(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一運転状況下にある内燃機関において気筒内に吸気される気流を変化させる気流変更手段と、
燃料を燃焼室内に直接噴射する筒内インジェクタと、
前記筒内インジェクタの燃料噴射時期及びＥＧＲ率の少なくとも一方を変化させることにより、拡散燃焼モードと、拡散燃焼モードよりも拡散燃焼に対する予混合燃焼の割合が高い予混合燃焼モードとの間で燃焼モードを変化させる燃焼モード変更手段と、
前記予混合燃焼モードにおいて、前記気流変更手段を低速気流状態とする第１気流制御手段と、
前記拡散燃焼モードにおいて、前記気流変更手段を前記低速気流状態よりも高速な気流を発生させうる高速気流状態とする第２気流制御手段
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の負荷を取得する負荷取得手段と、
前記負荷が判定値に比して大きいか否かを判断する負荷判断手段と、
前記拡散燃焼モードにおいて、前記負荷が判定値より小さい場合に、前記気流変更手段を前記高速気流状態よりも低速な気流を発生させうる低速気流状態とする第３気流制御手段
を備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
内燃機関の負荷を取得する負荷取得手段と、
吸気管に吸入する空気量を取得する吸入空気量取得手段と、
前記負荷に対する空気の割合が判定値に比して大きいか否かを判断する空気割合判断手段と、
前記拡散燃焼モードにおいて、前記空気の割合が判定値より大きい場合に、前記気流変更手段を前記高速気流状態よりも低速な気流を発生させうる低速気流状態とする第４気流制御手段
を備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記空気の割合は、空気過剰率であること
を特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記気流変更手段は、スワール弁であること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、より具体的には、予混合燃焼主体の燃焼状態と拡散燃焼主体の燃焼状態とを変化させる機能を有する内燃機関の制御に好適な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開２００４−１５６５１９号公報に開示されるように、予混合燃焼主体の燃焼状態と拡散燃焼主体の燃焼状態とを切り替える機能を有する内燃機関が知られている。また、本公報には、上記内燃機関において予混合燃焼主体の燃焼状態では高スワールとする機能が開示されている。
【０００３】
内燃機関においてはスワールにより気流を強めることが知られている。気流を強めることで燃料と空気の混合を促進させることができる。混合が促進されるほど燃焼性が高まり良好な燃焼状態を得ることができる。よって、良好な燃焼状態を得るためにはスワールにより気流を強めることが効果的である。特に、拡散燃焼領域において高負荷運転の場合には、燃料と空気を混合し良好な燃焼状態を得るために高スワールとすることが効果的である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５６５１９号公報
【特許文献２】特開平８−２１８９２０号公報
【特許文献３】特開２００４−１９７５８６号公報
【特許文献４】特開２００３−１１３７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、予混合燃焼領域においては、拡散燃焼領域での燃焼よりも自着火までの時間が長く、燃料と空気の混合が進みやすい。このため、過剰に気筒内の気流を強めるとノッキングを誘発する可能性がある。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、拡散燃焼領域における燃焼性を確保しつつ、予混合燃焼領域でノッキングを誘発させることのない気流の制御を行い、全域で良好な運転状態となる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
同一運転状況下にある内燃機関において気筒内に吸気される気流を変化させる気流変更手段と、
燃料を燃焼室内に直接噴射する筒内インジェクタと、
前記筒内インジェクタの燃料噴射時期及びＥＧＲ率の少なくとも一方を変化させることにより、拡散燃焼モードと、拡散燃焼モードよりも拡散燃焼に対する予混合燃焼の割合が高い予混合燃焼モードとの間で燃焼モードを変化させる燃焼モード変更手段と、
前記予混合燃焼モードにおいて、前記気流変更手段を低速気流状態とする第１気流制御手段と、
前記拡散燃焼モードにおいて、前記気流変更手段を前記低速気流状態よりも高速な気流を発生させうる高速気流状態とする第２気流制御手段
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
内燃機関の負荷を取得する負荷取得手段と、
前記負荷が判定値に比して大きいか否かを判断する負荷判断手段と、
前記拡散燃焼モードにおいて、前記負荷が判定値より小さい場合に、前記気流変更手段を前記高速気流状態よりも低速な気流を発生させうる低速気流状態とする第３気流制御手段
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１の発明において、
内燃機関の負荷を取得する負荷取得手段と、
吸気管に吸入する空気量を取得する吸入空気量取得手段と、
前記負荷に対する空気の割合が判定値に比して大きいか否かを判断する空気割合判断手段と、
前記拡散燃焼モードにおいて、前記空気の割合が判定値より大きい場合に、前記気流変更手段を前記高速気流状態よりも低速な気流を発生させうる低速気流状態とする第４気流制御手段
を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第３の発明において、
前記空気の割合は、空気過剰率であること
を特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれかにおいて、
前記気流変更手段は、スワール弁であること
を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、予混合燃焼領域において気筒内の気流を弱めることができる。気流が弱い程、燃料と空気の混合は進まない。そして、混合が必要以上に進まなければノッキングは生じ難い。このため、本発明によれば、予混合燃焼領域においてノッキングを起し難い内燃機関を実現することができる。
一方、第１の発明によれば、拡散燃焼領域において気筒内の気流を強めることができる。気流が強い程、燃料と空気の混合は促進される。そして、混合が進むと燃焼性が高くなる。また、拡散領燃焼領域においては、自着火までの時間が短く混合が進み難い。そして、混合が進み難いため気流を強めてもノッキングは生じ難い。このため、本発明によれば、拡散燃焼領域において燃焼性が高く、ノッキングが生じ難い内燃機関を実現することができる。
【００１３】
第２の発明によれば、拡散燃焼領域において負荷が低い場合は、気筒内の気流を弱めることができる。負荷が低い場合は燃料に比して空気が十分にあるため、気流を強めなくても生成した煤を酸化させることができる。また、気流を弱めればガスの撹拌が抑えられ、気筒側壁から必要以上の熱損失を防ぐことができ燃費は向上する。このため、本発明によれば、拡散燃焼領域において、負荷が低い場合には気流を弱めて熱損失が少なく効率の良い内燃機関を実現することができる。
【００１４】
第３の発明によれば、拡散燃焼領域において負荷に対する空気の割合が判定値より高い場合は、気筒内の気流を弱くすることができる。第２の発明に比して、負荷に加え空気量も測定することができる。そして、測定した負荷に対する空気の割合によって判定することで、より高精度の気流制御を行うことができる。このため、本発明によれば、第２の発明よりも効率の良い内燃機関を実現することができる。
【００１５】
第４の発明によれば、空気過剰率によって負荷に対する空気の割合を判定することができる。
【００１６】
第５の発明によれば、スワール弁の開閉によって気筒内の気流を変化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０には、吸気マニホールド１２と排気マニホールド１４が連通している。吸気マニホールド１２の上流にはスロットルバルブ１６が配置されている。スロットルバルブ１６の近傍には、その開度に応じた信号を出力するスロットル開度センサ１８が設けられている。吸気マニホールド１２には空気が導入される吸気通路２０が接続されている。吸気通路２０の上端部にはエアクリーナ２２が配置されている。エアクリーナ２２の下流には吸入空気量Ｇａに応じた信号を出力するエアフローメータ２４が設けられている。
【００１８】
内燃機関１０はＥＣＵ（Electronic Control Unit）２６を備えている。ＥＣＵ２６の出力側には、前述のスロットルバルブ１６の他、スワールコントロールバルブ２８、インジェクタ３０が接続されている。ＥＣＵ２６の入力側には、前述のスロットル開度センサ１８、エアフローメータ２４の他、機関回転数Ｎｅを検出する回転数センサ３１、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ３３が接続されている。
【００１９】
図２は、上述したスワールコントロールバルブ２８の周辺を拡大して表した図である。ここで、シリンダ３２には燃料を燃焼室内に直接噴射するためのインジェクタ３０が配置されている。シリンダ３２の天井面に２つの吸気ポート（ノーマルポート３４、スワールポート３６）と２つの排気ポート（第一排気ポート３８、第二排気ポート４０）が形成されている。第一排気ポート３８と第二排気ポート４０はそれぞれ排気マニホールド１４に接続されている。
【００２０】
吸気マニホールド１２は、その中途から第一分岐路４２と第二分岐路４４の二本に分岐される。第一分岐路４２はノーマルポート３４に、第二分岐路４４はスワールポート３６にそれぞれ接続される。第一分岐路４２の分岐箇所近傍には、その開度を全閉から全開まで連続的に調節可能なスワールコントロールバルブ２８が配置されている。スワールコントロールバルブ２８は開閉の度合いよって第一分岐路４２を通過する空気の流量を変更できるように構成されている。
【００２１】
［実施の形態１における燃焼モード制御］
図３は、本実施形態のシステムにおいて、内燃機関を予混合燃焼主体の燃焼で運転させる領域と、拡散燃焼主体の燃焼で運転させる領域とを表した図である。図３に示す通り、本実施形態においては、低負荷低回転領域を予混合燃焼領域と定めている。ここで、予混合燃焼領域とは、予混合燃焼主体の燃焼で運転させる領域である。以下、予混合燃焼主体の燃焼で運転させることを予混合燃焼モードという。一方、本実施形態においては、高負荷高回転領域を拡散燃焼領域と定めている。ここで、拡散燃焼領域とは、拡散燃焼主体の燃焼で運転させる領域である。以下、拡散燃焼主体の燃焼で運転させることを拡散燃焼モードという。
【００２２】
図４は、上述の動作を実現するためにＥＣＵ２６が実行するルーチンのフローチャートである。図４に示すルーチンでは、まず、内燃機関１０の運転状態を把握するために必要な各種入力信号の処理が行われる（ステップ１００）。具体的には、アクセル開度や機関回転数Ｎｅの検出等が実行される。
【００２３】
次に、予混合燃焼モード条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１０２）。具体的には、ＥＣＵ２６は、ステップ１００のアクセル開度等に基づいて負荷を算出する。また、ＥＣＵ２６は、負荷と機関回転数Ｎｅをパラメータとして、予混合燃焼モードとする条件を定めた図３に示すような燃焼モードマップを記憶している。本ステップ１０２では、上記燃焼モードマップに従って上記予混合燃焼モード条件が成立しているかの判別がなされる。
【００２４】
上記ステップ１０２の条件が成立していると判断された場合は、ＥＣＵ２６は、内燃機関を予混合燃焼モードで動作させる（ステップ１０４）。一方、上記ステップ１０２の条件が成立していないと判断された場合は、ＥＣＵ２６は、内燃機関を拡散燃焼モードで動作させる（ステップ１０６）。なお、ＥＣＵ２６は、拡散燃焼モードに比して燃料が早期噴射されるようにインジェクタ３０を制御することができる。上記ステップ１０４では、この制御により予混合燃焼モードを実現する。
【００２５】
以上説明した通り、図４に示すルーチンによれば、低負荷低回転側では予混合燃焼主体の燃焼を行う予混合燃焼モードとすることができる。また、高負荷高回転側では拡散燃焼主体の燃焼を行う拡散燃焼モードとすることができる。
【００２６】
［実施の形態１におけるスワール制御］
図２におけるスワールコントロールバルブ２８は、上述した通り、その開度によって第一分岐路４２を通過する空気の流量を変更できるように構成されている。第一分岐路４２を通過した空気はノーマルポート３４を通過し、シリンダ３２に吸入される。また、第二分岐路４４を通過した空気はスワールポート３６によりスワール流となって、シリンダ３２に吸入される。ここで、スワールコントロールバルブ２８の開度が大きいほど、ノーマルポート３４からシリンダ３２に吸入される空気量が増す。このため、スワールポート３６により発生したスワールは相対的に弱まり、気筒内は低スワールとなる。逆に、スワールコントロールバルブ２８の開度が小さいほど、ノーマルポート３４からシリンダ３２に吸入される空気量が減る。このため、スワールポート３６により発生したスワールは相対的に弱められることなく、気筒内は高スワールとなる。
【００２７】
一般的に、高スワールとすれば、燃料と空気の混合が進み燃焼性は高くなる。特に、高負荷高回転である拡散燃焼領域においては、高スワールとする方が十分に混合を進めることができ燃焼効率が高い。しかし、予混合燃焼領域においては燃料の早期噴射により適度に燃料と空気の混合が進むため、高スワールとすると過度に混合が進みノッキングが生じ易くなる。
【００２８】
そこで、本実施形態のシステムでは、予混合燃焼領域においては低スワールとし、拡散燃焼領域においては高スワールとすることとした。
【００２９】
図５は、上述の動作を実現するためにＥＣＵ２６が実行するルーチンのフローチャートである。図５に示すルーチンでは、まず、運転モードを把握するため、予混合燃焼モードフラグが１か否かが判別される（ステップ１０８）。なお、予混合燃焼モードの場合にはフラグ値として１がセットされている。また、拡散燃焼モードの場合には０がセットされている。
【００３０】
上記ステップ１０８の条件が成立していると判断された場合は、ＥＣＵ２６はスワールコントロールバルブ２８を開く制御を行う（ステップ１１０）。スワールコントロールバルブ２８が開くことにより、ノーマルポート３４を通過する空気量が増加する。これにより、相対的にスワールポート３６により発生するスワールは弱められ、気筒内は低スワールとなる。その結果、燃料と空気の混合は過度には進まず、ノッキングを生じ難くすることができる。
【００３１】
上記ステップ１０８の条件が成立していないと判断された場合は、ＥＣＵ２６はスワールコントロールバルブを閉じる制御を行う（ステップ１１２）。スワールコントロールバルブ２８が閉じることにより、ノーマルポート３４を通過する空気量が減少する。これにより、相対的にスワールポート３６により発生するスワールは強められ、気筒内は高スワールとなる。その結果、燃料と空気の混合が適度に促進され、燃焼性の高い良好な燃焼状態を確保できる。更に、拡散燃焼モードにおいては高スワールとしても、燃料と空気の混合が過度には進まず、ノッキングを誘発し難い。
【００３２】
以上説明した通り、図５に示すルーチンによれば、低負荷低回転である予混合燃焼領域では、スワールコントロールバルブ２８の開度を上げる制御を行い、気筒内を低スワールにすることができる。また、高負荷高回転である拡散燃焼領域ではスワールコントロールバルブ２８の開度を下げる制御を行い、気筒内を高スワールにすることができる。このため、本実施形態のシステムによれば、全域で良好な燃焼状態を確保することができる。
【００３３】
ところで、上述した実施の形態１においては、予混合燃焼モードの切り替え制御を、燃料の早期噴射によって行うこととしているが、その制御の手法はこれに限定されるものではない。すなわち、予混合燃焼モードとするために、ＥＧＲ（排気ガス再循環）により自着火時期を遅らせることで制御することとしてもよい。また、燃料の早期噴射とＥＧＲを併用して制御することとしてもよい。なお、以下に示す実施の形態についても同様である。
【００３４】
また、上述した実施の形態１においては、燃焼モードの変更制御を、予混合燃焼モードと拡散燃焼モードの２段階としているが、その燃焼モードの変更制御はこれに限定されるものではない。すなわち、予混合燃焼モードと拡散燃焼モードとを線形的に変化させる制御としてもよい。なお、以下に示す実施の形態についても同様である。
【００３５】
また、上述した実施の形態１においては、スワールの強さの制御を、低スワールと高スワールの２段階としているが、そのスワールの強さの制御はこれに限定されるものではない。すなわち、スワールの強さを線形的に変化させる制御としてもよい。なお、以下に示す実施の形態についても同様である。
【００３６】
また、上述した実施の形態１においては、シリンダ３２内の気流をスワールとしているが、その気流はスワールに限定されるものではない。すなわち、気流はタンブルとしてもよい。なお、以下に示す実施の形態についても同様である。
【００３７】
また、上述した実施の形態１においては、シリンダ３２内の気流制御をスワールコントロールバルブ２８によって行うこととしているが、その制御の手法はこれに限定されるものではない。すなわち、可変動弁機構により吸気弁のバルブリフト特性を運転状態に応じて可変制御することで気流を制御することとしてもよい。なお、以下に示す実施の形態についても同様である。
【００３８】
尚、上述した実施の形態１においては、スワールコントロールバルブ２８が前記第１の発明における「気流変更手段」に相当している。また、ここでは、ＥＣＵ２６が、ステップ１００〜１０６の処理を実行することで「燃焼モード変更手段」が実現されている。更に、ここでは、ＥＣＵ２６が、ステップ１１０の処理を実行することで「第１気流制御手段」が、ステップ１１２の処理を実行することで「第２気流制御手段」が実現されている。
【００３９】
実施の形態２．
［実施の形態２のシステム構成・燃焼モード制御］
次に、図６を参照して本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態のシステムは、図１及び図２に示す構成において、ＥＣＵ２６に、後述する図６に示すルーチンを実施させることにより実現することができる。なお、実施の形態２における燃焼モードの制御については、実施の形態１に示す動作と同様であるためその説明を省略する。
【００４０】
［実施の形態２におけるスワール制御］
上述した実施の形態１では、燃焼モードに基づいてスワール制御を行うこととしている。ここで、拡散燃焼モードの場合は高スワールとすることとしている。しかしながら、拡散燃焼モードにおいて低負荷の場合は、燃料に対して十分に空気がある。燃料に対して十分に空気があれば、低スワールとしても煤を酸化させることができる。また、高スワールに比して低スワールの方が、空気の吸入に伴うポンプロスを削減することができる。さらに、高スワールに比して低スワールの方が、ガスの撹拌が抑えられる。ガスの撹拌を抑えることで、気筒側壁からの必要以上の熱損失を防ぐことができ、燃費は向上する。
【００４１】
そこで、本実施形態では、拡散燃焼主体の燃焼において低負荷の場合は、実施の形態１に示す拡散燃焼モードにおける高スワールと比して、低スワールとすることとした。
【００４２】
図６は、上述の動作を実現するためにＥＣＵ２６が実行するルーチンのフローチャートである。図６に示すルーチンでは、ステップ１０８とステップ１１０との間にステップ１１４〜１２０が挿入されている点を除いて、図５に示すルーチンと同様である。以下、両者に共通するステップについては、共通する符号を付してその説明を省略又は簡略する。
【００４３】
図６に示すルーチンでは、ステップ１０８において予混合燃焼モードフラグが１でないと判断された場合に、ＥＣＵ２６は、アクセル開度と機関回転数Ｎｅを検出する（ステップ１１４）。
【００４４】
次に、ステップ１１４のアクセル開度と機関回転数Ｎｅに基づいて負荷を算出する（ステップ１１６）。具体的には、ＥＣＵ２６は、アクセル開度と機関回転数Ｎｅをパラメータとして負荷を定めたマップを記憶している。本ステップ１１６では、そのマップに従って上記負荷が算出される。
【００４５】
次に、負荷しきい値αを読み込む（ステップ１１８）。次いで、負荷が負荷しきい値αより小さいかが判別される（ステップ１２０）。具体的には、ＥＣＵ２６はステップ１１６で算出された負荷が、ステップ１１８で読み込んだしきい値αよりも小さいか否かを判別する。
【００４６】
上記ステップ１２０の条件が成立していると判断された場合は、前述のステップ１１０の処理がなされる。その結果、気筒内は低スワールとなる。本ステップ１１０の処理は、拡散燃焼領域であっても低負荷の場合に実行される。拡散燃焼領域であっても低負荷の場合には、負荷に比して空気が十分にある。よって、低スワールであっても煤を酸化させることができる。また、高スワールにする場合に比して、空気の吸入に伴うポンプロスを削減できる。更に、高スワールにする場合に比して、ガスの撹拌も抑えられ、気筒側壁から必要以上の熱損失を防ぐことができ燃費は向上する。
【００４７】
一方、上記ステップ１２０の条件が成立していないと判断された場合は、前述のステップ１１２の処理がなされる。その結果、気筒内は高スワールとなり、実施の形態１と同様に良好な燃焼状態を確保することができる。
【００４８】
以上説明した通り、図６に示すルーチンによれば、拡散燃焼主体の燃焼であっても低負荷の場合には低スワールとすることができる。このため、本実施形態のシステムによれば実施の形態１に比して燃費を向上させることができる。
【００４９】
ところで、上述した実施の形態２においては、予混合燃焼領域において低スワールとする制御と、拡散燃焼領域において低負荷の場合に低スワールとする制御を、ステップ１１０で同様に扱っているが、その制御の手法はこれに限定されるものではない。すなわち、予混合燃焼領域における低スワールの強さと、拡散燃焼領域で低負荷の場合における低スワールの強さを別々のものとしてもよい。
【００５０】
また、上述した実施の形態２においては、負荷を、アクセル開度に基づいて算出しているが、その算出はこれに限定されるものではない。すなわち、負荷は要求トルクに基づいて算出することとしてもよい。なお、以下に示す実施の形態についても同様である。
【００５１】
尚、上述した実施の形態２においては、アクセル開度センサ３３及び回転数センサ３１が、前記第２の発明における「負荷取得手段」に、ステップ１１８に示す負荷しきい値αが、前記第２の発明における「判定値」に相当している。また、ここでは、ＥＣＵ２６が、ステップ１１４〜１２０の処理を実行することで「負荷判断手段」が実現されている。更に、ここでは、ステップ１１０の処理を実行することで「第３気流制御手段」が実現されている。
【００５２】
実施の形態３．
［実施の形態３のシステム構成・燃焼モード制御］
次に、図７及び図８を参照して本発明の実施の形態３について説明する。本実施形態のシステムは、図１及び図２に示す構成において、ＥＣＵ２６に、後述する図８に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００５３】
実施の形態３における燃焼モードの制御については、実施の形態１に示す動作と同様であるためその説明を省略する。なお、本実施形態のシステムでは、図７に示す通り、拡散燃焼領域を負荷・機関回転数Ｎｅ・空気過剰率に基づいて、以下の３つの領域に分類する設定がなされているものとする。予混合燃焼領域に比して、高負荷高回転で動作する領域を第１拡散燃焼領域とする。また、第１拡散燃焼領域に比して、高負荷高回転で動作する領域を第２拡散燃焼領域とする。さらに、第２拡散燃焼領域に比して、高負荷高回転で動作する領域を第３拡散燃焼領域とする。
【００５４】
ここで、第１拡散燃焼領域は低空気過剰率で運転する領域である。また、第２拡散燃焼領域は高空気過剰率で運転する領域である。さらに、第３拡散燃焼領域は低空気過剰率で運転する領域である。
【００５５】
上述した実施の形態２では、拡散燃焼領域においては、負荷に基づいてスワール制御を行うこととしている。ここで、低負荷の場合は、燃料に比して空気が十分にあるため低スワールとすることとしている。しかしながら、燃料に比して空気が十分にあるか否かをより正確に判別できれば、負荷のみに基づいて制御する実施の形態２に比して、さらに好適にスワールを制御することができ、より効率の良い運転が可能となる。
【００５６】
そこで、本実施形態では、拡散燃焼主体の燃焼において、空気過剰率が高い場合には低スワールとし、空気過剰率が低い場合には高スワールとすることとした。
【００５７】
［実施の形態３におけるスワール制御動作］
図８は、上述の動作を実現するためにＥＣＵ２６が実行するルーチンのフローチャートである。図８に示すルーチンでは、ステップ１０８とステップ１１０との間にステップ１２２〜１３０が挿入されている点を除いて、図５に示すルーチンと同様である。以下、両者に共通するステップについては、共通する符号を付してその説明を省略又は簡略する。
【００５８】
図８に示すルーチンでは、ステップ１０８において予混合燃焼モードフラグが１でないと判断された場合に、ＥＣＵ２６は、アクセル開度と機関回転数Ｎｅに加え、吸入空気量Ｇａを検出する（ステップ１２２）。
【００５９】
次に、理論空燃比Ａ／Ｆ０を読み込む（ステップ１２４）。次いで、空気過剰率λを算出する（ステップ１２６）。ＥＣＵ２６は、アクセル開度、機関回転数Ｎｅ及び吸入空気量Ｇａをパラメータとして空燃比Ａ／Ｆを定めた空燃比マップを記憶している。ステップ１２６では、具体的には、まず、上記空燃比マップにしたがって空燃比Ａ／Ｆが特定される。さらに、上述した理論空燃比Ａ／Ｆ０と空燃比Ａ／Ｆに基づいて、空気過剰率λ（空燃比A/F／理論空燃比A/F0）が算出される。
【００６０】
次に、空気過剰率しきい値βを読み込む（ステップ１２８）。次いで、ステップ１２６で算出された空気過剰率λが空気過剰率しきい値βより大きいか否かが判別される（ステップ１３０）。
【００６１】
上記ステップ１３０の条件が成立していると判断された場合は、前述のステップ１１０の処理がなされる。その結果、気筒内は低スワールとなり、実施の形態１と同様に良好な燃焼状態を確保することができる。
【００６２】
一方、上記ステップ１３０の条件が成立していないと判断された場合は、前述のステップ１１２の処理がなされる。その結果、気筒内は高スワールとなり、実施の形態１と同様に良好な燃焼状態を確保することができる。
【００６３】
以上説明した通り、図８に示すルーチンによれば、拡散燃焼モードにおいて空気過剰率λに基づいてスワール制御を行うことができる。その結果、本実施形態では、負荷のみに基づいてスワール制御を行う実施の形態２に比して、燃料に対して十分に空気があるか否かをより正確に判断し、高精度のスワール制御を行うことができる。このため、本実施形態のシステムによれば、実施の形態２に比してより燃費を向上させることができる。
【００６４】
ところで、上述した実施の形態３においては、予混合燃焼領域において低スワールとする制御と、拡散燃焼領域において低空気過剰率の場合に低スワールとする制御を、ステップ１１０で同様に扱っているが、その制御の手法はこれに限定されるものではない。すなわち、予混合燃焼領域における低スワールの強さと、拡散燃焼領域で低空気過剰率の場合における低スワールの強さを別々のものとしてもよい。
【００６５】
尚、上述した実施の形態３においては、エアフローメータ２４が、前記第３の発明における「吸入空気量取得手段」に、ステップ１２８に示す空気過剰率しきい値βが、前記第３の発明における「判定値」に相当している。また、ここでは、ＥＣＵ２６が、ステップ１２２〜１３０の処理を実行することで「空気割合判断手段」が実現されている。更に、ここでは、ＥＣＵ２６が、ステップ１１０の処理を実行することで「第４気流制御手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１の構成を説明するための拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態１で用いられる燃焼モードマップを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態３で用いられる燃焼モードマップを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１０  内燃機関
１２  吸気マニホールド
１４  排気マニホールド
１６  スロットルバルブ
１８  スロットル開度センサ
２０  吸気通路２０
２２  エアクリーナ
２４  エアフローメータ
２６  ＥＣＵ
２８  スワールコントロールバルブ
３０  インジェクタ
３１  回転数センサ
３２  シリンダ
３３  アクセル開度センサ
３４  ノーマルポート
３６  スワールポート
３８  第一排気ポート
４０  第二排気ポート
４２  第一分岐路
４４  第二分岐路
【図１】
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【図２】
0004835556.tif 000003
【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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