JP3319311B2 - 成層燃焼内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成層燃焼内燃機関
の吸気制御装置に係り、詳しくは、少なくとも成層燃焼
を行う場合に、燃料混合気が渦流を形成しうるよう開閉
されるスワールコントロールバルブを備えてなる成層燃
焼内燃機関の吸気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。

【０００４】また、特開平６−９３９４３号公報に開示
された技術においては、噴射された燃料の混合気に渦流
を形成することで「成層燃焼」が行われるようになって
いる。この技術では、スワールコントロールバルブ（Ｓ
ＣＶ）の開度が調整されることにより、渦流（スワー
ル）の強度が制御される。さらに、当該公報に記載され
た技術では、機関冷間時の失火を防止するために、点火
時期・燃料噴射時期を遅角するような制御が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来公
報に記載された技術においては、次に記すような問題が
生じうる。すなわち、ＳＣＶの開度や、スワール強度に
は、個々のエンジン間でばらつきが存在する。また、個
々のエンジン間での吸気通路とＳＣＶとのクリアランス
の程度の相違、燃料噴霧のばらつき、スワールに対する
要求のばらつきも存在する。このため、エンジン出力
（トルク）の変動の悪化を招来し、場合によっては失火
等の不具合が発生するおそれがあった。

【０００６】また、特に、燃料噴射から点火までの間隔
が短い成層燃焼を行う際には、燃料の拡散・蒸発を助け
るための適正なスワールが要求される。本発明は前述し
た事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、成
層燃焼を行いうるとともに、スワールコントロールバル
ブを備えた成層燃焼内燃機関の吸気制御装置において、
トルク変動の悪化及び失火の発生を防止することのでき
る成層燃焼内燃機関の吸気制御装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【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、成層燃焼を行いうる内燃機関Ｍ１の運転状態を検出
する運転状態検出手段Ｍ２と、前記成層燃焼を行う場合
に、燃料混合気が渦流を形成しうるよう開閉されるスワ
ールコントロールバルブＭ３と、前記スワールコントロ
ールバルブＭ３を駆動するアクチュエータＭ４と、前記
運転状態検出手段Ｍ２の検出結果に基づき、前記スワー
ルコントロールバルブＭ３の指示開度を算出する指示開
度算出手段Ｍ５と、前記指示開度算出手段Ｍ５にて算出
された指示開度に基づき、前記アクチュエータＭ４を制
御して前記スワールコントロールバルブＭ３の開度を制
御することにより、前記渦流の強度を制御する渦流制御
手段Ｍ６とを備えた成層燃焼内燃機関の吸気制御装置に
おいて、前記内燃機関Ｍ１の出力変動についてその最大
値及び平均的な値を検出する出力変動検出手段Ｍ７と、
前記出力変動検出手段Ｍ７にて検出された出力変動の最
大値が所定値を超える場合には、前記渦流の強度を弱め
るべく前記指示開度を増大側に補正する一方、前記出力
変動検出手段Ｍ７にて検出された出力変動の最大値が所
定値を超えず、かつ、同出力変動の平均的な値が所定レ
ベルを超える場合には、前記渦流の強度を強めるべく前
記指示開度を減少側に補正する開度補正手段Ｍ８とを備
えたことをその要旨としている。

【０００８】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載の成層燃焼内燃機関の吸気制御装置において、
前記出力変動検出手段Ｍ７にて検出された出力変動の最
大値が所定値を超え、かつ、出力変動の平均的な値が所
定レベルを超える場合には、排気還流量を調整するＥＧ
Ｒバルブの開度を所定値だけ減少側に制御する一方、前
記出力変動検出手段にて検出された出力変動の最大値が
所定値を超えず、かつ、出力変動の平均的な値が所定レ
ベルを超えない場合には、前記ＥＧＲバルブの開度を所
定値だけ増大側に制御する制御手段を設け、前記開度補
正手段は前記出力変動検出手段にて検出された出力変動
の平均値な値が所定レベルを超えない場合に前記指示開
度についての前記増大補正を実行することをその要旨と
している。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】（作用） 上記請求項１に記載の発明によれば、図１に示すよう
に、成層燃焼を行いうる内燃機関Ｍ１の運転状態が、運
転状態検出手段Ｍ２により検出される。また、前記成層
燃焼を行う場合に、スワールコントロールバルブＭ３が
開閉され、これにより燃料混合気が渦流を形成し、着火
性の向上が図られうる。当該スワールコントロールバル
ブＭ３は、アクチュエータＭ４によって駆動される。

【００１３】前記運転状態検出手段Ｍ２の検出結果に基
づき、指示開度算出手段Ｍ５では、スワールコントロー
ルバルブＭ３の指示開度が算出され、その算出された指
示開度に基づき、渦流制御手段Ｍ６によってアクチュエ
ータＭ４が制御される。この制御により、スワールコン
トロールバルブＭ３の開度が制御され、もって前記渦流
の強度が制御される。

【００１４】ところで、スワールコントロールバルブＭ
３の実際の開度や、渦流の強度には、個々の内燃機関Ｍ
１間でばらつきが存在する。また、個々の内燃機関Ｍ１
間での吸気通路とスワールコントロールバルブＭ３との
クリアランスの程度の相違、燃料噴霧のばらつき、渦流
に対する要求のばらつきも存在する。このため、内燃機
関Ｍ１の出力に変動が生じうる。これに対し、本発明で
は、内燃機関Ｍ１の出力変動についてその最大値及び平
均的な値が出力変動検出手段Ｍ７によって検出される。
そして、その検出された出力変動の最大値及び平均的な
値に基づき、開度補正手段Ｍ８によって前記指示開度が
補正される。具体的には、出力変動の最大値が所定値を
超える場合には、渦流の強度を弱めるべく指示開度が増
大側に補正される一方、出力変動の最大値が所定値を超
えず、かつ、同出力変動の平均的な値が所定レベルを超
える場合には、渦流の強度を強めるべく指示開度が減少
側に補正される。このため、スワールコントロールバル
ブＭ３の開度、ひいては、渦流の適正化が図られる。

【００１５】すなわち、出力変動の最大値が所定値を超
える場合には、前記指示開度が増大側に補正されるた
め、渦流の強度が小さいものとなり、渦流の強度が大き
い場合に生じうる突発的な失火を抑制することが可能と
なる。

【００１６】さらに、出力変動の最大値が所定値を超え
ず、かつ、同出力変動の平均的な値が所定レベルを超え
る場合には、指示開度が減少側に補正されるため、渦流
の強度が強いものとなり、出力変動が低減させられる。
そのため、出力変動が高いことによる運転フィーリング
の悪化やトルクレベルの低下が抑制されうる。

【００１７】また、請求項２に記載の発明によれば、請
求項１に記載の発明の作用に加えて、燃焼状態の改善及
びトルク変動の低減を図るとともに、トルク変動の増大
を招かない範囲で排気エミッションの低減及び燃費の向
上を図ることができるようになる。

【００１８】

【００１９】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態） 以下、本発明における成層燃焼内燃機関の吸気制御装置
を具体化した第１の実施の形態を、図面に基づいて詳細
に説明する。

【００２０】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吸気制御装置を示す概略構
成図である。内燃機関としてのエンジン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との間には
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。

【００２１】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。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１ａ内に噴射されるよ
うになっている。

【００２２】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、アクチュエータとしてのステップモータ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。

【００２３】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、別途のステップモータ２２によって開閉される
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、ステップモータ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。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Ｔ
Ａ）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ダ
クトへ排出されるようになっている。

【００２４】さらに、本実施の形態では、公知の排気ガ
ス循環（ＥＧＲ）装置５１が設けられている。このＥＧ
Ｒ装置５１は、排気ガス循環通路としてのＥＧＲ通路５
２と、同通路５２の途中に設けられた排気ガス循環弁と
してのＥＧＲバルブ５３とを含んでいる。ＥＧＲ通路５
２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）を内蔵しており、これらにより
ＥＧＲ機構が構成されている。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５
３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装置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。

【００２５】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、指示開度算出手
段、渦流制御手段及び開度補正手段が構成されている。

【００２６】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２
６Ａ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３７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２６Ｂ
が設けられている。すなわち、この全閉スイッチ２６Ｂ
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２６
Ｂ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。

【００２７】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）。

【００２８】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（ＳＣＶ）
１７の開度が検出されるようになっている。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。

【００２９】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。

【００３０】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。これら両センサ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。

【００３１】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及
び水温センサ６２等により、運転状態検出手段が構成さ
れている。

【００３２】また、クランク角センサ２８、ＥＣＵ３０
等により出力変動検出手段が構成されている。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１９，２２、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２５〜２
９，６１，６２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及びＥＧＲバル
ブ５３等を好適に制御する。

【００３３】次に、上記構成を備えたエンジンの吸気制
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。すなわち、図４は、本実施の形態における吸気制
御、特に、成層燃焼時におけるＳＣＶ制御を行うための
「ＳＣＶ制御ルーチン」を示すフローチャートであっ
て、例えば、所定クランク角毎の割り込みで実行され
る。

【００３４】処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ
３０は、先ず、ステップ１０１において、所定クランク
角（例えば「７２０°ＣＡ」）毎のトルク低下量ｄｌｎ
を算出する。ここで、トルク低下量ｄｌｎというのは、
クランク角センサ２８により検出されるエンジン１の回
転速度と所定回動（例えば「９０°ＣＡ」回動）後のエ
ンジン１の回転速度との差でもって表され、本実施の形
態では、点火直後のエンジン１の角速度の２乗から、９
０°ＣＡ回動後のエンジン１の角速度の２乗を減算する
ことにより算出される。

【００３５】次に、ステップ１０２においては、エンジ
ン１が所定回動した間における上記トルク低下量ｄｌｎ
の最大値ｄｌｎｍａｘ及び平均値ｄｌｎｍｅａｎを算出
する。

【００３６】さらに、ステップ１０３においては、今回
算出されたトルク低下量ｄｌｎの最大値ｄｌｎｍａｘ
が、予め設定された失火判定レベルｄｌｎｌｖｌｍｘよ
りも大きいか否かを判断する。そして、トルク低下量ｄ
ｌｎの最大値ｄｌｎｍａｘが失火判定レベルｄｌｎｌｖ
ｌｍｘよりも大きい場合には、ステップ１０４におい
て、燃焼しているときと失火しているときの回転速度の
差が大きいが故に最大値ｄｌｎｍａｘが大きくなってお
り、失火が発生しているものとして「失火有り」の判断
を行う。

【００３７】さらに、続くステップ１０５においては、
前回の目標ＳＣＶ開度ｓｃｖｒａｔに対し、所定値Ｃｓ
を加算した値を新たな目標ＳＣＶ開度ｓｃｖｒａｔとし
て設定する。これにより、ＳＣＶ１７の開度が増大する
こととなり、スワールの強度が弱められることとなる。

【００３８】そして、最後にステップ１０６において、
カウンタのカウント値ｃｄｌｎｌｖｌを「０」にクリヤ
し、その後の処理を一旦終了する。一方、前記ステップ
１０３において、トルク低下量ｄｌｎの最大値ｄｌｎｍ
ａｘが失火判定レベルｄｌｎｌｖｌｍｘよりも大きくな
い場合には、ステップ１０７に移行する。そして、ステ
ップ１０７において、カウンタのカウント値ｃｄｌｎｌ
ｖｌを「１」ずつインクリメントする。

【００３９】さらに、ステップ１０８においては、カウ
ンタのカウント値ｃｄｌｎｌｖｌが予め定められた所定
時間Ｃ１を経過したか否かを判断する。そして、未だ所
定時間Ｃ１を経過していない場合には、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。

【００４０】これに対し、カウンタのカウント値ｃｄｌ
ｎｌｖｌが前記所定時間Ｃ１を経過した場合には、ある
程度の間失火がなく燃焼状態が不安定でないものとして
ステップ１０９において、「失火なし」の判断を行う。

【００４１】さらに、続くステップ１１０においては、
今回算出されたトルク低下量ｄｌｎの平均値ｄｌｎｍｅ
ａｎが、平均トルク変動の目標値ｄｌｎｌｖｌ０（図５
の上段参照）よりも大きいか否かを判断する。そして、
平均値ｄｌｎｍｅａｎが目標値ｄｌｎｌｖｌ０よりも大
きくない場合には、ＳＣＶ１７の開度が制御範囲内にあ
るものと判断して、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。

【００４２】また、平均値ｄｌｎｍｅａｎが目標値ｄｌ
ｎｌｖｌ０よりも大きい場合には、トルク変動の平均的
な値を低減させ、運転フィーリングの向上を図る必要が
あるものとして、ステップ１１１へ移行する。ステップ
１１１において、ＥＣＵ３０は、前回の目標ＳＣＶ開度
ｓｃｖｒａｔから、所定値Ｃｓを減算した値を新たな目
標ＳＣＶ開度ｓｃｖｒａｔとして設定する。これによ
り、ＳＣＶ１７の開度が低下することとなり、スワール
の強度が強められることとなる。

【００４３】そして、最後にステップ１１２において、
カウンタのカウント値ｃｄｌｎｌｖｌを「０」にクリヤ
し、その後の処理を一旦終了する。次に、本実施の形態
の作用及び効果について図５にしたがって説明する。

【００４４】（イ）従来の技術において説明したよう
に、ＳＣＶ１７の実際の開度や、スワールの強度には、
個々のエンジン１間でばらつきが存在する。また、個々
のエンジン１間での吸気通路とＳＣＶ１７とのクリアラ
ンスの程度の相違、燃料噴霧のばらつき、渦流に対する
要求のばらつきも存在する。このため、これらのことに
起因して、エンジン１の出力に変動が生じうる。これに
対し、本実施の形態では、トルク低下量ｄｌｎの最大値
ｄｌｎｍａｘが失火判定レベルｄｌｎｌｖｌｍｘよりも
大きい場合には、「失火有り」の判断を行い、目標ＳＣ
Ｖ開度ｓｃｖｒａｔを増大させることとした。

【００４５】従って、図５に示すように、ＳＣＶ１７の
開度が増大することとなり、スワールの強度が弱められ
る。その結果、図中中段に示すように、突発的な失火の
発生を防止することができる。

【００４６】（ロ）また、本実施の形態では、トルク低
下量ｄｌｎの平均値ｄｌｎｍｅａｎが目標値ｄｌｎｌｖ
ｌ０よりも大きい場合には、目標ＳＣＶ開度ｓｃｖｒａ
ｔを低下させるようにした。このため、ＳＣＶ１７の開
度が低下することとなり、スワールの強度が強められ
る。その結果、図中上段に示すように、トルク変動の平
均的な値が低下し、もって運転フィーリングの向上を図
ることができる。

【００４７】さらには、これに伴い、ＳＣＶ１７の開度
が大き過ぎることによる全体的なトルクの低下を抑制す
ることもできる（図中下段）。 （第２の実施の形態）次に、本発明を具体化した第２の
実施の形態について説明する。但し、本実施の形態の構
成等においては上述した第１の実施の形態と同等である
ため、同一の部材等については同一の符号を付してその
説明を省略する。そして、以下には、第１の実施の形態
との相違点を中心として説明することとする。

【００４８】本実施の形態では、ＳＣＶ１７のみなら
ず、ＥＧＲバルブ５３をも制御する点で、上述した第１
の実施の形態とは異なっている。すなわち、図６は、本
実施の形態における吸気制御、特に、成層燃焼時におけ
るＳＣＶ制御及びＥＧＲ制御を行うための「ＳＣＶ・Ｅ
ＧＲ制御ルーチン」を示すフローチャートであって、例
えば、所定クランク角毎の割り込みで実行される。

【００４９】処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ
３０は、先ず、ステップ２０１において、上記第１の実
施の形態と同様、所定クランク角（例えば「７２０°Ｃ
Ａ」）毎のトルク低下量ｄｌｎを算出する。

【００５０】次に、ステップ２０２においては、エンジ
ン１が所定回転した間における上記トルク低下量ｄｌｎ
の最大値ｄｌｎｍａｘ及び平均値ｄｌｎｍｅａｎを算出
する。

【００５１】さらに、ステップ２０３においては、今回
算出されたトルク低下量ｄｌｎの最大値ｄｌｎｍａｘ
が、予め設定された失火判定レベルｄｌｎｌｖｌｍｘよ
りも大きいか否かを判断する。そして、トルク低下量ｄ
ｌｎの最大値ｄｌｎｍａｘが失火判定レベルｄｌｎｌｖ
ｌｍｘよりも大きい場合には、ステップ２０４へ移行す
る。

【００５２】ステップ２０４においては、今回算出され
たトルク低下量ｄｌｎの平均値ｄｌｎｍｅａｎが、平均
トルク変動の目標値ｄｌｎ０（第１の実施の形態の目標
値ｄｌｎｌｖｌ０と同じものであってもよいし、異なる
ものであってもよい）よりも小さいか否かを判断する。
そして、平均値ｄｌｎｍｅａｎが目標値ｄｌｎ０よりも
小さくない場合には、ステップ２０５において、平均ト
ルク変動が悪く、かつ、失火が発生しているものと判断
し、その後、さらに、ステップ２０６へ移行する。

【００５３】ステップ２０６においては、スワールの強
度よりもＥＧＲ量の低減を優先するべく、前回の目標Ｅ
ＧＲ開度ＥＧＲから所定値Ｃｅを減算した値を新たな目
標ＥＧＲ開度ＥＧＲとして設定する。そして、その後の
処理を一旦終了する。

【００５４】また、前記ステップ２０４において、トル
ク低下量ｄｌｎの平均値ｄｌｎｍｅａｎが、平均トルク
変動の目標値ｄｌｎ０よりも小さい場合には、ステップ
２０７へ移行する。ステップ２０７においては、平均ト
ルク変動は良いが、失火が発生しているものと判断して
ステップ２０８へ移行する。ステップ２０８において
は、前回の目標ＳＣＶ開度ｓｃｖｒａｔに対し、所定値
Ｃｓを加算した値を新たな目標ＳＣＶ開度ｓｃｖｒａｔ
として設定する。これにより、ＳＣＶ１７の開度が増大
することとなり、スワールの強度が弱められることとな
る。

【００５５】一方、前記ステップ２０３において、トル
ク低下量ｄｌｎの最大値ｄｌｎｍａｘが失火判定レベル
ｄｌｎｌｖｌｍｘよりも大きくない場合には、ステップ
２０９に移行する。そして、ステップ２０９において、
今回算出されたトルク低下量ｄｌｎの平均値ｄｌｎｍｅ
ａｎが、平均トルク変動の目標値ｄｌｎ０よりも小さい
か否かを再度判断する。そして、平均値ｄｌｎｍｅａｎ
が目標値ｄｌｎ０よりも小さい場合には、ステップ２１
０において、平均トルク変動は良く、かつ、失火も発生
していないものと判断し、その後、さらに、ステップ２
１１へ移行する。

【００５６】ステップ２１１においては、排気エミッシ
ョンの低減及び燃費の向上を目的として少しでもＥＧＲ
量の増大を図るべく、前回の目標ＥＧＲ開度ＥＧＲに、
所定値Ｃｅを加算した値を新たな目標ＥＧＲ開度ＥＧＲ
として設定する。そして、その後の処理を一旦終了す
る。

【００５７】また、前記ステップ２０９において、トル
ク低下量ｄｌｎの平均値ｄｌｎｍｅａｎが、平均トルク
変動の目標値ｄｌｎ０よりも小さくない場合には、ステ
ップ２１２へ移行する。ステップ２１２においては、さ
らに、トルク低下量ｄｌｎの平均値ｄｌｎｍｅａｎが、
平均トルク変動の目標値ｄｌｎ０に対し所定値ＣＬを加
算した値よりも大きいか否かを判断する。そして、平均
値ｄｌｎｍｅａｎが、平均トルク変動の目標値ｄｌｎ０
に対し所定値ＣＬを加算した値よりも大きい場合には、
ステップ２１３において、平均トルク変動は悪いが、失
火は発生していないものと判断して、ステップ２１４へ
移行する。

【００５８】ステップ２１４においては、前回の目標Ｓ
ＣＶ開度ｓｃｖｒａｔから、所定値Ｃｓを減算した値を
新たな目標ＳＣＶ開度ｓｃｖｒａｔとして設定する。こ
れにより、ＳＣＶ１７の開度が低下することとなり、ス
ワールの強度が強められることとなる。

【００５９】また、ステップ２１２において、トルク低
下量ｄｌｎの平均値ｄｌｎｍｅａｎが、平均トルク変動
の目標値ｄｌｎ０に対し所定値ＣＬを加算した値ほど大
きくない場合には、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。

【００６０】次に、本実施の形態の作用及び効果につい
て説明する。 （イ）本実施の形態においても、基本的には、上記第１
の実施の形態とほぼ同様の作用効果が奏される。また、
これに加えて、トルク低下量ｄｌｎの平均値ｄｌｎｍｅ
ａｎが目標値ｄｌｎ０以上の場合には、平均トルク変動
が悪く、かつ、失火が発生しているものと判断し、この
場合に、スワールの強度よりもＥＧＲ量の低減を優先す
るべく、前回の目標ＥＧＲ開度ＥＧＲから所定値Ｃｅを
減算した値を新たな目標ＥＧＲ開度ＥＧＲとして設定す
るようにした。このため、燃焼状態の改善が図られ、よ
り一層のトルク変動の低減を図ることができる。

【００６１】（ロ）また、トルク低下量ｄｌｎの平均値
ｄｌｎｍｅａｎが目標値ｄｌｎ０よりも小さい場合に
は、平均トルク変動は良く、かつ、失火も発生していな
いものと判断し、かかる場合に、前回の目標ＥＧＲ開度
ＥＧＲに、所定値Ｃｅを加算した値を新たな目標ＥＧＲ
開度ＥＧＲとし、ＥＧＲ量の増大を図ることとした。こ
のため、トルク変動の増大を招かない範囲において、排
気エミッションの低減及び燃費の向上を図ることができ
る。

【００６２】尚、本発明は上記各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）上記第２の実施の形態では、ＳＣＶ１７とＥＧＲ
バルブ５３との制御を組み合わせた場合について具体化
したが、これに燃料噴射量の制御を組み合わせるように
してもよい。例えば、トルク低下量ｄｌｎの平均値ｄｌ
ｎｍｅａｎが目標値ｄｌｎ０よりも小さい場合には、Ｅ
ＧＲ量の増大を図るようにしたが、この場合に、燃料噴
射量を所定量低減するようにしてもよい。このような制
御を行うことにより、燃費のさらなる向上を図ることが
できる。また、逆にトルク低下量ｄｌｎの平均値ｄｌｎ
ｍｅａｎが目標値ｄｌｎ０以上の場合には、ＥＧＲ量の
低減を図るようにしたが、この場合に燃料噴射量を所定
量増大させるようにしてもよい。このような制御を行う
ことで、より積極的にトルク変動を抑制することができ
る。

【００６３】（２）また、ＥＧＲ制御を省略し、ＳＣＶ
１７と燃料噴射量との制御を組み合わせた場合について
具体化することもできる。 （３）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、いわゆる一般的な成
層燃焼、或いは弱成層燃焼を行う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６
ａ，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。さらに、その上位
の概念たる希薄燃焼及びストイキ燃焼を行いうるエンジ
ンにも具体化できる。

【００６４】（４）さらに、上記各実施の形態では、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。

【００６５】

【００６６】

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
成層燃焼を行いうるとともに、スワールコントロールバ
ルブを備えた成層燃焼内燃機関の吸気制御装置におい
て、トルク変動の悪化及び失火の発生を防止することが
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】本発明の基本的な概念を示す概念構成図であ
る。

【図２】第１の実施の形態における成層燃焼エンジンの
吸気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「ＳＣＶ制御ルーチ
ン」を示すフローチャートである。

【図５】ＳＣＶの開度に対する平均トルク変動、失火回
数及びトルクの関係を示すグラフである。

【図６】第２の実施の形態におけるＥＣＵにより実行さ
れる「ＳＣＶ・ＥＧＲ制御ルーチン」を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、１１…燃料噴射弁、１
７…スワールコントロールバルブ、１９…アクチュエー
タとしてのステップモータ、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…指示開度
算出手段、渦流制御手段及び開度補正手段並びに出力変
動検出手段を構成するＥＣＵ、５３…ＥＧＲバルブ、６
１…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。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０Ａ 69/00 ３６０ 69/00 ３６０Ｃ (56)参考文献 特開 平６−101518（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−93943（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−17319（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−201822（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−169615（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−14744（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−87827（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−167427（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02B 31/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成層燃焼を行いうる内燃機関の運転状態
   を検出する運転状態検出手段と、前 記成層燃焼を行う場合に、燃料混合気が渦流を形成し
   うるよう開閉されるスワールコントロールバルブと、 前記スワールコントロールバルブを駆動するアクチュエ
   ータと、 前記運転状態検出手段の検出結果に基づき、前記スワー
   ルコントロールバルブの指示開度を算出する指示開度算
   出手段と、 前記指示開度算出手段にて算出された指示開度に基づ
   き、前記アクチュエータを制御して前記スワールコント
   ロールバルブの開度を制御することにより、前記渦流の
   強度を制御する渦流制御手段と を備えた成層燃焼内燃機関の吸気制御装置において、 前記内燃機関の出力変動についてその最大値及び平均的
   な値を検出する出力変動検出手段と、 前記出力変動検出手段にて検出された出力変動の最大値
   が所定値を超える場合には、前記渦流の強度を弱めるべ
   く前記指示開度を増大側に補正する一方、前記出力変動
   検出手段にて検出された出力変動の最大値が所定値を超
   えず、かつ、同出力変動の平均的な値が所定レベルを超
   える場合には、前記渦流の強度を強めるべく前記指示開
   度を減少側に補正する開度補正手段と を備えたことを特徴とする成層燃焼内燃機関の吸気制御
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の成層燃焼内燃機関の吸
   気制御装置において、 前記出力変動検出手段にて検出された出力変動の最大値
   が所定値を超え、かつ、出力変動の平均的な値が所定レ
   ベルを超える場合には、排気還流量を調整するＥＧＲバ
   ルブの開度を所定値だけ減少側に制御する一方、前記出
   力変動検出手段にて検出された出力変動の最大値が所定
   値を超えず、かつ、出力変動の平均的な値が所定レベル
   を超えない場合には、前記ＥＧＲバルブの開度を所定値
   だけ増大側に制御する制御手段を設け、 前記開度補正手段は前記出力変動検出手段にて検出され
   た出力変動の平均値な値が所定レベルを超えない場合に
   前記指示開度についての前記増大補正を実行する ことを特徴とする成層燃焼内燃機関の吸気制御装置。