(57)【要約】  本発明の目的は、吸気管の上流と下流に２本のインジェクタが並べて配置されている内燃機関において下流側のインジェクタへのデポジットの付着を抑制できるようにすることである。この目的のため、本発明の１つの形態としての燃料噴射制御装置は、要求燃料噴射量が基準値以上の場合には両インジェクタを共に作動させる。基準値は各インジェクタの下限噴射量の和以上の値に設定されている。その際、燃料噴射制御装置は、吸気管の下流に配置されたインジェクタから噴射する燃料の割合を吸気管の上流に配置されたインジェクタから噴射する燃料の割合よりも大きくする。
2012131943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気管の上流に配置された第１のインジェクタと前記吸気管の下流に配置された第２のインジェクタとを有する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
要求燃料噴射量が各インジェクタの下限噴射量の和以上の値に設定された基準値以上の場合、前記第２のインジェクタにより噴射する燃料の割合を前記第１のインジェクタにより噴射する燃料の割合よりも大きくしながら両インジェクタを共に作動させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射制御装置は、両インジェクタを共に作動させる場合、吸入空気量が多いほど前記第１のインジェクタにより噴射する燃料の割合を大きくすることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射制御装置は、両インジェクタを共に作動させる場合、両インジェクタに同期噴射による燃料噴射を行わせることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射制御装置は、両インジェクタに同期噴射による燃料噴射を行わせる場合、同量の燃料を非同期噴射によって噴射する場合に比較して前記第２のインジェクタにより噴射する燃料の割合を小さくすることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記燃料噴射制御装置は、両インジェクタに同期噴射による燃料噴射を行わせる場合、前記第２のインジェクタに関しては一部の燃料を同期噴射に先行する非同期噴射によって噴射させることを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記第２のインジェクタの流量サイズは前記第１のインジェクタの流量サイズよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
前記第２のインジェクタに供給される燃料の圧力は前記第１のインジェクタに供給される燃料の圧力よりも高いことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
前記燃料噴射制御装置は、要求燃料噴射量が前記基準値よりも少ない場合、前記第２のインジェクタのみを作動させることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、詳しくは、吸気管の上流に配置された第１のインジェクタと吸気管の下流に配置された第２のインジェクタとを有する内燃機関のための燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気管の上流と下流に２本のインジェクタを並べて配置し、両方のインジェクタを作動させて燃料噴射を行うようにした内燃機関が知られている。しかし、このような内燃機関でも、要求噴射量が各インジェクタの下限噴射量の和よりも少ない場合には、必然的に、何れか一方のインジェクタしか作動させることができない。この場合、停止させられるインジェクタでは、輻射熱や筒内から吹き返されるガスによって先端部が高温にさらされる結果、停止期間中にデポジットが付着してしまう。これに対して、作動しているインジェクタでは、噴射される燃料によって先端部が冷却されるため、停止しているインジェクタに比較すれば高温環境下におけるデポジットの付着は抑制される。【０００３】
このようなことから、特開２００８−１６３７４９号公報に開示されている制御装置は、要求噴射量が所定値よりも少ない場合には、停止させるインジェクタを２つのインジェクタの間で交互に切り替えるようにしている。切り替えのタイミングは、噴射を停止したインジェクタの噴射停止時間或いは噴射停止サイクル数が所定のリミット値に達したかどうかによって判断されている。これによれば何れのインジェクタにおいても作動と停止が交互に繰り返されることになるので、特定のインジェクタのみが燃料噴射を停止した状態で長時間高温にさらされることは無くなり、先端部へのデポジットの付着は抑制される。【０００４】
ところが、インジェクタへのデポジットの付着は燃料が噴射されている状況でも起こりうる。特に、下流側のインジェクタは、上流側のインジェクタに比較して熱的に厳しい環境に置かれるため、デポジットの付着が起こり易い。よって、２つのインジェクタのうちの１つしか作動させることができない状況だけでなく、両方のインジェクタを作動させることができる状況でも何らかの対策を行うことが望ましい。上記公報に開示されている制御装置の場合、要求噴射量が所定値以上のときには、要求噴射量の半分を上流側のインジェクタにより噴射し、要求噴射量の残りの半分を下流側のインジェクタにより噴射している。このように２つのインジェクタの噴射割合を同じにすることは、当業者であれば容易に考えられる噴射割合の１つの例である。しかし、下流側のインジェクタへのデポジットの付着という問題に照らした場合、噴射割合を単純に１対１に設定することは必ずしも最適な例であるとは言えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１６３７４９号公報
【特許文献２】特開２００５−２２６５２９号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、吸気管の上流と下流に２本のインジェクタが並べて配置されている内燃機関において下流側のインジェクタへのデポジットの付着を抑制できるようにすることを課題とする。そして、そのような課題を達成するために、本発明は次のような内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。
【０００７】
本発明の１つの形態としての燃料噴射制御装置は、要求燃料噴射量が基準値以上の場合には両インジェクタを共に作動させる。基準値は各インジェクタの下限噴射量の和以上の値に設定されている。その際、本燃料噴射制御装置は、吸気管の下流に配置されたインジェクタから噴射する燃料の割合を吸気管の上流に配置されたインジェクタから噴射する燃料の割合よりも大きくする。このように各インジェクタの噴射割合を決めることにより、熱的に厳しい位置にある下流側インジェクタにおいて燃料による冷却効果を大きくすることができる。また、上流側インジェクタからも燃料を噴射することで、上流側インジェクタ自身を燃料により冷却すると同時に、その噴射燃料が気化する際の気化潜熱によって下流側インジェクタをさらに冷却することができる。なお、要求燃料噴射量が基準値よりも少ない場合には、熱的に厳しい条件に置かれている下流側インジェクタのみを作動させて燃料による冷却を促進することが好ましい。
【０００８】
本発明のより好ましい形態によれば、本燃料噴射制御装置は、両インジェクタを共に作動させる場合、吸入空気量が多いほど上流側のインジェクタにより噴射する燃料の割合を大きくする。つまり、吸入空気量が多いほど上流側インジェクタにより噴射する燃料の割合と下流側インジェクタにより噴射する燃料の割合とを１対１に近づけていく。吸入空気量が多くなるにつれ空気が熱を持ち去る効果は大きくなる。さらに、それに加えて、燃料噴射量が増えることに伴い燃料による冷却効果も大きくなる。このため、吸入空気量が多くなるほど、デポジットの付着を抑制しながらも下流側インジェクタにより噴射する燃料の割合をより下げることが可能となる。そして、上流側インジェクタによる燃料噴射の場合は、噴射した燃料が筒内に入るまでに時間があることから、下流側インジェクタによる燃料噴射に比較して燃料の微粒化が進み易い。よって、上流側インジェクタにより噴射する燃料の割合を大きくすることで、燃料の微粒化を促進して混合気の均質性を向上させることができる。
【０００９】
本発明の別の好ましい形態によれば、本燃料噴射制御装置は、両インジェクタを共に作動させる場合、両インジェクタに同期噴射による燃料噴射を行わせる。同期噴射によれば、燃料が気化する際の気化潜熱によって筒内に吸入される空気を冷却して筒内温度を下げることができる。筒内温度が下がればノックを改善することができるだけでなく、空気の充填効率の向上によって燃費の向上とトルク過渡性能の向上を達成することができる。さらに、上流側インジェクタから噴射された燃料は吸気流に乗って、下流側インジェクタの付近で気化するようになるので、気化潜熱による下流側インジェクタの冷却効果も多く得ることができる。
【００１０】
このように両インジェクタにおいて同期噴射による燃料噴射を行うのであれば、好ましくは、同量の燃料を非同期噴射によって噴射する場合に比較して下流側インジェクタにより噴射する燃料の割合を小さくする。同期噴射によれば、気化潜熱による下流側インジェクタの冷却効果を多く得られる分、下流側インジェクタ自体から噴射する燃料量を低減することができるからである。その分、上流側インジェクタにより噴射する燃料の割合を大きくすることで、燃料の微粒化をより促進して混合気の均質性をさらに向上させることができる。
【００１１】
また、両インジェクタにおいて同期噴射による燃料噴射を行う場合、より好ましくは、下流側インジェクタに関しては一部の燃料を同期噴射に先行する非同期噴射によって噴射させる。すなわち、上流側インジェクタに関しては全ての燃料を同期噴射によって噴射させ、下流側インジェクタに関しては非同期噴射と同期噴射とに分割して燃料を噴射させる。吸気弁が閉じた状況においては、デポジットの形成の素になるＥＧＲガスが下流側インジェクタの先端付近に長時間滞留するため、燃焼室からの輻射熱によって下流側インジェクタの先端部にデポジットが形成されやすい。しかし、このように一部の燃料を分割して非同期噴射により噴射することで、初期のデポジットを下流側インジェクタの先端部から吹き飛ばすことができる。
【００１２】
なお、各インジェクタによる燃料噴射量は、両者のスペックに大きな違いがないのであれば、燃料噴射時間によって制御することができる。しかし、両インジェクタの流量サイズを異ならせるならば、詳しくは、下流側インジェクタの流量サイズを上流側インジェクタの流量サイズよりも大きくするならば、両インジェクタにおける燃料噴射期間を略同じにして制御の統一化を図ることができる。また、下流側インジェクタの燃料圧力を上流側インジェクタの燃料圧力よりも大きくしてもよい。これによれば、下流側インジェクタによる単位時間当たりの燃料噴射量を増大させることができ、また、下流側インジェクタにより噴射される燃料の微粒化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１の燃料噴射制御装置が適用される内燃機関の吸気ポート周辺の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１の燃料噴射制御装置による各インジェクタの動作を内燃機関の運転領域に関連付けて示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１の燃料噴射制御装置による各インジェクタの燃料噴射期間を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２の燃料噴射制御装置による各インジェクタの燃料噴射期間を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の実施の形態３の燃料噴射制御装置が適用される内燃機関の燃料供給システムの構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態４の燃料噴射制御装置による各インジェクタの燃料噴射量の決定手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態５の燃料噴射制御装置による各インジェクタの燃料噴射期間を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の燃料噴射制御装置が適用される内燃機関の燃料供給システムの他の構成を示す図である。
【図９】本発明の燃料噴射制御装置が適用される内燃機関の吸気ポート周辺の他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図を参照して説明する。
【００１５】
本実施の形態の燃料噴射制御装置が適用される内燃機関は自動車用の内燃機関であり、より具体的には、予混合燃焼式の４ストローク１サイクルレシプロエンジンである。本実施の形態の燃料噴射制御装置は、そのような内燃機関の運転を総合制御するＥＣＵの一つの機能として実現される。
【００１６】
図１は、本燃料噴射制御装置が適用される内燃機関の吸気ポート周辺の構成を示す図である。本燃料噴射制御装置が適用される内燃機関では、吸気管４の先端が２つの吸気ポート６、８に分岐し、各吸気ポート６、８が燃焼室２に接続されている。吸気管４における吸気ポート６、８の分岐部よりも上流には、２つのインジェクタ１０、１２が吸気管４の流れの方向に並んで配置されている。上流側の第１インジェクタ１０と下流側の第２インジェクタ１２との間には構造において違いがある。第１インジェクタ１０は一方向に広角に噴射することができるインジェクタであって、その燃料噴射によって広角に広がる単一の噴霧１０ａが形成される。第２インジェクタ１２は噴射方向が２方向であり、その燃料噴射によって各吸気ポートに向かう２つの噴霧１２ａ、１２ｂが形成される。
【００１７】
２つのインジェクタ１０、１２のうち熱的に厳しいのは、燃焼室２に近い下流側の第２インジェクタ１２である。第２インジェクタ１２は、輻射熱や燃焼室２から吹き返されるガスによって先端部が高温にさらされている。このため、上流側の第１インジェクタ１０に比較してデポジットが付着しやすい。そこで、本燃料噴射制御装置は、２つのインジェクタ１０、１２の動作を次のように制御し、それによって第２インジェクタ１２へのデポジットの付着を抑制する。
【００１８】
図２は、エンジン回転数とトルク（或いは負荷率）とによって定まる内燃機関の運転領域に各インジェクタ１０、１２の動作を関連付けて示す図である。この図に示すように、本燃料噴射制御装置によるインジェクタ１０、１２の制御においては、内燃機関の運転領域は２つの領域に分けられる。具体的には、低トルク領域と中・高トルク領域とに分けられる。本燃料噴射制御装置は、以下に述べるように、領域ごとに設定されたモードに従って各インジェクタ１０、１２の動作を制御する。
【００１９】
低トルク領域は、要求噴射量が各インジェクタ１０、１２の下限噴射量の和よりも少ない領域とされている。要求噴射量は要求トルクの達成に必要な１サイクルあたりの燃料噴射量であって、主として吸入空気量と目標空燃比とを用いて計算される。下限噴射量はインジェクタの仕様により決まる噴射可能な最小の燃料噴射量であって、インジェクタ１０、１２ごとに決まっている。このような低トルク領域では、要求噴射量が少ないために２つのインジェクタ１０、１２を共に作動させることができない。そこで、本燃料噴射制御装置は、内燃機関が低トルク領域で運転されているときには、上流側の第１インジェクタ１０は停止し、熱的に厳しい条件に置かれている第２インジェクタ１２のみを作動させる。これにより、第２インジェクタ１２の先端部を燃料によって冷却することが可能になって、第２インジェクタ１２へのデポジットの付着は抑制される。
【００２０】
中・高トルク領域は、要求噴射量が各インジェクタ１０、１２の下限噴射量の和以上の領域とされている。内燃機関が中・高トルク領域で運転されている場合、本燃料噴射制御装置は、２つのインジェクタ１０、１２の両方を作動させる。つまり、上流側の第１インジェクタ１０にも下流側の第２インジェクタ１２にも燃料を噴射させる。ただし、各インジェクタ１０、１２により噴射する燃料の割合は均等ではない。本燃料噴射制御装置は、第２インジェクタ１２により噴射する燃料の割合を第１インジェクタ１０により噴射する燃料の割合よりも大きくする。このように各インジェクタ１０、１２の噴射割合を決めることにより、熱的に厳しい位置にある第２インジェクタ１２において燃料による冷却効果を大きくすることができる。また、第２インジェクタ１２だけでなく第１インジェクタ１０からも燃料を噴射することで、第１インジェクタ１０自身を燃料により冷却すると同時に、その噴射燃料が気化する際の気化潜熱によって下流の第２インジェクタ１２をさらに冷却することが可能となる。
【００２１】
さらに、本燃料噴射制御装置は、上述のように第２インジェクタ１２により噴射する燃料の割合のほうを大きくしながらも、吸入空気量が多いほど第１インジェクタ１０により噴射する燃料の割合を大きくしていく。つまり、吸入空気量が多いほど、各インジェクタ１０、１２により噴射する燃料の割合を均等に近づけていく。吸入空気量が多くなるにつれ空気が熱を持ち去る効果が大きくなると同時に、燃料噴射量が増えることに伴い燃料による冷却効果も大きくなる。このため、吸入空気量が多くなるほど、第２インジェクタ１２により噴射する燃料の割合を下げる余地は大きくなる。一方、第１インジェクタ１０による燃料噴射によれば、噴射した燃料が筒内に入るまでに時間があることから、第２インジェクタ１２による燃料噴射に比較して燃料の微粒化が進み易い。ゆえに、吸入空気量に応じて第１インジェクタ１０により噴射する燃料の割合を大きくすることで、第２インジェクタ１２へのデポジットの付着を抑制しつつ、燃料の微粒化を促進して混合気の均質性を向上させることが可能となる。
【００２２】
図３は、２つのインジェクタ１０、１２の両方を作動させる場合の各インジェクタ１０、１２の燃料噴射期間を示すタイミングチャートである。このタイミングチャートには、吸気弁が開いている期間が各インジェクタ１０、１２の燃料噴射期間と併せて示されている。一般に、吸気弁が開いている期間に行われる燃料噴射は同期噴射と呼ばれ、吸気弁が閉じている期間に行われる燃料噴射は非同期噴射と呼ばれている。本燃料噴射制御装置は、図２に示すように、それぞれのインジェクタ１０、１２に同期噴射による燃料噴射を行わせる。両インジェクタ１０、１２が共に作動する場合、第２インジェクタ１２により噴射する燃料の割合のほうが大きくされることから、燃料噴射期間は第２インジェクタ１２のほうが長く取られる。ここでは、燃料噴射終了時期は２つのインジェクタ１０、１２の間で同一とされ、燃料噴射開始時期を異ならせることによって各インジェクタ１０、１２の燃料噴射期間が調整されている。各インジェクタ１０、１２によって同期噴射を行うことで、燃料が気化する際の気化潜熱によって筒内に吸入される空気を冷却して筒内温度を下げることができる。筒内温度が下がればノックを改善することができるだけでなく、空気の充填効率の向上によって燃費の向上とトルク過渡性能の向上を達成することができる。さらに、第１インジェクタ１０から噴射された燃料は吸気流に乗って下流の第２インジェクタ１２の付近で気化するようになるので、気化潜熱による第２インジェクタ１２の冷却効果もより多く得ることができる。
【００２３】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２について図を参照して説明する。
【００２４】
本実施の形態の燃料噴射制御装置は、実施の形態１と同様に、図１のように構成される内燃機関に適用される。ただし、本実施の形態では、下流側の第２インジェクタ１２の流量サイズは上流側の第１インジェクタ１０のそれよりも大きくされている。この場合、２つのインジェクタ１０、１２の両方を作動させる場合の各インジェクタ１０、１２の噴射期間を示すタイミングチャートは図４のようになる。このタイムチャートに示すように、第２インジェクタ１２の流量サイズを大きくすることで、必要な燃料噴射期間を縮めることが可能となる。結果、両インジェクタ１０、１２における燃料噴射期間を略同じにすることができ、２つのインジェクタ１０、１２の間で制御の統一化を図ることが可能となる。
【００２５】
なお、本実施の形態においても、内燃機関の運転領域や吸入空気量に応じて各インジェクタ１０、１２の噴射割合が決定され、また、同期噴射を行うように各インジェクタ１０、１２の噴射時期が決定される。これらの点に関しては、実施の形態１の場合と共通している。
【００２６】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３について図を参照して説明する。
【００２７】
本実施の形態の燃料噴射制御装置は、実施の形態１と同様に、図１のように構成される内燃機関に適用される。ただし、本燃料噴射制御装置が適用される内燃機関は、その燃料供給システムの構成に特徴がある。本実施の形態では、内燃機関の燃料供給システムは図５のように構成される。図５は、吸気弁１４が開き排気弁１６が閉じている状態、すなわち、吸気行程にあるときの内燃機関の様子を表している。図５において、図１に示される部品又は部位と同一のものについては同一の符号を付している。
【００２８】
本燃料噴射制御装置が適用される内燃機関は、図５に示すように、第１インジェクタ１０に燃料を供給する燃料供給システムと第２インジェクタ１２に燃料を供給する燃料供給システムとを別々に備えている。前者には第１インジェクタ１０に供給される燃料を所定の低圧値に規制する低圧レギュレータ２０が設けられている。後者には第２インジェクタ１２に供給される燃料を所定の高圧値に規制する高圧レギュレータ２２が設けられている。これによれば、第２インジェクタ１２による単位時間当たりの噴射量を第１インジェクタ１０のそれよりも大きくすることができるので、実施の形態２の場合と同じように、両インジェクタ１０、１２における燃料噴射期間を略同じにすることが可能となる。さらに、本実施の形態によれば、第２インジェクタ１２により噴射される燃料の微粒化を図ることも可能となる。
【００２９】
なお、本実施の形態においても、内燃機関の運転領域や吸入空気量に応じて各インジェクタ１０、１２の噴射割合が決定され、また、同期噴射を行うように各インジェクタ１０、１２の噴射時期が決定される。これらの点に関しては、実施の形態１や実施の形態２の場合と共通している。
【００３０】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４について図を参照して説明する。
【００３１】
本実施の形態の燃料噴射制御装置は、実施の形態１と同様に、図１のように構成される内燃機関に適用される。本実施の形態と実施の形態１との相違点は、インジェクタ１０、１２ごとに決定される燃料噴射量の決定方法にある。本燃料噴射制御装置は、図６のフローチャートに示す手順に従って各インジェクタ１０、１２の燃料噴射量を決定する。
【００３２】
図６のフローチャートによれば、最初のステップＳ１において、エンジン回転数、トルク（或いは負荷率）及び吸気温度に基づいて第２インジェクタ１２の先端温度が算出される。この計算には、モデルによる計算式や実験ベースの計算式或いはマップを用いることができる。そして、次のステップでは、ステップＳ１で算出したインジェクタ先端温度と基準温度との差ΔＴが算出される。基準温度は、第２インジェクタ１２の先端の冷却の必要性を判断するための基準となる温度である。基準温度は固定値でもよいし、例えば、エンジン回転数、トルク（或いは負荷率）或いは吸気温度、若しくはそれらの組み合わせに応じて変化させてもよい。
【００３３】
ステップＳ３では、ステップＳ２で算出したインジェクタ先端温度と基準温度との差ΔＴが０よりも大きいかどうか判定される。差ΔＴがゼロ以下の場合、つまり、インジェクタ先端温度が基準温度以下の場合には、現在決定されている各インジェクタ１０、１２の基本噴射量がそのまま維持される。基本噴射量は吸気非同期噴射を行うことを前提として決定される各インジェクタ１０、１２の燃料噴射量である。
【００３４】
一方、差ΔＴがゼロよりも大きい場合には、ステップＳ４及びＳ５の処理が行われる。ステップＳ４では、第２インジェクタ１２の先端を冷却するために必要な燃料増量ΔＱ１が差ΔＴから算出される。この計算には、モデルによる計算式や実験ベースの計算式或いはマップを用いることができる。そして、次のステップＳ５では、吸気非同期噴射を行う場合の第１インジェクタ１０の燃料噴射量Ｑupから燃料増量ΔＱ１を引いた値が新たな第１インジェクタ１０の燃料噴射量Ｑupとして決定されるとともに、吸気非同期噴射を行う場合の第２インジェクタ１２の燃料噴射量Ｑdownに燃料増量ΔＱ１を足した値が新たな第２インジェクタ１２の燃料噴射量Ｑdownとして決定される。
【００３５】
次に、ステップＳ６では、内燃機関の運転状態や環境条件に基づいて吸気同期噴射を行うかどうかが判定される。吸気同期噴射が行われないのであれば、ステップＳ５で算出された各インジェクタ１０、１２の燃料噴射量がそのまま維持される。
【００３６】
吸気同期噴射が行われる場合には、ステップＳ７、Ｓ８及びＳ９の処理が行われる。ステップＳ７では、エンジン回転数、吸入空気量及び第１インジェクタ１０の燃料噴射量から気化潜熱効果分の温度低下量が算出される。気化潜熱効果分の温度低下量とは、第１インジェクタ１０による燃料噴射を吸気同期噴射とする場合に、第１インジェクタ１０により噴射された燃料の気化潜熱によって得られる第２インジェクタ１２の温度低下量を意味する。次のステップＳ８では、気化潜熱効果分の温度低下量から気化潜熱効果分の燃料減量ΔＱ２が算出される。これらの計算には、モデルによる計算式や実験ベースの計算式或いはマップを用いることができる。そして、次のステップＳ９では、ステップＳ５で算出した第１インジェクタ１０の燃料噴射量Ｑupに燃料減量ΔＱ２を足した値が新たな第１インジェクタ１０の燃料噴射量Ｑupとして決定されるとともに、吸気非同期噴射を行う場合の第２インジェクタ１２の燃料噴射量Ｑdownから燃料減量ΔＱ２を引いた値が新たな第２インジェクタ１２の燃料噴射量Ｑdownとして決定される。
【００３７】
以上述べたように、本燃料噴射制御装置は、両インジェクタ１０、１２において同期噴射による燃料噴射を行う場合には、同量の燃料を非同期噴射によって噴射する場合に比較して第２インジェクタ１２により噴射する燃料の割合を小さくする。同期噴射によれば、気化潜熱による第２インジェクタ１２の冷却効果を多く得られる分、第２インジェクタ１２自体から噴射する燃料量を低減することができるからである。本燃料噴射制御装置によれば、その分、第１インジェクタ１０により噴射する燃料の割合は大きくされるので、燃料の微粒化をより促進して混合気の均質性をさらに向上させることができる。
【００３８】
なお、本実施の形態にかかる燃料噴射量制御は、実施の形態１にかかる内燃機関のみならず実施の形態２や実施の形態３にかかる内燃機関にも適用することができる。
【００３９】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５について図を参照して説明する。
【００４０】
本実施の形態の燃料噴射制御装置は、実施の形態１と同様に、図１のように構成される内燃機関に適用される。本実施の形態と実施の形態１との相違点は、２つのインジェクタ１０、１２の両方を作動させる場合のインジェクタ１０、１２の噴射期間の設定にある。より詳しくは、下流側の第２インジェクタ１２の噴射期間の設定に違いがある。図７は、本実施の形態において２つのインジェクタ１０、１２の両方を作動させる場合の各インジェクタ１０、１２の噴射期間を示すタイミングチャートである。以下、これについて説明する。
【００４１】
図７に示すように、本燃料噴射制御装置は、第２インジェクタ１２に関しては非同期噴射と同期噴射とに分割して燃料を噴射させる。つまり、第２インジェクタ１２に関しては一部の燃料を同期噴射に先行する非同期噴射によって噴射させる。一方、第１インジェクタ１０に関しては全ての燃料を同期噴射によって噴射させる。吸気弁が閉じた状況においては、デポジットの形成の素になるＮＯｘを含んだＥＧＲガスが第２インジェクタ１２の先端付近に長時間滞留する。このため、燃焼室２からの輻射熱によって第２インジェクタ１２の先端部にはデポジットが形成されやすい。しかし、本実施の形態のように第２インジェクタ１２の一部の燃料を分割して非同期噴射により噴射することで、初期のデポジットを第２インジェクタ１２の先端部から吹き飛ばすことが可能となる。つまり、第２インジェクタ１２へのデポジットの付着をより効果的に抑制することが可能となる。
【００４２】
なお、本実施の形態にかかる燃料噴射量制御は、実施の形態１にかかる内燃機関のみならず実施の形態２や実施の形態３にかかる内燃機関にも適用することができる。また、本実施の形態にかかる燃料噴射量制御は、実施の形態４にかかる燃料噴射量制御と組み合わせることもできる。
【００４３】
その他．
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、両インジェクタ１０、１２を作動させる場合、吸入空気量の大小によらず、各インジェクタ１０、１２により噴射する燃料の割合を一定にすることも可能である。また、少なくとも一方のインジェクタ１０、１２に非同期噴射による燃料噴射を行わせることも可能である。
【００４４】
実施の形態３においては、図５に示す燃料供給システムの構成に代えて図８に示す燃料供給システムの構成を用いることも可能である。図８に示す燃料供給システムは、２つのインジェクタ１０、１２によって共有される燃料供給システムである。この燃料供給システムの燃料供給ラインには、高圧レギュレータ２６と低圧レギュレータ２４とが直列に配置されている。高圧レギュレータ２６によって調圧された高圧の燃料は第２インジェクタ１２に供給され、低圧レギュレータ２４によって調圧された低圧の燃料は第１インジェクタ１０に供給される。これにより、実施の形態３の場合と同様に、第２インジェクタ１２による単位時間当たりの噴射量を第１インジェクタ１０のそれよりも大きくすることができる。
【００４５】
また、本発明は図９に示す構成の内燃機関にも適用することができる。図９に示す内燃機関は、燃焼室３２に接続される吸気ポート３６が１つのみのシングルポート型の内燃機関である。吸気ポート３６の上流には、２つのインジェクタ４０、４２が吸気管３４の流れの方向に並んで配置されている。上流側の第１インジェクタ４０は一方向に噴射することができるインジェクタであって、単一の噴霧４０ａが形成される。同じく第２インジェクタ４２も一方向に噴射することができるインジェクタであって、単一の噴霧４２ａが形成される。本発明は、これら２つのインジェクタ４０、４２の動作を制御する燃料噴射制御装置として構成することができる。
【符号の説明】
【００４６】
２  燃焼室
４  吸気管
６、８  吸気ポート
１０  第１インジェクタ
１０ａ  第１インジェクタによる噴霧
１２  第２インジェクタ
１２ａ、１２ｂ  第２インジェクタによる噴霧
【図１】
2012131943.tif 000003
【図２】
2012131943.tif 000004
【図３】
2012131943.tif 000005
【図４】
2012131943.tif 000006
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年10月3日(2011.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気管の上流に配置された第１のインジェクタと前記吸気管の下流に配置された第２のインジェクタとを有する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
要求燃料噴射量が各インジェクタの下限噴射量の和以上の値に設定された基準値以上の場合、前記第２のインジェクタにより噴射する燃料の割合を前記第１のインジェクタにより噴射する燃料の割合よりも大きくしながら両インジェクタを共に作動させるが、吸入空気量が多いほど前記第１のインジェクタにより噴射する燃料の割合を大きくすることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記燃料噴射制御装置は、両インジェクタを共に作動させる場合、両インジェクタに同期噴射による燃料噴射を行わせることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射制御装置は、両インジェクタに同期噴射による燃料噴射を行わせる場合、同量の燃料を非同期噴射によって噴射する場合に比較して前記第２のインジェクタにより噴射する燃料の割合を小さくすることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記燃料噴射制御装置は、両インジェクタに同期噴射による燃料噴射を行わせる場合、前記第２のインジェクタに関しては一部の燃料を同期噴射に先行する非同期噴射によって噴射させることを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記第２のインジェクタの流量サイズは前記第１のインジェクタの流量サイズよりも大きいことを特徴とする請求項１、３乃至５の何れか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
前記第２のインジェクタに供給される燃料の圧力は前記第１のインジェクタに供給される燃料の圧力よりも高いことを特徴とする請求項１、３乃至５の何れか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
前記燃料噴射制御装置は、要求燃料噴射量が前記基準値よりも少ない場合、前記第２のインジェクタのみを作動させることを特徴とする請求項１、３乃至７の何れか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月22日(2013.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気管の上流に配置された第１のインジェクタと前記吸気管の下流に配置された第２のインジェクタとを有する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
要求燃料噴射量が各インジェクタの下限噴射量の和以上の値に設定された基準値以上の場合、前記第２のインジェクタにより噴射する燃料の割合を前記第１のインジェクタにより噴射する燃料の割合よりも大きくしながら両インジェクタを共に作動させるが、吸入空気量が多いほど前記第１のインジェクタにより噴射する燃料の割合を大きくすることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射制御装置は、両インジェクタを共に作動させる場合、両インジェクタに同期噴射による燃料噴射を行わせることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射制御装置は、両インジェクタに同期噴射による燃料噴射を行わせる場合、同量の燃料を非同期噴射によって噴射する場合に比較して前記第２のインジェクタにより噴射する燃料の割合を小さくすることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射制御装置は、両インジェクタに同期噴射による燃料噴射を行わせる場合、前記第２のインジェクタに関しては一部の燃料を同期噴射に先行する非同期噴射によって噴射させることを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記第２のインジェクタの流量サイズは前記第１のインジェクタの流量サイズよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記第２のインジェクタに供給される燃料の圧力は前記第１のインジェクタに供給される燃料の圧力よりも高いことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
前記燃料噴射制御装置は、要求燃料噴射量が前記基準値よりも少ない場合、前記第２のインジェクタのみを作動させることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【国際調査報告】
2012131943.tif 000012
2012131943.tif 000013
2012131943.tif 000014
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