JPH04362221A - 内燃機関の供給燃料制御装置 - 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】本発明は内燃機関の空燃比制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】機関燃焼室内に燃料を供給するための燃
料噴射弁を具備し、機関負荷が予め定められた設定負荷
よりも低いときには点火栓周りに混合気が集まるように
燃焼室内を成層化すると共に空燃比を第１の空燃比に制
御し、機関負荷が上述の設定負荷よりも高いときには燃
焼室内に均一混合気を形成すると共に空燃比を上述の第
１の空燃比よりも小さな第２の空燃比に制御するように
した内燃機関の空燃比制御装置が公知である（特開昭６
３−１５９６１４号公報参照）。この内燃機関では機関
吸気通路内にスロットル弁が配置され、機関負荷が設定
負荷を越えたときに燃焼室内を成層化する運転状態を維
持しつつ、スロットル弁の開度を低減させることにより
機関シリンダ内に供給される吸入空気量を徐々に低減さ
せ、斯くして空燃比が第２の空燃比まで低下したときに
燃焼室内に均一混合気を形成する運転状態に移行するよ
うにしている。このように燃焼室内を成層化する運転状
態から燃焼室内に均一混合気を形成する運転状態に切換
わる前後の空燃比を一致させることにより、運転状態の
切換時に機関出力トルクが急変しないようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの場合
、燃焼室内を成層化する運転状態から燃焼室内に均一混
合気を形成する運転状態に切換わる前後において、燃焼
室内に供給される燃料量および燃焼室内に供給される吸
入空気量が夫々ほぼ等しくなっている。このとき、燃焼
室内を成層化する運転状態では点火栓周りに集められた
混合気を形成する空気のみが燃焼に寄与せしめられるの
に対し、燃焼室内に均一混合気を形成する運転状態では
燃焼室内全体の空気が燃焼に寄与せしめられる。従って
、燃焼室内に均一混合気を形成する運転状態に切換わっ
た直後には燃焼室内を成層化するときに供給されていた
燃料量とほぼ同量の燃料がより多量の空気の寄与のもと
に燃焼せしめられることになり、その結果実際には機関
出力トルクが急激に増大してしまうという問題を生ずる
。

【０００４】この問題を解決するために、燃焼室内を成
層化する運転状態から燃焼室内に均一混合気を形成する
運転状態に切換えたときに燃料量を一時的に低減させ、
即ち第２の空燃比よりも大きな空燃比の均一混合気を形
成するようにし、斯くして切換え直後の機関出力トルク
を低下させることにより機関出力トルクの急変を阻止す
ることが考えられる。しかしながら上述の内燃機関では
第２の空燃比がほぼ理論空燃比に設定されており、この
ように均一混合気の空燃比を第２空燃比よりもリーン側
にするように制御すると、今度は多量のＮＯｘ　が発生
してしまうという問題を生ずる。

【０００５】

【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図５の発明の構成図に示されるよう
に、機関燃焼室４内に燃料を供給するための燃料噴射弁
１４を具備し、機関負荷が予め定められた設定負荷より
も低いときには点火栓１０周りに混合気が集まるように
燃焼室４内を成層化すると共に空燃比を第１の空燃比に
制御し、機関負荷が設定負荷よりも高いときには燃焼室
４内に均一混合気を形成すると共に空燃比を第１の空燃
比よりも小さな第２の空燃比に制御するようにした内燃
機関の空燃比制御装置において、機関シリンダ内に供給
される吸入空気量を制御するための吸入空気量制御手段
Ａと、機関負荷が設定負荷を越えたときに吸入空気量制
御手段Ａに吸入空気量を減少すべき制御信号を出力する
制御信号出力手段Ｂと、制御信号が出力されてから実際
に吸入空気量が減少するまでの吸入空気量減少期間が経
過するまで燃焼室４内を成層化する運転状態を維持しつ
つ燃料噴射量を増量する燃料噴射制御手段Ｃと、吸入空
気量減少期間が経過した後に燃焼室４内に均一混合気を
形成する運転状態に移行させる移行手段Ｄとを具備して
いる。更に、上記問題点を解決するために本発明によれ
ば図５の発明の構成図に示されるように、機関燃焼室４
内に燃料を供給するための燃料噴射弁１４を具備し、機
関負荷が予め定められた設定負荷よりも低いときには点
火栓１０周りに混合気が集まるように燃焼室４内を成層
化すると共に空燃比を第１の空燃比に制御し、機関負荷
が設定負荷よりも高いときには燃焼室４内に均一混合気
を形成すると共に空燃比を第１の空燃比よりも小さな第
２の空燃比に制御するようにした内燃機関の空燃比制御
装置において、機関シリンダ内に供給される吸入空気量
を制御するための吸入空気量制御手段Ａと、機関負荷が
設定負荷よりも低下したときに吸入空気量制御手段Ａに
吸入空気量を増大すべき制御信号を出力する制御信号出
力手段Ｂと、制御信号が出力されたときにただちに燃焼
室４内を成層化する運転状態に移行させる移行手段Ｄと
、制御信号が出力されてから実際に吸入空気量が増大す
るまでの吸入空気量増大期間が経過するまで燃料噴射量
を増量する燃料噴射制御手段Ｃとを具備している。

【０００６】

【作用】請求項１に記載の発明では機関負荷が予め定め
られた設定負荷を越えたときに制御信号出力手段から吸
入空気量を減少すべき制御信号が吸入空気量制御手段に
出力され、この制御信号が出力されてから実際に吸入空
気量が減少するまでの吸入空気量減少期間が経過するま
で、点火栓周りに混合気が集まるように燃焼室内を成層
化する運転状態が維持されつつ燃料噴射量が増量せしめ
られ、吸入空気量減少期間が経過した後に燃焼室内に均
一混合気を形成する運転状態に移行せしめられる。請求
項２に記載の発明では機関負荷が予め定められた設定負
荷よりも低下したときに制御信号出力手段から吸入空気
量を増大すべき制御信号が吸入空気量制御手段に出力さ
れ、この制御信号が出力されたときにただちに燃焼室内
を成層化する運転状態に移行せしめられると共に、この
制御信号が出力されてから実際に吸入空気量が増大する
までの吸入空気量増大期間が経過するまで燃料噴射量が
増量せしめられる。

【０００７】

【実施例】図６から図９に本発明を筒内噴射式２サイク
ル内燃機関に適用した場合を示す。図６から図９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３ｃ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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】図７および図８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７お
よび図８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Ｅ−Ｅ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Ｅ−Ｅ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７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７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。

【００１２】図６を参照すると、各気筒の給気ポート１
２は給気枝管２０および給気ダクト２１を介してインタ
ークーラ２２に連結され、インタークーラ２２は給気ダ
クト２３を介して機関駆動の機械式過給機２４の吐出側
に接続され、機関式過給機２４の吸込側は給気ダクト２
５を介してエアクリーナ２６に接続される。給気ダクト
２５内にはスロットル弁２７およびエアフローメータ２
８が配置される。なお、スロットル弁２７は図示しない
アクセルペダルに連動している。

【００１３】また、インタークーラ２２下流の給気ダク
ト２１から第１のバイパス通路３０が分岐され、この第
１バイパス通路３０がスロットル弁２７と機械式過給機
２４間の給気ダクト２５に連結される。この第１バイパ
ス通路３０内には第１のバイパス制御弁３１が配置され
る。この第１バイパス制御弁３１を駆動するアクチュエ
ータ３２は、第１バイパス制御弁３１に弁棒を介して連
結されたダイアフラム３３と、このダイアフラム３３に
より隔成された負圧室３４および大気圧室３５とを具備
し、負圧室３４内にはダイアフラム３３を第１バイパス
制御弁３１の閉弁方向に向けて付勢する圧縮ばね３６が
備えられる。負圧室３４は大気に連通可能な三方弁３７
を介して負圧源３８に連結される。従ってこの三方弁３
７を切換作動させるデューティ比を制御することによっ
て第１バイパス制御弁３１の開度を制御することができ
る。三方弁３７は電子制御ユニット６０の出力信号に基
づいて制御される。

【００１４】また、給気ダクト２５にはスロットル弁２
７上流の給気ダクト２５とスロットル弁２７下流の給気
ダクト２５とを連結する第２のバイパス通路４０が接続
され、この第２バイパス通路４０内に第２のバイパス制
御弁４１が配置される。この第２バイパス制御弁４１は
例えばステップモータ４２により駆動され、このステッ
プモータ４２は電子制御ユニット６０の出力信号に基づ
いて制御される。

【００１５】電子制御ユニット６０はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス６１によって相互に接続
されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）６２、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）６３、ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）６４、バックアップＲＡＭ　６５、入力ポート６
６および出力ポート６７を具備する。エアフローメータ
２８は吸入空気量Ｑに比例した出力電圧を発生し、この
出力電圧がＡＤ変換器６８を介して入力ポート６６に入
力される。またスロットル弁２７にはスロットル開度Ｔ
Ａに比例した出力電圧を発生するスロットルセンサ４４
が連結され、このスロットルセンサ４４の出力電圧がＡ
Ｄ変換器６９を介して入力ポート６６に入力される。更
に入力ポート６６には機関クランクシャフト（図示しな
い）が例えば３０度回転する毎に出力パルスを発生する
クランク角センサ４７と、例えば１番気筒が上死点にあ
ることを示す出力信号を発生する上死点検出センサ４８
とが接続される。ＣＰＵ　６４ではクランク角センサ４
７の出力パルスに基づいて機関回転数Ｎが計算される。 一方、出力ポート６７は対応する駆動回路７１，　７２
，　７３，　７４を介して夫々燃料噴射弁１４、点火栓
１０、三方弁３７、および第２バイパス制御弁４１の駆
動用ステップモータ４２に接続される。

【００１６】図１０に示されるように図６から図９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１０に
おいてＩｌ　は機関低負荷運転時における燃料噴射時期
の一例を示しており、Ｉｈ　は機関高負荷運転時におけ
る燃料噴射時期の一例を示している。図１０から機関低
負荷運転時には圧縮行程末期に燃料噴射弁１４からの燃
料噴射Ｉｌ　が行われることがわかり、このとき後述す
るように燃焼室４内は点火栓１０の周りに混合気が集ま
るように成層化される。また図１０から機関高負荷運転
時には排気弁７が閉弁したとき、或いは排気弁７が閉弁
する前後において燃料噴射Ｉｈ　が行われることがわか
り、このとき後述するように燃焼室４内には均一混合気
が形成される。

【００１７】図１１は点火栓１０の周りに混合気が集ま
るように燃焼室４内を成層化する成層燃焼運転領域Ｒｓ
　と、燃焼室４内に均一混合気を形成する均一燃焼運転
領域Ｒｈ　とを示している。図１１に示されるように本
実施例ではスロットル開度ＴＡと機関回転数Ｎに基づい
て成層燃焼運転領域Ｒｓ　と均一燃焼運転領域Ｒｈ　と
が定められている。図１１においてＴＡｕ　は燃焼室４
内を成層化して燃焼を行いうる上限のスロットル開度を
示しており、ＴＡｌ　は燃焼室４内に均一混合気を形成
して燃焼を行いうる下限のスロットル開度を示している
。機関運転状態が成層燃焼運転領域Ｒｓ　にあるとき、
即ち機関負荷が低いときには燃料噴射弁１４からの燃料
噴射が図１０のＩｌ　で示されるように圧縮行程の末期
に行われる。一方、機関運転状態が均一燃焼運転領域Ｒ
ｈ　にあるとき、即ち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１０のＩｈ　で示されるよう
に排気弁７が閉弁したとき、或いは排気弁７が閉弁する
前後において行われる。

【００１８】次に図１２から図１４を参照しつつ、図１
１に示す成層燃焼運転領域Ｒｓ　および均一燃焼運転領
域Ｒｈ　における作動について説明する。図１２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機関運転状態が図
１１に示す成層燃焼運転領域Ｒｓ　にあるとき、即ち機
関負荷が低いときには上述のように燃料噴射弁１４から
の燃料噴射が図１０のＩｌ　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１３
に示されている。即ち、圧縮行程末期になると図１３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
に向けて燃料が噴射される。なお、この噴射燃料Ｆの噴
射軸線は図８に示す垂直平面Ｅ−Ｅ内に位置している。 このように噴射燃料Ｆ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１３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１２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１３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１３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、燃焼室４内を成層化するとき、即ち
機関負荷が低いときには目標燃料噴射量Ｑｆｓはスロッ
トル開度ＴＡと機関回転数Ｎから決定され、これらの関
係は図１８（ａ）に示すようにマップの形で予めＲＯＭ
　６２内に記憶されている。従って燃焼室４内を成層化
するときにはスロットル開度ＴＡと機関回転数Ｎから図
１８（ａ）に示す関係に基づいて目標燃料噴射量Ｑｆｓ
が決定される。 図１（ｂ）に或る機関回転数における目標燃料噴射量Ｑ
ｆｓとスロットル開度ＴＡとの関係を示す。

【００２２】また、燃焼室４内を成層化するときの目標
機関負荷Ｑｓ　／Ｎ（目標吸入空気量Ｑｓ　／機関回転
数Ｎ）はスロットル開度ＴＡと機関回転数Ｎから決定さ
れ、これらの関係は図１５（ａ）に示すようにマップの
形で予めＲＯＭ　６２内に記憶されている。この目標機
関負荷Ｑｓ／Ｎは空燃比がスロットル開度ＴＡと機関回
転数Ｎに応じて予め定められた第１の空燃比（Ａ／Ｆ）
１になるように決められている。図１（ａ）に或る機関
回転数における目標吸入空気量Ｑｓ　とスロットル開度
ＴＡとの関係を示す。第１の空燃比（Ａ／Ｆ）１は、燃
焼室４内を成層化して燃焼を行いうる上限のスロットル
開度ＴＡｕ　付近の運転状態において例えば約２０に設
定され、スロットル開度ＴＡが零に近い運転状態におい
て例えば約３０に設定される。但し、この第１の空燃比
（Ａ／Ｆ）１は燃焼室４内全体での平均の空燃比であり
、スロットル開度ＴＡおよび機関回転数Ｎに拘らずに点
火栓１０の周りにはほぼ理論空燃比の混合気Ｇが集めら
れる。

【００２３】燃料噴射量の少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。し
かしながら空燃比を第１の空燃比（Ａ／Ｆ）１に制御す
ることにより、即ち図１（ａ），（ｂ）に示すように目
標燃料噴射量Ｑｆｓが少いときに燃焼室４内に供給され
る吸入空気量Ｑを制限することにより、混合気が拡散す
ることを防止できる。また、燃料噴射量の少い機関低負
荷運転時に多量の吸入空気を燃焼室４内に供給すると燃
焼室４内に残留する既燃ガスの割合が低くなり、燃焼温
度が上昇して多量のＮＯｘ　が発生するという問題も生
ずるが、空燃比を第１の空燃比（Ａ／Ｆ）１に制御して
残留する既燃ガスの割合を高くすることにより多量のＮ
Ｏｘ　が発生することを阻止できる。

【００２４】なお、図１５（ａ）に示される目標機関負
荷Ｑｓ　／Ｎを実現するための第１バイパス制御弁３１
の目標開度ＳＢｓ　および第２バイパス制御弁４１の目
標開度ＳＣｓ　が夫々図１６（ａ）および図１７（ａ）
に示すように、スロットル開度ＴＡと機関回転数Ｎに関
するマップの形で予めＲＯＭ　６２内に記憶されている
。従って燃焼室４内を成層化するときにはスロットル開
度ＴＡと機関回転数Ｎから図１６（ａ）に示す関係に基
づいて第１バイパス制御弁３１の目標開度ＳＢｓが決定
されると共に図１７（ａ）に示す関係に基づいて第２バ
イパス制御弁４１の目標開度ＳＣｓ　が決定される。

【００２５】一方、機関運転状態が図１１に示す均一燃
焼運転領域Ｒｈにあるとき、即ち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１０のＩｈ　で示
されるように排気弁７が閉弁したとき、或いは排気弁７
が閉弁する前後において行われる。このときの燃料噴射
の様子が図１４に示されている。

【００２６】即ち、このときには図１４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。なお、上述のように燃料噴射Ｉｈ　は排気弁７が閉
弁したとき、或いは排気弁７が閉弁する前後において行
われるので、噴射燃料Ｆが排気ポート１３内に吹き抜け
ることがない。

【００２７】また、燃焼室４内に均一混合気を形成する
とき、即ち機関負荷が高いときには目標燃料噴射量Ｑｆ
ｈは機関負荷Ｑ／Ｎ（エアフローメータ２８の出力信号
から求まる吸入空気量Ｑ／機関回転数Ｎ）と機関回転数
Ｎから決定され、これらの関係は図１８（ｂ）に示すよ
うにマップの形で予めＲＯＭ　６２内に記憶されている
。従って燃焼室４内に均一混合気を形成するときには機
関負荷Ｑ／Ｎと機関回転数Ｎから図１８（ｂ）に示す関
係に基づいて目標燃料噴射量Ｑｆｈが決定される。図１
（ｂ）に或る機関回転数における目標燃料噴射量Ｑｆｈ
とスロットル開度ＴＡとの関係を示す。

【００２８】また、燃焼室４内に均一混合気を形成する
ときの目標機関負荷Ｑｈ　／Ｎ（目標吸入空気量Ｑｈ　
／機関回転数Ｎ）はスロットル開度ＴＡと機関回転数Ｎ
から決定され、これらの関係は図１５（ｂ）に示すよう
にマップの形で予めＲＯＭ　６２内に記憶されている。 この目標機関負荷Ｑｈ　／Ｎは空燃比がスロットル開度
ＴＡと機関回転数Ｎに応じて予め定められた第２の空燃
比（Ａ／Ｆ）２になるように決められている。図１（ａ
）に或る機関回転数おける目標吸入空気量Ｑｈ　とスロ
ットル開度ＴＡとの関係を示す。第２の空燃比（Ａ／Ｆ
）２は燃焼室４内全体において例えば理論空燃比（約１
４．６）　に設定され、上述の第１の空燃比（Ａ／Ｆ）
１よりも小さな値をとる。

【００２９】なお、図１５（ｂ）に示される目標機関負
荷Ｑｈ　／Ｎを実現するための第１バイパス制御弁３１
の目標開度ＳＢｈ　および第２バイパス制御弁４１の目
標開度ＳＣｈ　が夫々図１６（ｂ）および図１７（ｂ）
に示すように、スロットル開度ＴＡと機関回転数Ｎに関
するマップの形で予めＲＯＭ　６２内に記憶されている
。従って燃焼室４内に均一混合気を形成するときにはス
ロットル開度ＴＡと機関回転数Ｎから図１６（ｂ）に示
す関係に基づいて第１バイパス制御弁３１の目標開度Ｓ
Ｂｈ　が決定されると共に図１７（ｂ）に示す関係に基
づいて第２バイパス制御弁４１の目標開度ＳＣｈ　が決
定される。

【００３０】さて、図１および図１１においてスロット
ル開度ＴＡが、燃焼室４内に均一混合気を形成して燃焼
を行いうる下限のスロットル開度ＴＡｌから燃焼室４内
を成層化して燃焼を行いうる上限のスロットル開度ＴＡ
ｕ　までのオーバーラップ領域内にあるときには、均一
混合気を形成することもできるし成層化することもでき
る。 このオーバーラップ領域内ではスロットル開度ＴＡが同
じでかつ機関回転数Ｎが同じである運転条件下において
、燃焼室４内を成層化して燃焼を行ったときの機関出力
トルクＴｑ　と燃焼室４内に均一混合気を形成して燃焼
を行ったときの機関出力トルクＴｑ　が等しくなるよう
に、目標燃料噴射量Ｑｆｓ，Ｑｆｈ、第１バイパス制御
弁３１の目標開度ＳＢｓ　，　ＳＢｈ　、および第２バ
イパス制御弁４１の目標開度ＳＣｓ　，　ＳＣｈ　が予
め実験により求められている。図１（ｂ）からわかるよ
うに、スロットル開度ＴＡが同じでかつ機関回転数Ｎが
同じである場合には、燃焼室４内を成層化するときの目
標燃料噴射量Ｑｆｓの方が燃焼室４内に均一混合気を形
成するときの目標燃料噴射量Ｑｆｈよりも多くなってい
る。この理由について説明する。燃焼室４内に均一混合
気を形成する場合には燃焼室４内全体の空気が燃焼に寄
与するのに対し、点火栓１０周りに混合気が集まるよう
に燃焼室４内を成層化する場合にはほぼ凹溝１５内の空
気のみが燃焼に寄与する。このように燃焼室４内を成層
化する場合の方が空気利用率が低くなるので、目標燃料
噴射量ＱｆｓとＱｆｈを同じ量にすると成層化する場合
の方が機関出力トルクが小さくなってしまう。そこで、
成層化する場合の目標燃料噴射量Ｑｆｓを均一混合気を
形成する場合の目標燃料噴射量Ｑｆｈよりも多くして、
成層化する場合と均一混合気を形成する場合とで同一の
機関出力トルクＴｑ　が得られるようにしている。

【００３１】次に図１を参照して、燃焼室４内を成層化
する運転状態から燃焼室４内に均一混合気を形成する運
転状態に切換えるときの吸入空気量Ｑおよび燃料噴射量
Ｑｆ　の制御方法について説明する。図１を参照すると
、スロットル開度ＴＡが予め定められた切換開始スロッ
トル開度ＴＡｃ　を越えたときに、燃焼室４内を成層化
する運転状態から燃焼室４内に均一混合気を形成する運
転状態への切換移行が実施される。図１および図１１を
参照すると、この切換開始スロットル開度ＴＡｃ　は均
一混合気を形成して燃焼を行いうる下限のスロットル開
度ＴＡｌ　と、燃焼室４内を成層化して燃焼を行いうる
上限のスロットル開度ＴＡｕ　との間のほぼ中央に設定
されている。

【００３２】スロットル開度ＴＡが切換開始スロットル
開度ＴＡｃ　を越えると、機関負荷Ｑ／Ｎを、燃焼室４
内を成層化する場合の目標機関負荷Ｑｓ　／Ｎから均一
混合気を形成する場合の目標機関負荷Ｑｈ　／Ｎにただ
ちに減少させるべく、第１バイパス制御弁３１の開度が
図１６（ｂ）に示す関係から求められる目標開度ＳＢｈ
　になるように三方弁３７を切換作動させるデューティ
比がただちに変化せしめられると共に、第２バイパス制
御弁４１の開度が図１７（ｂ）に示す関係から求められ
る目標開度ＳＣｈ　になるようにステップモータ４２を
駆動するための制御信号がただちに出力される。しかし
ながら、三方弁３７を切換作動させるデューティ比が変
化せしめられてから実際に第１バイパス制御弁３１の開
度が目標開度ＳＢｈ　になるまでにはかなり大きな応答
遅れがある。また、ステップモータ４２を駆動する制御
信号が出力されてから実際に第２バイパス制御弁４１の
開度が目標開度ＳＣｈ　になるまでにも応答遅れがある
。また、給気通路系が有する容積のために第１バイパス
制御弁３１の開度および第２バイパス制御弁４１の開度
が変化せしめられてから燃焼室４内に流入する空気量が
変化するまでにも応答遅れが生ずる。 これらの応答遅れのために、吸入空気量Ｑを減少すべき
制御信号が三方弁３７およびステップモータ４２に出力
されてから実際に吸入空気量Ｑが均一混合気を形成する
場合の目標吸入空気量Ｑｈ　に減少するまでには図１（
ａ）に示されるような遅れが生ずる。なお、燃料噴射量
Ｑｆ　については目標燃料噴射量が決定されると、その
目標燃料噴射量の燃料をただちに燃焼室４内に供給する
ことができる。

【００３３】図１に示される実施例では、吸入空気量Ｑ
を減少すべき制御信号が三方弁３７およびステップモー
タ４２に出力されてから実際に吸入空気量Ｑが均一混合
気を形成する場合の目標吸入空気量Ｑｈ　に減少するま
での吸入空気量減少期間において、図１（ｂ）に示され
るように燃焼室４内を成層化する運転状態を維持しつつ
燃料噴射量Ｑｆ　を次式に基づいて増量するようにして
いる。 Ｑｆ　＝Ｑｆｓ・Ｋｓｈ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　…（１）ここでＱｆｓは上述
のように燃焼室４内を成層化する場合の目標燃料噴射量
であり、Ｋｓｈは図１９に示される燃料増量補正係数で
ある。図１９を参照すると、燃焼室４内を成層化する場
合の目標機関負荷Ｑｓ／Ｎと実際の機関負荷Ｑ／Ｎとの
差が大きくなるほど燃料増量補正係数Ｋｓｈの値が大き
くなることがわかる。なお、この燃料増量補正係数Ｋｓ
ｈは実際には（Ｑｓ　／Ｎ−Ｑ／Ｎ）と機関回転数Ｎの
関数になっている。

【００３４】吸入空気量減少期間には凹溝１５内の空気
量が通常の成層時における空気量よりも減少するために
、燃料噴射量Ｑｆ　を成層化する場合の目標燃料噴射量
Ｑｆｓに制御すると空気利用率が低下する分だけ機関出
力トルクが低下してしまう。しかしながら、このように
吸入空気量減少期間において燃料噴射量を増量補正する
ことにより、機関出力トルクが低下することを防止でき
る。次いで、吸入空気量Ｑが均一混合気を形成する場合
の目標吸入空気量Ｑｈ　まで減少する（図１におけるス
ロットル開度ＴＡ１　の位置）と、燃料噴射量Ｑｆ　が
均一混合気を形成する場合の目標燃料噴射量Ｑｆｈに制
御されると共に燃料噴射時期が図１０に示すＩｈ　に切
換えられ、通常の均一混合気を形成する運転状態に移行
する。斯くして、図１（ｃ）に示されるように成層化す
る運転状態から均一混合気を形成する運転状態に切換移
行するときに、機関出力トルクを滑らかに増大させるこ
とができる。また、吸入空気量減少期間の末期、即ち図
１においてスロットル開度ＴＡがＴＡ１　の近傍にある
時期において燃焼室４内全体での平均の空燃比がほぼ理
論空燃比前後になる。 このとき点火栓１０の周りに集められた混合気はかなり
リッチな混合気となり、その結果ＮＯｘ　の発生を低減
することができる。

【００３５】次に図２を参照して、燃焼室４内に均一混
合気を形成する運転状態から燃焼室４内を成層化する運
転状態に切換えるときの吸入空気量Ｑおよび燃料噴射量
Ｑｆ　の制御方法について説明する。図２を参照すると
、スロットル開度ＴＡが予め定められた切換開始スロッ
トル開度ＴＡｃ　よりも低減したときに、燃焼室４内に
均一混合気を形成する運転状態から燃焼室４内を成層化
する運転状態への切換移行が実施される。

【００３６】スロットル開度ＴＡが切換開始スロットル
開度ＴＡｃ　よりも低減すると、機関負荷Ｑ／Ｎを、燃
焼室４内に均一混合気を形成する場合の目標機関負荷Ｑ
ｈ　／Ｎから燃焼室４内を成層化する場合の目標機関負
荷Ｑｓ　／Ｎにただちに増大させるべく、第１バイパス
制御弁３１の開度が図１６（ａ）に示す関係から求めら
れる目標開度ＳＢｓ　になるように三方弁３７を切換作
動させるデューティ比がただちに変化せしめられると共
に、第２バイパス制御弁４１の開度が図１７（ａ）に示
す関係から求められる目標開度ＳＣｓ　になるようにス
テップモータ４２を駆動するための制御信号がただちに
出力される。しかしながら、第１バイパス制御弁３１や
第２バイパス制御弁４１の応答遅れのために、吸入空気
量Ｑを増大すべき制御信号が三方弁３７およびステップ
モータ４２に出力されてから実際に吸入空気量Ｑが成層
化する場合の目標吸入空気量Ｑｓに増大するまでには図
２（ａ）に示されるような遅れが生ずる。

【００３７】図２に示される実施例では、吸入空気量Ｑ
を増大すべき制御信号が三方弁３７およびステップモー
タ４２に出力されると、燃料噴射時期がただちに図１０
に示すＩｌ　に切換えられて燃焼室４内を成層化する運
転状態に切換えられると共に、燃料噴射量Ｑｆ　が次式
に基づいて増量せしめられる。 Ｑｆ　＝Ｑｆｓ・Ｋｈｓ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　…（２）ここでＫｈｓは図２
０に示される燃料増量補正係数である。 なお、この燃料増量補正係数Ｋｈｓは実際には（Ｑｓ　
／Ｎ−Ｑ／Ｎ）と機関回転数Ｎの関数になっている。式
（２）に基づく燃料噴射量の増量補正は、吸入空気量Ｑ
を増大すべき制御信号が三方弁３７およびステップモー
タ４２に出力されてから実際に吸入空気量Ｑが燃焼室４
内を成層化する場合の目標吸入空気量Ｑｓ　に増大する
までの吸入空気量増大期間内において実施される。

【００３８】この吸入空気量増大期間には吸入空気量Ｑ
が成層化する場合の目標吸入空気量Ｑｓ　まで達してい
ないので凹溝１５内の空気量も不足するが、燃料噴射量
Ｑｆ　を増量補正することにより、機関出力トルクが低
下することを防止できる。次いで、吸入空気量が成層化
する場合の目標吸入空気量Ｑｓ　まで増大する（図２に
おけるスロットル開度ＴＡ２　の位置）と、燃料噴射量
Ｑｆ　の増量補正処理が停止されて、通常の燃焼室４内
を成層化する運転状態に移行する。斯くして図２（ｃ）
に示されるように均一混合気を形成する運転状態から成
層化する運転状態に切換移行するときに、機関出力トル
クが滑らかに減少せしめられる。また、吸入空気量増大
期間には燃料噴射量が増量されて点火栓１０周りにかな
りリッチな混合気が形成されるので、ＮＯｘ　の発生を
低減することができる。

【００３９】次に図３を参照して、機関急加速運転時に
おいて燃焼室４内を成層化する運転状態から燃焼室４内
に均一混合気を形成する運転状態に切換えるときの吸入
空気量Ｑおよび燃料噴射量Ｑｆ　の制御方法について説
明する。図３においてスロットル開度がＴＡ３　のとき
に機関急加速運転が行われてスロットル開度ＴＡが急激
に増大したとする。このとき機関負荷Ｑ／Ｎがスロット
ル開度ＴＡと機関回転数Ｎに基づいて図１５（ａ）の関
係から決定される成層時の目標機関負荷Ｑｓ　／Ｎに沿
って変化するように、図１６（ａ）に示す関係から第１
バイパス制御弁３１の目標開度ＳＢｓ　が決定されると
共に図１７（ａ）に示す関係から第２バイパス制御弁４
１の目標開度ＳＣｓ　が決定される。しかしながら、上
述のように第１バイパス制御弁３１や第２バイパス制御
弁４１の応答遅れがあるために図３（ａ）に示すように
吸入空気量Ｑの増大には遅れが生ずる。

【００４０】このように吸入空気量Ｑの増大に遅れが生
じると吸入空気量Ｑが燃焼室４内を成層化する場合の目
標吸入空気量Ｑｓ　に達しないために、燃焼に寄与する
空気量も低減し、その結果機関出力トルクが低下してし
まい、良好な機関加速性能が得られないという問題を生
ずる。そこで図３に示す実施例では、機関急加速運転時
にスロットル開度ＴＡが燃焼室４内に均一混合気を形成
して燃焼を行いうる下限のスロットル開度ＴＡｌ　を越
えたときから、燃焼室４内を成層化する運転状態を維持
しつつ燃料噴射量Ｑｆ　を次式に基づいて増量するよう
にしている。 Ｑｆ　＝Ｑｆｓ・Ｋａ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　…（３）ここでＫａ　は図２
１に示される燃料増量補正係数である。 図２１を参照すると、成層化する場合の目標機関負荷Ｑ
ｓ　／Ｎと実際の機関負荷Ｑ／Ｎとの差が大きくなるほ
ど燃料増量補正係数Ｋａ　の値が大きくなることがわか
る。なお、この燃料増量補正係数Ｋａ　は実際には（Ｑ
ｓ　／Ｎ−Ｑ／Ｎ）と機関回転数Ｎの関数になっている
。このように、吸入空気量Ｑが成層化する場合の目標吸
入空気量Ｑｓ　よりも低下する急加速運転時において燃
料噴射量Ｑｆ　を増量補正することにより、機関出力ト
ルクが低下するのを防止するようにしている。

【００４１】次いで、吸入空気量Ｑが燃焼室４内に均一
混合気を形成する場合の目標吸入空気量Ｑｈ　を下回る
（図３におけるスロットル開度ＴＡ４　の位置）と、燃
料噴射量Ｑｆ　が均一混合気を形成する場合の目標燃料
噴射量Ｑｆｈに制御されると共に燃料噴射時期が図１０
に示すＩｈ　に切換えられ、均一混合気を形成する運転
状態に移行する。図３からわかるように、急加速運転時
において均一混合気を形成する運転状態に移行するスロ
ットル開度ＴＡ４　は、図１における切換開始スロット
ル開度ＴＡｃ　よりも小さなスロットル開度になってい
る。このようにして、機関急加速運転時に機関出力トル
クを円滑に上昇させると共に均一混合気を形成する運転
状態に早めに移行させる。斯くして良好な機関加速性能
を確保することができる。また、燃料噴射量に増量補正
がかけられている期間において点火栓１０の周りにはか
なりリッチな混合気が形成されるので、ＮＯｘの発生を
抑えつつ機関出力トルクを円滑に上昇させることができ
る。

【００４２】次に図４を参照して、機関急減速運転時に
おいて燃焼室４内に均一混合気を形成する運転状態から
燃焼室４内を成層化する運転状態に切換えるときの吸入
空気量Ｑおよび燃料噴射量Ｑｆ　の制御方法について説
明する。図４においてスロットル開度がＴＡ５　のとき
に機関急減速運転が行われてスロットル開度ＴＡが急激
に減少したとする。このとき機関負荷Ｑ／Ｎが燃焼室４
内に均一混合気を形成するときの目標機関負荷Ｑｈ　／
Ｎに沿って変化するように、図１６（ｂ）に示す関係か
ら第１バイパス制御弁３１の目標開度ＳＢｈ　が決定さ
れると共に図１７（ｂ）に示す関係から第２バイパス制
御弁４１の目標開度ＳＣｈ　が決定される。しかしなが
ら、上述のように第１バイパス制御弁３１や第２バイパ
ス制御弁４１の応答遅れがあるために図４（ａ）に示さ
れるように吸入空気量Ｑの減少には遅れが生ずる。

【００４３】このように機関急減速運転時に吸入空気量
Ｑの減少に遅れが生じた状態で均一混合気を形成する運
転が行われると、空気利用率が高くなるために機関出力
トルクが速やかに低下せず、その結果良好な機関減速性
能が得られないという問題が生ずる。また、燃焼室４内
に形成される均一混合気が理論空燃比よりも少しリーン
側の混合気となり、その結果多量のＮＯｘ　が発生して
しまうという問題も生ずる。

【００４４】そこで図４に示す実施例では、機関急減速
運転時にスロットル開度ＴＡが燃焼室４内を成層化して
燃焼を行いうる上限のスロットル開度ＴＡｕを下回った
ときに、燃料噴射時期がただちに図１０に示すＩｌ　に
切換えられて燃焼室４内を成層化する運転状態に切換え
られると共に、燃料噴射量Ｑｆ　が次式に基づいて増量
せしめられる。 Ｑｆ　＝Ｑｆｓ・Ｋｄ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　…（４）ここでＫｄ　は図２
２に示される燃料増量補正係数である。 図２２を参照すると、燃焼室４内を成層化する場合の目
標機関負荷Ｑｓ　／Ｎと実際の機関負荷Ｑ／Ｎとの差が
大きくなるほど燃料増量補正係数Ｋｄの値が大きくなる
ことがわかる。なお、この燃料増量補正係数Ｋｄ　は実
際には（Ｑｓ　／Ｎ−Ｑ／Ｎ）と機関回転数Ｎの関数に
なっている。このように機関負荷Ｑ／Ｎが成層時の目標
機関負荷Ｑｓ　／Ｎよりも低い機関急減速運転時におい
て燃料噴射量Ｑｆ　を増量補正することにより、機関出
力トルクが図１（ｃ）および図２（ｃ）に示される目標
機関トルクよりも低下しないようにしている。また、こ
のとき点火栓１０の周りにはかなりリッチな混合気が形
成されることになるので、ＮＯｘ　の発生を低減するこ
とができる。

【００４５】次いで、吸入空気量Ｑが燃焼室４内を成層
化する場合の目標吸入空気量Ｑｓ　を越える（図４にお
けるスロットル開度ＴＡ６　の位置）と、燃料噴射量Ｑ
ｆ　の増量補正処理が停止されて、通常の燃焼室４内を
成層化する運転状態に移行する。図４からわかるように
、この通常の成層化する運転状態に移行するスロットル
開度ＴＡ６　は、図２における切換開始スロットル開度
ＴＡｃ　よりも大きなスロットル開度になっている。こ
のようにして、機関急減速運転時に機関出力トルクを速
やかに且つ円滑に低下させると共に、燃焼室４内を成層
化する運転状態に早めに移行させる。斯くして良好な機
関急減速性能を確保することができる。

【００４６】次に、図２３から図２８に示されるフロー
チャートを参照して吸入空気量および燃料噴射量の制御
について説明する。この制御ルーチンは一定クランク角
間隔毎の割込みによって実行される。図２３から図２８
を参照するとまず始めにステップ１００　において、エ
アフローメータ２８の出力信号から求まる吸入空気量Ｑ
、およびクランク角センサ４７の出力信号から求まる機
関回転数Ｎに基づいて、機関負荷Ｑ／Ｎが算出される。 次いでステップ１０１　では次式に基づいてスロットル
開度の変化率ΔＴＡが計算される。 ΔＴＡ＝ＴＡ−ＴＡ０　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　…（５）ここでＴＡ０　は前回の処理
サイクル時におけるスロットル開度である。

【００４７】次いでステップ１０２　では均一混合気モ
ードフラグＨＧＦが０であるか否かが判別される。なお
、この均一混合気モードフラグＨＧＦは、点火栓１０周
りに混合気が集まるように燃焼室４内を成層化すべきと
きに値０をとり、一方燃焼室４内に均一混合気を形成す
べきときに値１をとる。ステップ１０２　において均一
混合気モードフラグＨＧＦが０である場合にはステップ
１０３　に進んで、スロットル開度ＴＡが燃焼室４内に
均一混合気を形成して燃焼を行いうる下限のスロットル
開度ＴＡｌ　以上であるか否かが判別される。ＴＡ≧Ｔ
Ａｌ　である場合にはステップ１０４に進んでスロット
ル開度の変化率ΔＴＡが予め定められた急加速判定値β
１　以上であるか否かが判別される。ΔＴＡ≧β１　で
ある場合にはステップ１０７　に進む。一方、ステップ
１０３　においてＴＡ＜ＴＡｌである場合、またはステ
ップ１０４　においてΔＴＡ＜β１　である場合にはス
テップ１４３　に進む。

【００４８】一方、ステップ１０２　において均一混合
気モードフラグＨＧＦが０でない場合にはステップ１０
５　に進んで、スロットル開度ＴＡが燃焼室４内を成層
化して燃焼を行いうる上限のスロットル開度ＴＡｕ　以
下であるか否かが判別される。ＴＡ≦ＴＡｕ　である場
合にはステップ１０６　に進んでスロットル開度の変化
率ΔＴＡが予め定められた急減速判定値β２　以下であ
るか否かが判別される。なお、この急減速判定値β２　
は負の値をとる。ΔＴＡ≦β２　である場合にはステッ
プ１２５　に進む。一方、ステップ１０５　においてＴ
Ａ＞ＴＡｕ　である場合、またはステップ１０６　にお
いてΔＴＡ＞β２　である場合にはステップ１４３　に
進む。

【００４９】ステップ１０７　では燃焼室４内に均一混
合気を形成する場合の目標機関負荷Ｑｈ　／Ｎが図１５
（ｂ）に示すマップに基づいて計算される。次いでステ
ップ１０８　では機関負荷Ｑ／Ｎが目標機関負荷Ｑｈ　
／Ｎ以下であるか否かが判別される。Ｑ／ＮがＱｈ　／
Ｎ以上である場合にはステップ１０９　に進んで、燃焼
室４内を成層化するときの第１バイパス制御弁３１の目
標開度ＳＢｓ　が図１６（ａ）に示すマップに基づいて
計算される。次いでステップ１１０　では第１バイパス
制御弁３１の開度を目標開度ＳＢｓ　にすべく三方弁３
７が駆動せしめられる。次いでステップ１１１　では、
燃焼室４内を成層化するときの第２バイパス制御弁４１
の目標開度ＳＣｓ　が図１７（ａ）に示すマップに基づ
いて計算される。次いでステップ１１２　では第２バイ
パス制御弁４１の開度を目標開度ＳＣｓ　にすべくステ
ップモータ４２が駆動せしめられる。次いでステップ１
１３　では燃焼室４内を成層化するときの目標燃料噴射
量Ｑｆｓが図１８（ａ）に示すマップに基づいて計算さ
れる。次いでステップ１１４　では上述の式（３）に基
づいて増量補正された燃料噴射量Ｑｆ　が求められる。 次いでステップ１１５　では予めＲＯＭ　６２内に記憶
されているデータから燃料噴射時期Ｉｌ　が計算される
。次いでステップ１１６　では燃料噴射処理が行われて
本制御ルーチンを終了する。

【００５０】一方、ステップ１０８　においてＱ／Ｎが
Ｑｈ　／Ｎ以下であると判別された場合にはステップ１
１７　に進んで、燃焼室４内に均一混合気を形成すると
きの第１バイパス制御弁３１の目標開度ＳＢｈが図１６
（ｂ）に示すマップに基づいて計算される。次いでステ
ップ１１８　では第１バイパス制御弁３１の開度を目標
開度ＳＢｈ　にすべく三方弁３７が駆動せしめられる。 次いでステップ１１９　では、燃焼室４内に均一混合気
を形成するときの第２バイパス制御弁４１の目標開度Ｓ
Ｃｈ　が図１７（ｂ）に示すマップに基づいて計算され
る。次いでステップ１２０　では第２バイパス制御弁４
１の開度を目標開度ＳＣｈ　にすべくステップモータ４
２が駆動せしめられる。次いでステップ１２１　では燃
焼室４内に均一混合気を形成するときの目標燃料噴射量
Ｑｆｈが図１８（ｂ）に示すマップに基づいて計算され
る。次いでステップ１２２　では予めＲＯＭ　６２内に
記憶されているデータから燃料噴射時期Ｉｈ　が計算さ
れる。次いでステップ１２３　では燃料噴射処理が行わ
れる。次いでステップ１２４　では均一混合気モードフ
ラグＨＧＦに値１がセットされて、本制御ルーチンを終
了する。

【００５１】ステップ１２５　では燃焼室４内を成層化
する場合の目標機関負荷Ｑｓ　／Ｎが図１５（ａ）に示
すマップに基づいて計算される。次いでステップ１２６
　では機関負荷Ｑ／Ｎが目標機関負荷Ｑｓ　／Ｎ以上で
あるか否かが判別される。Ｑ／ＮがＱｓ　／Ｎ以下であ
る場合にはステップ１２７　に進んで、燃焼室４内に均
一混合気を形成するときの第１バイパス制御弁３１の目
標開度ＳＢｈ　が図１６（ｂ）に示すマップに基づいて
計算される。次いでステップ１２８　では第１バイパス
制御弁３１の開度を目標開度ＳＢｈ　にすべく三方弁３
７が駆動せしめられる。次いでステップ１２９　では燃
焼室４内に均一混合気を形成するときの第２バイパス制
御弁４１の目標開度ＳＣｈ　が図１７（ｂ）に示すマッ
プに基づいて計算される。次いでステップ１３０　では
第２バイパス制御弁４１の開度を目標開度ＳＣｈ　にす
べくステップモータ４２が駆動せしめられる。次いでス
テップ１３１　では燃焼室４内を成層化するときの目標
燃料噴射量Ｑｆｓが図１８（ａ）に示すマップに基づい
て計算される。次いでステップ１３２では上述の式（４
）に基づいて増量補正された燃料噴射量Ｑｆ　が求めら
れる。次いでステップ１３３　では予めＲＯＭ　６２内
に記憶されているデータから燃料噴射時期Ｉｌ　が計算
される。次いでステップ１３４　では燃料噴射処理が行
われて本制御ルーチンを終了する。

【００５２】一方、ステップ１２６　においてＱ／Ｎが
Ｑｓ　／Ｎ以上であると判別された場合にはステップ１
３５　に進んで第１バイパス制御弁３１の目標開度ＳＢ
ｓ　が図１６（ａ）に示すマップに基づいて計算される
。次いでステップ１３６　では第１バイパス制御弁３１
の開度を目標開度ＳＢｓ　にすべく三方弁３７が駆動せ
しめられる。次いでステップ１３７　では、第２バイパ
ス制御弁４１の目標開度ＳＣｓ　が図１７（ａ）に示す
マップに基づいて計算される。次いでステップ１３８　
では第２バイパス制御弁４１の開度を目標開度ＳＣｓ　
にすべくステップモータ４２が駆動せしめられる。次い
でステップ１３９　では目標燃料噴射量Ｑｆｓが図１８
（ａ）に示すマップに基づいて計算される。次いでステ
ップ１４０　では予めＲＯＭ　６２内に記憶されている
データから燃料噴射時期Ｉｌ　が計算される。次いでス
テップ１４１　では燃料噴射処理が行われる。次いでス
テップ１４２　では均一混合気モードフラグＨＧＦに値
０がセットされて、本制御ルーチンを終了する。

【００５３】ステップ１４３　ではスロットル開度ＴＡ
が切換開始スロットル開度ＴＡｃ　以上であるか否かが
判別される。ＴＡ＜ＴＡｃ　である場合にはステップ１
４４　に進んで第１バイパス制御弁３１の目標開度ＳＢ
ｓ　が図１６（ａ）に示すマップに基づいて計算される
。次いでステップ１４５　では第１バイパス制御弁３１
の開度を目標開度ＳＢｓ　にすべく三方弁３７が駆動せ
しめられる。次いでステップ１４６　では、第２バイパ
ス制御弁４１の目標開度ＳＣｓ　が図１７（ａ）に示す
マップに基づいて計算される。次いでステップ１４７　
では第２バイパス制御弁４１の開度を目標開度ＳＣｓ　
にすべくステップモータ４２が駆動せしめられる。

【００５４】次いでステップ１４８　では均一混合気モ
ードフラグＨＧＦが０であるか否かが判別される。均一
混合気モードフラグＨＧＦが０である場合にはステップ
１４９　に進んで目標燃料噴射量Ｑｆｓが図１８（ａ）
に示すマップに基づいて計算される。次いでステップ１
５０　では予めＲＯＭ　６２内に記憶されているデータ
から燃料噴射時期Ｉｌ　が計算される。次いでステップ
１５１　では燃料噴射処理が行われて本制御ルーチンを
終了する。

【００５５】一方、ステップ１４８　において均一混合
気モードフラグＨＧＦが０でない場合にはステップ１５
２　に進んで、燃焼室４内を成層化する場合の目標機関
負荷Ｑｓ　／Ｎが図１５（ａ）に示すマップに基づいて
計算される。 次いでステップ１５３　では機関負荷Ｑ／Ｎが目標機関
負荷Ｑｓ　／Ｎ以上であるか否かが判別される。Ｑ／Ｎ
がＱｓ　／Ｎ以下である場合にはステップ１５４　に進
んで、燃焼室４内を成層化するときの目標燃料噴射量Ｑ
ｆｓが図１８（ａ）に示すマップに基づいて計算される
。次いでステップ１５５　では上述の式（２）に基づい
て増量補正された燃料噴射量Ｑｆ　が求められる。次い
でステップ１５６　では予めＲＯＭ　６２内に記憶され
ているデータから燃料噴射時期Ｉｌ　が計算される。次
いでステップ１５７　では燃料噴射処理が行われて本制
御ルーチンを終了する。一方、ステップ１５３　におい
てＱ／ＮがＱｓ　／Ｎ以上であると判別された場合には
ステップ１５８に進んで均一混合気モードフラグＨＧＦ
に値０がセットされ、次いでステップ１４９　に進む。

【００５６】一方、ステップ１４３　において、ＴＡ≧
ＴＡｃ　であると判別された場合にはステップ１６０　
に進んで第１バイパス制御弁３１の目標開度ＳＢｈ　が
図１６（ｂ）に示すマップに基づいて計算される。次い
でステップ１６１　では第１バイパス制御弁３１の開度
を目標開度ＳＢｈ　にすべく三方弁３７が駆動せしめら
れる。次いでステップ１６２では、第２バイパス制御弁
４１の目標開度ＳＣｈ　が図１７（ｂ）に示すマップに
基づいて計算される。次いでステップ１６３　では第２
バイパス制御弁４１の開度を目標開度ＳＣｈ　にすべく
ステップモータ４２が駆動せしめられる。

【００５７】次いでステップ１６４　では均一混合気モ
ードフラグＨＧＦが１であるか否かが判別される。均一
混合気モードフラグＨＧＦが１である場合にはステップ
１６５　に進んで目標燃料噴射量Ｑｆｈが図１８（ｂ）
に示すマップに基づいて計算される。次いでステップ１
６６　では予めＲＯＭ　６２内に記憶されているデータ
から燃料噴射時期Ｉｈ　が計算される。次いでステップ
１６７　では燃料噴射処理が行われて本制御ルーチンを
終了する。

【００５８】一方、ステップ１６４　において均一混合
気モードフラグＨＧＦが１でない場合にはステップ１６
８　に進んで、燃焼室４内に均一混合気を形成する場合
の目標機関負荷Ｑｈ　／Ｎが図１５（ｂ）に示すマップ
に基づいて計算される。次いでステップ１６９　では機
関負荷Ｑ／Ｎが目標機関負荷Ｑｈ　／Ｎ以下であるか否
かが判別される。Ｑ／ＮがＱｈ　／Ｎ以上である場合に
はステップ１７０　に進んで、燃焼室４内を成層化する
ときの目標燃料噴射量Ｑｆｓが図１８（ａ）に示すマッ
プに基づいて計算される。次いでステップ１７１　では
上述の式（１）に基づいて増量補正された燃料噴射量Ｑ
ｆ　が求められる。次いでステップ１７２　では予めＲ
ＯＭ　６２内に記憶されているデータから燃料噴射時期
Ｉｌ　が計算される。次いでステップ１７３　では燃料
噴射処理が行われて本制御ルーチンを終了する。一方、
ステップ１６９　においてＱ／ＮがＱｈ　／Ｎ以下であ
ると判別された場合にはステップ１７４　に進んで均一
混合気モードフラグＨＧＦに値１がセットされ、次いで
ステップ１６５　に進む。

【００５９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば点火栓周
りに混合気が集まるように燃焼室内を成層化する運転状
態から燃焼室内に均一混合気を形成する運転状態に移行
するときに機関出力トルクを滑らかかつ連続的に変化さ
せることができ、従って運転状態の移行時にトルクショ
ックが発生することを阻止できる。請求項２に記載の発
明によれば燃焼室内に均一混合気を形成する運転状態か
ら燃焼室内を成層化する運転状態に移行するときに機関
出力トルクを滑らかかつ連続的に変化させることができ
、従って運転状態の移行時にトルクショックが発生する
ことを阻止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃焼室内を成層化する運転状態から燃焼室内に
均一混合気を形成する運転状態に切換えるときの吸入空
気量および燃料噴射量の制御方法と、そのとき出力され
る機関出力トルクの概要を示す線図である。

【図２】燃焼室内に均一混合気を形成する運転状態から
燃焼室内を成層化する運転状態に切換えるときの吸入空
気量および燃料噴射量の制御方法と、そのとき出力され
る機関出力トルクの概要を示す線図である。

【図３】機関急加速運転時における吸入空気量と燃料噴
射量の制御方法の概要を示す線図である。

【図４】機関急減速運転時における吸入空気量と燃料噴
射量の制御方法の概要を示す線図である。

【図５】発明の構成図である。

【図６】筒内噴射式２サイクル内燃機関の全体図である
。

【図７】２サイクル内燃機関の側面断面図である。

【図８】ピストン頂面の平面図である。

【図９】シリンダヘッド内壁面の底面図である。

【図１０】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１１】燃焼室内を成層化する運転領域と、燃焼室内
に均一混合気を形成する運転領域を示す線図である。

【図１２】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１３】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１４】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１５】目標機関負荷のマップを示す線図である。

【図１６】第１バイパス制御弁の目標開度のマップを示
す線図である。

【図１７】第２バイパス制御弁の目標開度のマップを示
す線図である。

【図１８】目標燃料噴射量のマップを示す線図である。

【図１９】燃料増量補正係数Ｋｓｈを示す線図である。

【図２０】燃料増量補正係数Ｋｈｓを示す線図である。

【図２１】燃料増量補正係数Ｋａ　を示す線図である。

【図２２】燃料増量補正係数Ｋｄ　を示す線図である。

【図２３】吸入空気量および燃料噴射量の制御ルーチン
を示すフローチャートの第１の部分である。

【図２４】吸入空気量および燃料噴射量の制御ルーチン
を示すフローチャートの第２の部分である。

【図２５】吸入空気量および燃料噴射量の制御ルーチン
を示すフローチャートの第３の部分である。

【図２６】吸入空気量および燃料噴射量の制御ルーチン
を示すフローチャートの第４の部分である。

【図２７】吸入空気量および燃料噴射量の制御ルーチン
を示すフローチャートの第５の部分である。

【図２８】吸入空気量および燃料噴射量の制御ルーチン
を示すフローチャートの第６の部分である。

【符号の説明】

４…燃焼室 １０…点火栓 １４…燃料噴射弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　機関燃焼室内に燃料を供給するための
   燃料噴射弁を具備し、機関負荷が予め定められた設定負
   荷よりも低いときには点火栓周りに混合気が集まるよう
   に燃焼室内を成層化すると共に空燃比を第１の空燃比に
   制御し、機関負荷が上記設定負荷よりも高いときには燃
   焼室内に均一混合気を形成すると共に空燃比を上記第１
   の空燃比よりも小さな第２の空燃比に制御するようにし
   た内燃機関の空燃比制御装置において、機関シリンダ内
   に供給される吸入空気量を制御するための吸入空気量制
   御手段と、機関負荷が上記設定負荷を越えたときに上記
   吸入空気量制御手段に吸入空気量を減少すべき制御信号
   を出力する制御信号出力手段と、上記制御信号が出力さ
   れてから実際に吸入空気量が減少するまでの吸入空気量
   減少期間が経過するまで燃焼室内を成層化する運転状態
   を維持しつつ燃料噴射量を増量する燃料噴射制御手段と
   、上記吸入空気量減少期間が経過した後に燃焼室内に均
   一混合気を形成する運転状態に移行させる移行手段とを
   具備する内燃機関の空燃比制御装置。
2. 【請求項２】　　機関燃焼室内に燃料を供給するための
   燃料噴射弁を具備し、機関負荷が予め定められた設定負
   荷よりも低いときには点火栓周りに混合気が集まるよう
   に燃焼室内を成層化すると共に空燃比を第１の空燃比に
   制御し、機関負荷が上記設定負荷よりも高いときには燃
   焼室内に均一混合気を形成すると共に空燃比を上記第１
   の空燃比よりも小さな第２の空燃比に制御するようにし
   た内燃機関の空燃比制御装置において、機関シリンダ内
   に供給される吸入空気量を制御するための吸入空気量制
   御手段と、機関負荷が上記設定負荷よりも低下したとき
   に上記吸入空気量制御手段に吸入空気量を増大すべき制
   御信号を出力する制御信号出力手段と、上記制御信号が
   出力されたときにただちに燃焼室内を成層化する運転状
   態に移行させる移行手段と、上記制御信号が出力されて
   から実際に吸入空気量が増大するまでの吸入空気量増大
   期間が経過するまで燃料噴射量を増量する燃料噴射制御
   手段とを具備する内燃機関の空燃比制御装置。