JPH0799105B2

JPH0799105B2 - エンジンの成層燃焼制御装置

Info

Publication number: JPH0799105B2
Application number: JP28401886A
Authority: JP
Inventors: 博之山本; 博文西村; 克日子横奥; 博文山内
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1995-10-25
Anticipated expiration: 2010-10-25
Also published as: JPS63138118A

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装置の改良に関する。

（従来の技術〕従来より、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量を少量とし、この燃料を圧縮行
程後半の設定時期で燃焼室に供給して、可燃混合気を燃
焼室内の点火プラグ周りに偏在分布させることにより、
混合気の成層燃焼を行って、全体として混合気の空燃比
を大（リーン）にし、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、運転状態に応じた量の燃料を吸気行程前半の設定
時期で燃焼室に供給して、可燃混合気を燃焼室内に均一
に分散させることにより、混合気の均一燃焼を行って、
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。

（発明が解決しようとする問題点）しかるに、上記の如く、エンジンの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、特に、この両
燃焼間の燃焼切換時を仔細に見ると、成層燃焼時では燃
料供給時期は圧縮行程後半であり、均一燃焼時では吸気
行程前半であって、両者には時間的なズレがある。この
関係上、この両者の時間的なズレの間にエンジン運転状
態が高負荷状態（均一燃焼域）から低負荷状態（成層燃
焼域）に移行した時には、所定気筒に対して均一燃焼用
の燃料が供給された後に、成層燃焼に切換って、その成
層燃焼用の燃料が該所定気筒の供給されて、混合気の空
燃比がオーバリッチになる。一方、逆に低負荷状態（成
層燃焼域）から高負荷状態（均一に燃焼域）に移行した
時には、均一燃焼用燃料の供給の無い状態で早くも成層
燃焼用燃料の供給が停止して、空燃比のオーバリーンを
招き、その結果、トルク変動が発生して、その分、エン
ジン性能が低下する憾みが生じる。

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、上記の如く混合気の成層燃焼と均一燃焼とを行う
場合、均一燃焼用燃料の設定供給時期（例えば吸気行程
前半）と、成層燃焼用燃料の設定供給時期（圧縮行程後
半）との間に運転域の変更時が来た時には、均一燃焼用
燃料と成層燃焼用燃料との間の燃料供給の切換実行を遅
らせることにより、空燃比のオーバリッチやオーバリー
ンの発生を有効に防止して、この運転域の変更時にも、
トルクショックを有効に抑制して、エンジン性能の向上
を図ることにある。

（問題点を解決するための手段）上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、エン
ジンの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運転域にあるとき、燃料を吸気行程後半
から圧縮行程後半の間に設定した設定成層燃焼用燃料供
給時期で燃焼室の点火プラグ周りに供給して混合気の成
層燃焼を行う成層燃焼手段41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高負荷運転域等の
第２運転域にあるとき、燃料を上記設定成層燃焼用燃料
供給時期よりも早い均一燃焼用燃料供給時期（例えば吸
気行程前半）で燃焼室全体に供給して混合気の均一燃焼
を行う均一燃焼手段41とを備えたエンジンの成層燃焼制
御装置を前提とする。そして、上記運転状態検出手段34
の出力を受け、第１運転域と第２運転域との間の運転域
の変更時が上記設定均一燃焼用燃料供給時期（吸気行程
前半）から設定成層燃焼用燃料供給時期（圧縮行程後
半）までの間に来る時を検出する運転域変更時検出手段
42と、該運転域変更時検出手段42の出力を受けて、上記
成層燃焼手段40による成層燃焼用燃料の供給と均一燃焼
手段41による均一燃焼用燃料の供給との間の燃料供給の
切換の実行を遅らせる切換遅延手段43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、成層燃焼手段40により燃料が吸
気行程後半から圧縮行程後半の間に設定した設定成層燃
焼用燃料供給時期で供給されて、燃焼室の点火プラグ周
りに可燃混合気が偏在し、この状態で混合気の成層燃焼
が行われるので、混合気の空燃比が全体として大になっ
て、燃費性の向上が図られるとともに、エンジンの高負
荷運転域等の第２運転域では、均一燃焼手段41により燃
料が上記設定成層燃焼用燃料供給時期よりも早い設定均
一燃焼用燃料供給時期（例えば吸気行程前半）で燃焼室
全体に均一に分散供給され、この状態で混合気の均一燃
焼が行われるので、エンジンの出力増大が確保される。

そして、上記第１運転域（例えば低負荷運転域）から第
２運転域（例えば高負荷運転域）への移行時には、基本
的に混合気の成層燃焼から均一燃焼に切換るものの、こ
の第２運転域への移行時が特に上記設定均一燃焼用燃料
供給時期（例えば吸入行程前半）から設定成層燃焼用燃
料供給時期（例えば圧縮行程後半）までの期間にある時
には、成層燃焼用燃料から均一燃焼用燃料への燃料供給
の切換実行が切換遅延手段43により遅れ制御されて、成
層燃焼用燃料の供給が適宜続行されるので、空燃比のオ
ーバリーンが防止される。

同様に、第２運転域（例えば高負荷運転域）から第１運
転域（例えば低負荷運転域）への移行時には、基本的に
混合気の均一燃焼から成層燃焼に切換るものの、この第
１運転域への移行時が特に上記設定均一燃焼用燃料供給
時期（吸気行程前半）から設定域層燃焼用燃料供給時期
（圧縮行程後半）までの期間にある時には、均一に燃焼
用燃料から成層燃焼用燃料への燃料切換の実行が切換遅
延手段43により遅れ制御されて、燃料供給の重複が阻止
されるので、空燃比のオーバリッチが防止される。その
結果、第１運転域と第２運転域間での運転域の変更時に
も、空燃比のオーバリッチやオーバリーンに伴うトルク
ショックの発生が防止されて、エンジン性能が向上する
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上
流側には、吸入空気量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
とと、ピストン２の凹部2aに向けて燃料を噴射供給する
成層燃焼用の燃料噴射弁12とが配置され、該燃料噴射弁
12から噴射された燃料がピストン２の凹部2aで反射され
て、該燃料が燃焼室４内の点火プラグ11周りのみに偏在
するようになっている。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、該成層燃焼用の燃料噴射弁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。

さらに、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TD
C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サ、33は
アクセルペダル（図示せず）の開度を検出するアクセル
ペダル開度センサであって、上記負荷センサ28及び回転
数センサ29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CP
U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、噴射時期及び成層燃焼時の燃料量、噴射時期
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５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で噴射量補正係数ｋを
「１」値に、また成層域フラグをOFFに各々リセットた
後、ステップS₂で上記６個のセンサ28〜33（負荷、エン
ジン回転数Ne、クランク角、冷却水温、吸気温及びアク
セルペダル開度β）からの各検出信号並びにスロットル
弁９の開度αを入力し、ステップS₃で均一燃焼用の燃料
噴射弁10からの燃料噴射の開始時期Ｃhを均一燃焼用の
噴射時期マップに基いて例えば吸気行程前半になるよう
算出すると共に、その均一燃焼用燃料の噴射期間τｈ
（噴射量）を均一燃焼用の噴射量マップに基いてアクセ
ルペダル開度βに応じた量に算出し、また成層燃焼用の
燃料噴射弁12からの燃料噴射の開始時期Ｃsを成層燃焼
用の噴射時期マップに基いて吸気工程後半から圧縮工程
後半の間（例えば圧縮行程後半）になるよう算出設定す
ると共に、その成層燃焼用燃料の噴射期間τｓ（噴射
量）を成層燃焼用の噴射量マップに基いてアクセルペダ
ル開度βに応じた量に算出する。

しかる後、ステップS₄で成層域フラグがONか否かを判別
し、ONの成層域にある場合には、エンジン運転域が変更
したか否かを判別すべく、ステップS₅で、第６図に示す
ように、エンジンの第２運転域としての均一燃焼域にあ
るか否かをエンジン回転数Ｎeとアクセルペダル開度β
とに基いて判別し、均一燃焼域にない場合には、エンジ
ンの第１運転域としての成層燃焼域内にあると判断し
て、ステップS₆で成層燃焼用燃料の設定噴射開始時期Ｃ
s（設定成層燃焼用燃料供給時期）になるのを待って、
ステップS₇で上記成層燃焼用燃料量τｓを燃焼室４内の
燃料噴射弁12から噴射供給して、ステップs₂に戻る。

一方、上記ステップS₅で均一燃焼域にある場合には、成
層燃焼域から均一燃焼域への移行時と判断して、ステッ
プS₈で先ず、均一燃焼用燃料の噴射開始時期Ｃh（設定
均一燃焼用燃料供給時期）か否かを判別し、均一燃焼用
燃料の設定噴射開始時期ＣhであるYESの場合には、直ち
に燃料切換を行っても空燃比の変動は生じないと判断し
て、ステップS₉で均一燃焼用燃料量τｈを吸気通路５の
燃料噴射弁10から噴射供給し、その後、ステップS₁₀で
均一燃焼域にあることを把握すべく、成層域フラグをOF
Fにして、上記ステップS₂に戻る。

一方、上記ステップS₈で均一燃焼用燃料の噴射開始時期
ＣhでないNOの場合には、さらにステップS₁₁で今度は成
層燃焼用燃料の設定噴射開始時期Ｃsか否かを判別し、
この成層燃焼用燃料の噴射時期ＣsのYESの場合には、成
層燃焼域から均一燃焼域への変更時が均一燃焼用燃料の
設定噴射開始時期（吸気行程前半）Ｃhから成層燃焼用
燃料の設定噴射開始時期（圧縮行程後半）Ｃsまでの期
間に来たと判断して、空燃比のオーバリーンを防止すべ
く、ステップS₁₂で依然として成層燃焼用燃料量τｓを
燃焼室４の燃料噴射弁12から噴射供給し、その後、ステ
ップS₁₃で均一燃焼用燃料の噴射時期Ｃhになるのを待っ
て、ステップS₁₄で吸気通路５の燃料噴射弁10から均一
燃焼用燃料量τｈを噴射供給し、上記ステップS₁₀で成
層域フラグをOFFにして、ステップS₂に戻る。

一方、上記ステップS₄で成層域フラグがOFFの均一燃焼
域にある場合には、ステップS₁₅に進み、該ステップS₁₅
で第６図に示すように、均一燃焼域にあるか否かを判別
し、均一燃焼域にあるYESの場合には、運転域の変更の
無い状況と判断して、ステップS₁₆で噴射量補正係数Ｋ
（後述）を「１」値に設定した後、ステップS₁₇で均一
燃焼用燃料の噴射開始時期Ｃhになるのを待って、ステ
ップS₁₈で吸気通路５の燃料噴射弁10から均一燃焼用燃
料量τｈを燃焼室４に噴射して、ステップS₂に戻る。

また、上記ステップS₁₅で均一燃焼域にないN0の場合に
は、均一燃焼域から成層燃焼域への移行時と判断して、
この移行時での成層燃焼用及び均一燃焼用の両噴射弁1
0,12からの噴射量τh,τｓを適宜設定すべく、第４図の
均一→成層移行ルーチンに進む。

すなわち、第４図の均一→成層移行ルーチンでは、均一
燃焼と成層燃焼とを徐々に切換えて、均一燃料量τｈを
徐々に減量すると同時に、成層燃焼用燃料量τｓを徐々
に増量することとし、先ず、ステップS_T1で均一燃焼用
燃料量τｈ及び成層燃焼燃料量τｓを噴射量補正係数ｋ
に基いて各々式τｈ＝τｈ×ｋ、τｓ＝τｓ×（１−
ｋ）により算出し、当初は噴射量補正係数ｋは「１」値
であるので、補正後の均一燃焼用燃料量τｈは補正前と
同値であり、成層燃焼用燃料量τｓは零値である。

しかる後、ステップS_T2で均一燃焼用燃料の設定噴射開
始時期Ｃh（吸気行程前半）か否かを、ステップS_T3で成
層燃焼用燃料の設定噴射開始時期Ｃs（圧縮行程後半）
か否かを各々判別し、最初に均一燃焼用燃料の設定噴射
時期Ｃhが来た場合には、ステップS_T4で均一燃焼用燃料
量τｈを吸気通路５の噴射弁10から噴射した後、ステッ
プS_T5で成層燃焼用燃料の噴射開始時期Ｃsになるのを待
って、ステップS_T6で成層燃焼用燃料量τｓを燃焼室４
の燃料噴射弁12から噴射する。

一方、上記ステップS_T3で最初に成層燃焼用燃料の噴射
開始時期Ｃsが来た場合には、上記とは逆に、ステップS
_T7で成層燃焼用燃料量τｓを燃焼室４の噴射弁12からの
噴射し、その後、ステップS_T8で均一燃焼用燃料の噴射
開始時期Ｃhになるのを待って、ステップS_T9で均一燃焼
用燃料量τｈを吸気通路５の噴射弁10から噴射する。

そして、このように均一燃焼用燃料及び成層燃焼用燃料
を連続して噴射した後は、次回の均一燃焼用燃料量τｈ
が減量し、成層燃焼用燃料量τｓが増量するよう、ステ
ップS_T10で噴射量補正係数ｋの値を微小値γと大小比較
し、ｋ≧γのYESの場合には、噴射量補正係数ｋの値を
微小値γだけ減算して上記ステップS_T1に戻って、均一
燃焼用燃料量τｈをその分減量させ、成層燃焼用燃料量
τｓをその分増量することを繰返す。一方、ｋ＜γの場
合には、均一燃焼用燃料量τｈがほぼ零値になって、成
層燃焼に完全に切換ったと判断して、ステップS_T12で成
層域フラグをONにして、リターンする。

また、上記の燃料量補正と同時に、第５図のスロットル
弁開度補正ルーチンに基いてスロットル弁９の開度を適
宜補正することとし、ステップS_S1で成層燃焼時での目
標スロットル弁開度（全開）αｓと、均一燃焼時でのア
クセルペダル開度βに応じた目標スロットル弁開度αｈ
とを第７図の目標スロットル弁開度マップに基いて算出
した後、ステップS_s2で燃料量補正時の目標スロットル
弁開度TVOを上記目標開度αs,αｈ及び噴射量補正係数
ｋに基いて式TVO＝αｓ−ｋ（αｓ−αｈ）により、噴
射量補正係数ｋの減少つまり成層燃焼量τｓの増大に応
じて目標スロットル弁開度TVOを漸次増大し、その後、
ステップS_S3でスロットル弁開度αの値をサンプリング
して、ステップS_S4で目標スロットル弁開度TVOと実際値
αとの偏差|TVO−α｜が微小値ａの範囲内に入ると、リ
ターンする。

よって、第３図の制御フローにおいて、ステップS₃〜S₇
により、エンジン運転状態が成層燃焼域にあるとき、成
層燃焼用燃料の設定噴射開始時期Ｃs（圧縮工程後半）
で噴射ポンプ23を制御して、この設定噴射開始時期Ｃs
で燃焼室４内の噴射弁12から燃焼量τｓの成層燃焼用燃
料を燃焼室４の点火プラグ11周りに偏在するよう供給し
て混合気の成層燃焼を行うようにした成層燃焼手段40を
構成している。また、ステップS₃,S₄,S₁₅〜S₁₈により、
エンジン運転状態が均一燃焼域にあるとき、上記成層燃
焼用燃料の設定噴射開始時期Ｃs（圧縮工程後半）より
も早い均一燃焼用燃料の設定噴射開始時期Ｃh（吸気工
程前半）で吸気通路５の噴射弁10を制御して、この設定
噴射時期Ｃhで燃料を燃焼室４全体に均一に分散するよ
う供給して、混合気の均一燃焼を行うようにした均一燃
焼手段41を構成している。

さらに、上記第３図の制御フローのステップS₄,S₅,S₈,S
₁₁,S₁₅および第４図の均一→成層移行ルーチンのステッ
プS_T2,S_T3により、第６図の成層燃焼域から均一燃焼域
への移行時及びその逆方向への移行時、つまり成層燃焼
域と均一燃焼域との間の運転域の変更時が、上記均一燃
焼用燃料の設定噴射開始時期Ｃh（吸気工程前半）から
成層燃焼用燃料の設定噴射開始時期Ｃs（圧縮工程後
半）までの間に来る時を検出するようにした運転域変更
時検出手段42を構成している。加えて、第３図の制御フ
ローのステップS₁₁〜S₁₄及び第４図の均一→成層移行ル
ーチンのステップS_T7,S_T11により、上記運転域変更時検
出手段42の出力を受け、成層燃焼域から均一燃焼域への
移行時には、その後の成層燃焼用燃料の設定噴射開始時
期Ｃs（圧縮工程後半）で依然として成層燃焼用燃料量
τｓを燃焼室４の噴射弁12（成層燃焼手段40）から噴射
した後、次の均一燃焼用燃料の設定噴射開始時期Ｃh
（吸気工程前半）になると、この時点で燃料量τｈの均
一燃焼用燃料を吸気通路５の噴射弁10（均一燃焼手段4
1）から噴射して、１回の成層燃焼用燃料の噴射分だ
け、成層燃焼用燃料から均一燃焼用燃料への燃料供給の
切換実行を遅らせる一方、逆に、均一燃焼域から成層燃
焼域への移行時には、均一燃焼用燃料と成層燃焼用燃料
とを共に噴射供給しながら、均一燃焼用燃料量τｈを漸
次減量すると同時に、成層燃焼用燃料量τｓを漸次増量
して、均一燃焼用燃料から成層燃焼用燃料への噴射切換
の実行を遅らせるようにした切換遅延手段43を構成して
いる。

尚、図示しないが、燃焼室４内の燃料噴射弁12からの成
層燃焼燃料量τｓが少量の場合には、該噴射弁12の開弁
圧を低くして、燃焼室４内での成層燃焼用燃料の拡散を
可及的に抑制するようになされていると共に、成層燃焼
域でエンジン１のノッキングが検出された場合には、成
層燃焼用燃料の噴射開始時期Ｃsを若干早めて、成層化
の程度を低くすることにより、ノッキングの発生を効果
的に抑制するようにしている。

したがって、上記実施例においては、エンジン運転状態
の成層燃焼域では、第８図（イ）に示す如く、燃焼室４
内の圧力が上昇し始める圧縮行程後半の成層燃焼用燃料
の設定噴射開始時期Ｃsで、燃焼室４内の燃料噴射弁12
から燃料量τｓの成層燃焼用の燃料が燃焼湿４の点火プ
ラグ11周りに噴射されて、該点火プラグ11周りに可燃混
合化が偏在した空燃比の大の状態で成層燃焼手段40によ
りこの混合気の成層燃焼が行われるので、燃料消費量が
低減されて、燃費性の向上が図られる。

また、エンジンの均一燃焼域では、同図（ロ）に示す如
く、吸気行程の前半の均一燃焼用燃料の設定噴射開始時
期Ｃhで燃料量τｈの均一燃焼用燃料が吸気通路５の燃
料噴射弁10から燃焼室４に噴射されて、該燃焼室４全体
に可燃混合気が均一に分散した状態でこの混合気の均一
燃焼が行われるの、エンジン出力の増大が確保される。

そして、エンジン運転域が成層燃焼域から均一燃焼域
に、またその逆方向に移行した場合において、この移行
時が各々第９図及び第10図に示す如く、成層燃焼用燃料
の設定噴射開始時期Ｃsから次の均一燃焼用燃料の噴射
開始時期Ｃhまでの期間に来たときには、第９図では成
層燃焼用燃料から均一燃焼用燃料に直ちに切換わり、第
10図では均一燃焼用燃料から成層燃焼用燃料に徐々に切
換わるが、この場合には、均一燃焼域で最初に圧縮工程
になる気筒に対して均一燃焼用燃料量τｈと成層燃焼用
燃料量τｓとの全量が重なったり、双方の燃料が共に供
給されない状況は生じることが無く、混合気の空燃比は
設定空燃比に良好に保持される。

これに対し、成層燃焼域から均一燃焼域への移行時が、
第11図に示す如く、均一燃焼用燃料の設定噴射開始時期
Ｃh（吸気行程前半）から成層燃焼用燃料の設定噴射時
期Ｃs（圧縮行程後半）までの期間に来たときには、そ
の後の成層燃焼用燃料の設定噴射開始時期Ｃsoで成層燃
焼量τｓの噴射が続行されるまで燃料供給の切換実行が
切換遅延手段43で遅れ調整された後、次の均一燃焼用燃
料の設定噴射開始時期Ｃhoから燃焼供給が均一燃料用燃
料に切換わるので、均一燃焼域で最初に圧縮行程となる
気筒に対しても上記成層燃焼用燃料量τｓでもって可燃
混合気が形成されて、その空燃比がオーバリーンになる
のが防止されることになる。

また、上記とは逆に、均一燃焼域から成層燃焼域への移
行時が、第12図に示す如く、均一燃焼用燃料の設定噴射
開始時期Ｃhから成層燃焼用燃料の設定噴射開始時期Ｃs
までの期間に来た場合、直ちに燃料切換が実行されたと
き（従来の場合）には、移行直前の均一燃焼用燃料の設
定噴射開始時期Ｃhoから均一燃焼用燃料量τｈが噴射さ
れると共に、移行直後の成層燃焼用燃料の設定噴射開始
時期Ｃsoか成層燃焼用燃料量τｓが噴射されて、この両
燃料量τh,τｓが共に成層燃焼域で最初に圧縮工程にな
る気筒に供給されて、混合気の空燃比がオーバリッチに
なるものの、このときには、同図に示す如く、均一燃焼
用燃料量τｈと成層燃焼用燃料量τｓとが徐々に切換っ
て、成層燃焼用燃料への燃料供給の切換実行が遅れ調整
されるので、空燃比はオーバリッチにならず設定空燃比
に良好に保持される。よって、均一燃焼域と成層燃焼域
との間の運転域の変更時にも、燃料供給の重複や完全カ
ットに起因する空燃比のオーバリッチやオーバリーンを
防止して、トルクショックの発生を防止でき、エンジン
性能の向上を図ることができる。

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、該成層燃焼用の燃料噴
射弁12を吸気通路５の吸気弁15直上流側に配置してもよ
いのは勿論のこと、成層燃焼用の燃料噴射弁12又は均一
燃焼用の燃料噴射弁10を他方の噴射弁で兼用してもよ
い。この場合、燃料の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。

（発明の効果）以上説明したように、本発明のエンジンの成層燃焼制御
装置によれば、混合気の成層燃焼を行うエンジンの第１
運転域と、均一燃焼を行う第２運転域との間の運転域の
変更時には、成層燃焼用燃料の設定供給時期と均一燃焼
用燃料の設定供給時期との間の時間的ズレに起因する燃
料供給の重複や完全カットを防止して、トルクショック
を有効に抑制したので、エンジン性能の向上を図ること
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12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５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６図は成層燃焼域と均一燃焼
域とを示す説明図、第７図はアクセルペダル開度に対す
る目標スロットル弁開度特性を示す図、第８図ないし第
12図は各々作動説明図である。１……エンジン、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、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、34……運転状態検出手段、35……コ
ントローラ、40……成層燃焼手段、41……均一燃焼手
段、42……運転域変更時検出手段、43……切換遅延手
段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３５Ｃ 41/34 Ｃ 9247−3Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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、燃料を吸気行程後半
から圧縮行程後半の間に設定した設定成層燃焼用燃料供
給時期で燃焼室の点火プラグ周りに供給して混合気の成
層燃焼を行う成層燃焼手段と、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２運転域にあると
き、燃料を上記設定成層燃焼用燃料供給時期よりも早い
均一燃焼用燃料供給時期で燃焼室全体に供給して混合気
の均一燃焼を行う均一燃焼手段とを備えるとともに、上
記運転状態検出手段の出力を受け、第１運転域と第２運
転域との間の運転域の変更時が上記設定均一燃焼用燃料
供給時期から設定成層燃焼用燃料供給時期までの間に来
る時を検出する運転域変更時検出手段と、該運転域変更
時検出手段の出力を受けて、上記成層燃焼手段による成
層燃焼用燃料の供給と均一燃焼手段による均一燃焼用燃
料の供給との間の燃料供給の切換の実行を遅らせる切換
遅延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。