通路に設けられたアイドルスピード
コントロールバルブ及び該バルブを開閉するためのアク
チュエータよりなるＩＳＣ機構のうち少なくとも１つに
よって構成されていることをその要旨としている。

【００１３】併せて、請求項４に記載の発明では、請求
項１から３のいずれかに記載の成層燃焼エンジンのアイ
ドル回転数制御装置において、前記アイドルアップ制御
手段Ｍ７は、前記負荷の作動が検出された後、所定の遅
延時間経過後に前記アイドルアップ手段Ｍ５を制御して
前記エンジンＭ１のアイドル回転数を増大させるもので
あり、かつ、前記アイドルアップ開始時期制御手段Ｍ８
は、成層燃焼が実行されているときの前記遅延時間を、
均質燃焼が実行されているときの前記遅延時間よりも長
くするものであることをその要旨としている。

【００１４】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
図１に示すように、燃料噴射手段Ｍ２によって、エンジ
ンＭ１の気筒内に燃料が供給され、気筒内の燃料が燃焼
することにより、エンジンＭ１は駆動力を得る。また、
エンジンＭ１の気筒内の燃料により、成層燃焼及び均質
燃焼が行われうる。

【００１５】さらに、運転状態検出手段Ｍ３によりエン
ジンＭ１の運転状態が検出され、その検出結果に基づ
き、燃焼状態制御手段Ｍ４によって、成層燃焼と均質燃
焼との間で、燃焼状態の制御が行われる。

【００１６】併せて、エンジンＭ１に加えられる負荷の
作動状態が負荷状態検出手段Ｍ６によって検出される。
そして、その検出結果に基づき前記負荷の作動が検出さ
れた後、アイドルアップ制御手段Ｍ７によって、前記ア
イドルアップ手段Ｍ５が制御される。これにより、エン
ジンＭ１のアイドル回転数が増大させられる。

【００１７】さて、本発明では、アイドルアップ開始時
期制御手段Ｍ８によって、燃焼状態制御手段Ｍ４により
成層燃焼が実行されているときの前記アイドルアップ制
御手段Ｍ７により前記エンジンＭ１のアイドル回転数を
増大させる時期が、均質燃焼が実行されているときのア
イドル回転数の増大時期よりも遅らされる。ここで、成
層燃焼が実行されているときのアイドルアップの応答速
度が、均質燃焼が実行されているときのアイドルアップ
の応答速度よりも遅いことが経験的に明らかである。こ
のため、上記のようにアイドル回転数の増大時期に差を
設けることにより、実際にエンジンＭ１に負荷がかかる
時期と、アイドルアップの時期との適正化が図られるこ
ととなる。

【００１８】また、請求項２に記載の発明によれは、請
求項１に記載の発明の作用に加えて、前記アイドルアッ
プ手段Ｍ５により、成層燃焼が実行されているときに
は、燃料噴射量が増大させられる。また、均質燃焼が実
行されているときには、少なくとも吸入空気量が増大さ
せられる。従って、成層燃焼が実行されているときのア
イドルアップの応答速度が、均質燃焼が実行されている
ときのアイドルアップの応答速度よりも遅くなる。その
ため、上記請求項１に記載の発明の作用が確実に奏され
ることとなる。

【００１９】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
請求項２に記載の発明の作用に加えて、前記吸入空気量
を増大させるものは、吸気通路に設けられたスロットル
弁及び該スロットル弁を開閉するためのアクチュエータ
よりなる電子制御式スロットル機構、吸気通路に設けら
れたスロットル弁をバイパスするバイパス吸気通路に設
けられたアイドルスピードコントロールバルブ及び該バ
ルブを開閉するためのアクチュエータよりなるＩＳＣ機
構のうち少なくとも１つによって構成されている。この
ため、吸気通路の開口面積を変更しうる既存の装置を用
いて吸入空気量を増大させ、アイドル回転数の増大を図
ることが可能となる。

【００２０】併せて、請求項４に記載の発明によれば、
請求項１から３に記載の発明の作用に加えて、前記アイ
ドルアップ制御手段Ｍ７によって、前記負荷の作動が検
出された後、所定の遅延時間経過後に前記アイドルアッ
プ手段Ｍ５が制御されてアイドル回転数が増大させられ
る。また、前記アイドルアップ開始時期制御手段Ｍ８に
よって、成層燃焼が実行されているときの前記遅延時間
が、均質燃焼が実行されているときの前記遅延時間より
も長くされる。ここで、負荷の作動が検出されてから実
際にエンジンＭ１に負荷が加わるまでには若干の時間を
要する。このため、本発明によれば、その時間に併せて
アイドルアップを図ることが可能となる。従って、より
一層のアイドル回転数の安定化を図ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明における成層燃焼エ
ンジンのアイドリング回転数制御装置を具体化した一実
施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００２２】図２は本実施の形態において、車両に搭載
された筒内噴射式エンジンの燃料噴射制御装置を示す概
略構成図である。エンジン１は、例えば４つの気筒１ａ
を具備し、これら各気筒１ａの燃焼室構造が図３に示さ
れている。これらの図に示すように、エンジン１はシリ
ンダブロック２内にピストンを備えており、当該ピスト
ンはシリンダブロック２内で往復運動する。シリンダブ
ロック２の上部にはシリンダヘッド４が設けられ、前記
ピストンとシリンダヘッド４間には燃焼室５が形成され
ている。また、本実施の形態では１気筒１ａあたり、４
つの弁が配置されており、図中において、符号６ａとし
て第１吸気弁、６ｂとして第２吸気弁、７ａとして第１
吸気ポート、７ｂとして第２吸気ポート、８として一対
の排気弁、９として一対の排気ポートがそれぞれ示され
ている。

【００２３】図３に示すように、第１の吸気ポート７ａ
はヘリカル型吸気ポートからなり、第２の吸気ポート７
ｂはほぼ真っ直ぐに延びるストレートポートからなる。
また、シリンダヘッド４の内壁面の中央部には点火プラ
グ１０が配設されている。この点火プラグ１０には、図
示しないディストリビュータを介してイグナイタ１２か
らの高電圧が印加されるようになっている。そして、こ
の点火プラグ１０の点火タイミングは、イグナイタ１２
からの高電圧の出力タイミングにより決定される。さら
に、第１吸気弁６ａ及び第２吸気弁６ｂ近傍のシリンダ
ヘッド４内壁面周辺部には燃料噴射手段としての燃料噴
射弁１１が配置されている。すなわち、本実施の形態に
おいては、燃料噴射弁１１からの燃料は直接的に気筒１
ａ内に噴射されるようになっている。

【００２４】図２に示すように、各気筒１ａの第１吸気
ポート７ａ及び第２吸気ポート７ｂは、それぞれ各吸気
マニホルド１５内に形成された第１吸気路１５ａ及び第
２吸気路１５ｂを介してサージタンク１６内に連結され
ている。各第２吸気通路１５ｂ内にはそれぞれスワール
コントロールバルブ１７が配置されている。これらのス
ワールコントロールバルブ１７は共通のシャフト１８を
介して例えばステップモータ（或いはＤＣモータ）１９
に連結されている。このステップモータ１９は、後述す
る電子制御装置（以下単に「ＥＣＵ」という）３０から
の出力信号に基づいて制御される。なお、当該ステップ
モータ１９の代わりに、エンジン１の吸気ポート７ａ，
７ｂの負圧に応じて制御されるものを用いてもよい。

【００２５】前記サージタンク１６は、吸気ダクト２０
を介してエアクリーナ２１に連結され、吸気ダクト２０
内には、ステップモータ２２によって開閉されるアイド
ルアップ手段を構成するスロットル弁２３が配設されて
いる。つまり、本実施の形態のスロットル弁２３は、い
わゆる電子制御式のものであり、基本的には、同じくア
イドルアップ手段を構成するアクチュエータとしてのス
テップモータ（或いはＤＣモータ）２２が前記ＥＣＵ３
０からの出力信号に基づいて駆動されることにより、ス
ロットル弁２３が開閉制御される。そして、このスロッ
トル弁２３の開閉により、吸気ダクト２０を通過して燃
焼室５内に導入される吸入空気量が調節されるようにな
っている。本実施の形態では、吸気ダクト２０、サージ
タンク１６並びに第１吸気路１５ａ及び第２吸気路１５
ｂ等により、吸気通路が構成されている。

【００２６】また、スロットル弁２３の近傍には、その
開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するためのスロット
ルセンサ２５が設けられている。なお、前記各気筒の排
気ポート９には排気マニホルド１４が接続されている。
そして、燃焼後の排気ガスは当該排気マニホルド１４を
介して図示しない排気管へ排出されるようになってい
る。

【００２７】さらに、本実施の形態では、公知の排気ガ
ス再循環（ＥＧＲ）機構５１が設けられている。このＥ
ＧＲ機構５１は、排気ガス再循環通路としてのＥＧＲ通
路５２と、同通路５２の途中に設けられたＥＧＲバルブ
５３とを含んでいる。ＥＧＲ通路５２は、スロットル弁
２３の下流側の吸気ダクト２０と、排気ダクトとの間を
連通するよう設けられている。また、ＥＧＲバルブ５３
は、弁座、弁体及びステップモータ（いずれも図示せ
ず）を内蔵している。ＥＧＲバルブ５３の開度は、ステ
ップモータが弁体を弁座に対して断続的に変位させるこ
とにより、変動する。そして、ＥＧＲバルブ５３が開く
ことにより、排気ダクトへ排出された排気ガスの一部が
ＥＧＲ通路５２へと流れる。その排気ガスは、ＥＧＲバ
ルブ５３を介して吸気ダクト２０へ流れる。すなわち、
排気ガスの一部がＥＧＲ機構５１によって吸入混合気中
に再循環する。このとき、ＥＧＲバルブ５３の開度が調
節されることにより、排気ガスの再循環量が調整される
のである。

【００２８】さて、上述したＥＣＵ３０は、デジタルコ
ンピュータからなっており、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）３
２、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３３、マイクロプロ
セッサからなるＣＰＵ（中央処理装置）３４、入力ポー
ト３５及び出力ポート３６を具備している。本実施の形
態においては、当該ＥＣＵ３０により、燃焼状態制御手
段、アイドルアップ制御手段及びアイドルアップ開始時
期制御手段が構成されている。

【００２９】また、前記アクセルペダル２４には、当該
アクセルペダル２４の踏込み量に比例した出力電圧を発
生するアクセルセンサ２６Ａが接続され、該アクセルセ
ンサ２６Ａによりアクセル開度ＡＣＣＰが検出される。
当該アクセルセンサ２６Ａの出力電圧は、ＡＤ変換器３
７を介して入力ポート３５に入力される。また、同じく
アクセルペダル２４には、アクセルペダル２４の踏込み
量が「０」であることを検出するための全閉スイッチ２
６Ｂが設けられている。すなわち、この全閉スイッチ２
６Ｂは、アクセルペダル２４の踏込み量が「０」である
場合に全閉信号ＸＩＤＬとして「１」の信号を、そうで
ない場合には「０」の信号を発生する。そして、該全閉
スイッチ２６Ｂの出力電圧も入力ポート３５に入力され
るようになっている。

【００３０】また、上死点センサ２７は例えば１番気筒
１ａが吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、
この出力パルスが入力ポート３５に入力される。クラン
ク角センサ２８は例えばクランクシャフトが３０°ＣＡ
回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入
力ポートに入力される。ＣＰＵ３４では上死点センサ２
７の出力パルスとクランク角センサ２８の出力パルスか
らエンジン回転数ＮＥが算出される（読み込まれる）。

【００３１】さらに、前記シャフト１８の回転角度はス
ワールコントロールバルブセンサ２９により検出され、
これによりスワールコントロールバルブ１７の開度が測
定される。そして、スワールコントロールバルブセンサ
２９の出力はＡ／Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５
に入力される。

【００３２】併せて、前記スロットルセンサ２５によ
り、スロットル開度ＴＡが検出される。このスロットル
センサ２５の出力はＡ／Ｄ変換器３７を介して入力ポー
ト３５に入力される。

【００３３】加えて、本実施の形態では、サージタンク
１６内の圧力（吸気圧ＰｉＭ）を検出する吸気圧センサ
６１が設けられている。さらに、エンジン１の冷却水の
温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出する水温センサ６２が設
けられている。そして、これらセンサ６１，６２の出力
もＡ／Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５に入力され
るようになっている。

【００３４】さらに、本実施の形態においては、エンジ
ン１に対し自動変速機７１が駆動連結されており、該自
動変速機７１は、例えば図示しないエアーコンディショ
ナ（エアコン）等とともに、負荷の一部を構成してい
る。併せて、自動変速機７１の内部には、負荷検出手段
を構成するニュートラルスタートスイッチ６３が設けら
れている。このニュートラルスタートスイッチ６３は、
現在のシフト位置がニュートラルレンジ［Ｎレンジ（Ｐ
レンジも含む）］にあることを検出する。すなわち、現
在のシフト位置がＮレンジにある場合には、ニュートラ
ル信号ＮＳＷとして「０」の信号を出力し、ドライブレ
ンジ（Ｄレンジ）にある場合には、ニュートラル信号Ｎ
ＳＷとして「１」の信号を出力するようになっている。

【００３５】本実施の形態において、これらスロットル
センサ２５、アクセルセンサ２６Ａ、全閉スイッチ２６
Ｂ、上死点センサ２７、クランク角センサ２８、スワー
ルコントロールバルブセンサ２９、吸気圧センサ６１、
水温センサ６２、ニュートラルスタートスイッチ６３等
により、エンジン１の運転状態を検出する運転状態検出
手段が構成されている。

【００３６】一方、出力ポート３６は、対応する駆動回
路３８を介して各燃料噴射弁１１、各ステップモータ１
９，２２、イグナイタ１２及びＥＧＲバルブ５３（ステ
ップモータ）に接続されている。そして、ＥＣＵ３０は
各センサ等２５〜２９，６１〜６３からの信号に基づ
き、ＲＯＭ３３内に格納された制御プログラムに従い、
燃料噴射弁１１、ステップモータ１９，２２、イグナイ
タ１２（点火プラグ１０）及びＥＧＲバルブ５３等を好
適に制御する。

【００３７】次に、上記構成を備えたエンジン１のアイ
ドル回転数制御装置における本実施の形態に係る各種制
御に関するプログラムについて、フローチャートを参照
して説明する。図４は、本実施の形態におけるスロット
ル弁２３（ステップモータ２２）及び燃料噴射弁１１を
制御してアイドル回転数制御を実行する際に使用される
アイドルアップ要求フラグＸＮＳＷを設定するための
「アイドルアップ要求フラグ設定ルーチン」を示すフロ
ーチャートであって、メインルーチンとしてＥＣＵ３０
により実行される。

【００３８】処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
３０は先ずステップ１０１において、各種センサ等２５
〜２９，６１〜６３から、エンジン回転数ＮＥ、アクセ
ル開度ＡＣＣＰ、ニュートラル信号ＮＳＷ等の、そのと
きどきの運転状態や負荷を示す各種検出信号等を読み込
む。

【００３９】次に、ステップ１０２においては、今回読
み込んだニュートラル信号ＮＳＷが「０」であるか否か
を判断する。そして、ニュートラル信号ＮＳＷが「０」
でない、すなわち、「１」である場合には、現在のシフ
ト位置がＮレンジにあり、外部負荷が加わっていないも
のとしてステップ１０３へ移行する。

【００４０】ステップ１０３においては、ディレーカウ
ンタのカウント値ＣＮＤＤＬＹを「０」にクリヤする。
ここで、ディレーカウンタは、一定時間（例えば「３２
ｍｓ」）毎にそのカウント値ＣＮＤＤＬＹをカウントア
ップするものである。従って、現在のシフト位置がＮレ
ンジにあると判断された場合には、ディレーカウンタの
カウント値ＣＮＤＤＬＹが「０」にクリヤされ続ける。

【００４１】また、続くステップ１０４において、アイ
ドルアップ要求フラグＸＮＳＷを「１」に設定する。こ
こで、アイドルアップ要求フラグＸＮＳＷというのは、
アイドルアップを要求することを示すフラグであって、
アイドルアップを要求する場合には「０」に、そうでな
い場合には「１」に設定される。そして、ＥＣＵ３０は
その後の処理を一旦終了する。従って、この場合には、
アイドルアップは実行されないこととなる。

【００４２】また、前記ステップ１０２において、ニュ
ートラル信号ＮＳＷが「０」の場合には、現在のシフト
位置がＤレンジにあり、外部負荷が加わるものとしてス
テップ１０５へ移行する。

【００４３】ステップ１０５においては、現在の燃焼モ
ードＦＭＯＤＥが「０」であるか否かを判断する。ここ
で、燃焼状態が成層燃焼である場合には燃焼モードＦＭ
ＯＤＥが「０」に設定され、均質燃焼が実行されている
場合には燃焼モードＦＭＯＤＥが「１」に設定される。
そして、現在の燃焼モードＦＭＯＤＥが「０」の場合に
は、現在成層燃焼が実行されているものとしてステップ
１０６へ移行する。ステップ１０６においては、所定時
間Ｔ０を遅延時間ＴＤとして設定する。また、これに対
し、現在の燃焼モードＦＭＯＤＥが「１」の場合には、
現在均質燃焼が実行されているものとしてステップ１０
７へ移行する。ステップ１０７においては、所定時間Ｔ
１［前記所定時間Ｔ０よりも短い（Ｔ０＞Ｔ１）］を遅
延時間ＴＤとして設定する。

【００４４】さらに、ステップ１０６、ステップ１０７
から移行して、ステップ１０８においては、現在のディ
レーカウンタのカウント値ＣＮＤＤＬＹが、ステップ１
０６又はステップ１０７で設定された遅延時間ＴＤ以上
となっているか否かを判断する。そして、未だカウント
値ＣＮＤＤＬＹが遅延時間ＴＤ以上となっていない場合
には、何らの処理をも行うことなくその後の処理を一旦
終了する。また、カウント値ＣＮＤＤＬＹが遅延時間Ｔ
Ｄ以上となっている場合には、アイドルアップ要求フラ
グＸＮＳＷを「０」に設定する。そして、ＥＣＵ３０は
その後の処理を一旦終了する。従って、この場合には、
アイドルアップが実行されることとなる。

【００４５】このように、上記「アイドルアップ要求フ
ラグ設定ルーチン」においては、そのときのニュートラ
ル信号ＮＳＷと、そのニュートラル信号ＮＳＷが「０」
となってからの時間（カウント値ＣＮＤＤＬＹ）が遅延
時間ＴＤを経過したか否かによってアイドルアップ要求
フラグＸＮＳＷが「１」又は「０」に設定される。ま
た、前記遅延時間ＴＤは、成層燃焼が実行されている
か、均質燃焼が実行されているかによって可変とされ
る。

【００４６】次に、上記アイドルアップ要求フラグＸＮ
ＳＷに基づいて実際にアイドル回転数を制御するための
処理について説明する。すなわち、図５は、ＥＣＵ３０
により実行される「ＩＳＣルーチン」を示すフローチャ
ートであって、所定クランク角（例えば「１８０°Ｃ
Ａ」）毎の割り込みで実行される。

【００４７】処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ
３０はまずステップ２０１において、アイドルアップ要
求フラグＸＮＳＷが「０」であるか否かを判断する。そ
して、アイドルアップ要求フラグＸＮＳＷが「０」の場
合には、アイドルアップ、つまりアイドル回転数の増大
を図るべく、ステップ２０２において、別途のルーチン
で算出される基本アイドル量ＤＣＡＬＢに対し、Ｄレン
ジ相当のアイドルアップ要求量ＤＥを加算した値をアイ
ドル要求量ＤＣＡＬとして設定する。ここで、基本アイ
ドル量ＤＣＡＬＢ及びＤレンジ相当のアイドルアップ要
求量ＤＥは、共に、無次元の数値（例えば％）として表
されるものである。従って、この処理で得られるアイド
ル要求量ＤＣＡＬもまた、無次元の数値として表され
る。

【００４８】一方、ステップ２０１において、アイドル
アップ要求フラグＸＮＳＷが「１」の場合には、アイド
ルアップを行う必要がないものとして、ステップ２０３
において、別途のルーチンで算出される基本アイドル量
ＤＣＡＬＢをそのままアイドル要求量ＤＣＡＬとして設
定する。

【００４９】そして、ステップ２０２、ステップ２０３
から移行してステップ２０４においては、現在の燃焼モ
ードＦＭＯＤＥが「０」であるか否かを判断する。そし
て、現在の燃焼モードＦＭＯＤＥが「０」の場合には、
現在成層燃焼が実行されているものとしてステップ２０
５へ移行する。ステップ２０５においては、今回設定さ
れたアイドル要求量ＤＣＡＬに対し、燃料量換算係数Ｋ
ＱＦを乗算した値をＩＳＣ用の燃料噴射量ＱＦＩＳＣと
して設定する。そして、その後の処理を一旦終了する。
このＩＳＣ用の燃料噴射量ＱＦＩＳＣは、別途のルーチ
ンで実行される最終噴射量の算出に際し、アイドル回転
数制御用のパラメータとして基本噴射量に加算されう
る。

【００５０】また、ステップ２０４において、現在の燃
焼モードＦＭＯＤＥが「１」の場合には、現在均質燃焼
が実行されているものとしてステップ２０６へ移行す
る。ステップ２０６においては、今回設定されたアイド
ル要求量ＤＣＡＬに対し、スロットル開度換算係数ＫＱ
Ａを乗算した値をＩＳＣ用のスロットル開度ＱＡＩＳＣ
として設定する。そして、その後の処理を一旦終了す
る。このＩＳＣ用のスロットル開度ＱＡＩＳＣは、別途
のルーチンで実行される最終的な目標スロットル開度の
算出に際し、アイドル回転数制御用のパラメータとして
基本スロットル開度に加算されうる。なお、これに伴
い、空燃比Ａ／Ｆを制御する必要があることから、燃料
噴射量もその分だけ増大させられることとなる（フィー
ドバック制御）。

【００５１】このように、「ＩＳＣルーチン」では、そ
のときどきのアイドルアップ要求フラグＸＮＳＷに応じ
て無次元のアイドル要求量ＤＣＡＬが算出される。この
とき、アイドルアップ要求フラグＸＮＳＷが「０」の場
合には、そうでない場合に比べて、アイドル要求量ＤＣ
ＡＬは、Ｄレンジ相当のアイドルアップ要求量ＤＥの分
だけ大きい値に設定される。また、そのときどきの燃焼
モードＦＭＯＤＥに応じて、ＩＳＣ用の燃料噴射量ＱＦ
ＩＳＣ又はＩＳＣ用のスロットル開度ＱＡＩＳＣが設定
される。すなわち、成層燃焼が実行されている場合に
は、燃料噴射量を増大することによりアイドルアップを
図るべく、ＩＳＣ用の燃料噴射量ＱＦＩＳＣが算出され
る。一方、均質燃焼が実行されている場合には、主とし
てスロットル開度（吸入空気量）を増大することにより
アイドルアップを図るべく、ＩＳＣ用のスロットル開度
ＱＡＩＳＣが算出される。

【００５２】次に、本実施の形態の作用及び効果につい
て説明する。 （イ）本実施の形態によれば、ニュートラル信号ＮＳＷ
が「０」となった後、すなわち、Ｄレンジになった後、
所定の遅延時間ＴＤが経過した後にアイドルアップ要求
フラグＸＮＳＷが「０」に設定され、アイドルアップが
実行される。

【００５３】ここで、成層燃焼が実行されているときに
は、スロットル弁２３の開度は既にほぼ最大に開かれて
いるため、吸入空気量ではなく、燃料の噴射量を増大さ
せることによりアイドルアップを行う必要があるのに対
し、均質燃焼が実行されているときには、スロットル弁
２３の開度を増大させて吸入空気量を増大させることに
よってアイドルアップが行われる。このため、成層燃焼
を行っているときにアイドルアップを行おうとすると、
燃料噴射量を増大させれば、速やかにアイドル回転数は
増大しうる。これに対し、均質燃焼を行っているときに
アイドルアップを行おうとすると、吸入空気量を増大さ
せる必要があるため、アイドルアップを指令した（アイ
ドルアップ要求フラグＸＮＳＷを「０」にする）として
も、アイドル回転数が増大するのには所定の時間を要す
ることになる。

【００５４】本実施の形態では、図６に示すように、成
層燃焼が実行されているときの遅延時間ＴＤ（Ｔ０）
が、均質燃焼が実行されているときの遅延時間ＴＤ（Ｔ
１）よりも大きく設定される。このため、アイドル回転
数の増大時期に差が設けられることにより、実際にエン
ジン１に負荷（シフト位置をＤレンジにしたことによる
負荷）がかかる時期と、アイドルアップの時期との適正
化が図られることとなる。その結果、アイドル回転数の
安定化を図ることができ、ひいては、回転変動によるト
ルクショック、エンジンストールといった不具合の発生
を確実に回避することができる。

【００５５】（ロ）また、本実施の形態によれは、成層
燃焼が実行されているときには、燃料噴射弁１１からの
燃料噴射量を増大させることにより、また、均質燃焼が
実行されているときには、少なくともスロットル開度を
増大させて吸入空気量を増大させることによりアイドル
アップを行うこととしている。従って、既存の装置を用
いて上述の制御を実行することができる。また、成層燃
焼が実行されているときのアイドルアップの応答速度
が、均質燃焼が実行されているときのアイドルアップの
応答速度よりも遅くなるため、上記（イ）に記載の作用
効果が確実に奏されることとなる。

【００５６】（ハ）さらに、本実施の形態では、アイド
ル回転数の制御を行うに際し、無次元のパラメータであ
るアイドル要求量ＤＣＡＬを採用することとした。この
ため、１つのパラメータでもって、燃料噴射量及びスロ
ットル開度の両方の制御に対応することができる。その
結果、ワード数の低減等のソフト上の効果が得られるこ
ととなる。

【００５７】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものではなく、例えば次の如く構成してもよい。 （１）上記実施の形態では、均質燃焼時のアイドルアッ
プ手段として、吸気ダクト２０に設けられたスロットル
弁２３及び該スロットル弁２３を開閉するためのアクチ
ュエータとしてのステップモータ２２よりなる電子制御
式スロットル機構により構成したが、その他にも、スロ
ットル弁２３をバイパスするバイパス吸気通路に設けら
れたアイドルスピードコントロールバルブ及び該バルブ
を開閉するためのアクチュエータよりなるＩＳＣ機構に
より構成してもよい。

【００５８】さらにまた、これらを適宜に組み合わせる
ことによりアイドルアップ手段を構成するようにしても
よい。 （２）上記実施の形態では、無次元のパラメータである
アイドル要求量ＤＣＡＬを採用し、かかる１つのパラメ
ータでもって、燃料噴射量及びスロットル開度の両方の
制御に対応するようにしたが、それぞれ別のパラメータ
を持たせてもよい。

【００５９】（３）上記実施の形態では、エンジン１に
加えられる負荷の例として、自動変速機７１がＮレンジ
からＤレンジにシフト位置が変動した場合を採用した
が、それ以外にも、エアコンのエアコンスイッチが投入
された場合や、パワーステアリングが作動した場合にも
本発明を適用しうる。

【００６０】（４）上記実施の形態では、筒内噴射式の
エンジン１に本発明を具体化するようにしたが、いわゆ
る成層燃焼、弱成層燃焼を行うタイプの内燃機関であれ
ばいかなるタイプのものに具体化してもよい。例えば吸
気ポート７ａ，７ｂの吸気弁６ａ，６ｂの傘部の裏側に
向かって噴射するタイプのものも含まれる。また、吸気
弁６ａ，６ｂ側に燃料噴射弁が設けられてはいるが、直
接シリンダボア（燃焼室５）内に噴射するタイプのもの
も含まれる。

【００６１】（５）また、上記実施の形態では、ヘリカ
ル型の吸気ポートを有し、いわゆるスワールを発生させ
ることが可能な構成としたが、かならずしもスワールを
発生しなくともよい。従って、例えば上記実施の形態に
おけるスワールコントロールバルブ１７、ステップモー
タ１９等を省略することもできる。

【００６２】（６）さらに、上記実施の形態では、内燃
機関としてガソリンエンジン１の場合に本発明を具体化
したが、その外にもディーゼルエンジン等の場合等にも
具体化できる。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
成層燃焼及び均質燃焼を行いうる成層燃焼エンジンのア
イドル回転数制御装置において、エンジンに負荷が加え
られた際の各燃焼状態におけるアイドル回転数の安定性
を確保し、もって回転変動による不具合を防止すること
ができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明の基本的な概念構成図で
ある。

【図２】一実施の形態における成層燃焼エンジンのアイ
ドル回転数制御装置を示す概略構成図である。

【図３】エンジンの気筒部分を拡大して示す断面図であ
る。

【図４】ＥＣＵにより実行される「アイドルアップ要求
フラグ設定ルーチン」を示すフローチャートである。

【図５】ＥＣＵにより実行される「ＩＳＣルーチン」を
示すフローチャートである。

【図６】時間に対するニュートラル信号、並びに成層燃
焼時及び均質燃焼時のアイドルアップ要求フラグの関係
を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１…エンジン、１１…燃料噴射手段としての燃料噴射
弁、２０…吸気ダクト、２２…アイドルアップ手段を構
成するステップモータ、２３…アイドルアップ手段を構
成するスロットル弁、２５…運転状態検出手段を構成す
るスロットルセンサ、２６Ａ…運転状態検出手段を構成
するアクセルセンサ、２６Ｂ…運転状態検出手段を構成
する全閉スイッチ、２７…運転状態検出手段を構成する
上死点センサ、２８…運転状態検出手段を構成するクラ
ンク角センサ、２９…運転状態検出手段を構成するスワ
ールコントロールバルブセンサ、３０…燃焼状態制御手
段、アイドルアップ制御手段及びアイドルアップ開始時
期制御手段を構成するＥＣＵ、６１…運転状態検出手段
を構成する吸気圧センサ、６２…運転状態検出手段を構
成する水温センサ、６３…運転状態検出手段及び負荷検
出手段を構成するニュートラルスタートスイッチ、７１
…自動変速機。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成層燃焼及び均質燃焼を行うべく、エン
   ジンの気筒内に燃料を供給しうる燃料噴射手段と、 前記エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、 前記運転状態検出手段の検出結果に基づき、成層燃焼と
   均質燃焼との間で、燃焼状態の制御を行う燃焼状態制御
   手段と、 前記エンジンのアイドリング時の回転数を増大させるた
   めのアイドルアップ手段と、 前記エンジンに加えられる負荷の作動状態を検出する負
   荷状態検出手段と、 前記負荷状態検出手段の検出結果に基づき、前記負荷の
   作動が検出された後、前記アイドルアップ手段を制御し
   て前記エンジンのアイドル回転数を増大させるアイドル
   アップ制御手段とを備えた成層燃焼エンジンのアイドル
   回転数制御装置において、 前記燃焼状態制御手段により成層燃焼が実行されている
   ときの前記アイドルアップ制御手段により前記エンジン
   のアイドル回転数を増大させる時期を、前記燃焼状態制
   御手段により均質燃焼が実行されているときの前記アイ
   ドルアップ制御手段により前記エンジンのアイドル回転
   数を増大させる時期よりも遅らせるアイドルアップ開始
   時期制御手段を設けたことを特徴とする成層燃焼エンジ
   ンのアイドル回転数制御装置。
2. 【請求項２】 前記アイドルアップ手段は、成層燃焼が
   実行されているときには、燃料噴射量を増大させるもの
   であり、均質燃焼が実行されているときには、少なくと
   も吸入空気量を増大させるものであることを特徴とする
   請求項１に記載の成層燃焼エンジンのアイドル回転数制
   御装置。
3. 【請求項３】 前記吸入空気量を増大させるものは、 吸気通路に設けられたスロットル弁及び該スロットル弁
   を開閉するためのアクチュエータよりなる電子制御式ス
   ロットル機構、 吸気通路に設けられたスロットル弁をバイパスするバイ
   パス吸気通路に設けられたアイドルスピードコントロー
   ルバルブ及び該バルブを開閉するためのアクチュエータ
   よりなるＩＳＣ機構のうち少なくとも１つによって構成
   されていることを特徴とする請求項２に記載の成層燃焼
   エンジンのアイドル回転数制御装置。
4. 【請求項４】 前記アイドルアップ制御手段は、前記負
   荷の作動が検出された後、所定の遅延時間経過後に前記
   アイドルアップ手段を制御して前記エンジンのアイドル
   回転数を増大させるものであり、かつ、前記アイドルア
   ップ開始時期制御手段は、成層燃焼が実行されていると
   きの前記遅延時間を、均質燃焼が実行されているときの
   前記遅延時間よりも長くするものであることを特徴とす
   る請求項１から３のいずれかに記載の成層燃焼エンジン
   のアイドル回転数制御装置。