JPH09287525A

JPH09287525A - 内燃機関の燃焼制御装置

Info

Publication number: JPH09287525A
Application number: JP8100007A
Authority: JP
Inventors: Toshimi Kashiwakura; 利美柏倉
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-04-22
Filing date: 1996-04-22
Publication date: 1997-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】成層燃焼の可能な内燃機関の燃焼制御装置にお
いて、燃料噴射手段の噴口部等へのデポジットの堆積を
抑制し、円滑な燃料噴射等を確保する。【解決手段】エンジン１の第１吸気弁６ａ及び第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、燃料噴射弁１１からの燃料は、直
接的に気筒１ａ内に噴射される。電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）３０は、エンジン１の冷却水温が基準温度よりも高
いと判定した場合には、ＥＧＲ（排気ガス再循環）量を
それまでよりも少なく制御するとともに、点火時期をそ
れまでよりも遅角側に制御する。このため、混合気の温
度、実質的な燃焼温度が低下し、燃料噴射弁１１の近傍
の温度も低下する。従って、燃料噴射弁１１の噴口部の
温度が異常に高くなりすぎることによる燃料噴射弁１１
の噴口部等へのデポジットの堆積が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃焼制
御装置に係り、詳しくは、筒内噴射式内燃機関の如く、
成層燃焼を行いうる内燃機関の燃焼制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術として、例えば特開
平６−８１６５７号公報に開示されたものが知られてい
る。この技術では、筒内噴射用の燃料噴射弁（インジェ
クタ）の温度が極端に低い場合には、インジェクタの噴
口周りに付着した液状燃料が、燃焼熱により炭化して前
記噴口周りに次第に堆積し、この堆積したデポジットの
量が多くなると噴口に目詰まりを起こすという経験的事
実に鑑み、インジェクタの先端部の温度がある程度高く
なるような設定がなされている。

【０００３】すなわち、吸気バルブの開口部分の一部を
マスク壁により覆うとともに、当該マスク壁と反対側の
シリンダヘッド内壁面周縁部にインジェクタを配置する
ようにしている。また、このインジェクタの先端部をシ
リンダヘッド内壁面から引っ込ませるようにしている。
このような構成により、吸気に際しての噴口部の温度低
下を防止し、デポジットの堆積を抑制するようにしてい
るのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、本発明者等
による実験によれば、エンジンの温度が極端な高温状態
になると、インジェクタの先端温度も高くなり、この場
合にはかえって、温度上昇とともにデポジットの堆積量
が増大することが明らかとなった。すなわち、図１１に
示すように、エンジンがオーバーヒート状態となった場
合等、インジェクタの先端温度が高くなった場合には、
噴口部へのデポジットの堆積量も増大し、その結果、燃
料の流量が低下してしまうことが確認された。そのた
め、かかる場合には、円滑な燃料噴射が確保されず、エ
ンジンの燃焼状態に支障が生じてしまうおそれがあっ
た。

【０００５】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、成層燃焼の可能な内燃
機関の燃焼制御装置において、内燃機関の温度が高温と
なったとしても、装置の複雑化を招くことなく燃料噴射
手段の噴口部等へのデポジットの堆積を抑制することが
でき、もって円滑な燃料の噴射及び安定した燃焼状態を
確保することができる内燃機関の燃焼制御装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明においては、図１に示すよう
に、成層燃焼を行うべく、内燃機関Ｍ１の気筒内に燃料
を噴射する燃料噴射手段Ｍ２と、少なくとも前記内燃機
関Ｍ１の温度を含む当該内燃機関Ｍ１の運転状態を検出
する運転状態検出手段Ｍ３と、前記運転状態検出手段Ｍ
３の検出結果に基づき、前記内燃機関Ｍ１の温度が所定
温度よりも高いか否かを判定する機関温度判定手段Ｍ４
と、前記機関温度判定手段Ｍ４により前記内燃機関Ｍ１
の温度が所定温度よりも高いと判定されたとき、実質的
な燃焼温度を下げるべく前記内燃機関Ｍ１の燃焼を制御
する燃焼制御手段Ｍ５とを備えた内燃機関の燃焼制御装
置をその要旨としている。

【０００７】但し、前記運転状態検出手段Ｍ３により検
出される温度というのは、内燃機関Ｍ１の温度を直接的
に検出する場合のほか、間接的に検出する場合及び推定
する場合をも含む趣旨である。

【０００８】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載の内燃機関の燃焼制御装置において、前記内燃
機関Ｍ１の排気通路と吸気通路とを連通する排気ガス再
循環通路と、前記内燃機関Ｍ１から排出される排気の一
部が前記排気ガス再循環通路を通って前記内燃機関に取
り込まれる吸気へ再循環させられる還流量を制御する還
流量制御手段とを設けるとともに、前記燃焼制御手段Ｍ
５を、前記機関温度判定手段Ｍ４により前記内燃機関Ｍ
１の温度が所定温度よりも高いと判定されたとき、前記
還流量制御手段により制御される還流量をそれまでより
も低減させるべく前記還流量制御手段を制御する還流量
補助制御手段によって構成したことをその要旨としてい
る。

【０００９】さらに、請求項３に記載の発明では、請求
項１に記載の内燃機関の燃焼制御装置において、前記内
燃機関Ｍ１の気筒内に供給された燃料ガスに点火するた
めの点火手段を設けるとともに、前記燃焼制御手段Ｍ５
を、前記機関温度判定手段Ｍ４により前記内燃機関Ｍ１
の温度が所定温度よりも高いと判定されたとき、前記点
火手段を制御して、当該点火手段による点火時期をそれ
までよりも遅角側に制御する点火時期遅角制御手段によ
って構成したことをその要旨としている。

【００１０】（作用）上記請求項１に記載の発明によれ
ば、図１に示すように、燃料噴射手段Ｍ２によって、内
燃機関Ｍ１の気筒内に燃料が噴射され、気筒内の燃料が
燃焼することにより、内燃機関Ｍ１は駆動力を得る。

【００１１】一方、運転状態検出手段Ｍ３により、少な
くとも前記内燃機関Ｍ１の温度を含む内燃機関Ｍ１の運
転状態が検出される。また、その検出された温度が所定
温度よりも高いか否かが機関温度判定手段Ｍ４によって
判定される。そして、その機関温度判定手段Ｍ４により
前記内燃機関Ｍ１の温度が所定温度よりも高いと判定さ
れたとき、燃焼制御手段Ｍ５によって内燃機関Ｍ１の燃
焼が制御され、実質的な燃焼温度が下げられる。

【００１２】このため、燃料噴射手段Ｍ２の温度が異常
に高くなってしまうのが抑制され、噴射部分へのデポジ
ットの堆積が抑制される。また、請求項２に記載の発明
によれば、上記請求項１に記載の発明の作用に加えて、
還流量制御手段により排気ガス還流通路が開かれている
場合には、内燃機関Ｍ１から排出される排気の一部が内
燃機関Ｍ１の排気通路から排気ガス再循環通路を通って
吸気通路へと還流され、内燃機関Ｍ１に取り込まれる吸
気へ再循環させられる。

【００１３】また、本発明では、燃焼制御手段Ｍ５が、
還流量補助制御手段によって構成される。そして、機関
温度判定手段Ｍ４により内燃機関Ｍ１の温度が所定温度
よりも高いと判定されたときには、その制御手段によっ
て、還流量制御手段により制御される還流量がそれまで
よりも低減させられる。すると、内燃機関Ｍ１の気筒内
に導入される燃料ガス等（混合気）の温度が低下するこ
とから、燃料噴射手段Ｍ２の近傍の温度が低下する。従
って、上述した作用が奏されることとなる。

【００１４】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
上記請求項１に記載の発明の作用に加えて、点火手段に
よって、内燃機関Ｍ１の気筒内に供給された燃料ガスに
点火され、気筒内の燃料が爆発、燃焼する。

【００１５】本発明では、燃焼制御手段Ｍ５が、点火時
期遅角制御手段によって構成される。そして、機関温度
判定手段Ｍ４により前記内燃機関Ｍ１の温度が所定温度
よりも高いと判定されたときには、その点火時期遅角制
御手段によって、前記点火手段が制御され、当該点火手
段による点火時期がそれまでよりも遅角側に制御され
る。すると、燃焼温度が下げられることとなり、上述と
同様の作用が奏されることとなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明における内燃機関の
燃焼制御装置を具体化した一実施の形態を図面に基づい
て詳細に説明する。

【００１７】図２は本実施の形態において、車両に搭載
された筒内噴射式エンジンの燃料噴射制御装置を示す概
略構成図である。内燃機関としてのエンジン１は、例え
ば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３に示されている。これらの図に示すように、
エンジン１はシリンダブロック２内にピストンを備えて
おり、当該ピストンはシリンダブロック２内で往復運動
する。シリンダブロック２の上部にはシリンダヘッド４
が設けられ、前記ピストンとシリンダヘッド４間には燃
焼室５が形成されている。また、本実施の形態では１気
筒１ａあたり、４つの弁が配置されており、図中におい
て、符号６ａとして第１吸気弁、６ｂとして第２吸気
弁、７ａとして第１吸気ポート、７ｂとして第２吸気ポ
ート、８として一対の排気弁、９として一対の排気ポー
トがそれぞれ示されている。

【００１８】図３に示すように、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７
ｂはほぼ真っ直ぐに延びるストレートポートからなる。
また、シリンダヘッド４の内壁面の中央部には、点火手
段を構成する点火プラグ１０が配設されている。この点
火プラグ１０には、図示しないディストリビュータを介
して同じく点火手段を構成するイグナイタ１２からの高
電圧が印加されるようになっている。そして、この点火
プラグ１０の点火タイミングは、イグナイタ１２からの
高電圧の出力タイミングにより決定される。さらに、第
１吸気弁６ａ及び第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手段としての燃料噴射弁１
１が配置されている。すなわち、本実施の形態において
は、燃料噴射弁１１からの燃料は、直接的に気筒１ａ内
に噴射されるようになっている。

【００１９】図２に示すように、各気筒１ａの第１吸気
ポート７ａ及び第２吸気ポート７ｂは、それぞれ各吸気
マニホルド１５内に形成された第１吸気路１５ａ及び第
２吸気路１５ｂを介してサージタンク１６内に連結され
ている。各第２吸気通路１５ｂ内にはそれぞれスワール
コントロールバルブ１７が配置されている。これらのス
ワールコントロールバルブ１７は共通のシャフト１８を
介して例えばステップモータ１９に連結されている。こ
のステップモータ１９は、後述する電子制御装置（以下
単に「ＥＣＵ」という）３０からの出力信号に基づいて
制御される。なお、当該ステップモータ１９の代わり
に、エンジン１の吸気ポート７ａ，７ｂの負圧に応じて
制御されるものを用いてもよい。

【００２０】前記サージタンク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によって開閉されるスロッ
トル弁２３が配設されている。つまり、本実施の形態の
スロットル弁２３は、いわゆる電子制御式のものであ
り、基本的には、ステップモータ２２が前記ＥＣＵ３０
からの出力信号に基づいて駆動されることにより、スロ
ットル弁２３が開閉制御される。そして、このスロット
ル弁２３の開閉により、吸気ダクト２０を通過して燃焼
室５内に導入される吸入空気量が調節されるようになっ
ている。本実施の形態では、吸気ダクト２０、サージタ
ンク１６並びに第１吸気路１５ａ及び第２吸気路１５ｂ
等により、吸気通路が構成されている。

【００２１】また、スロットル弁２３の近傍には、その
開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するためのスロット
ルセンサ２５が設けられている。なお、前記各気筒の排
気ポート９には排気マニホルド１４が接続されている。
そして、燃焼後の排気ガスは当該排気マニホルド１４を
介して図示しない排気ダクトへ排出されるようになって
いる。

【００２２】さらに、本実施の形態では、公知の排気ガ
ス再循環（ＥＧＲ）機構５１が設けられている。このＥ
ＧＲ機構５１は、排気ガス再循環通路としてのＥＧＲ通
路５２と、同通路５２の途中に設けられたＥＧＲバルブ
５３とを含んでいる。ＥＧＲ通路５２は、スロットル弁
２３の下流側の吸気ダクト２０と、排気ダクトとの間を
連通するよう設けられている。また、ＥＧＲバルブ５３
は、弁座、弁体及びステップモータ（いずれも図示せ
ず）を内蔵している。ＥＧＲバルブ５３の開度は、ステ
ップモータが弁体を弁座に対して断続的に変位させるこ
とにより、変動する。そして、ＥＧＲバルブ５３が開く
ことにより、排気ダクトへ排出された排気ガスの一部が
ＥＧＲ通路５２へと流れる。その排気ガスは、ＥＧＲバ
ルブ５３を介して吸気ダクト２０へ流れる。すなわち、
排気ガスの一部がＥＧＲ機構５１によって吸入混合気中
に再循環する。このとき、ＥＧＲバルブ５３の開度が調
節されることにより、排気ガスの再循環量が調整される
のである。

【００２３】さて、上述したＥＣＵ３０は、デジタルコ
ンピュータからなっており、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）３
２、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及び出力ポート３６を具備している。本実施の形
態においては、当該ＥＣＵ３０により、機関温度判定手
段、燃焼制御手段、還流量制御手段、還流量補助制御手
段及び点火時期遅角制御手段が構成されている。

【００２４】前記アクセルペダル２４には、当該アクセ
ルペダル２４の踏込み量に比例した出力電圧を発生する
アクセルセンサ２６Ａが接続され、該アクセルセンサ２
６Ａによりアクセル開度ＡＣＣＰが検出される。当該ア
クセルセンサ２６Ａ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、同じくアクセ
ルペダル２４には、アクセルペダル２４の踏込み量が
「０」であることを検出するための全閉スイッチ２６Ｂ
が設けられている。すなわち、この全閉スイッチ２６Ｂ
は、アクセルペダル２４の踏込み量が「０」である場合
に全閉信号として「１」の信号を、そうでない場合には
「０」の信号を発生する。そして、該全閉スイッチ２６
Ｂの出力電圧も入力ポート３５に入力されるようになっ
ている。

【００２５】また、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°ＣＡ
回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入
力ポートに入力される。ＣＰＵ３４では上死点センサ２
７の出力パルスとクランク角センサ２８の出力パルスか
らエンジン回転数ＮＥが算出される（読み込まれる）。

【００２６】さらに、前記シャフト１８の回転角度はス
ワールコントロールバルブセンサ２９により検出され、
これによりスワールコントロールバルブ１７の開度が測
定される。そして、スワールコントロールバルブセンサ
２９の出力はＡ／Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５
に入力される。

【００２７】併せて、前記スロットルセンサ２５によ
り、スロットル開度ＴＡが検出される。このスロットル
センサ２５の出力はＡ／Ｄ変換器３７を介して入力ポー
ト３５に入力される。

【００２８】加えて、本実施の形態では、サージタンク
１６内の圧力（吸気圧ＰｉＭ）を検出する吸気圧センサ
６１が設けられている。さらに、エンジン１の冷却水の
温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出する水温センサ６２が設
けられている。本実施の形態では、この水温センサ６２
により検出される冷却水温ＴＨＷが、内燃機関（エンジ
ン１）の温度に相当するものとして採用される。そし
て、これら両センサ６１，６２の出力もＡ／Ｄ変換器３
７を介して入力ポート３５に入力されるようになってい
る。

【００２９】本実施の形態において、これらスロットル
センサ２５、アクセルセンサ２６Ａ、全閉スイッチ２６
Ｂ、上死点センサ２７、クランク角センサ２８、スワー
ルコントロールバルブセンサ２９、吸気圧センサ６１及
び水温センサ６２等により、運転状態検出手段が構成さ
れている。

【００３０】一方、出力ポート３６は、対応する駆動回
路３８を介して各燃料噴射弁１１、各ステップモータ１
９，２２、イグナイタ１２及びＥＧＲバルブ５３（ステ
ップモータ）に接続されている。そして、ＥＣＵ３０は
各センサ等２５〜２９，６１，６２からの信号に基づ
き、ＲＯＭ３３内に格納された制御プログラムに従い、
燃料噴射弁１１、ステップモータ１９，２２、イグナイ
タ１２（点火プラグ１０）及びＥＧＲバルブ５３等を好
適に制御する。

【００３１】次に、上記構成を備えたエンジンの燃焼制
御装置における本実施の形態に係る各種制御に関するプ
ログラムについて、フローチャートを参照して説明す
る。図４は、本実施の形態におけるＥＧＲバルブ５３、
イグナイタ１２（点火プラグ１１）等を制御して燃焼制
御を実行するための「補正係数・補正項算出ルーチン」
を示すフローチャートであって、所定クランク角毎の割
り込みでＥＣＵ３０により実行される。

【００３２】処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
３０は先ずステップ１０１において、各種センサ等２５
〜２９，６１，６２から、全閉信号、アクセル開度ＡＣ
ＣＰ、冷却水温ＴＨＷ、エンジン回転数ＮＥ等の、その
ときどきの運転状態を示す各種検出信号を読み込む。

【００３３】次に、ステップ１０２においては、今回読
み込んだ信号に基づき、現在全閉スイッチ２６Ｂがオフ
となっているか否かを判断する。そして、全閉スイッチ
２６Ｂがオフとなっている場合には、現在アイドリング
状態にはないものとして、ステップ１０３へ移行する。

【００３４】ステップ１０３においては、今回読み込ん
だアクセル開度ＡＣＣＰが予め定められた基準開度α
（例えばα＝「５０％」）よりも低いか否かを判断す
る。そして、アクセル開度ＡＣＣＰが基準開度αよりも
低い場合には、ステップ１０４へ移行する。

【００３５】さらに、続くステップ１０４においては、
今回読み込んだ冷却水温ＴＨＷが予め定められた基準水
温β（例えばβ＝「１０５℃」）よりも高いか否かを判
断する。そして、冷却水温ＴＨＷが基準水温βよりも高
い場合には、ＥＧＲ量の補正及び点火時期の補正を行う
必要があるものとしてステップ１０５へ移行する。

【００３６】ステップ１０５においては、今回読み込ん
だ冷却水温ＴＨＷに基づき、ＥＧＲ補正係数ＦＥＧＲを
算出する。ここで、このＥＧＲ補正係数ＦＥＧＲの算出
に際しては、図５に示すようなマップが参酌される。す
なわち、冷却水温ＴＨＷが基準水温β以下の領域におい
ては、後述するように、ＥＧＲ補正係数ＦＥＧＲは一律
に「１．０」に設定される。これに対し、冷却水温ＴＨ
Ｗが基準水温βよりも高い領域においては、ＥＧＲ補正
係数ＦＥＧＲは、冷却水温ＴＨＷの増大に伴って二次曲
線的に低い値に設定される（０＜ＦＥＧＲ＜１）。

【００３７】また、続くステップ１０６においては、今
回読み込んだ冷却水温ＴＨＷに基づき、点火時期補正項
ＳＡＨｏｔを算出する。ここで、この点火時期補正項Ｓ
ＡＨｏｔの算出に際しては、図６に示すようなマップが
参酌される。すなわち、冷却水温ＴＨＷが基準水温β以
下の領域においては、後述するように、点火時期補正項
ＳＡＨｏｔは一律に「０」に設定される。これに対し、
冷却水温ＴＨＷが基準水温βよりも高い領域において
は、点火時期補正項ＳＡＨｏｔは、冷却水温ＴＨＷの増
大に伴って遅角側に大きく設定される。そして、上記処
理を経た後、ＥＣＵ３０は、その後の処理を一旦終了す
る。

【００３８】一方、前記ステップ１０２〜ステップ１０
４において否定判定された場合には、ステップ１０７へ
移行する。すなわち、ステップ１０２において全閉スイ
ッチ２６Ｂがオンであった場合、ステップ１０３におい
てアクセル開度ＡＣＣＰが基準開度α以上であった場
合、或いは、ステップ１０４において冷却水温ＴＨＷが
基準水温β以下であった場合には、ＥＧＲ開度及び点火
時期に補正をかける必要はないものとしてステップ１０
７へ移行するのである。

【００３９】そして、ＥＣＵ３０は、ステップ１０７に
おいて、ＥＧＲ補正係数ＦＥＧＲを「１．０」に設定す
る。また、ＥＣＵ３０は、続くステップ１０８におい
て、点火時期補正項ＳＡＨｏｔを「０」に設定する。そ
して、その後の処理を一旦終了する。

【００４０】このように、「補正係数・補正項算出ルー
チン」においては、そのときどきの運転状態、特に、冷
却水温ＴＨＷに応じて、ＥＧＲ補正係数ＦＥＧＲ及び点
火時期補正項ＳＡＨｏｔが算出される。

【００４１】次に、上述のように設定されたＥＧＲ補正
係数ＦＥＧＲ及び点火時期補正項ＳＡＨｏｔに基づい
て、実際に、目標ＥＧＲ開度ＥＧＲ１及び目標点火時期
ＳＡを決定して、ＥＧＲ制御、点火時期制御を行うに際
しＥＣＵ３０により実行される処理について説明する。
まず、図７は、ＥＣＵ３０により実行される「目標ＥＧ
Ｒ開度決定ルーチン」を示すフローチャートである。こ
の処理も、所定クランク角毎の割り込みで実行される。

【００４２】処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
３０はまず、ステップ２０１において、各種センサ等２
５〜２９，６１，６２から、全閉信号、アクセル開度Ａ
ＣＣＰ、冷却水温ＴＨＷ、エンジン回転数ＮＥ等の、そ
のときどきの運転状態を示す各種検出信号を読み込む。

【００４３】次に、ステップ２０２においては、今回読
み込んだ信号に基づき、現在全閉スイッチ２６Ｂがオフ
となっているか否かを判断する。そして、全閉スイッチ
２６Ｂがオフとなっている場合には、ステップ２０３に
おいて、今回読み込まれたエンジン回転数ＮＥ及びアク
セル開度ＡＣＣＰに基づき、基本ＥＧＲ開度ＥＧＲＢａ
ｓｅを算出する。ここで、この基本ＥＧＲ開度ＥＧＲＢ
ａｓｅの算出に際しては、例えば図８に示すようなマッ
プが参酌される。すなわち、そのときどきのエンジン回
転数ＮＥ及びアクセル開度ＡＣＣＰに応じて基本ＥＧＲ
開度ＥＧＲＢａｓｅが補間計算されるのである。

【００４４】一方、ステップ２０２において、全閉スイ
ッチ２６Ｂがオフとなっていない場合には、現在アクセ
ルペダルが踏み込まれておらず、本実施の形態の制御を
行う必要がないものとして、ステップ２０４において、
所定開度γ（例えばγ＝「１０％」）を基本ＥＧＲ開度
ＥＧＲＢａｓｅとして設定する。

【００４５】そして、ステップ２０３又はステップ２０
４から移行して、ステップ２０５においては、今回算出
された基本ＥＧＲ開度ＥＧＲＢａｓｅに対し、上記「補
正係数・補正項算出ルーチン」において算出されたＥＧ
Ｒ補正係数ＦＥＧＲを乗算した値を最終的な目標ＥＧＲ
開度ＥＧＲ１として設定する。そして、その後の処理を
一旦終了する。

【００４６】このように、「目標ＥＧＲ開度決定ルーチ
ン」においては、そのときどきの運転状態に応じて基本
ＥＧＲ開度ＥＧＲＢａｓｅが算出されるとともに、その
基本ＥＧＲ開度ＥＧＲＢａｓｅに対し上記ルーチンで算
出されたＥＧＲ補正係数ＦＥＧＲが乗算されることによ
り目標ＥＧＲ開度ＥＧＲ１が決定される。そして、その
目標ＥＧＲ開度ＥＧＲ１に基づいて、ＥＧＲバルブ５３
が制御されるのである。

【００４７】また、図１０は、ＥＣＵ３０により実行さ
れる「目標点火時期決定ルーチン」を示すフローチャー
トである。この処理も、所定クランク角毎の割り込みで
実行される。

【００４８】処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
３０はまず、ステップ３０１において、各種センサ等２
５〜２９，６１，６２から、全閉信号、アクセル開度Ａ
ＣＣＰ、冷却水温ＴＨＷ、エンジン回転数ＮＥ等の、そ
のときどきの運転状態を示す各種検出信号を読み込む。

【００４９】次に、ステップ３０２においては、今回読
み込んだ信号に基づき、現在全閉スイッチ２６Ｂがオフ
となっているか否かを判断する。そして、全閉スイッチ
２６Ｂがオフとなっている場合には、ステップ３０３に
おいて、今回読み込まれたエンジン回転数ＮＥ及びアク
セル開度ＡＣＣＰに基づき、基本点火時期ＳＡＢａｓｅ
を算出する。ここで、この基本点火時期ＳＡＢａｓｅの
算出に際しては、図９に示すようなマップが参酌され
る。すなわち、そのときどきのエンジン回転数ＮＥ及び
アクセル開度ＡＣＣＰに応じて基本点火時期ＳＡＢａｓ
ｅが補間計算されるのである。

【００５０】一方、ステップ３０２において、全閉スイ
ッチ２６Ｂがオフとなっていない場合には、現在アクセ
ルペダルが踏み込まれておらず、本実施の形態の制御を
行う必要がないものとして、ステップ３０４において、
所定時期δ（例えばδ＝「１０°」）を基本点火時期Ｓ
ＡＢａｓｅとして設定する。

【００５１】そして、ステップ３０３又はステップ３０
４から移行して、ステップ３０５においては、今回算出
された基本点火時期ＳＡＢａｓｅから、上記「補正係数
・補正項算出ルーチン」において算出された点火時期補
正項ＳＡＨｏｔを遅角させた時期を最終的な目標点火時
期ＳＡとして設定し、その後の処理を一旦終了する。そ
して、その後の処理を一旦終了する。

【００５２】このように、「目標点火時期決定ルーチ
ン」においては、そのときどきの運転状態に応じて基本
点火時期ＳＡＢａｓｅが算出されるとともに、その基本
点火時期ＳＡＢａｓｅに対し上記「補正係数・補正項算
出ルーチン」で算出された点火時期補正項ＳＡＨｏｔ分
だけ遅角されることにより目標点火時期ＳＡが決定され
る。そして、その目標点火時期ＳＡに基づいて、イグナ
イタ１２（点火プラグ１０）が制御されるのである。

【００５３】次に、本実施の形態における作用効果につ
いて説明する。（イ）本実施の形態では、ＥＣＵ３０により、エンジン
１の冷却水温ＴＨＷが基準温度βよりも高いと判定され
た場合には、目標ＥＧＲ開度ＥＧＲ１がそれまでの基本
ＥＧＲ開度ＥＧＲＢａｓｅよりも低い値に設定され（Ｅ
ＧＲＢａｓｅ＊ＦＥＧＲ）、その値に基づいてＥＧＲバ
ルブ５３が制御される。このため、エンジン１の気筒１
ａ内に導入される燃料ガス等（混合気）の温度が低下す
ることとなり、実質的な燃焼温度が低下し、燃料噴射弁
１１の近傍の温度も低下する。従って、燃料噴射弁１１
の噴口部の温度が異常に高くなりすぎることによる燃料
噴射弁１１の噴口部等へのデポジットの堆積を抑制する
ことができる。その結果、円滑な燃料の噴射を確保する
ことができるとともに、安定した燃焼状態を確保するこ
とができる。

【００５４】（ロ）また、本実施の形態では、ＥＣＵ３
０により冷却水温ＴＨＷが基準温度βよりも高いと判定
された場合には、さらに、それまでの基本点火時期ＳＡ
Ｂａｓｅに対し点火時期補正項ＳＡＨｏｔ分だけ遅角さ
れた時期が目標点火時期ＳＡとして設定され、その目標
点火時期ＳＡに基づいてイグナイタ１２が制御される。
このため、燃焼温度が下げられることとなり、上記
（イ）で説明した作用効果をより確実なものとすること
ができる。

【００５５】（ハ）さらに、本実施の形態では、冷却水
温ＴＨＷが基準温度βよりも高ければ高いほど、ＥＧＲ
補正係数ＦＥＧＲ及び点火時期補正項ＳＡＨｏｔを考慮
する度合いを高めることとした。このため、そのときど
きのエンジン１の温度（燃料噴射弁１１の噴口部の温
度）に対応した制御が実行されることとなる。その結
果、ＥＧＲ量、点火時期の変動によるトルク変動等への
悪影響を最小限に抑えることができるとともに、実情に
則した制御が可能となる。

【００５６】（ニ）併せて、本実施の形態では、上記制
御を行うことにより、いわゆるエンジン１のオーバーヒ
ートをも抑制することができる。その結果、ノッキング
の抑制、エンジン１の破損防止といった付随的な効果を
も期待することができる。

【００５７】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の
一部を適宜に変更して次のように実施することもでき
る。（１）上記実施の形態では、エンジン１の温度を検出す
る手段として水温センサ６２を採用し、その水温センサ
６２により検出される冷却水温ＴＨＷが、内燃機関（エ
ンジン１）の温度に相当するものとして考慮した。これ
に対し、シリンダヘッドの壁面温度、排気ガス温度、燃
料噴射弁１１内の温度等その他の温度を検出或いは推定
することにより、エンジン１の温度に相当するものとし
てとらえてもよい。

【００５８】（２）上記各実施の形態では、筒内噴射式
のエンジン１に本発明を具体化するようにしたが、いわ
ゆる成層燃焼、弱成層燃焼を行うタイプの内燃機関であ
ればいかなるタイプのものに具体化してもよい。例えば
吸気ポート７ａ，７ｂの吸気弁６ａ，６ｂの傘部の裏側
に向かって噴射するタイプのものも含まれる。また、吸
気弁６ａ，６ｂ側に燃料噴射弁が設けられてはいるが、
直接シリンダボア（燃焼室５）内に噴射するタイプのも
のも含まれる。

【００５９】（３）また、上記実施の形態では、ヘリカ
ル方の吸気ポートを有し、いわゆるスワールを発生させ
ることが可能な構成としたが、かならずしもスワールを
発生しなくともよい。従って、例えば上記実施の形態に
おけるスワールコントロールバルブ１７、ステップモー
タ１９等を省略することもできる。

【００６０】（４）さらに、上記実施の形態では、ガソ
リンエンジン１の場合に本発明を具体化したが、ディー
ゼルエンジン等の場合にも具体化できる。（５）上記実施の形態では、ＥＧＲバルブ５３を開閉制
御することにより、ＥＧＲ量を制御するようにしたが、
電子制御式のスロットル弁２３の開度を制御することに
よっても負圧による圧力差でもって排気還流ガスの吸い
出し量を制御できるため、このような制御でもってＥＧ
Ｒ量を制御するような手段を用いてもよい。

【００６１】特許請求の範囲の各請求項に記載されない
ものであって、上記実施の形態から把握できる技術的思
想について以下にその効果とともに記載する。（ａ）請求項１〜３に記載の内燃機関の燃焼制御装置に
おいて、前記運転状態検出手段により検出された内燃機
関の温度が高ければ高いほど、前記燃焼制御手段による
燃焼の制御の度合いを大きくするようにしたことを特徴
とする。

【００６２】このような構成とすることにより、燃焼の
変動によるトルク変動等への悪影響を最小限に抑えるこ
とができるとともに、実情に則した制御が可能となる。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
成層燃焼の可能な内燃機関の燃焼制御装置において、内
燃機関の温度が高温となったとしても、装置の複雑化を
招くことなく燃料噴射手段の噴口部等へのデポジットの
堆積を抑制することができ、もって円滑な燃料の噴射及
び安定した燃焼状態を確保することができるという優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な概念構成を説明する概念構成
図である。

【図２】一実施の形態におけるエンジンの燃焼制御装置
を示す概略構成図である。

【図３】エンジンの気筒部分を拡大して示す断面図であ
る。

【図４】ＥＣＵにより実行される「補正係数・補正項算
出ルーチン」を示すフローチャートである。

【図５】冷却水温に対するＥＧＲ補正係数の関係を示す
マップである。

【図６】冷却水温に対する点火時期補正項の関係を示す
マップである。

【図７】ＥＣＵにより実行される「目標ＥＧＲ開度決定
ルーチン」を示すフローチャートである。

【図８】エンジン回転数及びアクセル開度に対する基本
ＥＧＲ開度の関係を示すマップである。

【図９】エンジン回転数及びアクセル開度に対する基本
点火時期の関係を示すマップである。

【図１０】ＥＣＵにより実行される「目標点火時期決定
ルーチン」を示すフローチャートである。

【図１１】インジェクタ先端温度に対する燃料の流量変
化率の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、１０…点火手段を構成
する点火プラグ、１１…燃料噴射手段としての燃料噴射
弁、１２…点火手段を構成するイグナイタ、２５…運転
状態検出手段を構成するスロットルセンサ、２６Ａ…運
転状態検出手段を構成するアクセルセンサ、２６Ｂ…運
転状態検出手段を構成する全閉スイッチ、２７…運転状
態検出手段を構成する上死点センサ、２８…運転状態検
出手段を構成するクランク角センサ、２９…運転状態検
出手段を構成するスワールコントロールバルブセンサ、
３０…機関温度判定手段、燃焼制御手段、還流量制御手
段、還流量補助制御手段及び点火時期遅角制御手段を構
成するＥＣＵ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成層燃焼を行うべく、内燃機関の気筒内
に燃料を噴射する燃料噴射手段と、少なくとも前記内燃機関の温度を含む当該内燃機関の運
転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段の検出結果に基づき、前記内燃機
関の温度が所定温度よりも高いか否かを判定する機関温
度判定手段と、前記機関温度判定手段により前記内燃機関の温度が所定
温度よりも高いと判定されたとき、実質的な燃焼温度を
下げるべく前記内燃機関の燃焼を制御する燃焼制御手段
とを備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の内燃機関の燃焼制御装
置において、前記内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通する排気ガ
ス再循環通路と、前記内燃機関から排出される排気の一部が前記排気ガス
再循環通路を通って前記内燃機関に取り込まれる吸気へ
再循環させられる還流量を制御する還流量制御手段とを
設けるとともに、前記燃焼制御手段を、前記機関温度判定手段により前記
内燃機関の温度が所定温度よりも高いと判定されたと
き、前記還流量制御手段により制御される還流量をそれ
までよりも低減させるべく前記還流量制御手段を制御す
る還流量補助制御手段によって構成したことを特徴とす
る内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項３】請求項１に記載の内燃機関の燃焼制御装
置において、前記内燃機関の気筒内に供給された燃料ガスに点火する
ための点火手段を設けるとともに、前記燃焼制御手段を、前記機関温度判定手段により前記
内燃機関の温度が所定温度よりも高いと判定されたと
き、前記点火手段を制御して、当該点火手段による点火
時期をそれまでよりも遅角側に制御する点火時期遅角制
御手段によって構成したことを特徴とする内燃機関の燃
焼制御装置。