JP2003262175A

JP2003262175A - 内燃機関

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Publication number: JP2003262175A
Application number: JP2002061659A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ashizawa; 剛芦澤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2003-09-19
Anticipated expiration: 2022-03-07
Also published as: JP3885614B2

Abstract

(57)【要約】【課題】吸気管内燃料噴射方式の内燃機関において、
吸気管壁への燃料付着による燃費、排気エミッションの
悪化を防止する。【解決手段】吸入ポート部５ａに臨むように第１の燃
料噴射弁６−１と第２の燃料噴射弁６−２とを備え、第
１の燃料噴射弁の噴射中心線が吸気流の中心線Ｌ０とな
す角度θ１を、第２の燃料噴射弁の噴射中心線が吸気流
の中心線Ｌ０となす角度θ２よりも大となるように設定
する。第２の燃料噴射弁により吸気弁傘部に向けて燃料
噴射することにより比較的低速・低負荷でのポート壁面
への燃料付着を防止する。高速または高負荷運転状態に
は、相対するポート部壁面に噴射燃料が到達しないよう
に第１の燃料噴射弁の角度θ１を設定しておくことによ
り、高出力を要求される運転状態であっても必要量の燃
料を供給しつつ燃料の付着を最小限に抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気管内に燃料を
噴射供給する火花点火式内燃機関の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術と解決すべき課題】吸気管内燃料噴射方式
の内燃機関では、特に燃料気化が滞る低温時には、噴射
した燃料の一部が吸気管壁面に付着して滞留することか
ら、相応に余分の燃料を噴射供給する必要があり、それ
が燃費や排気性能を悪化させる要因となっていた。

【０００３】このような吸気管壁面への燃料付着は、吸
気流に対する燃料噴霧の角度を適切に設定することであ
る程度は防止できるが、車両用内燃機関など吸気量の変
動が大きい場合には特定の吸気流量域でしか効果が得ら
れない。

【０００４】これに対して、特開平11-141435号公報に
は、吸気流速の変化にかかわらず吸気管壁面への燃料付
着を防止するために、吸気管に噴射される噴霧の広がり
角を縦方向に小さく、横方向に大きくしたものが提案さ
れている。しかしながら、これも特定の運転領域でのみ
に有効であり、要求燃料量が多い高負荷域ではその効果
は十分ではない。また、燃料噴霧の広がり角を小さく設
定すると、噴射された燃料粒が局所的に集合し、互いに
くっつき合って粒径が大きくなり気化性が悪化するとい
う問題もある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、吸入ポー
ト部に臨むように第１の燃料噴射弁と第２の燃料噴射弁
とを備え、第１の燃料噴射弁の噴射中心線が吸気流の中
心線となす角度θ１を、第２の燃料噴射弁の噴射中心線
が吸気流の中心線となす角度θ２よりも大となるように
設定すると共に、第２の燃料噴射弁の噴射方向を吸気弁
傘部方向に設定した。

【０００６】第２の発明は、前記第１の燃料噴射弁につ
いての角度θ１を、高速または高負荷運転状態にて、第
１の燃料噴射弁と相対するポート部壁面に噴射燃料が到
達しないように設定した。

【０００７】第３の発明は、前記発明において機関運転
状態を検出する手段を備え、前記第１の燃料噴射弁から
の噴射量と、第２の燃料噴射弁からの噴射量とを、前記
機関運転状態に応じて可変設定するようにした。

【０００８】第４の発明は、前記第３の発明の噴射量の
可変設定を、吸気弁の開閉状態に応じて行うようにし
た。

【０００９】第５の発明は、前記第４の発明において、
吸気弁が閉じている間は第１の燃料噴射弁よりも第２の
燃料噴射弁による噴射量を大きくした。

【００１０】第６の発明は、前記第３の発明の噴射量の
可変設定を、機関の回転速度または負荷に応じて行うよ
うにした。

【００１１】第７の発明は、前記第６の発明において、
高速または高負荷時ほど第１の燃料噴射弁からの噴射量
割合が増大するようにした。

【００１２】第８の発明は、前記第３の発明において、
比較的吸気流量の多い高吸気量領域では第１の燃料噴射
弁から燃料噴射を行い、前記高吸気量領域よりも吸気流
量が少ない低吸気量領域では第２の燃料噴射弁から燃料
噴射を行うようにした。

【００１３】第９の発明は、前記第１の発明において、
第１の燃料噴射弁による噴射量または第２の燃料噴射弁
による噴射量を、１サイクル内で複数回に分けて噴射す
るようにした。

【００１４】第１０の発明は、前記第１の発明におい
て、第２の燃料噴射弁の位置および角度を燃料噴霧がほ
ぼ吸気弁傘部の内周域に到達するように設定した。

【００１５】第１１の発明は、前記第１の燃料噴射弁
を、第２の燃料噴射弁に比較して高噴射率の特性を有す
るものとした。

【００１６】第１２の発明は、前記第１の燃料噴射弁と
第２の燃料噴射弁とを並列的に配置した。

【００１７】

【作用・効果】本発明によれば、吸気流に対して噴射角
度の異なる２個の燃料噴射弁を設けたことから、運転状
態に応じてこれらの燃料噴射弁を切り換えまたは併用す
ることにより、吸気管壁面への燃料付着を回避しつつ良
好な混合気を形成することができる。

【００１８】例えば、前記第１の燃料噴射弁についての
角度θ１を、高速または高負荷運転状態にて、相対する
ポート部壁面に噴射燃料が到達しないように設定するこ
とにより、高出力を要求される運転状態であっても燃料
の付着を抑制可能である。

【００１９】また吸気弁の開閉状態に応じて２個の燃料
噴射弁による噴射量を可変設定する制御も有効であり、
例えば吸気弁が閉じている排気行程ではポート内の吸気
流動がほとんど無いので、主に吸気弁傘部に向いた第２
の燃料噴射弁により燃料を噴射することにより吸気管壁
面への燃料付着を抑制できる。このとき、吸気弁には噴
射燃料の一部が付着するが、吸気弁は吸気ポート壁に比
較して高温となるので、その加熱作用により付着燃料の
気化を促すことができる。この加熱作用を効果的に行わ
せるためには、第２の燃料噴射弁の位置および角度を燃
料噴霧がほぼ吸気弁傘部の内周域に到達するように設定
することが望ましい。また、吸気弁が開いた後の吸気行
程での噴射においては主として第１の燃料噴射弁により
燃料噴射を行うことにより、吸気流による燃料噴霧の搬
送作用により燃料付着を抑制してより良好な混合気の形
成が可能である。

【００２０】第１の燃料噴射弁からの噴射燃料を、吸気
管壁面に付着させることなく吸気流に供給する作用は、
吸気流量が高いときほど顕著である。このため機関の回
転速度または負荷を検出し、吸気流量が増大する高速ま
たは高負荷時ほど第１の燃料噴射弁からの燃料噴射量を
増やす制御が有効である。前記負荷に代えて吸気流量に
応じて直接制御することも可能であり、すなわち機関の
平均吸気量または１サイクル内の吸気流量が多い高吸気
量領域では主として第１の燃料噴射弁から燃料噴射を行
い、前記高吸気量領域よりも吸気流量が少ない低吸気量
領域では主として第２の燃料噴射弁から燃料噴射を行う
ことにより、より適切な燃料噴霧および混合気の形成が
可能である。

【００２１】第１の燃料噴射弁と第２の燃料噴射弁は特
性的に異なるものを適用できるので、第１の燃料噴射弁
による噴射量または第２の燃料噴射弁による噴射量を１
サイクル内で複数回に分けて噴射することにより、例え
ば機関クランク角による吸気流量の変化に対応して燃料
供給を最適化することができる。あるいは、第１の燃料
噴射弁を、第２の燃料噴射弁に比較して高噴射率の特性
を有するものとした場合には、比較的上流位置での噴射
となる第１の燃料噴射弁による燃料噴射を早期に終了さ
せることができるので、それだけ吸入ポート内の全混合
気を速やかに筒内に供給することができ、すなわち吸入
ポート内での燃料気化量を減らせるので、体積効率を向
上させることができる。

【００２２】第１の燃料噴射弁と第２の燃料噴射弁と
は、これらを並列的に配置することにより、燃料ポンプ
から各気筒の燃料噴射弁へと燃料を分配するデリバリチ
ューブの構成を簡潔にすることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は実施形態の機械的構成の概略
を示している。図において、内燃機関１は、動弁装置２
により開閉駆動される吸気弁３および排気弁４を備え
る。吸気通路５の各気筒吸入ポート部５ａには第１の燃
料噴射弁６−１と第２の燃料噴射弁６−２とを備え、燃
焼室７には点火栓８および点火コイル９を備える。吸気
通路５の上流部にはスロットルバルブ１０、吸入空気量
を検出するエアフロメータ１１を介装している。

【００２４】また、運転状態を検出する他の手段とし
て、機関クランク軸の基準位置で基準信号を出力すると
共に微小クランク角毎に単位角信号を出力するクランク
角センサ１２、機関冷却水温度を検出する水温センサ１
３を備える。前記センサ類の検出信号は、コントロール
ユニット１５に出力される。

【００２５】コントロールユニット１５は、ＣＰＵおよ
びその周辺装置からなるマイクロコンピュータにより構
成されており、前記各種の検出信号に基づいて燃料噴射
弁６−１、６−２に燃料噴射信号を出力して燃料噴射制
御を行い、点火コイル９に点火信号を出力して点火制御
を行う。

【００２６】前記燃料噴射弁６−１、６−２は、図２ま
たは図３に示したように吸入ポート部５ａの湾曲外側部
に設けている。第２の燃料噴射弁６−２は第１の燃料噴
射弁６−１よりも下流側に位置しており、その燃料噴射
方向は吸気弁３の傘部３ａのほぼ中心部に設定してい
る。また、第２の燃料噴射弁６−２の噴霧角θｉは、そ
の噴霧の広がりが概ね吸気弁傘部３ａの内側域に入るよ
うに設定してある。第１の燃料噴射弁６−１はその燃料
噴霧の中心線Ｌ１とポート部内の吸気流中心線Ｌ０とが
なす角度θ１が、第２の燃料噴射弁６−２の燃料噴霧の
中心線Ｌ２と吸気流中心線Ｌ０とがなす角度θ２よりも
大となるように取り付け角度を設定してある。

【００２７】図３は吸気弁３を気筒あたり１個備える単
一吸気弁構成のシリンダヘッドへの適用例である。これ
に対して、吸気弁３を気筒あたり２個備える吸気２弁構
成のシリンダヘッドでは図４または図５に例示したよう
な噴射弁レイアウトを適用できる。吸気２弁形式では、
図示したように各気筒の吸入ポート部５ａは２つの吸気
弁３に向かって途中で分岐する構成が一般的である。こ
のようなポート部構成において、図４に示したもので
は、各燃料噴射弁６−１、６−２をそれぞれ２方向ノズ
ルとするとともに、ポート部分岐部よりも上流位置に設
け、各噴射弁から２方向に燃料を分配供給するようにし
ている。この場合、図示したように２個の燃料噴射弁６
−１と６−２とを並列的に配置することが望ましい。２
個の燃料噴射弁が前後に位置しているとレイアウト上の
制約からそれぞれのために２系統のデリバリチューブが
必要となる場合があるのに対して、前記のように並列配
置とすることでデリバリチューブを１系統のみの簡略な
構成とすることができる。また、図５に示したものは、
分岐したポート部のそれぞれに第１の燃料噴射弁６−１
と第２の燃料噴射弁６−２を設けている。図５の構成に
よれば、例えば低速・低負荷時の燃焼を改善するために
可変動弁装置を適用して一方の吸気弁３のみを開いてシ
リンダ内スワールを発生させる場合に、当該開弁する側
の吸入ポート部にのみ燃料を噴射供給することが可能で
ある。

【００２８】図６〜図８は前記第１、第２の燃料噴射弁
６−１、６−２の燃料噴射特性ないし基本的な用法を示
している。図６は吸気弁３が閉じている排気行程の状態
であり、このとき吸入ポート部５ａには吸気流動がほと
んど無いので、吸気弁傘部３ａに向けて第２の燃料噴射
弁６−２から燃料を噴射供給することでポート壁面への
燃料付着を防止する。図中の符号Ｍは燃料噴霧である。
図７と図８は吸気弁３が開いた吸入行程の状態を示して
いる。シリンダの吸入作用の開始と共に吸入ポート部５
ａには吸気の流れが発生する。このとき機関が高負荷ま
たは高速回転で吸気流速が高いと、第２の燃料噴射弁６
−２から燃料を噴射供給した場合に図７に示したように
吸気の流れに押されて燃料噴霧Ｍが下流側でポート壁面
に付着するおそれがある。このような運転条件下では、
図８に示したように対向するポート壁面に向いた第１の
燃料噴射弁６−１から燃料を噴射供給することで、燃料
噴霧Ｍを吸気流に乗せつつポート壁面への燃料付着を防
止することができる。

【００２９】コントロールユニット１５は、このような
２個の燃料噴射弁６−１、６−２が持つ特性が運転状態
に適合するように燃料噴射および噴射弁の切換を制御す
る。以下、この燃料噴射制御の第１の実施形態につき図
９〜１１に沿って説明する。図９と１０は、燃料噴射制
御の処理ルーチンを表す流れ図、図１１はこの制御によ
るタイミングチャートである。前記処理ルーチンは例え
ば約１０ミリ秒周期で繰り返し実行される。以下の説明
および流れ図中の符号Ｓは前記処理のステップ番号を表
している。

【００３０】概略をまず説明すると、この制御では噴射
終了時期基準で定めた燃料噴射の期間が排気〜吸気行程
のどの領域に該当するかを判定し、基本的には低速また
は低負荷の運転時には第２の燃料噴射弁６−２のみから
燃料噴射を行い、比較的高速または高負荷の運転時には
排気行程での燃料噴射は第２の燃料噴射弁６−２から行
い、吸気行程での燃料噴射は第１の燃料噴射弁６−１で
行うようにする。詳細には、まず機関運転状態としてク
ランク角センサ１２からの信号による回転速度Ｎｅと、
エアフロメータ１１からの信号による吸気量Ｑａとを求
め（Ｓ１０１）、次いでこの運転状態における要求燃料
量を求める（Ｓ１０２）。この燃料系では、燃料噴射弁
６−１、６−２に対してノズルとの相対圧が一定となる
ように燃料を供給し、この一定の燃料圧の下に噴射弁駆
動信号のパルス幅を変化させることで燃料噴射量を制御
しており、前記燃料噴射量は噴射パルス幅ＴＰで与えら
れる。ＴＰは、一般に回転速度Ｎｅと吸気量Ｑａに対し
て予めＴＰを与えるように設定されたマップを参照する
処理で求められる。流れ図には示していないが、このＴ
Ｐは必要に応じて冷却水温やバッテリ電圧による補正を
施す。

【００３１】次に、ここでは噴射流量時期ＩＴｅを基準
に燃料噴射を開始するために、運転状態（例えばＮｅ）
に応じてテーブル参照処理により噴射終了時期ＩＴｅを
求める（Ｓ１０３）。次いで、噴射パルス幅ＴＰをその
ときの回転速度Ｎｅに応じてクランク角（ｄｅｇ）を単
位とする噴射期間ＣＡＰに換算する。これは燃料噴射の
開始〜終了をクランク位置基準で制御するための処理で
ある。前記噴射終了時期ＩＴｅもクランク角度で与えら
れている。

【００３２】前述のようにして得られた噴射終了時期Ｉ
Ｔｅから噴射期間ＣＡＰを減じることで、噴射開始時期
ＩＴｓを求める（Ｓ１０５）。ここでは噴射開始時期Ｉ
Ｔｓ、終了時期ＩＴｅは吸気上死点後（ＡＴＤＣ）のク
ランク角（ｄｅｇ）で表しており、これらが負の値であ
れば吸気上死点以前の排気行程で噴射が開始または終了
することを意味する。なお、ここでは吸気上死点前を排
気行程、吸気上死点後を吸気行程として説明をする。

【００３３】このようにして決定した噴射開始時期ＩＴ
ｓと噴射終了時期ＩＴｅに応じて、次に２個の燃料噴射
弁６−１、６−２からどのように燃料噴射を行うかを設
定する。ここではまず、排気行程での噴射パルス幅ＣＡ
ＥＸＨ、吸気行程での噴射パルス幅ＣＡＩＮＴ、排気行
程での噴射開始時期ＩＴＥＸＨ、吸気行程での噴射開始
時期ＩＴＩＮＴをそれぞれ設定する。これらの値の単位
はＩＴｓ、ＩＴｅと同様に吸気ＡＴＤＣのクランク角度
（ｄｅｇ）である。

【００３４】前記設定のための第１の判定処理として、
噴射開始時期ＩＴｓが０未満、つまり排気行程にあるか
否かをまず判定する（Ｓ１０６）。ＩＴｓ≧０のときは
吸気行程に入ってからの噴射であり、このときはＣＡＥＸＨ＝０ＣＡＩＮＴ＝ＩＴｅ−ＩＴｓＩＴＥＸＨ＝０ＩＴＩＮＴ＝ＩＴｓに設定する（Ｓ１０８）。これは図１１に（ｃ）で示し
た噴射パターンであり、吸気行程に入ってからＩＴｓの
タイミングで燃料噴射を行う。

【００３５】一方、ＩＴｓ＜０であった場合、つまり噴
射開始が排気行程内であるときには、次いで第２の判定
処理として噴射終了時期ＩＴｅがどの行程にあるかを判
定する（Ｓ１０７）。この判定において、ＩＴｅ＜０つ
まり噴射終了時期が排気行程内である場合には、ＣＡＥＸＨ＝ＩＴｅ−ＩＴｓＣＡＩＮＴ＝０ＩＴＥＸＨ＝ＩＴｓＩＴＩＮＴ＝０に設定する（Ｓ１０９）。これは図１１に（ｂ）で示し
た噴射パターンであり、排気行程内のＩＴｓのタイミン
グで燃料噴射を開始し、その噴射は排気行程内に終了す
る。

【００３６】ＩＴｅ≧０つまり噴射終了時期が吸気行程
内であるときには、ＣＡＥＸＨ＝−ＩＴｓＣＡＩＮＴ＝ＩＴｅＩＴＥＸＨ＝ＩＴｓＩＴＩＮＴ＝０に設定する。これは図１１に（ａ）または（ｄ）で示し
た噴射パターンであり、排気行程内のＩＴｓのタイミン
グで噴射を開始し、吸気行程に入ってからＩＴｅのタイ
ミングで噴射を終了する。

【００３７】前記設定処理ののち、図１０に示したルー
チンに移行する。ここではまず噴射弁切換判定値ＴＰ１
２を読み込む（Ｓ２０１）。この判定値ＴＰ１２は前記
噴射量ＴＰとの比較により、吸気行程内噴射を第１の燃
料噴射弁６−１と第２の燃料噴射弁６−２の何れで行う
かを決めるためのものであり、機関回転速度Ｎｅに応じ
て予めＴＰ１２が割り付けられたテーブルを参照するこ
とで設定する。前記テーブルは高速回転時ほどＴＰ１２
が減少するような特性となっている。

【００３８】次いで、噴射開始時期ＩＴＥＸＨ、噴射パ
ルス幅ＣＡＥＸＨにて第２の燃料噴射弁６−２による燃
料噴射を行う（Ｓ２０２）。この燃料噴射は前記判定値
ＴＰ１２にかかわらず行い、すなわち排気行程内の燃料
噴射は常に第２の燃料噴射弁６−２から行う。ただし図
１１の（ｃ）のパターンではＩＴＥＸＨとＣＡＥＸＨは
ともに０であるから実際には噴射は行われない。

【００３９】この排気行程噴射ののち、前記判定値ＴＰ
１２と噴射量ＴＰとの比較により吸気行程内の燃料噴射
を何れの燃料噴射弁で行うかを決定する（Ｓ２０３）。
ここでＴＰ＞ＴＰ１２であれば、噴射開始時期ＩＴＩＮ
Ｔ、噴射パルス幅ＣＡＩＮＴにて第１の燃料噴射弁６−
１から燃料噴射を行う。これは図１１の（ａ）または
（ｃ）の噴射パターンである。一方、前記比較において
ＴＰ≦ＴＰ１２のときには、噴射開始時期ＩＴＩＮＴ、
噴射パルス幅ＣＡＩＮＴにて第２の燃料噴射弁６−２か
ら燃料噴射を行う。これは図１１の（ｄ）の噴射パター
ンである。（ｂ）の噴射パターンではＩＴＩＮＴとＣＡ
ＩＮＴがともに０であるから吸気行程噴射は行われな
い。

【００４０】図１２に前記吸気行程内での燃料噴射につ
いての第２の制御手法を示す。これは図１３にも示した
ように吸気行程内で燃料噴射を行う噴射パターンにおい
て、その噴射を第１の燃料噴射弁６−１と第２の燃料噴
射弁６−２で分担して行い、かつその噴射量割合を高速
・高負荷時ほど第１の燃料噴射弁６−１が高くなるよう
にしたものである。基本的な制御の流れは図９と同様で
あり、ただし同図のＳ１０８またはＳ１１０の処理にお
いて設定する吸気行程噴射の開始時期ＩＴＩＮＴと噴射
パルス幅ＣＡＩＮＴをマップ検索により各燃料噴射弁６
−１、６−２に割り振るようにした点で異なる。詳細に
は、Ｓ３０１〜Ｓ３０４で示したように、第１の燃料噴
射弁６−１による噴射開始時期ＩＴＩＮＴ１と噴射パル
ス幅ＣＡＩＮＴ１、第２の燃料噴射弁６−２による噴射
開始時期ＩＴＩＮＴ２と噴射パルス幅ＣＡＩＮＴ２を、
それぞれ回転速度Ｎｅと噴射パルス幅ＴＰをパラメータ
とするマップから読み込む。前記マップはＮｅとＴＰに
応じてそれぞれの値を付与するように予め設定されてい
るものである。この処理に次いで、第２の燃料噴射弁６
−２による排気行程内での燃料噴射を行い（Ｓ３０
５）、さらに第１の燃料噴射弁６−１によるＩＴＩＮＴ
１、ＣＡＩＮＴ１による燃料噴射と、第２の燃料噴射弁
６−２によるＩＴＩＮＴ２、ＣＡＩＮＴ２による燃料噴
射を行う（Ｓ３０６）。

【００４１】図１３はこの制御によるタイミングチャー
トである。図示したように、吸気行程内の燃料噴射は高
速・高負荷時ほど第１の燃料噴射弁６−１による割合が
高い。これは図１４に示したように噴射時間ないし噴射
パルス幅が長くなるほど燃料噴霧Ｍの貫通力が大きく、
その最大到達距離Ｌｍが長くなることに対応したもので
ある。すなわち、吸気量が増大する高速・高負荷時ほど
第１の燃料噴射弁６−１からの燃料噴霧を増大したほう
が燃料付着を起こしにくくなる。この制御により、中負
荷または中速回転域を含むより幅広い運転域で混合気性
状を改善することが可能となる。

【００４２】図１５は、前記吸気行程内での燃料噴射に
ついての第３の制御手法である。これは図１６にも示し
たように、１サイクル内の単位クランク角度あたりの吸
気量ｑａの変化に着目し、ｑａがある基準値ｑｓよりも
大きい高吸気量のクランク角範囲での燃料噴射時は第１
の燃料噴射弁６−１から噴射を行い、低吸気量のクラン
ク角範囲での燃料噴射時は第２の燃料噴射弁６−２によ
り行うようにしたものである。図１５において、Ｓ４０
１〜Ｓ４０５は図９のＳ１０１〜Ｓ１０５の処理と同一
であり、機関運転状態Ｎｅ，Ｑａに基づいて噴射パルス
幅ＴＰと噴射終了時期ＩＴｅを求め、これらから噴射期
間ＣＡＰと噴射開始時期ＩＴｓを設定する。次いで、吸
入開始時期ＩＴＩＮＴｓと吸入終了時期ＩＴＩＮＴｅと
を、ＮｅとＴＰとから前記ＩＴＩＮＴｓ、ＩＴＩＮＴｅ
を与えるように予め設定されたマップをそれぞれ参照す
ることで求める（Ｓ４０６、Ｓ４０７）。ＩＴＩＮＴｓ
は、図１６に示したように、吸入行程において単位クラ
ンク角あたりの吸気量ｑａがある基準値ｑｓ以上となる
時期、ＩＴＩＮＴｅは同じくｑｓ以下となる時期であ
り、それぞれ吸気上死点後のクランク角（ｄｅｇ）を表
している。なお、以下の説明において、ｑａ≧ｑｓとな
るクランク角域を高吸気量領域、ｑａ＜ｑｓとなるクラ
ンク各域を低吸気量領域と呼ぶことにする。

【００４３】次に、Ｓ４０３で求めた噴射終了時期ＩＴ
ｅから、燃料噴射期間が前記何れの吸気量領域に該当す
るかを判定し（Ｓ４０８、Ｓ４０９）、該当領域に応じ
て各領域の噴射開始時期ＩＴ１〜ＩＴ３、噴射パルス幅
ＣＡ１〜ＣＡ３を設定する処理を行う（Ｓ４１０〜Ｓ４
１０）。前記ＩＴ２とＣＡ２は吸気行程の高吸気量領域
での噴射開始時期と噴射パルス幅、ＩＴ１とＣＡ１はそ
の直前の第１の低吸気量領域での噴射開始時期と噴射パ
ルス幅、ＩＴ３とＣＡ３は直後の第２の低吸気量領域で
の噴射開始時期と噴射パルス幅であり、それぞれの単位
は吸気上死点後のクランク角（ｄｅｇ）である。この判
定処理では、まずＳ４０８にてＩＴｅとＩＴＩＮＴｓと
を比較し、ＩＴｅ≦ＩＴＩＮＴｓであればこれは前記第
１の低吸気量領域で燃料噴射が終了する噴射パターンで
あり、Ｓ４１０に示したように、ＩＴ１＝ＩＴｓＩＴ２＝ＩＴｓＩＴ３＝ＩＴｓＣＡ１＝ＣＡＰＣＡ２＝０ＣＡ３＝０に設定する（図１６の（ａ）を参照）。

【００４４】Ｓ４０８の判定においてＩＴｅ＜ＩＴＩＮ
Ｔｓであったときには、次いでＳ４０９にてＩＴｅとＩ
ＴＩＮＴｅとを比較する。ここでＩＴｅ≦ＩＴＩＮＴｅ
であれば、これは高吸気量領域の間に噴射が終了する噴
射パターンであり、Ｓ４１１に示したように、ＩＴ１＝ＩＴｓＩＴ２＝ＩＴＩＮＴｓＩＴ３＝ＩＴＩＮＴｓＣＡ１＝ＩＴＩＮＴｓ−ＩＴｓＣＡ２＝ＩＴｅ−ＩＴＩＮＴｓＣＡ３＝０に設定する（図１６の（ｂ）を参照）。

【００４５】Ｓ４０９の判定においてＩＴｅ＜ＩＴＩＮ
Ｔｅであったときは、これは第２の低吸気量領域に達し
てから噴射が終了する噴射パターンであり、Ｓ４１２に
示したように、ＩＴ１＝ＩＴｓＩＴ２＝ＩＴＩＮＴｓＩＴ３＝ＩＴＩＮＴｅＣＡ１＝ＩＴＩＮＴｓ−ＩＴｓＣＡ２＝ＩＴＩＮＴｅ−ＩＴＩＮＴｓＣＡ３＝ＩＴｅ−ＩＴＩＮＴｅに設定する（図１６の（ｃ）参照）。

【００４６】前記何れかの噴射パターンの設定に基づ
き、燃料噴射弁６−１または６−２を駆動して燃料噴射
を行う（Ｓ４１３）。すなわち、前記第１または第２の
低吸気量領域では噴射開始時期ＩＴ１またはＩＴ３、噴
射パルス幅ＣＡ１またはＣＡ３にて第２の燃料噴射弁６
−２から燃料噴射を行い、高吸気量領域では噴射開始時
期ＩＴ２、噴射パルス幅ＣＡ２にて第１の燃料噴射弁６
−１から燃料噴射を行う。ただし、前述したようにＳ４
１０の設定ではＣＡ２、ＣＡ３がともに０であるので第
１の低吸気量領域でのみ燃料噴射が行われ、Ｓ４１１の
設定ではＣＡ３が０であるので第２の低吸気量領域では
燃料噴射は行われない。このようにして、２個の特性の
異なる燃料噴射弁６−１と６−２をサイクル内の吸気量
変化に応じて切り換えることにより、燃料付着をより的
確に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の機械的構成の概略図。

【図２】実施形態の燃料噴射弁の配置を示すための吸入
ポート部の側面断面図。

【図３】実施形態の燃料噴射弁の配置を示すためのシリ
ンダヘッドの概略平面図。

【図４】前記燃料噴射弁の配置に関する他の実施形態の
シリンダヘッドの概略平面図。

【図５】前記燃料噴射弁の配置に関する他の実施形態の
シリンダヘッドの概略平面図。

【図６】実施形態の燃料噴霧の特性を示すための第１の
説明図。

【図７】実施形態の燃料噴霧の特性を示すための第２の
説明図。

【図８】実施形態の燃料噴霧の特性を示すための第３の
説明図。

【図９】実施形態の制御手法を表す第１の流れ図。

【図１０】実施形態の制御手法を表す第２の流れ図。

【図１１】図９〜図１０による制御時のタイミングチャ
ート。

【図１２】制御手法に関する第２の実施形態の流れ図。

【図１３】図１２による制御時のタイミングチャート。

【図１４】燃料噴霧の最大到達距離と噴射パルス幅との
関係を示す特性図。

【図１５】制御手法に関する第３の実施形態の流れ図。

【図１６】図１５による制御時のタイミングチャート。

【符号の説明】

１内燃機関２動弁装置３吸気弁３ａ吸気弁傘部４排気弁５吸気通路５ａ吸入ポート部６−１第１の燃料噴射弁６−２第２の燃料噴射弁７燃焼室８点火栓９点火コイル１０スロットルバルブ１１エアフロメータ１２クランク角センサ１３水温センサ１５コントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｍ 69/04 Ｆ０２Ｍ 69/00 ３２０Ｆ３５０Ｐ３２０ＡＦターム(参考） 3G066 AA01 AB02 AD10 BA01 CC06U CC31 CD26 CE21 DA01 DA04 DA09 DB06 DB08 DB09 DB11 DB12 DB13 3G301 HA01 JA00 JA02 JA21 KA08 KA09 KA24 KA25 LB02 MA12 MA19 MA20 MA26 MA29 NA06 NC02 PA01Z PE03Z PE08Z PG01Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸入ポート部に臨むように第１の燃料噴射
弁と第２の燃料噴射弁とを備え、第１の燃料噴射弁の噴
射中心線が吸気流の中心線Ｌ０となす角度θ１を、第２
の燃料噴射弁の噴射中心線が吸気流の中心線Ｌ０となす
角度θ２よりも大となるように設定すると共に、第２の
燃料噴射弁の噴射方向を吸気弁傘部方向に設定したこと
を特徴とする内燃機関。
【請求項２】前記第１の燃料噴射弁についての角度θ１
は、高速または高負荷運転状態にて、第１の燃料噴射弁
と相対するポート部壁面に噴射燃料が到達しないように
設定した請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】機関運転状態を検出する手段を備え、前記
第１の燃料噴射弁からの噴射量と、第２の燃料噴射弁か
らの噴射量とを、前記機関運転状態に応じて可変設定す
るようにした請求項１または請求項２に記載の内燃機
関。
【請求項４】前記噴射量の可変設定を、吸気弁の開閉状
態に応じて行うようにした請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】吸気弁が閉じている間は第１の燃料噴射弁
よりも第２の燃料噴射弁による噴射量を大きくした請求
項４に記載の内燃機関。
【請求項６】前記噴射量の可変設定を、機関の回転速度
または負荷に応じて行うようにした請求項３に記載の内
燃機関。
【請求項７】高速または高負荷時ほど第１の燃料噴射弁
からの噴射量割合が増大するようにした請求項６に記載
の内燃機関。
【請求項８】比較的吸気流量の多い高吸気量領域では第
１の燃料噴射弁から燃料噴射を行い、前記高吸気量領域
よりも吸気流量が少ない低吸気量領域では第２の燃料噴
射弁から燃料噴射を行うようにした請求項３に記載の内
燃機関。
【請求項９】第１の燃料噴射弁による噴射量または第２
の燃料噴射弁による噴射量を、１サイクル内で複数回に
分けて噴射するようにした請求項１に記載の内燃機関。
【請求項１０】前記第２の燃料噴射弁は、その位置およ
び角度を燃料噴霧がほぼ吸気弁傘部の内周域に到達する
ように設定した請求項１に記載の内燃機関。
【請求項１１】前記第１の燃料噴射弁は、第２の燃料噴
射弁に比較して高噴射率の特性を有する請求項１に記載
の内燃機関。
【請求項１２】前記第１の燃料噴射弁と第２の燃料噴射
弁とを、並列的に配置した請求項１に記載の内燃機関。