(57)【要約】【課題】ＮＯｘとすすの発生を低減できる直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室及びそれを備えたディーゼルエンジンのスワール制御装置を提供する。【解決手段】ピストン頂面４１にキャビティ４２が凹設されると共に燃焼室ＢＣ内にスワール流が導かれる直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室であって、キャビティ４２の内側面に溝部４３が形成され、溝部４３は、ピストン上昇時に発生する順スキッシュ流れｓｑに与える抵抗よりも、ピストン下降時に発生する逆スキッシュ流れｒｓｑに与える抵抗が大きくなるように形成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン頂面にキャビティが凹設されると共に燃焼室内にスワール流が導かれる直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室であって、
前記キャビティの内面に凹凸部が形成され、
前記凹凸部は、前記ピストン上昇時に発生する順スキッシュ流に与える抵抗よりも、前記ピストン下降時に発生する逆スキッシュ流に与える抵抗が大きくなるように形成されている、ことを特徴とする直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室。
【請求項２】
前記凹凸部は、前記キャビティの内側面に、前記スワール流の流れ方向と前記順スキッシュ流の流れ方向との合成方向に延びるように形成された溝部である、ことを特徴とする請求項１に記載の直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室。
【請求項３】
前記溝部は、前記ピストン上方側の上方側溝内壁面及び前記ピストン下方側の下方側溝内壁面を含み、
前記下方側溝内壁面は、縦断面視で前記ピストン径方向外側から内側にかけて下り傾斜し、
前記上方側溝内壁面は、縦断面視で前記ピストン径方向外側から内側にかけて、前記ピストン軸線に直交、下り傾斜、又は、前記下方側溝内壁面の下り傾斜角度よりも小さい角度で上り傾斜するように形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室。
【請求項４】
前記凹凸部は、前記キャビティの内側面に、前記スワール流の流れ方向と前記逆スキッシュ流の流れ方向との合成方向に延びるように形成された溝部であり、
前記溝部内には、前記逆スキッシュ流に抵抗を与えるための突起部が形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室。
【請求項５】
請求項２乃至４の何れかに記載の直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室と、
燃焼室内へ導かれるスワール流の強度を制御するスワール制御弁と、
機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
機関の運転状態に応じて前記スワール制御弁の開度を制御するスワール制御手段と、を備えたことを特徴とするディーゼルエンジンのスワール制御装置。
【請求項６】
前記運転状態検出手段は、機関回転速度を検出し、
前記スワール制御手段は、機関回転速度に応じて前記スワール制御弁の開度を制御する、ことを特徴とする請求項５に記載のディーゼルエンジンのスワール制御装置。
【請求項７】
前記スワール制御手段は、機関回転速度が速くなるにつれスワール流が強くなるように前記スワール制御弁の開度を制御し、機関回転速度が遅くなるにつれスワール流が弱くなるように前記スワール制御弁の開度を制御する、ことを特徴とする請求項６に記載のディーゼルエンジンのスワール制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室及びそれを備えたディーゼルエンジンのスワール制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室においては、空気と燃料との混合性を考慮して、ピストン頂面に形成されたキャビティの形状について、種々の提案がなされている（特許文献１乃至３参照）。このような直噴式ディーゼルエンジンは、燃焼室内に発生したスワール流に向けて、燃料を噴射することにより、空気と燃料との混合性を高めている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１６３９４６号公報
【特許文献２】特開平９−３０３１４９号公報
【特許文献３】特許平１１−１３４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、圧縮行程中に燃料噴射を開始した場合、燃焼室内のガスは、上死点直前で自己着火するが、局所的に燃料濃度の高い部分が生じた場合には、自己着火によって局所的な高温領域が発生する。局所的に燃料濃度が濃いと、すすの生成量が増加する恐れがある。また、局所的が高温領域が発生すると、ＮＯｘの生成量についても増加するおそれがある。
【０００５】
したがって本発明の目的は、ＮＯｘとすすの発生を低減できる直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室及びそれを備えたディーゼルエンジンのスワール制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、ピストン頂面にキャビティが凹設されると共に燃焼室内にスワール流が導かれる直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室であって、前記キャビティの内面に凹凸部が形成され、前記凹凸部は、前記ピストン上昇時に発生する順スキッシュ流に与える抵抗よりも、前記ピストン下降時に発生する逆スキッシュ流に与える抵抗が大きくなるように形成されている、ことを特徴とする直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室によって達成できる。
【０００７】
この構成により、ピストン上昇時、即ち圧縮行程時には、順スキッシュ流が維持される。一方、ピストン下降時、即ち膨張行程時には、逆スキッシュ流に対して抵抗を与えることにより、スワール流が崩壊され、小さいスケールの乱れを発生させることができる。従って、圧縮行程時、即ちキャビティへガスが流入するときには、スワール流により、噴霧が燃焼室全体にいきわたらせることができ、膨張行程時、即ち、キャビティからガスが流出するときには、小さいスケールの乱れの発生により、燃料と空気の局所的な混合を促進することができる。このように、膨張行程で燃料と空気の局所的な混合が促進されるので、燃焼によって局所的に高温化した領域を早期に拡散することができ、ＮＯｘの生成量が減少する。また、局所的に燃料濃度の濃い部分が拡散するので、すすの生成慮も減少する。
【０００８】
上記構成において、前記凹凸部は、前記キャビティの内側面に、前記スワール流の流れ方向と前記順スキッシュ流の流れ方向との合成方向に延びるように形成された溝部である、構成を採用できる。
この構成により、ピストン上昇時のスワール流と順スキッシュとの流れに対する抵抗を弱めることができる。これにより、ピストン上昇時でのスワール流と順スキッシュ流との流れに対する抵抗に比較して、ピストン下降時でのスワール流と逆スキッシュ流に対する抵抗を大きくすることができる。
【０００９】
また、上記構成において、前記溝部は、前記ピストン上方側の上方側溝内壁面及び前記ピストン下方側の下方側溝内壁面を含み、前記下方側溝内壁面は、縦断面視で前記ピストン径方向外側から内側にかけて下り傾斜し、前記上方側溝内壁面は、縦断面視で前記ピストン径方向外側から内側にかけて、前記ピストン軸線に直交、下り傾斜、又は、前記下方側溝内壁面の下り傾斜角度よりも小さい角度で上り傾斜するように形成されている、構成を採用できる。
この構成により、下方側溝内壁面は、ピストン径方向外側から内側にかけて下り傾斜しているため、ピストン上昇時の順スキッシュ流に対する抵抗を弱めることができ、また、上方側溝内壁面は、ピストン径方向外側から内側にかけて、ピストン軸線に直交、下り傾斜、又は、下方側溝内壁面の下り傾斜角度よりも小さい角度で上り傾斜するように形成されているので、逆スキッシュ流に対して抵抗を大きくすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記凹凸部は、前記キャビティの内側面に、前記スワール流の流れ方向と前記逆スキッシュ流の流れ方向との合成方向に延びるように形成された溝部であり、前記溝部内には、前記逆スキッシュ流に抵抗を与えるための突起部が形成されている、構成を採用できる。
この構成により、溝部は、スワール流の流れ方向と前記逆スキッシュ流の流れ方向との合成方向に延びているので、ピストン下降時にガスの流れが、この溝部に沿うように流れ、また、溝部内の突起部により、逆スキッシュ流に対して対向が与えられるため、ピストン下降時にはスワール流を崩壊することができる。
【００１１】
また上記目的は、上記の直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室と、燃焼室内へ導かれるスワール流の強度を制御するスワール制御弁と、機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、機関の運転状態に応じて前記スワール制御弁の開度を制御するスワール制御手段と、を備えたことを特徴とするディーゼルエンジンのスワール制御装置によっても達成できる。
この構成により、機関の運転状態に応じてスワール流の強度を切り替えることができる。従って、機関の運転状態に応じて、キャビティへ流入するガスの流れを維持したい場合には、燃焼室へ流入するガスの流れを、溝が延びる方向に一致するようにスワール流を制御し、キャビティへ流入するガスの流れを弱めたい場合には、燃焼室へ流入するガスの流れを、溝が延びる方向とずらして流入するガスに対する抵抗を大きくすることができる。
【００１２】
また、上記構成において、前記運転状態検出手段は、機関回転速度を検出し、前記スワール制御手段は、機関回転速度に応じて前記スワール制御弁の開度を制御する、構成を採用できる。
機関回転速度が変動すると、機関回転速度に対するスワール流の回転速度も変動するため、燃焼室へ流入するときのガスの流れ方向が、溝が延びる方向に対して大きくずれる恐れがある。しかしながら、機関回転速度に応じてスワール制御弁の開度を制御することにより、機関回転速度に応じてスワール流の強度を変えることにより、このような不都合を解消できる。
【００１３】
また、上記構成において、前記スワール制御手段は、機関回転速度が速くなるにつれスワール流が強くなるように前記スワール制御弁の開度を制御し、機関回転速度が遅くなるにつれスワール流が弱くなるように前記スワール制御弁の開度を制御する、構成を採用できる。
この構成により、キャビティへ流入するガスの流れを、溝が延びる方向に沿うように調整することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＮＯｘとすすの発生を低減できる直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室及びそれを備えたディーゼルエンジンのスワール制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る直噴式ディーゼルエンジンについて説明する。図１は、本発明に係る直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室の説明図である。
直噴式ディーゼルエンジンは、４つのシリンダを有する４気筒エンジンである。各シリンダにおける燃焼制御は同様に行われるので、以下では、一つのシリンダのみを取り上げて説明する。
【００１６】
シリンダ５０には、吸気管１０から空気が供給される。このエンジンは、コモンレール式燃料噴射システムを採用しており、各シリンダのシリンダヘッド５１に設けられた燃料噴射弁３０に高圧燃料ポンプ（不図示）から高圧の燃料が供給されている。
【００１７】
燃焼室は、シリンダ５０、シリンダヘッド５１及びピストン４０によって囲まれた空間によって画定されている。また、シリンダ５０内のピストン４０には、シリンダヘッド５１の下面と向かい合う頂面４１に凹状のキャビティ４２が設けられている。燃料噴射弁３０からキャビティ４２内に燃料が噴射されると、キャビティ４２内で燃料が燃焼して、排気管２０から排気ガスが排出される。
【００１８】
また、吸気管１０には、燃焼室ＢＣ内に空気を導入するための吸気弁１１が配設されている。また、排気管２０には、排気ガスを燃焼室ＢＣ内から排出するための排気弁２１が配設されている。吸気管１０内には、燃焼室ＢＣ内へ導入されるスワール流の強度を制御するためのスワール制御弁１２が配設されている。スワール制御弁１２の開度に応じて、燃焼室ＢＣ内のスワール流の強度が調整可能に形成されている。開度センサ１３は、スワール制御弁１２の開度を検出するものである。
【００１９】
また、本実施例に係るエンジンは、電子制御装置（以下、ＥＣＵという。）９０を備える。このＥＣＵ９０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、機関運転状態を検出するクランク角センサ８１、水温センサ８２等の各種センサの出力信号を取り込んで燃料噴射量と噴射時期を演算し、その演算結果に応じた噴射パルスを各気筒の燃料噴射弁３０に出力して燃料噴射を実行する。また、ＥＣＵ９０は、開度センサ１３からの出力により、スワール制御弁１２の開度を制御する。
【００２０】
ピストン４０は図示しないコネクティングロッドと連結されており、さらにコネクティングロッドは図示しないクランクシャフトと連結されている。これによって、ピストン４０がシリンダ５０内で往復運動すると、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに動力が伝達され、さらにクランクシャフトによって往復運動が回転運動に変換される。
【００２１】
また、キャビティ４２には、溝部４３が形成されている。溝部４３は、キャビティ４２へ流出入するガスの流れを制御するための構造であり、ピストン上昇時に発生する順スキッシュ流に与える抵抗よりも、ピストン下降時に発生する逆スキッシュ流に与える抵抗が大ききい凹凸部としての機能を有する。溝部４３は、複数の溝から構成されている。以下に溝部４３について詳細に説明する。
【００２２】
図２は、ピストン上昇時にキャビティ４２へ流入するガスに対する溝部４３の作用についての説明図であり、各構造を簡略化して示している。図２（ａ）に示すように、ピストン上昇時、即ち、圧縮行程時にキャビティ４２へ流入するスワール流は、ピストン軸線を中心として反時計方向に回転する。また、キャビティ４２の内側面には、溝部４３が形成されている。溝部４３は、図２（ａ）に示すように、斜めに延びるように形成されている。図２（ｂ）は、溝部４３の延びる方向とキャビティ４２へ流入するガスの流れとの説明図である。
【００２３】
図２（ｂ）に示すように、キャビティ４２へ流入するガスの流れｆ１は、左方向へと流れるスワール流れｓｗと、ピストン上昇によって生じる鉛直方向下方へ流れる順スキッシュ流れｓｑとの合成によって形成される。溝部４３の延びる方向は、このキャビティ４２へ流入するガスの流れｆ１に沿うように形成されている。
【００２４】
次に、溝部４３が、キャビティ４２へ流入するガスの流れｆ１に沿うように形成されていることによるメリットについて説明する。図３は、ガスの流れｆ１に対する作用について説明するための溝部４３の縦断面図である。
【００２５】
図３に示すように、溝部４３は、それぞれ上方側溝内壁面４４、下方側溝内壁面４５とから構成される。上方側溝内壁面４４は、詳しくは後述するが、縦断面視で、ピストン軸線に対して略直交するように形成されている。下方側溝内壁面４５は、縦断面視でピストン４０の径方向外側から内側にかけて下り傾斜するように形成されている。斜め上方からキャビティ４２へ流入するガスの流れｆ１は、下方側溝内壁面４５によって、斜め下方に案内される。従って、ガスの流れｆ１は、上方側溝内壁面４４と下方側溝内壁面４５との間を流れて、その流れが維持される。
【００２６】
次に、上死点へ至ってからピストン４０が下降するときの溝部４３の作用について説明する。図４は、ピストン下降時にキャビティ４２から流出するガスへの溝部４３の作用についての説明図であり、各構造を簡略化して示している。図４（ａ）に示すように、ピストン下降開始時、即ち、膨張行程開始時にキャビティ４２から流出するスワール流は、その流れがピストン４０が上昇して上死点へ至るまで維持されているため、膨張行程開始時においても、スワールの流れ方向は大きく変化しない。
【００２７】
また、図４（ｂ）に示すように、キャビティ４２から流出するガスの流れｆ２は、左方向へ流れるスワール流れｓｗと、ピストン下降によって生じる鉛直方向上方へ流れる逆スキッシュ流れｒｓｑとの合成によって形成される。従って、ガスの流れｆ２は、溝部４３の延びる方向と干渉するように流れる。
【００２８】
図５は、ガスの流れｆ２に対する作用について説明するための溝部４３の縦断面図である。図５に示すように、ピストン下降時には、キャビティ４２からガスが流出するため、ガスの流れｆ２は、溝部４３に対して干渉するように流れる。従って、ガスの流れｆ２は、上方側溝内壁面４４と下方側溝内壁面４５との間に流れ込み、ガスの流れｆ２は崩壊されて、スケールの小さい乱れｓｆが形成される。これは、上方側溝内壁面４４と下方側溝内壁面４５との間に流れ込んだガスの流れｆ２が、上方側溝内壁面４４に衝突し、それぞれピストン４０の径方向内側及び外側へ向かう流れに分離されて、又は下方側溝内壁面４５に沿うように上方側溝内壁面４４と下方側溝内壁面４５との間の底部で衝突するからである。これにより、ガスの流れｆ２が崩壊されて細かい乱れｓｆが形成される。
【００２９】
以上のように、ピストン上昇時において、ガスの流れｆ１が維持され、ピストン下降時において、ガスの流れｆ２が崩壊される。このように、ピストン上昇時と下降時とで、それぞれガスの流れｆ１、ｆ２に対する作用が異なるのは、溝部４３が、順スキッシュ流れｓｑに与える抵抗よりも、逆スキッシュ流れｒｓｑに与える抵抗が大きくなるように形成されているためである。即ち、溝部４３が、図２（ｂ）に示したように、ガスの流れｆ１に沿うように形成されており、また、図５に示したように、上方側溝内壁面４４が縦断面視で略ピストン軸線に対して直交するように形成されているからである。
【００３０】
このように、圧縮行程時、即ちキャビティ４２へガスが流入するときには、スワール流により、噴霧が燃焼室ＢＣ全体にいきわたらせることができ、膨張行程時、即ち、キャビティ４２からガスが流出するときには、小さいスケールの乱れの発生により、燃料と空気の局所的な混合を促進することができる。尚、燃料噴射は、圧縮行程後期に実行され、ピストン４０が上死点直前で燃料が自己着火し、膨張行程前半にまでわたって燃焼する。従って、燃焼過程前半においては、燃焼室ＢＣ内でスワール流が維持され、これにより噴霧が燃焼室ＢＣ全体へと拡散されるのに対し、燃焼過程後半においては、スワール流が崩壊されて、細かい乱れが形成される。このように燃焼過程後半において、細かい乱れが形成されることにより、燃焼によって局所的に高温化した領域を早期に拡散することができ、ＮＯｘの生成量が減少する。また、局所的に燃料濃度の濃い部分が拡散するので、すすの生成慮も減少する。
【００３１】
次に、上方側溝内壁面４４、下方側溝内壁面４５について詳細に説明する。
図６は、上方側溝内壁面４４、下方側溝内壁面４５を説明するための拡大縦断面図である。
【００３２】
図６に示すように、上方側溝内壁面４４は、縦断面図で見た場合、ピストン軸線に直交する水平線ｈｌと一致するように形成されている。これに対して、ピストン４０の径方向外側から内側にかけて延びる下方側溝内壁面４５の延長線４５ｅｌは、水平線ｈｌと角度α°を成して、下方側溝内壁面４５は形成されている。即ち、下方側溝内壁面４５は、ピストン４０の径方向外側から内側にかけて下り傾斜するように形成されている。これにより、順スキッシュ流れｓｑに対する下方側溝内壁面４５の抵抗よりも、逆スキッシュ流れｒｓｑに対する上方側溝内壁面４４の抵抗の方が大きくなる。尚、下方側溝内壁面４５は、順スキッシュ流れｓｑに対して、キャビティ４２の中心部へ案内するように作用する。
【００３３】
次に、溝部４３の変形例について説明する。図７は、溝部４３の各種変形例を説明するための拡大縦断面図である。
図７（ａ）は、変形例１に係る溝部についての拡大縦断面図である。図７（ａ）に示すように、上方側溝内壁面４４ａと、下方側溝内壁面４５ａとの間に、底部４６ａが形成されるように構成してもよい。底部４６ａは、縦断面視でピストン軸線と平行に形成されている。
【００３４】
図７（ｂ）は、変形例２に係る溝部についての拡大縦断面図である。図７（ｂ）に示すように、上方側溝内壁面４４ｂが、ピストン４０の径方向外側から内側へかけて下り傾斜するように形成されている。このように、上方側溝内壁面４４ｂが形成されている場合であっても、ピストン下降時に発生する逆スキッシュ流れｒｓｑに対して、抵抗を与えることができる。また、上方側溝内壁面４４ｂが、下り傾斜していることにより、ピストン下降時に上方側溝内壁面４４ｂに衝突した逆スキッシュ流れｒｓｑのうち、上方側溝内壁面４４ｂと下方側溝内壁面４５ｂとの間の底部へ流れる割合を多くすることができる。
【００３５】
図７（ｃ）は、変形性３に係る溝部についての拡大縦断面図である。図７（ｃ）に示すように、上方側溝内壁面４４ｃは、ピストン４０の径方向外側から内側にかけて上り傾斜するように形成されている。ピストン４０の径方向外側から内側にかけて延びる下方側溝内壁面４５ｃの延長線４５ｃｅｌは、水平線ｈｌと角度β°を成して、下方側溝内壁面４５ｃは形成されている。この角度β°は、角度α°よりも小さく形成されている。従って、ピストン上昇時に順スキッシュ流れｓｑに対する下方側溝内壁面４５ｃの抵抗よりも、ピストン下降時に逆スキッシュ流れｒｓｑに対する上方側溝内壁面４４ｃの抵抗が強まる。
【００３６】
次に、本実施例のようにキャビティ４２に溝部４３を形成した場合に起こり得る問題点について説明する。
図８は、エンジン回転速度の変動によって生じる問題点についての説明図である。
【００３７】
ガスの流れｆ１は、図８（ａ）に示すように、溝部４３が延びる方向に沿うように流れるのが理想的である。しかしながら、順スキッシュ流れｓｑの強さは、エンジン回転速度に依存し、図８（ａ）に示した状態からエンジン速度が上昇した場合、図８（ｂ）に示すように、強い順スキッシュ流れｓｑｉとなり、ガスの流れｆ１´の流れが、溝部４３の延びる方向よりも下方向にずれることになる。このように、ガスの流れｆ１が溝部４３の延びる方向に対してずれると、ガスの流れｆ１に対する溝部４３の抵抗が増大し、ガスの流れｆ１を維持することが出来ない恐れがある。
【００３８】
従って、ＥＣＵ９０は、エンジン回転速度に応じて、スワール制御弁１２の開度を調整することにより、スワール流れｓｗの強さを制御する。具体的には、図８（ｃ）に示すように、スワール制御弁１２の開度を調整して、スワール流れｓｗよりも強いスワール流れｓｗｉを生成することにより、スワール流れｓｗｉと順スキッシュ流れｓｑｉとのバランスが保たれて、溝部４３の延びる方向に沿うようにガスの流れｆ１´´を形成することができる。これにより、エンジン回転速度が変動した場合であって、キャビティ４２へ流入するガスの流れの抵抗を抑制することができる。尚、エンジン回転速度が遅くなった場合には、同様にスワール制御弁１２の開度を調整することによって、弱いスワール流れｓｗを形成することができる。
【００３９】
次に、キャビティ４２へ流入するガスの流れを積極的に弱めたい場合について説明する。キャビティ４２へ流入するガスの流れを弱めたい場合とは、例えば、低温始動時の場合など、エンジン冷却水温度が低温の場合や、吸気温度が低い場合である。このようなエンジン運転状態においては、スワール流を弱くし、噴霧の拡散を抑制する必要がある。図９は、キャビティ４２へ流入するガスの流れを弱める場合の説明図である。
【００４０】
図９（ａ）に示すように、ＥＣＵ９０は、エンジン回転速度を考慮して、スワール制御弁１２の開度を制御することにより、キャビティ４２へ流入するガスの流れｆ１を溝部４３の延びる方向に沿うように制御するが、機関始動時など、エンジン温度が低いような場合には、スワール制御弁１２の開度を絞ることにより、図９（ｂ）に示すように、弱いスワール流れｓｗｄが生成される。これにより、弱いスワール流れｓｗｄと順スキッシュ流れｓｑとの合成によって生成されるガスの流れｆ１´´´は、溝部４３の延びる方向に対して、下方にずれる。従って、ガスの流れｆ１´´´に与える溝部４３の抵抗は増大し、キャビティ４２へ流入するガスの流れを弱めることができる。これにより、圧縮行程での噴霧の拡散が弱くなるため、空燃比が過度にリーン化するのを抑制できる。従って、燃焼温度を維持することができ、ＨＣ、ＣＯの生成を低減することができる。
【００４１】
次に、ＥＣＵ９０が実行するスワール制御弁開度制御処理について説明する。
図１０は、ＥＣＵ９０が実行するスワール制御弁開度制御処理の一例を示したフローチャートである。図１１は、スワール制御弁１２の開度を算出するためのマップである。
【００４２】
ＥＣＵ９０は、まず、エンジン冷却水の温度、及びエンジン回転速度を検出する（ステップＳ１）。具体的には、エンジン冷却水の温度は、水温センサ８２から、エンジン回転速度については、クランク角センサ８１から検出することができる。これにより、ＥＣＵ９０は、エンジンの運転状態を検出することができる。
【００４３】
次に、キャビティ４２へ流入するガスの流れを弱める必要がある場合か否かを検出する（ステップＳ２）。具体的には、エンジン冷却水の温度が、所定温度未満の場合には、弱める必要があると判定し、所定温度以上の場合には、弱める必要はないとして判定する。
【００４４】
弱める必要はないと判定された場合、ＥＣＵ９０は、エンジン回転速度に応じたスワール制御弁１２の開度を算出する（ステップＳ３）。具体的には、図１１（ａ）に示すように、スワール制御弁１２の開度は、エンジン回転速度が上昇するにつれ、小さくなるように設定されている。即ち、スワール制御弁１２は、エンジン回転速度が上昇するにつれ、燃焼室ＢＣ内に強いスワール流が形成されるように制御される。
【００４５】
次にＥＣＵ９０は、算出された開度にスワール制御弁１２を制御する（ステップＳ４）。これにより、エンジン回転速度に応じてスワール制御弁１２の開度を制御することができる。
【００４６】
次に、ステップＳ２において、キャビティ４２へ流入するガスの流れを弱める必要があると判定された場合には、ＥＣＵ９０は、エンジン回転速度及びエンジン冷却水の温度に応じたスワール制御弁１２の開度を算出する（ステップＳ５）。具体的には、図１１（ｂ）に示すように、エンジン冷却水の温度が低下するほど、大きな値をとる、開度補正値を算出する。次に、図１１（ａ）に示したマップに基づいて、エンジン回転速度に応じた本来のスワール制御弁１２の開度を算出する。本来のスワール制御弁１２の開度から、開度補正値を加算する。これにより、キャビティ４２へ流入するガスの流れを弱める場合のスワール制御弁１２の開度を算出することができる。次に、開度補正値を加味して算出された開度にスワール制御弁１２を制御する（ステップＳ４）。これにより、エンジンが低温の場合には、キャビティ４２へ流入するガスの流れを弱めることができる。
【００４７】
次に、溝部の更なる変形例について説明する。図１２は、溝部の更なる変形例の説明図である。図１２（ａ）は、キャビティ４２の内側面を拡大して示した図である。
【００４８】
図１２（ａ）に示すように、キャビティ４２の内側面には、ガスの流れｆ１方向に沿うように延びた溝部４８ａと、ガスの流れｆ２方向に沿うように延びた４８ｂとが編み状に形成されている。
図１２（ｂ）（ｃ）は、それぞれ溝部４８ａ、４８ｂの底部について説明するための簡略化した断面図である。溝部４８ａの底部の表面は、図１２（ｂ）に示すように、滑らかに形成されている。従って、ピストン上昇時には、キャビティ４２へ流入するガスの流れｆ１に対して、抵抗が抑制されるように形成されている。
【００４９】
これに対し、図１２（ｃ）に示すように、溝部４８ｂの底部には、等間隔で突起部４８ｂ１が複数形成されている。従って、溝部４８ｂの延びる方向に沿うように流れるガスの流れｆ２は、突起部４８ｂ１によって、大きな抵抗を受けて、ガスの流れｆ２は、小さなスケールの乱れｓｆが形成される。このような構成によっても、上記実施例と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る直噴式ディーゼルエンジンの燃焼室の説明図である。
【図２】ピストン上昇時にキャビティへ流入するガスに対する溝部の作用についての説明図である。
【図３】ガスの流れｆ１に対する作用について説明するための溝部の断面図である。
【図４】ピストン下降時にキャビティから流出するガスに対する溝部の作用についての説明図である。
【図５】ガスの流れｆ２に対する作用について説明するための溝部の断面図である。
【図６】上方側溝内壁面、下方側溝内壁面を説明するための拡大縦断面図である。
【図７】溝部の各種変形例を説明するための拡大縦断面図である。
【図８】エンジン回転速度の変動によって生じる問題点についての説明図である。
【図９】キャビティへ流入するガスの流れを弱める場合の説明図である。
【図１０】ＥＣＵが実行するスワール制御弁開度制御処理の一例を示したフローチャートである。
【図１１】スワール制御弁の開度を算出するためのマップである。
【図１２】溝部の更なる変形例の説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  吸気管
１１  吸気弁
１２  スワール制御弁
１３  開度センサ
２０  排気管
２１  排気弁
３０  燃料噴射弁
４０  ピストン
４１  頂面
４２  キャビティ
４３  溝部
４４  上方側溝内壁面
４５  下方側溝内壁面
５０  シリンダ
５１  シリンダヘッド
８１  クランク角センサ
８２  水温センサ
９０  ＥＣＵ（スワール制御手段、運転状態検出手段）
ＢＣ  燃焼室
ｓｗ  スワール流れ
ｓｑ  順スキッシュ流れ
ｒｓｑ  逆スキッシュ流れ
ｓｆ  乱れ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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