JPS63138119A - エンジンの成層燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、燃焼室内の点火プラグ周りに可燃混合気が偏
在するよう燃焼室内を成層化して混合気の燃焼を行うエ
ンジンの成層燃焼制御１ＩＩＩ装置の改良に関する。

（従来の技術） 従来にす、この種のエンジンの成層燃焼制御装置として
、例えば特開昭６０−３６７２１号公報に開示されるよ
うに、エンジンの運転状態を検出し、低負荷運転時には
、燃焼室内への燃料供給担を少量とし、この燃料を燃焼
室内の点火プラグ周りに偏在させて、混合気の成層燃焼
を行うことにより、燃焼安定性を確保しながら、全体と
して混合気の空燃比を大（リーン）にして、燃費性の向
上を図るとともに、エンジンの高負荷運転時には、上記
成層燃焼を停止すると共に、運転状態に応じた母の燃料
（可燃混合気）を燃焼市内に均一に分散ざぜて、混合気
の均一燃焼を行うことにより、その出力の増大を確保す
るようにしたものが知られている。

そして、上記従来のものでは、混合気の成層燃焼時での
空燃比を著しく大にすべく、エンジンのスロットル弁開
度をアクセル操作部材の操作とは独立に調整可能とし、
混合気の成層燃焼時にはスロットル弁開度を全開にして
、吸入空気量を顕著に増大させて混合気の空燃比を著し
く大にする一方、混合気の均一燃焼時では、通常通り、
スロットル弁開度をアクセル操作部材の操作量に応じた
要求開度に調整して、吸入空気ωを上記アクセル操作量
に応じた但に制御している。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記従来の如く運転状態に応じて混合気の成
層燃焼と均一燃焼とを行う場合、均一燃焼時では、吸入
空気量に応じた燃料量が燃焼室仝休に均一に分散供給さ
れて、混合気の均一燃焼が行われるものの、この均一燃
焼から成層燃焼への切換過渡時を微視的に見ると、燃焼
室への燃料供給は、該燃焼室内全体から点火プラグ周り
に偏在するよう切換られると共に、空燃比を大にすべく
スロットル弁開度が全開に調整されて、吸入空気量が顕
著に増大する状況にあり、特に混合気の均一燃焼の停止
への過渡時にスロットル弁開度の全開への操作が開始さ
れた場合には、吸入空気量の唐突な増大に伴い空燃比が
オーバリーンになって、混合気の燃焼性が低下し、特に
オーバリーンの程度が高い場合には失火を招く懸念があ
る。（尚、上記とは逆に、混合気の成層燃焼から均一燃
焼への切換過渡時、成層燃焼の停止への過渡時にスロッ
トル弁開度が閉じられて吸入空気量が急に減少しても、
燃料量は点火プラグ周りに偏在する少量であるので、オ
ーバリッチにならず、混合気の燃焼性は良好に確保され
る）。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、エンジン運転状態に応じて混合気の成層燃焼と均
一燃焼とを行う場合、均一燃焼と成層燃焼との間の燃焼
切換過渡時には、その燃焼室への燃料供給の切換とスロ
ットル弁の開度切換とを相互に関連付けることにより、
混合気の均一燃焼から成層燃焼への切換過渡時にも、ス
ロットル弁開度の仝同に起因する空燃比のオーバリーン
化を防止して、混合気の燃焼性を良好に確保することに
ある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、混合気
の成層燃焼と均一燃焼とを行うエンジン、つまり第１図
に示すように、エンジンの運転状態を検出する運転状態
検出手段３４と、該運転状態検出手段３４の出力を受け
、エンジン運転状態が低負荷運転域等の第１運転域にあ
るとぎ、燃焼室の点火プラグ周りに燃料を供給して混合
気を成層燃焼せしめる一方、エンジン運転状態が上記第
１運転域とは異なる高負荷運転域等の第２運転域にある
とき、燃焼室全体に燃料を供給して混合気を均一燃焼せ
しめる燃料供給手段４２とを備えてなるエンジンの成層
燃焼制御装置を前提とする。そして、上記エンジンのス
ロットル弁９の開度を調整する開度調整手段２０と、上
記運転状態検出手段３４の出力を受け、エンジン運転状
態が上記第１運転域にあるときスロットル弁開度を全開
にする一方、上記第２運転域にあるときアクセル操作部
材の操作量に応じた要求開度にするよう上記開度調整手
段２０を制御する開度制御手段４４とともに、上記均一
燃焼から成層燃焼への燃料供給の切換過渡時を検出する
燃料供給切換時検出手段４５と、該燃料供給切換時検出
手段４５の出力を受けて、均一燃焼から成層燃焼への燃
料供給の切換後に、上記スロットル弁９の開度が全開に
なるよう上記開度制御手段４４による開度調整手段２０
の制御を補正する補正手段４６とを備える構成としたも
のである。

（作用） 以上の構成により、本発明では、エンジンの低負荷運転
域等の第１運転域では、燃料供給手段４２により燃料が
燃焼室の点火プラグ周りに偏在供給されると共に、スロ
ットル弁９の開度がその開度制御手段４４で全開に制御
された状態で、混合気の成層燃焼が行われるので、混合
気全体としての空燃比が顕著に大になって、燃費性の向
上が効果的に図られる。

また、エンジンの高負荷運転域等の第２運転域では、燃
料供給手段４２により燃料が燃焼室全体に均一に分散し
て供給されるとともに、スロットル弁９の開度が開度制
御手段４４でアクセル操作部材の操作量に応じた要求開
度に制御されて、この状態で混合気の均一燃焼が行われ
るので、運転者の要求に応じたエンジンの出力の増大が
得られる。

今、エンジン運転状態が上記第２運転域から第１運転域
に移行して、混合気の燃焼状態が均一燃焼から成層燃焼
に切換る過渡時には、燃料供給手段４２による混合気の
均一燃焼から成層燃焼への燃料供給が完全に切換った後
に、スロットル弁９の開度が、補正手段４６による制御
の補正により初めて全開に制御される。換言すれば、未
だ混合気の均一燃焼が続いている過渡状態では、スロッ
トル弁９の開度は依然としてアクセル操作量に応じた開
度に保持されているので、空燃比のオーバリーンヤ失火
を招くことが無く、混合気の燃焼性は良好に確保される
。そして、その後は、成層燃焼用の燃料により混合気の
成層燃焼が良好に行われつつ、スロットル弁９の開度の
仝聞により混合気の空燃比が著しく大になって、燃費性
の向上が顕著に図られることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基いて説明
する。

第２図は本発明に係るエンジンの成層燃焼制御装置の全
体１構成を示し、１はエンジン、２はエンジン１のシリ
ンダ３に摺動自在゛に嵌挿され、頂部に凹部２ａが形成
されたピストン、４は該ピストン２により容積可変に形
成される燃焼室、５は一端がエアクリーナ６を介して大
気に連通し、他端が上記燃焼室４に開口して吸気をエン
ジン１に供給するための吸気通路、７は一端が上記燃焼
室４に開口し、他端が大気に開放されて排気を排出する
ための排気通路であって、上記吸気通路５のサージタン
ク８下流側には、吸入空気母を制御するスロットル弁９
が配設されていると共に、該スロットル弁９及びサージ
タンク８下流側には、燃料を燃焼室４内に均一に分散し
て噴射供給するための均一燃焼用の燃料噴射弁１０が配
設されている。

また、燃焼室４の頂部には、ピストン２の凹部２ａに対
峙して燃焼室４内の混合気に点火する点火プラグ１１と
、燃焼室４内の点火プラグ１１周りのみに燃料を偏在し
て噴射供給するための成層燃焼用の燃料噴射弁１２とが
配設されている。尚、図中、１５は吸気通路５の燃焼室
４への開口部に配設された吸気弁、１６は排気通路７の
燃焼室４への開口部に配設された排気弁、１７は排気通
路７の途中に配置された排気ガス浄化用の触媒装置であ
る。

また、上記スロットル弁９には、該スロットル弁９の開
度を調整する開度調整手段としてのステッパモータ２０
が接続されているとともに、上記均一燃焼用の燃料噴射
弁１０には、該均一燃焼用の燃料噴射弁１０への燃料圧
力を調整するレギュレータ２１を介して燃料ポンプ２２
が接続され、一方、成層燃焼用の燃料噴射弁１２には、
該成層燃焼用の燃１３＋噴射弁１２に燃料を供給する噴
射ポンプ２３が接続されている。また、上記点火プラグ
１１には点火コイル２４が接続されている。

ざらに、２８はエンジン１の負荷状態を検出する負荷セ
ンサ、２９はエンジン回転数を検出する回転数センサ、
３０はエンジン１のクランク軸の所定角度位置（例えば
所定気筒のピストン上死点位置）により基準位置を検出
するＴＤＣセンサ、３１はエンジン冷却水温を検出する
水温センサ、３２は吸入空気の温度を検出する吸気温セ
ンυ、３３はアクセルペダル（アクセル操作部材）のア
クセル開度（操作量）を検出するアクゼルペダル間度セ
ンサであって、上記負荷センサ２８及び回転数センサ２
９により、エンジン１の運転状態を検出するようにした
運転状態検出手段３４を構成している。

そして、上記６個のセンサ２８〜３３の検出信号は、各
々ＣＰＵやＲＡＭ等を内蔵するコントローラ３５に入力
されていて、該コントローラ３５により、上記ステッパ
モータ２０、均一燃焼用の燃料噴射弁１０及び噴射ポン
プ２３並びに点火コイル２４が各々制御されて、スロッ
トル弁開度、均一燃焼時の燃料量及び成層燃焼時の燃料
量並びに混合気の点火時期が各々調整される。

次に、上記コントローラ３５の作動を第３図ないし第８
図の制御フローに基いて説明する。先ず、第３図の制御
フローからスタートし、ステップＳ１でイニシャライズ
した後、ステップＳ２で上記６個のセンサ２８〜３３（
負荷、回転数、クランク角、冷却水温、吸気温及びアク
セルペダル開度）からの各検出信号を入力し、ステップ
Ｓ３でスタータの状態によりエンジン始動時か否かを判
別し、エンジン始動時のＹＥＳの場合には、ステップＳ
４で第７図の始動補正ルーチンに進んで、エンジン１へ
の燃料供給及び点火時期をエンジン胎動時に対応して調
整する。

また、上記ステップＳ３でエンジン胎動後の＼Ｏの場合
には、定常時か加速時かを判別すべく、ステップＳ５で
アクセルペダル（図示せず）の開度の変化率ｄθａ　／
ｄｔを加速時に相当する所定値α１と大小比較し、ｄθ
ａ　／ｄｔ≧αｌのＹＥＳの加速時には、特にステップ
Ｓ６で加速補正ルーチン（図示せず）に進んだ後、ステ
ップＳ７及びステップＳ８で負荷信号とエンジン回転数
信号とに基いて第９図に示す第１運転域（成層燃焼域）
か、該第１運転域とは異なる第２運転１８！（均一燃焼
域（発進時を含む））か、又は第３運転域（成層燃焼と
均一燃焼との間の遷移領域）か否かを判別し、第１運転
域の場合にはステップＳ９で第４図に示す成層燃焼ルー
チンに進む一方、第２運転域の場合にはステップ３１０
で第５図に示す均一燃焼ルーチンに進み、第３運転域の
場合には、燃焼切換時のトルクショックを低減する目的
でステップＳ。

で第６図に示す遷移領域ルーチンに進む。

次に、第４図の成層燃焼ルーチンを説明するに、ステッ
プＳｓ＋で成層燃焼時間を計測すべくカウンタｎ＋　（
初期値＝Ｏ）に「１」を加算した後、ステップＳＳ２で
成層燃焼域での燃料噴射時期Ｉｎｊ、　Ｔ（ｓ）を第１
０図（イ）の成層燃焼用の噴射時期マツプに基いて圧縮
行程俊半になるよう算出すると共に、ステップＳＳ３で
成層燃焼域での燃料噴射ＬｉＱｆ（ｓ）を同図（ロ）の
成層燃焼用の噴射量マツプに基いてアクセルペダル開度
θａの増大に応じて増量するよう算出設定する。ざらに
、ステップＳＳ４で成層燃焼域での点火時期１　（１，
Ｔ　（ｓ）を同図（ハ）の成層燃焼用の点火時期マツプ
に基いてアクセルペダル開度θａ及びエンジン回転数の
増大に応じて進角調整し、ステップＳＳ５で成層燃焼域
での点火期間Ｉ　Ｃ＋、　Ｄ　ｒ（ｓ）を同図（ニ）の
成層燃焼用の点火期間マツプに基いてアクセルペダル開
度θａの増大に応じて長くなるＪ：う締出設定する。

しかる後、ステップＳｓｓで成層燃焼用の燃料噴射弁１
２からの燃料噴射時期が上記噴射時期Ｉｎｊ、　Ｔ（ｓ
）に一致するようセットし、更にステップＳＳ７でその
燃料ｌ１７４射量が上記燃料噴射ｍＱｆｃＳ）になるよ
うセットすると共に、スロットル弁９の開度が全開にな
るようステッパモータ２０を作動制御して混合気の空燃
比を著しく大にすると共にエンジン１のポンピングロス
を低減した後、ステップＳｓｓにおいて以上で設定した
点火時期１ｇ、　Ｔ　（ｓ）になるのを待って、ステッ
プＳＳ９て点火コイル２４を作動制御して、点火プラグ
１１での点火をこの点火時期Ｉ　ａ、　Ｔ　（ｓ）から
上記点火期間Ｉ　ｇ、　Ｄ　ｒ（ｓ）の間続行するとと
もに、ステップＳＳ　ｔＧで上記燃料噴射時期ｉｎｊ、
　Ｔ（Ｓ）になるのを待って、ステップＳｓｏで噴射ポ
ンプ２３の駆動により成層燃焼用の燃料噴射弁１２から
噴射ｆｆ１Ｑｆ（ｓ）の燃料を燃焼室４内の点火プラグ
１１周りに噴射供給する。

そして、その後は、混合気の成層燃焼に伴うカーボンの
発生に対処すべく、ステップＳＳ＋２でカウンタｎｌの
値を判別し、その値ｎ１が点火プラグ１１へのカーボン
付着量の多い所定時間α２未満の場合には、カーボン付
着量の少ない状況であるので、直ちにリターンする一方
、カーボン付着量の多いｎ１≧α２のＹＥＳの場合には
、この付着したカーボンを混合気の均一燃焼で焼き切る
べく、ステップ５Ｓ１３で燃焼切換時間計測用のカウン
タｎ２（初期値＝０）に「１」を加算した後、ステップ
５Ｓ１４で上記６個のセンサ２８〜３３からの検出信号
を入力してエンジン１の運転条件を検出して、ステップ
Ｓｓ＋ｓで第５図の均一燃焼ルーチンに進んで混合気の
均一燃焼を開始し、その後、この強制的な均一燃焼時間
を把握すべく、ステップ５Ｓ１６でカウンタｎ２の値を
判別し、この値ｎ２がカーボンを焼き切るのに十分な設
定時間α３未満（ｎ２くＣ３）の場合には、以上の均一
燃焼を続行し、ｎ２≧α３のＹＥＳのカーボンの焼失除
去後になって初めて、リターンする。

続いて、第５図の均一燃焼ルーチンを説明するに、ステ
ップＳＨＩで均一燃焼域での燃料噴射時期１ｎｊ、　Ｔ
（ｈ）を第１１図（イ）の均一燃焼用の噴射時期マツプ
に基いて吸気行程前半になるよう算出すると共に、ステ
ップＳＨ２で均一燃焼域での燃料噴射量０ｆ（ｈ）を同
図（ロ）の均一燃焼用の噴射量マツプに基いてアクセル
ペダル開度θａの増大に応じて増量するよう算出設定す
る。さらに、ステップ３１−１３で均一燃焼域での点火
時期Ｉｇ、Ｔ（ｈ）を同図（ハ）の均一燃焼用の点火時
期マツプに基いてアクセルペダル開度θａの減少及びエ
ンジン回転数の増大に応じて進角調整し、ステップ５）
−１，１で均一燃焼域での点火期間ＩＯ，Ｄｒ（ｈ）を
同図（ニ）の均一燃焼用の点火期間マツプに基いてアク
セルペダル開度θａの増大に応じて短かくなるよう専用
設定する。

しかる後、ステップＳＨ５で、スロットル弁９の開度θ
ｔ（ｈ）を第１０図のスロットル弁開度マツプに基いて
アクセルペダル開度θａの増大に応じて増大するよう（
始動時では開度一定に）ｎ出設定して、ステップＳＨ６
でこのスロットル弁開度θｔ（ｈ）になるようステッパ
モータ２０を作動制御する。

そして、ステップＳＨ７で以上で設定した燃料噴射時期
Ｉｎｊ、　Ｔ（ｈ）になるのを待って、ステップＳＨ８
で均一燃焼用の燃料噴射弁１０から、燃料噴射ｆｆ１Ｑ
ｆ（ｈ）の燃料を吸気行程前半から燃焼室４内に噴射し
て、この燃料を燃焼室４内に均一に分散して供給すると
共に、ステップ５）−１９で上記混合気の点火時期Ｉ　
ｇ、　Ｔ　（ｈ）になるのを待って、ステップＳ＋ｔｏ
で点火コイル２４を作動制御して、点火プラグ１１での
点火を上記点火期間Ｉｇ、Ｄｒ（ｈ）の間続行して、リ
ターンする。

次に、第６図の遷移領域ルーチンを説明するに、ステッ
プＳＴＩで均一燃焼での燃料噴射時期Ｉｎｊ、　Ｔ（ｈ
）を第１１図（イ）の均一燃焼用の噴射時期マツプに基
いて吸気行程前半になるよう算出すると共に、ステップ
ＳＴ２で成層燃焼での燃料噴射時期Ｉｎｊ、　Ｔ（ｓ）
を第１０図（イ）の成層燃焼用の噴射時期マツプに基い
て圧縮行程後半になるよう算出する。また、ステップＳ
Ｔ３及びステップＳＴ４では、均−燃焼用及び成層燃焼
用の各燃焼噴射弁１０．１２からの燃料噴射量が、第１
３図に示す如く、この遷移領域（第３運転域）で徐々に
切換わるように、均一燃焼での燃料噴射ＩＱｆ（ｈ）と
成層燃焼での燃料噴射＠Ｑｆ（ｓ）とを各々上記第１１
図（ロ）及び第１０図（ロ）の噴射量マツプに基いて算
出した後、燃料量Ｑｆ（ｈ）をｙＡｆｆｉ補正すると共
に、燃料量Ｑｆ（Ｓ）を減量補正する。ざらに、この遷
移領域での混合気の点火時期を均一燃焼域での点火時期
と同一時期にすべく、ステップＳＴ５で均一燃焼での点
火時期Ｉ　Ｃ１，Ｔ　（ｈ）を第１１図（ハ）の均一燃
焼用の点火時期マツプに基いて算出すると共に、ステッ
プＳＴ６で均一燃焼での点火期間１　ａ、　Ｄ　ｒ（ｈ
）を同図（ニ）の均一燃焼用の点火期間マツプに基いて
算出設定し、その後、ステップＳＴ７でスロットル弁９
の開１哀θｔ（ｈ）を第１２図のスロットル弁開度マツ
プに基いて等出設定して、ステラ１Ｓ丁８でこのスロッ
トル弁開度θｔ（ｈ）になるようステッパモータ２０を
作動制御する。

しかる後、ステップＳＴ９で成層燃焼用の燃料噴射弁１
２からの燃１′ミ１噴射時期及び噴射■か各々上記成層
燃焼時の燃料噴射時期Ｉｎｊ、　Ｔ（ｓ）及び燃料噴射
ＩＱｆ（ｓ）に一致するよう噴射ポンプ２３からの燃料
吐出時期及び吐出量をセットした後、ステップ５ＴＩＱ
で均一燃焼での燃料噴射時期Ｉｎｊ、　Ｔ（ｈ）になる
のを待って、ステップＳＴＩ＋で燃料ポンプ２２の駆動
により均一燃焼用の燃料噴射弁１０から、燃料噴射ｆｆ
１Ｑｆ（ｈ）の燃料を吸気行程前半から燃焼室４内に噴
射供給して、この燃お１を燃焼室４内全体に均一に分散
供給すると共に、ステップ５ＴＩ２で均一燃焼用の点火
時期Ｉ　ｇ、　Ｔ　（ｈ）になるのを侍って、ステップ
５Ｔ１３で点火コイル２４を作動制御して、点火プラグ
１１での点火を上記点火期間Ｉ　ｇ、　Ｄ　ｒ（ｈ）の
間続行する。

その後、ステップ５Ｔ１４で成層燃焼での燃料噴射時期
Ｉｎｊ、　Ｔ（ｓ）になるのを待って、ステップ５Ｔ１
５で吸気行程前半ないし圧縮行程直前で噴射ポンプ２３
の駆動により燃料噴射ｆｆ１Ｑｆ（Ｓ）の燃料を成層燃
焼用の燃料噴射弁１２から燃焼室４内の点火プラグ１１
周りに噴射供給して、リターンする。

次に、上記第７図の始動補正ルーチンを説明するに、ス
テップＳｃ＋でクランキング時のエンジン回転数Ｎ及び
アクセルペダル開度Ｏａを入力した後、このクランキン
グ時に混合気の均一燃焼を行って始動性の向上を図るべ
く、ステップＳＣ２で燃１１噴射時期Ｉｎｊ、　Ｔ（ｈ
）を第１１図（イ）ノ均−燃焼用の噴射時期マツプに基
いて吸気行程前半になるよう算出すると共に、ステップ
ＳＣ３で燃料噴射ＩＱｆ（ｈ）を同図（ロ）の均一燃焼
用の噴剣母マツプに基いて始Ｉ！ｊＪ後の噴９Ａ量より
も増量するよう算出設定し、ざらにステップＳＣ４で点
火時期１　ｇ、　Ｔ　（ｈ）を同図（ハ）の均一燃焼用
の点火時期マツプに基いてアクセルペダル開度θａの減
少及びエンジン回転数の増大に応じて進角調整し、ステ
ップＳｃｓで点火期間Ｉ　Ｃ１，Ｄ　ｒ（ｈ）を同図（
ニ）の均一燃焼用の点火期間マツプに基いて始動後の点
火時期よりも短かく算出設定し、その後、ステップＳｃ
ｓで、スロットル弁９の開度θ℃を第１２図のスロット
ル弁開度マツプに基いて微小開度の所定値α５に一定に
算出設定して、該スロットル弁開度θｔになるようステ
ンパモータ２０を作動制御する。

しかる後、ステップＳ０７で以上で設定した燃おｌ噴射
時期Ｉｎｊ、　Ｔ（ｈ）になるのを待って、ステップＳ
ｃａで均一燃焼用の燃料噴射弁１０から、燃料噴射ｆｆ
１Ｑｆ（ｈ）の燃料を吸気行程前半から燃焼室４内に噴
射供給して、この燃料を燃焼室４内に均一に分散して供
給すると共に、ステップＳｃ９で上記混合気の点火時期
Ｉ　ｇ、　Ｔ　（ｈ）になるのを待って、ステップＳｃ
＋ｎで点火コイル２４を作動制御して、点火プラグ１１
での点火を上記点火期間Ｉ　ｇ、　Ｄ　ｒ（ｈ）の間続
行し、その俊、ステップＳＣＩ＋でスタータの位置を判
別して、ＯＮ位置にあるＹＥＳのクランキング中の場合
には以上の動作を繰返して、エンジン完爆を待ち、エン
ジン完爆後（Ｎｏの場合）は、その後の所定時間のあい
だ混合気の均一燃焼を続行すべく、ステップ５ＣＩ２で
再びエンジン回転数Ｎ及びアクセルペダル開度θａを入
力した俊、ステップ５Ｃ１３で均一燃焼の続行時間計測
用のカウンタｎ３に「１」を加算して、ステップ５ｃ１
４で上記第５図の均一燃焼ルーチンに進んで混合気の均
一燃焼を行い、その後、ステップＳｃ＋ｓでカウンタｎ
３の１直をエンジン安定までの所定時間Ｔ１に相当する
設定値α６と大小比較し、ｎ３　＜Ｃ６の場合にはエン
ジンの安定を待つべく以上の均一燃焼を続行し、ｎ３≧
α６のＹＥＳの所定時間Ｔ１の経過後は、混合気の均一
燃焼から成層燃焼に移行すべくステップ５Ｃ１６以降に
進む。

そして、ステップ５Ｃ１６で再びエンジン回転数Ｎ及び
アクセルペダル開度θａを入力した後、ステップ５Ｃ１
７で第１運転域（成層燃焼域）か否かを判別し、該第１
運転域にないＮｏの場合には、完爆直後の発進の場合を
考慮して、ステップ５ｃ１８で第２運転域（均一燃焼域
）にあるときには、ステップ５Ｃ１９で第５図の均一燃
焼ルーチンに進んで均一燃焼を行う一方、第３運転域（
遷移領域）にあるときには、ステップ５Ｃ２０で第６図
の遷移領域ルーチンに進んで混合気の燃焼状態を徐々に
切換える。

そして、上記ステップ５Ｃ１７で通常通り第１運転載（
成層燃焼域）におる場合には、均一燃焼から成層燃焼に
徐々に切換えるべく、ステップ５ｃ２１で第６図の遷移
領域ルーチンに進んで均一燃焼用の燃料噴射弁１０から
の均一燃料量Ｑｆ（ｈ）を漸次減量すると共に、成層燃
焼用の燃料噴射弁１２からの成層燃料１ｆ（Ｓ）を漸次
増量した後、ステップ５Ｃ２２で均−燃料ｆｆ１Ｑｆ（
ｈ）の値を判別し、Ｑｆ（ｈ）＞Ｏの未だ均一燃料の噴
射中の場合（ＮＯの場合）には、上記均一燃料ｆｆ１Ｑ
ｆ（ｈ）の減量及び成層燃料量Ｑｆ（Ｓ）の増量動作を
繰返し、Ｑｆ（ｈ）＝０で均一燃料の噴射が停止すると
、ステップ５Ｃ２３で安全時間計測用のカウンタｎ５に
「１」を加算した後、ステップＳＣ２／ｌでこの値ｎ５
を安全時間Ｔ２に相当する所定値α８と大小比較し、安
全時間Ｔ２経過後のｎ５≧α８のＹＥＳの場合に限り、
ステップ５Ｃ２５で水温セン＋）３１からの出力に基い
てエンジン冷却水温度Ｔｗを把握し、この冷却水温度Ｔ
ｗをエンジン暖機時に相当する所定温度α９と大小比較
し、Ｔｗ≧α９のエンジン暖機時のＹＥＳの場合には、
ステップ５Ｃ２６でスロットル弁９の開度０丁を素早く
全開にしてリターンする一方、Ｔｗ≧α９のエンジン冷
機時には、エンジンストールを招かないＪ：う、ステッ
プ５Ｃ２７で第８図に示す冷機時補正ルーチンに進んで
、リターンする。

ずなわち、第８図の冷機時補正ルーチンにおいて、エン
ジン冷機時には、ステップＳｗ＋でカウンタｎ６に「１
」を加算した後、ステップＳＷ２でスロットル弁開度θ
Ｔ　（ｈ）から上記カウンタ値ｎ６に応じた微小値（（
Ｘｒｒｒ　Ｘｎｓ　）（α＋ｏ　：係数）を減算し、ス
テップＳＷ３でこの間度値θＴ　（ｈ）になるようステ
ッパモータ２０を駆動して、スロットル弁開度θＴ　（
ｈ）を徐々に開き、その後、ステップＳＷ４でこの間度
値θＴ　（ｈ）が零値になるまで、つまり全開になるま
で以上の動作を繰返して、リターンする。

よって、上記第３図のステップ８７〜Ｓ＋ｏ及び第４図
の成層燃焼ルーチンのステップＳｓ＋〜５Ｓ１１並びに
第５図の均一燃焼ルーチンのステップ５）−１１〜ＳＨ
４ｅ　ＳＨ７〜５ＨＩＩ＋により、運転状態検出手段３
４の出力を受け、エンジン運転状態が第１運転域（成層
燃焼域）にあるとき、燃焼室４内の成層燃焼用の燃料噴
射弁１２から燃料を圧縮行程後半で噴射して、該燃料を
点火プラグ１１周りにのみ偏在するよう供給して、この
燃料を含む混合気を成層燃焼用の点火時期Ｉ　ｇ、　Ｔ
　（ｓ）で点火して、混合気を成層燃焼せしめる一方、
エンジン運転状態が上記第１運転域（成層燃焼域）とは
異なる第２運転域（均一燃焼域）にあるとき、吸気通路
５の均一燃焼用の燃料噴射弁１０から燃料を吸気行程前
半から噴射して、該燃料を燃焼室４仝体に均一に分散す
るよう供給して、この燃料を含む混合気を均一燃焼用の
点火時期Ｉ　ａ、　Ｔ　（ｈ）で点火して、混合気を均
一燃焼せしめるようにした燃料供給手段４２を構成して
いる。

ざらに、第４図の成層燃焼ルーチンのステップＳＳ７及
び第５図の均一燃焼ルーチンのステップ３１−１５　、
Ｓ’ｓにより、エンジン運転状態が第１運転域（成層燃
焼域）にあるときにはスロットル弁開度θＴを全開にす
る一方、第２運転域（均一燃焼域）にあるときにはスロ
ットル弁開度θＴを第１２図のスロットル弁開度マツプ
に基いてアクセルペダル開度θａの増減に応じた要求開
度にするようステッパモータ２０を制御する開度制御手
段４４を構成している。

加えて、第７図の始動補正ルーチンにおいて、ステップ
５ｃｓｓ〜５Ｃ１７により、エンジン始動時における混
合気の均一燃焼制御からその後の安定時における混合気
の成層燃焼制御への移行時、つまり均一燃焼から成層燃
焼への燃料の噴射供給の切換過渡時を検出するようにし
た燃料供給切換時検出手段４５を構成しているとともに
、ステップ５Ｃ２１〜５Ｃ２７により、上記燃料供給切
換時検出手段４５の出力を受け、均一燃焼用の燃お１噴
躬弁１０からの均一燃料量Ｑｆ（ｈ）が零値なった後、
つまり均一燃料から成層燃料への供給切換が完了した後
に、スロットル弁９の開度θＴが全開になるよう、上記
開度制御手段４４によるステッパモータ２０の制御を補
正するようにした補正手段４６を構成している。

したがって、上記実施例においては、エンジン始動時（
第２運転域）では、第１４図に示す如く、クランキング
開始と同時にスロットル弁９の開度０丁が同図（ハ）に
示す如く、微小開度α５に調整されると共に、吸気通路
５の均一燃焼用の燃料噴射弁１０から燃料が同図（イ）
に示す如く始動補正されて多量に吸気行程の前半から燃
焼室４内に噴射供給され、このことにより燃焼室４内の
全体に燃料が均一に分散された状態で混合気の均一燃焼
が行われるので、同図（ニ）に示すエンジン回転数が素
早く上昇して直ちに完爆し、エンジン始動が容易に行わ
れる。その際、均一燃焼用の燃料噴射弁１０からの均−
燃料は胎動増量後にアイドル運転時に必要な燃料量Ｑ１
に調整されると共に、成層燃焼用の燃料噴射弁１２から
の成層燃料量は同図（ロ）に示す如く零値である。

そして、所定時間Ｔ１が経過してエンジン安定状態にな
ると、アイドル運転状態では、混合気の均一燃焼から成
層燃焼に切換えるべく、同図（イ）の均−燃料量が徐々
に減少すると共に、同図（ロ）の成層燃料量が徐々に増
量し、均一燃料量が零値になって燃１１供給切換が完了
した時点（図中Ｃ点）、つまり成層燃料に基いて燃焼室
４内の点火プラグ１１周りに偏在する可燃混合気の成層
燃焼に完全に切換ると、この時点から安全時間Ｔ２を経
過した時点でスロットル弁９の開度０丁が初めてステッ
パモータ２０で全開に制御されるので、この成層燃焼時
において吸入空気量が増大して、混合気の燃焼性を良好
に確保しつつ、混合気の空燃比が顕著に大になり、燃費
性の向上が効果的に図られる。

その際、混合気の均一燃焼から成層燃焼への切換過渡時
、未だ均一燃料の噴射供給が続く過渡状態では、スロッ
トル弁９の開度０丁は微小開度α５に保持されていて、
スロットル弁開度０丁の全開に伴う吸入空気量の唐突な
増大がないので、この燃焼切換の過渡時に空燃比のオー
バリーンや失火が生じることが無く、混合気の燃焼性を
良好に確保することができる。

尚、上記実施例では、成層燃焼用の燃料噴射弁１２を燃
焼室４内に望むように配置したが、この成層燃焼用の燃
焼噴射弁１２を吸気通路５の吸気弁１５直上流に配置し
てもよいのは勿論のこと、成層燃焼用の燃焼噴射弁１２
又は均一燃焼用の燃料噴射弁１０で他方を兼用してもよ
い。その場合、燃料噴射タイミングを早くすることで混
合気の均一燃焼を、遅くすることで混合気の成層燃焼を
行うことができる。

また、上記実施例では、始動時での均一燃焼から成層燃
焼への燃焼切換時の場合について説明したが、その他、
高回転・高負荷から低回転・低負荷に移行する通常の場
合でも同様に適用でき、要は第２運転域（均一燃焼域）
から第１運転域（成層燃焼域）に移行する場合に適用で
きる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、エンジン運転状
態に応じて混合気の成層燃焼と均一燃焼とを行う場合、
ン昆合気の均一燃焼から成層燃焼への燃料供給の切換過
渡時には、この燃料供給の切換が完全に終了した後に初
めてスロットル弁開度を全開にして、混合気の成層燃焼
時での混合気の空燃比を顕著に大にしたので、この燃焼
切換過渡時での吸入空気量の唐突に増大に伴う空燃比の
オーバリーンを防止して、混合気の燃焼性を良好に確保
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図ないし第１４図は本発明の実施例を示し、第２図
は全体構成図、第３図ないし第８図は各々コントローラ
の作動を示すフローチャート図、第９図は第１〜第３運
転域を示す説明図、第１０図（イ）〜（ニ）及び第１１
図（イ）〜（ニ）並びに第１２図は各々コントローラ内
部に記憶する各種マツプを示ず図、第１３図は成層燃焼
用及び均一燃焼用の各燃料噴射弁の噴射量特性を示す図
、第１４図は作動説明図である。 １・・・エンジン、９・・・スロットル弁、１０・・・
均一燃焼用の燃料噴射弁、１１・・・点火プラグ、１２
・・・成層燃焼用の燃料噴射弁、２０・・・ステッパモ
ータ、２２・・・燃料ポンプ、２３・・・噴射ポンプ、
２８・・・負荷センサ、２９・・・回転数センサ、３３
・・・アクセルペダル開度センサ、３４・・・運転状態
検出手段、３５・・・コントローラ、４２・・・燃料供
給手段、４４・・・開度制御手段、４５・・・燃料供給
切換時検出手段、４６・・・補正手段。 特許出願人　マ　ツ　ダ　　株式会社 −と、　′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、該運転状態検出手段の出力を受け、エンジン運転状
   態が第１運転域にあるとき、燃焼室の点火プラグ周りに
   燃料を供給して混合気を成層燃焼せしめる一方、エンジ
   ン運転状態が上記第１運転域とは異なる第２運転域にあ
   るとき、燃焼室全体に燃料を供給して混合気を均一燃焼
   せしめる燃料供給手段とを備えてなるエンジンの成層燃
   焼制御装置において、上記エンジンのスロットル弁の開
   度を調整する開度調整手段と、上記運転状態検出手段の
   出力を受け、エンジン運転状態が第１運転域にあるとき
   スロットル弁開度を全開にする一方、上記第２運転域に
   あるときアクセル操作部材の操作量に応じた要求開度に
   するよう上記開度調整手段を制御する開度制御手段と、
   上記均一燃焼から成層燃焼への燃料供給の切換過渡時を
   検出する燃料供給切換時検出手段と、該燃料供給切換時
   検出手段の出力を受け、均一燃焼から成層燃焼への燃料
   供給の切換後に上記スロットル弁の開度が全開になるよ
   う上記開度制御手段による開度調整手段の制御を補正す
   る補正手段とを備えたことを特徴とするエンジンの成層
   燃焼制御装置。