JPH08200116A - 筒内噴射式内燃機関 - Google Patents
筒内噴射式内燃機関Info
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- JPH08200116A JPH08200116A JP7007447A JP744795A JPH08200116A JP H08200116 A JPH08200116 A JP H08200116A JP 7007447 A JP7007447 A JP 7007447A JP 744795 A JP744795 A JP 744795A JP H08200116 A JPH08200116 A JP H08200116A
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- Japan
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- engine
- intake
- cylinder
- control means
- injection
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- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3076—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special conditions for selecting a mode of combustion, e.g. for starting, for diagnosing
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
- F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D2041/0015—Controlling intake air for engines with means for controlling swirl or tumble flow, e.g. by using swirl valves
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- F02D2041/227—Limping Home, i.e. taking specific engine control measures at abnormal conditions
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- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
- F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
- F02D41/3029—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode further comprising a homogeneous charge spark-ignited mode
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 吸気旋回流制御手段に異常が発生したときに
燃焼不良とならずにドライバビリティも良好のまま運転
できる筒内噴射式内燃機関を提供する。 【構成】 機関の気筒内に燃料を直接噴射する第一燃料
噴射弁11と、気筒内の燃焼室に流入する吸入空気流に
より燃焼室内に発生する旋回流の強さを機関の運転状態
に応じて制御する吸気旋回流制御手段17と、機関の運
転状態に応じて気筒内に成層混合気を生成するように機
関を制御する第一制御手段と、を備える筒内噴射式内燃
機関において、吸気旋回流制御手段の異常を検出する異
常検出手段29と、その異常検出手段により吸気旋回流
制御手段の異常が検出されたとき、第一制御手段に代わ
って機関の運転状態に応じて気筒内に均質混合気を生成
するように機関を制御する第二制御手段と、を備えて構
成する。第二制御手段は第一燃料噴射弁の噴射時期を機
関の運転状態によらず吸気行程としてもよい。
燃焼不良とならずにドライバビリティも良好のまま運転
できる筒内噴射式内燃機関を提供する。 【構成】 機関の気筒内に燃料を直接噴射する第一燃料
噴射弁11と、気筒内の燃焼室に流入する吸入空気流に
より燃焼室内に発生する旋回流の強さを機関の運転状態
に応じて制御する吸気旋回流制御手段17と、機関の運
転状態に応じて気筒内に成層混合気を生成するように機
関を制御する第一制御手段と、を備える筒内噴射式内燃
機関において、吸気旋回流制御手段の異常を検出する異
常検出手段29と、その異常検出手段により吸気旋回流
制御手段の異常が検出されたとき、第一制御手段に代わ
って機関の運転状態に応じて気筒内に均質混合気を生成
するように機関を制御する第二制御手段と、を備えて構
成する。第二制御手段は第一燃料噴射弁の噴射時期を機
関の運転状態によらず吸気行程としてもよい。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は筒内噴射式内燃機関に関
し、特に、スワール流を発生させる吸気旋回流制御手段
の異常を検出する手段を備え、機関の気筒内に生成され
る混合気が、吸気旋回流制御手段の正常時には成層状態
になり、吸気旋回流制御手段が異常時には均質状態にな
るように制御される筒内噴射式内燃機関に関する。
し、特に、スワール流を発生させる吸気旋回流制御手段
の異常を検出する手段を備え、機関の気筒内に生成され
る混合気が、吸気旋回流制御手段の正常時には成層状態
になり、吸気旋回流制御手段が異常時には均質状態にな
るように制御される筒内噴射式内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】特開平5−79337号公報に開示され
た筒内噴射式内燃機関は、燃焼室内に直接噴射する燃料
噴射弁を備え、その燃料噴射弁の噴射時期を機関が低負
荷運転時には圧縮行程末期に、中負荷および高負荷運転
時には吸気行程に設定する筒内噴射式内燃機関におい
て、燃焼室に流入する吸入空気流により燃焼室内に発生
する旋回流の強さを機関の負荷に応じて制御する旋回流
制御装置を具備し、この旋回流制御装置により機関の負
荷が中負荷のときの旋回流の強さを低負荷および高負荷
のときの旋回流の強さより強くして燃焼火炎の伝播速度
を速くすることを特徴とする。
た筒内噴射式内燃機関は、燃焼室内に直接噴射する燃料
噴射弁を備え、その燃料噴射弁の噴射時期を機関が低負
荷運転時には圧縮行程末期に、中負荷および高負荷運転
時には吸気行程に設定する筒内噴射式内燃機関におい
て、燃焼室に流入する吸入空気流により燃焼室内に発生
する旋回流の強さを機関の負荷に応じて制御する旋回流
制御装置を具備し、この旋回流制御装置により機関の負
荷が中負荷のときの旋回流の強さを低負荷および高負荷
のときの旋回流の強さより強くして燃焼火炎の伝播速度
を速くすることを特徴とする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術に
よる筒内噴射式内燃機関は、旋回流制御装置のアクチュ
エータである吸気制御弁に異常が発生したときに燃焼不
良となりドライバビリティが悪化するという問題があ
る。
よる筒内噴射式内燃機関は、旋回流制御装置のアクチュ
エータである吸気制御弁に異常が発生したときに燃焼不
良となりドライバビリティが悪化するという問題があ
る。
【0004】それゆえ本発明は前記問題を解決し、すな
わち吸気制御弁に異常が発生したときに燃焼不良となら
ずドライバビリティも良好のまま運転できる筒内噴射式
内燃機関を提供することを目的とする。
わち吸気制御弁に異常が発生したときに燃焼不良となら
ずドライバビリティも良好のまま運転できる筒内噴射式
内燃機関を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明による筒内噴射式内燃機関は、機関の気筒内に燃料を
直接噴射する第一燃料噴射弁と、気筒内の燃焼室に流入
する吸入空気流により燃焼室内に発生する旋回流の強さ
を機関の運転状態に応じて制御する吸気旋回流制御手段
と、機関の運転状態に応じて気筒内に成層混合気を生成
するように機関を制御する第一制御手段と、を備える筒
内噴射式内燃機関において、吸気旋回流制御手段の異常
を検出する異常検出手段と、その異常検出手段により吸
気旋回流制御手段の異常が検出されたとき、第一制御手
段に代わって、機関の運転状態に応じて気筒内に均質混
合気を生成するように機関を制御する第二制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
明による筒内噴射式内燃機関は、機関の気筒内に燃料を
直接噴射する第一燃料噴射弁と、気筒内の燃焼室に流入
する吸入空気流により燃焼室内に発生する旋回流の強さ
を機関の運転状態に応じて制御する吸気旋回流制御手段
と、機関の運転状態に応じて気筒内に成層混合気を生成
するように機関を制御する第一制御手段と、を備える筒
内噴射式内燃機関において、吸気旋回流制御手段の異常
を検出する異常検出手段と、その異常検出手段により吸
気旋回流制御手段の異常が検出されたとき、第一制御手
段に代わって、機関の運転状態に応じて気筒内に均質混
合気を生成するように機関を制御する第二制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【0006】本発明の筒内噴射式内燃機関は、第二制御
手段により第一燃料噴射弁の噴射時期を機関の運転状態
によらず常に吸気行程とする。
手段により第一燃料噴射弁の噴射時期を機関の運転状態
によらず常に吸気行程とする。
【0007】本発明の筒内噴射式内燃機関は、機関の運
転状態に応じた噴射時期に機関の吸気ポートへ向けて燃
料噴射し均質混合気を生成する第二燃料噴射弁をさらに
備え、第二制御手段により第二燃料噴射弁の噴射時期を
機関の運転状態によらず吸気行程とする。
転状態に応じた噴射時期に機関の吸気ポートへ向けて燃
料噴射し均質混合気を生成する第二燃料噴射弁をさらに
備え、第二制御手段により第二燃料噴射弁の噴射時期を
機関の運転状態によらず吸気行程とする。
【0008】
【作用】本発明の筒内噴射式内燃機関は、異常検出手段
により吸気旋回流制御手段の異常が検出されたとき、第
一制御手段により機関の気筒内に成層状態の混合気を生
成するように制御する代わりに、第二制御手段により均
質状態の混合気を生成するように制御するので、吸気旋
回流制御手段の異常時でも機関が燃焼不良とならない。
により吸気旋回流制御手段の異常が検出されたとき、第
一制御手段により機関の気筒内に成層状態の混合気を生
成するように制御する代わりに、第二制御手段により均
質状態の混合気を生成するように制御するので、吸気旋
回流制御手段の異常時でも機関が燃焼不良とならない。
【0009】
【実施例】図1は筒内噴射式内燃機関の全体構成図であ
る。本図に示すように機関本体1は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2から図5に
示されている。図2から図5を参照すると、参照番号2
はシリンダブロック、3はシリンダブロック2内で往復
運動するピストン、4はシリンダブロック2上に固締さ
れたシリンダヘッド、5はピストン3とシリンダヘッド
4間に形成された燃焼室、6aは第1吸気弁、6bは第
2吸気弁、7aは第1吸気ポート、7bは第2吸気ポー
ト、8は一対の排気弁、9は一対の排気ポートをそれぞ
れ示す。図2に示されるように第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7b
はほぼ真っ直ぐに延びるストレートポートからなる。さ
らに図2に示されるようにシリンダヘッド4の内壁面の
中央部には点火プラグ10が配置され、第1吸気弁6a
および第2吸気弁6b近傍のシリンダヘッド4内壁面周
辺部には燃料噴射弁11が配置される。図3および図4
に示されるようにピストン3の頂面上には燃料噴射弁1
1の下方から点火プラグ10の下方まで延びるほぼ円形
の輪郭形状を有する浅皿部12が形成され、浅皿部12
の中央部にはほぼ半球形状をなす深皿部13が形成され
る。また点火プラグ10下方の浅皿部12と深皿部13
との接続部にはほぼ球形状をなす凹部14が形成され
る。
る。本図に示すように機関本体1は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2から図5に
示されている。図2から図5を参照すると、参照番号2
はシリンダブロック、3はシリンダブロック2内で往復
運動するピストン、4はシリンダブロック2上に固締さ
れたシリンダヘッド、5はピストン3とシリンダヘッド
4間に形成された燃焼室、6aは第1吸気弁、6bは第
2吸気弁、7aは第1吸気ポート、7bは第2吸気ポー
ト、8は一対の排気弁、9は一対の排気ポートをそれぞ
れ示す。図2に示されるように第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7b
はほぼ真っ直ぐに延びるストレートポートからなる。さ
らに図2に示されるようにシリンダヘッド4の内壁面の
中央部には点火プラグ10が配置され、第1吸気弁6a
および第2吸気弁6b近傍のシリンダヘッド4内壁面周
辺部には燃料噴射弁11が配置される。図3および図4
に示されるようにピストン3の頂面上には燃料噴射弁1
1の下方から点火プラグ10の下方まで延びるほぼ円形
の輪郭形状を有する浅皿部12が形成され、浅皿部12
の中央部にはほぼ半球形状をなす深皿部13が形成され
る。また点火プラグ10下方の浅皿部12と深皿部13
との接続部にはほぼ球形状をなす凹部14が形成され
る。
【0010】図1に示されるように各気筒1aの第1吸
気ポート7aおよび第2吸気ポート7bはそれぞれ各吸
気枝管15内に形成された第1吸気通路15aおよび第
2吸気通路15bを介してサージタンク16内に連結さ
れ、各第2吸気通路15b内にはそれぞれ吸気旋回流制
御弁(スワールコントロールバルブ)17が配置され
る。これらの吸気旋回流制御弁17は共通のシャフト1
8を介して例えばステップモータからなるアクチュエー
タ19に連結される。このステップモータは電子制御ユ
ニット30の出力信号に基づいて制御される。なおアク
チュエータ19は機関のインテークポートの負圧に応じ
て制御されるものを用いてもよい。シャフト18の回転
角度は吸気旋回流制御弁開度センサ29により検出さ
れ、これにより吸気旋回流制御弁17の開度が測定され
る。そして吸気旋回流制御弁開度センサ29の出力はA
/D変換器39を介して入力ポート35に接続される。
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内にはステップモー
タ22によって駆動されるスロットル弁23が配置され
る。このスロットル弁23は機関負荷が極低いときのみ
ある程度閉弁しており、機関負荷が少し高くなると全開
状態に保持される。一方、各気筒1aの排気ポート9は
排気マニホルド24に連結される。
気ポート7aおよび第2吸気ポート7bはそれぞれ各吸
気枝管15内に形成された第1吸気通路15aおよび第
2吸気通路15bを介してサージタンク16内に連結さ
れ、各第2吸気通路15b内にはそれぞれ吸気旋回流制
御弁(スワールコントロールバルブ)17が配置され
る。これらの吸気旋回流制御弁17は共通のシャフト1
8を介して例えばステップモータからなるアクチュエー
タ19に連結される。このステップモータは電子制御ユ
ニット30の出力信号に基づいて制御される。なおアク
チュエータ19は機関のインテークポートの負圧に応じ
て制御されるものを用いてもよい。シャフト18の回転
角度は吸気旋回流制御弁開度センサ29により検出さ
れ、これにより吸気旋回流制御弁17の開度が測定され
る。そして吸気旋回流制御弁開度センサ29の出力はA
/D変換器39を介して入力ポート35に接続される。
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内にはステップモー
タ22によって駆動されるスロットル弁23が配置され
る。このスロットル弁23は機関負荷が極低いときのみ
ある程度閉弁しており、機関負荷が少し高くなると全開
状態に保持される。一方、各気筒1aの排気ポート9は
排気マニホルド24に連結される。
【0011】電子制御ユニット30はデジタルコンピュ
ータからなり、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)32、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およ
び出力ポート36を具備する。アクセルペダル25には
アクセルペダル25の踏み込み量に比例した出力電圧を
発生する負荷センサ26が接続され、負荷センサ26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。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°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35
に入力される。CPU34では上死点センサ27の出力
パルスとクランク角センサ28の出力パルスから現在の
クランク角が計算され、クランク角センサ28の出力パ
ルスから機関回転数が計算される。一方、出力ポート3
6は対応する駆動回路38を介して各燃料噴射弁11お
よび各ステップモータ19、22に接続される。
ータからなり、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)32、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およ
び出力ポート36を具備する。アクセルペダル25には
アクセルペダル25の踏み込み量に比例した出力電圧を
発生する負荷センサ26が接続され、負荷センサ26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。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°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35
に入力される。CPU34では上死点センサ27の出力
パルスとクランク角センサ28の出力パルスから現在の
クランク角が計算され、クランク角センサ28の出力パ
ルスから機関回転数が計算される。一方、出力ポート3
6は対応する駆動回路38を介して各燃料噴射弁11お
よび各ステップモータ19、22に接続される。
【0012】本発明による実施例では図2および図3に
おいてF1 、F2 およびF3 で示されるように燃料噴射
弁11から三つの方向に向けて燃料が噴射される。図6
はこの燃料噴射弁11からの燃料噴射量と燃料噴射時期
とを示している。なお、図6においてLはアクセルペダ
ル25の踏み込み量を示している。図6から判るように
アクセルペダル25の踏み込み量LがL1 よりも小さい
機関低負荷運転時には圧縮行程末期に噴射量Q2 だけ燃
料噴射が行われる。一方、アクセルペダル25の踏み込
み量LがL1 とL2 の間の機関中負荷運転時には吸気行
程中に噴射量Q 1 だけ燃料噴射が行われ、圧縮行程末期
に噴射量Q2 だけ燃料が噴射される。すなわち機関中負
荷運転時には吸気行程と圧縮行程末期の2回に分けて燃
料噴射が行われる。また、アクセルペダル25の踏み込
み量LがL2 よりも大きい機関高負荷運転時には吸気行
程中に噴射量Q1 だけ燃料が噴射される。なお、図6に
おいてθS1およびθE1は吸気行程中に行われる燃料
噴射Q1 の噴射開始時期と噴射完了時期をそれぞれ示し
ており、θS2およびθE2は圧縮行程末期に行われる
燃料噴射Q2 の噴射開始時期と噴射完了時期をそれぞれ
示している。
おいてF1 、F2 およびF3 で示されるように燃料噴射
弁11から三つの方向に向けて燃料が噴射される。図6
はこの燃料噴射弁11からの燃料噴射量と燃料噴射時期
とを示している。なお、図6においてLはアクセルペダ
ル25の踏み込み量を示している。図6から判るように
アクセルペダル25の踏み込み量LがL1 よりも小さい
機関低負荷運転時には圧縮行程末期に噴射量Q2 だけ燃
料噴射が行われる。一方、アクセルペダル25の踏み込
み量LがL1 とL2 の間の機関中負荷運転時には吸気行
程中に噴射量Q 1 だけ燃料噴射が行われ、圧縮行程末期
に噴射量Q2 だけ燃料が噴射される。すなわち機関中負
荷運転時には吸気行程と圧縮行程末期の2回に分けて燃
料噴射が行われる。また、アクセルペダル25の踏み込
み量LがL2 よりも大きい機関高負荷運転時には吸気行
程中に噴射量Q1 だけ燃料が噴射される。なお、図6に
おいてθS1およびθE1は吸気行程中に行われる燃料
噴射Q1 の噴射開始時期と噴射完了時期をそれぞれ示し
ており、θS2およびθE2は圧縮行程末期に行われる
燃料噴射Q2 の噴射開始時期と噴射完了時期をそれぞれ
示している。
【0013】ところで本発明による実施例では図2に示
されるように燃料噴射弁11からは噴射燃料F1 、F2
が第1吸気弁6aの下方を飛行し、噴射燃料F3 が第2
吸気弁6bの下方を飛行するように燃料が噴射され、機
関中負荷運転時における吸気行程噴射時における第1回
目の噴射時、すなわち吸気行程噴射時に、および機関高
負荷運転時における吸気行程噴射時に噴射燃料F1 、F
2 が第1吸気弁6aのかさ部背面に衝突し、噴射燃料F
3 が第2吸気弁6bのかさ部背面に衝突される。次にこ
のことについて図7および図8を参照して説明する。
されるように燃料噴射弁11からは噴射燃料F1 、F2
が第1吸気弁6aの下方を飛行し、噴射燃料F3 が第2
吸気弁6bの下方を飛行するように燃料が噴射され、機
関中負荷運転時における吸気行程噴射時における第1回
目の噴射時、すなわち吸気行程噴射時に、および機関高
負荷運転時における吸気行程噴射時に噴射燃料F1 、F
2 が第1吸気弁6aのかさ部背面に衝突し、噴射燃料F
3 が第2吸気弁6bのかさ部背面に衝突される。次にこ
のことについて図7および図8を参照して説明する。
【0014】図7は第1吸気弁6aと第2吸気弁6bの
弁リフトXと、排気弁8の弁リフトYを示している。図
7から判るように第1吸気弁6aおよび第2吸気弁6b
の弁リフトXは吸気行程の中央部において最も大きくな
る。図8は第1吸気弁6Aと噴射燃料F1 との関係を示
している。図8に示されるように噴射燃料F1 は水平面
よりも僅か下向きに噴射される。図8には示していない
が噴射燃料F2 、F3も燃料噴射F1 と同様に水平面よ
りも僅か下向きに噴射される。図8から判るように図8
の(A)に示す如く第1吸気弁6aのリフト量が小さい
ときには噴射燃料F1 が第1吸気弁6aに衝突せず、図
8の(B)に示すように第1吸気弁6aのリフト量が大
きくなると噴射燃料F1 が第1吸気弁6aのかさ部背面
に衝突するように第1吸気弁6aと燃料噴射弁11との
相対位置および燃料噴射弁11からの燃料噴射方向が定
められている。図7のZは噴射燃料F1 が第1吸気弁6
aのかさ部背面に衝突するクランク角領域を示してい
る。なお、図8には示していないが噴射燃料F2 もこの
クランク角領域Zで第1吸気弁6aのかさ部背面に衝突
し、噴射燃料F3 もこのクランク角領域Zで第2吸気弁
6bのかさ部背面に衝突する。
弁リフトXと、排気弁8の弁リフトYを示している。図
7から判るように第1吸気弁6aおよび第2吸気弁6b
の弁リフトXは吸気行程の中央部において最も大きくな
る。図8は第1吸気弁6Aと噴射燃料F1 との関係を示
している。図8に示されるように噴射燃料F1 は水平面
よりも僅か下向きに噴射される。図8には示していない
が噴射燃料F2 、F3も燃料噴射F1 と同様に水平面よ
りも僅か下向きに噴射される。図8から判るように図8
の(A)に示す如く第1吸気弁6aのリフト量が小さい
ときには噴射燃料F1 が第1吸気弁6aに衝突せず、図
8の(B)に示すように第1吸気弁6aのリフト量が大
きくなると噴射燃料F1 が第1吸気弁6aのかさ部背面
に衝突するように第1吸気弁6aと燃料噴射弁11との
相対位置および燃料噴射弁11からの燃料噴射方向が定
められている。図7のZは噴射燃料F1 が第1吸気弁6
aのかさ部背面に衝突するクランク角領域を示してい
る。なお、図8には示していないが噴射燃料F2 もこの
クランク角領域Zで第1吸気弁6aのかさ部背面に衝突
し、噴射燃料F3 もこのクランク角領域Zで第2吸気弁
6bのかさ部背面に衝突する。
【0015】上述したように燃料噴射弁11から図7に
示すクランク角領域Zにおいて燃料を噴射すれば図8の
(B)に示すように噴射燃料F1 は第1吸気弁6aのか
さ部背面に衝突する。このとき噴射燃料F1 の流速が遅
いと噴射燃料F1 は第1吸気弁6aのかさ部背面に衝突
した後第1吸気弁6aのかさ部背面に沿って燃料噴射弁
11と反対側の燃焼室5の周辺部に向かうが噴射燃料F
1 の流速が速いと図8の(B)に示されるように噴射燃
料F1 は吸気弁6aのかさ部背面に衝突した後反射して
第1吸気ポート7a内に向かう。同様に噴射燃料F2 の
流速が速ければ噴射燃料F2 は第1吸気弁6aのかさ部
背面に衝突した後反射して第1吸気ポート7aに向か
い、噴射燃料F3 の流速が速ければ噴射燃料F3 は第2
吸気弁6bのかさ部背面に衝突した後反射して第2吸気
ポート7b内に向かう。本発明による実施例では各噴射
燃料F1 、F2 、F3 が対応する吸気弁6a、6bのか
さ部背面で反射した後、それぞれ対応する吸気ポート7
a、7b内に向かうように各噴射燃料F1 、F2 、F3
の流速が定められている。なお、この流速は主に燃料噴
射圧によって定まり、本発明による実施例では燃料噴射
圧は70Kg/cm2 以上に設定されている。
示すクランク角領域Zにおいて燃料を噴射すれば図8の
(B)に示すように噴射燃料F1 は第1吸気弁6aのか
さ部背面に衝突する。このとき噴射燃料F1 の流速が遅
いと噴射燃料F1 は第1吸気弁6aのかさ部背面に衝突
した後第1吸気弁6aのかさ部背面に沿って燃料噴射弁
11と反対側の燃焼室5の周辺部に向かうが噴射燃料F
1 の流速が速いと図8の(B)に示されるように噴射燃
料F1 は吸気弁6aのかさ部背面に衝突した後反射して
第1吸気ポート7a内に向かう。同様に噴射燃料F2 の
流速が速ければ噴射燃料F2 は第1吸気弁6aのかさ部
背面に衝突した後反射して第1吸気ポート7aに向か
い、噴射燃料F3 の流速が速ければ噴射燃料F3 は第2
吸気弁6bのかさ部背面に衝突した後反射して第2吸気
ポート7b内に向かう。本発明による実施例では各噴射
燃料F1 、F2 、F3 が対応する吸気弁6a、6bのか
さ部背面で反射した後、それぞれ対応する吸気ポート7
a、7b内に向かうように各噴射燃料F1 、F2 、F3
の流速が定められている。なお、この流速は主に燃料噴
射圧によって定まり、本発明による実施例では燃料噴射
圧は70Kg/cm2 以上に設定されている。
【0016】図9は本発明の吸気旋回流制御弁異常検出
ルーチンのフローチャートである。本図においてSに続
く数字はステップ番号を示す。本ルーチンは数ms毎に
実行される。先ずステップS1ではフェイルセイフフラ
グXFSCVPによりフェイル検出の有無を判定する。
すなわちXFSCVP=0のときは以前にフェイル検出
がされていないと判定しステップS2へ進み、XFSC
VP=1のときは以前にフェイル検出がされていると判
定しステップS11へ進む。フェイルセイフフラグXF
SCVPは吸気旋回流制御弁(スワールコントロールバ
ルブ)に異常があると判定されたときに0から1にセッ
トされるものである。この吸気旋回流制御弁に異常があ
るか否かを判定するフェイル判定は吸気旋回流制御弁の
現在開度データSCVPと指令開度データSCVRとを
比較することにより下記のように実行される。この吸気
旋回流制御弁の指令開度データSCVRは機関の負荷及
び機関回転数に応じて決定されたデータであって予めR
OMに記憶される。本実施例における吸気旋回流制御弁
の指令開度データSCVRは、機関が低負荷運転時には
僅かに開弁し、中負荷運転時には全閉し、高負荷運転時
には全開するデータに設定されている。
ルーチンのフローチャートである。本図においてSに続
く数字はステップ番号を示す。本ルーチンは数ms毎に
実行される。先ずステップS1ではフェイルセイフフラ
グXFSCVPによりフェイル検出の有無を判定する。
すなわちXFSCVP=0のときは以前にフェイル検出
がされていないと判定しステップS2へ進み、XFSC
VP=1のときは以前にフェイル検出がされていると判
定しステップS11へ進む。フェイルセイフフラグXF
SCVPは吸気旋回流制御弁(スワールコントロールバ
ルブ)に異常があると判定されたときに0から1にセッ
トされるものである。この吸気旋回流制御弁に異常があ
るか否かを判定するフェイル判定は吸気旋回流制御弁の
現在開度データSCVPと指令開度データSCVRとを
比較することにより下記のように実行される。この吸気
旋回流制御弁の指令開度データSCVRは機関の負荷及
び機関回転数に応じて決定されたデータであって予めR
OMに記憶される。本実施例における吸気旋回流制御弁
の指令開度データSCVRは、機関が低負荷運転時には
僅かに開弁し、中負荷運転時には全閉し、高負荷運転時
には全開するデータに設定されている。
【0017】ステップS2では吸気旋回流制御弁の現在
開度データSCVPと指令開度データSCVRとを比較
してその差の絶対値が所定値α以上か否かを判別し、|
SCVP−SCVR|≧αのときはステップS3へ|S
CVP−SCVR|<αのときはステップS4へ進む。
この現在開度データSCVPは指令開度データSCVR
の設定が変更されて所定時間経過後に変化しないとき
は、吸気旋回流制御弁の開度センサの断線等による異常
とみなしこのルーチンは実行せず開度センサの出力異常
を示すフラグを立てて表示器で示してもよい。ステップ
S3ではカウンタCFSCVPのカウント値が所定値a
に達したか否かを判別し、その判別結果がYESのとき
はステップS5へ、NOのときはステップS6へ進む。
なおカウンタCFSCVPは数ms毎に1づつカウント
アップされこのルーチンのステップS4で毎回0にリセ
ットされる。ステップS2の判別結果がYESと判別さ
れた後はカウンタCFSCVPは0にリセットされず数
ms毎にカウントアップする。カウンタCFSCVPが
所定値aまでカウントアップする時間が経過するまでは
ステップS3の判別結果はNOとなりステップS6へ進
みカウンタCRSCVPを0にリセットしてこのルーチ
ンを終了する。その後このルーチンはステップS1、S
2、S3、S6の実行を繰り返し、a相当の時間が経過
した後にステップS3からS5へ進む。
開度データSCVPと指令開度データSCVRとを比較
してその差の絶対値が所定値α以上か否かを判別し、|
SCVP−SCVR|≧αのときはステップS3へ|S
CVP−SCVR|<αのときはステップS4へ進む。
この現在開度データSCVPは指令開度データSCVR
の設定が変更されて所定時間経過後に変化しないとき
は、吸気旋回流制御弁の開度センサの断線等による異常
とみなしこのルーチンは実行せず開度センサの出力異常
を示すフラグを立てて表示器で示してもよい。ステップ
S3ではカウンタCFSCVPのカウント値が所定値a
に達したか否かを判別し、その判別結果がYESのとき
はステップS5へ、NOのときはステップS6へ進む。
なおカウンタCFSCVPは数ms毎に1づつカウント
アップされこのルーチンのステップS4で毎回0にリセ
ットされる。ステップS2の判別結果がYESと判別さ
れた後はカウンタCFSCVPは0にリセットされず数
ms毎にカウントアップする。カウンタCFSCVPが
所定値aまでカウントアップする時間が経過するまでは
ステップS3の判別結果はNOとなりステップS6へ進
みカウンタCRSCVPを0にリセットしてこのルーチ
ンを終了する。その後このルーチンはステップS1、S
2、S3、S6の実行を繰り返し、a相当の時間が経過
した後にステップS3からS5へ進む。
【0018】ステップS5では吸気旋回流制御弁が異常
であると判定しフェイルセイフフラグXFSCVPを1
にセットしステップS7へ進む。ステップS7では吸気
旋回流制御弁の現在開度データSCVPをバックアップ
メモリに記憶する。このバックアップメモリに記憶され
た吸気旋回流制御弁の開度データをSCVPBと呼ぶ。
またカウンタCRSCVPはCFSCVP同様に数ms
毎に1づつカウントアップされこのルーチンのステップ
S6で毎回0にリセットされる。
であると判定しフェイルセイフフラグXFSCVPを1
にセットしステップS7へ進む。ステップS7では吸気
旋回流制御弁の現在開度データSCVPをバックアップ
メモリに記憶する。このバックアップメモリに記憶され
た吸気旋回流制御弁の開度データをSCVPBと呼ぶ。
またカウンタCRSCVPはCFSCVP同様に数ms
毎に1づつカウントアップされこのルーチンのステップ
S6で毎回0にリセットされる。
【0019】次に、ステップS5でフェイル判定された
後にこのルーチンが再び実行開始されるとステップS1
でフェイルセイフフラグXFSCVPが1にセットされ
ているのでステップS11へ進む。ステップS11では
バックアップメモリに記憶された吸気旋回流制御弁の開
度データSCVPBと指令開度データSCVRとを比較
してその差の絶対値が所定値β(α<β)以上か否かを
判別し、|SCVPB−SCVR|≧βのときはステッ
プS12へ|SCVPB−SCVR|<βのときはステ
ップS4へ進む。
後にこのルーチンが再び実行開始されるとステップS1
でフェイルセイフフラグXFSCVPが1にセットされ
ているのでステップS11へ進む。ステップS11では
バックアップメモリに記憶された吸気旋回流制御弁の開
度データSCVPBと指令開度データSCVRとを比較
してその差の絶対値が所定値β(α<β)以上か否かを
判別し、|SCVPB−SCVR|≧βのときはステッ
プS12へ|SCVPB−SCVR|<βのときはステ
ップS4へ進む。
【0020】ステップS12ではステップS2と同様に
このルーチンの今回の処理サイクルにおける吸気旋回流
制御弁の現在開度データSCVPと指令開度データSC
VRとを再び比較してその差の絶対値が所定値αより小
か否かを判別し、|SCVP−SCVR|<αのときは
ステップS13へ進み|SCVP−SCVR|≧αのと
きはステップS4へ進む。ステップS4ではカウンタC
FSCVPを0にリセットしステップS6へ進み、ステ
ップS6ではカウンタCRSCVPを0にリセットして
このルーチンを終了する。
このルーチンの今回の処理サイクルにおける吸気旋回流
制御弁の現在開度データSCVPと指令開度データSC
VRとを再び比較してその差の絶対値が所定値αより小
か否かを判別し、|SCVP−SCVR|<αのときは
ステップS13へ進み|SCVP−SCVR|≧αのと
きはステップS4へ進む。ステップS4ではカウンタC
FSCVPを0にリセットしステップS6へ進み、ステ
ップS6ではカウンタCRSCVPを0にリセットして
このルーチンを終了する。
【0021】ステップS13ではカウンタCRSCVP
の値が所定値bまでカウントアップしたか否かを判別
し、その判別結果がYESのときはステップS15へ、
NOのときはこのルーチンを終了する。このカウンタC
RSCVPはステップS3でYESと判別されるまでは
このルーチンのステップS6で毎回0にリセットされ
る。カウンタCRSCVPはステップS3でYESと判
別された後は数ms毎に1づつカウントアップされる。
しかしステップS12の判別結果がNOと判別されたと
きにカウンタCRSCVPはステップS4を経由してス
テップS6で0にリセットされる。
の値が所定値bまでカウントアップしたか否かを判別
し、その判別結果がYESのときはステップS15へ、
NOのときはこのルーチンを終了する。このカウンタC
RSCVPはステップS3でYESと判別されるまでは
このルーチンのステップS6で毎回0にリセットされ
る。カウンタCRSCVPはステップS3でYESと判
別された後は数ms毎に1づつカウントアップされる。
しかしステップS12の判別結果がNOと判別されたと
きにカウンタCRSCVPはステップS4を経由してス
テップS6で0にリセットされる。
【0022】ステップS13ではカウンタCRSCVP
のカウント値が所定値bに達したか否かを判別し、その
判別結果がYESのときはステップS15へ、NOのと
きはこのルーチンを終了する。ステップS3でYESと
判別された後にステップS12の判別結果がYESと判
別されたときはカウンタCRSCVPは0にリセットさ
れず数ms毎のカウントアップを継続する。カウンタC
RSCVPが所定回数bまでカウントアップする時間が
経過するまではステップS13の判別結果はNOとなり
このルーチンを終了し、その後このルーチンはステップ
S1、S11、S12、S13の実行を繰り返し、ステ
ップS3でYESと判別された後にb相当の時間が経過
した後のステップS13でステップS15へ進む。ステ
ップS15では吸気旋回流制御弁が正常であると判定し
フェイルセイフフラグXFSCVPを0にリセットして
このルーチンを終了する。
のカウント値が所定値bに達したか否かを判別し、その
判別結果がYESのときはステップS15へ、NOのと
きはこのルーチンを終了する。ステップS3でYESと
判別された後にステップS12の判別結果がYESと判
別されたときはカウンタCRSCVPは0にリセットさ
れず数ms毎のカウントアップを継続する。カウンタC
RSCVPが所定回数bまでカウントアップする時間が
経過するまではステップS13の判別結果はNOとなり
このルーチンを終了し、その後このルーチンはステップ
S1、S11、S12、S13の実行を繰り返し、ステ
ップS3でYESと判別された後にb相当の時間が経過
した後のステップS13でステップS15へ進む。ステ
ップS15では吸気旋回流制御弁が正常であると判定し
フェイルセイフフラグXFSCVPを0にリセットして
このルーチンを終了する。
【0023】図10は本発明のフェイルセイフ制御ルー
チンのメインフローチャートである。本図においてSに
続く数字はステップ番号を示す。本ルーチンは4気筒機
関では180°CA(クランク角)、6気筒機関では1
20°CA毎に割込処理され各気筒の点火時期と燃料噴
射時期を演算するクランク角割込処理ルーチンである。
先ずステップS1では機関の回転数NEと負荷センサ2
6により検出された負荷に相当するアクセル開度θAと
を読み込む。ステップS2ではステップS1で読み込ん
だ回転数NEとアクセル開度θAに対する燃料噴射量Q
INJをマップ1(図11)から読み込む。このマップ
1は実験的に求め予めROMに格納しておく。
チンのメインフローチャートである。本図においてSに
続く数字はステップ番号を示す。本ルーチンは4気筒機
関では180°CA(クランク角)、6気筒機関では1
20°CA毎に割込処理され各気筒の点火時期と燃料噴
射時期を演算するクランク角割込処理ルーチンである。
先ずステップS1では機関の回転数NEと負荷センサ2
6により検出された負荷に相当するアクセル開度θAと
を読み込む。ステップS2ではステップS1で読み込ん
だ回転数NEとアクセル開度θAに対する燃料噴射量Q
INJをマップ1(図11)から読み込む。このマップ
1は実験的に求め予めROMに格納しておく。
【0024】ステップS3では前述の吸気旋回流制御弁
異常検出ルーチンで判定されたフェイルセイフフラグX
FSCVPが1にセットされているか否かを判別し、X
FSCVPが1のときはステップS4へ進み、XFSC
VPが0のときはステップS11へ進む。ステップS1
1では吸気旋回流制御弁が正常と判定されたので後述す
る正常時の制御ルーチンを実行してこのルーチンを終了
する。
異常検出ルーチンで判定されたフェイルセイフフラグX
FSCVPが1にセットされているか否かを判別し、X
FSCVPが1のときはステップS4へ進み、XFSC
VPが0のときはステップS11へ進む。ステップS1
1では吸気旋回流制御弁が正常と判定されたので後述す
る正常時の制御ルーチンを実行してこのルーチンを終了
する。
【0025】ステップS4では機関の噴射パターン指令
データXINJPを2に設定する。本実施例ではこの噴
射パターン指令データは機関の負荷及び機関回転数に応
じて0、1または2に設定される。指令データ0は低負
荷時の圧縮行程噴射、指令データ1は中負荷時の吸気行
程噴射と圧縮行程噴射の両方を行う2回噴射、指令デー
タ2は高負荷時の吸気行程噴射をそれぞれ実行するよう
に指令する。このステップS4では噴射パターン指令デ
ータXINJPは2に設定され、機関の負荷が低、中、
高の何れの場合でも吸気行程噴射を実行するように指令
する。
データXINJPを2に設定する。本実施例ではこの噴
射パターン指令データは機関の負荷及び機関回転数に応
じて0、1または2に設定される。指令データ0は低負
荷時の圧縮行程噴射、指令データ1は中負荷時の吸気行
程噴射と圧縮行程噴射の両方を行う2回噴射、指令デー
タ2は高負荷時の吸気行程噴射をそれぞれ実行するよう
に指令する。このステップS4では噴射パターン指令デ
ータXINJPは2に設定され、機関の負荷が低、中、
高の何れの場合でも吸気行程噴射を実行するように指令
する。
【0026】ステップS5からS8において吸気行程噴
射によって点火時期までに気筒内に均質な混合気を生成
するためのスロットルバルブ開度TRT、EGR弁開度
EGR、点火時期SAおよび噴射時期AINJを、ステ
ップS1で読み込んだ機関の回転数NEとアクセル開度
θAおよびステップS2で算出した燃料噴射量QINJ
に基づいてそれぞれ算出する。すなわちステップS5で
はスロットルバルブ開度TRTをマップ2(図12)か
ら算出する。吸気行程噴射により点火時期までに気筒内
に均質な混合気を生成するためのスロットルバルブ開度
TRTは、圧縮行程噴射時に同量の燃料噴射量QINJ
を噴射して成層混合気を生成する場合と比べて混合気は
濃くなり空燃比は小さくなるので絞られる。ステップS
6では排気ガス再循環装置EGRのEGR率をマップ3
(図13)から算出する。NOXの発生を抑制するため
に要求されるEGR量は圧縮行程噴射して成層混合気を
生成する場合と比べて少量に設定される。なお図13に
示すようにEGR率は、燃料噴射量QINJが大きくな
る程すなわち機関の負荷が高負荷になる程減少するよう
に設定され、機関の回転数NEが高くなる程減少するよ
うに設定される。ステップS7では点火時期SAをマッ
プ4(図14)から算出する。点火時期SAは最大燃焼
トルクを得るように圧縮上死点より進角側に設定される
が、圧縮行程噴射して成層混合気を生成する場合と比べ
て少しだけ進角側に設定される。ステップS8では燃料
噴射弁の吸気行程の噴射時期AINJをマップ5(図1
5)から算出する。上述のマップは実験的に求め予めR
OMに格納される。
射によって点火時期までに気筒内に均質な混合気を生成
するためのスロットルバルブ開度TRT、EGR弁開度
EGR、点火時期SAおよび噴射時期AINJを、ステ
ップS1で読み込んだ機関の回転数NEとアクセル開度
θAおよびステップS2で算出した燃料噴射量QINJ
に基づいてそれぞれ算出する。すなわちステップS5で
はスロットルバルブ開度TRTをマップ2(図12)か
ら算出する。吸気行程噴射により点火時期までに気筒内
に均質な混合気を生成するためのスロットルバルブ開度
TRTは、圧縮行程噴射時に同量の燃料噴射量QINJ
を噴射して成層混合気を生成する場合と比べて混合気は
濃くなり空燃比は小さくなるので絞られる。ステップS
6では排気ガス再循環装置EGRのEGR率をマップ3
(図13)から算出する。NOXの発生を抑制するため
に要求されるEGR量は圧縮行程噴射して成層混合気を
生成する場合と比べて少量に設定される。なお図13に
示すようにEGR率は、燃料噴射量QINJが大きくな
る程すなわち機関の負荷が高負荷になる程減少するよう
に設定され、機関の回転数NEが高くなる程減少するよ
うに設定される。ステップS7では点火時期SAをマッ
プ4(図14)から算出する。点火時期SAは最大燃焼
トルクを得るように圧縮上死点より進角側に設定される
が、圧縮行程噴射して成層混合気を生成する場合と比べ
て少しだけ進角側に設定される。ステップS8では燃料
噴射弁の吸気行程の噴射時期AINJをマップ5(図1
5)から算出する。上述のマップは実験的に求め予めR
OMに格納される。
【0027】ステップS9では吸気旋回流制御弁の開度
センサの出力に対する点火時期の補正係数KSAと噴射時
期の補正係数KAINJを予めROMに格納したマップ6
(図16)から算出する。これらの係数は吸気旋回流制
御弁が全閉時の旋回流が最強となるときを基準1とし
て、吸気旋回流制御弁が開くに連れて旋回流が弱まるの
で徐々に1より大きくして吸気旋回流制御弁が全閉時の
点火時期と噴射時期より進角側となるように点火時期と
噴射時期を補正する。ステップS10ではステップS9
で算出した点火時期の補正係数KSAを吸気旋回流制御弁
が全閉のときの点火時期SAに乗算し、かつステップS
9で算出した噴射時期の補正係数KAINJを吸気旋回流制
御弁が全閉のときの噴射時期AINJに乗算して今回の
点火時期SAと噴射時期AINJを算出する。このよう
に吸気旋回流制御弁が故障した時の吸気旋回流制御弁の
開度に応じて気筒内に発生する旋回流の強さが変わり吸
気旋回流制御弁の開度は開く程旋回流は弱まるので吸気
旋回流制御弁が故障した時の吸気旋回流制御弁の開度が
開いている程噴射時期AINJを進角側に補正してやれ
ば気化し拡散する時間を充分に取れ点火するまでに均質
な混合気を気筒内に生成できる。また吸気旋回流制御弁
の開度が開く程旋回流は弱まるので吸気旋回流制御弁が
故障した時の吸気旋回流制御弁の開度が開いている程点
火時期SAを進角側にして早めに点火してやれば機関の
燃焼トルクをできるだけ最大にすることができる。
センサの出力に対する点火時期の補正係数KSAと噴射時
期の補正係数KAINJを予めROMに格納したマップ6
(図16)から算出する。これらの係数は吸気旋回流制
御弁が全閉時の旋回流が最強となるときを基準1とし
て、吸気旋回流制御弁が開くに連れて旋回流が弱まるの
で徐々に1より大きくして吸気旋回流制御弁が全閉時の
点火時期と噴射時期より進角側となるように点火時期と
噴射時期を補正する。ステップS10ではステップS9
で算出した点火時期の補正係数KSAを吸気旋回流制御弁
が全閉のときの点火時期SAに乗算し、かつステップS
9で算出した噴射時期の補正係数KAINJを吸気旋回流制
御弁が全閉のときの噴射時期AINJに乗算して今回の
点火時期SAと噴射時期AINJを算出する。このよう
に吸気旋回流制御弁が故障した時の吸気旋回流制御弁の
開度に応じて気筒内に発生する旋回流の強さが変わり吸
気旋回流制御弁の開度は開く程旋回流は弱まるので吸気
旋回流制御弁が故障した時の吸気旋回流制御弁の開度が
開いている程噴射時期AINJを進角側に補正してやれ
ば気化し拡散する時間を充分に取れ点火するまでに均質
な混合気を気筒内に生成できる。また吸気旋回流制御弁
の開度が開く程旋回流は弱まるので吸気旋回流制御弁が
故障した時の吸気旋回流制御弁の開度が開いている程点
火時期SAを進角側にして早めに点火してやれば機関の
燃焼トルクをできるだけ最大にすることができる。
【0028】吸気旋回流制御弁の開度を検出する吸気旋
回流制御弁開度センサがないときは、ステップS5から
S8においてスロットル開度TRTをアクセルペダル2
5の負荷センサ26の出力とし、EGR弁は全閉にし、
点火時期SAと噴射時期AINJに関しては前述同様に
機関の回転数NEと燃料噴射量QINJに基づくマップ
4とマップ5からそれぞれ算出し、ステップS9、S1
0はスキップする。
回流制御弁開度センサがないときは、ステップS5から
S8においてスロットル開度TRTをアクセルペダル2
5の負荷センサ26の出力とし、EGR弁は全閉にし、
点火時期SAと噴射時期AINJに関しては前述同様に
機関の回転数NEと燃料噴射量QINJに基づくマップ
4とマップ5からそれぞれ算出し、ステップS9、S1
0はスキップする。
【0029】図17は吸気旋回流制御弁が正常時の制御
ルーチンの詳細フローチャートである。図10のステッ
プS3で吸気旋回流制御弁は正常と判定されたので、こ
のルーチンは吸気旋回流制御弁が正常時の制御を実行す
る。すなわち図10のステップS3で説明したようにス
テップS20では機関の負荷及び機関回転数に応じた噴
射パターン指令データXINJPを図18に示すマップ
7から算出する。噴射パターン指令データXINJPは
図18に示すように機関の回転数が所定回転数以下の低
負荷時にはXINJP=0の圧縮行程噴射に、機関の回
転数が所定回転数以下の中負荷時にはXINJP=1の
吸気行程噴射と圧縮行程噴射の両方を行う2回噴射に、
機関の回転数が所定回転数以下の高負荷時または機関の
回転数が所定回転数以上のときにはXINJP=2の吸
気行程噴射にそれぞれ設定する。この機関の負荷状態は
アクセル開度θAから求めるものとする。次いでステッ
プS21ではステップS20で算出された噴射パターン
指令データXINJPのデータを読み取ってXINJP
=0のときはステップS23へ進み、XINJP=1の
ときはステップS33へ進み、XINJP=2のときは
ステップS43へ進む。
ルーチンの詳細フローチャートである。図10のステッ
プS3で吸気旋回流制御弁は正常と判定されたので、こ
のルーチンは吸気旋回流制御弁が正常時の制御を実行す
る。すなわち図10のステップS3で説明したようにス
テップS20では機関の負荷及び機関回転数に応じた噴
射パターン指令データXINJPを図18に示すマップ
7から算出する。噴射パターン指令データXINJPは
図18に示すように機関の回転数が所定回転数以下の低
負荷時にはXINJP=0の圧縮行程噴射に、機関の回
転数が所定回転数以下の中負荷時にはXINJP=1の
吸気行程噴射と圧縮行程噴射の両方を行う2回噴射に、
機関の回転数が所定回転数以下の高負荷時または機関の
回転数が所定回転数以上のときにはXINJP=2の吸
気行程噴射にそれぞれ設定する。この機関の負荷状態は
アクセル開度θAから求めるものとする。次いでステッ
プS21ではステップS20で算出された噴射パターン
指令データXINJPのデータを読み取ってXINJP
=0のときはステップS23へ進み、XINJP=1の
ときはステップS33へ進み、XINJP=2のときは
ステップS43へ進む。
【0030】次に、図10におけるステップS1で求め
た機関の回転数NEとステップS2で求めた燃料噴射量
QINJに基づいて、ステップS23ではスロットル開
度TRTを図12と同様なマップ(図示せず)から算出
し、ステップS24では排気ガス再循環装置EGRのE
GR弁の開度を図13と同様なマップ(図示せず)から
算出し、ステップS25では点火時期SAを図14と同
様なマップ(図示せず)から算出する。ステップS26
では燃料噴射弁の圧縮行程の燃料噴射量Q2 と圧縮行程
の噴射時期AINJ2 (開始時期θS2と終了時期θE
2)を図6に示すマップからそれぞれ算出し、ステップ
S27へ進む。
た機関の回転数NEとステップS2で求めた燃料噴射量
QINJに基づいて、ステップS23ではスロットル開
度TRTを図12と同様なマップ(図示せず)から算出
し、ステップS24では排気ガス再循環装置EGRのE
GR弁の開度を図13と同様なマップ(図示せず)から
算出し、ステップS25では点火時期SAを図14と同
様なマップ(図示せず)から算出する。ステップS26
では燃料噴射弁の圧縮行程の燃料噴射量Q2 と圧縮行程
の噴射時期AINJ2 (開始時期θS2と終了時期θE
2)を図6に示すマップからそれぞれ算出し、ステップ
S27へ進む。
【0031】ステップS33〜S35まではステップS
23〜S25までと同様なので説明は省略する。ステッ
プS36では燃料噴射弁の圧縮行程の燃料噴射量Q2 と
噴射時期AINJ2 (開始時期θS2と終了時期θE
2)および吸気行程の燃料噴射量Q1 と噴射時期AIN
J1 (開始時期θS1と終了時期θE1)を図6のマッ
プから算出し、ステップS27へ進む。
23〜S25までと同様なので説明は省略する。ステッ
プS36では燃料噴射弁の圧縮行程の燃料噴射量Q2 と
噴射時期AINJ2 (開始時期θS2と終了時期θE
2)および吸気行程の燃料噴射量Q1 と噴射時期AIN
J1 (開始時期θS1と終了時期θE1)を図6のマッ
プから算出し、ステップS27へ進む。
【0032】ステップS43〜S45まではステップS
23〜S25までと同様なので説明は省略する。ステッ
プS46では燃料噴射弁の吸気行程の燃料噴射量Q1 と
吸気行程の噴射時期AINJ1 (開始時期θS1と終了
時期θE1)を図6のマップから算出し、ステップS2
7へ進む。
23〜S25までと同様なので説明は省略する。ステッ
プS46では燃料噴射弁の吸気行程の燃料噴射量Q1 と
吸気行程の噴射時期AINJ1 (開始時期θS1と終了
時期θE1)を図6のマップから算出し、ステップS2
7へ進む。
【0033】ステップS27では予めROMに格納した
アクセルペダル25の踏み込み量θAに応じた吸気旋回
流制御弁17の目標開度を算出する。このように吸気旋
回流制御弁17の開度は上述の制御ルーチンにより算出
された目標開度となるようにステップモータ19を駆動
して制御される。
アクセルペダル25の踏み込み量θAに応じた吸気旋回
流制御弁17の目標開度を算出する。このように吸気旋
回流制御弁17の開度は上述の制御ルーチンにより算出
された目標開度となるようにステップモータ19を駆動
して制御される。
【0034】前述の図11に示すマップ1から算出され
る燃料噴射量QINJは、噴射パターン指令データXI
NJP=0の圧縮行程噴射では圧縮行程の燃料噴射量Q
2 に等しく、噴射パターン指令データXINJP=1の
2回噴射では吸気行程の燃料噴射量Q1 と圧縮行程の燃
料噴射量Q2 の和に等しく、噴射パターン指令データX
INJP=2の吸気行程噴射では吸気行程の燃料噴射量
Q1 に等しい。この燃料噴射量QINJは機関の回転数
と負荷から算出される基本燃料噴射量であるが実際の燃
料噴射量は空燃比補正係数FAFや他の補正係数αを乗
算しかつその他の補正項βを加算して得られ、すなわち
QINJ×(FAF+α)+βを演算して得られる。従
ってステップS26、S36、S46で得られた吸気行
程の燃料噴射量Q1 や圧縮行程の燃料噴射量Q2 は上式
に基づいてフェイルセイフ制御ルーチンと同一クランク
角の割込処理で補正される。なお空燃比補正係数FAF
とは機関の排気系に設けられた空燃比センサの出力に応
じて機関の空燃比が目標空燃比になるようにフィードバ
ック制御して燃料噴射量を補正する係数である。
る燃料噴射量QINJは、噴射パターン指令データXI
NJP=0の圧縮行程噴射では圧縮行程の燃料噴射量Q
2 に等しく、噴射パターン指令データXINJP=1の
2回噴射では吸気行程の燃料噴射量Q1 と圧縮行程の燃
料噴射量Q2 の和に等しく、噴射パターン指令データX
INJP=2の吸気行程噴射では吸気行程の燃料噴射量
Q1 に等しい。この燃料噴射量QINJは機関の回転数
と負荷から算出される基本燃料噴射量であるが実際の燃
料噴射量は空燃比補正係数FAFや他の補正係数αを乗
算しかつその他の補正項βを加算して得られ、すなわち
QINJ×(FAF+α)+βを演算して得られる。従
ってステップS26、S36、S46で得られた吸気行
程の燃料噴射量Q1 や圧縮行程の燃料噴射量Q2 は上式
に基づいてフェイルセイフ制御ルーチンと同一クランク
角の割込処理で補正される。なお空燃比補正係数FAF
とは機関の排気系に設けられた空燃比センサの出力に応
じて機関の空燃比が目標空燃比になるようにフィードバ
ック制御して燃料噴射量を補正する係数である。
【0035】以上説明した実施例の内燃機関は吸気管に
配置され吸気ポートに向けて燃料噴射する第2の燃料噴
射弁を備えていない機関であるが、本発明は図1で示す
筒内に直接噴射する第1の燃料噴射弁の他に第2の燃料
噴射弁を吸気管に設けた筒内噴射式内燃機関にも適用で
きる。この内燃機関においては、吸気旋回流制御弁の正
常時には機関の運転状態に応じて圧縮行程と吸気行程に
噴射時期を切り換えて点火時期までに気筒内に成層混合
気を生成するように制御する第1制御手段と、吸気旋回
流制御弁の異常が検出されたときは第1の燃料噴射弁を
使用せずに第2の燃料噴射弁のみを使用して機関の運転
状態によらず均質混合気を生成するように制御する第2
制御手段とを備えて構成する。また第2制御手段は、吸
気旋回流制御弁の異常が検出されたときに第1および第
2の燃料噴射弁を共に用いて機関の運転状態によらず均
質混合気を生成する構成としてもよい。
配置され吸気ポートに向けて燃料噴射する第2の燃料噴
射弁を備えていない機関であるが、本発明は図1で示す
筒内に直接噴射する第1の燃料噴射弁の他に第2の燃料
噴射弁を吸気管に設けた筒内噴射式内燃機関にも適用で
きる。この内燃機関においては、吸気旋回流制御弁の正
常時には機関の運転状態に応じて圧縮行程と吸気行程に
噴射時期を切り換えて点火時期までに気筒内に成層混合
気を生成するように制御する第1制御手段と、吸気旋回
流制御弁の異常が検出されたときは第1の燃料噴射弁を
使用せずに第2の燃料噴射弁のみを使用して機関の運転
状態によらず均質混合気を生成するように制御する第2
制御手段とを備えて構成する。また第2制御手段は、吸
気旋回流制御弁の異常が検出されたときに第1および第
2の燃料噴射弁を共に用いて機関の運転状態によらず均
質混合気を生成する構成としてもよい。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明の筒内噴射式
内燃機関によれば、機関の気筒内の混合気を成層状態と
する第1制御手段を吸気旋回流制御手段に異常が発生し
たときに気筒内の混合気を均質状態とする第2制御手段
に切り換えるようにしたので吸気旋回流制御手段に異常
が発生しても機関が燃焼不良とならずドライバビリティ
も良好のまま運転できる。
内燃機関によれば、機関の気筒内の混合気を成層状態と
する第1制御手段を吸気旋回流制御手段に異常が発生し
たときに気筒内の混合気を均質状態とする第2制御手段
に切り換えるようにしたので吸気旋回流制御手段に異常
が発生しても機関が燃焼不良とならずドライバビリティ
も良好のまま運転できる。
【図1】筒内噴射式内燃機関の全体構成図である。
【図2】シリンダヘッドの平面断面図である。
【図3】ピストン頂面の平面図である。
【図4】図2のIV−IV線に沿ってみた断面図である。
【図5】図2のV−V線に沿ってみた断面図である。
【図6】燃料噴射量および燃料噴射時期を示す図であ
る。
る。
【図7】吸気弁および排気弁のリフト量を示す線図であ
る。
る。
【図8】図5と同じ断面に沿ってみた側面断面図であ
る。
る。
【図9】本発明の吸気旋回流制御弁異常検出ルーチンの
フローチャートである。
フローチャートである。
【図10】本発明のフェイルセイフ制御ルーチンのメイ
ンフローチャートである。
ンフローチャートである。
【図11】マップ1を示す図である。
【図12】マップ2を示す図である。
【図13】マップ3を示す図である。
【図14】マップ4を示す図である。
【図15】マップ5を示す図である。
【図16】マップ6を示す図である。
【図17】吸気旋回流制御弁が正常時の制御ルーチンの
詳細フローチャートである。
詳細フローチャートである。
【図18】マップ7を示す図である。
6a、6b…吸気弁 7a、7b…吸気ポート 8…排気弁 10…点火プラグ 11…燃料噴射弁 17…吸気旋回流制御弁(スワールコントロールバル
ブ) 19…ステップモータ 29…吸気旋回流制御弁開度センサ 30…制御装置
ブ) 19…ステップモータ 29…吸気旋回流制御弁開度センサ 30…制御装置
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 41/34 C 9523−3G F02M 69/00 360 C 69/04 Z
Claims (3)
- 【請求項1】 機関の気筒内に燃料を直接噴射する第一
燃料噴射弁と、該気筒内の燃焼室に流入する吸入空気流
により該燃焼室内に発生する旋回流の強さを該機関の運
転状態に応じて制御する吸気旋回流制御手段と、該機関
の運転状態に応じて該気筒内に成層混合気を生成するよ
うに該機関を制御する第一制御手段と、を備える筒内噴
射式内燃機関において、 前記吸気旋回流制御手段の異常を検出する異常検出手段
と、 前記異常検出手段により前記吸気旋回流制御手段の異常
が検出されたとき、前記第一制御手段に代わって、前記
機関の運転状態に応じて前記気筒内に均質混合気を生成
するように該機関を制御する第二制御手段と、を備えた
ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関。 - 【請求項2】 前記第二制御手段は、前記第一燃料噴射
弁の噴射時期を前記機関の運転状態によらず常に吸気行
程とする請求項1に記載の筒内噴射式内燃機関。 - 【請求項3】 前記筒内噴射式内燃機関は前記機関の運
転状態に応じた噴射時期に該機関の吸気ポートへ向けて
燃料噴射し均質混合気を生成する第二燃料噴射弁をさら
に備え、 前記第二制御手段は、前記第二燃料噴射弁の噴射時期を
前記機関の運転状態によらず吸気行程とする請求項1に
記載の筒内噴射式内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7007447A JPH08200116A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 筒内噴射式内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7007447A JPH08200116A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 筒内噴射式内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08200116A true JPH08200116A (ja) | 1996-08-06 |
Family
ID=11666100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7007447A Pending JPH08200116A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 筒内噴射式内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08200116A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998051920A1 (de) * | 1997-05-10 | 1998-11-19 | Robert Bosch Gmbh | System zum betreiben einer direkteinspritzenden brennkraftmaschine, insbesondere eines kraftfahrzeugs |
| US5960769A (en) * | 1996-11-18 | 1999-10-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air intake method and controller for engines performing stratified charge combustion |
| US6662779B2 (en) | 1999-12-28 | 2003-12-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Support structure of valve shaft for butterfly valve |
| US7185627B2 (en) | 2004-12-27 | 2007-03-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion engine |
| FR2893361A1 (fr) * | 2005-11-17 | 2007-05-18 | Bosch Gmbh Robert | Procede de gestion d'un moteur a combustion interne. |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5193881U (ja) * | 1975-01-27 | 1976-07-28 | ||
| JPH01222762A (ja) * | 1988-03-02 | 1989-09-06 | Yamaki Kk | 海草類の加工品及びその製造法 |
-
1995
- 1995-01-20 JP JP7007447A patent/JPH08200116A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5193881U (ja) * | 1975-01-27 | 1976-07-28 | ||
| JPH01222762A (ja) * | 1988-03-02 | 1989-09-06 | Yamaki Kk | 海草類の加工品及びその製造法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5960769A (en) * | 1996-11-18 | 1999-10-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air intake method and controller for engines performing stratified charge combustion |
| US6019082A (en) * | 1996-11-18 | 2000-02-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air intake method and controller for engines performing stratified charge combustion |
| WO1998051920A1 (de) * | 1997-05-10 | 1998-11-19 | Robert Bosch Gmbh | System zum betreiben einer direkteinspritzenden brennkraftmaschine, insbesondere eines kraftfahrzeugs |
| US6213087B1 (en) | 1997-05-10 | 2001-04-10 | Robert Bosch Gmbh | Actuating system for a direct injection internal combustion engine, especially in a vehicle |
| US6662779B2 (en) | 1999-12-28 | 2003-12-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Support structure of valve shaft for butterfly valve |
| US7185627B2 (en) | 2004-12-27 | 2007-03-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion engine |
| FR2893361A1 (fr) * | 2005-11-17 | 2007-05-18 | Bosch Gmbh Robert | Procede de gestion d'un moteur a combustion interne. |
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