JP3317228B2

JP3317228B2 - 成層燃焼内燃機関の燃焼制御装置

Info

Publication number: JP3317228B2
Application number: JP01715698A
Authority: JP
Inventors: 宏幸水野; 淳高橋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-01-29
Filing date: 1998-01-29
Publication date: 2002-08-26
Anticipated expiration: 2018-01-29
Also published as: JPH11210518A; DE69903673T2; EP0933512A2; US6065443A; EP0933512B1; EP0933512A3; DE69903673D1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成層燃焼内燃機関
の燃焼制御装置に係り、詳しくは、負圧に基づいて制動
力を確保するブレーキブースタを備えてなる成層燃焼内
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、一般的に使用されているエンジン
においては、燃料噴射弁からの燃料は吸気ポートに噴射
され、燃焼室には予め燃料と空気との均質混合気が供給
される。かかるエンジンでは、アクセル操作に連動する
スロットル弁によって吸気通路が開閉され、この開閉に
より、エンジンの燃焼室に供給される吸入空気量（結果
的には燃料と空気とが均質に混合された気体の量）が調
整され、もってエンジン出力が制御される。

【０００３】しかし、上記のいわゆる均質燃焼による技
術では、スロットル弁の絞り動作に伴って大きな吸気負
圧が発生し、ポンピングロスが大きくなって効率は低く
なる。これに対し、スロットル弁の絞りを小とし、燃焼
室に直接燃料を供給することにより、点火プラグの近傍
に可燃混合気を存在させ、当該部分の混合気濃度を高め
て、着火性を向上するようにしたいわゆる「成層燃焼」
という技術が知られている。

【０００４】例えば特開平８−１６４８４０号公報に開
示された技術においては、燃料を燃焼室内に均一に分散
して噴射供給するための均質燃焼用の燃料噴射弁と、点
火プラグ周りに向けて燃料を直接噴射供給する成層燃焼
用の燃料噴射弁とが設けられている。そして、エンジン
の低負荷時には、成層燃焼用の燃料噴射弁から燃料が噴
射され、点火プラグ周りに偏在供給されるとともに、ス
ロットル弁が開かれて成層燃焼が実行される。これによ
り、ポンピングロスの低減が図られ、燃費の向上が図ら
れる。

【０００５】また、この技術では、制動力を増大させ、
ブレーキペダルの踏込み力を軽減するためのブレーキブ
ースタが搭載されている。このブレーキブースタの動力
源としては、スロットル弁下流の吸気管内に発生する負
圧が利用される。すなわち、スロットル弁下流から分岐
する導圧管を介して、負圧がブレーキブースタに導かれ
る。そして、ブレーキペダルの踏込み量に応じた負圧
が、ブレーキブースタに内蔵されたダイヤフラムに作用
することによってブレーキ操作力が増加するのである。

【０００６】しかし、かかる成層燃焼を行いうるエンジ
ンにおいては、成層燃焼時には、吸気管負圧の程度が小
さくなり、ブレーキブースタを作動させるための負圧が
不足しうる。

【０００７】このため、上記公報に記載された技術で
は、成層燃焼時においてブレーキブースタ負圧が不足し
た場合には、スロットル弁の開度を、それまでよりも小
さくする方向での制御を行うようにしている。これによ
り、吸気管負圧を発生せしめ、もってブレーキ用の負圧
を確保するようにしているのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記技術に
おいては、成層燃焼のままスロットル弁の開度を小さく
した場合、通常の成層燃焼よりも空気量が小さくなるた
め、点火プラグ周りの混合気がリッチとなってしまう。
そのため、エンジン負荷の増大に伴い、オーバーリッチ
に達する限界が早くなってしまう。その結果、燃焼が不
安定になりやすく、また、燃費率も悪くなってしまうお
それがあった。

【０００９】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、負圧に基づいて制動
力を確保するブレーキブースタを備えるとともに、成層
燃焼を行いうる内燃機関において、負圧確保時の燃焼状
態の安定化を図り、燃費率の悪化を抑制することのでき
る成層燃焼内燃機関の燃焼制御装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【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、供給される負圧に
基づいて、均質燃焼及び成層燃焼を行いうる内燃機関の
回転に基づき走行しうる車両の制動力を確保するための
ブレーキブースタと、前記内燃機関に導入される吸気を
絞ることにより前記ブレーキブースタに負圧を作用させ
る負圧作用手段と、前記ブレーキブースタに作用する負
圧の量を把握するための負圧量把握手段と、前記負圧量
把握手段により把握された負圧量が基準値よりも小さく
なった場合に、前記負圧作用手段を制御して前記ブレー
キブースタに負圧を作用させる負圧制御手段と、前記内
燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、前記負荷検出
手段により検出された負荷が切換負荷よりも高くなった
場合に、成層燃焼から均質燃焼へと燃焼状態を切換える
切換制御手段とを備えた成層燃焼内燃機関の燃焼制御装
置であって、成層燃焼が行われている状態下において、
前記負圧制御手段による制御が実行されている場合に、
前記切換負荷を、前記負圧制御手段による制御の非実行
時に比べて小さな値に変更する切換負荷変更手段を設け
たことをその要旨としている。

【００１１】また、請求項２に記載の発明では、供給さ
れる負圧に基づいて、均質燃焼及び成層燃焼を行いうる
内燃機関の回転に基づき走行しうる車両の制動力を確保
するためのブレーキブースタと、前記内燃機関に導入さ
れる吸気を絞ることにより前記ブレーキブースタに負圧
を作用させる負圧作用手段と、前記ブレーキブースタに
作用する負圧の量を把握するための負圧量把握手段と、
前記負圧量把握手段により把握された負圧量が基準値よ
りも小さくなった場合に、前記負圧作用手段を制御して
前記ブレーキブースタに負圧を作用させる負圧制御手段
と、前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、前
記負荷検出手段により検出された負荷が切換負荷よりも
高くなった場合に、成層燃焼から均質燃焼へと燃焼状態
を切換える切換制御手段とを備えた成層燃焼内燃機関の
燃焼制御装置であって、成層燃焼が行われている状態下
において、前記負圧制御手段による制御が実行されてい
る場合には、前記内燃機関に供給される実際の燃料噴射
量が前記内燃機関の回転数及び吸気管負圧より算出され
た設定値よりも大きくなるとき、成層燃焼から均質燃焼
へと燃焼状態を強制的に切換える強制切換制御手段を設
けたことをその要旨としている。

【００１２】さらに、請求項３に記載の発明では、供給
される負圧に基づいて、均質燃焼及び成層燃焼を行いう
る内燃機関の回転に基づき走行しうる車両の制動力を確
保するためのブレーキブースタと、前記内燃機関に導入
される吸気を絞ることにより前記ブレーキブースタに負
圧を作用させるスロットル弁と、前記ブレーキブースタ
に作用する負圧の量を把握するための負圧量把握手段
と、前記負圧量把握手段により把握された負圧量が基準
値よりも小さくなった場合に、前記スロットル弁を制御
して前記ブレーキブースタに負圧を作用させる負圧制御
手段と、前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段
と、前記負荷検出手段により検出された負荷が切換負荷
よりも高くなった場合に、成層燃焼から均質燃焼へと燃
焼状態を切換える切換制御手段とを備えた成層燃焼内燃
機関の燃焼制御装置であって、成層燃焼が行われている
状態下において、前記負圧制御手段による制御が実行さ
れている場合には、前記スロットル弁の実際の開度が前
記内燃機関の回転数及び前記内燃機関の負荷により算出
された設定値よりも小さくなるとき、成層燃焼から均質
燃焼へと燃焼状態を強制的に切換える強制切換制御手段
を設けたことをその要旨としている。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
車両は、均質燃焼、成層燃焼が行われる内燃機関の回転
に基づいて走行しうる。また、内燃機関に導入される吸
気が絞られることにより、ブレーキブースタには、負圧
作用手段からの負圧が作用し、もって、車両の制動力が
確保される。

【００１８】さらに、負圧量把握手段では、ブレーキブ
ースタに作用する負圧の量が把握される。そして、負圧
量把握手段により把握された負圧量が基準値よりも小さ
くなった場合に、負圧制御手段によって、前記負圧作用
手段が制御されてブレーキブースタに負圧が作用する。

【００１９】また、負荷検出手段では、内燃機関の負荷
が検出され、その検出された負荷に応じて、成層燃焼か
ら均質燃焼への燃焼状態の切換が切換制御手段によって
行われる。

【００２０】さて、本発明では、成層燃焼が行われてい
る状態下において、負圧制御手段による制御が実行され
ている場合に、前記切換制御手段により成層燃焼から均
質燃焼へと燃焼状態が切換えられる際の切換負荷が、切
換負荷変更手段によって、負圧制御手段による制御の非
実行時に比べて小さな値に変更させられる。ここで、負
圧制御手段による制御が実行されている場合には、吸気
が絞られることとなり、負荷の増大に伴いオーバーリッ
チに達する限界が早くなるが、本発明によれば、これに
合わせて切換負荷が小さな値に変更させられるため、早
めに均質燃焼へと燃焼状態が切換えられることとなる。

【００２１】また、請求項２及び３に記載の発明によれ
ば、成層燃焼が行われている状態下において、前記負圧
制御手段による制御が実行されている場合には、内燃機
関に供給される混合気の空燃比が所定空燃比よりも小さ
くなるとき、強制切換制御手段によって、成層燃焼から
均質燃焼への燃焼状態が強制的に切換えられる。このた
め、上記同様オーバーリッチに達する前に燃焼状態が均
質燃焼へと切換えられることとなる。

【００２２】さらに、実際の空燃比を検出する必要がな
く、また、検出するための手段を用いなくて済む。

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明における成層燃焼内燃機関の燃焼制御装置を具体化し
た第１の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００２８】図１は本実施の形態において、車両に搭載
された成層燃焼エンジンの燃焼制御装置を示す概略構成
図である。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２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との間には燃焼室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。

【００２９】図２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点火コイルから
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
らの点火信号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弁１１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
になっており、いわゆる均質燃焼のみならず、成層燃焼
も行われるようになっている。

【００３０】図１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吸気通路１５ａ及び
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１
８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によ
り制御されるスワールコントロールバルブ１７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。

【００３１】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負圧作
用手段を構成するスロットル弁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、同じく負圧作用
手段を構成するアクチュエータとしてのステップモータ
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
調節されるとともに、その吸気ダクト２０内で発生する
負圧が調整されるようになっている。なお、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
吸気通路１５ａ及び第２吸気通路１５ｂ等により、吸気
管が構成されている。

【００３２】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管へ排出されるようになってい
る。

【００３３】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、排気管へ排出された排気ガスの一部がＥＧ
Ｒ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。

【００３４】また、図１，３に示すように、本実施の形
態では、車両の制動力を確保するための装置としてブレ
ーキブースタ７１が設けられている。このブレーキブー
スタ７１によって、ブレーキペダル７２の踏込み力が増
幅されるとともに、油圧に変換され、各車輪のブレーキ
アクチュエータ（図示せず）が駆動される。このブレー
キブースタ７１は、スロットル弁２３よりも下流側の吸
気ダクト２０に対し、接続配管７３を介して接続されて
おり、該ダクト２０内で発生する負圧を駆動力として利
用するように構成されている。さらに、接続配管７３に
は、吸気ダクト２０内の負圧により開く逆止弁７４が設
けられている。

【００３５】より詳しくは、前記ブレーキブースタ７１
は、その内部においてダイヤフラムを備えている。そし
て、ダイヤフラムの一側部が大気に開放されており、他
側部に対し、前記ダクト２０内で発生した負圧が接続配
管７３を介して作用するようになっている。また、前記
接続配管７３には、ブレーキブースタ内圧力ＰＢＫ（絶
対圧）を検出するための圧力センサ６３が設けられてい
る。

【００３６】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。

【００３７】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ＸＩＤＬ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２６Ｂ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。

【００３８】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°Ｃ
Ａ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
２７の出力パルスとクランク角センサ２８の出力パルス
とからエンジン回転数ＮＥ等が算出される（読み込まれ
る）。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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）ＰＭを検出する吸気圧センサ６
１が設けられている。さらに、本実施の形態では、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。併せて、車両の速度
（車速）ＳＰＤを検出するための車速センサ６４も設け
られている。加えて、図示しない排気管には、空燃比Ａ
ＦＳを検出するためのＡ／Ｆセンサ６５が設けられてい
る。そして、これら各センサ６１，６２，６４，６５の
出力もＡ／Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５に入力
されるようになっている。また同様に、前記圧力センサ
６３の出力もＡ／Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５
に入力されるようになっている。

【００４２】さらにまた、本実施の形態において、図示
しないブレーキペダル近傍には、該ブレーキペダルの踏
み込みの有無を検出するためのブレーキスイッチ６６が
設けられている。当該ブレーキスイッチ６６は、ブレー
キペダルが踏み込まれた場合にブレーキ信号ＷＳＴＰ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、該ブレーキスイッチ６６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。

【００４３】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２５〜２９，６１〜６６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及びＥＧＲバルブ５３等を好適に制御する。

【００４４】次に、上記構成を備えたエンジン１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、フローチャート等を参照して説明
する。すなわち、図４は、本実施の形態におけるスロッ
トル弁２３（ステップモータ２２）を制御してブレーキ
ブースタ７１に導入される負圧の制御を実行するか否か
を決定するための「負圧確保制御フラグ設定ルーチン」
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。

【００４５】処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
３０は先ずステップ００１において、各種センサ等２５
〜２９，６１〜６６からの信号を読み込む。また、続く
ステップ００２において、ＥＣＵ３０は、今回読み込ま
れたブレーキ信号ＷＳＴＰが「１」であるか否かを判断
する。そして、ブレーキ信号ＷＳＴＰが「０」の場合に
は、現在ブレーキペダルが踏み込まれていないものとし
て、ステップ００３へ移行する。

【００４６】ステップ００３において、ＥＣＵ３０は、
現在がアイドル状態であるか否かを判断する。そして、
現在がアイドル状態でない場合には、負圧確保制御（ブ
レーキブースタ７１に負圧を導入するべくスロットル弁
２３を閉じ込む制御）を行う必要がないものと判断し
て、ステップ００４へ移行する。

【００４７】ステップ００４においては、負圧確保制御
フラグＸＢＫＩＤＬを「０」に設定し、ＥＣＵ３０はそ
の後の処理を一旦終了する。一方、前記ステップ００２
において、ブレーキ信号ＷＳＴＰが「１」であると判断
された場合、又はステップ００３において現在がアイド
ル状態である場合には、ステップ００５へ移行する。

【００４８】ステップ００５において、ＥＣＵ３０は、
現在の車速ＳＰＤが予め定められた所定速度（例えば４
０ｋｍ／ｈ）未満であるか否かを判断する。そして、現
在の車速ＳＰＤが所定速度以上の場合には、負圧確保制
御を行う必要がないものとして前記同様ステップ００４
に移行し、ＥＣＵ３０は負圧確保制御フラグＸＢＫＩＤ
Ｌを「０」に設定し、その後の処理を一旦終了する。

【００４９】また、現在の車速ＳＰＤが所定速度未満の
場合には、ステップ００６へ移行する。ステップ００６
において、ＥＣＵ３０は、現在の運転モードが基本運転
モードであるか否かを判断する。ここで、基本運転モー
ドでないモードとしては、例えばリッチスパイク制御を
実行している場合等が挙げられる。そして、現在の運転
モードが基本運転モードでない場合には、負圧確保制御
を行う必要がないものとして前記同様ステップ００４に
移行し、ＥＣＵ３０は負圧確保制御フラグＸＢＫＩＤＬ
を「０」に設定し、その後の処理を一旦終了する。

【００５０】これに対し、現在の運転モードが基本運転
モードである場合には、ＥＣＵ３０は、ステップ００７
へ移行する。ステップ００７において、ＥＣＵ３０は、
現在のブレーキブースタ７１内の負圧ＤＰＢＫ（大気圧
とブレーキブースタ内圧力ＰＢＫとの偏差）が予め定め
られている目標負圧ｔＫＰＢＫＬ以下であるか否かを判
断する。そして、負圧ＤＰＢＫが目標負圧ｔＫＰＢＫＬ
よりも大きい場合には、現在十分な負圧が確保されてお
り、負圧確保制御を行う必要がないものとして前記同様
ステップ００４に移行し、ＥＣＵ３０は負圧確保制御フ
ラグＸＢＫＩＤＬを「０」に設定し、その後の処理を一
旦終了する。

【００５１】一方、負圧ＤＰＢＫが目標負圧ｔＫＰＢＫ
Ｌ以下の場合には、現在十分な負圧が確保されていない
ものと判断してステップ００８へ移行する。ステップ０
０８において、ＥＣＵ３０は、現在別途のルーチンにお
いて設定されている燃焼モードフラグＭＯＤＥが「０」
であるか否かを判断する。すなわち、現在の燃焼状態が
成層燃焼であるか否かを判断する。そして、燃焼モード
フラグＭＯＤＥが「１」である場合には、現在均質燃焼
が実行されており、適宜スロットル弁２３が閉じ込まれ
ることで近いうちに負圧は確保されうるものと判断し
て、前記同様ステップ００４に移行し、ＥＣＵ３０は負
圧確保制御フラグＸＢＫＩＤＬを「０」に設定する。そ
して、その後の処理を一旦終了する。

【００５２】また、燃焼モードフラグＭＯＤＥが「０」
である場合には、現在成層燃焼が実行されており、ブレ
ーキブースタ７１内に負圧を導入する必要があるものと
してステップ００９へ移行する。そして、ステップ００
９において、ＥＣＵ３０は、負圧確保制御フラグＸＢＫ
ＩＤＬを「１」に設定し、その後の処理を一旦終了す
る。

【００５３】このように、上記「負圧確保制御フラグ設
定ルーチン」においては、そのときどきの運転状態に応
じて負圧確保制御フラグＸＢＫＩＤＬが「０」又は
「１」に設定される。

【００５４】次に、負荷（目標噴射量Ｑｆ）に応じて燃
焼モードフラグＭＯＤＥを設定する際の処理内容につい
て説明する。すなわち、図５は、ＥＣＵ３０により実行
される「メインルーチン」を示すフローチャートであ
る。

【００５５】処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
３０はまずステップ１０１において、各種センサ等２５
〜２９，６１〜６６からの信号（例えばエンジン回転数
ＮＥ、アクセル開度ＡＣＣＰ等）を読み込む。

【００５６】次に、ステップ１０２においては、今回読
み込んだエンジン回転数ＮＥ及びアクセル開度ＡＣＣＰ
に基づき、図示しないマップを参酌することにより基本
噴射量Ｑ０を算出する。

【００５７】さらに、ＥＣＵ３０は、ステップ１０３に
おいて、今回算出された基本噴射量Ｑ０に対しＩＳＣ補
正噴射量ＱＩＳＣを加算した値を最終的な目標噴射量Ｑ
ｆとして設定する。

【００５８】ここで、ＩＳＣ補正噴射量ＱＩＳＣについ
て簡単に説明する。本実施の形態におけるＩＳＣ補正噴
射量ＱＩＳＣというのは、図７に示す「ＩＳＣ補正噴射
量算出ルーチン」においてフィードバック補正されるも
のである。

【００５９】すなわち、ステップ１０３１において、Ｅ
ＣＵ３０は、現在ＩＳＣフィードバック制御条件が成立
しているか否かを判断し、不成立の場合には、何らの処
理をも行うことなくその後の処理を一旦終了する。

【００６０】これに対し、ＩＳＣフィードバック制御条
件が成立している場合には、ステップ１０３２におい
て、今回読み込まれている各種信号に基づき目標アイド
ル回転数ＮＴを算出する。

【００６１】次に、ステップ１０３３において、ＥＣＵ
３０は、現在の実際のエンジン回転数ＮＥが、今回算出
された目標アイドル回転数ＮＴから所定量αを減算した
値以下であるか否かを判断する。そして、現在のエンジ
ン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＴから所定量αを
減算した値以下の場合には、エンジン回転数ＮＥを増大
させる必要があるものとして、ステップ１０３４におい
て、現在設定されているＩＳＣ補正噴射量ＱＩＳＣに所
定量δを加算した値を新たなＩＳＣ補正噴射量ＱＩＳＣ
として設定し、その後の処理を一旦終了する。

【００６２】また、現在のエンジン回転数ＮＥが目標ア
イドル回転数ＮＴから所定量αを減算した値よりも大き
い場合には、ステップ１０３５において、現在のエンジ
ン回転数ＮＥが、目標アイドル回転数ＮＴに所定量αを
加算した値よりも大きいか否かを判断する。そして、現
在のエンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数ＮＴに所
定量αを加算した値よりも大きい場合には、エンジン回
転数ＮＥを減少させる必要があるものとして、ステップ
１０３６において、現在設定されているＩＳＣ補正噴射
量ＱＩＳＣから所定量δを減算した値を新たなＩＳＣ補
正噴射量ＱＩＳＣとして設定し、その後の処理を一旦終
了する。さらに、現在のエンジン回転数ＮＥが目標アイ
ドル回転数ＮＴに所定量αを加算した値以下の場合に
は、現在のエンジン回転数ＮＥを維持させるべく、何ら
の処理をも行うことなくその後の処理を一旦終了する。

【００６３】このように、「ＩＳＣ補正噴射量算出ルー
チン」においては、そのときどきの運転状態等に応じて
ＩＳＣ補正噴射量ＱＩＳＣがフィードバック補正され
る。さて、図５の「メインルーチン」に戻って、基本噴
射量Ｑ０及びＩＳＣ補正噴射量ＱＩＳＣに基づいて最終
的な目標噴射量Ｑｆが算出された後、ステップ１０４に
おいて、ＥＣＵ３０は、前述した「負圧確保制御フラグ
設定ルーチン」において設定されている負圧確保制御フ
ラグＸＢＫＩＤＬが「０」であるか否かを判断する。そ
して、負圧確保制御フラグＸＢＫＩＤＬが「０」の場合
には、現在、スロットル弁２３の閉じ込みによる負圧確
保制御が実行されていないものとして、ステップ１０５
へ移行する。

【００６４】ステップ１０５においては、現在のエンジ
ン回転数ＮＥに基づき、図６（ａ）に示すマップ（マッ
プ０）を参酌することにより、切換判定用噴射量Ｑａを
算出する。

【００６５】一方、前記ステップ１０４において、負圧
確保制御フラグＸＢＫＩＤＬが「１」と判断された場合
には、現在、スロットル弁２３の閉じ込みによる負圧確
保制御が実行されているものとして、ステップ１０６へ
移行する。ステップ１０６においては、現在のエンジン
回転数ＮＥに基づき、図６（ｂ）に示すマップ（マップ
１）を参酌することにより、切換判定用噴射量Ｑａを算
出する。すなわち、負圧確保制御が実行されている場合
には、当該制御が実行されない場合に比べて、（同じエ
ンジン回転数ＮＥであれば）、切換判定用噴射量Ｑａは
小さい値に設定されることとなる。

【００６６】その後、ステップ１０５又はステップ１０
６から移行して、ステップ１０７においては、現在の目
標噴射量Ｑｆが、今回算出された切換判定用噴射量Ｑａ
以下であるか否かを判断する。そして、現在の目標噴射
量Ｑｆが切換判定用噴射量Ｑａ以下の場合には、ＥＣＵ
３０はステップ１０８において、成層燃焼を実行するべ
く燃焼モードフラグＭＯＤＥを「０」に設定する。

【００６７】また、現在の目標噴射量Ｑｆが切換判定用
噴射量Ｑａよりも大きい場合には、ＥＣＵ３０はステッ
プ１０９において、均質燃焼を実行するべく燃焼モード
フラグＭＯＤＥを「１」に設定する。

【００６８】さらに、ステップ１０８又はステップ１０
９から移行して、ステップ１１０においては、ＥＣＵ３
０は、現在設定されている燃焼モードフラグＭＯＤＥに
基づいて、各制御パラメータを決定し、種々のアクチュ
エータを制御する。そして、その後の処理を一旦終了す
る。

【００６９】このように、上記「メインルーチン」にお
いては、負圧確保制御フラグＸＢＫＩＤＬに応じて切換
判定用噴射量Ｑａが決定され、該切換判定用噴射量Ｑａ
と現在の目標噴射量Ｑｆとの比較結果に基づいて燃焼モ
ードフラグＭＯＤＥが設定される。

【００７０】次に、本実施の形態の作用及び効果につい
て説明する。・本実施の形態によれば、ブレーキブース
タ７１の作動のための負圧を確保する必要性があるか否
かの判断がなされ、その判断結果が負圧を確保する必要
性がある場合には、スロットル弁２３の開度の閉じ込み
制御が実行される（ステップ００９）。このため、当該
閉じ込みによって、負圧の発生量が増大させられること
となり、ブレーキブースタ７１の作動を確保することが
できる。

【００７１】・また、切換判定用噴射量Ｑａと、負荷に
相当する現在の目標噴射量Ｑｆとが比較され、目標噴射
量Ｑｆが切換判定用噴射量Ｑａ以下の場合には、成層燃
焼が実行され、目標噴射量Ｑｆが切換判定用噴射量Ｑａ
よりも大きくなった場合には、成層燃焼から均質燃焼へ
と燃焼状態が切換えられる。

【００７２】ここで、本実施の形態では、成層燃焼が行
われている状態下で負圧確保制御が実行されている場合
には、当該制御が実行されない場合に比べて、切換判定
用噴射量Ｑａは小さい値に設定される。ここで、負圧確
保制御が実行されている場合には、スロットル弁２３が
閉じ込まれることとなり、負荷の増大に伴いオーバーリ
ッチに達する限界が早くなるが、本実施の形態によれ
ば、これに合わせて切換判定用噴射量Ｑａが小さな値に
変更させられることとなる。このため、図８に示すよう
に、早めに（目標噴射量Ｑｆが比較的少ない時点から）
均質燃焼へと燃焼状態が切換えられることとなる。

【００７３】そのため、オーバーリッチによる失火等を
抑制することができ、もって燃焼状態の安定化を図るこ
とができる。また、同図に示すように、燃費率の向上も
図ることができる。

【００７４】（第２の実施の形態）次に、本発明を具体
化した第２の実施の形態について説明する。但し、本実
施の形態の構成等においては上述した第１の実施の形態
と同等であるため、同一の部材等については同一の符号
を付してその説明を省略する。そして、以下には、第１
の実施の形態との相違点を中心として説明することとす
る。

【００７５】上記第１の実施の形態では、負圧確保制御
フラグＸＢＫＩＤＬに応じて切換判定用噴射量Ｑａを算
出する際のマップを異ならせることとした（マップ０及
びマップ１）。これに対し、本実施の形態では、負圧確
保制御フラグＸＢＫＩＤＬが「１」、すなわち負圧確保
制御が実行されている場合に、空燃比ＡＦＳに応じて成
層燃焼から均質燃焼への燃焼状態を切換えるようにして
いる点において特徴を有している。

【００７６】すなわち、図９はＥＣＵ３０により実行さ
れる、本実施の形態における「メインルーチン」の一部
を示すフローチャートであって、図５の一部を変更した
ものである。

【００７７】同図に示すように、上述した図５のステッ
プ１０３から移行して、ステップ２０１において、ＥＣ
Ｕ３０は、「負圧確保制御フラグ設定ルーチン」におい
て設定されている負圧確保制御フラグＸＢＫＩＤＬが
「０」であるか否かを判断する。そして、負圧確保制御
フラグＸＢＫＩＤＬが「０」の場合には、現在、スロッ
トル弁２３の閉じ込みによる負圧確保制御が実行されて
いないものとして、ステップ２０２へ移行する。

【００７８】ステップ２０２においては、現在のエンジ
ン回転数ＮＥに基づき、図６（ａ）に示すマップ（マッ
プ０）を参酌することにより、切換判定用噴射量Ｑａを
算出する。

【００７９】次に、ステップ２０３において、ＥＣＵ３
０は、現在の目標噴射量Ｑｆが、今回算出された切換判
定用噴射量Ｑａ以下であるか否かを判断する。そして、
目標噴射量Ｑｆが切換判定用噴射量Ｑａ以下の場合に
は、ＥＣＵ３０はステップ２０４において、成層燃焼を
実行するべく燃焼モードフラグＭＯＤＥを「０」に設定
する。

【００８０】また、現在の目標噴射量Ｑｆが切換判定用
噴射量Ｑａよりも大きい場合には、ＥＣＵ３０はステッ
プ２０５において、均質燃焼を実行するべく燃焼モード
フラグＭＯＤＥを「１」に設定する。

【００８１】さらに、ステップ２０４又はステップ２０
５から移行して、ステップ１１０において、ＥＣＵ３０
は、現在設定されている燃焼モードフラグＭＯＤＥに基
づいて、各制御パラメータを決定し、種々のアクチュエ
ータを制御する。そして、その後の処理を一旦終了す
る。

【００８２】一方、前記ステップ２０１において、負圧
確保制御フラグＸＢＫＩＤＬが「１」と判断された場合
には、現在、スロットル弁２３の閉じ込みによる負圧確
保制御が実行されているものとして、ステップ２０６へ
移行する。ステップ２０６においては、現在の空燃比Ａ
ＦＳが予め定められた設定値としての基準値ＡＦｔ（例
えばＡＦｔ＝１４．６）よりも小さい（リッチ側にあ
る）か否かを判断する。そして、現在の空燃比ＡＦＳが
基準値ＡＦｔ以上の（リーン側にある）場合には、ＥＣ
Ｕ３０はステップ２０４において、成層燃焼を実行する
べく燃焼モードフラグＭＯＤＥを「０」に設定する。

【００８３】また、現在の空燃比ＡＦＳが基準値ＡＦｔ
よりも小さい場合には、ＥＣＵ３０はステップ２０５に
おいて、均質燃焼を実行するべく燃焼モードフラグＭＯ
ＤＥを「１」に設定する。

【００８４】そして、上述したようにステップ２０４又
はステップ２０５から移行して、ＥＣＵ３０は、ステッ
プ１１０の処理を実行し、その後の処理を一旦終了す
る。このように、本実施の形態においては、成層燃焼が
行われている状態下で負圧確保制御が実行されている場
合には、目標噴射量Ｑｆと切換判定用噴射量Ｑａとの比
較結果ではなく、現在の空燃比ＡＦＳと基準値ＡＦｔと
の比較結果に基づいて燃焼状態が決定される。つまり、
現在の空燃比ＡＦＳが基準値ＡＦｔよりも小さい場合に
は、均質燃焼が実行され、そうでない場合には成層燃焼
が実行される。ここで、負圧確保制御が実行されている
場合には、スロットル弁２３が閉じ込まれることとな
り、負荷の増大に伴いオーバーリッチに達する限界が早
くなるが、本実施の形態によれば、これに合わせて空燃
比ＡＦＳが基準値ＡＦｔよりも小さくなった（リッチに
なった）場合には、早めに均質燃焼へと燃焼状態が切換
えられることとなる。

【００８５】そのため、上記第１の実施の形態と同様、
オーバーリッチによる失火等を抑制することができ、も
って燃焼状態の安定化を図ることができる。また、燃費
率の向上も図ることができる。

【００８６】（第３の実施の形態）次に、本発明を具体
化した第３の実施の形態について説明する。但し、本実
施の形態の構成等においても上述した第１、第２の実施
の形態と同一の部材等については同一の符号を付してそ
の説明を省略し、上記実施の形態との相違点を中心とし
て説明することとする。

【００８７】上記第２の実施の形態では、負圧確保制御
フラグＸＢＫＩＤＬが「１」、すなわち負圧確保制御が
実行されている場合に、直接的に検出された空燃比ＡＦ
Ｓに応じて成層燃焼から均質燃焼への燃焼状態を切換え
るようにした。これに対し、本実施の形態では、空燃比
に対応する空燃比相当値としての目標噴射量Ｑａと、エ
ンジン回転数ＮＥ及び吸気圧ＰＭに基づいて設定された
ストイキ時要求噴射量Ｑλとを比較している点において
特徴を有している。

【００８８】すなわち、図１０はＥＣＵ３０により実行
される、本実施の形態における「メインルーチン」の一
部を示すフローチャートであって、図５，９の一部を変
更したものである。

【００８９】同図に示すように、上述した図５のステッ
プ１０３から移行して、ステップ３０１において、ＥＣ
Ｕ３０は、「負圧確保制御フラグ設定ルーチン」におい
て設定されている負圧確保制御フラグＸＢＫＩＤＬが
「０」であるか否かを判断する。そして、負圧確保制御
フラグＸＢＫＩＤＬが「０」の場合には、現在、スロッ
トル弁２３の閉じ込みによる負圧確保制御が実行されて
いないものとして、ステップ２０２へ移行し、上述した
ステップ２０２〜ステップ２０５の処理を実行する。

【００９０】これに対し、ステップ３０１において、負
圧確保制御フラグＸＢＫＩＤＬが「１」と判断された場
合には、現在、スロットル弁２３の閉じ込みによる負圧
確保制御が実行されているものとして、ステップ３０２
へ移行する。ステップ３０２においては、今回読み込ま
れたエンジン回転数ＮＥ及び吸気圧ＰＭに基づき、スト
イキ時要求噴射量Ｑλを、図示しないマップを参酌する
ことによって算出する。

【００９１】また、続くステップ３０３において、ＥＣ
Ｕ３０は、現在算出されている目標噴射量Ｑｆが、今回
算出されたストイキ時要求噴射量Ｑλから所定量α（α
は不感帯として考慮される）を減算した値よりも大きい
か否かを判断する。そして、目標噴射量Ｑｆがストイキ
時要求噴射量Ｑλから所定量αを減算した値以下の場合
には、ＥＣＵ３０はステップ２０４において、成層燃焼
を実行するべく燃焼モードフラグＭＯＤＥを「０」に設
定する。

【００９２】また、目標噴射量Ｑｆがストイキ時要求噴
射量Ｑλから所定量αを減算した値よりも大きい場合に
は、ステップ２０５において、均質燃焼を実行するべく
燃焼モードフラグＭＯＤＥを「１」に設定する。

【００９３】このように、本実施の形態においては、成
層燃焼が行われている状態下で負圧確保制御が実行され
ている場合には、目標噴射量Ｑｆと、ストイキ時要求噴
射量Ｑλから所定量αを減算した値との比較結果に基づ
いて燃焼状態が決定される。このため、本実施の形態に
おいても、早めに均質燃焼へと燃焼状態が切換えられる
こととなり、第１及び第２の実施の形態と同等の作用効
果が奏される。

【００９４】また、本実施の形態では、空燃比ＡＦＳを
直接検出する必要がないので、Ａ／Ｆセンサ６５を省略
することができる。その結果、部品点数及びコストの低
減を図ることができる。

【００９５】（第４の実施の形態）次に、本発明を具体
化した第４の実施の形態について説明する。但し、本実
施の形態の構成等においても上述した第１〜第３の実施
の形態と同一の部材等については同一の符号を付してそ
の説明を省略し、上記実施の形態との相違点を中心とし
て説明することとする。

【００９６】本実施の形態では、空燃比に対応する空燃
比相当値としてのスロットル開度ＴＡと、エンジン回転
数ＮＥ及び目標噴射量Ｑｆに基づいて設定されたストイ
キ時要求スロットル開度ＴＡｃとを比較している点にお
いて特徴を有している。

【００９７】すなわち、図１１はＥＣＵ３０により実行
される、本実施の形態における「メインルーチン」の一
部を示すフローチャートであって、図５，９の一部を変
更したものである。

【００９８】同図に示すように、上述した図５のステッ
プ１０３から移行して、ステップ４０１において、ＥＣ
Ｕ３０は、「負圧確保制御フラグ設定ルーチン」におい
て設定されている負圧確保制御フラグＸＢＫＩＤＬが
「０」であるか否かを判断する。そして、負圧確保制御
フラグＸＢＫＩＤＬが「０」の場合には、現在、スロッ
トル弁２３の閉じ込みによる負圧確保制御が実行されて
いないものとして、ステップ２０２へ移行し、上述した
ステップ２０２〜ステップ２０５の処理を実行する。

【００９９】これに対し、ステップ４０１において、負
圧確保制御フラグＸＢＫＩＤＬが「１」と判断された場
合には、現在、スロットル弁２３の閉じ込みによる負圧
確保制御が実行されているものとして、ステップ４０２
へ移行する。ステップ４０２においては、今回読み込ま
れたエンジン回転数ＮＥ及び今回算出された目標噴射量
Ｑｆに基づき、ストイキ時要求スロットル開度ＴＡｃ
を、図示しないマップを参酌することによって算出す
る。

【０１００】また、続くステップ４０３において、ＥＣ
Ｕ３０は、現在のスロットル開度ＴＡが、今回算出され
たストイキ時要求スロットル開度ＴＡｃよりも小さいか
否かを判断する。そして、スロットル開度ＴＡがストイ
キ時要求スロットル開度ＴＡｃ以上の場合には、ＥＣＵ
３０はステップ２０４において、成層燃焼を実行するべ
く燃焼モードフラグＭＯＤＥを「０」に設定する。

【０１０１】また、スロットル開度ＴＡがストイキ時要
求スロットル開度ＴＡｃよりも小さい場合には、ステッ
プ２０５において、均質燃焼を実行するべく燃焼モード
フラグＭＯＤＥを「１」に設定する。

【０１０２】このように、本実施の形態においては、成
層燃焼が行われている状態下で負圧確保制御が実行され
ている場合には、スロットル開度ＴＡと、ストイキ時要
求スロットル開度ＴＡｃとの比較結果に基づいて燃焼状
態が決定される。このため、本実施の形態においても、
早めに均質燃焼へと燃焼状態が切換えられることとな
り、第３の実施の形態と同等の作用効果が奏される。

【０１０３】（第５の実施の形態）次に、本発明を具体
化した第５の実施の形態について説明する。但し、本実
施の形態の構成等においても上述した第１〜第４の実施
の形態と同一の部材等については同一の符号を付してそ
の説明を省略し、上記実施の形態との相違点を中心とし
て説明することとする。

【０１０４】本実施の形態では、空燃比に対応する空燃
比相当値としての吸気圧ＰＭと、エンジン回転数ＮＥ及
びスロットル開度ＴＡに基づいて設定された予定吸気圧
ＰＭＴＡとを比較している点において特徴を有してい
る。

【０１０５】すなわち、図１２はＥＣＵ３０により実行
される、本実施の形態における「メインルーチン」の一
部を示すフローチャートであって、図５，９の一部を変
更したものである。

【０１０６】同図に示すように、上述した図５のステッ
プ１０３から移行して、ステップ５０１において、ＥＣ
Ｕ３０は、「負圧確保制御フラグ設定ルーチン」におい
て設定されている負圧確保制御フラグＸＢＫＩＤＬが
「０」であるか否かを判断する。そして、負圧確保制御
フラグＸＢＫＩＤＬが「０」の場合には、現在、スロッ
トル弁２３の閉じ込みによる負圧確保制御が実行されて
いないものとして、ステップ２０２へ移行し、上述した
ステップ２０２〜ステップ２０５の処理を実行する。

【０１０７】これに対し、ステップ５０１において、負
圧確保制御フラグＸＢＫＩＤＬが「１」と判断された場
合には、現在、スロットル弁２３の閉じ込みによる負圧
確保制御が実行されているものとして、ステップ５０２
へ移行する。ステップ５０２においては、今回読み込ま
れたエンジン回転数ＮＥ及びスロットル開度ＴＡに基づ
き、予定吸気圧ＰＭＴＡを、図示しないマップを参酌す
ることによって算出する。ここで、この予定吸気圧ＰＭ
ＴＡというのは、エンジン回転数ＮＥ及びスロットル開
度ＴＡがある値であれば、吸気圧がこれくらいの値にな
るであろうとされる推測値である。従って、実際の吸気
圧ＰＭが予定吸気圧ＰＭＴＡよりもかなり下回っている
場合には、空燃比が小さく（リッチ側）になっているも
のと考えられる。

【０１０８】さて、続くステップ５０３において、ＥＣ
Ｕ３０は、現在の吸気圧ＰＭが、今回算出された予定吸
気圧ＰＭＴＡから所定量βを減算した値よりも小さいか
否かを判断する。そして、吸気圧ＰＭが、予定吸気圧Ｐ
ＭＴＡから所定量βを減算した値以上の場合には、ＥＣ
Ｕ３０はステップ２０４において、成層燃焼を実行する
べく燃焼モードフラグＭＯＤＥを「０」に設定する。

【０１０９】また、吸気圧ＰＭが予定吸気圧ＰＭＴＡか
ら所定量βを減算した値よりも小さい場合には、空燃比
がリッチ側になっているものとして、ステップ２０５に
おいて、均質燃焼を実行するべく燃焼モードフラグＭＯ
ＤＥを「１」に設定する。

【０１１０】このように、本実施の形態においては、成
層燃焼が行われている状態下で負圧確保制御が実行され
ている場合には、吸気圧ＰＭと、予定吸気圧ＰＭＴＡか
ら所定量βを減算した値との比較結果に基づいて燃焼状
態が決定される。このため、本実施の形態においても、
早めに均質燃焼へと燃焼状態が切換えられることとな
り、第３、第４の実施の形態と同等の作用効果が奏され
る。

【０１１１】（第６の実施の形態）次に、本発明を具体
化した第６の実施の形態について説明する。但し、本実
施の形態の構成等においては上述した第１の実施の形態
と同等である部材等については同一の符号を付してその
説明を省略する。そして、以下には、上記各実施の形態
との相違点を中心として説明することとする。

【０１１２】上記第２の実施の形態以降においては、負
圧確保制御フラグＸＢＫＩＤＬが「１」、すなわち負圧
確保制御が実行されている場合に、空燃比ＡＦＳ等に応
じて成層燃焼から均質燃焼への燃焼状態を切換えるよう
にしていた。これに対し、本実施の形態では、空燃比Ａ
ＦＳ等に応じて燃焼状態（噴射モード）を多段階にわた
って切換えるようにしている点に特徴を有している。

【０１１３】すなわち、図１３はＥＣＵ３０により実行
される、本実施の形態における「噴射モード設定ルーチ
ン」を示すフローチャートであって、説明の便宜上、負
圧確保制御フラグＸＢＫＩＤＬが「１」である場合に、
処理が開始されるものである。

【０１１４】同図に示すように、ＥＣＵ３０は、負圧確
保制御フラグＸＢＫＩＤＬが「１」、すなわち負圧確保
制御が実行されている場合に、まずステップ６０１にお
いて、空燃比ＡＦＳ等を読み込む。

【０１１５】また、続くステップ６０２において、今回
読み込んだ空燃比ＡＦＳが基準値ＡＦｔ（例えばＡＦｔ
＝１４．６）よりも小さい（リッチ側にある）か否かを
判断する。そして、現在の空燃比ＡＦＳが基準値ＡＦｔ
よりも小さい場合には、ＥＣＵ３０はステップ６０３に
おいて、均質燃焼を実行するべく、吸気行程噴射を実行
し（上記各実施の形態における燃焼モードフラグＭＯＤ
Ｅ＝「１」に相当）、その後の処理を一旦終了する。

【０１１６】一方、ステップ６０２において、現在の空
燃比ＡＦＳが基準値ＡＦｔ以上の場合には、ステップ６
０４において、現在の空燃比ＡＦＳが設定値γよりも大
きいか否かを判断する。ここで、設定値γは、個々のエ
ンジン１によって異なる値をとるものであってもよい
し、そのときどきの運転状態に応じて異なる値をとるも
のであってもよい。また、設定値γは、空燃比ＡＦＳの
リッチ限界から求められるものであって、リッチ限界が
早いほど、成層度が強いほど大きな値をとるものである
（例えばγ＝１６．０〜１８．０）。そして、現在の空
燃比ＡＦＳが設定値γよりも大きい場合には、ＥＣＵ３
０は、ステップ６０５において、成層燃焼を実行するべ
く、圧縮行程噴射を実行し（上記各実施の形態における
燃焼モードフラグＭＯＤＥ＝「０」に相当）、その後の
処理を一旦終了する。

【０１１７】また、ステップ６０４において、現在の空
燃比ＡＦＳが設定値γ以下の場合（ＡＦｔ≦ＡＦＳ≦
γ）には、ステップ６０６へ移行する。ステップ６０６
において、ＥＣＵ３０は、現在設定されている目標噴射
量Ｑｆが最少噴射量Ｑｍｉｎよりも多いか否かを判断す
る。ここで、最少噴射量Ｑｍｉｎというのは、一回の噴
射により噴射可能な最少の噴射量のことをいう。そし
て、目標噴射量Ｑｆが最少噴射量Ｑｍｉｎよりも多い場
合には、ステップ６０７において、ＥＣＵ３０は、弱成
層燃焼を実行するべく２回噴射を実行し、その後の処理
を一旦終了する。

【０１１８】これに対し、目標噴射量Ｑｆが最少噴射量
Ｑｍｉｎ以下の場合には、ＥＣＵ３０は、実際上２回噴
射を行うことが不可能であるものとして、ステップ６０
８において、吸気行程噴射を実行し、その後の処理を一
旦終了する。

【０１１９】このように、本実施の形態によれば、上記
各実施の形態の作用効果に加えて、現在の空燃比ＡＦＳ
に応じて、噴射方式が種々変更させられ、もって燃焼状
態が変更させられる。特に、成層燃焼が実施されている
場合に、空燃比ＡＦＳが小さくなった場合には、燃焼状
態が均質燃焼へと切換えられる前段階に、２回噴射によ
る弱成層燃焼が実施されることとなる。このため、燃焼
状態が成層燃焼からいきなり均質燃焼へ移行することに
よるトルクショックを確実に防止できるとともに、燃焼
状態が均質燃焼へと円滑に移行することとなる。その結
果、燃焼状態のさらなる安定化を図ることができる。

【０１２０】また、本実施の形態では、現在の空燃比Ａ
ＦＳが基準値ＡＦｔ以上で、かつ、設定値γ以下の場合
であっても、目標噴射量Ｑｆが最少噴射量Ｑｍｉｎ以下
の場合には、２回噴射を行うことなく吸気行程噴射を実
行することとした。このため、無理に２回噴射を実行す
ることによって起こりうる燃料不足による失火を確実に
防止することができる。

【０１２１】尚、本発明は上記各実施の形態に何ら限定
されるものではなく、構成等の一部を適宜変更して例え
ば次のように実施することもできる。（１）上記第６の実施の形態では、現在の空燃比ＡＦＳ
に応じて噴射方式を種々変更することとした。これに対
し、スロットル開度ＴＡや、吸気圧ＰＭに応じて変更す
ることとしてもよい。

【０１２２】（２）上記実施の形態では、負圧作用手段
として、吸気ダクト２０に設けられたスロットル弁２３
及び該スロットル弁２３を開閉するためのアクチュエー
タとしてのステップモータ２２よりなる電子制御式スロ
ットル機構により構成したが、その他にも、スロットル
弁２３をバイパスするバイパス吸気通路に設けられたア
イドルスピードコントロールバルブ及び該バルブを開閉
するためのアクチュエータよりなるＩＳＣ機構により構
成してもよい。

【０１２３】また、上記ＥＧＲバルブ５３等を備えたＥ
ＧＲ機構５１により構成してもよい。さらにまた、これ
らを適宜に組み合わせることにより負圧作用手段を構成
するようにしてもよい。

【０１２４】（３）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、成層
燃焼を行いうるものであれば、その他のいわゆる成層燃
焼、弱成層燃焼を行うタイプの内燃機関であってもよ
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。

【０１２５】（４）また、上記各実施の形態では、ヘリ
カル型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。

【０１２６】（５）さらに、上記各実施の形態では、内
燃機関としてガソリンエンジン１の場合に本発明を具体
化したが、その外にもディーゼルエンジン等の場合等に
も具体化できる。

【０１２７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
負圧に基づいて制動力を確保するブレーキブースタを備
えるとともに、成層燃焼を行いうる内燃機関において、
負圧確保時の燃焼状態の安定化を図り、燃費率の悪化を
抑制することができるという優れた効果を奏する。

【０１２８】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態における成層燃焼エンジンの
燃焼制御装置を示す概略構成図。

【図２】エンジンの気筒部分を拡大して示す断面図。

【図３】ブレーキブースタ等を示す構成図。

【図４】ＥＣＵにより実行される「負圧確保制御フラグ
設定ルーチン」を示すフローチャート。

【図５】ＥＣＵにより実行される「メインルーチン」を
示すフローチャート。

【図６】エンジン回転数に対する切換判定用噴射量の関
係を示すマップ（マップ０及びマップ１）。

【図７】ＥＣＵにより実行される「ＩＳＣ補正噴射量算
出ルーチン」を示すフローチャート。

【図８】第１の実施の形態の作用効果を説明するための
図であって目標噴射量に対する燃費率の関係を示すグラ
フ。

【図９】第２の実施の形態において、ＥＣＵにより実行
される「メインルーチン」の一部を示すフローチャー
ト。

【図１０】第３の実施の形態において、ＥＣＵにより実
行される「メインルーチン」の一部を示すフローチャー
ト。

【図１１】第４の実施の形態において、ＥＣＵにより実
行される「メインルーチン」の一部を示すフローチャー
ト。

【図１２】第５の実施の形態において、ＥＣＵにより実
行される「メインルーチン」の一部を示すフローチャー
ト。

【図１３】第６の実施の形態において、ＥＣＵにより実
行される「噴射モード設定ルーチン」を示すフローチャ
ート。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、１１…燃料噴射弁、２
０…吸気ダクト、２２…負圧作用手段を構成するステッ
プモータ、２３…負圧作用手段を構成するスロットル
弁、２５…スロットルセンサ、２６Ａ…アクセルセン
サ、２６Ｂ…全閉スイッチ、２７…上死点センサ、２８
…クランク角センサ、３０…電子制御装置（ＥＣＵ）、
６１…吸気圧センサ、６３…圧力センサ、６４…車速セ
ンサ、６５…Ａ／Ｆセンサ、６６…ブレーキスイッチ、
７１…ブレーキブースタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 41/02 ３２５Ｆ０２Ｄ 41/02 ３２５Ｆ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 29/00 - 45/00 B60T 17/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】供給される負圧に基づいて、均質燃焼及
び成層燃焼を行いうる内燃機関の回転に基づき走行しう
る車両の制動力を確保するためのブレーキブースタと、前記内燃機関に導入される吸気を絞ることにより前記ブ
レーキブースタに負圧を作用させる負圧作用手段と、前記ブレーキブースタに作用する負圧の量を把握するた
めの負圧量把握手段と、前記負圧量把握手段により把握された負圧量が基準値よ
りも小さくなった場合に、前記負圧作用手段を制御して
前記ブレーキブースタに負圧を作用させる負圧制御手段
と、前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、前記負荷検出手段により検出された負荷が切換負荷より
も高くなった場合に、成層燃焼から均質燃焼へと燃焼状
態を切換える切換制御手段とを備えた成層燃焼内燃機関
の燃焼制御装置であって、成層燃焼が行われている状態下において、前記負圧制御
手段による制御が実行されている場合に、前記切換負荷
を、前記負圧制御手段による制御の非実行時に比べて小
さな値に変更する切換負荷変更手段を設けたことを特徴
とする成層燃焼内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項２】供給される負圧に基づいて、均質燃焼及
び成層燃焼を行いうる内燃機関の回転に基づき走行しう
る車両の制動力を確保するためのブレーキブースタと、前記内燃機関に導入される吸気を絞ることにより前記ブ
レーキブースタに負圧を作用させる負圧作用手段と、前記ブレーキブースタに作用する負圧の量を把握するた
めの負圧量把握手段と、前記負圧量把握手段により把握された負圧量が基準値よ
りも小さくなった場合に、前記負圧作用手段を制御して
前記ブレーキブースタに負圧を作用させる負圧制御手段
と、前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、前記負荷検出手段により検出された負荷が切換負荷より
も高くなった場合に、成層燃焼から均質燃焼へと燃焼状
態を切換える切換制御手段とを備えた成層燃焼内燃機関
の燃焼制御装置であって、成層燃焼が行われている状態下において、前記負圧制御
手段による制御が実行されている場合には、前記内燃機
関に供給される実際の燃料噴射量が前記内燃機関の回転
数及び吸気管負圧より算出された設定値よりも大きくな
るとき、成層燃焼から均質燃焼へと燃焼状態を強制的に
切換える強制切換制御手段を設けたことを特徴とする成
層燃焼内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項３】供給される負圧に基づいて、均質燃焼及
び成層燃焼を行いうる内燃機関の回転に基づき走行しう
る車両の制動力を確保するためのブレーキブースタと、前記内燃機関に導入される吸気を絞ることにより前記ブ
レーキブースタに負圧を作用させるスロットル弁と、前記ブレーキブースタに作用する負圧の量を把握するた
めの負圧量把握手段と、前記負圧量把握手段により把握された負圧量が基準値よ
りも小さくなった場合に、前記スロットル弁を制御して
前記ブレーキブースタに負圧を作用させる負圧制御手段
と、前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、前記負荷検出手段により検出された負荷が切換負荷より
も高くなった場合に、成層燃焼から均質燃焼へと燃焼状
態を切換える切換制御手段とを備えた成層燃焼内燃機関
の燃焼制御装置であって、成層燃焼が行われている状態下において、前記負圧制御
手段による制御が実行されている場合には、前記スロッ
トル弁の実際の開度が前記内燃機関の回転数及び前記内
燃機関の負荷により算出された設定値よりも小さくなる
とき、成層燃焼から均質燃焼へと燃焼状態を強制的に切
換える強制切換制御手段を設けたことを特徴とする成層
燃焼内燃機関の燃焼制御装置。