JPH04252830A - 筒内噴射式内燃機関のアイドリング制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は筒内噴射式内燃機関のア
イドリング制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃焼室内に向けて燃料を噴射するための
燃料噴射弁を具備すると共に燃料噴射弁から噴射された
燃料を機関アイドリング運転時には空気過剰のもとで燃
焼せしめ、機関アイドリング運転時における燃料噴射量
が機関回転数の関数であって機関回転数が低下するにつ
れて増大せしめられ、機関回転数の変化に起因する燃料
噴射量の変化に基いて機関アイドリング回転数が目標回
転数に制御される筒内噴射式内燃機関が公知である（特
開平２−１６９８３４号公報参照）。この内燃機関では
機関アイドリング運転時にアイドリング回転数にかかわ
らずに燃料噴射弁から機関一サイクル毎に１回燃料をピ
ストン頂面上に形成された凹溝内に向けて噴射して、凹
溝内に混合気を形成するようにしている。この内燃機関
では機関アイドリング回転数が目標回転数よりも高くな
れば燃料噴射量が減少するためにアイドリング回転数が
低下し、アイドリング回転数が目標回転数よりも低くな
れば燃料噴射量が増大するためにアイドリング回転数が
上昇し、斯くしてアイドリング回転数が自動的に目標回
転数に制御される。

【０００３】ところでこのように機関アイドリング運転
時に噴射燃料を空気過剰のもとで燃焼せしめるようにし
た内燃機関では吸気通路内にスロットル弁が設けられて
おらず、或いは吸気通路内にスロットル弁が設けられて
いたとしても燃焼室内の空気を過剰とするためにアイド
リング運転時であってもスロットル弁は予混合内燃機関
におけるアイドリング開度までは閉弁せしめられない。 このように吸気通路内にスロットル弁が設けられていな
い場合、或いは吸気通路内にスロットル弁が設けられて
いたとしてもアイドリング運転時にスロットル弁が予混
合内燃機関におけるアイドリング開度までは閉弁せしめ
られない場合には、アイドリング運転時に機関シリンダ
内に単位時間当り供給される吸入空気量Ｑは機関回転数
Ｎの増大に比例して増大する。従って機関シリンダ内に
一サイクル当り供給される吸入空気量Ｑ／Ｎは機関回転
数Ｎにかかわらずにほぼ一定となる。

【０００４】従ってアイドリング運転時に噴射燃料を空
気過剰のもとで燃焼せしめるようにした内燃機関ではア
イドリング運転時には機関シリンダ内に供給される吸入
空気量Ｑ／Ｎがほぼ一定に維持された状態でアイドリン
グ回転数が目標回転数よりも高くなれば燃料噴射量が減
少せしめられ、アイドリング回転数が目標回転数よりも
低くなれば燃料噴射量が増大せしめられることになる。 この場合、燃焼室内に過剰な空気が存在していれば燃料
噴射量が増大したときにそれに比例して燃焼に寄与する
空気量が増大するというのが従来からの一般的な考え方
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら実際には
アイドリング回転数が目標回転数よりも低くなったとき
に燃料噴射量が増大せしめられても、凹溝内で噴射燃料
が拡散する領域、即ち混合気が形成される容積は燃料噴
射量の増大に比例して増大しない。しかも上述のように
アイドリング回転数にかかわらずに凹溝内には限られた
ほぼ一定量の空気しか存在しないので、噴射燃料と混合
する空気の量は燃料噴射量の増大に比例して増大しない
。その結果、アイドリング回転数が目標回転数よりも低
くなったときに燃料噴射量が増大せしめられると凹溝内
に形成される混合気が過濃となって良好な燃焼が得られ
なくなるという問題がある。更に、良好な燃焼が得られ
ないために機関の出力トルクが十分に増大せず、斯くし
てアイドリング回転数を目標回転数まで速やかに戻すこ
とができないという問題を生ずる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば燃焼室内に向けて燃料を噴射するた
めの燃料噴射弁を具備すると共に燃料噴射弁から噴射さ
れた燃料を機関アイドリング運転時には空気過剰のもと
で燃焼せしめ、機関アイドリング運転時における燃料噴
射量が機関回転数の関数であって機関回転数が低下する
につれて増大せしめられ、機関回転数の変化に起因する
燃料噴射量の変化に基いて機関アイドリング回転数が目
標回転数に制御される筒内噴射式内燃機関において、ピ
ストン頂面上に凹溝を形成して機関アイドリング運転時
に機関回転数が目標回転数よりも低い設定回転数以下の
ときには噴射燃料がピストン頂面全体に向かう第１回目
の噴射と凹溝内に向かう第２回目の噴射とを行い、機関
回転数が設定回転数以上のときには凹溝内に向かう噴射
のみを行うようにしている。

【０００７】

【作用】機関アイドリング運転時において機関回転数が
低下するにつれて燃料噴射量が増大せしめられる。機関
アイドリング回転数が設定回転数以下のときにはピスト
ン頂面全体に向かう第１回目の噴射燃料が燃焼室内全体
に拡散されて均一混合気が形成され、更に凹溝内に向か
う第２回目の噴射燃料が凹溝内に拡散されて凹溝内に混
合気が形成される。一方機関アイドリング回転数が設定
回転数以上のときには凹溝内に向かう噴射のみが行われ
、この噴射燃料が凹溝内に拡散されて凹溝内に混合気が
形成される。

【０００８】

【実施例】図１から図４に本発明を火花点火式２サイク
ル筒内噴射機関に適用した場合を示す。図２および図４
を参照すると、１はシリンダブロック、２はシリンダブ
ロック１内で往復動するピストン、３はシリンダブロッ
ク１上に固定されたシリンダヘッド、４はシリンダヘッ
ド３の内壁面３ａとピストン２の頂面間に形成された燃
焼室を夫々示す。シリンダヘッド内壁面３ａ上には凹溝
５が形成され、この凹溝５の底壁面をなすシリンダヘッ
ド内壁面部分３ｂ上に一対の給気弁６が配置される。一
方、凹溝５を除くシリンダヘッド内壁面部分３ｃは傾斜
したほぼ平坦をなし、このシリンダヘッド内壁面部分３
ｃ上に一対の排気弁７が配置される。シリンダヘッド内
壁面部分３ｂとシリンダヘッド内壁面部分３ｃは凹溝５
の周壁８を介して互いに接続されている。

【０００９】この凹溝周壁８は給気弁６の周縁部に極め
て近接配置されかつ給気弁６の周縁部に沿って円弧状に
延びる一対のマスク壁８ａと、給気弁６間に位置する新
気ガイド壁８ｂと、シリンダヘッド内壁面３ａの周壁と
給気弁６間に位置する一対の新気ガイド壁８ｃとにより
構成される。各マスク壁８ａは最大リフト位置にある給
気弁６よりも下方まで燃焼室４に向けて延びており、従
って排気弁７側に位置する給気弁６周縁部と弁座９間の
開口は給気弁６の開弁期間全体に亙ってマスク壁８ａに
より閉鎖されることになる。

【００１０】また、各新気ガイド壁８ｂ，８ｃはほぼ同
一平面内に位置しており、更にこれらの新気ガイド壁８
ｂ，８ｃは両給気弁６の中心を結ぶ線に対してほぼ平行
に延びている。点火栓１０はシリンダヘッド内壁面３ａ
の中心に位置するようにシリンダヘッド内壁面部分３ｃ
上に配置されている。一方、排気弁７に対しては排気弁
７と弁座１１間の開口を覆うマスク壁が設けられておら
ず、従って排気弁７が開弁すると排気弁７と弁座１１間
に形成される開口はその全体が燃焼室４内に開口するこ
とになる。

【００１１】シリンダヘッド３内には給気弁６に対して
給気ポート１２が形成され、排気弁７に対して排気ポー
ト１３が形成される。一方、両給気弁６の間のシリンダ
ヘッド内壁面３ａの周縁部には燃料噴射弁１４が配置さ
れ、この燃料噴射弁１４から燃料が燃焼室４内に向けて
噴射される。

【００１２】図２および図３に示されるようにピストン
２の頂面上には点火栓１０の下方から燃料噴射弁１４の
先端部の下方まで延びる凹溝１５が形成される。図２お
よび図３に示される実施例ではこの凹溝１５は点火栓１
０と燃料噴射弁１４とを含む垂直平面Ｋ−Ｋに対して対
称なほぼ球面状をなす。また、ピストン２の頂面の中心
部には凹溝１５よりも曲率半径の小さな球面状をなす凹
所１６が形成される。この凹所１６も垂直平面Ｋ−Ｋ上
に形成されており、この凹所１６は凹溝１５の凹状内壁
面の上方部に開口している。図２に示すようにピストン
２が上死点に達すると点火栓１０が凹所１６内に侵入す
る。一方、凹所１６に関して凹溝１５と反対側のピスト
ン２の頂面部分２ａは傾斜したほぼ平坦面から形成され
、図２に示すようにピストン２が上死点に達するとシリ
ンダヘッド内壁面部分３ｃとピストン頂面部分２ａ間に
はスキッシュエリア１７が形成される。

【００１３】図５に示されるように図１から図４に示す
実施例では排気弁７が給気弁６よりも先に開弁し、排気
弁７が給気弁６よりも先に閉弁する。また、図５におい
てＩｉ，Ｉｉ１，　Ｉｉ２，　Ｉｈ　は燃料噴射時期を
示している。

【００１４】図１を参照すると、各気筒の給気ポート１
２は枝管１８を介してサージタンク１９に連結され、サ
ージタンク１９は給気ダクト２０およびエアフローメー
タ２１を介して図示しないエアクリーナに連結される。 給気ダクト２０内には機関によって駆動される機械式過
給機２２が配置される。吸気ダクト２０には機械式過給
機２２上流の吸気ダクト２０と機械式過給機２２下流の
吸気ダクト２０とを連結するバイパス通路２３が接続さ
れ、このバイパス通路２３内にバイパス通路２３内を流
れる空気量を制御するためのバイパス制御弁２４が配置
される。このバイパス制御弁２４は例えばステップモー
タにより駆動され、このステップモータは電子制御ユニ
ット３０の出力信号により制御される。

【００１５】電子制御ユニット３０はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続
されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具
備する。エアフローメータ２１は吸入空気量に比例した
出力電圧を発生し、この出力電圧はＡＤ変換器３７を介
して入力ポート３５に入力される。 また、アクセルペダル２５には負荷センサ２６とアイド
ルスイッチ２７とが連結される。負荷センサ２６はアク
セルペダル２５の踏込み量に比例した出力電圧を発生し
、この出力電圧はＡＤ変換器３８を介して入力ポート３
５に入力される。一方、アイドルスイッチ２７はアクセ
ルペダル２５が踏込まれていないときにオンとなり、こ
のアイドルスイッチ２７の出力信号は入力ポート３５に
入力される。更に入力ポート３５には機関回転数を表わ
す出力パルスを発生する回転数センサ２８、および車両
速度を表わす出力パルスを発生する車速センサ２９が接
続される。ＣＰＵ　３４では回転数センサ２８の出力パ
ルスに基いて機関回転数が計算され、車速センサ２９の
出力パルスに基いて車両速度が計算される。一方、出力
ポート３６は対応する駆動回路３９，４０を介して夫々
燃料噴射弁１４およびバイパス制御弁２４に接続される
。

【００１６】図１に示す実施例では機関シリンダ内に供
給される吸入空気量がバイパス制御弁２４によって制御
される。即ち、バイパス制御弁２４が開弁していると機
械式過給機２２から機械式過給機２２下流の吸気ダクト
２０内に吐出された吸入空気の一部がバイパス通路２３
を介して機械式過給機２２上流の吸気ダクト２０内に返
戻され、斯くして機関シリンダ内に供給される吸入空気
量は機械式過給機２２上流の吸気ダクト２０内に返戻さ
れる分だけ減少する。 従ってバイパス制御弁２４の開度が大きくなるほど機関
シリンダ内に供給される吸入空気量が減少することにな
る。

【００１７】図６は或る機関回転数におけるバイパス制
御弁２４の目標開度Ｓとアクセルペダル２５の踏込み量
Ｌとの関係を示している。図６からアクセルペダル２５
の踏込み量Ｌが小さくなると、即ち機関の要求負荷が小
さくなるとバイパス制御弁２４の目標開度Ｓが大きくな
り、斯くして機関シリンダ内に供給される吸入空気量が
減少せしめられることがわかる。

【００１８】次に図７および図８を参照して機関アイド
リング運転時も含めて機関負荷が低いときにおける作動
について説明する。図７に示すように給気弁６および排
気弁７が開弁すると給気弁６を介して燃焼室４内に空気
が流入する。このとき、排気弁７側の給気弁６の開口は
マスク壁８ａによって覆われているので空気はマスク壁
８ａと反対側の給気弁６の開口から燃焼室４内に流入す
る。この空気は矢印Ｗで示すように給気弁６下方のシリ
ンダボア内壁面に沿い下降し、次いでピストン２の頂面
に沿い進んで排気弁７下方のシリンダボア内壁面に沿い
上昇し、斯くして空気は燃焼室４内をループ状に流れる
ことになる。このループ状に流れる空気Ｗによって燃焼
室４内の既燃ガスが排気弁７を介して排出され、更にこ
のループ状に流れる空気Ｗによって燃焼室４内には垂直
面内で旋回する旋回流Ｘが発生せしめられる。次いでピ
ストン２が下死点ＢＤＣを過ぎて上昇を開始し、排気弁
７が閉弁すると燃料噴射弁１４からの燃料噴射が行われ
る。

【００１９】本発明による実施例ではアイドリング運転
時も含めて機関負荷が低いときには燃料噴射弁１４から
の燃料噴射が基本的には図５のＩｉ　で示されるように
圧縮行程の末期に行われる。このときの燃料噴射の様子
が図８に示されている。即ち、圧縮行程末期になると図
８に示す如く噴射燃料Ｆが凹溝１５の凹状内壁面に斜め
に衝突するように燃料噴射弁１４から凹溝１５の凹状内
壁面にむけて燃料が噴射される。このように噴射燃料が
凹溝１５の凹状内壁面上に斜めに衝突すると衝突した燃
料は図８においてＧで示されるように慣性力によって凹
溝１５の凹状内壁面に沿い気化しつつ点火栓１０の下方
に進み、次いで凹所１６内に送り込まれる。機関低負荷
運転時には噴射量が少ないがこのとき大部分の噴射燃料
が点火栓１０の下方に運ばれるので点火栓１０の周りに
は着火可能な混合気Ｇが形成されることになる。即ち、
機関低負荷運転時には混合気Ｇの周りは空気と残留既燃
ガスで満たされており、燃焼室４内の空気は過剰な状態
にある。このように燃焼室４内の空気が過剰な状態にあ
っても混合気は燃焼室４内全体に広がって極度に稀薄な
混合気となることがなく、燃焼室４内の一部の領域内に
集まっているので、即ち燃焼室４内が成層化されるので
良好な着火およびそれに続く良好な燃焼が得られること
になる。

【００２０】また、図７に示されるように燃焼室４内に
発生した旋回流Ｘはピストン２が上昇するにつれて減衰
しつつ旋回半径が次第に小さくなり、ピストン２が上死
点に近づくと図８に示されるように凹溝１５の凹状内壁
面に沿う旋回流Ｘとなる。噴射燃料Ｆはこの旋回流Ｘに
よっても点火栓１０の下方に向かう力が与えられる。ま
た、ピストン２が更に上死点に近づくと図８において矢
印Ｈで示すようにスキッシュエリア１７からスキッシュ
流が噴出し、このスキッシュ流Ｈも凹溝１５の凹状内壁
面に沿って進む。従って噴射燃料Ｆはこのスキッシュ流
Ｈによっても点火栓１０の下方に向かう力が与えられる
。また、凹溝１５の凹状内壁面に沿い点火栓１０の下方
に向かう燃料は旋回流Ｘおよびスキッシュ流Ｈによって
気化せしめられ、斯くして点火栓１０の周りには十分に
気化した可燃混合気が集まることになる。斯くして噴射
量が少ない機関低負荷運転時であっても良好な着火と、
それに続く良好な燃焼が得られることになる。

【００２１】また、このように燃料噴射量の少ない機関
低負荷運転時に多量の吸入空気を燃焼室４内に供給する
と旋回流Ｘが強くなりすぎて混合気が燃焼室４内全体に
拡散してしまう。従って機関低負荷運転時には燃焼室４
内に供給される吸入空気量を制限する必要がある。そこ
で図６に示すようにアクセルペダル２５の踏込み量Ｌが
少ないときにはバイパス制御弁２４を開弁せしめて燃焼
室４内に供給される吸入空気量を制限するようにしてい
る。 また、機関低負荷運転時には燃料噴射時間ＴＡＵはアク
セルペダル２５の踏込み量Ｌと機関回転数Ｎから決定さ
れ、これらの関係は図１０（Ａ）に示すようにマップの
形で予めＲＯＭ　３２内に記憶されている。従ってアイ
ドリング運転時も含めて機関低負荷運転時にはアクセル
ペダル２５の踏込み量Ｌおよび機関回転数Ｎから図１０
（Ａ）に示す関係に基いて燃料噴射時間ＴＡＵが決定さ
れる。

【００２２】一方、機関負荷が高いときには燃料噴射弁
１４からの燃料噴射が図５のＩｈ　で示されるように排
気弁７が閉弁した後、或いは排気弁７が閉弁する直前か
ら開始される。このときの燃料噴射の様子が図９に示さ
れる。即ち、このときには図９に示されるようにピスト
ン２の位置が低いときに燃料噴射Ｆが行われるので噴射
燃料Ｆはピストン２の頂面全体に向かう。従って噴射燃
料Ｆは燃焼室４内全体に亘って拡散する。更にこのとき
燃焼室４内には旋回流Ｘが発生しているのでこの旋回流
Ｘによって噴射燃料Ｆの拡散作用が促進され、斯くして
燃焼室４内には均一混合気が形成されることになる。ま
た、機関負荷が高いときには燃料噴射時間ＴＡＵは機関
シリンダ内に一サイクル当り供給される吸入空気量Ｑ／
Ｎと機関回転数Ｎから決定され、これらの関係は図１０
（Ｂ）に示すようにマップの形で予めＲＯＭ　３２内に
記憶されている。従って機関負荷が高いときにはエアフ
ローメータ２１により検出された単位時間当りの吸入空
気量Ｑと機関回転数Ｎから図１０（Ｂ）に示す関係に基
いて燃料噴射時間ＴＡＵが決定される。

【００２３】上述したようにアイドリング運転時も含め
た機関低負荷運転時は図１０（Ａ）に示す関係に基いて
燃料噴射時間ＴＡＵが決定される。ところでアイドリン
グ運転時にはアクセルペダル２５の踏込み量Ｌは零とな
っており、従ってアイドリング運転時には燃料噴射時間
ＴＡＵは機関回転数Ｎのみの関数となる。図１１はアイ
ドリング運転時における燃料噴射時間ＴＡＵと機関回転
数Ｎの関係を示している。図１１からわかるようにアイ
ドリング運転時には機関回転数Ｎが低くなるにつれて燃
料噴射時間ＴＡＵが指数関数的に増大する。なお、図１
１においてＮｏ　は目標アイドリング回転数を示してお
り、この目標アイドリング回転数Ｎｏ　は例えば６００
ｒ．ｐ．ｍ．　である。

【００２４】即ち、アイドリング回転数は燃料噴射時間
ＴＡＵ、燃料噴射Ｆの方向（燃料噴射時期）、バイパス
制御弁２４の開度等によって総合的に定まる。本発明に
よる実施例ではアイドリング回転数が目標回転数Ｎｏ　
となるときの燃料噴射時間ＴＡＵや燃料噴射時期やバイ
パス制御弁２４の開度が予め実験により求められており
、実験により求められた値が図１０（Ａ）に示すように
予めＲＯＭ　３２内に記憶されている。従ってアイドリ
ング運転時に燃料噴射時間ＴＡＵを図１１のＴＡＵ０と
すれば基本的には機関回転数Ｎが目標アイドリング回転
数Ｎｏ　となる。この場合、何らかの原因で機関回転数
ＮがＮｏ　よりも低くなれば燃料噴射時間ＴＡＵが増大
するので機関回転数Ｎが上昇し、一方何らかの原因で機
関回転数ＮがＮｏ　よりも高くなれば燃料噴射時間ＴＡ
Ｕが減少するので機関回転数Ｎが低下し、斯くして機関
回転数Ｎが目標アイドリング回転数Ｎｏ　に維持される
ことになる。

【００２５】なお本実施例ではアイドリング運転時にバ
イパス制御弁２４の開度はアイドリング回転数にかかわ
らずに予め定められた一定のアイドリング開度に固定さ
れている。従ってエアフローメータ２１を通過する単位
時間当りの吸入空気量Ｑは機関回転数Ｎが高くなるにつ
れて増大し、このとき機関シリンダ内に一サイクル当り
供給される吸入空気量Ｑ／Ｎはアイドリング回転数にか
かわらずにほぼ一定となる。即ち、燃焼室４内における
吸入空気の密度はアイドリング回転数にかかわらずにほ
ぼ一定となる。

【００２６】ところでアイドリング運転時にアイドリン
グ回転数にかかわらずに燃料噴射弁１４から凹溝１５の
凹状内壁面に向けてのみ燃料を噴射するようにすると、
燃料が拡散する領域、即ち図８において混合気Ｇが占め
る容積は燃料噴射量の増大に比例して増大しない。一方
、燃焼室４内における吸入空気の密度は上述のようにア
イドリング回転数にかかわらずにほぼ一定に維持されて
いる。その結果、アイドリング回転数が目標回転数Ｎｏ
　よりも低くなって燃料噴射時間ＴＡＵが図１１に示さ
れるように指数関数的に増大せしめられると、凹溝１５
内に形成される混合気Ｇが過濃となってしまう。このよ
うに混合気Ｇが過濃になると多量の未燃ＨＣ，　ＣＯが
発生するばかりでなく、燃焼が悪化するために機関の出
力トルクが十分に増大せず、斯くしてアイドリング回転
数を目標回転数Ｎｏ　まですみやかに戻すことができな
いという問題を生ずる。

【００２７】そこで本発明による実施例では目標アイド
リング回転数Ｎｏ　に等しいかまたは目標アイドリング
回転数Ｎｏ　よりも低い設定回転数Ｎｄ　を予め定め、
アイドリング運転時に機関回転数Ｎが設定回転数Ｎｄ　
以下のときには図５に示すように噴射燃料がピストン２
頂面全体に向かう第１回目の燃料噴射Ｉｉ１と噴射燃料
が凹溝１５の凹状内壁面に向かう第２回目の燃料噴射Ｉ
ｉ２とを行い、一方機関回転数Ｎが設定回転数Ｎｄ　以
上のときには噴射燃料が凹溝１５の凹状内壁面に向かう
燃料噴射Ｉｉ　のみを行うようにしている。

【００２８】まず機関アイドリング回転数が設定回転数
Ｎｄ　以下のときの燃料噴射について説明する。このと
きは上述のように燃料噴射弁１４から２回に分けて燃料
噴射Ｉｉ１およびＩｉ２が行われる。この場合、図１１
に示す燃料噴射時間ＴＡＵが第１回目の燃料噴射Ｉｉ１
の燃料噴射時間ＴＡＵ　１と第２回目の燃料噴射Ｉｉ２
の燃料噴射時間ＴＡＵ　２とに例えばほぼ１／２ずつの
比率で分配される。第１回目の燃料噴射Ｉｉ１は例えば
給気弁６が閉弁する前後から開始される。アイドリング
運転時には吸入空気流が比較的弱いが、第１回目の燃料
噴射Ｉｉ１を給気弁６の閉弁前後から開始することによ
り、噴射燃料が給気ポート１２内に流出することが防止
される。また第１回目の燃料噴射Ｉｉ１を行うときには
ピストン２の位置が低いので、図９に示されるように噴
射燃料Ｆはピストン２の頂面全体に向かう。従って噴射
燃料Ｆが燃焼室４内全体に亘って拡散され、斯くして燃
焼室４内に均一混合気が形成される。

【００２９】次いで圧縮行程末期に第２回目の燃料噴射
Ｉｉ２が行われる。なお、この第２回目の燃料噴射Ｉｉ
２の噴射開始時期または噴射完了時期がマップの形で予
めＲＯＭ　３２内に記憶されている。この第２回目の燃
料噴射Ｉｉ２による噴射燃料Ｆは図８に示されるように
凹溝１５の凹状内壁面に向かい、凹溝１５の凹状内壁面
上に斜めに衝突する。衝突した噴射燃料は上述のように
燃料の慣性力、旋回流Ｘおよびスキッシュ流Ｈによって
図８においてＧで示されるように凹溝１５の凹状内壁面
に沿い気化しつつ点火栓１０の下方に運ばれる。アイド
リング回転数が設定回転数Ｎｄ以下のときには図１１に
示すように燃料噴射量が急激に増大せしめられるが、こ
のように２回に分けて噴射されるために凹溝１５内に噴
射される燃料量が低減され、その結果点火栓１０の周り
に形成される混合気Ｇは過濃とならず、点火栓１０の周
りには良好に着火および燃焼可能な混合気Ｇが形成され
る。更に第１回目の燃料噴射Ｉｉ１による噴射燃料が燃
焼室４内の広い範囲に亘って拡散されるので、燃焼室４
内の広範囲の空気を燃焼のために有効に利用できる。斯
くして、図１１に示すようにアイドリング回転数が設定
回転数Ｎｄ　以下になったときに燃料噴射量が急激に増
大しても、良好な燃焼が確保される。従って未燃ＨＣ，
　ＣＯの発生を抑制できる共に、機関の出力トルクがた
だちに増大せしめられるのでアイドリング回転数を目標
回転数Ｎｏ　に速やかに戻すことができる。

【００３０】次に機関アイドリング回転数が設定回転数
Ｎｄ　以上のときの燃料噴射について説明する。このと
きは図５に示されるように圧縮行程の末期に燃料噴射Ｉ
ｉ　のみが行われる。燃料噴射Ｉｉ　の燃料噴射時間Ｔ
ＡＵは図１０（Ａ）に示すようにマップの形で予めＲＯ
Ｍ　３２内に記憶されている。また燃料噴射Ｉｉ　の噴
射開始時期または噴射完了時期がマップの形で予めＲＯ
Ｍ　３２内に記憶されている。この燃料噴射Ｉｉ　によ
る噴射燃料Ｆは上述の燃料噴射Ｉｉ２の場合と同様に図
８に示すように凹溝１５の凹状内壁面に向かい、凹溝１
５の凹状内壁面上に斜めに衝突する。衝突した噴射燃料
は上述のように燃料の慣性力、旋回流Ｘおよびスキッシ
ュ流Ｈによって図８においてＧで示されるように凹溝１
５の凹状内壁面に沿い気化しつつ点火栓１０の下方に運
ばれる。アイドリング回転数が設定回転数Ｎｄ　以上の
ときには図１１に示すように燃料噴射量が少いが、この
少い噴射燃料の大部分が点火栓１０の下方に運ばれるの
で点火栓１０の周りには良好に着火および燃焼可能な混
合気Ｇが形成される。このように燃焼室４内が良好に成
層化されるので、良好な着火とそれに続く良好な燃焼を
得ることができる。

【００３１】次に図１２に示すメインルーチンを参照し
つつ燃料噴射時間の制御等について説明する。図１２を
参照するとまず初めにステップ５０においてアイドルス
イッチ２７がオンであるか否か、即ちアクセルペダル２
５の踏込み量Ｌが零であるか否かが判別される。アイド
ルスイッチ２７がオンのときはステップ５１に進んで車
速センサ２９の出力信号に基き車速が一定値、例えば２
ｋｍ／ｈよりも低いか否かが判別される。車速が２ｋｍ
／ｈよりも低いときにはステップ５２に進む。即ち、ア
クセルペダル２５の踏込み量Ｌが零であって車速が２ｋ
ｍ／ｈ以下のときにはアイドリング運転時であると判断
され、このときステップ５２に進む。

【００３２】ステップ５２ではアイドリング運転時にお
けるバイパス制御弁２４の目標アイドリング開度Ｓｉ　
がＲＯＭ　３２から読み込まれる。なお上述のようにア
イドリング運転時にはバイパス制御弁２４の目標開度Ｓ
は機関回転数Ｎにかかわらずに予め定められた一定の目
標アイドリング開度Ｓｉ　をとる。次いでステップ５３
ではバイパス制御弁２４の開度が目標アイドリング開度
Ｓｉ　となるようにバイパス制御弁２４のステップモー
タが駆動せしめられる。

【００３３】次いでステップ５４では機関回転数Ｎが設
定回転数Ｎｄ　以上であるか否かが判別される。機関回
転数Ｎが設定回転数Ｎｄ　以上であるときは燃料噴射Ｉ
ｉ　を行うべき場合であり、このときはステップ５５に
進む。ステップ５５では機関回転数Ｎに基いて図１０（
Ａ）に示す関係から燃料噴射時間ＴＡＵが計算される。 次いでステップ５６では予めＲＯＭ　３２内に記憶され
ているデータから燃料噴射Ｉｉ　の噴射開始時期が計算
され、この噴射開始時期と噴射時間ＴＡＵから噴射完了
時期が計算される。次いでステップ５７では噴射開始時
期に噴射を開始すべきデータおよび噴射完了時期に噴射
を完了すべきデータが出力ポート３６に出力され、これ
らデータに基いて燃料噴射Ｉｉ　が行われる。

【００３４】一方、ステップ５４において機関回転数Ｎ
が設定回転数Ｎｄ　以下であるときは２回に分けた燃料
噴射Ｉｉ１およびＩｉ２を行うべき場合であり、このと
きはステップ５８に進む。ステップ５８では機関回転数
Ｎに基いて図１０（Ａ）に示す関係から機関一サイクル
全体での燃料噴射時間ＴＡＵが計算され、この一サイク
ル全体での燃料噴射時間ＴＡＵが第１回目の燃料噴射Ｉ
ｉ１の燃料噴射時間ＴＡＵ　１と第２回目の燃料噴射Ｉ
ｉ２の燃料噴射時間ＴＡＵ　２とに予め定められた比率
、例えば１：１で分配される。即ち第１回目の噴射時間
ＴＡＵ１がＴＡＵ／２とされ、第２回目の噴射時間ＴＡ
Ｕ　２がＴＡＵ／２とされる。 次いでステップ５９では予めＲＯＭ　３２内に記憶され
ているデータから第１回目の燃料噴射Ｉｉ１の噴射開始
時期が計算され、この噴射開始時期と噴射時間ＴＡＵ　
１から燃料噴射Ｉｉ１の噴射完了時期が計算される。次
いでステップ６０では予めＲＯＭ　３２内に記憶されて
いるデータから第２回目の燃料噴射Ｉｉ２の噴射開始時
期が計算され、この噴射開始時期と噴射時間ＴＡＵ　２
から燃料噴射Ｉｉ２の噴射完了時期が計算される。次い
でステップ６１では第１回目の燃料噴射Ｉｉ１について
噴射開始時期に噴射を開始すべきデータおよび噴射完了
時期に噴射を完了すべきデータが出力ポート３６に出力
され、これらデータに基いて第１回目の燃料噴射Ｉｉ１
が行われる。次いでステップ６２では第２回目の燃料噴
射Ｉｉ２について噴射開始時期に噴射を開始すべきデー
タおよび噴射完了時期に噴射を完了すべきデータが出力
ポート３６に出力され、これらデータに基いて第２回目
の燃料噴射Ｉｉ２が行われる。

【００３５】一方、ステップ５０においてアイドルスイ
ッチ２７がオフであると判別されたとき、又はステップ
５１において車速が２ｋｍ／ｈよりも速いと判別された
とき、即ちアイドリング運転時でないときにはステップ
６３に進む。ステップ６３では図６に示す関係からバイ
パス制御弁２４の目標開度Ｓが計算されるが実際には図
６に示す目標開度Ｓは機関回転数Ｎの関数となっている
。次いでステップ６４ではバイパス制御弁２４の開度が
目標開度Ｓとなるようにバイパス制御弁２４のステップ
モータが駆動せしめられる。次いでステップ６５では図
１０に示す関係から燃料噴射時間ＴＡＵが計算される。 次いでステップ６６では予めＲＯＭ　３２内に記憶され
ているデータから噴射開始時期が計算され、この噴射開
始時期と噴射時間ＴＡＵから噴射完了時期が計算される
。次いでステップ６７では噴射開始時期に噴射を開始す
べきデータおよび噴射完了時期に噴射を完了すべきデー
タが出力ポート３６に出力され、これらデータに基いて
燃料噴射が行われる。

【００３６】なお、これまで本発明を筒内噴射式２サイ
クル機関に適用した場合について説明してきたが本発明
をディーゼル機関も含めた筒内噴射式４サイクル機関に
も適用することができる。

【００３７】

【発明の効果】アイドリング運転時に機関回転数が設定
回転数以下のとき、即ち燃料噴射量が多いときには凹溝
内および燃焼室内全体に適切な濃度の混合気が形成され
る。その結果良好な燃焼が得られるので多量の未燃ＨＣ
，　ＣＯが発生することを阻止することができ、また機
関出力トルクがただちに上昇せしめられ、斯くしてアイ
ドリング回転数を目標回転数に速やかに戻すことができ
る。一方機関回転数が設定回転数以上のとき、即ち燃料
噴射量が少いときには凹溝内に適切な濃度の混合気が形
成され、従ってこのときも良好な燃焼が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】筒内噴射式２サイクル内燃機関の全体図である
。

【図２】２サイクル内燃機関の側面断面図である。

【図３】ピストン頂面の平面図である。

【図４】シリンダヘッド内壁面の底面図である。

【図５】給排気弁の開弁時期および燃料噴射時期を示す
線図である。

【図６】バイパス制御弁の目標開度を示す線図である。

【図７】給排気弁が開弁しているところを示す２サイク
ル内燃機関の側面断面図である。

【図８】噴射燃料が凹溝内に向かう燃料噴射時を示す２
サイクル内燃機関の側面断面図である。

【図９】噴射燃料がピストン頂面全体に向かう燃料噴射
時を示す２サイクル内燃機関の側面断面図である。

【図１０】燃料噴射時間を示す線図である。

【図１１】アイドリング運転時における燃料噴射時間を
示す線図である。

【図１２】メインルーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

２…ピストン ４…燃焼室 １４…燃料噴射弁 １５…凹溝 １６…凹所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　燃焼室内に向けて燃料を噴射するため
   の燃料噴射弁を具備すると共に燃料噴射弁から噴射され
   た燃料を機関アイドリング運転時には空気過剰のもとで
   燃焼せしめ、機関アイドリング運転時における燃料噴射
   量が機関回転数の関数であって機関回転数が低下するに
   つれて増大せしめられ、機関回転数の変化に起因する燃
   料噴射量の変化に基いて機関アイドリング回転数が目標
   回転数に制御される筒内噴射式内燃機関において、ピス
   トン頂面上に凹溝を形成して機関アイドリング運転時に
   機関回転数が上記目標回転数よりも低い設定回転数以下
   のときには噴射燃料がピストン頂面全体に向かう第１回
   目の噴射と上記凹溝内に向かう第２回目の噴射とを行い
   、機関回転数が上記設定回転数以上のときには上記凹溝
   内に向かう噴射のみを行うようにした筒内噴射式内燃機
   関のアイドリング制御装置。