(57)【要約】【課題】内燃機関の温度が低い冷間時における燃料の拡散や気化を促進させることが可能な内燃機関の燃料噴射装置を提供する。【解決手段】気筒２に第１吸気ポート６ａ及び第２吸気ポート６ｂが設けられ、第２吸気ポート６ｂを開閉する第２吸気弁８ｂを閉弁状態に維持しつつ第１吸気ポート６ａを開閉する第１吸気弁８ａを開閉駆動する第２吸気弁停止モードを実行可能な動弁機構１１を備えた内燃機関１の燃料噴射装置１２において、噴孔１３ａが形成されている部分を加熱する加熱ヒータ１７を有し、第１吸気ポート６ａに設けられた第１燃料噴射弁１３と、第２吸気ポート６ｂに設けられた第２燃料噴射弁１４とを備え、内燃機関１の運転時の機関温度が所定温度より低い場合、第１燃料噴射弁１３の噴孔１３ａが形成されている部分が加熱されるように加熱ヒータ１７が制御されるとともに第２吸気弁停止モードが実行されるように動弁機構１１が制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の気筒に設けられた２つの吸気ポートと、前記２つの吸気ポートの一方の吸気ポートを開閉する第１吸気弁と、前記２つの吸気ポートの他方の吸気ポートを開閉する第２吸気弁と、前記第２吸気弁を閉弁状態に維持しつつ前記第１吸気弁を開閉駆動する第２吸気弁停止モードを実行可能な動弁機構と、を備えた内燃機関に適用され、
燃料を噴射するための噴孔が形成されている部分を加熱する加熱手段を有し、前記一方の吸気ポートに設けられた第１燃料噴射弁と、前記他方の吸気ポートに設けられた第２燃料噴射弁と、前記内燃機関の運転時の機関温度が所定温度より低い場合、前記第１燃料噴射弁の前記噴孔が形成されている部分が加熱されるように前記加熱手段を制御するとともに前記第２吸気弁停止モードが実行されるように前記動弁機構を制御する制御手段と、を備えた内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項２】
前記内燃機関は、アルコールを含んだ燃料で運転可能であり、
前記動弁機構は、前記第１吸気弁を閉弁状態に維持しつつ前記第２吸気弁を開閉駆動する第１吸気弁停止モードを実行可能であり、
前記制御手段は、前記内燃機関の燃料のアルコール濃度が所定の判定濃度より高い場合、前記内燃機関の始動時に最初の１サイクル目では前記第２吸気弁停止モードが実行されるように前記動弁機構を制御するとともに前記第１燃料噴射弁の前記噴孔が形成されている部分が加熱されるように前記加熱手段を制御し、かつ前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁の両方から燃料が噴射されるように前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁の動作をそれぞれ制御し、次の２サイクル目では前記第１吸気弁停止モードが実行されるように前記動弁機構を制御するとともに前記加熱手段を停止させ、かつ前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁がそれぞれ閉弁状態に維持されるように前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁をそれぞれ制御する請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通の気筒に接続された２つの吸気ポートのそれぞれに燃料噴射弁が設けられた内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１つの気筒に接続された２つの吸気ポートにそれぞれ燃料噴射弁が設けられた内燃機関が知られている。また、このような内燃機関において各燃料噴射弁から気筒内に吸気弁の傘部と吸気ポートの開口部との間を通過して扁平形状の燃料噴霧を気筒内に噴射することにより、気筒内に導入される空気の温度を低下させて充填効率を向上させるものが知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２、３が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２５３３３号公報
【特許文献２】特開２００７−２９２０５８号公報
【特許文献３】特開２００７−１５４８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
気筒内にその気筒の中心線回りに旋回する旋回流、いわゆるスワール流を形成し、このスワール流により燃料の拡散や気化を促進させて内燃機関の燃焼を改善する方法が知られている。また、気筒内に強いスワール流が形成されると、このスワール流によって燃料を旋回させることができるので、気筒の内面に燃料が付着することを抑制できる。特許文献１の内燃機関では、各吸気ポートの燃料噴射弁から噴射された燃料噴霧が気筒内で互いに逆方向に旋回するので、気筒内に強いスワール流が形成され難い。そのため、燃料の拡散や気化が阻害されたり、気筒の内面に燃料が付着し易くなったりするおそれがある。特に、内燃機関の温度が低いとき、いわゆる冷間時には、燃料の温度や気筒内の温度が低いため、燃料が気化し難くなる。そして、このように燃料の拡散や気化が阻害されたり燃料が気筒の内面に付着したりすると、内燃機関の燃焼が不安定になるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、内燃機関の温度が低い冷間時における燃料の拡散や気化を促進させることが可能な内燃機関の燃料噴射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】
【０００６】
本発明の内燃機関の燃料噴射装置は、共通の気筒に設けられた２つの吸気ポートと、前記２つの吸気ポートの一方の吸気ポートを開閉する第１吸気弁と、前記２つの吸気ポートの他方の吸気ポートを開閉する第２吸気弁と、前記第２吸気弁を閉弁状態に維持しつつ前記第１吸気弁を開閉駆動する第２吸気弁停止モードを実行可能な動弁機構と、を備えた内燃機関に適用され、燃料を噴射するための噴孔が形成されている部分を加熱する加熱手段を有し、前記一方の吸気ポートに設けられた第１燃料噴射弁と、前記他方の吸気ポートに設けられた第２燃料噴射弁と、前記内燃機関の運転時の機関温度が所定温度より低い場合、前記第１燃料噴射弁の前記噴孔が形成されている部分が加熱されるように前記加熱手段を制御するとともに前記第２吸気弁停止モードが実行されるように前記動弁機構を制御する制御手段と、を備えた（請求項１）。
【０００７】
本発明の燃料噴射装置によれば、内燃機関の運転時の機関温度が所定温度より低い場合、加熱手段により第１燃料噴射弁の噴孔の周囲が加熱されるので、この第１燃料噴射弁から噴射される燃料の温度を高めることができる。また、この際には第２吸気弁停止モードが実行されるので、一方の吸気ポートのみから気筒に吸気を流入させることができる。そのため、気筒内に強いスワール流を形成することができる。そして、このように気筒内に噴射される燃料の温度を高めるとともに、気筒内に強いスワール流を形成することにより、気筒内における燃料の拡散及び気化を促進させることができる。また、強いスワール流により気筒の内面への燃料の付着を抑制できる。従って、内燃機関の温度が低い冷間時における燃料の拡散や気化を促進させることができる。これにより、冷間時における内燃機関の燃焼を安定化させ、冷間時の排気エミッションを低減することができる。
【０００８】
本発明の内燃機関の燃料噴射装置の一形態において、前記内燃機関は、アルコールを含んだ燃料で運転可能であり、前記動弁機構は、前記第１吸気弁を閉弁状態に維持しつつ前記第２吸気弁を開閉駆動する第１吸気弁停止モードを実行可能であり、前記制御手段は、前記内燃機関の燃料のアルコール濃度が所定の判定濃度より高い場合、前記内燃機関の始動時に最初の１サイクル目では前記第２吸気弁停止モードが実行されるように前記動弁機構を制御するとともに前記第１燃料噴射弁の前記噴孔が形成されている部分が加熱されるように前記加熱手段を制御し、かつ前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁の両方から燃料が噴射されるように前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁の動作をそれぞれ制御し、次の２サイクル目では前記第１吸気弁停止モードが実行されるように前記動弁機構を制御するとともに前記加熱手段を停止させ、かつ前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁がそれぞれ閉弁状態に維持されるように前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁をそれぞれ制御してもよい（請求項２）。
【０００９】
この形態によれば、燃料のアルコール濃度が所定の判定濃度より高い場合、始動の１サイクル目では第１吸気弁のみが開弁されて気筒内には第１燃料噴射弁から噴射された燃料のみが供給される。また、この際には加熱手段にて第１燃料噴射弁の噴孔の周囲が加熱されるので、加熱された燃料が気筒内に供給される。そのため、この１サイクル目では、一方の吸気ポートから気筒内に流入した吸気で気筒内に強いスワール流を形成するとともに、加熱手段で加熱した燃料を気筒内に供給できる。そのため、気筒内において燃料の拡散及び気化を促進させることができる。さらにこの１サイクル目では、第２吸気弁が閉弁状態に維持された他方の吸気ポート内にも第２燃料噴射弁から燃料が噴射される。この燃料は、他方の吸気ポート内に滞留するが、１サイクル目の燃料の爆発の熱によって気化する。そのため、２サイクル目に第２吸気弁を開弁することにより、気筒内に気化した燃料を供給することができる。また、この２サイクル目では、第２吸気弁のみが開弁されるので、他方の吸気ポートから気筒内に流入した吸気で、気筒内に強いスワール流を形成することができる。このようにこの形態によれば、始動時の１サイクル目及び２サイクル目において気筒内に強いスワール流を形成することができる。また、１サイクル目では、加熱手段で加熱した燃料を気筒内に供給でき、２サイクル目では１サイクル目の爆発の熱で気化した燃料を気筒内に供給できる。そのため、気筒内での燃料の拡散及び気化をそれぞれ促進させることができる。これにより、内燃機関の燃焼を安定させることができるので、内燃機関の始動性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上に説明したように、本発明の内燃機関の燃料噴射装置によれば、内燃機関の運転時の機関温度が所定温度より低い場合、気筒内に噴射される燃料の温度が高められるとともに気筒内に強いスワール流が形成されるので、燃料の拡散や気化を促進させたり気筒の内面への燃料の付着を抑制したりすることができる。そのため、内燃機関の温度が低い冷間時における燃料の拡散や気化を促進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の形態に係る燃料噴射装置が組み込まれた内燃機関の要部を示す図。
【図２】シリンダヘッド側から見た気筒を示す図。
【図３】噴孔の周囲の温度が常温のときに第１燃料噴射弁から噴射された燃料を示す図。
【図４】噴孔の周囲を８０°Ｃに昇温した状態の第１燃料噴射弁から噴射された燃料を示す図。
【図５】噴孔の周囲を１２０°Ｃに昇温した状態の第１燃料噴射弁から噴射された燃料を示す図。
【図６】第２燃料噴射弁が停止状態に維持されるとともに第１燃料噴射弁からエンジンの運転に必要な量の燃料が噴射され、動弁機構の第２吸気弁停止モードが実行され、加熱ヒータによって噴孔の周囲が８０°Ｃに昇温された状態におけるエンジンを示す図。
【図７】本発明の第２の形態に係る燃料噴射装置が組み込まれた内燃機関の要部を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る燃料噴射装置が組み込まれた内燃機関の要部を示している。この内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１は、車両に走行用動力源として搭載され、複数（図１では１つのみを示す。）の気筒２を備えている。各気筒２には、吸気通路３及び排気通路４が接続されている。吸気通路３は、共通部５と、この共通部５から分岐する２つの吸気ポート６ａ、６ｂとを備えている。そして、２つの吸気ポート６ａ、６ｂが気筒２に接続されている。以降、これら２つの吸気ポート６ａ、６ｂを区別するため、図１の左側の吸気ポートを第１吸気ポート６ａと呼び、右側の吸気ポートを第２吸気ポート６ｂと呼ぶ。排気通路４は、気筒２に接続される２つの排気ポート７ａ、７ｂを備えている。
【００１３】
気筒２には、第１吸気ポート６ａを開閉する第１吸気弁８ａ、及び第２吸気ポート６ｂを開閉する第２吸気弁８ｂが設けられている。各吸気弁８ａ、８ｂは、エンジン１のシリンダヘッド（不図示）に往復動可能に支持されるステム９ａ、９ｂと、ステム９ａ、９ｂの下端に設けられる傘部１０ａ、１０ｂを備えている。また、気筒２には、排気ポート７ａ、７ｂを開閉する不図示の排気弁が排気ポート７ａ、７ｂ毎に設けられている。エンジン１は、第１吸気弁８ａ及び第２吸気弁８ｂを開閉駆動する動弁機構１１を備えている。この動弁機構１１は、第２吸気弁８ｂを閉弁状態に維持しつつ第１吸気弁８ａを開閉駆動する第２吸気弁停止モードを実行可能なように構成されている。このような動弁機構１１としては、例えばエンジン１のクランク軸にて回転駆動されるカム軸と、そのカム軸に設けられて吸気弁を開閉駆動するカムとを備え、カム軸とカムとが一体に回転するようにこれらを連結したりその連結を解除したりすることが可能な動弁機構が設けられる。
【００１４】
エンジン１は、燃料噴射装置１２を備えている。燃料噴射装置１２は、第１燃料噴射弁１３及び第２燃料噴射弁１４を備えている。これら第１燃料噴射弁１３及び第２燃料噴射弁１４は、デリバリパイプ１５に接続されている。このデリバリパイプ１５には、不図示の燃料タンクから汲み出されて高圧燃料ポンプ１６で加圧された燃料が送られる。そして、デリバリパイプ１５内には、この加圧された燃料が蓄えられる。図２は、気筒２をシリンダヘッド側から見た図を示している。この図に示したように第１燃料噴射弁１３は、スリット状の噴孔１３ａを有している。この第１燃料噴射弁１３は、噴孔１３ａから気筒２内に向けて燃料Ｆ１が噴射されるように第１吸気ポート６ａに設けられている。第１燃料噴射弁１３には、加熱手段としての加熱ヒータ１７が設けられている。加熱ヒータ１７は、噴孔１３ａの周囲を加熱可能なように噴孔１３ａが形成されている先端部分に内蔵されている。第２燃料噴射弁１４は、その先端部分に複数の噴孔１４ａを有する多孔式の燃料噴射弁である。この第２燃料噴射弁１４は、各噴孔１４ａから気筒２内に向けて燃料Ｆ２が噴射されるように第２吸気ポート６ｂに設けられている。そのため、第１吸気ポート６ａが本発明の一方の吸気ポートに対応し、第２吸気ポート６ｂが本発明の他方の吸気ポートに対応する。
【００１５】
次に図３〜図５を参照して第１燃料噴射弁１３から噴射される燃料Ｆ１の形状と噴孔１３ａの周囲の温度との関係について説明する。図３は、加熱ヒータ１７を停止させた状態、すなわち噴孔１３ａの周囲の温度が常温のときに第１燃料噴射弁１３から噴射された燃料Ｆ１を示している。なお、図３の上の図は、その図中に示したようにスリット状の噴孔１３ａが横方向に延びるように第１燃料噴射弁１３を排気側から見たときの燃料Ｆ１の形状を示している。以降、この方向から見える面を第１燃料噴射弁１３の正面と呼ぶ。一方、図３の下の図は、その図中に示したようにスリット状の噴孔１３ａが紙面の奥側に延びるように第１燃料噴射弁１３を吸気ポート６ａ、６ｂの並び方向から見たときの燃料Ｆ１の形状を示している。以降、この方向から見える面を第１燃料噴射弁１３の側面と呼ぶ。図４は、加熱ヒータ１７を動作させて噴孔１３ａの周囲を８０°Ｃに昇温した状態の第１燃料噴射弁１３から噴射された燃料Ｆ１を示している。なお、図４も図３と同様に上の図が正面から見た図であり、下の図が側面から見た図である。図５は、加熱ヒータ１７を動作させて噴孔１３ａの周囲を１２０°Ｃに昇温した状態の第１燃料噴射弁１３から噴射された燃料Ｆ１を示している。なお、図５も図３と同様に上の図が正面から見た図であり、下の図が側面から見た図である。
【００１６】
これらの図に示したように正面から見た燃料Ｆ１の広がる角度（以下、正面噴霧角と称することがある。）θ１は、噴孔１３ａの周囲が常温の場合に大きく、噴孔１３ａの周囲の温度を８０°Ｃ、１２０°Ｃに昇温すると小さくなる。一方、側面から見た燃料Ｆ１の広がる角度（以下、側面噴霧角と称することがある。）θ２は、噴孔１３ａの周囲の温度が常温、８０°Ｃの場合に小さく、噴孔１３ａの周囲の温度を１２０°Ｃに昇温すると大きくなる。このように、第１燃料噴射弁１３は、噴孔１３ａの周囲の温度を８０°Ｃに昇温することにより正面噴霧角θ１及び側面噴霧角θ２をそれぞれ小さくして燃料を細長く噴射することができる。
【００１７】
動弁機構１１、第１燃料噴射弁１３、第２燃料噴射弁１４、及び加熱ヒータ１７の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０（図１参照）にてそれぞれ制御される。ＥＣＵ２０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだ周知のコンピュータユニットとして構成され、エンジン１に設けられた各種のセンサの出力信号に基づいてエンジン１の運転状態を制御する周知のものである。ＥＣＵ２０は、例えばエンジン１の運転状態に応じて各燃料噴射弁１３、１４から噴射させるべき燃料量を算出し、その算出した量の燃料が各燃料噴射弁１３、１４から噴射されるように各燃料噴射弁１３、１４の動作を制御する。また、ＥＣＵ２０は、排気の空燃比に基づいて各燃料噴射弁１３、１４から噴射させるべき燃料量をフィードバック補正する。ＥＣＵ２０には、エンジン１の運転状態を検出するためのセンサとしてエンジン１の機関回転速度（回転数）に対応する信号を出力するクランク角センサ２１、エンジン１の冷却水の温度に対応する信号を出力する水温センサ２２、吸入空気量に対応する信号を出力するエアフローメータ２３、及び排気の空燃比に対応する信号を出力する空燃比センサ２４等が接続されている。この他にもＥＣＵ２０に各種センサが接続されているが、それらの図示は省略した。
【００１８】
次に、ＥＣＵ２０による各燃料噴射弁１３、１４の制御方法について詳しく説明する。ＥＣＵ２０は、始動直後などエンジン１の運転時の機関温度が予め設定した所定温度より低い場合、いわゆる冷間時には、第２燃料噴射弁１４が停止状態に維持され、かつ第１燃料噴射弁１３からエンジン１の運転に必要な量の燃料が噴射されるように各燃料噴射弁１３、１４の動作を制御する。エンジン１の機関温度は、例えばエンジン１の冷却水の温度に基づいて推定すればよい。所定温度としては、例えばエンジン１の暖機完了時の機関温度が設定される。また、ＥＣＵ２０は、このような冷間時に動弁機構１１の第２吸気弁停止モードを実行する。さらに、ＥＣＵ２０は、第１燃料噴射弁１３の噴孔１３ａの周囲の温度が８０°Ｃになるように加熱ヒータ１７の動作を制御する。この際、ＥＣＵ２０は、噴孔１３ａの周囲の温度が８０°Ｃに維持されるように加熱ヒータ１７の動作及び停止を切り替える制御、いわゆるサーモスタット制御を加熱ヒータ１７に対して行う。図６は、このように各燃料噴射弁１３、１４、加熱ヒータ１７、及び動弁機構１１の動作が制御されたときのエンジン１を示している。この図に示したように第２吸気弁停止モードが実行されているので、第１吸気ポート６ａのみから気筒２内に吸気が流入する。そのため、気筒２内に強いスワール流Ｓが形成される。また、加熱ヒータ１７によって噴孔１３ａの周囲が８０°Ｃに加熱されているので、上述したように第１燃料噴射弁１３からは燃料Ｆ１が細長く噴射される。そのため、図６に示したように燃料Ｆ１が第１吸気弁８ａのステム９ａに当たることを回避できる。なお、このように各燃料噴射弁１３、１４、加熱ヒータ１７、及び動弁機構１１を制御することにより、ＥＣＵ２０が本発明の制御手段として機能する。
【００１９】
また、ＥＣＵ２０は、エンジン１が低回転、高負荷で運転されている場合にも第２燃料噴射弁１４が停止状態に維持され、かつ第１燃料噴射弁１３からエンジン１の運転に必要な量の燃料が噴射されるように各燃料噴射弁１３、１４の動作を制御する。また、ＥＣＵ２０は、この際に動弁機構１１の第２吸気弁停止モードを実行する。さらに、ＥＣＵ２０は、噴孔１３ａを通過した燃料が超臨界温度まで昇温されるように加熱ヒータ１７の動作を制御する。この際、ＥＣＵ２０は、第１燃料噴射弁１３の噴孔１３ａの周囲の温度が約２００°Ｃになるように加熱ヒータ１７の動作を制御する。このように加熱ヒータ１７の動作を制御することにより、燃料を完全にガス化させることができる。また、燃料を改質してアセチレンを発生させることができる。
【００２０】
この他、ＥＣＵ２０は、各燃料噴射弁１３、１４の制御値と排気の空燃比とに基づいて各燃料噴射弁１３、１４の異常の有無を診断する。上述したようにＥＣＵ２０は、排気の空燃比に基づいて各燃料噴射弁１３、１４から噴射させるべき燃料量をフィードバック補正している。そのため、例えば第１燃料噴射弁１３に詰まりが生じて第１燃料噴射弁１３から噴射される燃料量が減少した場合は、排気の空燃比がリーン側に変化し、燃料量を増加させるようにフィードバック補正が行われる。そして、この際のフィードバック補正の補正量が予め設定した許容値を超えた場合に第１燃料噴射弁１３に異常があると診断すればよい。そこで、まず第１燃料噴射弁１３及び第２燃料噴射弁１４の両方から燃料を噴射させているときにおけるフィードバック補正から燃料噴射弁１３、１４のいずれかに異常があるか否か診断する。この際に異常があると診断された場合は、次に第１燃料噴射弁１３のみから燃料を噴射させているときのフィードバック補正に基づいて第１燃料噴射弁１３に異常があるか否か診断する。第１燃料噴射弁１３に異常があると診断した場合、ＥＣＵ２０は加熱ヒータ１７の制御を中止するとともに第２吸気弁停止モードを中止する。そして、故障警告灯を点灯させる。一方、第１燃料噴射弁１３に異常がないと診断した場合は第２燃料噴射弁１４に異常があると診断する。この場合、ＥＣＵ２０は第１燃料噴射弁１３のみでエンジン１を運転させつつ故障警告灯を点灯させる。
【００２１】
第１の形態の燃料噴射装置１２によれば、エンジン１の運転時の機関温度が所定温度より低い場合、ＥＣＵ２０は、第２燃料噴射弁１４が停止状態に維持され、かつ第１燃料噴射弁１３からエンジン１の運転に必要な量の燃料が噴射されるように各燃料噴射弁１３、１４の動作を制御する。また、ＥＣＵ２０は、この際に動弁機構１１の第２吸気弁停止モードを実行するとともに第１燃料噴射弁１３の噴孔１３ａの周囲の温度が８０°Ｃになるように加熱ヒータ１７の動作を制御する。これにより、気筒２内に強いスワール流Ｓを形成しつつ気筒２内に加熱ヒータ１７で加熱した燃料を供給できる。そのため、気筒２内における燃料の拡散及び気化を促進させることができる。また、図６に示したように第１燃料噴射弁１３から燃料が細長く噴射されるので、第１吸気弁８ａのステム９ａに当てることなく気筒２内に燃料Ｆ１を供給できる。さらにこの燃料Ｆ１を強いスワール流Ｓに乗せることにより、気筒２の内面への燃料の付着を抑制できる。従って、エンジン１の温度が低い冷間時に、燃料が気筒２の内面や吸気弁８ａ、８ｂに付着することを抑制するとともに気筒２内での燃料の拡散及び気化を促進させることができる。そして、これにより冷間時におけるエンジン１の燃焼を安定化させ、冷間時の排気エミッションを低減することができる。なお、ここでは第１燃料噴射弁１３の噴孔１３ａの周囲の温度を８０°Ｃに昇温したが、燃料が細長く噴射される温度は噴孔１３ａの形状等に応じて変化する。そのため、冷間時に昇温すべき温度は８０°Ｃに限定されず、噴孔１３ａから細長く燃料が噴射される温度であればよい。
【００２２】
また、エンジン１が低回転、高負荷で運転されている場合は、動弁機構１１の第２吸気弁停止モードが実行されるとともに、第１燃料噴射弁１３の噴孔１３ａの周囲の温度が約２００°Ｃになるように加熱ヒータ１７が制御される。これにより第１燃料噴射弁１３から噴射される燃料を超臨界温度まで昇温できるので、燃料をガス化して気筒２内での燃料の拡散を促進することができる。また、燃料を改質してアセチレンを発生させることにより、燃焼を促進させることができる。そのため、エンジン１のトルク変動を抑制することができる。
【００２３】
さらに、この燃料噴射装置１２では、第１燃料噴射弁１３及び第２燃料噴射弁１４の両方から燃料を噴射させたり、第１燃料噴射弁１３のみから燃料を噴射させたりするので、これらのそれぞれにおけるフィードバック補正の内容に基づいて第１燃料噴射弁１３又は第２燃料噴射弁１４のいずれに異常があるのかを容易に診断することができる。
【００２４】
（第２の形態）
図７は、本発明の第２の形態に係る燃料噴射装置が組み込まれた内燃機関を示している。なお、図７において図１と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。このエンジン１は、エタノール等のアルコールを含んだ燃料で運転可能である。なお、エンジン１は、アルコール濃度が１００％、すなわちアルコールのみでも運転可能である。そのため、この形態のエンジン１は、不図示の燃料タンクに貯留されている燃料のアルコール濃度に対応する信号を出力するアルコール濃度センサ２５を備えている。アルコール濃度センサ２５は、ＥＣＵ２０に接続されている。また、この形態の動弁機構１１は、第２吸気弁停止モードに加えて、第１吸気弁８ａを閉弁状態に維持しつつ第２吸気弁８ｂを開閉駆動する第１吸気弁停止モードを実行可能なように構成されている。
【００２５】
この第２の形態においてＥＣＵ２０は、エンジン１の始動時に燃料のアルコール濃度に応じて始動方法を変更する。燃料のアルコール濃度が所定の判定濃度、例えば５０％以下の場合、ＥＣＵ２０は吸気行程時に第１吸気弁８ａ及び第２吸気弁８ｂの両方が開弁されるように動弁機構１１を制御するとともに第１燃料噴射弁１３及び第２燃料噴射弁１４の両方から燃料が噴射されるように各燃料噴射弁１３、１４を制御する。以下、この制御を通常制御と呼ぶ。なお、所定の判定濃度は、始動時における制御の切り替えの判断基準として設定される値であり、例えば燃料のアルコール濃度が判定濃度以下の場合にはその燃料の蒸気圧がガソリンの蒸気圧より高くなる濃度が設定される。
【００２６】
一方、燃料のアルコール濃度が所定の判定濃度より高い場合、ＥＣＵ２０は以下に説明する方法でエンジン１を始動する。燃料のアルコール濃度が所定の判定濃度より高い場合、ＥＣＵ２０はまず始動の１サイクル目に動弁機構１１の第２吸気弁停止モードを実行する。また、ＥＣＵ２０は、この１サイクル目の吸気行程時に第１燃料噴射弁１３から始動の１サイクル目に気筒２に供給すべき量の燃料が噴射されるとともに第２燃料噴射弁１４から始動の２サイクル目に気筒２に供給すべき量の燃料が噴射されるようにこれら燃料噴射弁１３、１４の動作を制御する。さらにＥＣＵ２０は、第１燃料噴射弁１３の噴孔１３ａの周囲の温度が所定温度まで昇温されるように加熱ヒータ１７を制御する。所定温度としては、例えば８０°Ｃが設定される。次の２サイクル目においてＥＣＵ２０は、動弁機構１１の第１吸気弁停止モードを実行するとともに加熱ヒータ１７を停止する。また、ＥＣＵ２０は、第１燃料噴射弁１３及び第２燃料噴射弁１４の両方を閉弁状態に維持する。以降、ＥＣＵ２０は、エンジン１の燃焼が安定するまでこの１サイクル目と２サイクル目の制御を繰り返し実行する。エンジン１の燃焼が安定した後、ＥＣＵ２０は上述した通常制御に切り替える。
【００２７】
このように各燃料噴射弁１３、１４、動弁機構１１、及び加熱ヒータ１７の動作を制御することにより、この制御では始動の１サイクル目に第１吸気ポート６ａのみから気筒２内に吸気を流入させることができる。そのため、気筒２内に強いスワール流を形成することができる。また、加熱ヒータ１７で噴孔１３ａの周囲が加熱されるので、気筒２内に加熱した燃料を供給できる。さらにこの制御では、第２吸気弁８ｂが閉弁状態に維持された第２吸気ポート６ｂ内に第２燃料噴射弁１４から燃料が噴射されるので、この第２吸気ポート６ｂ内に燃料を溜めておき、１サイクル目の爆発の熱でこの燃料を気化させることができる。次の２サイクル目では、動弁機構１１の第１吸気弁停止モードが実行されるので、第２吸気ポート６ｂから気筒２内に吸気を流入させることができる。そのため、この吸気によって気筒２内に強いスワール流を形成することができる。また、このように第２吸気弁８ｂを開弁することにより、１サイクル目の爆発で気化させた燃料を気筒２内に供給することができる。さらに加熱ヒータ１７が停止されるので、燃料が第１燃料噴射弁１３内で気化することを防止できる。
【００２８】
以上に説明したように第２の形態によれば、燃料のアルコール濃度が所定の判定濃度より高い場合は第１吸気ポート６ａからは加熱ヒータ１７で加熱された燃料が供給され、第２吸気ポート６ｂからは燃料の爆発で生じた熱で気化した燃料が供給される。すなわち、気筒２内には加熱された燃料又は気化した燃料が供給されるので、気筒２内における燃料の拡散及び気化を促進させることができる。また、第１吸気弁８ａと第２吸気弁８ｂとが交互に開弁されるので、第１吸気ポート６ａ又は第２吸気ポート６ｂのいずれか一方のみから吸気を気筒２内に流入させることができる。そのため、気筒２内に強いスワール流を形成することができる。そのため、燃料の拡散、気化をさらに促進させることができる。そして、このように燃料の拡散及び気化を促進させることにより、燃料の燃焼を安定化させることができるので、エンジン１の始動性を向上させることができる。また、このような始動方法を冷間時に行うことにより、エンジン１の冷間時の始動性を向上させることができる。
【００２９】
一方、燃料のアルコール濃度が所定の判定濃度以下の場合、その燃料の蒸気圧はガソリンの蒸気圧よりも高くなる。そこで、このようにアルコール濃度が所定の判定濃度以下の場合は通常制御でエンジン１を始動する。これにより、各燃料噴射弁１３、１４の油密を抑制することができる。
【００３０】
本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明の燃料噴射装置が適用される内燃機関の動弁機構は上述した形態のものに限定されない。この動弁機構は、一方の吸気弁を閉弁状態に維持したまま他方の吸気弁を開閉駆動できるものであればよく、例えば電磁コイルで吸気弁を開閉駆動する電磁駆動機構でもよい。また、吸気弁を開閉駆動するためのカムを電動モータで駆動する動弁機構でもよい。上述した各形態において第２吸気ポートに設けられる燃料噴射弁は、スリット式の燃料噴射弁でもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  内燃機関
２  気筒
６ａ  第１吸気ポート（一方の吸気ポート）
６ｂ  第２吸気ポート（他方の吸気ポート）
８ａ  第１吸気弁
８ｂ  第２吸気弁
１１  動弁機構
１２  燃料噴射装置
１３  第１燃料噴射弁
１３ａ  噴孔
１４  第２燃料噴射弁
１７  加熱ヒータ（加熱手段）
２０  エンジンコントロールユニット（制御手段）
【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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